KR20110100136A - 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 기판을 회전시키면서, 액처리를 행하는 액처리 장치에 있어서, 미스트나 파티클의 유출을 억제하고, 또한 배기 포트로부터 배기하기 위한 배기 유량을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
기판의 회전에 의해 기판 상의 액을 떨쳐낼 때에는, 외부 컵의 하부 테두리부를 베이스부의 상방의 제1 높이 위치에 위치시키고, 장치가 대기 상태에 있을 때에는 상기 외부 컵의 하부 테두리부의 하방측으로부터 외부의 기체를 배기 공간으로 유입시키기 위해 당해 하부 테두리부를 제1 높이 위치보다도 높은 제2 높이 위치에 위치시키는 승강부와, 상기 처리액을 안내하기 위해, 상기 외부 컵의 하부 테두리부로부터 내측으로 하향으로 경사지면서 연장되는 경사면부를 구비하도록 액처리 장치를 구성한다. 스핀 척이 회전하고 있을 때에 상기 배기 공간의 기체가 외부 컵의 하부 테두리부로 돌아 들어가 베이스체와의 사이로부터 외부 컵의 밖으로 미스트나 파티클이 유출되는 것이 억제된다.

Description

액처리 장치 및 액처리 방법 {LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}

본 발명은 기판에 처리액을 공급하여 처리를 행하는 액처리 장치 및 액처리 방법에 관한 것이다.

종래, 기판에 레지스트 패턴을 형성하는 시스템에 사용되는 현상 장치에서는 통 형상체(컵) 중에 설치된 기판 보유 지지부인, 예를 들어 스핀 척에 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)를 흡착 유지하여, 이 웨이퍼의 표면에 현상 노즐로부터 현상액을 공급하고, 그 후 웨이퍼를 회전시키면서 세정 노즐에 의해 세정액을 공급하여 세정하고, 또한 확산 건조하는 일련의 공정이 행해진다.

컵 내에는 배기 포트가 개방되어 있어, 처리 중에 발생하는 미스트나 파티클이 웨이퍼에 부착되어, 현상 결함으로 되는 것을 방지하고 있다. 웨이퍼에 처리를 행하지 않는 대기 상태에 있어서도, 이 배기 포트로부터 배기를 행하여, 컵 내부 및 컵 외부의 미스트나 파티클을 배출한다. 이 대기 상태에 있어서, 컵 외부의 분위기 배기를 효율적으로 행하기 위해, 현상 장치는 다음과 같이 구성되는 경우가 있다. 컵의 하방을 덮고, 배출 포트가 설치되는 베이스부에 대해 컵을 승강시키는 승강 기구를 설치한다. 그리고, 대기 상태에 있어서는 컵과 베이스부의 거리를 웨이퍼의 처리 시에 비해 크게 하여, 이들 컵과 베이스부 사이로부터 배기가 행해지기 쉬워지도록 한다. 이와 같은 컵의 승강 기구를 구비한 현상 장치는, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

그런데, 장치의 에너지 절약화를 촉진하는 관점으로부터, 상기 배기 포트로부터의 배기 유량을 억제하는 요청이 있다. 또한, 세정 및 건조 시에 처리의 고속화를 도모하기 위해, 웨이퍼의 회전수를 종래의 회전수보다도 상승시키는 것이 검토되고 있다. 그러나, 웨이퍼를 회전시키면, 웨이퍼의 회전에 끌려서, 컵의 내부를 향해 외기가 흡인되지만, 웨이퍼의 회전수가 높아지면, 이 흡기량이 그만큼 커진다. 이때 배기 유량이 낮으면, 컵의 내압이 상승해 버린다. 상기한 현상 장치에서는 컵과 베이스부를 분할하고 있으므로, 이들 사이에는 간극이 형성되어 있고, 이 간극으로부터 미스트가 누출되어, 처리 완료된 웨이퍼에 재부착하여 현상 결함의 원인으로 될 우려가 있다.

특허 문헌 1에는 액체 배출을 행하기 위해 경사면을 갖는 베이스부를 구비한 현상 장치에 대해 기재되어 있지만, 베이스부와 컵이 분할된 것에 의한 상기한 문제를 해결하는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다. 또한, 특허 문헌 2에는 사용 종료된 처리액을 베이스부에 설치한 액 수용부에 저류하고, 컵과 베이스부의 간극을 이 처리액에 의해 시일하는 현상 장치에 대해 기재되어 있지만, 승강하는 컵의 하단부는 수직으로 되어 있어, 본 발명의 컵의 구성과 다르다.

