KR20240055671A - 컵, 액 처리 장치 및 액 처리 방법 - Google Patents

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류노스케 히가시
겐지 야다
요시히로 이무라
코헤이 카와카미
유헤이 마에다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

액 처리 대상인 기판의 주위의 기류를 조정하여, 처리 상태를 원하는 것으로 한다. 본 개시의 컵은, 컵의 중심축측을 향해 각각 개구되는 환상로이며, 또한 서로 구획된 제 1 배기로, 기판으로부터의 비산물을 회수하는 비산물 회수로, 제 2 배기로의 각각을, 컵 내에 있어서의 기판에 대한 당해 컵의 주연측에, 상방을 향해 차례로 형성하는 유로 형성 부재와, 제 1 배기로, 비산물 회수로, 제 2 배기로의 각각이 컵의 주연측을 향해 일괄하여 배기되도록 당해 각 로에 접속되는 합류 배기로와, 유로 형성 부재에 포함되고, 상방, 하방에 각각 비산물 회수로, 제 1 배기로를 형성하고, 기판의 외주를 따라 형성된 제 1 환상부와, 제 1 환상부와 기판이 이루는 간극에 비해 압력 손실이 커지도록, 비산물 회수로와 합류 배기로를 연통시키기 위하여 유로 형성 부재에 마련되는 연통 홀을 구비한다.

Description

컵, 액 처리 장치 및 액 처리 방법 {CUP, LIQUID PROCESSING APPARATUS, AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 개시는 컵, 액 처리 장치 및 액 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 기재함)에 대하여 각종 처리액을 공급하여 처리를 행한다. 특허 문헌 1에서는, 컵 내에 수용된 웨이퍼에 대하여 레지스트를 공급하여 레지스트막을 형성하는 장치에 대하여 나타나 있다.
일본특허공개공보 2014-151249호
본 개시는, 액 처리 대상인 기판의 주위의 기류를 조정하여, 처리 상태를 원하는 것으로 할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 컵은, 배치부에 배치되어 처리액이 공급되는 기판을 둘러싸고, 또한 내부가 배기되는 컵에 있어서,
상기 컵의 중심축측을 향해 각각 개구되는 환상로(環狀路)이며, 또한 서로 구획된 제 1 배기로, 상기 기판으로부터의 비산물을 회수하는 비산물 회수로, 제 2 배기로의 각각을, 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판에 대한 상기 컵의 주연측에, 상방을 향해 차례로 형성하는 유로 형성 부재와,
상기 제 1 배기로, 상기 비산물 회수로, 상기 제 2 배기로의 각각이 상기 컵의 주연측을 향해 일괄하여 배기되도록 상기 각 로에 접속되고, 또한 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판의 하방에 마련되는 합류 배기로와,
상기 유로 형성 부재에 포함되고, 상방, 하방에 각각 상기 비산물 회수로, 상기 제 1 배기로를 형성하고, 상기 기판의 외주를 따라 형성된 제 1 환상부와,
상기 제 1 환상부와 상기 기판이 이루는 간극에 비해 압력 손실이 커지도록, 상기 비산물 회수로와 상기 합류 배기로를 연통시키기 위하여 상기 유로 형성 부재에 마련되는 연통 홀
을 구비한다.
본 개시는, 액 처리 대상인 기판의 주위의 기류를 조정하여, 처리 상태를 원하는 것으로 할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제 1 실시 형태에 따른 컵을 구비하는 레지스트막 형성 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 레지스트막 형성 장치의 평면도이다.
도 3은 상기 컵의 종단 사시도이다.
도 4는 상기 컵의 종단 측면도이다.
도 5는 상기 컵에 있어서의 기류의 흐름을 나타내는 종단 측면도이다.
도 6은 상기 컵의 변형예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 7은 상기 컵의 다른 변형예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 8은 상기 컵의 다른 변형예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 9는 상기 컵의 다른 변형예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 10은 상기 컵의 제 2 실시 형태를 나타내는 종단 측면도이다.
도 11은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 12는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
<제 1 실시 형태>
본 개시의 제 1 실시 형태에 따른 컵(3)을 구비한 레지스트막 형성 장치(1)에 대하여, 도 1의 종단 측면도 및 도 2의 평면도를 참조하여 설명한다. 액 처리 장치의 일례인 레지스트막 형성 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 시너 및 레지스트를 스핀 코트에 의해 차례로 도포하여, 레지스트막을 형성한다. 시너 및 레지스트는 웨이퍼(W)의 처리액이며, 시너는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 레지스트에 대한 습윤성을 높이는 개질액이다. 웨이퍼(W)는 원형의 기판이며, 그 직경은 예를 들면 300 mm이다. 레지스트막 형성 장치(1)는, 처리액 공급 기구(2)와, 컵(3)과, 스핀 척(11)과, 회전 기구(13)와, 웨이퍼 전달 기구(15)를 구비하고, 컵(3)에 수납되어 둘러싸인 상태의 웨이퍼(W)에 대하여 처리를 행한다.
상방이 개구되는 컵(3) 내에, 스핀 척(11)이 마련되어 있다. 스핀 척(11)은 웨이퍼(W)의 배치부이며, 배치된 웨이퍼(W)의 하면 중앙부를 흡착하여, 당해 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 스핀 척(11)은 연직으로 연장되는 샤프트(12)를 개재하여 회전 기구(13)에 접속되어 있다. 회전 기구(13)에 의해 스핀 척(11)에 유지된 웨이퍼(W)가, 연직축 둘레로 회전한다. 샤프트(12)는 수평으로 마련된 원판(14)을 관통하여 마련되어 있다.
웨이퍼 전달 기구(15)는, 3 개의 리프트 핀(16)과 승강 기구(17)를 포함한다. 3 개의 리프트 핀(16)은 샤프트(12)를 둘러싸고, 또한 각각 원판(14)을 관통하여 연직으로 연장하도록 마련되고, 승강 기구(17)에 의해 승강한다. 리프트 핀(16)의 상단(上端)은 상승 시에 컵(3)의 상방으로 돌출함으로써, 스핀 척(11)과, 도시하지 않는 반송 기구와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다.
처리액 공급 기구(2)에 대하여 설명한다. 처리액 공급 기구(2)는, 레지스트 공급 노즐(21), 시너 공급 노즐(22), 레지스트 공급부(23), 시너 공급부(24), 암(25), 이동 기구(26), 가이드(27) 및 대기부(28)를 구비한다. 레지스트 공급 노즐(21)은, 레지스트 공급부(23)로부터 압송되는 레지스트를 연직 하방으로 토출한다. 시너 공급 노즐(22)은, 시너 공급부(24)로부터 압송되는 레지스트를 연직 하방으로 토출한다. 레지스트 공급부(23), 시너 공급부(24)는 펌프 및 밸브를 포함하여, 원하는 타이밍에 레지스트, 시너를 각각 압송할 수 있다.
암(25)의 선단측에 레지스트 공급 노즐(21) 및 시너 공급 노즐(22)이 지지된다. 암(25)의 기단측은 이동 기구(26)에 접속되어 있다. 이동 기구(26)는 가이드(27)를 따라 수평 이동 가능하며, 또한 암(25)을 승강시킬 수 있다. 컵(3)의 외측에 상방으로 개구되는 대기부(28)가 마련되어 있다. 이동 기구(26)에 의해, 레지스트 공급 노즐(21) 및 시너 공급 노즐(22)은, 대기부(28)의 개구 내와 컵(3) 내와의 사이를 이동하여, 웨이퍼(W)의 중심부 상에 시너 및 레지스트를 공급할 수 있다. 또한, 도 1 중 29는 대기 공급부이며, 암(25)의 이동에 간섭하지 않도록 컵(3)의 상방에 마련되어, 하방을 향해 청정한 대기를 공급한다.
또한, 레지스트막 형성 장치(1)는 제어부(10)를 구비하고 있다. 제어부(10)는 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 프로그램을 구비하고 있다. 이 프로그램에는, 레지스트막 형성 장치(1)에 있어서의 일련의 동작을 실시할 수 있도록, 단계군이 짜여 있다. 그리고, 당해 프로그램에 의해 제어부(10)는 레지스트막 형성 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 출력하고, 당해 각 부의 동작이 제어된다. 구체적으로 회전 기구(13)에 의한 스핀 척(11)의 회전, 승강 기구(17)에 의한 리프트 핀(16)의 승강, 레지스트 공급부(23) 및 시너 공급부(24)로부터의 처리액의 각 노즐로의 공급, 이동 기구(26)에 의한 각 노즐의 이동 등의 각 동작이, 상기의 제어 신호에 의해 제어된다. 상기의 프로그램은, 예를 들면 콤팩트 디스크, 하드 디스크, DVD 등의 기억 매체에 저장되어, 제어부(10)에 인스톨된다.
