KR20240072058A - 처리 챔버의 세정 방법, 청소용 어태치먼트 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

처리 챔버의 세정 방법, 청소용 어태치먼트 및 기판 처리 시스템 Download PDF

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노리타케 스미
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

이 발명은, 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 처리 공간 내에서 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치에 있어서의, 처리 챔버의 세정 방법이다. 본 발명에 따르는 처리 챔버의 세정 방법은, 세정액을 저류한 평접시 형상의 용기를 지지부에 의해 지지시키고, 지지부를 처리 공간에 수용하는 공정과, 처리 공간을 초임계 상태의 처리 유체로 채우는 공정과, 처리 유체를 배출하는 공정을 구비한다. 개구가 좁고 안쪽의 깊은 처리 공간을 갖는 초임계 처리 챔버에서도, 그 내부를 효과적으로 세정할 수 있다.

Description

처리 챔버의 세정 방법, 청소용 어태치먼트 및 기판 처리 시스템{PROCESSING CHAMBER CLEANING METHOD, CLEANING ATTACHMENT AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
이 발명은, 내부의 처리 공간에 기판을 수용하여 초임계 처리를 행하는 초임계 장치의, 처리 챔버의 내부를 세정하는 기술에 관한 것이다.
반도체 기판, 표시 장치용 유리 기판 등의 각종 기판의 처리 공정에는, 기판의 표면을 각종의 처리 유체에 의해서 처리하는 것이 포함된다. 처리 유체로서 약액이나 린스액 등의 액체를 이용하는 처리는 종래부터 널리 행해지고 있는데, 근래에는 초임계 유체를 이용한 처리도 실용화되고 있다. 특히, 표면에 미세 패턴이 형성된 기판의 처리에 있어서는, 액체에 비해 표면 장력이 낮은 초임계 유체는 패턴의 간극의 안쪽까지 들어간다. 이로 인해 효율적으로 처리를 행하는 것이 가능하고, 또 건조시에 있어서 표면 장력에 기인하는 패턴 도괴의 발생 리스크를 저감할 수 있다.
예를 들어 본원 출원인이 먼저 개시한 일본국 특허공개 2021-163916호 공보(특허문헌 1)에는, 초임계 유체를 이용하여 기판의 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치가 기재되어 있다. 이 기판 처리 장치에서는, 처리 대상의 기판은, 평판 형상의 트레이에 재치(載置)된 상태로 초임계 처리 챔버에 수용된다. 복수의 금속 블록을 조합하여 구성되는 초임계 처리 챔버는, 측면에 수평 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 개구를 갖고, 내부에 트레이를 수용하는 처리 공간이, 해당 개구에 연통하여 형성되어 있다. 처리 유체의 사용량을 줄이기 위해서, 처리 공간의 사이즈는 트레이의 외형 사이즈보다 아주 약간 큰 정도로 억제되어 있다. 즉, 개구로부터 본 처리 공간은, 상하 방향으로 좁은 한편으로 수평 방향으로 길고, 또한 안쪽의 깊은 공간으로 되어 있다.
처리를 반복함에 따라 처리 챔버 내에 오염물이 부착되는 것은 불가피하다. 따라서, 정기적으로 처리 챔버 내부를 세정할 필요가 있다. 단, 상기와 같이 종래 기술에 있어서의 처리 공간은 슬릿 형상의 개구를 갖는 안쪽의 깊은 공간이며, 예를 들어 오퍼레이터의 수작업에 의한 세정은 용이하지 않다. 상기 종래 기술의 처리 챔버는 복수의 블록으로 완성되어 있기 때문에, 분해하여 내부를 청소하는 것은 일단 가능하다.
그러나, 고압에 견딜 수 있도록 구성된 각 블록의 중량은 크고, 높은 빈도로 청소를 행하는데 적합하다고는 할 수 없다. 이로 인해, 상기와 같이 개구가 좁고 안쪽의 깊은 처리 공간을 갖는 처리 챔버에 대해서도, 높은 빈도로 효과적으로 세정하는 것을 가능하게 하는 기술이 요구된다. 그러나, 그러한 기술은 지금까지 확립되기에 이르지 않았다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 개구가 좁고 안쪽의 깊은 처리 공간을 갖는 초임계 처리 챔버여도, 그 내부를 효과적으로 세정할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명의 하나의 양태는, 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치에 있어서의, 상기 처리 챔버의 세정 방법이다. 이 양태는, 세정액을 저류한 평접시 형상의 용기를 상기 지지부에 의해 지지시키고, 상기 지지부를 상기 처리 공간에 수용하는 공정과, 상기 처리 공간을 초임계 상태의 상기 처리 유체로 채우는 공정과, 상기 처리 유체를 배출하는 공정을 구비한다.
또, 이 발명의 하나의 양태는, 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 습식 처리 장치, 상기 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치, 및, 상기 습식 처리 장치로부터 상기 초임계 처리 장치로 상기 기판을 반송하는 반송 장치를 구비하는 기판 처리 시스템에 있어서의, 상기 처리 챔버의 세정 방법이다. 이 양태는, 상기 습식 처리 장치에 의해, 평접시 형상의 용기에 세정액을 저류시키는 공정과, 상기 반송 장치에 의해 상기 용기를 반송하고, 상기 지지부로 하여금 지지하게 하는 공정과, 상기 초임계 처리 장치에 의해, 상기 지지부를 상기 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간을 초임계 상태의 상기 처리 유체로 채운 후, 상기 처리 유체를 배출하는 공정을 구비한다.
또, 이 발명의 하나의 양태는, 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 습식 처리 장치와, 상기 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치와, 상기 습식 처리 장치로부터 상기 초임계 처리 장치로 상기 기판을 반송하는 반송 장치와, 상기 습식 처리 장치, 상기 초임계 처리 장치 및 상기 반송 장치를 제어하여, 상기 처리 챔버 내를 세정하는 세정 처리를 실행시키는 제어부를 구비하는 기판 처리 시스템이다. 여기서, 상기 세정 처리는, 상기 습식 처리 장치가, 평접시 형상의 용기에 세정액을 저류시키고, 상기 반송 장치가 상기 용기를 반송하여 상기 지지부로 하여금 지지하게 하며, 상기 초임계 처리 장치가, 상기 지지부를 상기 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간을 초임계 상태의 상기 처리 유체로 채운 후, 상기 처리 유체를 배출하는 것에 의해 실행된다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 처리 공간을 채우는 초임계 상태의 처리 유체에 의해, 고압하의 처리 공간의 전체에 세정액이 골고루 퍼진다. 이로써, 처리 챔버 내, 보다 구체적으로는 처리 공간을 형성하는 벽면을 효과적으로 세정할 수 있다. 세정액은 용기에 저류되어 있으며, 본래는 기판을 지지하는 지지부가, 기판을 용기에 치환한 상태로 처리 챔버 내에 수용된다. 이로써, 용기와 함께 세정액이 처리 공간에 반입된다.
따라서, 세정액을 도입하기 위한 배관 등을 처리 챔버에 접속할 필요는 없고, 게다가 세정액의 조성에 대해서도 임의로 설정할 수 있다. 그로 인해, 기존의 처리 챔버를 그대로 이용할 수 있다. 또, 세정액으로서, 그 목적이나 오염의 원인 물질에 따른 적당한 조성의 것을 이용함으로써, 우수한 세정 효과를 얻는 것이 가능하다.
또, 이 발명의 하나의 양태는, 기판을 지지부로 지지하고, 챔버 본체 내에 형성된 처리 공간에 대해 상기 지지부를 진퇴시킴으로써 상기 기판을 상기 처리 공간에 수용 및 배출하는 초임계 처리 챔버를 위한, 청소용 어태치먼트이다. 이 청소용 어태치먼트는, 상기 지지부에 대해 착탈이 자유롭게 결합되는 결합부와, 상기 챔버 본체 중 상기 처리 공간을 둘러싸는 벽면에 맞닿는 청소부와, 상기 결합부와 상기 청소부를 접속하는 접속부를 구비하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 챔버 본체에 대한 지지부의 진퇴 이동을 이용하여 초임계 처리 챔버의 내부를 청소하는 것이 가능하다. 즉, 청소용 어태치먼트가 장착된 상태로 지지부가 챔버 본체에 대해 진퇴할 때에, 청소부가 처리 공간의 벽면에 맞닿으면서 이동함으로써 해당 벽면을 불식(拂拭)한다. 이와 같이, 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트는, 지지부의 진퇴 이동을 이용하여 벽면을 불식함으로써, 초임계 처리 챔버의 내부를 효과적으로 청소하는 것이 가능하다.
상기와 같이, 본 발명에 의하면, 용기에 저류되고 처리 공간에 반입되는 세정액이, 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리 공간 전체에 골고루 퍼짐으로써, 처리 챔버 내부를 효과적으로 세정하는 것이 가능하다. 또, 지지부에 장착된 청소용 어태치먼트가, 지지부의 진퇴 이동을 이용하여 벽면을 불식함으로써, 개구가 좁고 안쪽의 깊은 처리 공간을 갖는 초임계 처리 챔버여도 그 내부를 효과적으로 청소하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 이 기판 처리 시스템에 의해 실행되는 처리의 개요를 나타내는 플로차트이다.
도 3은 습식 처리 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는 초임계 처리 장치의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 5는 처리 유닛의 상세 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6a는 지지 트레이 및 기판과 처리 공간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6b는 지지 트레이 및 기판과 처리 공간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제1 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제1 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 7c는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제2 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 7d는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제3 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 8a는 지지 트레이에 대한 청소용 어태치먼트의 장착부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8b는 지지 트레이에 대한 청소용 어태치먼트의 장착부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8c는 지지 트레이에 대한 청소용 어태치먼트의 장착부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제4 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 9b는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제4 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 9c는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제4 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 10a는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제5 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 10b는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제5 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 10c는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제5 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 10d는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제5 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 11은 처리 챔버에 대한 세정 처리의 내용을 나타내는 플로차트이다.
도 12a는 세정액 용기의 구조 및 지지 트레이와의 치수 관계를 나타내는 도면이다.
도 12b는 세정액 용기의 구조 및 지지 트레이와의 치수 관계를 나타내는 도면이다.
도 13a는 세정 처리에 있어서의 습식 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13b는 세정 처리에 있어서의 습식 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13c는 세정 처리에 있어서의 습식 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13d는 세정 처리에 있어서의 습식 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14a는 세정 처리에 있어서의 초임계 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14b는 세정 처리에 있어서의 초임계 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14c는 세정 처리에 있어서의 초임계 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14d는 세정 처리에 있어서의 초임계 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하의 각 도면에 있어서의 방향을 통일적으로 나타내기 위해서, 도 1에 나타내는 바와 같이 XYZ 직교 좌표계를 설정한다. 여기서, XY 평면이 수평면에 상당하고, Z 방향이 연직 방향에 상당하고 있다. 보다 구체적으로는, (-Z) 방향이 연직 하향을 나타낸다.
이 기판 처리 시스템(1)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 각종 기판의 상면에 처리액을 공급하여 기판을 습식 처리하고, 그 후 기판을 건조시키기 위한 처리 시스템이다. 이 기판 처리 시스템(1)은, 본 발명에 따르는 기판 처리 방법을 실시하는데 적합한 시스템 구성을 갖고 있다. 즉, 기판 처리 시스템(1)은, 그 주요 구성으로서, 습식 처리 장치(2), 반송 장치(3), 초임계 처리 장치(4), 용기 스토커(7) 및 제어부(9)를 구비하고 있다.
습식 처리 장치(2), 반송 장치(3) 및 초임계 처리 장치(4)는, (＋X) 방향을 따라서 차례대로 나열되어 있다. 습식 처리 장치(2)의 주요부는 처리실(200)의 내부에 수용되어 있다. 처리실(200)의 (＋X)측 측면에는, 기판을 출입하기 위한 개구(도시 생략)가 설치되고, 해당 개구에 대해서 개폐가 자유로운 셔터(201)가 설치되어 있다. 한편, 초임계 처리 장치(4)의 주요부는 처리실(400)의 내부에 수용되어 있다. 처리실(400)의 (-X)측 측면에는 기판을 출입하기 위한 개구(도시 생략)가 설치됨과 더불어, 당해 개구에 대해서 개폐가 자유로운 셔터(401)가 설치되어 있다.
습식 처리 장치(2)는, 피처리 기판을 받아들여 소정의 습식 처리를 실행한다. 처리의 내용은 특별히 한정되지 않는다. 반송 장치(3)는, 습식 처리 후의 기판을 습식 처리 장치(2)로부터 반출하여 반송하고, 초임계 처리 장치(4)에 반입한다. 초임계 처리 장치(4)는, 반입된 기판에 대해 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 처리(초임계 건조 처리)를 실행한다. 이들은 클린룸 내에 설치된다. 따라서, 반송 장치(3)는 청정한 대기 분위기, 대기압하에서 기판(S)을 반송하게 된다.
용기 스토커(7)는, 초임계 처리 장치(4)의 처리 챔버 내부를 세정할 때에 사용되는 세정액 용기(70)를 보관하는 기능을 갖는다. 세정액 용기(70)를 이용한 처리 챔버의 세정 처리에 대해서는, 후에 상술한다.