일본 특허 출원 공개 제2002-305134 일본 특허 출원 공개 제2001-35828

본 발명은 이와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 승강 가능한 컵 내에서 기판을 회전시키면서, 액처리를 행하는 액처리 장치에 있어서, 미스트나 파티클의 유출을 억제하고, 또한 배기 포트로부터의 배기 유량을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.

본 발명의 액처리 장치는 기판에 노즐로부터 처리액을 공급하여 처리를 행하는 액처리 장치에 있어서,

기판을 수평으로 보유 지지하여 회전시키기 위한 기판 보유 지지부와,

그 상부 테두리부가 상기 기판 보유 지지부 상의 기판을 둘러싸도록 설치되어, 하부 테두리부가 승강 가능한 외부 컵과,

이 기판 보유 지지부의 하방측 영역을 당해 기판 보유 지지부의 둘레 방향을 따라서 둘러싸도록 설치된 통 형상부와,

이 통 형상부의 상부 테두리로부터 기판의 외측으로 연장되는 동시에 하방측으로 굴곡하여, 외부 컵의 내주면과의 사이에, 외부 컵의 상방으로부터 끌어 들여진 기체가 흐르는 공간을 형성하고, 또한 당해 통 형상부의 외주면과의 사이에, 상기 끌어 들여진 기체를 배기하기 위한 배기 공간을 형성하는 가이드 부재와,

상기 배기 공간으로 개방되는 배기 포트와,

상기 외부 컵의 하방측에 설치되어, 배출 포트가 형성된 베이스부와,

기판의 회전에 의해 기판 상의 액을 떨쳐낼(shake off) 때에는, 상기 외부 컵의 하부 테두리부를 베이스부의 상방의 제1 높이 위치에 위치시키고, 장치가 대기 상태에 있을 때에는 상기 외부 컵의 하부 테두리부의 하방측으로부터 외부의 기체를 배기 공간으로 유입시키기 위해 당해 하부 테두리부를 상기 제1 높이 위치보다도 높은 제2 높이 위치에 위치시키는 승강부와,

상기 처리액을 통 형상부를 향해 안내하기 위해, 상기 외부 컵의 하부 테두리부로부터 상기 통 형상부를 향해 하향으로 경사지면서 연장되는 동시에, 당해 외부 컵의 둘레 방향을 따라서 또한 상기 배기 포트를 피하여 설치되어, 상기 통 형상부와 그 선단 테두리의 이격 거리가 20㎜ 이내인 경사면부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 경사면부의 하방측에는, 예를 들어 당해 경사면부를 흘러 온 처리액을 받기 위한 배출 팬이 외부 컵의 직경 방향 외측을 향해 하방측으로 경사지면서 연장되어 있다. 또한, 예를 들어 상기 경사면부와 상기 배출 팬의 상부 테두리부 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막히도록 좁게 구성되어 있다. 상기 경사면부의 선단 테두리와 상기 통 형상부의 외주면 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막혀 있어도 좋다. 또한, 상기 외부 컵은 상부 컵과 하부 컵으로 분리되는 동시에 양 컵 사이는 래버린스 구조로 되고, 상기 상부 컵 및 하부 컵은 각각 제1 승강부 및 제2 승강부에 의해 독립되어 승강되어도 좋다.

본 발명의 액처리 방법은 기판을 수평으로 보유 지지하여 회전시키기 위한 기판 보유 지지부와, 그 상부 테두리부가 상기 기판 보유 지지부 상의 기판을 둘러싸도록 설치되어, 하부 테두리부가 승강 가능한 외부 컵과, 이 외부 컵의 하방측에 설치되어, 배출 포트가 형성된 베이스부와, 상기 기판 보유 지지부의 하방측 영역을 당해 기판 보유 지지부의 둘레 방향을 따라서 둘러싸도록 설치된 통 형상부와, 이 통 형상부의 상부 테두리로부터 기판의 외측으로 연장되는 동시에 하방측으로 굴곡하여, 외부 컵의 내주면과의 사이에, 외부 컵의 상방으로부터 끌어 들여진 기체가 흐르는 공간을 형성하고, 또한 당해 통 형상부의 외주면과의 사이에, 상기 끌어 들여진 기체를 배기하기 위한 배기 공간을 형성하는 가이드 부재를 구비한 액처리 방법에 있어서,

기판 보유 지지부를 회전시키면서 기판에 노즐로부터 처리액을 공급하여 처리를 행하는 공정과,

상기 배기 공간으로 개방되는 배기 포트로부터 배기하는 공정과,

상기 외부 컵의 하부 테두리부를 베이스부의 상방의 제1 높이에 위치시키고, 상기 외부 컵의 하부 테두리부로부터 상기 통 형상부를 향해 하향으로 경사지면서 연장되는 동시에, 당해 외부 컵의 둘레 방향을 따라서 또한 상기 배기 포트를 피하여 설치되고, 상기 통 형상부와 그 선단 테두리의 이격 거리가 20㎜ 이내인 경사면부를 따라서 처리액을 하방으로 안내하는 공정과,