이어서, 컵(3)에 대하여 설명한다. 웨이퍼(W)의 처리 중에 컵(3) 내는 배기되어, 대기 공급부(29)로부터 공급되는 대기를 흡인하고, 당해 웨이퍼(W)로부터 컵(3) 밖으로의 각 액(미스트도 포함함)의 비산이 방지된다. 이 대기의 흡인에 의해, 컵(3) 내에는 기류가 형성되는데, 웨이퍼(W)의 주위의 기류를 제어하여, 웨이퍼(W)의 면내에서의 레지스트막의 막 두께의 균일성을 높게 할 수 있도록 컵(3)에 유로(배기로)가 형성되어 있다.
도 1, 도 2에서는, 컵(3)의 중심축을 P로서 나타내고 있다. 또한, 스핀 척(11)의 회전 중심은 이 중심축(P) 상에 위치하고, 웨이퍼(W)는 그 중심이, 중심축(P) 상에 위치하도록 당해 스핀 척(11)에 배치된다. 컵(3)은 원형으로 상방에 개구부(31)를 구비하고 또한 측벽(39) 및 저벽(43)을 구비하고 있으며, 중심축(P)에 대하여 회전 대칭인 구조이다.
이후는, 도 3의 컵(3)의 둘레 방향의 일부를 나타낸 종단 사시도도 참조하여 설명한다. 컵(3)은 복수의 환상 부재가, 중심축(P)에 각각의 중심이 일치하도록 서로 조합됨으로써 구성되어 있고, 서로의 상대 위치가 고정되어 있다. 그와 같이 조합되고 또한 서로 고정되는 환상 부재에 대하여, 언더 컵(41), 이너 컵(51), 미들 컵(61), 어퍼 컵(71), 서브 엣지 링(81)이라 호칭한다.
언더 컵(41)은, 컵(3)의 저벽(43) 및 측벽(39)의 하부측을 형성한다. 이 언더 컵(41)은, 당해 원판(14)의 외측을 연직 하방을 향해 연장되는 내통부(42)를 구비하고, 내통부(42)의 상단부는, 원판(14)에 접속되어 있다. 그리고 내통부(42)의 하단(下端)은, 외측 하방으로 넓어짐으로써 컵(3)의 저벽(43)을 형성하고, 저벽(43)의 상면은 주연측이 낮아지는 비교적 완만한 경사면을 이룬다. 저벽(43)의 외주연은 연직 상방으로 연신되어 원통 형상의 외통부(44)를 형성한다. 컵(3)의 측벽(39)은, 이 외통부(44)와 후술하는 어퍼 컵(71)의 원통부(72) 및 미들 컵(61)의 원통부(62)에 의해 형성된다. 저벽(43)의 주연부에는 배액구(45)가 개구되어 있다. 그리고 저벽(43)에 있어서, 배액구(45)가 개구되는 위치보다 내측(중심축(P)측)에는 기립한 배기관(46)이 마련되어 있고, 저벽(43)의 상방에 당해 배기관(46)에 의해 형성되는 배기구가 개구되어 있다.
다음으로 이너 컵(51)에 대하여 설명한다. 이너 컵(51)의 내주연부는, 언더 컵(41)의 내통부(42) 상에 지지되어 있다. 그와 같이 지지되는 내주연부로부터 컵(3)의 주연측(측벽(39)측)을 향해 판상(板狀)의 부재가 연신되고, 당해 판상 부재에 의해 각각 환상인 내측 경사부(52)와, 외측 경사부(53)가 형성된다. 내측 경사부(52)는 컵(3)의 주연측을 향함에 따라 상승하도록 형성된다. 외측 경사부(53)는, 내측 경사부(52)에 대하여 컵(3)의 주연측에 위치하고, 또한 컵(3)의 주연측을 향함에 따라 하강하도록 형성되어 있다. 따라서, 내측 경사부(52) 및 외측 경사부(53)의 외형으로서는 종단 측면에서 봤을 때 산 형상이며, 이 산의 정부(頂部)는, 스핀 척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 주연부의 하방에 위치한다.
외측 경사부(53)의 상부측은 하측 비스듬한 방향으로 약간 오목하도록 굴곡짐으로써, 종단면에서 봤을 때 활 형상으로 되어 있다. 이 활 형상의 굴곡부를 53A라 하면, 외측 경사부(53)의 하부측은, 굴곡부(53A)의 하단으로부터, 컵(3)의 주연측 하방으로 종단면에서 봤을 때 비스듬하게 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있다. 이 때문에 외측 경사부(53)의 상면인 경사면에 대하여, 컵(3)의 주연측을 향해 보면, 도중에 수평면에 대한 경사가 완만해진 후, 약간 급해져 외주단(外周端)에 이르도록 형성되어 있다. 웨이퍼(W)로부터 유하(流下)한 처리액은, 이와 같이 경사면을 이루는 외측 경사부(53)의 상면을 통하여, 컵(3)의 주연측, 나아가서는 후술하는 합류 배기로(55)를 향해 가이드된다.
외측 경사부(53)의 주단(周端)으로부터 연직 하방으로 연신되도록 원통부(54)가 형성되어 있고, 배기관(46)보다 컵(3)의 주연측에 위치하고 있다. 이 원통부(54)의 외주면은, 언더 컵(41)의 외통부(44)의 내주면에 대하여 떨어지고 또한 대향한다. 그리고 외통부(44)와 원통부(54)와의 사이의 공간은, 웨이퍼(W)의 하방에 위치하는 배기로를 이룬다. 이 배기로는, 후술한 바와 같이 컵(3) 내에서 구획되는 각 영역으로부터의 배기류가 각각 유입되는 합류 배기로(55)를 이루고, 이 합류 배기로(55)를 통과한 배기류가, 배기관(46)으로 유입된다. 액체의 유입을 억제하기 위하여, 배기관(46)은 이너 컵(51)의 원통부(54)의 하단보다 상방으로 개구된다.
이어서, 미들 컵(61)에 대하여 설명한다. 미들 컵(61)은 연직으로 연장되는 원통부(62)를 구비하고 있고, 이 원통부(62)는 언더 컵(41)의 내통부(42) 상에 지지되어 있다. 그리고 원통부(62)의 하부측의 내주면은, 컵(3)의 중심축(P)을 향함에 따라 상방을 향하도록 연신됨으로써, 제 1 환상부인 미들 컵 본체(63)를 형성한다.
미들 컵 본체(63)는, 이너 컵(51)의 상방에 위치하는 환상 판이다. 그리고, 미들 컵 본체(63)와 이너 컵(51)과의 사이의 공간이, 하측 배기로(60)로서 형성되어 있다. 하측 배기로(60)는 중심축(P)측으로 개구되고 또한 합류 배기로(55)에 접속된 환상 배기로이며, 배기관(46)에 의한 합류 배기로(55)의 배기에 의해, 컵(3)의 주연측을 향해 배기된다. 미들 컵 본체(63)의 내주단(內周端)은, 스핀 척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 주단에 간격을 두고 근접한다. 따라서, 미들 컵 본체(63)의 내주단과 웨이퍼(W)의 주단과의 사이에는 원환 형상의 간극(64)이 형성되어 있고, 이 간극(64)은, 하측 배기로(60)로의 기류의 입구가 된다. 또한, 미들 컵 본체(63)의 주연부에는, 둘레 방향에 간격을 두고 복수의 관통 홀(65)이 연직 방향으로 형성되어 있고, 배기로를 이룬다.
미들 컵 본체(63)는 상기와 같이 웨이퍼(W)의 주단에 근접함으로써, 웨이퍼(W)의 주단부 상에 형성되는 기류가, 웨이퍼(W)의 중심측 상에 형성되는 기류에 대하여 크게 변이해 버리는 것을 억제하여, 웨이퍼(W)에 형성되는 레지스트막에 대하여, 웨이퍼(W)의 주단부와 중심부측과의 사이에서의 막 두께의 편차를 억제한다. 그와 같이 기류의 변이를 억제하는 것, 및 웨이퍼(W)로부터 비산하는 미스트가 되튀어 웨이퍼(W)에 부착하는 것이 억제되도록, 종단 측면에서 봤을 때 미들 컵 본체(63)의 내주단부(內周端部)에 대해서는, 중심축(P)을 향함에 따라 얇아짐으로써 뾰족해지고, 또한 그 상면이 수평면을 이룬다. 또한, 본 예에서는 당해 수평면은, 웨이퍼(W)의 상면보다 약간 상측에 위치하고 있다. 또한 미들 컵 본체(63)에 대해서는, 상기와 같이 첨두화(尖頭化)되어 있는 내주단부 이외의 부위는, 각 부에서 두께가 일정한 판상 부재로서 구성되어 있다.