제어부(9)는, 이들 각 장치의 동작을 제어하여 소정의 처리를 실현한다. 이 목적을 위해서, 제어부(9)는, CPU(91), 메모리(92), 스토리지(93), 및 인터페이스(94) 등을 구비하고 있다. CPU(91)는, 각종의 제어 프로그램을 실행한다. 메모리(92)는, 처리 데이터를 일시적으로 기억한다. 스토리지(93)는, CPU(91)가 실행하는 제어 프로그램을 기억한다. 인터페이스(94)는, 유저나 외부 장치와 정보 교환을 행한다. 후술하는 장치의 동작은, CPU(91)가 미리 스토리지(93)에 기록된 제어 프로그램을 실행하여, 장치 각 부로 하여금 소정의 동작을 행하게 하는 것에 의해 실현된다.
CPU(91)가 소정의 제어 프로그램을 실행함으로써, 제어부(9)에는, 습식 처리 장치(2)의 동작을 제어하는 습식 처리 제어부(95), 반송 장치(3)의 동작을 제어하는 반송 제어부(96), 초임계 처리 장치(4)의 동작을 제어하는 초임계 처리 제어부(97) 등의 기능 블록이 소프트웨어적으로 실현된다. 또한, 이들 기능 블록 각각은, 그 적어도 일부가 전용 하드웨어에 의해 구성되어도 된다.
본 실시 형태에 있어서의 「기판」으로는, 반도체 웨이퍼, 포토 마스크용 유리 기판, 액정 표시용 유리 기판, 플라즈마 표시용 유리 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판 등의 각종 기판을 적용 가능하다. 이하에서는 주로 원반 형상의 반도체 웨이퍼의 처리에 이용되는 기판 처리 장치를 예로 채용하여 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 위에 예시한 각종의 기판의 처리에도 동일하게 적용 가능하다. 또 기판의 형상에 대해서도 각종의 것을 적용 가능하다.
도 2는 이 기판 처리 시스템에 의해 실행되는 처리의 개요를 나타내는 플로차트이다. 이 기판 처리 시스템(1)은, 처리 대상의 기판(S)(도 3, 도 4)을 받아들여, 처리액을 이용한 습식 처리 및 초임계 처리 유체를 이용한 초임계 건조 처리를 차례로 실행한다. 구체적으로는 이하와 같다. 처리 대상의 기판(S)은, 기판 처리 시스템(1)을 구성하는 습식 처리 장치(2)에 수용된다(단계 S101). 기판(S)의 반입은, 외부의 반송 장치에 의해 직접 행해져도 되고, 또 외부의 반송 수단으로부터 반송 장치(3)를 통해 반입되는 양태여도 된다.
습식 처리 장치(2)는, 소정의 처리액을 이용하여 기판(S)에 대해 습식 처리를 실시한다(단계 S102). 그 후, 예를 들어 IPA(이소프로필알코올) 등의 유기용제에 의해 액막을 표면에 형성하는 액막 형성 처리가 행해진다(단계 S103). 예를 들어 기판(S)의 표면에 미세 패턴이 형성되어 있는 경우, 기판(S)에 잔류 부착되어 있는 액체의 표면 장력에 의해서 패턴의 도괴가 생길 우려가 있다. 또, 불완전한 건조에 의해 기판(S)의 표면에 워터 마크가 잔류하는 경우가 있다. 또, 기판(S) 표면이 바깥 공기에 접함으로써 산화 등의 변질을 일으키는 경우가 있다. 이러한 문제를 미연에 회피하기 위해서, 기판(S)의 표면(패턴 형성면)을 액체로 덮은 상태로 반송하는 경우가 있다.
예를 들어 처리액이 물을 주성분으로 하는 것인 경우에는, 이것보다 표면 장력이 낮고, 또한 기판에 대한 부식성이 낮은 액체, 예를 들어 IPA나 아세톤 등의 유기용제에 의해 액막을 형성한 상태로, 반송이 실행된다. 즉, 기판(S)은, 수평 상태로 지지되고 또한 그 상면에 액막이 형성된 상태로, 반송 장치(3)에 의해, 습식 처리 장치(2)로부터 반출되고(단계 S104), 추가로 반송되어 최종적으로 초임계 처리 장치(4)에 반입된다(단계 S105).
초임계 처리 장치(4)는, 반송되어 온 기판(S)에 대해 초임계 건조 처리를 실시한다(단계 S106). 초임계 상태의 처리 유체는 표면 장력이 매우 낮아 유동성이 높다. 그로 인해, 기판(S)의 표면에 형성된 미세 패턴의 내부까지 들어가, 패턴 내부의 액체를 치환한다. 예를 들어 초임계 처리 유체로서 이산화탄소를 이용한 경우, 유기용제를 잘 녹이기 때문에, 액막을 형성하고 있던 액체를 효율적으로 치환하여 기판 표면으로부터 제거할 수 있다.
초임계 처리 유체는, 액상을 개재하지 않고 기화하여 배출된다. 기판(S)에 부착되어 있던 액체는 초임계 처리 유체에 의해 치환되어 배출되고, 처리 유체도 배출됨으로써, 건조 상태의 기판(S)이 얻어진다. 이 과정에서 기액 계면이 형성되지 않기 때문에, 표면 장력에 의한 패턴 도괴가 생기는 것을 회피할 수 있다. 처리 후의 기판(S)은, 반송 장치(3)에 의해 초임계 처리 장치(4)로부터 반출되고, 후공정으로 수도(受渡)된다(단계 S107). 후공정의 내용은 임의이다.
상기한 일련의 처리를 실행하기 위한 기판 처리 시스템(1)의 각 구성 요소의 구조에 대해, 보다 구체적으로 설명한다.
반송 장치(3)에는, 도시를 생략하는 신축·회동 자유로운 아암의 선단에 핸드(31)가 설치된 센터 로봇(30)이 설치된다. 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 센터 로봇(30)은 Z축 둘레로 회동 자유롭게 되어 있다. 핸드(31)는 기판의 하면에 부분적으로 맞닿음으로써 기판을 지지 가능하다. 도 1에 점선으로 나타내는 바와 같이, 핸드(31)는 커버(32)의 내부에 저장되어 있으며, 필요에 따라서 커버(32)로부터 외부로 진출함으로써, 습식 처리 장치(2), 초임계 장치(4) 및 용기 스토커(7) 각각에 대해 진퇴 이동이 자유롭게 되어 있다. 이로써, 습식 처리 장치(2) 및 초임계 장치(4) 각각에 대해, 기판의 반입 및 반출을 행할 수 있다. 센터 로봇(30)의 동작은 제어부(9)의 반송 제어부(96)에 의해 제어된다.
또, 센터 로봇(30)은, 반송 제어부(96)로부터의 제어 지령에 따라 용기 스토커(7)에 액세스하고, 용기 스토커(7)로부터 세정액 용기(70)를 반출하며, 또 용기 스토커(7)에 세정액 용기(70)를 반입한다.
이런 종류의 센터 로봇으로는, 본원 출원인이 먼저 개시한 일본국 특허공개 2020-188228호 공보에 기재된 것을 적절하게 적용 가능하다. 센터 로봇(30)의 구체적인 구조에 대해서는 당해 공보를 참조할 수 있으므로, 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.
도 3은 습식 처리 장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 3은 습식 처리 장치(2)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다. 이 습식 처리 장치(2)는, 기판의 상면에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 장치이다. 습식 처리 장치(2)의 동작은, 제어부(9)의 습식 처리 제어부(95)에 의해 제어된다.
습식 처리 장치(2)는, 기판(S)의 상면(표면(Sa))에 처리액을 공급하여, 기판(S)의 표면 처리나 세정 등의 습식 처리를 행한다. 이 목적을 위해서, 습식 처리 장치(2)는, 처리실(200)의 내부에, 기판 유지부(21), 스플래쉬 가드(22), 처리액 공급부(23, 24)를 구비하고 있다. 이들 동작은 제어부(9)에 설치되는 습식 처리 제어부(95)에 의해 제어된다.
기판 유지부(21)는, 기판(S)과 거의 동등한 직경을 갖는 원판 형상의 스핀 척(211)을 갖고, 스핀 척(211)의 주연부에는 복수의 척 핀(212)이 설치되어 있다. 척 핀(212)이 기판(S)의 주연부에 맞닿아 기판(S)을 지지함으로써, 스핀 척(211)은, 그 상면으로부터 이격시킨 상태로 기판(S)을 수평 자세로 유지할 수 있다.
스핀 척(211)은, 그 하면 중앙부로부터 하향으로 연장되는 회전 지축(213)에 의해 상면이 수평이 되도록 지지되고 있다. 회전 지축(213)은 처리 챔버(200)의 바닥부에 장착된 회전 기구(214)에 의해 회전 자유롭게 지지되고 있다. 회전 기구(214)는 도시하지 않은 회전 모터를 내장하고 있으며, 제어부(9)로부터의 제어 지령에 따라 회전 모터가 회전함으로써, 회전 지축(213)에 직결된 스핀 척(211)이 일점 쇄선으로 나타내는 연직축 둘레로 회전한다. 도 3에 있어서는 상하 방향이 연직 방향이다. 이로써, 기판(S)이 수평 자세인 채 연직축 둘레로 회전된다.
기판 유지부(21)를 측방으로부터 둘러싸도록, 스플래쉬 가드(22)가 설치된다. 스플래쉬 가드(22)는, 스핀 척(211)의 주연부를 덮도록 설치된 개략 통 형상의 컵(221)과, 컵(221)의 외주부의 하방에 설치된 액받이부(222)를 갖고 있다. 컵(221)은 제어부(9)로부터의 제어 지령에 따라 승강한다. 컵(221)은, 도 3에 실선으로 나타내는 하방 위치와, 도 3에 점선으로 나타내는 상방 위치 사이에서 승강 이동한다. 하방 위치에서는, 도 3에 실선으로 나타내는 바와 같이, 컵(221)의 상단부가 스핀 척(211)에 유지된 기판(S)의 주연부보다 하방까지 하강한다. 또, 상방 위치에서는, 도 3에 점선으로 나타내는 바와 같이 컵(221)의 상단부가 기판(S)의 주연부보다 상방에 위치한다.
도 3에 실선으로 나타내는 바와 같이 컵(221)이 하방 위치에 있을 때에는, 스핀 척(211)에 유지되는 기판(S)이 컵(221) 밖으로 노출된 상태로 되어 있다. 이로 인해, 예를 들어 스핀 척(211)에 대한 기판(S)의 반입 및 반출시에 컵(221)이 장애가 되는 것이 방지된다.
또, 도 3에 점선으로 나타내는 바와 같이 컵(221)이 상방 위치에 있을 때에는, 스핀 척(211)에 유지되는 기판(S)의 주연부를 둘러싸게 된다. 이로써, 후술하는 액 공급시에 기판(S)의 주연부로부터 흩뿌려지는 처리액이 처리실(200) 내에 비산되는 것이 방지되어, 처리액을 확실히 회수하는 것이 가능해진다. 즉, 기판(S)이 회전함으로써 기판(S)의 주연부로부터 흩뿌려지는 처리액의 액적은, 컵(221)의 내벽에 부착되어 하방으로 흘러내린다. 최종적으로, 액적은 컵(221)의 하방에 배치된 액받이부(222)에 의해 모아져 회수된다. 복수의 처리액을 개별적으로 회수하기 위해서, 복수 단의 컵이 동심에 설치되어도 된다.
처리액 공급부(23)는, 처리실(200)의 바닥부에 고정된 베이스(231)에 대해 회동이 자유롭게 설치된 회동 지축(232)으로부터 수평에 연장되는 아암(233)의 선단에, 노즐(234)이 장착된 구조를 갖고 있다. 회동 지축(232)이 제어부(9)로부터의 제어 지령에 따라 회동함으로써 아암(233)이 요동한다. 이로써, 아암(233) 선단의 노즐(234)이, 기판(S)의 상방으로부터 측방으로 퇴피한 퇴피 위치와, 기판(S) 상방의 처리 위치 사이를 이동한다.
노즐(234)은 처리액 공급원(238)에 접속되어 있으며, 처리액 공급원(238)으로부터 적당한 처리액이 송출되면, 노즐(234)로부터 기판(S)을 향해서 처리액이 토출된다. 스핀 척(211)이 비교적 저속으로 회전함으로써 기판(S)을 회전시키면서, 기판(S)의 회전 중심의 상방에 위치 결정된 노즐(234)로부터 처리액이 공급된다. 이렇게 함으로써, 기판(S)의 상면(표면(Sa))이 처리액에 의해 처리된다. 처리액으로는, 현상액, 에칭액, 세정액, 린스액 등의 각종의 기능을 갖는 액체를 이용할 수 있으며, 그 조성은 임의이다. 또 복수 종의 처리액이 조합되어 처리가 실행되어도 된다.
다른 1조의 처리액 공급부(24)도, 상기한 제1 처리액 공급부(23)와 대응하는 구성을 갖고 있다. 즉, 제2 처리액 공급부(24)는, 베이스(241), 회동 지축(242), 아암(243), 노즐(244) 등을 갖고 있다. 이들 구성은, 제1 처리액 공급부(23)에 있어서 대응하는 것과 동등하다. 회동 지축(242)이 제어부(9)로부터의 제어 지령에 따라 회동함으로써 아암(243)이 요동한다. 아암(243) 선단의 노즐(244)은, 기판(S)의 상면(표면(Sa))에 대해서, 처리액 공급원(248)으로부터 송출되는 처리액을 공급한다.