장치가 대기 상태에 있을 때에는 상기 외부 컵의 하부 테두리부의 하방측으로부터 외부의 기체를 배기 공간으로 유입시키기 위해 당해 하부 테두리부를 상기 제1 높이 위치보다도 높은 제2 높이 위치에 위치시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 경사면부의 하방측에는 당해 경사면부를 흘러 온 처리액을 받기 위한 배출 팬이 외부 컵의 직경 방향 외측을 향해 하방측으로 경사지면서 연장되어 있어도 좋고, 상기 경사면부와 상기 배출 팬의 상부 테두리부 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막히도록 되어 있어도 좋다. 상기 경사면부의 선단 테두리와 상기 통 형상부의 외주면 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막혀 있어도 좋다. 상기 외부 컵은 상부 컵과 하부 컵으로 분리되는 동시에 양 컵의 사이는 래버린스 구조로 되고, 상기 상부 컵 및 하부 컵은 각각 제1 승강부 및 제2 승강부에 의해 독립되어 승강되어도 좋다.

본 발명은 외부 컵에 둘러싸인 스핀 척 상에 기판을 보유 지지하고, 노즐로부터의 처리액에 의해 기판에 대해 처리를 행하는 장치에 있어서, 장치가 대기 상태에 있을 때에는 상기 외부 컵을 상승시켜 이 하부 테두리부와 베이스체 사이에 간극을 형성하여 외부의 기체를, 배기 포트가 개방되어 있는 배기 공간으로 유입시켜 배기 공간을 깨끗한 상태로 유지하도록 하고 있다. 그리고, 외부 컵의 하부 테두리부로부터 경사면부를 내측의 통 형상부 근방까지 연장되는 구성으로 하고 있으므로, 기판 보유 지지부가 회전하고 있을 때에 상기 배기 공간의 기체가 외부 컵의 하부 테두리부로 돌아 들어가 베이스체와의 사이로부터 외부 컵의 밖으로 미스트나 파티클이 유출되는 것이 억제된다. 이 결과, 미스트나 파티클의 유출을 억제한다고 하는 상황을 유지하면서, 배기 포트로부터 배기하기 위한 배기 유량을 작게 할 수 있어, 공장 내에서 할당되는 배기 유량이 엄격하게 되어 있는 상황에 있어서는, 매우 유익한 방법이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 현상 장치의 종단 측면도.
도 2는 상기 현상 장치의 평면도.
도 3은 상기 현상 장치의 종단 사시도.
도 4는 상기 현상 장치의 상부 컵의 상측 사시도 및 하측 사시도.
도 5는 상기 현상 장치의 종단 측면도.
도 6은 상부 컵을 제거한 현상 장치의 종단 사시도.
도 7은 상기 현상 장치의 하부 컵의 상측 사시도 및 하측 사시도.
도 8은 상기 현상 장치의 각 부의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 9는 상기 현상 장치에 의한 현상 수순을 도시하는 공정도.
도 10은 상기 현상 장치에 의한 현상 수순을 도시하는 공정도.
도 11은 상기 현상 장치에 의한 현상 수순을 도시하는 공정도.
도 12는 상기 현상 장치에 의한 현상 수순을 도시하는 공정도.
도 13은 현상 장치의 다른 예를 도시하는 종단 측면도.

본 발명에 관한 현상 장치(1)에 대해, 그 종단 측면도, 평면도인 도 1, 도 2를 각각 참조하면서 설명한다. 이 현상 장치(1)는 기판인 웨이퍼(W)의 이면측 중앙부를 흡착하여 수평 자세로 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부인 스핀 척(11)이 설치되어 있다. 스핀 척(11)은 축(12)을 통해 회전 구동 기구(13)와 접속되어 있고, 스핀 척(11)의 회전축 상에 웨이퍼(W)의 중심이 위치하도록 설정되어 있다. 또한, 스핀 척(11)은 회전 구동 기구(13)를 통해 웨이퍼(W)를 보유 지지한 상태에서 연직축 주위로 회전하도록 구성되어 있고, 현상 처리 중에 있어서의 그 회전 속도는 후술하는 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 제어된다.