미들 컵 본체(63)에 대하여, 내주단은 그와 같이 웨이퍼(W)에 근접하여 기류를 규제하는 한편, 주연측은 하방의 합류 배기로(55)를 향해 기류를 가이드할 수 있도록, 당해 미들 컵 본체(63)는 컵(3)의 주연을 향함에 따라 하강한다. 또한, 미들 컵 본체(63)는 중심축(P)으로부터 컵(3)의 주연으로 향하는 도중에 굴곡짐으로써, 주연측은 중심축(P)측에 비해 수평면에 대한 경사가 크고, 중심축(P)측에 위치하여 기울기가 작은 부위를 하부 중심측 경사부(63A), 굴곡부보다 주연측에 위치하여 기울기가 큰 부위를 하부 주연측 경사부(63B)로서 나타내고 있다. 이와 같이 미들 컵 본체(63)에 대하여, 컵(3)의 중심축(P)측과 주연측에서 기울기가 상이하도록 구성되는 이점에 대해서는 후술한다.
또한, 그 미들 컵 본체(63)의 굴곡부는, 이너 컵(51)의 활 형상의 굴곡부(53A)의 상방에 위치하고 있다. 이 때문에, 종단 측면에서 봤을 때 하측 배기로(60)는 하류 측으로 향하는 도중에 볼록해져 있고, 따라서 하측 배기로(60)는, 상류측에 대하여 하류측이 확장되어 있다. 이와 같이 하측 배기로(60)가 형성되는 이점에 대해서도 후술한다.
이어서, 어퍼 컵(71)에 대하여 설명한다. 어퍼 컵(71)은 연직으로 연장되는 원통부(72)를 구비하고 있고, 당해 원통부(72)는 미들 컵(61)의 원통부(62) 상에 지지되어 있다. 원통부(72)의 상연부(上緣部)는 중심축(P)을 향하도록 굴곡지고, 미들 컵 본체(63)의 상방을 당해 중심축(P)을 향해 수평으로 연장되는 상벽(73)을 형성한다. 그리고, 이 상벽(73)의 내주단부는 상방을 향하도록 굴곡됨으로써, 중심축(P)을 향함에 따라 상승하는 개구 가이드부(74)가 형성되어 있다. 개구 가이드부(74)로 둘러싸이는 원형 영역이 컵(3)의 개구부(31)이다.
개구 가이드부(74)가 상기한 형상이기 때문에, 개구부(31)에 대해서는, 하방측을 향함에 따라 직경이 확장되어 있다. 또한, 이와 같이 개구부(31)가 형성되는 것은, 상방으로부터 컵(3) 내로 향하는 기류를 컵(3)의 주연측으로 가이드하여, 후술하는 상측 배기로(70)로의 기류의 유입을 촉진시킴으로써 웨이퍼(W)의 면내의 막 두께의 균일성을 높게 하는 것에 기여한다.
다음으로 서브 엣지 링(81)에 대하여 설명한다. 서브 엣지 링(81)은, 어퍼 컵(71)과 미들 컵(61)과의 사이에 마련되어 있고, 서브 엣지 본체(86)와, 당해 서브 엣지 본체(86)를 어퍼 컵(71)에 대하여 지지하는 지지부(82)에 의해 구성되어 있다. 지지부(82)는 어퍼 컵(71)의 원통부(72)로부터 중심축(P)을 향해 수평으로 연장되고, 컵(3)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 마련되어 있다. 이 지지부(82)에 서브 엣지 본체(86)의 외주면이 접속되어 지지되어 있고, 컵(3)의 둘레 방향에 있어서의 지지부(82) 사이는 관통 홀(85)로서 구성되어 있다. 이 관통 홀(85)은 배기로를 이루고, 복수 마련되어 있다.
서브 엣지 본체(86)는, 중심축(P)을 향함에 따라 상방을 향하도록 연신된 제 2 환상부로서 구성되어 있고, 제 1 환상부인 미들 컵 본체(63)를 따라 형성되어 있다. 또한 서브 엣지 본체(86)는, 중심축(P)측을 향함에 따라 두께가 얇아짐으로써, 당해 서브 엣지 본체(86)의 내주단은 뾰족해져, 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액의 웨이퍼(W)에 대한 되튐이 방지되도록 구성되어 있다.
서브 엣지 본체(86)는, 컵(3)의 주연측으로부터 중심축(P)으로 향하는 도중에 굴곡되고, 이 굴곡부에 대한 컵(3)의 주연측의 부위, 중심축(P)측의 부위를, 상부 주연측 경사부(83), 상부 중심측 경사부(84)로서 각각 나타내고 있다. 상부 주연측 경사부(83) 및 상부 중심측 경사부(84)의 각각은, 수평면에 대하여 경사지고 또한 종단면에서 봤을 때 직선 형상으로 연신되어 형성되어 있다. 상부 주연측 경사부(83)가, 상부 중심측 경사부(84)보다 수평면에 대한 경사가 크다.
또한, 서브 엣지 본체(86)의 내주단은, 미들 컵(61)의 내주단보다 약간 컵(3)의 주연측에 위치하고, 당해 미들 컵(61)의 하부 중심측 경사부(63A) 상에 위치하고 있다. 그리고, 이 제 1 실시 형태의 컵(3)에서는, 상면에서 봤을 때의 서브 엣지 본체(86)의 내주단과, 어퍼 컵(71)의 내주단과의 위치가 일치되어 있다.
이상과 같이 서브 엣지 링(81)의 서브 엣지 본체(86)가 마련됨으로써, 당해 서브 엣지 본체(86)와 미들 컵(61)과의 사이, 당해 서브 엣지 본체(86)와 어퍼 컵(71)과의 사이에 각각, 중심축(P)을 향해 개구되고 또한 중심축(P)을 둘러싸는 환상 배기로가 형성되어 있다. 서브 엣지 본체(86)와 미들 컵(61)과의 사이의 배기로를 비산물 회수로(80)라 호칭하고, 서브 엣지 본체(86)와 어퍼 컵(71)과의 사이의 배기로를 상측 배기로(70)라 호칭한다. 따라서, 컵(3) 내에는, 서로 구획된 하측 배기로(60), 비산물 회수로(80), 상측 배기로(70)가, 이 순으로 상방을 향해 마련되어 있다. 또한, 서브 엣지 본체(86), 어퍼 컵(71)의 상벽(73), 미들 컵(61)의 미들 컵 본체(63)는 컵(3) 내를 구획하여, 이들 유로를 형성하는 구획 부재를 이룬다.
서브 엣지 링(81)의 관통 홀(85) 및 미들 컵(61)의 관통 홀(65)을 개재하여, 상측 배기로(70)는 합류 배기로(55)에 접속되어 있고, 합류 배기로(55)의 배기에 의해, 당해 하측 배기로(60)는 컵(3)의 주연측을 향해 배기된다. 상기한 바와 같이 하측 배기로(60)도 합류 배기로(55)에 접속되고, 후술하는 바와 같이 비산물 회수로(80)도 합류 배기로(55)에 접속된다. 따라서, 배기관(46)에 의한 합류 배기로(55)의 배기에 의해, 서로 구획되는 제 1 배기로인 하측 배기로(60), 제 2 배기로인 상측 배기로(70), 비산물 회수로(80)가 일괄하여 배기되는 구성으로 되어 있다.
서브 엣지 링(81) 및 비산물 회수로(80)에 대하여, 더 상세하게 설명한다. 또한, 컵(3)의 각 부를 확대하여 나타내는 종단 측면도인 도 4에 대해서도 적절히 참조한다. 서브 엣지 링(81)을 구성하는 상부 주연측 경사부(83) 및 상부 중심측 경사부(84), 미들 컵(61)을 구성하는 하부 중심측 경사부(63A) 및 하부 주연측 경사부(63B)에 대한 수평면에 대한 기울기는, 상부 주연측 경사부(83) > 하부 주연측 경사부(63B) > 하부 중심측 경사부(63A) > 상부 중심측 경사부(84)이다. 각 부의 기울기가 이러한 관계가 됨으로써, 비산물 회수로(80)의 개구 폭(H1) < 상측 배기로(70)의 개구 폭(H2)으로 되어 있다. 개구 폭(H1, H2)에 대하여, 이러한 대소 관계로 되어 있는 것은, 상측 배기로(70)로의 대기의 유입을 촉진시키게 되며, 그것은 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 면내의 막 두께의 균일성을 향상시키는 것에 기여한다.