이 습식 처리 장치(2)에 있어서, 제2 처리액 공급부(24)는, 습식 처리 후의 기판(S)에 대해서 건조 방지용의 액막을 형성하는 목적으로 사용된다. 즉, 습식 처리 후의 기판(S)은 초임계 처리 장치(4)에 반송되어 초임계 건조 처리를 받지만, 반송 동안에 기판(S)의 표면이 노출되어 산화하거나, 표면에 형성된 미세 패턴이 도괴하는 것을 방지하기 위해서, 기판(S)은 표면이 퍼들 형상 액막으로 덮인 상태로 반송된다.
액막을 구성하는 액체로는, 습식 처리에 이용되는 처리액의 주성분인 물보다 표면 장력이 작은 물질, 예를 들어 이소프로필알코올(IPA) 또는 아세톤 등의 유기용매가 이용된다.
여기에서는, 습식 처리 장치(2)에 2조의 처리액 공급부가 설치되어 있는데, 처리액 공급부의 설치수나 그 구조, 기능에 대해서는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 처리액 공급부는 1조뿐이어도 되고, 또 3조 이상 설치되어도 된다. 또, 1개의 처리액 공급부가 복수의 노즐을 구비해도 된다. 예를 들어 1개의 아암의 선단에 복수의 노즐이 설치되어도 된다. 또, 상기와 같이 노즐이 소정의 위치에 위치 결정된 상태로 처리액을 토출하는 양태뿐만 아니라, 예를 들어 노즐이 기판(S)의 상면(표면(Sa))을 따라서 주사 이동하면서 처리액을 토출하는 양태가 포함되어도 된다. 또, 기체를 토출하는 노즐을 갖는 기체 공급부가 더 구비되어도 된다. 또 처리액 공급부에 설치된 복수의 노즐 중 적어도 1개가 기체를 토출하는 앙태여도 된다.
도 4는 초임계 처리 장치의 구성을 나타내는 측면도이다. 초임계 처리 장치(4)는, 습식 처리 후의 기판(S)에 대해 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 처리를 실시하는 장치이다. 보다 구체적으로는, 초임계 처리 장치(4)는, 습식 처리 후의 기판(S)을 받아들이고, 초임계 상태의 처리 유체에 의해서 기판(S)에 잔류하는 액체를 치환한 후, 처리 유체를 배출한다. 이렇게 함으로써, 최종적으로 기판(S)을 건조 상태에 이르게 한다.
초임계 처리 장치(4)는, 처리실(400) 내에 설치된 처리 유닛(41) 및 이재 유닛(43)과, 공급 유닛(45)을 구비하고 있다. 처리 유닛(41)은, 초임계 건조 처리의 실행 주체가 되는 것이다. 이재 유닛(43)은, 반송 장치(3)에 의해 반송되어 오는 습식 처리 후의 기판(S)을 수취하여 처리 유닛(41)에 반입하고, 또 처리 후의 기판(S)을 처리 유닛(41)으로부터 반송 장치(3)에 수도한다. 공급 유닛(45)은, 처리에 필요한 화학 물질, 동력 및 에너지 등을, 처리 유닛(41) 및 이재 유닛(43)에 공급한다. 이들 동작은 제어부(9), 특히 초임계 처리 제어부(97)에 의해 제어된다.
처리 유닛(41)은, 대좌(411) 위에 처리 챔버(412)가 장착된 구조를 갖고 있다. 처리 챔버(412)는, 몇 개의 금속 블록의 조합에 의해 구성되고, 그 내부가 공동(空洞)이 되어 처리 공간(SP)을 구성하고 있다. 처리 대상의 기판(S)은 처리 공간(SP) 내에 반입되어 처리를 받는다. 처리 챔버(412)의 (-Y)측 측면에는, X 방향으로 가늘고 길게 연장되는 슬릿 형상의 개구(421)가 형성되어 있다. 개구(421)를 통해, 처리 공간(SP)과 외부 공간이 연통되어 있다. 처리 공간(SP)의 단면 형상은, 개구(421)의 개구 형상과 대체로 같다. 즉, 처리 공간(SP)은, X 방향으로 길고 Z 방향으로 짧은 단면 형상을 가지며, Y 방향으로 연장되는 공동이다.
처리 챔버(412)의 (-Y)측 측면에는, 개구부(421)를 폐색하도록 덮개 부재(413)가 설치되어 있다. 덮개 부재(413)의 (＋Y)측 측면에는 평판 형상의 지지 트레이(415)가 수평 자세로 장착되어 있다. 지지 트레이(415)의 상면은 기판(S)을 재치 가능한 지지면으로 되어 있다. 보다 구체적으로는, 다음에 도 5를 참조하여 설명하는 바와 같이, 지지 트레이(415)는, 대략 평탄한 상면(415a)에 기판(S)의 평면 사이즈보다 조금 크게 형성된 오목부(415b)가 형성된 구조를 갖고 있다. 이 오목부(415b)에 기판(S)이 수용됨으로써, 기판(S)은 지지 트레이(415) 상에서 소정 위치에 유지된다. 기판(S)은, 처리 대상이 되는 표면(이하, 간단히 「기판 표면」이라고 하는 경우가 있다)(Sa)을 상향으로 하여 유지된다. 이 때, 지지 트레이(415)의 상면(415a)과 기판 표면(Sa)이 동일 또는 대략 동일한 평면을 이루고 있는 것이 바람직하다
덮개 부재(413)는 도시를 생략하는 지지 기구에 의해, Y 방향으로 수평 이동이 자유롭게 지지되어 있다. 또, 덮개 부재(413)는, 공급 유닛(45)에 설치된 진퇴 기구(453)에 의해, 처리 챔버(412)에 대해서 진퇴 이동이 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 진퇴 기구(453)는, 예를 들어 리니어 모터, 직동 가이드, 볼 나사 기구, 솔레노이드, 에어 실린더 등의 직동 기구를 갖고 있으며, 이러한 직동 기구가 덮개 부재(413)를 Y 방향으로 이동시킨다. 진퇴 기구(453)는 제어 유닛(9)으로부터의 제어 지령에 따라 동작한다.
덮개 부재(413)가 (-Y) 방향으로 이동함으로써 처리 챔버(412)로부터 이격 하면, 점선으로 나타내는 바와 같이 지지 트레이(415)가 처리 공간(SP)으로부터 개구(421)를 통해 외부로 인출된다. 이로써, 외부로부터 지지 트레이(415)로의 액세스가 가능해진다. 즉, 지지 트레이(415)로의 기판(S)의 재치, 및 지지 트레이(415)에 재치되어 있는 기판(S)의 취출이 가능해진다. 한편, 덮개 부재(413)가 (＋Y) 방향으로 이동함으로써, 지지 트레이(415)는 처리 공간(SP) 내에 수용된다. 지지 트레이(415)에 기판(S)이 재치되어 있는 경우, 기판(S)은 지지 트레이(415)와 함께 처리 공간(SP)에 반입된다.
덮개 부재(413)가 (＋Y) 방향으로 이동하여 개구(421)를 막음으로써, 처리 공간(SP)이 밀폐된다. 덮개 부재(413)의 (＋Y)측 측면과 처리 챔버(412)의 (-Y)측 측면 사이에는 씰 부재(422)가 설치되어, 처리 공간(SP)의 기밀 상태가 유지된다. 씰 부재(422)로는, 탄성 수지 재료, 예를 들어 고무에 의해 형성된 환상의 것을 이용할 수 있다. 또, 도시하지 않은 락 기구에 의해, 덮개 부재(413)는 처리 챔버(412)에 대해서 고정된다. 이와 같이, 덮개 부재(413)는, 개구(421)를 폐색하여 처리 공간(SP)을 밀폐하는 폐색 상태(실선)와, 개구(421)로부터 크게 이격하여 기판(S)의 출입이 가능해지는 이격 상태(점선) 사이에서 전환된다.
처리 공간(SP)의 기밀 상태가 확보된 상태로, 처리 공간(SP) 내에서 기판(S)에 대한 처리가 실행된다. 이 실시 형태에서는, 공급 유닛(45)에 설치된 유체 공급부(457)가, 초임계 처리에 이용 가능한 물질의 처리 유체, 예를 들어 이산화탄소를 처리 유체로서 송출한다. 또한, 처리 유체가 처리 챔버(412) 내에서 가압됨으로써 초임계 상태에 이른다. 처리 유체는 기체 또는 액체의 상태로 처리 유닛(41)에 공급된다. 이산화탄소는, 비교적 저온, 저압으로 초임계 상태가 되고, 또 기판 처리에 다용되는 유기용제를 잘 녹이는 성질을 갖는다고 하는 점에서, 초임계 건조 처리에 적절한 화학 물질이다. 이산화탄소가 초임계 상태가 되는 임계점은, 기압(임계 압력)이 7.38MPa, 온도(임계 온도)가 31.1℃이다.
초임계 건조 처리에 있어서는, 액체의 표면 장력에 기인하는 패턴 도괴를 방지하면서 기판을 건조시키는 것이 주된 목적으로 여겨진다. 기판(S)은, 그 표면(Sa)이 노출되어 패턴 도괴가 발생하는 것을 방지하기 위해서, 표면(Sa)이 액막으로 덮인 상태로 반입된다. 액막을 구성하는 액체로는, 예를 들어 이소프로필알코올(IPA), 아세톤 등의 표면 장력이 비교적 낮은 유기용제를 적절하게 이용할 수 있다.
처리 유체가 처리 공간(SP)에 충전되고, 처리 공간(SP) 내가 적당한 온도 및 압력에 도달하면, 처리 공간(SP)은 초임계 상태의 처리 유체로 채워진다. 이렇게 하여 기판(S)이 처리 챔버(412) 내에서 초임계 유체에 의해 처리된다. 공급 유닛(45)에는 유체 회수부(455)가 설치되어 있으며, 처리 후의 유체는 유체 회수부(455)에 의해 회수된다. 유체 공급부(457) 및 유체 회수부(455)는, 초임계 처리 제어부(97)에 의해 제어되고 있다
처리 공간(SP)은, 지지 트레이(415) 및 이것에 지지되는 기판(S)을 받아들임 가능한 형상 및 용적을 갖고 있다. 즉, 처리 공간(SP)은, 수평 방향에는 지지 트레이(415)의 폭보다 넓고, 연직 방향에는 지지 트레이(415)의 높이보다 큰 개략 직사각형의 단면 형상과, 지지 트레이(415)를 받아들임 가능한 깊이를 갖고 있다. 이와 같이 처리 공간(SP)은 지지 트레이(415) 및 기판(S)을 받아들일 만큼의 형상 및 용적을 갖고 있다. 단, 지지 트레이(415) 및 기판(S)과, 처리 공간(SP)의 내벽면 사이의 간극은 매우 적다. 따라서, 처리 공간(SP)을 충전하기 위해서 필요한 처리 유체의 양은 비교적 적어도 된다.
유체 공급부(457)는, 기판(S)의 (＋Y)측 단부보다 더 (＋Y)측에서, 처리 공간(SP)에 대해서 처리 유체를 공급한다. 한편, 유체 회수부(455)는, 기판(S)의 (-Y)측 단부보다 더 (-Y)측에서, 처리 공간(SP) 중 기판(S)보다 상방의 공간 및 지지 트레이(415)보다 하방의 공간을 유통해 오는 처리 유체를 배출한다. 이로써, 처리 공간(SP) 내에서는, 기판(S)의 상방과 지지 트레이(415)의 하방 각각에, (＋Y)측으로부터 (-Y)측으로 향하는 처리 유체의 층류가 형성되게 된다.
제어부(9)의 초임계 처리 제어부(97)는, 도시하지 않은 검출부의 검출 결과에 의거하여 처리 공간(SP) 내의 압력 및 온도를 특정하고, 그 결과에 의거하여 유체 공급부(457) 및 유체 회수부(455)를 제어한다. 이로써, 처리 공간(SP)으로의 처리 유체의 공급 및 처리 공간(SP)으로부터의 처리 유체의 배출이 적절히 관리되어, 처리 공간(SP) 내의 압력 및 온도가 미리 정해진 처리 레시피에 따라 조정된다.
이재 유닛(43)은, 반송 장치(3)와 지지 트레이(415) 사이에 있어서의 기판(S)의 수도를 담당한다. 이 목적을 위해서, 이재 유닛(43)은, 본체(431)와, 승강 부재(433)와, 베이스 부재(435)와, 복수의 리프트 핀(437)을 구비하고 있다. 승강 부재(433)는 Z 방향으로 연장되는 기둥 형상의 부재이며, 도시하지 않은 지지 기구에 의해, 본체(431)에 대해서 Z 방향으로 이동이 자유롭게 지지되어 있다. 승강 부재(433)의 상부에는, 대략 수평의 상면을 갖는 베이스 부재(435)가 장착되어 있다. 베이스 부재(435)의 상면으로부터 상향으로, 복수의 리프트 핀(437)이 세워 설치되어 있다. 리프트 핀(437) 각각은, 그 상단부가 기판(S)의 하면에 맞닿음으로써 기판(S)을 하방으로부터 수평 자세로 지지한다. 기판(S)을 수평 자세로 안정적으로 지지하기 위해서, 상단부의 높이가 서로 동일한 3 이상의 리프트 핀(437)이 설치되는 것이 바람직하다.