이 현상 장치(1)는 현상 노즐(21)과 세정 노즐(14)을 구비하고 있다. 현상 노즐(21)은 하방으로 개방된 장척의 토출구(22)를 구비하고 있고, 공급로(23)를 통해 처리액인 현상액이 저류된 공급 기구(24)에 접속되어 있다. 공급 기구(24)는 현상 노즐(21)로 현상액을 압송하는 수단이나, 당해 현상액의 유량을 제어하기 위한 밸브나 매스플로우 컨트롤러를 구비하고 있다. 또한, 현상 노즐(21)은 이동 기구(25)에 접속되어 있고, 당해 이동 기구(25)에 의해, 스핀 척(11)에 적재된 웨이퍼(W) 상을, 당해 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동한다. 현상 노즐(21)은 그와 같이 이동하면서 현상액의 공급 기구(24)로부터 공급된 현상액을 웨이퍼(W)에 토출하여, 웨이퍼(W) 전체에 현상액의 액 쌓임(liquid swelling)을 행한다. 현상 노즐(21)은, 웨이퍼(W)에 처리를 행하지 않을 때에는 후술하는 상부 컵(41)의 외측에 형성된 대기 영역(26)에서 대기한다.

세정 노즐(14)은 하방으로 개방된 세공(細孔) 형상의 토출구(15)를 구비하고 있고, 공급로(16)를 통해 세정 처리를 행하기 위한 처리액인 세정액의 공급 기구(17)에 접속되어 있다. 상기 세정액은, 예를 들어 순수(純水)이다. 공급 기구(17)는 세정 노즐(14)로 세정액을 압송하는 수단이나, 당해 세정액의 유량을 제어하기 위한 밸브나 매스플로우 컨트롤러를 구비하고 있다. 세정 노즐(14)은 이동 기구(18)에 접속되어 있다. 웨이퍼(W)에 세정 처리를 행하지 않을 때에는, 세정 노즐(14)은 상부 컵(41)의 외측에 형성된 대기 영역(19)에서 대기한다. 그리고, 웨이퍼(W)에 세정 처리를 행할 때에는, 대기 영역(19)으로부터 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 웨이퍼(W)의 중심부 상으로 이동하여, 웨이퍼(W)의 중심부에 순수를 공급한다.

스핀 척(11)의 하방에는 커버(31)가 설치되어 있다. 커버(31)는 후술하는 베이스부(71)에 고정되어 있고, 축(12)을 둘러싸는 수평판(32)과, 수평판(32)의 테두리부로부터 하방으로 연장되는 통 형상의 하강 벽(33)을 구비하고 있다. 수평판(32)에는 수직 방향으로 천공된 3개의 구멍(34)이 형성되어 있고(도면에서는 2개만 도시하고 있음), 각 구멍(34) 내에는 승강부(35)에 의해 승강하는 승강 핀(36)이 설치되어 있다. 이 승강 핀(36)과 도시하지 않은 기판 반송 수단의 협동 작용에 의해, 현상 장치(1)로 반송된 웨이퍼(W)는 스핀 척(11)으로 전달된다.

스핀 척(11)에 적재된 웨이퍼(W)의 측방을 둘러싸도록 외부 컵(4)이 설치되어 있다. 이후, 현상 장치(1)를 부채 형상으로 절결한 종단 사시도인 도 3도 참조하면서 설명을 계속한다. 외부 컵(4)은 상부 컵(41) 및 하부 컵(51)에 의해 구성되어 있다. 도 4의 (a), (b)는 각각 상부 컵(41)의 상측 사시도, 하측 사시도이고, 이 도 4도 참조하면서 상부 컵(41)에 대해 설명한다. 상부 컵(41)은 기립한 원통부(42)와, 이 원통부(42)의 상부 테두리로부터 내측 상방을 향해 전체 둘레에 걸쳐서 비스듬히 연장되는 경사부(43)를 구비하고 있다.

원통부(42)의 하단부로부터 상방을 향해 링 형상의 홈(44)이 형성되어 있다. 원통부(42)에 있어서, 홈(44)의 내측을 내벽(45), 외측을 외벽(46)으로 하면, 외벽(46)의 일부는 내벽(45)에 대해 외측으로 이격되어, 수납부(47)를 구성하고 있다. 수납부(47)는 하부 컵(51)이 상승했을 때에, 당해 하부 컵(51)에 설치되는 후술하는 접속부(58)를 수납하여, 당해 접속부(58)가 상부 컵(41)에 간섭하지 않도록 구성되어 있다. 상부 컵(41)은 웨이퍼(W)로부터 떨쳐 내어지는 현상액이나 세정액이 외부로 비산되지 않도록, 그 내주면에서 받아낸다.