서브 엣지 링(81)에 있어서의 서브 엣지 본체(86)의 외주연부의 하면은, 미들 컵(61)의 하부 주연측 경사부(63B)의 상면에 근접하고 또한 대향한다. 이 서로 근접하는 서브 엣지 본체(86)의 외주연부의 하면과, 하부 주연측 경사부(63B)의 상면이 이루는 원환 형상의 간극을, 연통 홀(30)이라 한다. 이 연통 홀(30)은 상기한 비산물 회수로(80)에 접속되고, 또한 당해 비산물 회수로(80)의 하류측에 마련되는 배기로이다. 그리고, 비산물 회수로(80)는, 이 연통 홀(30) 및 미들 컵(61)의 관통 홀(65)을 개재하여 합류 배기로(55)에 접속되어 있고, 합류 배기로(55)의 배기에 의해 당해 비산물 회수로(80)는 컵(3)의 주연측을 향해 배기된다. 연통 홀(30)의 폭(H3)은, 비산물 회수로(80)의 개구 폭(H1)보다 작게 형성되어 있다. 따라서, 비산물 회수로(80)의 개구로부터 합류 배기로(55)에 이르기까지의 유로는, 도중에 협착되는(하류측이 좁아지는) 구성으로 되어 있다.
상기의 비산물 회수로(80) 그리고 서브 엣지 링(81)을 마련하는 것의 이점에 대하여 설명하기 위하여, 당해 서브 엣지 링(81)이 마련되지 않는 것을 제외하면 컵(3)과 동일하게 구성된 컵을 비교예의 컵으로 하고, 이 비교예의 컵에 관한 설명을 행한다. 스핀 코트에 의해 막을 형성하면 웨이퍼(W)의 주단부에 있어서의 막 두께가, 주단부 이외의 부위에 있어서의 막 두께보다 커지는 경향이 있어, 비교예의 컵을 이용하여 웨이퍼(W)에 성막하면, 그 주단부에 있어서의 막 두께와, 주단부 이외의 부위의 막 두께와의 차가 비교적 커진다.
스핀 코트에 의해 성막함에 있어, 웨이퍼(W)의 주단부의 주위의 기류의 유속이 높을수록, 막 두께가 커지는 경향에 있는 것을 알고 있다. 이에 비교예의 컵에 대한 시뮬레이션을 행하여 컵 내의 기류의 유속에 대하여 조사하면, 그와 같이 웨이퍼(W)의 주단부의 주위에 있어서의 기류의 유속, 즉 기술한 간극(64) 및 당해 간극(64)의 주위에 있어서의 유속이 비교적 큰 것이 확인되었다. 또한, 간극(64)으로 이어지는 하측 배기로(60)에 대해서도 비교적 유속이 컸다.
상기한 바와 같이 미들 컵(61)은 웨이퍼(W)에 근접하도록 형성되는 점에서 간극(64)은 비교적 작고, 이 간극(64)에 있어서의 대기의 압력 손실은 비교적 크다. 이 때문에 비교예의 컵에 있어서, 컵의 개구부(31)로부터 흡인되는 대기는 주로 어퍼 컵(71)과 미들 컵(61)과의 사이의 유로(설명의 편의상, 유로(A)라 함)로 흐른다. 그러나 유로(A)와 간극(64)과의 거리는 비교적 가까운 점에서, 유로(A)를 향하는 대기 중 비교적 많은 대기가, 당해 간극(64)으로부터 흡인됨으로써 간극(64) 나아가서는 하측 배기로(60)로 유입되어, 이들 각 부에서의 유속이 커진다.
컵 내의 배기량을 작게 함으로써 웨이퍼(W)의 주단부에 있어서의 기류의 유속을 억제하는 것이 고려되지만, 그렇게 되면 웨이퍼(W)로부터 발생한 미스트의 제거 성능이 저하되어, 이물로서 웨이퍼(W)에 부착되어 버릴 우려가 있다. 그 외에, 미들 컵(61)의 두께를 크게 하여 유로(A)와 간극(64)을 비교적 크게 벌리는 것이 고려되지만, 그렇게 되면 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액(미스트 상태인 것을 포함함)이 미들 컵(61)에 충돌하여 되튀기 쉬워진다. 그 되튐에 의해, 처리 후의 웨이퍼(W)의 표면에는 당해 미스트로부터 생긴 이물이 잔류해 버리는 것이 염려된다.
이에 컵(3)에서는 서브 엣지 링(81)이 마련됨으로써, 어퍼 컵(71)과 미들 컵(61)과의 사이의 공간이 분할되어, 어퍼 컵(71) 및 미들 컵(61)에 의해 형성되는 상측 배기로(70)와 하측 배기로(60)와의 사이에, 이들 배기로에 대하여 구획되는 비산물 회수로(80)가 개재되는 구성으로 되어 있다. 이후에 상세하게 설명하는데, 이 비산물 회수로(80)에 대해서는 컵(3)의 개구부(31)로부터 진입한 대기가 유입되기 어려운 구성으로 되어 있다. 그 때문에 컵(3) 내로 유입되는 대기로부터 봤을 때, 상측 배기로(70)와 간극(64)과의 사이에는 마치 비교적 두꺼운 벽이 존재하는 상태로 되어 있어, 컵(3)의 개구부(31)으로부터 상측 배기로(70)로 향하는 대기로부터 봤을 때 간극(64)은 비교적 크게 벌어져 있기 때문에, 당해 간극(64)으로는 흡인되기 어렵다. 이 때문에 간극(64) 및 하측 배기로(60)로 흐르는 대기는 비교적 적어지기 때문에, 웨이퍼(W)의 주단부에 있어서의 기류의 유속이 억제된다. 즉, 기판의 주위의 기류가 조정된다. 그 결과로서 웨이퍼(W)의 주단부의 막 두께가 비교적 작아짐으로써, 당해 주단부 이외의 영역의 막 두께와의 편차가 억제되어, 웨이퍼(W)의 면내에는 균일성 높은 레지스트막이 형성된다.
그리고 비산물 회수로(80)에 대해서는 공간이기 때문에, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액에 대해서는, 이 비산물 회수로(80) 내로 진입 가능하다. 비산물 회수로(80)는 연통 홀(30)을 개재하여 합류 배기로(55)에 접속되므로, 그와 같이 비산물 회수로(80)로 공급된 처리액은, 합류 배기로(55)로 흘러 제거된다. 즉 상기한 미들 컵(61)을 두껍게 하는 구성과는 달리, 비산물 회수로(80)를 마련하는 컵(3)의 구성에서는, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액이 웨이퍼(W)를 향해 되튀는 것이 방지된다.
그런데 서브 엣지 링(81)에 의해 비산물 회수로(80)가 형성되어 있었다 하더라도, 가령 컵(3)의 개구부(31)로부터 이 비산물 회수로(80)로 많은 대기가 유입되어 버리는 구성이라 하면, 비교예의 컵과 마찬가지로 간극(64)으로 유입되는 대기의 양이 많아진다. 그렇게 되면, 웨이퍼(W)의 주단부에 있어서의 기류의 유속도 커져 버린다. 서브 엣지 링(81)은, 그러한 비산물 회수로(80)로의 다량의 대기의 유입이 방지되도록 구성되어 있다. 구체적으로, 상기한 간극(64)의 압력 손실보다, 서브 엣지 링(81)과 미들 컵(61)이 이루는 연통 홀(30)의 압력 손실이 크다. 따라서, 대기는 당해 연통 홀(30)을 통과하기 어렵고, 그 때문에 연통 홀(30)의 상류측에 위치하는 비산물 회수로(80)에 대해서도 대기가 유입되기 어렵다.
상기한 간극(64)의 압력 손실보다 연통 홀(30)의 압력 손실이 큰 것에는, 그 문언과 같은 간극(64)의 압력 손실보다 연통 홀(30)의 압력 손실이 큰 것 외에, 간극(64)의 개구 면적이, 연통 홀(30)의 개구 면적보다 작은 것이 포함된다. 간극(64)의 개구 면적이, 연통 홀(30)의 개구 면적보다 작은지 여부를 판정하는데 있어, 간극(64)의 개구 면적과, 연통 홀(30)의 개구 면적을 비교함에 있어서의 간극(64)의 개구 면적에 대하여 보충하여 설명한다. 레지스트막 형성 장치(1)로 반송되어 처리를 받는 웨이퍼(W)에 대하여, 이 반송 시에 형성되어 있는 막 종류, 막 두께에 대해서는 임의이기 때문에, 스핀 척(11)에 배치되는 웨이퍼(W)에 의해, 간극(64)의 크기는 바뀔 수 있다.