승강 부재(433)는, 공급 유닛(45)에 설치된 승강 기구(451)에 의해 승강 이동 가능해지고 있다. 구체적으로는, 승강 기구(451)는, 예를 들어 리니어 모터, 직동 가이드, 볼 나사 기구, 솔레노이드, 에어 실린더 등의 직동 기구를 갖고 있으며, 이러한 직동 기구가 승강 부재(433)를 Z 방향으로 이동시킨다. 승강 기구(451)는 제어부(9)로부터의 제어 지령에 따라 동작한다.
승강 부재(433)의 승강에 의해 베이스 부재(435)가 상하 이동하고, 이것과 일체적으로 복수의 리프트 핀(437)이 상하 이동한다. 이로써, 이재 유닛(43)과 지지 트레이(415) 사이에서의 기판(S)의 수도가 실현된다. 보다 구체적으로는, 도 4에 점선으로 나타내는 바와 같이, 지지 트레이(415)가 챔버 밖으로 인출된 상태로 기판(S)이 수도된다. 이 목적을 위해서, 지지 트레이(415)에는 리프트 핀(437)을 삽입 통과시키기 위한 관통 구멍(417)이 형성되어 있다. 베이스 부재(435)가 상승하면, 리프트 핀(437)의 상단은 관통 구멍(417)을 통해 지지 트레이(415)의 상면보다 상방에 도달한다. 이 상태에서, 센터 로봇(30)에 의해 반송되어 오는 기판(S)이, 센터 로봇(30)의 핸드(31)로부터 리프트 핀(437)에 수도된다. 리프트 핀(437)이 하강함으로써, 기판(S)은 리프트 핀(437)으로부터 지지 트레이(415)에 수도된다. 기판(S)의 반출은, 상기와 반대의 순서에 의해 행할 수 있다.
도 5는 처리 유닛의 상세 구조를 나타내는 단면도이다. 상기한 바와 같이, 처리 유닛(41)은, 처리 챔버(412)를 구비하고 있다. 처리 챔버(412)는, 각각 금속 블록에 의해 형성된 제1 부재(412a), 제2 부재(412b) 및 제3 부재(412c)를 구비하고 있다. 제1 부재(412a)와 제2 부재(412b)가 도시하지 않은 결합 부재에 의해 상하 방향으로 결합된다. 그들의 (＋Y)측 측면에, 도시하지 않은 결합 부재에 의해 제3 부재(412c)가 결합되고, 내부가 공동이 된 구조의 처리 챔버(412)가 구성된다. 이 공동의 내부 공간이, 기판(S)에 대한 처리가 실행되는 처리 공간(SP)으로 되어 있다. 처리 대상의 기판(S)은 처리 공간(SP) 내에 반입되어 처리를 받는다. 처리 챔버(412)의 (-Y)측 측면에는, X 방향으로 가늘고 길게 연장되는 슬릿 형상의 개구부(421)가 형성되어 있으며, 개구부(421)를 통해 처리 공간(SP)과 외부 공간이 연통되어 있다.
유체 공급부(457)는, 기판(S)을 처리하는 처리 유체로서, 초임계 상태의 유체, 또는, 가스 형상 혹은 액상으로 공급되어, 소정의 온도·압력이 부여됨으로써 사후적으로 초임계 상태가 되는 유체를 출력한다. 예를 들어, 가스 형상 혹은 액상의 이산화탄소가 가압 상태로 출력된다. 유체는, 배관(571) 및 그 도중에 삽입된 밸브(572, 573)를 통해, 처리 챔버(412)의 (＋Y)측 측면에 설치된 입력 포트(442, 443)에 압송된다. 즉, 제어 유닛(9)으로부터의 제어 지령에 따라 밸브(572, 573)가 오픈됨으로써, 유체는 유체 공급부(457)로부터 처리 챔버(412)로 보내진다.
입력 포트(442, 443)로부터 처리 공간(SP)에 이르는 유체의 유로(47)는, 유체 공급부(457)로부터 공급되는 처리 유체를 처리 공간(SP)에 도입하는 도입 유로로서 기능한다. 구체적으로는, 입력 포트(442)에는, 유로(471)가 접속되어 있다. 입력 포트(442)와는 반대측의 유로(471)의 단부에는, 유로 단면적이 급격하게 확대되도록 형성된 버퍼 공간(472)이 설치되어 있다.
버퍼 공간(472)과 처리 공간(SP)을 접속하도록, 유로(473)가 더 설치되어 있다. 유로(473)는, 상하 방향(Z 방향)으로 좁고, 수평 방향(X 방향)으로 길고 폭이 넓은 단면 형상을 갖고 있으며, 그 단면 형상은, 처리 유체의 유통 방향에 있어서 대략 일정하다. 유로(473) 중 버퍼 공간(472)과는 반대측의 단부는, 처리 공간(SP)에 접하여 개구하는 토출구(474)가 되어 있다. 이 토출구(474)로부터, 처리 유체가 처리 공간(SP) 내에 도입된다.
바람직하게는, 유로(473)의 높이는, 지지 트레이(415)가 처리 공간(SP)에 수용된 상태로, 처리 공간(SP)의 천장면과 기판 표면(Sa)의 거리와 동일하다. 그리고, 토출구(474)는, 처리 공간(SP)의 천장면과 지지 트레이(415)의 상면(415a) 사이의 갭에 접해 개구하고 있다. 예를 들어, 유로(473)의 천장면과 처리 공간(SP)의 천장면이 동일 평면을 이루도록 할 수 있다. 이와 같이, 토출구(474)는, 처리 공간(SP)에 접해 수평 방향으로 가늘고 긴 슬릿 형상으로 개구되어 있다.
지지 트레이(415)의 하방에도 동일하게 하여 처리 유체의 유로가 형성된다. 구체적으로는, 입력 포트(443)에는 유로(475)가 접속되어 있다. 입력 포트(443)와는 반대측의 유로(475)의 단부에는, 유로 단면적이 급격하게 확대하도록 형성된 버퍼 공간(476)이 설치되어 있다.
그리고, 버퍼 공간(476)과 처리 공간(SP)은 유로(477)를 통해 연통되어 있다. 유로(477)는, 상하 방향(Z 방향)으로 좁고, 수평 방향(X 방향)으로 길고 폭이 넓은 단면 형상을 갖고 있으며, 그 단면 형상은, 처리 유체의 유통 방향에 있어서 대략 일정하다. 유로(477) 중 버퍼 공간(476)과는 반대측의 단부는, 처리 공간(SP)에 접해 개구하는 토출구(478)가 되어 있으며, 이 토출구(478)로부터, 처리 유체가 처리 공간(SP) 내에 도입된다.
바람직하게는, 유로(477)의 높이는, 처리 공간(SP)의 바닥면과 지지 트레이(415)의 하면의 거리와 동등하게 여겨진다. 그리고, 토출구(478)는, 처리 공간(SP)의 바닥면과 지지 트레이(415)의 하면 사이의 갭에 접해 개구하고 있다. 예를 들어, 유로(477)의 바닥면과 처리 공간(SP)의 바닥면이 동일 평면을 이루도록 할 수 있다. 즉, 토출구(478)는, 처리 공간(SP)에 접해 수평 방향으로 가늘고 긴 슬릿 형상으로 개구하고 있다.
Z 방향에 있어서, 유로(471)의 배치 위치와 유로(473)의 배치 위치가 상이한 것이 바람직하다. 양자가 동일 높이에 있는 경우, 유로(471)로부터 버퍼 공간(472)에 유입한 처리 유체의 일부가 그대로 직진하여 유로(473)에 유입하게 된다. 그러면, 유통 방향과 직교하는 유로의 폭 방향, 즉 X 방향에 있어서는, 유로(471)에 대응하는 위치와 그 이외의 위치에서, 유로(473)에 흘러드는 처리 유체의 유량이나 유속에 차가 생길 우려가 있다. 이것은, 유로(473)로부터 처리 공간(SP)에 흘러드는 처리 유체의 흐름에 X 방향의 불균일성을 일으키게 하여 난류의 원인이 된다.
유로(471)와 유로(473)를 Z 방향에 다르게 하여 배치함으로써, 이러한 유로(471)로부터 유로(473)로의 처리 유체의 직진은 생기지 않게 된다. 이로 인해, 폭 방향에 있어서 균일한 층류로서 처리 유체를 처리 공간(SP)에 도입하는 것이 가능해진다.
이와 같이 구성된 도입 유로(47)로부터 도입되는 처리 유체는, 처리 공간(SP) 내에서 지지 트레이(415)의 상면 및 하면 각각을 따라 흘러, 이하와 같이 구성되는 배출 유로(48)를 통해 처리 용기 밖으로 배출된다. 기판(S)보다 (-Y)측에 있어서, 처리 공간(SP)의 천장면과 지지 트레이(415)의 상면(415a)은 모두 수평인 평면을 이루고 있으며, 양자는 일정한 갭을 유지하고 평행하게 대향하고 있다. 이 갭이, 지지 트레이(415)의 상면(415a) 및 기판(S)의 표면(Sa)을 따라서 흐른 처리 유체를 유체 회수부(455)로 인도하는, 배출 유로(48)의 상류부(481)로서 기능한다. 이 상류부(481)는 상하 방향(Z 방향)으로 좁고, 수평 방향(X 방향)으로 긴 폭이 넓은 단면 형상을 갖고 있다.
상류부(481) 중 처리 공간(SP)과는 반대측의 단부는, 버퍼 공간(482)에 접속하고 있다. 버퍼 공간(482)은, 처리 챔버(412)와, 덮개 부재(413)와, 씰 부재(422)로 둘러싸인 공간이다. X 방향에 있어서의 버퍼 공간(482)의 폭은, 상류부(481)의 폭과 동등하거나 또는 이것보다 크다. Z 방향에 있어서의 버퍼 공간(482)의 높이는, 상류부(481)의 높이보다 크다. 따라서, 버퍼 공간(482)은 상류부(481)보다 큰 유로 단면적을 갖고 있다.
버퍼 공간(482)의 상부에 상측 배출 유로의 하류부(483)가 접속되어 있다. 하류부(483)는, 처리 챔버(412)를 구성하는 상부 블록인 제1 부재(412a)를 관통하여 설치된 관통 구멍이다. 그 상단은 처리 챔버(412)의 상면에 개구하는 출력 포트(444)를 구성하고, 하단은 버퍼 공간(482)에 접해 개구하고 있다.
마찬가지로, 처리 공간(SP)의 바닥면과 지지 트레이(415)의 하면은 모두 수평인 평면을 이루고 있으며, 양자는 일정한 갭을 유지하고 평행하게 대향하고 있다. 이 갭이, 지지 트레이(415)의 하면을 따라서 흐르는 처리 유체를 유체 회수부(455)로 인도하는 배출 유로(48)의 상류부(485)로서 기능한다. 또, 지지 트레이(415)의 하면측의 상류부(485)는, 지지 트레이(415)의 상면측과 동일하게, 버퍼 공간(486)을 통해 하류부(487)와 접속되어 있다.
처리 공간(SP)에 있어서 지지 트레이(415)의 상방을 흐른 처리 유체는, 배출 유로(48) 중 상측 배출 유로를 구성하는 상류부(481), 버퍼 공간(482) 및 하류부(483)를 통해 출력 포트(444)로 송출된다. 출력 포트(444)는, 배관(551)에 의해서 유체 회수부(455)에 접속되어 있으며, 배관(551)의 도중에는 밸브(552)가 삽입되어 있다.
마찬가지로, 처리 공간(SP)에 있어서 지지 트레이(415)의 하방을 흐른 처리 유체는, 배출 유로(48) 중 하측 배출 유로를 구성하는 상류부(485), 버퍼 공간(486) 및 하류부(487)를 통해 출력 포트(445)로 송출된다. 출력 포트(445)는, 배관(553)에 의해서 유체 회수부(455)에 접속되어 있으며, 배관(553)의 도중에는 밸브(554)가 삽입되어 있다.
밸브(552, 554)는 제어 유닛(9)에 의해 제어되고 있다. 제어 유닛(9)으로부터의 제어 지령에 따라 밸브(552, 554)가 오픈되면, 처리 공간(SP) 내의 처리 유체가 배관(551, 553)을 통해 유체 회수부(455)에 회수된다.
도 6a 및 도 6b는 지지 트레이 및 기판과 처리 공간의 관계를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 6a는 기판(S)이 재치된 지지 트레이(415)가 처리 공간(SP)으로부터 인출된 상태를 나타내는 도면이다. 또, 도 6b는 지지 트레이(415)가 처리 공간(SP)에 수용된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6a에 나타내는 바와 같이, 평판 형상의 지지 트레이(415)의 상면(415a)에는, 기판(S)의 평면 사이즈보다 조금 크게 형성된 오목부(415b)가 형성되고, 이 오목부(415b)에 기판(S)이 수용된다. 처리 챔버(412)의 (-Y)측 단면에는, 처리 공간(SP)과 연통하는 개구(421)가 형성되어 있다. 그 높이(Z 방향 사이즈)(Ho) 및 폭(Wo)(X 방향 사이즈)은, 지지 트레이(415)의 높이 및 폭보다 조금 크게 형성되어 있다. 또, XZ 평면에 있어서의 처리 공간(SP)의 단면 형상은, Y 방향 위치에 상관없이 개구(421)의 형상과 동일하게 되어 있다. 그 깊이(Y 방향 사이즈)(Ds)는, 지지 트레이(415)의 Y 방향 사이즈보다 조금 크게 형성되어 있다.