도 1 중 부호 48은 상부 컵(41)에 접속된 승강 기구이다. 이 상부 컵(41)은, 웨이퍼(W)의 세정 및 건조 시에는 도 1에 도시하는 상승 위치에 위치하지만, 현상 노즐(21) 및 세정 노즐(14)이, 각 대기 영역(26, 19)과 웨이퍼(W) 상 사이에서 이동할 때에는, 승강 기구(48)에 의해 도 5에 도시하는 하강 위치로 이동한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 각 노즐의 이동로를 낮게 하여, 현상 장치(1)를 공간 절약화하고 있다.

도 6은 상부 컵(41)을 제거하고, 또한 부채 형상으로 절결한 현상 장치(1)의 종단 사시도를 도시하고 있고, 도 7의 (a), (b)는 각각 하부 컵(51)의 상측 사시도, 하측 사시도이다. 이들 도면도 참조하면서 설명을 계속한다. 하부 컵(51)은 기립한 원통부(52)와, 원통부(52)의 하단부로부터 전체 둘레에 걸쳐서 내측으로 연장되는 가이드부(53)를 구비하고 있다. 원통부(52)의 상부 테두리는 상부 컵(41)의 홈(44)으로 진입하고 있고, 래버린스 구조를 형성하고 있다. 이와 같은 구조로 함으로써, 후술하는 웨이퍼(W)의 세정 시 및 건조 시에 상부 컵(41)과 하부 컵(51) 사이로부터 미스트나 파티클이 누설되는 것이 방지되도록 되어 있다.

상기 가이드부(53)의 상면은 내측 하방으로 경사지는 경사면(54)으로서 구성되어 있어, 부착된 현상액 및 세정액을 당해 가이드부(53)의 선단측으로 가이드한다. 또한, 이 가이드부(53)는 하부 컵(51)의 하방측의 개구 면적을 작게 하고, 공기 저항을 높여, 배기류가 하부 컵(51)의 하방으로부터 외부로 누설되는 것을 방지하는 역할을 갖고 있다. 가이드부(53)의 선단부(55)는, 후술하는 바와 같이 처리액에 의한 시일을 형성하기 위해 하방을 향해 굴곡되어 있다. 도 7 중 부호 57은 후술하는 배기관(81)과의 간섭을 피하기 위한 절결부이다. 하부 컵(51)은 원통부(52)의 측방에 설치된 접속부(58)를 통해 승강 기구(59)에 접속되어 있다. 승강 기구(59)는 하부 컵(51)을 도 1에 도시하는 하강 위치와, 도 5에 도시하는 상승 위치 사이에서 승강시킨다.

웨이퍼(W)에 처리를 행하지 않는 대기 상태에 있어서, 상부 컵(41), 하부 컵(51)은 각각 도 5에 도시하는 하강 위치, 상승 위치에 위치하고 있다. 이 대기 상태에서는 스핀 척(11)에 의해 웨이퍼(W)의 회전이 행해지고 있지 않으므로, 외부 컵(4) 내의 압력이 낮기 때문에, 외부 컵(4)의 내부뿐만 아니라 외부 컵(4)의 외부의 대기가 후술하는 배기 포트(82)로 유입된다. 도 5 중 화살표는 이 배기관(81)에 의한 배기에 의해 형성되는 배기류를 나타내고 있다. 이와 같이 배기류가 형성됨으로써, 외부 컵(4)의 내외로 비산된 파티클이나 미스트가 제거되어, 외부 컵(4) 주위의 분위기가 청정하게 유지된다.

계속해서 내부 컵(61)에 대해 설명한다. 내부 컵(61)은 축(12)을 둘러싸도록 설치된 링부(62)를 구비하고 있다. 링부(62)는 스핀 척(11)에 적재된 웨이퍼(W)의 이면측 둘레 단부에 근접하여, 웨이퍼(W)의 내측으로 미스트의 돌아 들어감을 방지하기 위한 돌출부(63)를 구비하고 있다. 링부(62)의 상측에는 당해 링부(62)의 내주 단부측으로부터 상기 돌출부(63)를 향해 올라가는 경사면(64)과, 돌출부(63)로부터 링부(63)의 외주 단부를 향해 내려가는 경사면(65)이 형성되어 있다. 또한, 링부(62)의 하측에는 당해 링부(62)의 외측 상방을 향해 비스듬히 연장되는 경사면(66)과, 경사면(64)의 외측에 설치되어, 경사면(66)에 연속해서, 외측 하방을 향해 비스듬히 연장되는 경사면(67)이 설치되어 있다. 이들 경사면(66, 67)은 내부 컵(61)의 내측에서 배기류의 흐름을 규제하여, 압력의 상승을 방지하기 위해 형성되어 있다. 또한, 내부 컵(61)은 링부(62)의 외측의 단부 테두리로부터 하방으로 연장되는 원통 형상의 수직 가이드부(68)를 구비하고 있다.