그러나, 연통 홀(30)의 개구 면적과의 비교를 위하여 간극(64)의 개구 면적을 산정함에 있어서는, 막이 형성되어 있지 않고, 또한 설계대로의 치수를 가지는 웨이퍼(W)가 스핀 척(11) 상의 설정대로의 위치에 배치되는 것을 상정한다. 즉, 웨이퍼(W)의 중심이 중심축(P)에 위치하고 있는 것으로 한다. 그와 같이 배치된 웨이퍼(W)의 상면의 외주단과 미들 컵(61)의 내주단과의 거리(H4)(도 4 참조)와, 당해 간극(64)의 컵(3)의 둘레 방향에 있어서의 길이로부터 간극(64)의 개구 면적을 산출하는 것으로 한다.
또한, 간극(64)의 개구 면적과 연통 홀(30)의 개구 면적을 비교하는데 있어서의 연통 홀(30)의 개구 면적에 대하여 설명한다. 연통 홀(30)에 대해서는, 유로 방향의 위치에 따라, 개구 면적은 바뀔 수 있는데, 이 개구 면적에 대해서는, 연통 홀(30)에 대하여, 가장 개구 면적이 작아지는 개소(압력 손실이 커지는 개소)의 개구 면적인 것으로 한다. 구체적으로, 본 예에서는 연통 홀(30)이 환상 홀이며, 또한 연통 홀(30)의 유로 방향에 있어서, 연통 홀(30)의 폭은 H3로서 균일하다. 그러나, 이 연통 홀(30)은 종단 측면에서 봤을 때 비스듬히 하방을 향해 형성되어 있기 때문에, 연통 홀(30)의 상류단(上流端)으로부터 하류단(下流端)으로 향함에 따라, 당해 연통 홀(30)의 둘레 방향의 길이에 대해서는 커진다. 따라서 연통 홀(30)의 개구 면적으로서는, 연통 홀(30)의 상류측과 하류측에서 상이하지만, 상기한 바와 같이 가장 개구 면적이 작아지는 개소를 연통 홀(30)의 개구 면적으로서 취급한다. 따라서 연통 홀(30)의 개구 면적은, 상류단의 둘레 방향의 길이와, 폭(H3)으로부터 구해지는 개구 면적이며, 그것을 간극(64)의 개구 면적과 비교한다. 또한, 둘레 방향의 모든 위치에 있어서의 연통 홀(30)의 폭(H3)은, 둘레 방향의 모든 위치에 있어서의 거리(H4)보다 항상 작아지도록 마련해도 된다.
또한 연통 홀(30)의 개구 면적에 대하여 보충한다. 연통 홀(30)에 대해서는, 예를 들면 컵(3)의 둘레 방향에 있어서 복수로 분할된 구성으로 되어 있어도 된다. 그 경우는, 그 분할된 각각의 연통 홀의 개구 면적을 합계한 것이, 연통 홀(30)의 개구 면적이다. 그리고 연통 홀(30)에 대해서는, 유로 방향에 있어서 폭이 변화하도록 구성되어도 된다. 그 경우는, 그 폭과, 둘레 방향의 길이로부터 유로 방향의 각 부에 있어서의 개구 면적을 산출함에 있어, 가장 작은 개구 면적이 연통 홀(30)의 개구 면적이 되고, 간극(64)의 개구 면적과 비교되는 것으로 한다.
또한, 본 예에서는 연통 홀(30)과 비산물 회수로(80)와의 사이에는 단이 형성됨으로써, 이들 연통 홀(30)과 비산물 회수로(80)가 구획되어 있는데, 그러한 단이 형성되어 있지 않고, 비산물 회수로(80)와 연통 홀(30)이 구획되어 있지 않은 구성이어도 된다. 구체예를 들면, 서브 엣지 링(81)을 이루는 상부 주연측 경사부(83) 및 상부 중심측 경사부(84)에 대하여, 두께가 중심축(P)측으로부터 컵(3)의 주연측을 향함에 따라 변화한다. 그 두께의 변화에 의해, 비산물 회수로(80)와 연통 홀(30)이 구획되지 않고, 예를 들면 하류단에 이르기까지 점차 폭이 좁아지는 유로가 된다. 그러한 무단의 유로인 경우에는, 그 무단의 유로 중, 유로 방향에서 가장 작은 개구 면적이 연통 홀(30)의 개구 면적이 되고, 간극(64)의 개구 면적과 비교되는 것으로 한다. 상기와 같이 무단의 유로가 점차 폭이 좁아지는 구성으로서 하류단이 가장 개구 면적이 작아진다면, 그 하류단의 개구 면적을 간극(64)의 개구 면적과 비교한다. 또한, 이와 같이 연통 홀(30)과 비산물 회수로(80)를 무단의 유로로서 구성한 경우에는, 개구 면적이 가장 작아지는 부위(즉, 가장 협착된 부위)가 연통 홀, 그 개구 면적이 가장 작아지는 부위보다 상류측이 비산물 회수로에 각각 상당한다.
또한, 압력 손실의 비교를 개구 면적의 비교로서 행하는 것이 아니라, 문언대로 간극(64), 연통 홀(30) 간의 압력 손실을 비교하는 경우에 있어서도, 간극(64)의 압력 손실이란, 막이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(W)가, 설정대로의 위치에 배치되었을 경우의 압력 손실인 것으로 한다. 또한, 연통 홀(30)이 컵(3)의 둘레 방향으로 분할되어 있다면, 개구 면적의 비교와 마찬가지로 그 연통 홀(30)의 합계의 압력 손실과, 간극(64)의 압력 손실을 비교한다.
또한, 문언대로의 압력 손실의 비교에 대하여, 가령 계산에 의해 간극(64)의 압력 손실, 연통 홀(30)의 압력 손실을 구해 비교하는 것으로 한다. 그 경우의 간극(64)의 압력 손실에 대해서는, 웨이퍼(W)의 주단 중 상단, 하단에 의해, 유로인 간극(64)의 상류단, 하류단이 각각 형성된다고 하면 된다. 구체적으로 도 4 중의 H5는, 웨이퍼(W)의 하면의 주단과 미들 컵(61)의 내주단부를 잇는 직선이며, 상기한 미들 컵(61)의 내주단과 웨이퍼(W)의 상면의 주단과의 거리(H4)를 나타내기 위하여 이들을 잇는 직선의 화살표에 병행하여 그리고 있다. 이 거리(H4)를 나타내는 화살표, 선(H5)으로 둘러싸이는 영역을 간극(64)으로 하고, 당해 화살표는 간극(64)의 상류단, 선(H5)이 간극(64)의 하류단을 나타내는 것으로서 그 압력 손실을 계산하여, 연통 홀(30)의 압력 손실과 비교하면 된다.
이상에 설명한 레지스트막 형성 장치(1)에 의한 웨이퍼(W)의 처리에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 컵(3)의 종단 측면도인 도 5는, 웨이퍼(W)의 처리 중에 있어서의 대기의 흐름을 화살표에 의해 개략적으로 나타내고 있다. 이 화살표는, 기류의 유속의 크기에 따른 선 종류로 나타내고 있고, 선 종류 간의 유속의 크기의 관계로서는, 실선의 화살표 > 점선의 화살표이다. 또한, 많은 대기가 흘러드는 개소에 대해서는, 화살표를 조밀하게 나타내고 있다.
먼저, 도시하지 않는 반송 기구에 의해 웨이퍼(W)가, 배기관(46)으로부터의 배기가 행해진 상태의 컵(3)으로 반송되고, 리프트 핀(16)을 개재하여 스핀 척(11)에 배치된다. 웨이퍼(W)의 중심부 상에 시너가 토출되고, 당해 웨이퍼(W)의 회전에 의해 그 시너가 원심력으로 웨이퍼(W)의 표면 전체로 퍼져 도포된다. 이어서, 웨이퍼(W)의 중심부 상에 레지스트가 토출되고, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 레지스트가 원심력으로 웨이퍼(W)의 표면 전체로 퍼지고 도포되어, 레지스트막(R)이 형성된다.
이와 같이 처리액(레지스트 혹은 시너)에 의해 웨이퍼(W)가 처리되는 동안, 컵(3) 내의 배기가 계속된다. 상방으로부터 컵(3)으로 향하는 대기의 대부분은, 상측 배기로(70), 하측 배기로(60), 비산물 회수로(80) 중, 컵(3) 내에서 가장 상방에 형성되고, 이들 유로 중에서 가장 압력 손실이 작은 상측 배기로(70)로 유입되어 배기된다. 상기한 바와 같이 하측 배기로(60)로의 입구가 되는 웨이퍼(W)와 미들 컵(61)이 이루는 간극(64)과, 상측 배기로(70)의 개구와의 사이에는, 압력 손실이 비교적 높은 비산물 회수로(80)의 개구가 배치되어 있다. 이 때문에 상측 배기로(70)로 향하는 대기에 대해서는, 이 간극(64) 및 하측 배기로(60)에 의한 흡인 작용의 영향을 받기 어려운 점에서 당해 간극(64), 즉 웨이퍼(W)의 주단부로 향하는 대기의 양은 억제되어, 이 주단부에 있어서의 기류의 유속에 대해서는 비교적 작아진다. 또한, 상기와 같은 각 부의 압력 손실의 차이에 따라, 도시하는 바와 같이 대기의 유속의 크기에 대해서는, 상측 배기로(70) 및 하측 배기로(60)에 비해, 비산물 회수로(80)는 작다.