이로 인해, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 지지 트레이(415)가 처리 공간(SP)에 수용된 상태에서는, 지지 트레이(415)와 처리 공간(SP)의 벽면 사이에는 작은 간극만이 남게 된다. 그로 인해, 이 상태에 있어서의 처리 공간(SP)의 용적은 매우 작다. 이로써, 초임계 처리에 있어서는 소량의 처리 유체로 처리 공간(SP)을 채우는 것이 가능하고, 이 구조는 처리 효율을 높일 뿐만 아니라 자원 절약에도 기여한다.
처리 공간(SP)의 치수의 일례는 다음과 같다. 예를 들어 기판(S)이 직경 300밀리미터까지의 반도체 웨이퍼인 경우, 개구 높이(Ho)는 20 내지 30밀리미터, 개구 폭(Wo)은 300밀리미터보다 조금 큰 값, 처리 공간(SP)의 깊이(Ds)는 400밀리미터 정도로 할 수 있다. 또한 이들의 수치는 일례이며, 치수는 이들에 한정되는 것은 아니다.
처리 공간(SP)에 대해서는, 처리를 반복함으로써 내부에 오염이 축적되어 오기 때문에, 정기적인 청소가 필요하다. 이와 같이 개구의 폭이 넓고 높이가 작으며, 또한 안쪽의 깊은 처리 공간(SP)을 청소하기 위해서, 본 발명을 적용한 청소용 어태치먼트를 이용할 수 있다. 이하, 청소용 어태치먼트의 몇 개의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 나누어 설명한다.
또한, 본 발명의 청소용 어태치먼트의 적용 대상이 되는 처리 챔버의 구조는, 상기한 것에 한정되지 않는다. 즉, 개구로부터 안쪽까지 단면 형상이 일정한 처리 공간을 내부에 갖는 각종의 구조의 처리 챔버에 대해, 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트를 적용하는 것이 가능하다. 그 때에는, 처리 공간의 단면 형상에 따라 형상을 적당히 변경하면 된다.
＜제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태＞
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제1 내지 제3 실시 형태를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 7a는 본 발명의 제1 실시 형태에 따르는 청소용 어태치먼트(61)의 구조를 나타내는 도면이고, 도 7b는 그 작용을 설명하는 도면이다. 또, 도 7c 및 도 7d는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 청소용 어태치먼트(62) 및 제3 실시 형태에 따르는 청소용 어태치먼트(63)의 구조를 각각 나타내는 도면이다.
도 7a에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 청소용 어태치먼트(61)는, 지지 트레이(415)의 (＋Y)측 단면으로부터 (＋Y) 방향으로 연장되는 로드부(611)의 선단에 청소 부재(612)가 설치된 구조를 갖고 있다. 청소 부재(612)는 X 방향을 길이 방향으로 하는 봉형 부재이다. 여기에서는 그 단면 형상이 개략 H형인데, 단면 형상은 이것에 한정되지 않고 임의이다.
청소 부재(612)의 X 방향에 있어서의 길이는 처리 공간(SP)의 개구 폭(Wo)보다 조금 작다. 또 청소 부재(612)의 높이, 즉 Z 방향에 있어서의 길이는 처리 공간(SP)의 개구 높이(Ho)보다 조금 작다. 청소 부재(612)의 상단 및 하단은 평탄면으로 마무리할 수 있으며, 그 상면 및 하면에는 불식 부재(613, 614)가 각각 장착되어 있다. 불식 부재(613, 614)는, 예를 들어 시트 형상이고 다공질의 탄성 수지 재료 또는 포백에 의해 형성할 수 있다. 청소 부재(612)의 상면 및 하면에 불식 부재(613, 614)가 장착된 상태에서는, 이들 전체의 높이는 처리 공간(SP)의 개구 높이(Ho)보다 커진다. 바꾸어 말하면, 그러한 관계가 되도록, 불식 부재(613, 614)의 두께가 설정되어 있다.
지지 트레이(415)가 (＋Y) 방향으로 이동하여 처리 공간(SP)을 향해서 진행될 때, 지지 트레이(415)의 선단에 장착된 청소용 어태치먼트(61)는 처리 공간(SP)의 내부로 삽입된다. 그러면, 청소 부재(612)의 상면에 장착된 불식 부재(613)는 처리 공간(SP)의 천장면에, 청소 부재(612)의 하면에 장착된 불식 부재(614)는 처리 공간(SP)의 바닥면에, 각각 맞닿게 된다. 도 7b에 나타내는 바와 같이, 불식 부재(613, 614)가 각각 처리 공간(SP)의 천장면 및 바닥면에 맞닿은 상태로 지지 트레이(415)가 진퇴 이동한다. 이렇게 함으로써, 불식 부재(613, 614)가 처리 공간(SP)의 천장면 및 바닥면을 슬라이딩 마찰하며 불식하고, 이로써 처리 공간(SP) 내의 청소를 행할 수 있다. 청소 효과를 높이기 위해서, 불식 부재(613, 614)에는 적당한 세정액이 미리 함침되어 있어도 된다.
또 이 때, 처리 공간(SP)에 대해서, (-Y) 방향, 즉 처리 공간(SP)의 안쪽으로부터 개구(421)측으로 향하는 방향의 기류가 형성되는 것이 보다 바람직하다. 이렇게 함으로써, 불식 부재(613, 614)의 슬라이딩 마찰에 의해 처리 공간(SP)의 벽면으로부터 이탈한 오염물이, 처리 공간(SP)의 내부에 체류하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어 유로(473, 477)(도 5)를 통해 적당한 기체(질소 가스, 건조 공기, 이산화탄소 가스 등)를 처리 공간(SP)에 공급함으로써, 이러한 기류를 생성할 수 있다.
한편, 도 7c에 나타내는 제2 실시 형태의 청소용 어태치먼트(62)는, 지지 트레이(415)의 (＋Y)측 단면으로부터 (＋Y) 방향으로 연장되는 로드부(621)의 선단에 설치된 청소 부재(622)의 X 방향에 있어서의 양단부에, 불식 부재(623, 624)가 장착된 구조를 갖고 있다. 청소 부재(622)의 X 방향에 있어서의 길이는 개구 폭(Wo)보다 조금 작지만, 불식 부재(623, 624)를 포함하는 길이는 개구 폭(Wo)보다 크다. 따라서, 지지 트레이(415)가 (＋Y) 방향 및 (-Y) 방향으로 이동함으로써, 처리 공간(SP) 내에 진출한 불식 부재(623, 624)가 처리 공간(SP)의 측벽면을 슬라이딩 마찰하며 이것을 청소할 수 있다.
또, 도 7d에 나타내는 제3 실시 형태의 청소용 어태치먼트(63)에서는, 지지 트레이(415)의 (＋Y)측 단면으로부터 (＋Y) 방향으로 연장되는 로드부(631)의 선단에, X 방향으로 연장되는 청소 부재(632)가 장착되어 있다. 청소 부재(632)의 X 방향에 있어서의 길이는 개구 폭(Wo)보다 조금 작고, 그 높이는 개구 높이(Ho)보다 조금 작다. 그리고, 청소 부재(632)의 외주면, 즉 상면, 측면 및 하면을 둘러싸도록, 불식 부재(633)가 장착되어 있다. 청소 부재(632)와 불식 부재(633)를 합친 폭은 개구 폭(Wo)보다 크고, 높이는 개구 높이(Ho)보다 크다.
이러한 구성을 갖는 청소용 어태치먼트(63)가, 처리 챔버(412)에 대한 지지 트레이(415)의 진퇴 이동에 의해 Y 방향으로 이동한다. 이렇게 함으로써, 처리 공간(SP)을 구성하는 천장면, 바닥면 및 측벽면이 동시에 불식된다. 또한, 이 구조에서는 청소용 어태치먼트(63)가 처리 공간(SP)을 폐색하도록 작용하기 때문에, 가스를 빼기 위해, 청소 부재(632)를 Y 방향으로 관통하도록, 관통 구멍(634)이 형성되어도 된다.
이상과 같이, 제1 내지 제3 실시 형태의 청소용 어태치먼트(61~63)에서는, 당해 어태치먼트가 지지 트레이(415)의 진퇴 이동에 수반하여 Y 방향으로 이동한다. 이렇게 함으로써, 처리 공간(SP)을 구성하는 천장면, 바닥면 및 측벽면 중 적어도 1개가 불식되어, 처리 챔버(412) 내의 청소가 실현된다. 또한, 불식 부재가 설치되지 않고, 청소 부재(612) 등이 직접 처리 공간(SP)의 벽면에 접촉하는 구성이어도 된다. 이것은, 후술하는 다른 실시 형태에 있어서도 동일하다.
＜어태치먼트 장착부의 구조＞
도 8a 내지 8c는 지지 트레이에 대한 청소용 어태치먼트의 장착부의 구조를 나타내는 도면이다. 여기에서는 제1 실시 형태의 청소용 어태치먼트(61)를 예로서 설명한다. 그러나, 장착부의 구조에 대해서는, 각 실시 형태에서 공통의 구조를 채용하는 것이 가능하다.
도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 지지 트레이(415)의 (＋Y)측 단면에는, 2개의 나사 구멍(415c, 415d)이 형성되어 있다. 이러한 나사 구멍(415c, 415d) 각각에 대해, 수나사부(601a, 602a)를 각각 갖는 연결 부재(601, 602)가 나사 결합된다.
연결 부재(601, 602) 중 수나사부(601a, 602a)와는 반대측의 단부에는 관통 구멍(601b, 602b)이 형성되어 있다. 이들 관통 구멍(601b, 602b)에 나사 부재(603, 604)가 삽입 통과된다. 나사 부재(603, 604)는, 청소용 어태치먼트(61)의 로드부(611)에 설치된 나사 구멍(611a, 611b)에 각각 나사 결합된다. 이와 같이 하여, 청소용 어태치먼트(61)가 지지 트레이(415)에 결합된다.
지지 트레이(415)에 청소용 어태치먼트가 장착되지 않는 경우, 나사 구멍(415c, 415d)은 적당한 마개 부재에 의해 폐색된다. 예를 들어 도 8c에 나타내는 바와 같이, 고정 나사(슬롯 나사라고도 칭해진다)(415e, 415f)를 마개 부재로서 이용할 수 있다. 이와 같이 나사 구멍(415c, 415d)을 마개 부재로 막아 둠으로써, 초임계 처리의 실행시에 나사 구멍(415c, 415d)에 의해서 처리 유체의 흐름이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
불식 부재(613) 등이 포백에 의해 구성되는 경우를 제외하고, 청소용 어태치먼트(61~63) 및 그 장착부를 구성하는 각 부재는, 모두 수지 재료에 의해 구성된다. 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 수지, PFA(퍼플루오로알콕시알칸) 수지 등의 불소 수지와 같이, 화학적으로 안정되고 적당한 탄성을 가지며 청정한 수지 재료를, 적절하에 적용 가능하다.
이들 부재가 예를 들어 금속 재료로 형성되어 있는 경우, 지지 트레이(415)로의 장착시나 떼어냄시에 금속들의 슬라이딩 마찰에 의해 생긴 미분이 처리 공간(SP) 내에 잔류하여 오염원이 될 우려가 있다. 수지 재료로 형성된 부재를 이용함으로써, 이러한 문제를 회피할 수 있다. 또한, 모든 부재가 수지 재료로 형성될 필요는 없으며, 금속들의 슬라이딩 마찰이 생기지 않는 한에 있어서, 금속 부품과 수지 부품이 적절히 조합되어도 된다. 또, 부품의 표면이 수지 재료로 형성되고, 내부에 금속 부품이 매설된 것이어도 된다.
＜제4 실시 형태＞
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제4 실시 형태를 나타내는 도면이다. 도 9a에 나타내는 바와 같이, 제4 실시 형태의 청소용 어태치먼트(64)에서는, 지지 트레이(415)의 (＋Y)측 단면으로부터 (＋Y) 방향으로 연장되는 로드부(641)의 선단에 베이스부(642)가 설치되어 있다. 베이스부(642)의 (＋Y)측 단면으로부터는, 2개의 아암부(643, 644)가 각각 비스듬한 방향으로 연장되어 있다. 즉, 이들 중 (＋X)측에 설치된 아암부(643)는 (＋X) 방향 성분과 (＋Y) 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 한편, (-X)측에 설치된 아암부(644)는 (-X) 방향 성분과 (＋Y) 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되고 있다. 아암부(643, 644)는 탄성을 갖는 수지 재료에 의해 형성된다. 이들은 예를 들어 베이스부(642)와 일체적으로 형성되어도 된다.
이들 아암부(643, 644)의 선단에는, 청소 부재(645, 646)가, X 방향으로 서로 근접하여 설치되어 있다. 청소 부재(645, 646)의 높이, 즉 Z 방향의 길이는, 처리 공간(SP)의 개구 높이(Ho)보다 조금 작다. 한편, X 방향에 있어서는, 청소 부재(645, 646)의 길이의 합계는 개구 폭(Wo)에 대해서 유의하게 작다. 청소 부재(645, 646)의 (＋Y)측 단면은 평탄면으로 마무리되며, 불식 부재(647, 648)가 각각 장착되어 있다.