내부 컵(61)은 현상액 및 세정액을 그 외주면에서 받아내어, 하부 컵(51)의 가이드부(53)로 가이드하는 가이드 부재를 이룬다. 내부 컵(61)의 외주면과, 상부 컵(41)의 내주면과, 하부 컵(51)의 내주면으로 둘러싸이는 영역은, 외부 컵(4)의 외부로부터 끌어 들여진 대기가 흐르는 공간(6A)을 형성하고 있다. 또한, 내부 컵(61)의 내주면과, 커버(31)의 외주면과, 후술하는 베이스부(71)의 내측 벽부(72)의 외주면으로 둘러싸이는 영역은 배기 포트(82)가 개방되어, 공간(6A)으로부터 끌어 들여진 대기를 배기하는 배기 공간(6B)을 형성한다.

경사면(66)의 내측에는 홈부(69)가 형성되고, 이 홈부(69)에는 커버(31)의 하강 벽(33)의 상단부가 파고들고 있다. 또한, 홈부(69)의 내측에 있어서, 커버(31)의 수평판(32)과 링부(62)의 내주 단부 사이에는, 예를 들어 패킹 등에 의해 구성된 시일 부재(60)가 설치되어 있다. 이 시일 부재(60)는 배기류가 내부 컵(61)과 커버(31) 사이로부터 누설되어, 웨이퍼(W)가 부상하여, 스핀 척(11)으로부터 낙하하는 등의 문제를 방지하는 역할을 갖는다.

계속해서, 베이스부(71)에 대해 설명한다. 이 베이스부(71)는 외부 컵(4)의 저부를 막도록 설치되어, 상기한 각 컵(41, 51, 61)으로부터 흘러내린 현상액 및 세정액을 받아내어, 액체 배출한다. 베이스부(71)는 기립한 원통 형상의 내측 벽부(72)를 구비하고 있고, 이 내측 벽부(72)의 상단부는 커버(31)의 하강 벽(33)의 내측에 위치하고 있다. 또한, 각 컵의 외측에 각통 형상의 외측 벽부(73)가 설치되어 있고, 이 내측 벽부(72, 73) 사이가 액 수용부(74)로서 구성되어 있다.

액 수용부(74)는 링 형상의 액체 배출 홈(75)을 구비하고 있고, 이 액체 배출 홈(75)은 하부 컵(51)을 구성하는 가이드부(53)의 선단부(55)의 외측 영역에 형성되어 있다. 액체 배출 홈(75)에는 배출 포트(76)가 접속되어 있고, 액체 배출 홈(75)으로 유입된 현상액 및 세정액을 액체 배출하여 제거한다.

액 수용부(74)는 내측 벽부(72)로부터 액체 배출 홈(75)을 향해 내려가도록 경사진 배출 팬(77)을 구비하고 있고, 배출 팬(77)에 흘러내린 배출액(91)은 액체 배출 홈(75)으로 가이드된다. 여기서, 도 8의 (a)를 사용하여, 하부 컵(51)이 상술한 하강 위치에 있을 때의 배출 팬(77) 주변의 각 부의 위치 관계에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이 하부 컵(51)의 가이드부(53)는 내측을 향해 돌출되어 있고, 그 선단부(55)가 내측 벽부(72)에 근접하고 있다. 이와 같이 가이드부(53)를 구성함으로써, 상기와 같이 하부 컵(51)의 하방측의 공기 저항을 높이고, 배기류의 흐름을 규제하여, 당해 배기류가 하부 컵(51)과 베이스부 사이로 돌아 들어가는 것을 방지한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, 도 8의 (a)에 W1로 나타내는 선단부(55)와 내측 벽부(72)의 외주면의 거리는, 예를 들어 20㎜ 이하이다.

또한, 이 실시 형태에서는, 상기한 배기류의 규제에 추가하여, 선단부(55)와 배출 팬(77)의 간극(70)에, 당해 간극(70)으로 유입된 배출액(91)의 표면 장력을 이용하여, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 액 저류부(92)를 형성한다. 이 액 저류부(92)에 의해, 간극(70)을 시일하여, 보다 확실하게 배기류의 누설을 방지한다. 이와 같은 시일을 행하기 위해, 도 8의 (a) 중에 H1로 나타내는 배출 팬(77)의 표면으로부터 선단부(55)의 하단부까지의 높이(H1)는. 예를 들어 3㎜ 이하로 구성된다.