처리 중에 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액은, 이들 상측 배기로(70), 하측 배기로(60), 비산물 회수로(80)의 각각으로 유입된다. 이들 각 유로에서 배기가 이루어지고 있는 점에서, 유입된 처리액은, 이들 각 유로의 하류측(컵(3)의 주연측)으로 향하고, 합류 배기로(55)를 개재하여 컵(3)의 저벽(43)으로 유하하여, 배액구(45)로부터 제거된다. 상기한 레지스트막의 형성 후에는 웨이퍼(W)의 회전이 정지하고, 리프트 핀(16)을 개재하여 웨이퍼(W)는 반송 기구로 전달되어, 레지스트막 형성 장치(1)로부터 반출된다.
이상에 기술한 바와 같이 레지스트막 형성 장치(1)에 있어서는, 컵(3) 내에 형성되는 기류에 대하여, 웨이퍼(W)의 주단부의 주위에 있어서의 유속이 억제된다. 이 때문에 웨이퍼(W)의 면내에 형성되는 레지스트막(R)에 대하여, 주단부에 있어서의 막 두께와, 다른 부위에 있어서의 막 두께와의 차가 억제되므로, 웨이퍼(W)의 면내에 있어서 균일성 높은 막 두께로 레지스트막(R)이 형성된다. 즉, 웨이퍼(W)의 면내에서의 처리 상태에 대하여, 원하는 것으로 할 수 있다
그런데 서브 엣지 본체(86)에 의해 형성되는 상측 배기로(70)는, 측방의 컵(3)의 주연측으로 대기를 인입하는 것에 의해, 상기한 바와 같이 하방의 간극(64)으로의 대기에 대한 공급을 억제한다. 이 상측 배기로(70)의 개구 방향의 수평면에 대한 기울기가 비교적 크면, 컵(3) 내로 유입되는 대기는 하방으로 향하는 작용을 강하게 받음으로써, 간극(64)으로 유입되는 양이 늘어나 버릴 우려가 있다. 즉, 상측 배기로(70)로서는 수평 내지는 수평에 가까운 각도로 개구되는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 바와 같이 서브 엣지 본체(86)의 주단부는 미들 컵(61)의 상면에 근접하도록 구성함으로써, 이 상면과의 사이에 형성되는 연통 홀(30)에 대한 압력 손실이 비교적 크게 하는 것이 바람직하다. 서브 엣지 본체(86)는, 기술한 바와 같이 직경 방향에 있어서 굴곡지는 부위가 마련되고, 또한 중심축(P)측이 주연측보다 수평면에 대한 기울기가 작아지도록 구성되어 있다. 당 구성에 의해, 상측 배기로(70)의 기울기를 비교적 작게 하고, 또한 미들 컵(61)에 근접하여 연통 홀(30)의 압력 손실이 비교적 크게 되어 있다. 따라서, 당 구성은 웨이퍼(W)의 주단부의 주위의 기류의 유속을 억제하는 것에 기여한다.
<변형예>
이하, 컵(3)의 각종 변형예에 대하여, 종단 측면도인 도 6 ~ 도 9를 참조하여, 지금까지 기술한 컵(3)과의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 6에 나타내는 예에서는, 상기한 서브 엣지 본체(86)와는 상이한 구성의 서브 엣지 본체(87)를 구비하는 컵(3)을 나타내고 있다. 서브 엣지 본체(87)는, 종단면에서 봤을 때 원호를 이루고, 서브 엣지 본체(86)와 마찬가지로, 컵(3)의 측벽(39)측은 중심축(P)측에 비해 하방에 위치한다. 그리고 그 원호에 대하여, 서브 엣지 본체(87)의 직경 방향에 있어서의 당해 원호의 곡률은 일정하다. 또한, 상기한 서브 엣지 본체(86)에 대해서는 기술한 바와 같이 굴곡되는 것에 의해 그 직경 방향에 있어서의 곡률은 상이하며, 당해 직경 방향에 있어서 곡률이 큰 부위(굴곡부)에 개재되어 곡률이 작은 부위(직선부)가 위치하는 구성으로 되어 있다.
이 도 6의 서브 엣지 본체(87)의 구성이라도, 도 1 등에서 기술한 서브 엣지 본체(86)와 마찬가지로, 상측 배기로(70)의 개구부의 기울기를 억제하고, 주단부를 미들 컵(61)의 상면에 근접시켜 연통 홀(30)의 압력 손실을 비교적 큰 것으로 할 수 있다. 단, 도 1, 도 6의 비교로부터 명백한 바와 같이 상측 배기로(70)의 개구 폭에 대해서는 서브 엣지 본체(86)를 마련한 것이 보다 크게 할 수 있기 때문에, 상측 배기로(70)에 의한 대기의 흡인량을 크게 하여, 보다 확실하게 웨이퍼(W)의 주단부의 기류의 유속을 억제할 수 있다. 따라서, 서브 엣지 본체(86)와 같이 직경 방향에 있어서의 곡률이 상이하도록 구성하는 것이 바람직하다.
추가적인 컵(3)의 변형예에 대하여 도 7, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7에서는, 도 5와 마찬가지로 상이한 선 종류의 화살표로 기류의 유속의 크기의 개략을 나타내고 있다. 이들 도 7, 도 8에 나타내는 예에서는 미들 컵 본체(63)의 구성에 대하여 도 1 등에서 설명한 것과 달리, 직경 방향에 있어서 굴곡부가 형성되어 있지 않고, 종단면에서 봤을 때 일직선 형상으로 구성되어 있다. 즉, 도 7, 도 8의 미들 컵 본체(63)는, 도 1에서 기술한 서로 기울기가 상이한 하부 중심측 경사부(63A), 하부 주연측 경사부(63B)를 구비하고 있지 않다. 또한, 도 7, 도 8에 나타내는 각 예에 대하여, 웨이퍼(W)와 미들 컵(61)과의 사이의 간극(64)의 크기는, 도 1 등에서 설명한 예의 간극(64)의 크기와 동일해지도록 구성되어 있다. 이들 도 7, 도 8에 나타내는 미들 컵 본체(63)의 구성으로 해도 된다.
단, 도 7에 나타내는 예에서는 미들 컵 본체(63)의 굴곡부가 형성되어 있지 않은 점에서, 당해 미들 컵 본체(63)의 중심축(P)측의 기울기는, 도 1에 나타낸 구성예에 대하여 급한 것으로 되어 있다. 그 때문에 하측 배기로(60)의 폭은, 도 1에 나타낸 구성예에 비해 좁아지고, 당해 하측 배기로(60)를 대기가 흐르기 어려워져, 웨이퍼(W)의 면내의 막 두께 분포에 영향을 줄 우려가 있다.
도 8은 그 하측 배기로(60)의 폭의 좁아짐을 막기 위하여, 도 1 등에서 설명한 구성예에 비해, 미들 컵 본체(63)의 주연측의 기울기가, 도 1 등에 나타낸 구성예에 대하여 완만한 것으로 되어 있다. 그러나, 그와 같이 기울기가 완만하도록 구성한 경우에는, 웨이퍼(W)로부터 비산물 회수로(80)로 비산하여 미들 컵 본체(63)의 상벽면에 부착한 처리액의 액적(R1)에 대하여, 당해 상벽면을 통한 유하가 되기 어려워지므로, 비산물 회수로(80)에 처리액이 고여 버리는 것이 상정된다. 그 처리액의 액 고임에, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액이 충돌하면, 웨이퍼(W)를 향해 처리액이 튀어 이물로서 부착해 버릴 우려가 있다.
따라서, 하측 배기로(60)에 있어서의 기류의 체류 및 액 튐에 의한 이물의 부착을 억제하기 위하여, 미들 컵 본체(63)에 대해서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 서로 상이한 기울기를 구비한 하부 중심측 경사부(63A), 하부 주연측 경사부(63B)를 구비하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 바와 같이 미들 컵 본체(63)는, 웨이퍼(W)의 주단부에 근접시켜, 웨이퍼(W)의 주단부에 있어서의 기류의 변이를 방지하는 역할을 가진다. 따라서, 그와 같이 하부 중심측 경사부(63A)와, 하부 주연측 경사부(63B)에서 기울기를 상이하도록 함에 있어, 하부 중심측 경사부(63A)가 수평면에 대한 기울기가 작아지도록 한다.