지지 트레이(415)가 (＋Y) 방향으로 이동하면, 청소용 어태치먼트(64)는 처리 공간(SP) 내에 진입하고, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 청소 부재(645, 646)의 선단에 설치된 불식 부재(647, 648)가 처리 공간(SP)의 (＋Y)측 측벽면에 맞닿는다. 이 상태로부터 지지 트레이(415)가 (＋Y) 방향으로 더 이동하면, 아암부(643, 644)가 각각 X 방향의 외향으로 탄성 변형함으로써, 청소 부재(645, 646)도 각각 X 방향 외향으로 변위한다.
도 9c에 점선 화살표로 나타내는 바와 같이, 불식 부재(647, 648)가 처리 공간(SP)의 (＋Y)측 측벽면에 맞닿은 상태로 지지 트레이(415)가 (＋Y) 방향 및 (-Y) 방향으로 진퇴 이동한다. 그러면, 청소 부재(645, 646)에 장착된 불식 부재(647, 648)가 X 방향으로 왕복 이동하고, 이로써 처리 공간(SP)의 (＋Y)측 측벽면이 불식된다. 이와 같이 하여, 처리 공간(SP)의 (＋Y)측 측벽면을 청소할 수 있다.
＜제5 실시 형태＞
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트의 제5 실시 형태를 나타내는 도면이다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 제5 실시 형태의 청소용 어태치먼트(65)에서는, 지지 트레이(415)의 (＋Y)측 단면으로부터 (＋Y) 방향으로 연장되는 로드부(651)의 선단에 베이스부(652)가 설치되어 있다. 베이스부(652)는 X 방향으로 연장되는 봉형 부재이며, 그 X 방향 길이는 처리 공간(SP)의 개구 폭(Wo)보다 조금 작고, Z 방향으로는 개구 높이(Ho)보다 충분히 작다.
베이스부(652)의 상단에는 다공 노즐(653)이 설치되고, 추가로 그 상면에 불식 부재(654)가 장착되어 있다. 다공 노즐(653)의 상면에는 복수의 토출구(6531)가 설치되어 있다. 한편, 베이스부(652)의 하단에는 다공 노즐(655)이 설치되고, 추가로 그 하면에 불식 부재(656)가 장착되어 있다. 다공 노즐(655)의 하면에는 복수의 토출구(6551)가 설치되어 있다. 베이스부(652)와 다공 노즐(653, 655)을 합친 높이는 개구 높이(Ho)보다 조금 작지만, 이들에 추가로 불식 부재(654, 656)를 합쳤을 때의 높이는 개구 높이(Ho)보다 크다. 따라서, 이 청소용 어태치먼트(65)가 처리 공간(SP) 내에 진입했을 때, 불식 부재(654)는 처리 공간(SP)의 천장면에, 불식 부재(656)는 처리 공간(SP)의 바닥면에 각각 접촉한다.
도 10b는 청소용 어태치먼트(65)의 내부 구조를 나타내는 XZ 평면 단면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 다공 노즐(653)의 각 토출구(6531)와, 다공 노즐(655)의 각 토출구(6551)는, 각각 베이스부(652)의 내부에 설치된 유로(6521)에 연통하고 있다. 유로(6521)는 모두 도시하지 않은 흡인 기구 또는 분사 기구에 접속되어 있다.
유로(6521)에 흡인 기구가 접속되어 있는 경우에는, 다공 노즐(653, 655)은 부압이 부여됨으로써 주위 분위기를 끌어들이도록 작용한다. 청소용 어태치먼트(65)가 처리 공간(SP) 내에 있을 때, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 지지 트레이(415)의 Y 방향으로의 이동에 의해 불식 부재(654, 656)가 처리 공간(SP)의 천장면 및 바닥면을 슬라이딩 마찰함과 더불어, 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 다공 노즐(653, 655)이 주위 분위기를 흡인한다. 따라서, 불식 부재(654, 656)에 의해 처리 공간(SP)의 천장면 및 바닥면으로부터 제거된 오염물은, 다공 노즐(653, 655)에 의해 흡인되어 처리 공간(SP)으로부터 배출된다. 이로써 처리 공간(SP)이 청소된다.
한편, 유로(6521)에 분사 기구가 접속되어 있는 경우에는, 다공 노즐(653, 655)을 향해서 적당한 유체가 공급되고, 토출구(6531, 6551)로부터 처리 공간(SP)에 분사된다. 이 경우의 유체로는, 질소 가스, 건조 공기와 같은 기체, 또는 세정액과 같은 액체를 이용할 수 있다. 도 10d에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 유로(6521)를 통해 다공 노즐(653, 655)에 유체가 공급되고, 유체를 분사하면서 청소용 어태치먼트(65)가 처리 공간(SP) 내에서 Y 방향으로 이동한다. 이로써, 처리 공간(SP) 내를 청소할 수 있다.
이 경우에는, 처리 공간(SP)의 벽면에 부착되어 있는 오염물은 유체에 의해 떠내려 가 제거되게 된다. 이와 같이 제거된 오염물을 회수하기 위해서, 쓰레기 받이(657, 658)가 설치되어도 된다. 이 중 쓰레기 받이(657)는, 베이스부(652)의 상부에 장착되고, 다공 노즐(653)로부터의 유체 분사에 의해서 처리 공간(SP)의 천장면으로부터 이탈한 오염물을 받아들인다. 한편, 쓰레기 받이(658)는, 처리 챔버(412)의 개구(421)의 하방에 배치되고, 다공 노즐(655)로부터의 유체 분사에 의해서 처리 공간(SP)의 바닥면으로부터 이탈하여 청소용 어태치먼트(65)의 (-Y) 방향으로의 이동에 의해 긁어내면서 오는 오염물을 받아 들인다.
다공 노즐(653, 655)로부터 토출되는 유체가 유로(473), 477(도 5)에 유입하는 것을 방지하기 위해서, 이 실시 형태에 있어서도, 유로(473, 477)에는 적당한 기체가 외부로부터 공급되는 것이 바람직하다.
＜그 외＞
상기와 같이 구성된 각 청소용 어태치먼트(61~65)는, 초임계 처리 장치(4)가 초임계 건조 처리를 실행할 때에는 때어내지고 있다. 그리고, 예를 들어 정기 메인테넌스시와 같은 소정의 타이밍으로, 오퍼레이터의 작업에 의해, 기판(S)을 지지하고 있지 않은 지지 트레이(415)에 어느 1개가 장착된다. 필요에 따라서, 불식 부재에는 미리 세정액이 함침된다.
그리고, 제어 유닛(9)으로부터의 제어 지령에 따라 진퇴 기구(453)가 덮개 부재(413)를 Y 방향으로 왕복 이동시킨다. 덮개 부재(413)와 일체화된 지지 트레이(415)의 Y 방향으로의 이동에 수반하여, 청소용 어태치먼트(61~65)가 처리 공간(SP) 내에서 진퇴 이동하며, 이로써 처리 공간(SP)의 벽면이 청소된다.
이상과 같이, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 지지 트레이(415)가 본 발명의 「지지부」에 상당하고 있다. 또, 처리 챔버(412)가 본 발명의 「챔버 본체」에 상당하고, 이것과 덮개 부재(413)가 일체로서 본 발명의 「초임계 처리 챔버」를 구성하고 있다.
또, 상기 각 실시 형태에서는, 연결 부재(601, 602)가 본 발명의 「결합부」, 「결합 부재」로서 기능하고 있다. 또, 로드부(611, 621, 631, 641, 651)가, 각각 본 발명의 「접속부」로서 기능하고 있다. 또, 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 청소 부재(612, 622, 632, 645, 646)가, 각각 불식 부재(613, 614, 623, 624, 633, 647, 648)와 조합되어, 일체로서 본 발명의 「청소부」를 구성하고 있다.
또, 제5 실시 형태에서는 베이스부(652)와 불식 부재(654, 656)가 일체로서 「청소부」를 구성하고 있다. 또한, 다공 노즐(653, 655)은, 흡인 기구와 접속될 때 본 발명의 「흡인 노즐」로서 기능하는 한편, 분사 기구와 접속될 때에는 본 발명의 「토출 노즐」로서 기능하게 된다.
＜세정 처리의 다른 실시 형태＞
이 실시 형태에서는, 물리적인 청소를 대신하여, 처리 공간(SP)으로 외부로부터 세정액을 도입하여 처리 챔버(412)의 내부, 보다 구체적으로는 처리 공간(SP)을 구성하는 처리 챔버(412)의 내벽면의 세정을 행한다.
도 11은 처리 챔버에 대한 세정 처리의 내용을 나타내는 플로차트이다. 이 실시 형태의 세정 처리에서는, 세정 처리를 위해서 준비된 세정액 용기(이하, 간단히 「용기」라고 하는 경우가 있다)(70)가, 센터 로봇(30)에 의해, 용기 스토커(7)로부터 습식 처리 장치(2)로 이송된다(단계 S201). 습식 처리 장치(2)는, 반입된 세정액 용기(70)에 대해 적당한 세정액을 공급한다(단계 S202). 이렇게 하여 세정액을 저류한 세정액 용기(70)는, 센터 로봇(30)에 의해 습식 처리 장치(2)로부터 반출되고(단계 S203), 초임계 처리 장치(4)의 처리 챔버(412)에 반입된다(단계 S204).
처리 공간(SP)이 밀폐된 후, 처리 공간(SP)에 대해, 유체 공급부(457)로부터 처리 유체가 공급되고, 처리 유체는 처리 공간(SP) 내에서 초임계 상태가 된다. 이로써, 표면 장력이 저하한 처리 유체에 세정액이 녹아들어, 세정액은 고압하의 처리 공간(SP) 내에 널리 골고루 퍼진다. 그 결과, 처리 공간(SP)을 구성하는 처리 챔버(412)의 내벽면이 효과적으로 세정된다(단계 S205). 본 명세서에서는, 이와 같이 세정액이 도입된 처리 공간(SP)을 초임계 상태의 처리 유체로 채움으로써 처리 챔버(412) 내부를 세정하는 처리를, 「초임계 세정 처리」라고 칭하는 경우가 있다.
처리 공간(SP)을 초임계 처리 유체로 채우는 상태를 일정 기간 지속한 후, 처리 유체는 처리 공간(SP)으로부터 배출되어 유체 회수부(455)에 의해 회수된다. 이 때, 처리 챔버(412)의 내벽면으로부터 이탈한 오염물 및 세정액도 처리 유체와 함께 배출된다. 이로써, 처리 챔버(412) 내부가 청정화된다. 덮개 부재(413)가 (-Y) 방향으로 이동함으로써 세정액 용기(70)가 외부로 인출되고, 센터 로봇(30)이 세정액 용기(70)를 취출하여 용기 스토커(7)로 되돌림으로써(단계 S206), 세정 처리는 종료한다.
초임계 세정 처리에 있어서의 처리 유체(이산화탄소)의 공급 및 배출의 양태, 즉 급배 레시피에 대해서는, 예를 들어 기판(S)에 대한 초임계 건조 처리에 있어서의 급배 레시피와 동일하게 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 세정 처리를 위한 특별한 급배 레시피를 준비할 필요는 없어진다. 예를 들어, 기상 또는 액상으로 처리 공간(SP)에 도입된 처리 유체가 처리 공간(SP) 내에서 가압되어 초임계 상태에 이르는 공급 레시피와, 처리 공간(SP)을 감압하여 처리 유체를 초임계 상태로부터 기상으로 상 변화시켜 배출하는 배출 레시피를 조합한 급배 레시피를 적용할 수 있다.
또한, 초임계 건조 처리에서는, 반입시에 기판(S)에 부착되어 있는 액체를 처리 유체로 치환하여, 처리 공간(SP) 밖으로 배출할 필요가 있다. 이것으로부터, 초임계 상태가 유지되는 기간은 비교적 길게 설정된다. 한편, 초임계 세정 처리에서는 이 기간은 보다 짧아도 된다. 또, 초임계 건조 처리에서는, 기판(S)에 형성된 미세 패턴의 도괴를 방지하기 위해, 처리 유체는 초임계 상태로부터 액상을 통하지 않고 기화하도록 배출 레시피가 설정된다. 단, 초임계 세정 처리에서는 패턴 도괴의 문제를 고려할 필요가 없다. 따라서, 예를 들어 처리 유체가 액상의 상태로 배출되어도 된다. 이와 같이 하면, 처리 후의 오염물을 포함하는 세정액을 액상의 처리 유체와 함께 효율적으로 배출할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 세정액 용기의 구조 및 지지 트레이와의 치수 관계를 나타내는 도면이다. 도 12a에 나타내는 바와 같이, 세정액 용기(70)는, 개략 원반 형상의 외형을 갖고, 평탄한 바닥면(71)의 외주부가 상향으로 연장되어 측벽면(72)을 이루는 평접시 형상의 용기이다. 이 바닥면(71) 및 측벽면(72)에 둘러싸인 공간이, 세정액을 저류하기 위한 저류 공간으로서 기능한다. 즉, 세정 처리에 있어서는, 세정액이 세정액 용기(70)의 저류 공간에 저류된 상태로 처리 공간(SP)에 반입된다.
평판 형상의 부재, 예를 들어 기판(S)에 액막을 형성하는 것에 의해서도 세정액의 반입은 가능하다. 그러나, 이러한 전용의 용기를 이용함으로써, 보다 대량의 세정액을 확실히 처리 공간(SP)에 반입할 수 있다. 이로써 세정 효과를 높일 수 있다. 또, 세정을 위해서 기판이 소비되는 것을 회피할 수 있다. 또, 세정액의 조성에 따른 재료로 용기를 형성할 수 있다.