도 1로 돌아가 설명을 계속한다. 액 수용부(74)는 외측 벽부(73)로부터 액체 배출 홈(75)으로 내려가는 배출 팬(77)을 구비하고 있고, 배출 팬(77)에 흘러내린 액은 액체 배출 홈(75)으로 가이드된다. 또한, 베이스부(71)에는 2개의 직립된 배기관(81)이, 스핀 척(11)을 사이에 두고 대칭으로 설치되어 있고, 배기관(81)의 단부의 배기 포트(82)는 내부 컵(61)과 커버(31) 사이에 개방되어 있다. 배기관(81)의 하류측은 진공 배기 펌프 등의 배기 수단(83)에 접속되어 있다. 또한, 외부 컵(4) 및 스핀 척(11)은 도시하지 않은 하우징 내에 설치된다. 그리고, 이 하우징의 천장에는 외부 컵(4)에 다운 플로우를 공급하기 위한 팬 장치(84)가 설치되어 있다.

계속해서 현상 장치(1)에 설치된 제어부(100)에 대해 설명한다. 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 외에, 현상 처리를 행하기 위한 프로그램 등을 구비하고 있다. 이 프로그램에는 반입된 웨이퍼(W)를 스핀 척(11)으로 보유 지지하여, 현상 처리를 행한 후, 세정 처리와 건조 처리를 행하고, 그 후 웨이퍼(W)를 현상 장치로부터 반출할 때까지의 웨이퍼(W)의 반송 스케줄이나 일련의 각 부의 동작을 제어하도록 스텝군이 짜여져 있다. 이들 프로그램(처리 파라미터의 입력 조작이나 표시에 관한 프로그램도 포함함)은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 제어부(100)에 인스톨된다.

다음에, 현상 장치(1)에서 행해지는 현상 공정의 일련의 흐름에 대해 도 9 내지 도 11을 사용하여 설명한다. 레지스트막이 형성되어, 노광된 웨이퍼(W)가 반송 수단(93)에 의해 스핀 척(11)의 상방으로 반송된다. 이때, 도 5에서 도시한 바와 같이 외부 컵(4)의 상부 컵(41)은 하강 위치에, 하부 컵(51)은 상승 위치에 각각 위치하고 있고, 배기관(81)으로부터는 소정의 유량으로 배기가 행해지고 있다. 상기 반송 수단(93)과 승강 핀(36)의 협동 작용에 의해, 웨이퍼(W)는 스핀 척(11)으로 전달되어, 흡착 유지된다[도 9의 (a)].

계속해서, 현상 노즐(21)이 대기 영역(26)으로부터 웨이퍼(W)의 주연부 상으로 이동하고, 현상액(D)을 토출하면서 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 이동한다[도 9의 (b)]. 웨이퍼(W)의 표면 전체에 현상액(D)이 쌓이면, 현상 노즐(21)은 대기 영역(26)으로 복귀되고, 세정 노즐(14)이 대기 영역(19)으로부터 웨이퍼(W)의 중심부 상으로 이동한다. 계속해서, 상부 컵(41)이 상승 위치로 이동하는 동시에 하부 컵(51)이 하강 위치로 이동하고[도 10의 (a)], 스핀 척(11)이, 예를 들어 500rpm으로 회전하는 동시에 세정 노즐(14)로부터 세정액(순수)(94)이 토출된다. 토출된 세정액(순수)(94)은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주연부를 향해 퍼지도록 흘러, 웨이퍼(W)의 표면에 골고루 퍼져, 현상액(D)이 씻겨 내어진다.

웨이퍼(W)의 회전에 의해, 외부 컵(4)의 외부로부터, 외부 컵(4)의 내부로 흡인되는 대기의 양이 증가하여, 외부 컵(4) 내의 압력이 상승하지만, 하부 컵(51)의 가이드부(53)가 흐름을 규제함으로써, 하부 컵(51)과 베이스부(71) 사이에 배기류가 돌아 들어가는 것이 방지되고, 당해 배기류는 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 배기관(81)으로 유입된다[도 10의 (b)]. 또한, 웨이퍼(W)의 주연으로부터는 현상액을 포함한 세정액(순수)(94)이 비산되어, 상부 컵(41)의 내주면과 내부 컵(61)의 외주면에 부착되고, 중력에 의한 작용과 배기류에 눌려 흐름으로써, 이들 주위면을 하방측으로 흐르고, 또한 하부 컵(51)의 가이드부(53)의 경사면(54)으로 배출액(91)으로서 흘러내린다. 그리고, 중력에 의해 상기 배출액(91)은 이 가이드부(53)의 경사면(54)을 하방측을 향하고, 당해 선단부(55)와, 베이스부(71)의 배출 팬(77) 사이의 간극(70)으로 유입된다.