도 9는 미들 컵 본체의 추가적인 변형예를 나타내고 있다. 이 도 9에 나타내는 미들 컵 본체(66)는, 기술한 미들 컵 본체(63)와 마찬가지로, 서로 기울기가 상이한 하부 중심측 경사부(63A)와, 하부 주연측 경사부(63B)를 구비한다. 단 하부 중심측 경사부(63A)의 내주연측은, 중심축(P)을 향함에 따라 스핀 척(11)에 배치되는 웨이퍼(W)의 상면보다 상방의 위치로 연장되어, 당해 상방의 위치로부터 중심축(P)측을 더 향함에 따라 하강하도록 형성되어 있다. 또한, 미들 컵 본체(66)의 내주단은, 도 1 등에서 설명한 미들 컵 본체(63)의 내주단과 마찬가지로 웨이퍼(W)에 근접함으로써 간극(64)이 형성되어 있다. 이상과 같이 미들 컵 본체(66)의 주단부가 굴곡짐으로써, 당해 미들 컵 본체(66)를 이루는 하부 중심측 경사부(63A)의 상면은, 경사면(67)과, 그 중심축(P)측에 당해 경사면(67)에 연속하여 형성되는 경사면(68)을 구비한다. 그리고, 컵(3)의 중심축(P)측을 향함에 따라 경사면(67)은 올라가고, 경사면(68)은 낮아진다.
웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액의 액적 또는 미스트가 경사면(68)에 충돌하면, 그 기세로 경사면(68)을 올라가 경사면(67) 상으로 이동하고, 경사면(67) 상을 컵(3)의 주연측을 향해 유하하거나, 경사면(68) 상의 기류에 휩쓸려 제거된다. 즉, 미들 컵 본체(66)의 내주단부에 형성되는 경사면(68)에 대해서는, 웨이퍼(W)로부터의 비산물을 비산물 회수로(80)의 하류측으로 가이드하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 주위로부터의 제거를 촉진하는 역할을 가진다. 그와 같이 제거가 촉진됨으로써, 비산물이 웨이퍼(W)에 이물로서 부착하는 것이 방지되므로, 웨이퍼(W)로부터 제조되는 반도체 제품의 수율의 저하를 방지할 수 있다.
그런데 지금까지 기술한 각 예에서는 미들 컵(61)과 이너 컵(51)이 이루는 하측 배기로(60)에 대하여, 하류측으로 향하는 도중에 볼록해진 구성으로 되어 있다. 더 상세하게는, 하측 배기로(60)는 측면에서 봤을 때 상류측에 비해 하류측이 폭이 넓어지도록 구성되어 있다. 그와 같이 폭이 넓어지는 구성에 의해, 하측 배기로(60)에 대한 압력 손실은 비교적 작다. 따라서 웨이퍼(W)의 주위에 기류가 체류하는 것이 방지되어, 웨이퍼(W)의 주단부에 미스트가 이물로서 부착하는 것이 보다 확실하게 억제된다.
또한, 하측 배기로(60)의 압력 손실이 너무 작으면 웨이퍼(W)의 주단부 부근을 흐르는 기류의 유속이 커질 우려가 있으므로, 당해 주단부 부근에서 적절한 유속이 얻어지는 범위에서 하측 배기로(60)의 압력 손실은 작은 것이 된다. 미들 컵(61), 이너 컵(51)의 각각이 굴곡부를 구비함으로써 상기한 볼록부가 형성되어 하측 배기로(60)가 폭이 넓어져 있는데, 미들 컵(61), 이너 컵(51)의 일방에만 굴곡부가 형성됨으로써 하측 배기로(60)가 볼록해져, 상류측에 대하여 하류측이 폭이 넓어지는 구성이어도 된다.
<제 2 실시 형태>
도 10은 제 2 컵(3A)의 종단 측면도를 나타내고 있다. 제 1 실시 형태인 컵(3)과의 차이점으로서는, 컵(3A)에서는 어퍼 컵(71)의 개구 가이드부(74)의 내주연이, 서브 엣지 링(81)의 내주연보다 컵(3)의 주연측에 위치하고 있다. 따라서 컵(3A)에서는, 컵(3)보다 개구부(31)의 직경이 크다. 이러한 구성에 의해, 컵(3A)의 상방으로부터 컵(3A) 내로 향하는 대기의 일부는, 서브 엣지 링(81)의 내주단부에 충돌하여 하방으로 향하는 기세가 저하된 다음, 상측 배기로(70)로 인입된다.
따라서, 컵(3A)에서는 컵(3)에 비해 상측 배기로(70)로 유입되는 대기가 보다 많아지도록 구성되어 있다. 컵(3A)의 배기 유량이 일정하다고 하고, 상측 배기로(70)로의 유입되는 대기의 양이 많을수록, 간극(64) 즉 웨이퍼(W)의 주단부로 공급되는 대기의 양은 적어진다. 이 때문에 컵(3A)은 컵(3)에 비해, 또한 웨이퍼(W)의 주단부의 유속을 억제할 수 있고, 그에 따라 당해 주단부의 레지스트막(R)의 막 두께에 대하여, 다른 부위의 레지스트막(R)의 막 두께에 대한 편차를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 개구부(31)의 직경이 너무 커지면, 컵(3)의 외부로 미스트가 방출되어 버릴 우려가 있다. 그것을 방지할 수 있도록, 도 10의 예에서는 종단면에서 봤을 때의 개구부(31)를 이루는 개구 가이드부(74)의 내주연과, 서브 엣지 링(81)의 내주연과의 수평 방향에 있어서의 거리(L1)는, 예를 들면 10 mm 이하이다.
그런데, 도포막 형성 장치에서 사용되는 처리액으로서 시너 및 레지스트를 예시했지만, 이들 액을 처리액으로서 사용하는 것에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 절연막 형성용의 약액, 반사 방지막 형성용의 약액 등의 각종 도포막 형성용의 처리액을 이용할 수 있다. 또한, 도포막 형성용의 처리액을 이용하는 장치에 본 기술을 적용하는 것에는 한정되지 않으며, 현상액 또는 세정액을 웨이퍼(W)에 공급하여 처리를 행하는 장치, 및 복수의 웨이퍼(W)를 접합하기 위한 접착제를 웨이퍼(W)에 공급하는 장치에도 본 기술을 적용할 수 있다. 따라서, 액 처리 장치로서는, 도포막 형성 장치인 것에는 한정되지 않는다.
또한, 처리 대상인 기판으로서는 웨이퍼(W)인 것에 한정되지 않고, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이 제조용의 기판이어도 된다. 따라서 각형의 기판을 처리해도 된다. 또한, 대기 분위기에 마련되지 않고, 불활성 가스 분위기 등의 대기 이외의 가스 분위기에 마련되는 액 처리 장치에 본 기술이 적용되어도 된다.
금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부한 특허 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경 및 조합이 이루어져도 된다.
<평가 시험>
이어서, 레지스트막 형성 장치(1)에 관하여 행해진 평가 시험에 대하여 설명한다. 평가 시험에서는 서로 상이한 컵을 구비한 레지스트막 형성 장치(1)를 이용하여, 웨이퍼(W)에 레지스트막을 형성했다. 그리고, 웨이퍼(W)의 직경을 따라 서로 떨어진 위치의 막 두께를 측정했다. 이 레지스트막 형성 장치(1)는, 컵으로서, 비교예의 컵, 컵(3), 컵(3A) 중 어느 하나를 구비한다.
도 11, 도 12의 그래프는 이 평가 시험의 결과를 나타내고 있고, 도 11에 비교예의 컵, 컵(3)으로부터 얻어진 측정 데이터를, 도 12에 컵(3), 컵(3A)으로부터 얻어진 측정 데이터를 각각 나타내고 있다. 각 그래프의 횡축은 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 거리를 나타내고 있다. 각 그래프의 종축은, 막 두께를 나타내고 있으며, 일정한 간격으로 눈금을 부여하고 있고, 도 11, 도 12 간에서 한 눈금 간의 막 두께의 크기는 동일하다. 또한, 도 11 및 도 12에서 막 두께에 대하여 특정한 값을 나타내는 눈금에 α, β, γ를 부여하고 있는데, 도 11, 도 12 간에서는 α, β, γ의 각 값에 차이는 없다.
도 11에 나타나는 비교예의 컵을 이용하여 얻은 데이터와, 컵(3)을 이용하여 얻은 데이터를 보면, 비교예의 컵을 이용한 경우, 컵(3)을 이용한 경우 모두, 웨이퍼(W)의 주단부 이외의 각 부에 있어서의 막 두께에 관해서는 큰 불균일이 없다. 그리고 웨이퍼(W)의 주단부의 막 두께에 대해서는, 비교예의 컵을 이용한 경우, 컵(3)을 이용한 경우의 모두 다른 개소에 있어서의 막 두께보다 크지만, 컵(3)이 주단부와, 다른 개소와의 막 두께의 편차가 억제되어 있다.