세정액 용기(70)의 외경은, 기판(S)의 외경(예를 들어 직경 300밀리미터)과 거의 같다. 또 높이는 기판(S)의 두께보다는 조금 크고, 또한 처리 공간(SP)에 지장 없이 수용할 수 있는 치수이며, 예를 들어 1 내지 2밀리미터 정도로 할 수 있다. 세정액 용기(70)의 소재로는, 수지 재료, 유리, 스테인리스강 등을 이용할 수 있다. 그 외, 예를 들어 상기 두께로 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 절삭 가공하여 이용하는 것도 가능하다.
도 12a에 나타내는 바와 같이, 지지 트레이(415)의 상면에는, 기판(S)을 수평 자세로 수용 가능한 평면 사이즈를 갖는 오목부(415b)가 형성되어 있다. 또, 오목부(415b)의 주연부에는, 기판(S)을 오목부(415b)의 상면으로부터 이격한 상태로 유지하기 위한 지지 핀(416)이 복수(이 사례에서는 3개) 배치되어 있다. 따라서, 지지 트레이(415)에 기판(S)이 재치될 때, 도 12b 좌측 란의 상면도 및 단면도에 나타내는 바와 같이, 기판(S)은, 지지 핀(416)의 상면에 맞닿음으로써 오목부(415b)의 상면으로부터 아주 약간 이격한 상태로, 오목부(415b)의 내부에 수용되어 수평 자세로 지지된다.
세정 처리에서는, 기판(S)을 대신하여 세정액 용기(70)가 지지 트레이(415)에 재치된다. 세정 용기(70)의 측벽면(72) 중 지지 핀(416)의 배치 위치에 대응하는 위치에는, 절결부(73)가 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 도 12b 우측 란의 상면도 및 단면도에 나타내는 바와 같이, 절결부(73)를 지지 핀(416)의 위치에 대응시켜 세정액 용기(70)가 지지 트레이(415)에 재치된다. 이렇게 함으로써, 세정액 용기(70)의 바닥면을 오목부(415b)의 상면에 맞닿게 한 상태로 오목부(415b)에 수용할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 처리 공간(SP)에 수용 가능한 범위에서 세정액 용기(70)의 높이를 최대화하여, 보다 많은 세정액을 저류하는 것이 가능해진다.
이하에서는, 상기한 세정 처리의 일련의 흐름에 있어서의 장치 각부의 동작에 대해서, 도 13a 내지 도 13d 및 도 14a 내지 도 14d를 참조하여 설명한다. 도 13a 내지 도 13d는 세정 처리에 있어서의 습식 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또, 도 14a 내지 도 14d는 세정 처리에 있어서의 초임계 처리 장치 및 센터 로봇의 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
세정 처리의 단계 S201에서는, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 센터 로봇(30)의 핸드(31)가, 빈 세정액 용기(70)를 유지하고 반송하여, 습식 처리 장치(2)의 스핀 척(211)에 재치한다. 세정액 용기(70)가 기판(S)과 거의 같은 직경을 갖고 있기 때문에, 세정액 용기(70)는, 스핀 척(211)의 외주부에 설치된 척 핀(212)에 의해서 지지된다.
이 상태로부터, 도 13b에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급부 중 1개(이 예에서는 제1 처리액 공급부(23))가 작동하여, 노즐(234)이 세정액 용기(70)의 상방으로 이동해 온다. 그리고, 도 13c에 나타내는 바와 같이, 노즐(234)로부터 세정액(Lc)이 토출되어, 세정액 용기(70)의 저류 공간에 저류된다(단계 S202). 소정량의 세정액이 주입된 후, 세정액 용기(70)는, 도 13d에 나타내는 바와 같이, 다시 센터 로봇(30)의 핸드(31)에 의해서 지지되면서 습식 처리 장치(2)로부터 반출된다(단계 S203). 또한 여기에서는, 습식 처리의 경우와 동일하게, 처리의 진행에 수반하여 스플래쉬 가드(22)의 컵(221)이 승강하고 있는데, 컵(221)은 하방 위치에 위치 결정된 상태여도 된다.
센터 로봇(30)은, 세정액 용기(70)를 초임계 처리 장치(4)에 반송한다. 그리고, 도 14a 및 14b에 나타내는 바와 같이, 세정액 용기(70)는 핸드(31)로부터 리프트 핀(437)에 수도된다. 도 14c에 나타내는 바와 같이, 리프트 핀(437)이 하강함으로써 세정액 용기(70)는 지지 트레이(415)에 재치되고, 덮개 부재(413)가 (＋Y) 방향으로 이동함으로써, 세정액 용기(70)는 지지 트레이(415)와 함께 처리 공간(SP)에 수용된다. 이와 같이 하여, 세정액(Lc)은 처리 챔버(412) 내의 처리 공간(SP)에 반입된다(단계 S204). 그리고, 처리 공간(SP)에 처리 유체가 공급되어 초임계 상태가 됨으로써, 처리 챔버(412) 내부의 세정이 실현된다(단계 S205). 또한, 도 14a 등에서는 간략화를 위해, 지지 트레이(415)의 평탄한 상면에 용기(70)가 재치되도록 나타나 있다. 그러나, 실제로는, 도 12a에 나타내는 바와 같이 지지 트레이(415) 상면에 형성된 오목부(415b)에 용기(70)가 수용된다.
여기에서는, 습식 처리 장치(2)에 있어서 제1 처리액 공급부(23)로부터 세정액(Lc)이 공급되는 것으로 했는데, 세정액(Lc)을 공급하는 것에 특화된 처리액 공급부가 별도 설치되어도 된다. 또, 1개의 또는 복수의 처리액 공급원으로부터 복수 종의 액체가 공급되고, 이것들이 세정액 용기(70) 내에서 혼합됨으로써, 세정액으로서 기능하도록 구성되어도 된다.
세정액으로는, 처리 유체(이 예에서는 이산화탄소)에 녹아들어 세정 작용을 발휘하는 각종의 것을 이용할 수 있다. 예를 들어, 처리 공간(SP)에 잔류하는 유기물을 제거하는 목적으로는, 각종의 유기용제, 예를 들어 IPA나 아세톤 등을 이용할 수 있다. 예를 들어 세정액(Lc)을 초임계 건조 처리에 있어서 기판(S)에 형성되는 액막을 구성하는 액체와 동종의 액체를 주성분으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 세정액 용기(70)에 세정액(Lc)을 주입하기 위해서 새로운 배관이나 공급원을 습식 처리 장치(2)에 설치할 필요는 없다.
세정 처리는 처리 공간(SP)에 기판이 존재하지 않은 상태로 실행되기 때문에, 기판의 존재하에서는 사용할 수 없는 액체를 도입하는 것이 가능하다. 예를 들어 세정액으로서 물을 주성분으로 하는 것을 이용한 경우, 물과 이산화탄소의 혼합에 의해서 생기는 탄산은 약산성을 나타낸다. 그로 인해, 수용성의 오염 물질 외, 알칼리성을 나타내는 금속 등의 무기물을 세정 제거하는 효과를 발휘한다. 처리 공간(SP)에 각종의 유체를 공급하는 배관에 물이 잔류하면 부식의 원인이 될 수 있다. 이로 인해, 일반적으로는, 물을 공급하기 위한 배관을 처리 챔버(412)에 접속하는 것은 반드시 바람직한 것은 아니다. 그러나, 이 실시 형태에서는 세정액이 배관을 경유하지 않고 용기(70)에 저류된 상태로 처리 공간(SP)에 반입되기 때문에, 부식의 문제를 생각하지 않고 세정액의 조성을 선정하는 것이 가능하다.
세정 효과를 높이기 위해서, 세정액에는 계면 활성제 등의 첨가제가 첨가되어도 된다. 또, 같은 목적을 위해서, 세정액은 적당한 액온까지 가온된 것이어도 된다. 세정액 용기(70)로의 세정액의 주입은, 습식 처리 장치(2)에서 반드시 행해질 필요는 없다. 단, 기판(S)을 처리하기 위해서 각종의 처리액을 공급하는 기능이 부여된 습식 처리 장치(2)를 이용하면, 용기(70)에 저류되는 세정액(Lc)의 조성이나 액온을 정밀하게 조정하는 것이 가능하다. 이로써, 양호하고 또한 안정된 세정 효과를 얻는 것이 가능해진다.
세정 처리는, 복수 장의 기판(S)에 대해서 순차 처리가 행해지는 동안에, 소정의 간격을 두고 정기적으로 실행되는 것이 바람직하다. 예를 들어 기판(S)의 처리 매수가 규정치에 달할 때마다, 세정 처리를 실행할 수 있다. 또, 처리 대상이 되는 기판(S)의 종류가 변경될 때, 그것에 앞서 실행하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태의 기판 처리 시스템(1)은, 습식 처리 장치(2)와 초임계 처리 장치(4)를 각각 1기씩 구비하는 것이다. 그러나, 다른 기판 처리 시스템에서는, 이들을 각각 복수 구비하는 것도 있다. 그러한 기판 처리 시스템에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
＜변형예＞
도 15는 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 이 기판 처리 시스템(12)은, 2기의 습식 처리 장치(2A, 2B)와, 2기의 초임계 처리 장치(4A, 4B)를 구비하는 것이다. 또한, 이들이 더 Z 방향으로 다단으로 쌓여 있어도 된다.
2기의 습식 처리 장치(2A, 2B)는, 모두 상기한 습식 처리 장치(2)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또, 2기의 초임계 처리 장치(4A, 4B)는, 모두 상기한 초임계 처리 장치(4)와 동일한 구성을 갖고 있다. 그리고, 이들에 둘러싸인 공간에, 센터 로봇(30)이 설치되어 있다. 이들의 구성 및 기능에 대해서는, 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
이들 처리 장치의 (-X) 방향측에는, 인덱서부(8)가 설치되어 있다. 인덱서부(8)는, 용기 유지부(81)와, 인덱서 로봇(82)을 구비하고 있다. 용기 유지부(81)는, 기판(S)을 수용하기 위한 격납 용기(C)(복수의 기판(S)을 밀폐한 상태로 수용하는 FOUP(Front Opening Unified Pod), SMIF(Standard Mechanical Interface) 포드, OC(Open Cassette) 등)를 복수 개 유지할 수 있다. 인덱서 로봇(82)은, 용기 유지부(81)에 유지된 격납 용기(C)에 액세스하여, 미처리의 기판(S)을 용기(C)로부터 취출하고, 또 처리 완료된 기판을 격납 용기(C)에 수납한다. 각 격납 용기(C)에는, 복수 장의 기판(S)이 거의 수평인 자세로 수용되어 있다.
인덱서 로봇(82)은, 장치 하우징에 고정된 베이스부(821)와, 베이스부(821)에 대해 연직축 둘레로 회동 가능하게 설치된 다관절 아암(822)과, 다관절 아암(822)의 선단에 장착된 핸드(823)를 구비한다. 핸드(823)는 그 상면에 기판(S)을 재치하여 유지할 수 있는 구조로 되어 있다. 이러한 다관절 아암 및 기판 유지용의 핸드를 갖는 인덱서 로봇은 공지이므로, 자세한 설명을 생략한다.
이 기판 처리 시스템(12)에서는, 격납 용기(C)에 수용된 미처리의 기판(S)이 인덱서 로봇(82)에 의해 취출되고, 인덱서 로봇(82)은 기판(S)을 센터 로봇(30)에 수도한다. 기판(S)에 대한 처리에 대해서는 상기한 바와 같다. 단, 습식 처리 장치 및 초임계 처리 장치가 각각 복수 있기 때문에, 센터 로봇(30)의 액세스처는 필요에 따라서 변화한다.
처리 후의 기판(S)은 센터 로봇(30)으로부터 인덱서 로봇(82)에 수도되고, 인덱서 로봇(82)은 기판(S)을 격납 용기(C)에 수용한다. 이와 같이 하여, 격납 용기(C)에 유지된 기판(S)이 순차 처리된다.
센터 로봇(30)의 (＋X)측에 용기 스토커(7A)가 설치되고, 세정액 용기(70)는 이 용기 스토커(7A)에 보관되어 있다. 그리고, 필요에 따라서 세정 처리가 실행될 때에는, 센터 로봇(30)이 용기 스토커(7A)로부터 세정액 용기(70)를 취출하고, 상기와 동일하게, 습식 처리 장치(2A) 등 및 초임계 처리 장치(4A) 등으로 순차 반송한다. 세정액 용기(70)는 1개만 설치되어도 되고, 또 복수 설치되어도 된다. 예를 들어, 습식 처리 장치와 초임계 처리 장치의 조의 수와 동수의 세정액 용기(70)가 준비되어도 된다. 또, 이들의 장치가 다단으로 쌓여 있을 때, 그 단수와 동수의 세정액 용기(70)가 준비되어도 된다.
＜그 외＞
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 있어서는, 습식 처리 장치(2), 반송 장치(3)(센터 로봇(30)), 초임계 처리 장치(4), 용기 스토커(7) 및 제어부(9)를 구비하는 기판 처리 시스템(1)이, 본 발명의 「기판 처리 시스템」에 상당하고 있다. 또, 습식 처리 장치(2A, 2B), 센터 로봇(30), 초임계 처리 장치(4A, 4B), 용기 스토커(7A) 및 제어부(9)를 구비하는 기판 처리 시스템(12)도, 본 발명의 「기판 처리 시스템」에 상당하고 있다. 또, 세정액 용기(70)가 본 발명의 「용기」로서, 또 용기 스토커(7, 7A)가 본 발명의 「스토커」로서, 각각 기능하고 있다. 또, 지지 트레이(415)가 본 발명의 「지지부」로서 기능하고 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외로 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 각 실시 형태의 청소용 어태치먼트(61~65)는, 처리 공간(SP) 중 각각 특정의 부위를 청소하는 목적으로 특화된 청소부를 갖는 것이며, 지지 트레이(415)에 대해서는 그들이 선택적으로 장착 가능하다.
그러나, 상기 각 실시 형태를 조합하여, 1개의 청소용 어태치먼트에 용도가 상이한 복수의 청소부가 설치되어도 된다. 또 동일한 이유에서, 메인테넌스시에 있어서는, 복수 종의 청소용 어태치먼트를 순차 다른 것으로 바꾸어 청소가 행해지도록 해도 된다.
또, 상기 각 실시 형태에서는, 청소용 어태치먼트를 구성하는 각 부재가 수지제 또는 수지로 덮인 금속제로 여겨진다. 그러나, 장착, 청소, 떼어냄의 일련의 과정에 있어서 처리 챔버(412)나 지지 트레이(415)와 접촉할 리가 없는 부재에 대해서는, 금속 부분이 노출된 것이어도 된다.
또, 상기한 초임계 처리 장치(4)의 처리 챔버(412)는 그 측면에 수평 방향을 길이 방향으로 하는 슬릿 형상 개구를 갖는 것이다. 그러나, 본 발명의 청소용 어태치먼트가 청소해야 할 챔버의 구조나 개구 형상은 이것에 한정되지 않으며, 여러 가지의 것을 적용 가능하다.
또 예를 들어, 상기 실시 형태의 세정 처리에서는, 1종류의 세정액을 이용한 초임계 세정 처리가 1회 실행된다. 그러나, 필요에 따라서, 동종의 세정액을 이용한 복수 회의 초임계 세정 처리가 실행되어도 되고, 또 세정액의 종류를 상이하게 하여 복수 회의 초임계 세정 처리가 실행되어도 된다. 또한, 초임계 세정 처리 전 또는 후에, 적당한 전공정 또는 후공정이 추가되어도 된다.
또, 상기한 초임계 처리 장치(4)의 처리 챔버(412)는 그 측면에 수평 방향을 길이 방향으로 하는 슬릿 형상 개구를 갖는 것이다. 그러나, 본 발명에 따르는 세정 처리는, 이러한 처리 챔버의 구조나 개구 형상에 한정되지 않으며, 여러 가지의 것에 대해서 적용 가능하다. 예를 들어, 비교적 큰 개구를 갖고 수작업에 의한 청소 작업이 가능한 처리 챔버에 대해서도, 본 발명의 세정 방법을 적용하는 것이 가능하다.
또, 상기 실시 형태의 처리에서 사용되는 각종의 화학 물질은 일부의 예를 나타낸 것이며, 상기한 본 발명의 기술 사상에 합치하는 것이면, 이것을 대신하여 여러 가지의 것을 사용하는 것이 가능하다.
이상, 구체적인 실시 형태를 예시하여 설명해 온 바와 같이, 본 발명에 따르는 처리 챔버의 세정 방법에서는, 세정액은, 기판이 처리 공간에 수용될 때에 기판에 부착되는 액체와 동종의 액체를 주성분으로 할 수 있다. 이러한 액체로는, 처리 유체에 잘 녹아드는 것이 선정되어 있다. 이로 인해, 세정액에 대해서도 동종의 액체를 이용함으로써, 처리 공간의 전체에 세정액을 널리 퍼지게 하여 우수한 세정 효과를 얻을 수 있다.
또 예를 들어, 세정액으로서 물을 포함하는 것으로 한 경우에는, 수용성의 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 특히 처리 유체가 이산화탄소인 경우에는, 물과 이산화탄소의 혼합에 의해 생기는 탄산이 약산성을 나타내기 때문에, 알칼리성의 오염에 대해서 우수한 세정 효과가 얻어진다.
또 예를 들어, 세정액이 미리 가온되어 있어도 된다. 이로써, 추가로 세정 효과를 높이는 것이 가능하다.
또 예를 들어, 기판을 처리하기 위해서 처리 유체를 처리 공간에 공급할 때의 공급 레시피를 적용하여, 처리 공간을 처리 유체로 채우도록 구성되어도 된다. 이와 같이 하면, 처리 챔버의 세정을 목적으로 하는 특별한 레시피를 준비할 필요는 없다. 즉, 기판에 대해 초임계 처리를 실행하는 것과 같은 프로세스로, 처리 챔버 내의 세정을 실현할 수 있다.
또, 본 발명에 따르는 기판 처리 시스템에서는, 용기를 일시적으로 보관하는 스토커가 구비되어도 된다. 기판에 대한 처리를 실행할 때에는, 세정액을 저류하는 용기는 필요하게 되지 않는다. 이것을 보관하기 위한 스토커를 설치해 둠으로써, 반송 장치가 용기를 보관해 둘 필요는 없어진다. 이로 인해, 기판에 대한 처리와 처리 챔버의 세정을 양립시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따르는 청소용 어태치먼트에 있어서, 예를 들어 청소부는, 다공질의 탄성 재료, 또는 포백으로 형성되고 벽면에 맞닿는 불식 부재를 갖고 있어도 된다. 이로써, 청소 효과를 높이는 것이 가능하다. 이 경우에 있어서, 불식 부재는 벽면 중 천장면과 바닥면에 대응하여 이들에 맞닿도록 설치되어도 되고, 측벽면에 대응하여 이것에 맞닿도록 설치되어도 된다. 또, 그들 양쪽 모두에 대응하여 설치되어도 된다.
또 예를 들어, 청소부는, 지지부의 진퇴 방향에 대해서 비스듬한 방향으로 연장되는 아암부와, 다공질의 탄성 재료, 또는 포백으로 형성되고 진퇴 방향에 있어서의 아암부의 선단에 설치된 불식 부재를 갖고 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 지지부의 진퇴에 따라 아암부가 탄성적으로 변형함으로써, 벽면에 대한 슬라이딩 마찰 작용을 촉진하여, 청소 효과의 향상을 도모할 수 있다.
또 예를 들어, 결합부는, 접속부와 지지부를 결합하는 결합 부재를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 접속부 및 결합 부재 중 적어도 한쪽이 수지 재료로 형성되어 있거나, 혹은, 금속 부재의 표면을 수지 재료로 덮은 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 지지부에 대해 청소용 어태치먼트를 장착하거나 또는 떼어낼 때에 금속들의 찰과에 의한 미분이 발생하여 처리 공간을 오염하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또 예를 들어, 청소부는, 처리 공간 내의 기체를 흡인하는 흡인 노즐, 및 처리 공간에 대해 유체를 토출하는 토출 노즐 중 적어도 한쪽을 구비하고 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 청소부의 접촉에 의해 벽면으로부터 이탈한 오염물을 효과적으로 제거하는 것이 가능해진다.
산업상의 이용 가능성
이 발명은, 초임계 처리 챔버 내에서 기판을 처리하는 기판 처리 기술 전반에 적용할 수 있다. 특히, 반도체 기판 등의 기판을 초임계 유체에 의해서 건조시키는 기판 건조 처리를 실행하기 위한 초임계 처리 챔버의 내부를 세정하는 목적으로, 적절하게 적용할 수 있다.
1, 12 기판 처리 시스템
2, 2A, 2B 습식 처리 장치
3 반송 장치
4, 4A, 4B 초임계 처리 장치(기판 처리 장치)
7, 7A 용기 스토커(스토커)
9 제어부
30 반송 로봇
31 핸드
61~65 청소용 어태치먼트
70 세정액 용기(용기)
412 처리 챔버(챔버 본체, 초임계 처리 챔버)
413 덮개 부재(초임계 처리 챔버)
415 지지 트레이(지지부)
601, 602 연결 부재(결합부, 결합 부재)
611, 621, 631, 641, 651 로드부(접속부)
612, 622, 632, 645, 646 청소 부재(청소부)
613, 614, 623, 624, 633, 647, 648, 654, 656 불식 부재(불식 부재, 청소부)
643, 644 아암부
652 베이스부(청소부)
653, 655 다공 노즐(흡인 노즐, 토출 노즐)
S 기판
SP 처리 공간

Claims (18)

  1. 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치에 있어서의, 상기 처리 챔버의 세정 방법으로서,
    세정액을 저류한 평접시 형상의 용기를 상기 지지부에 의해 지지시키고, 상기 지지부를 상기 처리 공간에 수용하는 공정과,
    상기 처리 공간을 초임계 상태의 상기 처리 유체로 채우는 공정과,
    상기 처리 유체를 배출하는 공정
    을 구비하는, 처리 챔버의 세정 방법.
  2. 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 습식 처리 장치와,
    상기 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치와,
    상기 습식 처리 장치로부터 상기 초임계 처리 장치로 상기 기판을 반송하는 반송 장치
    를 구비하는 기판 처리 시스템에 있어서의, 상기 처리 챔버의 세정 방법으로서,
    상기 습식 처리 장치에 의해, 평접시 형상의 용기에 세정액을 저류시키는 공정과,
    상기 반송 장치에 의해 상기 용기를 반송하고, 상기 지지부로 하여금 지지하게 하는 공정과,
    상기 초임계 처리 장치에 의해, 상기 지지부를 상기 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간을 초임계 상태의 상기 처리 유체로 채운 후, 상기 처리 유체를 배출하는 공정
    을 구비하는, 처리 챔버의 세정 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 세정액은, 상기 기판이 상기 처리 공간에 수용될 때에 상기 기판에 부착되는 액체와 동종의 액체를 주성분으로 하는, 처리 챔버의 세정 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 세정액은 물을 포함하는, 처리 챔버의 세정 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 세정액이 미리 가온되어 있는, 처리 챔버의 세정 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판을 처리하기 위해서 상기 처리 유체를 상기 처리 공간에 공급할 때의 공급 레시피를 적용하여, 상기 처리 공간을 상기 처리 유체로 채우는, 처리 챔버의 세정 방법.
  7. 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 습식 처리 장치와,
    상기 기판을 지지한 지지부를 처리 챔버의 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리하는 초임계 처리 장치와,
    상기 습식 처리 장치로부터 상기 초임계 처리 장치로 상기 기판을 반송하는 반송 장치와,
    상기 습식 처리 장치, 상기 초임계 처리 장치 및 상기 반송 장치를 제어하여, 상기 처리 챔버 내를 세정하는 세정 처리를 실행시키는 제어부
    를 구비하고, 상기 세정 처리는,
    상기 습식 처리 장치가, 평접시 형상의 용기에 세정액을 저류시키고,
    상기 반송 장치가 상기 용기를 반송하여 상기 지지부로 하여금 지지하게 하며,
    상기 초임계 처리 장치가, 상기 지지부를 상기 처리 공간에 수용하고, 상기 처리 공간을 초임계 상태의 상기 처리 유체로 채운 후, 상기 처리 유체를 배출하는
    것에 의해 실행되는, 기판 처리 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용기를 일시적으로 보관하는 스토커를 구비하는, 기판 처리 시스템.
  9. 기판을 지지부로 지지하고, 챔버 본체 내에 형성된 처리 공간에 대해 상기 지지부를 진퇴시킴으로써 상기 기판을 상기 처리 공간에 수용 및 배출하는 초임계 처리 챔버를 위한 청소용 어태치먼트로서,
    상기 지지부에 대해 착탈이 자유롭게 결합되는 결합부와,
    상기 챔버 본체 중 상기 처리 공간을 둘러싸는 벽면에 맞닿는 청소부와
    상기 결합부와 상기 청소부를 접속하는 접속부
    를 구비하는, 청소용 어태치먼트.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 청소부는, 다공질의 탄성 재료, 또는 포백으로 형성되고 상기 벽면에 맞닿는 불식(拂拭) 부재를 갖는, 청소용 어태치먼트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 불식 부재는 상기 벽면 중 천장면과 바닥면에 맞닿도록 설치되는, 청소용 어태치먼트.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 불식 부재는 상기 벽면 중 측벽면에 맞닿도록 설치되는, 청소용 어태치먼트.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 청소부는, 상기 지지부의 진퇴 방향에 대해서 비스듬한 방향으로 연장되는 아암부와, 다공질의 탄성 재료, 또는 포백으로 형성되고 상기 진퇴 방향에 있어서의 상기 아암부의 선단에 설치된 불식 부재를 갖는, 청소용 어태치먼트.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부는, 상기 접속부와 상기 지지부를 결합하는 결합 부재를 갖는, 청소용 어태치먼트.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 접속부 및 상기 결합 부재 중 적어도 한쪽이 수지 재료로 형성되어 있는, 청소용 어태치먼트.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 접속부 및 상기 결합 부재 중 적어도 한쪽이, 금속 부재의 표면을 수지 재료로 덮은 구조를 갖는, 청소용 어태치먼트.
  17. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청소부는, 상기 처리 공간 내의 기체를 흡인하는 흡인 노즐을 갖는, 청소용 어태치먼트.
  18. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청소부는, 상기 처리 공간에 대해 유체를 토출하는 토출 노즐을 갖는, 청소용 어태치먼트.

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