비교예의 컵을 이용하여 얻은 데이터, 컵(3)을 이용하여 얻은 데이터의 각각에 대하여, 가장 웨이퍼(W)의 주단쪽의 제 1 측정 위치로부터 얻어진 막 두께와, 그 옆에서 제 1 측정 위치에 대하여 10 mm 떨어진 제 2 측정 위치로부터 얻어진 막 두께와의 차분을 산출했다. 또한, 이 차분에 대하여, 이후는 주단 막 두께차라고 기재한다. 그리고, 컵(3)의 데이터의 주단 막 두께차 / 비교예의 컵의 데이터의 주단 막 두께차 × 100(단위:％)을 산출하면, 44.7%였다. 이와 같이 컵(3)에서는 비교예의 컵에 대하여, 웨이퍼(W)의 주단에 있어서의 막 두께의 상승이 크게 억제되어 있는 것이 확인되었다.
이어서, 도 12를 참조하여 컵(3)을 이용하여 얻은 데이터와, 컵(3A)을 이용하여 얻은 데이터를 보면, 컵(3)을 이용한 경우, 컵(3A)을 이용한 경우 모두, 웨이퍼(W)의 주단부 이외의 각 부에 있어서의 막 두께에 관해서는 큰 불균일이 없다. 그리고 웨이퍼(W)의 주단부의 막 두께에 대해서는, 컵(3)을 이용한 경우, 컵(3A)을 이용한 경우 모두 다른 개소에 있어서의 막 두께보다 크지만, 컵(3A)이 주단부와, 다른 개소와의 막 두께의 편차가 억제되어 있다. 컵(3A)의 주단 막 두께차 / 컵(3)의 주단 막 두께차 × 100(단위:％)을 산출하면 41.7%였다. 이와 같이, 컵(3A)에서는 웨이퍼(W)의 주단에 있어서의 막 두께의 상승이 더 억제되어 있는 것이 확인되었다.

Claims (13)

  1. 배치부에 배치되어 처리액이 공급되는 기판을 둘러싸고, 또한 내부가 배기되는 컵에 있어서,
    상기 컵의 중심축측을 향해 각각 개구되는 환상로이며, 또한 서로 구획된 제 1 배기로, 상기 기판으로부터의 비산물을 회수하는 비산물 회수로, 제 2 배기로의 각각을, 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판에 대한 상기 컵의 주연측에, 상방을 향해 차례로 형성하는 유로 형성 부재와,
    상기 제 1 배기로, 상기 비산물 회수로, 상기 제 2 배기로의 각각이 상기 컵의 주연측을 향해 일괄하여 배기되도록 상기 각 로에 접속되고, 또한 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판의 하방에 마련되는 합류 배기로와,
    상기 유로 형성 부재에 포함되고, 상방, 하방에 각각 상기 비산물 회수로, 상기 제 1 배기로를 형성하고, 상기 기판의 외주를 따라 형성된 제 1 환상부와,
    상기 제 1 환상부와 상기 기판이 이루는 간극에 비해 압력 손실이 커지도록, 상기 비산물 회수로와 상기 합류 배기로를 연통시키기 위하여 상기 유로 형성 부재에 마련되는 연통 홀
    을 구비하는 컵.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로 형성 부재는,
    상기 컵의 측벽으로부터 상기 제 1 환상부의 상방을 상기 컵의 중심축을 향해 연장되어, 상기 컵의 개구부를 형성하는 상벽과,
    상기 제 1 환상부의 상방에 마련되고, 상기 제 1 환상부와의 사이에 상기 비산물 회수로를, 상기 상벽과의 사이에 상기 제 2 배기로를 각각 형성하는 제 2 환상부
    를 구비하는 컵.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상벽의 내주단은, 상기 제 2 환상부의 내주단보다 상기 컵의 주연측에 위치하는 컵.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 환상부는, 상기 컵의 중심축을 향함에 따라 상방을 향해 연신되고,
    수평면에 대한 상기 제 1 환상부의 기울기에 대하여, 상기 컵의 중심축측은 상기 컵의 주연측보다 작은 컵.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 환상부의 내주단부는 상기 기판의 상방으로부터, 상기 컵의 중심축을 향함에 따라 하방을 향해 연신되는 컵.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 배기로는, 측면에서 봤을 때 하류측이 상류측에 비해 폭이 넓어져 있는 컵.
  7. 기판을 배치하는 배치부와,
    상기 배치부에 배치된 상기 기판을 둘러싸고, 또한 내부가 배기되는 컵과,
    상기 배치부에 배치된 상기 기판에 처리액을 공급하여 처리하는 처리액 공급 기구와,
    배치부에 배치되어 처리액이 공급되는 기판을 둘러싸고, 또한 상기 컵의 중심축측을 향해 각각 개구되는 환상로이며, 또한 서로 구획된 제 1 배기로, 상기 기판으로부터의 비산물을 회수하는 비산물 회수로, 제 2 배기로의 각각을, 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판에 대한 상기 컵의 주연측에, 상방을 향해 차례로 형성하는 유로 형성 부재와,
    상기 제 1 배기로, 상기 비산물 회수로, 상기 제 2 배기로의 각각이 상기 컵의 주연측을 향해 일괄하여 배기되도록 상기 각 로에 접속되고, 또한 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판의 하방에 마련되는 합류 배기로와,
    상기 유로 형성 부재에 포함되고, 상방, 하방에 각각 상기 비산물 회수로, 상기 제 1 배기로를 형성하고, 상기 기판의 외주를 따라 형성된 제 1 환상부와,
    상기 제 1 환상부와 상기 기판이 이루는 간극에 비해 압력 손실이 커지도록, 상기 비산물 회수로와 상기 합류 배기로를 연통시키기 위하여 상기 유로 형성 부재에 마련되는 연통 홀
    을 구비하는 액 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유로 형성 부재는,
    상기 컵의 측벽으로부터 상기 제 1 환상부의 상방을 상기 컵의 중심축을 향해 연장되고, 상기 컵의 개구부를 형성하는 상벽과,
    상기 제 1 환상부의 상방에 마련되고, 상기 제 1 환상부와의 사이에 상기 비산물 회수로를, 상기 상벽과의 사이에 상기 제 2 배기로를 각각 형성하는 제 2 환상부
    를 구비하는 액 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상벽의 내주단은, 상기 제 2 환상부의 내주단보다 상기 컵의 주연측에 위치하는 액 처리 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 환상부는, 상기 컵의 중심축을 향함에 따라 상방을 향해 연신되고,
    수평면에 대한 상기 제 1 환상부의 기울기에 대하여, 상기 컵의 중심축측은 상기 컵의 주연측보다 작은 액 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 환상부의 내주단부는 상기 기판의 상방으로부터, 상기 컵의 중심축을 향함에 따라 하방을 향해 연신되는 액 처리 장치.
  12. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 배기로는, 측면에서 봤을 때 하류측이 상류측에 비해 폭이 넓어져 있는 액 처리 장치.
  13. 컵에 의해 기판을 둘러싸 처리하는 액 처리 방법에 있어서,
    상기 컵의 중심축측을 향해 각각 개구되는 환상로이며, 또한 서로 구획된 제 1 배기로, 비산물 회수로, 제 2 배기로의 각각을, 상기 컵 내에 있어서의 상기 기판에 대한 상기 컵의 주연측에, 상방을 향해 차례로 형성하는 유로 형성 부재를 구비하는 상기 컵 내에 있어서의 배치부에, 상기 기판을 배치하는 공정과,
    상기 컵 내에서 상기 기판의 하방에 마련되는 합류 배기로를 배기하여, 상기 합류 배기로에 각각 접속되는 상기 제 1 배기로, 상기 비산물 회수로 및 상기 제 2 배기로를, 상기 컵의 주연측을 향해 일괄하여 배기하는 일괄 배기 공정과,
    상기 일괄 배기 공정에 포함되고, 상방, 하방에 각각 상기 비산물 회수로, 상기 제 1 배기로를 형성하고 또한 상기 기판의 외주를 따라 형성되어 상기 유로 형성 부재에 포함되는 제 1 환상부와, 상기 기판이 이루는 간극에 비해 압력 손실이 커지도록 상기 비산물 회수로와 상기 합류 배기로를 연통시키기 위하여 상기 유로 형성 부재에 마련되는 연통 홀을 거쳐 상기 비산물 회수로를 배기하는 공정
    을 구비하는 액 처리 방법.
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