간극(70)이 작기 때문에, 상술한 바와 같이 상기 배출액(91)은 표면 장력에 의해 당해 간극(70)에서 액 저류부(92)를 형성하여 간극(70)이 막힌다[도 11의 (a)]. 계속해서, 가이드부(53)에 배출액(91)이 유입되어, 액 저류부(92)가 커지면, 중력에 의해 액 저류부(92)로부터 일부의 배출액(91)이 분리되고, 배출 팬(77)을 액체 배출 홈(75)으로 흘러, 액체 배출된다. 중력과 표면 장력의 밸런스에 의해 일정한 양의 크기의 액 저류부(92)가 유지되어, 상기 간극(70)으로부터 배기류의 누설이 방지된다.

그 후, 세정액(순수)(94)의 공급이 정지하고, 웨이퍼(W)가 고속, 예를 들어 2000rpm으로 회전하여, 웨이퍼(W)에 잔존하고 있는 세정액(순수)(94)을 떨쳐내고, 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 이때에도 떨쳐 내어진 세정액(순수)(94)으로 이루어지는 배출액(91)에 의해 액 저류부(92)가 유지되어, 간극(70)으로부터 외부 컵(4) 밖으로 배기류의 유출이 방지된다[도 11의 (b)]. 그리고, 웨이퍼(W)가 건조되면, 웨이퍼(W)의 회전이 정지하여, 상부 컵(41)이 하강 위치로 이동하는 동시에 하부 컵(51)이 상승 위치로 이동한다. 간극(70)이 커져, 액 저류부(92)의 표면 장력이 저하되고, 액 저류부(92)를 구성하는 세정액 배출액(91)은 중력에 의해 배출 팬(77)을 흘러, 액체 배출 홈(75)으로부터 제거된다(도 12). 세정 노즐(14)이 대기 영역(19)으로 복귀되어, 처리가 종료된다.

이 현상 장치(1)에 따르면, 하부 컵(51)의 가이드부(53)에 의해, 배기류를 규제하여, 하부 컵(51)과 베이스부 사이로 배기류가 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있으므로, 이 배기류를 타고 미스트나 파티클이 외부 컵(4)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 가이드부(53)와 베이스부(71) 사이의 간극을 배출액(91)을 이용하여 시일하므로, 상기한 미스트나 파티클의 누설을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

이와 같이 미스트의 누설을 억제할 수 있으므로, 배기관(81)의 배기압을 내릴 수 있어, 현상 장치(1)를 구동시키기 위한 에너지량을 저하시킬 수 있다. 또한, 세정 시 및 건조 시에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전수를 높게 할 수 있다. 따라서, 사용자가 환경이나 웨이퍼(W)의 종류에 따라서, 보다 적절한 처리를 행할 수 있도록 회전수를 설정할 수 있다. 본 발명자는 본 발명의 현상 장치를 사용함으로써, 종래 100 파스칼의 배기압으로 행하고 있던 현상 처리의 배기압을 70 파스칼로 변경해도 미스트의 누설이 없었던 것을 확인하고 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 세정 시 및 건조 시에 있어서, 종래, 예를 들어 웨이퍼(W)의 회전수를 1200rpm으로 하고 있었지만, 2500rpm으로 처리를 행해도 미스트의 누설이 없었던 것을 확인하고 있다.

또한, 이 현상 장치(1)에서는 사용 종료된 처리액이 자동으로 상기 간극(70)으로 가이드되어, 당해 간극(70)에 액 저류부(92)가 생기도록 각 부가 구성되어 있다. 그리고, 처리 종료 후에는 자동으로 간극(70)으로부터 액체 배출된다. 따라서, 상기 간극(70)에 액을 공급하는 전용의 공급 기구, 상기 간극에 액이 저류된 것을 확인하는 센서, 상기 간극으로부터 액을 흡인하여 액체 배출하는 액체 배출 기구, 이들 각 기구를 제어하는 제어 기구 등이 불필요하다. 따라서 현상 장치(1)의 구조의 복잡화를 방지할 수 있다.

상기한 실시 형태에서, 가이드부(53)와 배출 팬(77) 사이에 액의 표면 장력을 이용하여 액 저류부를 형성하는 대신에, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이 가이드부(53)의 선단부(55)와 베이스부(71)의 내측 벽부(72)의 외주면 사이에, 상기 표면 장력을 이용하여 액 저류부(92)가 형성되도록 각 부의 치수를 설정하여, 미스트나 파티클의 누설을 방지해도 좋다. 마찬가지로 커버(31)의 하강 벽(33)과 가이드부(53)의 선단부(55) 사이에 액 저류부(92)가 형성되도록, 각 부의 치수를 설정해도 좋다.

또한, 본 발명은 현상 장치로서 구성하는 것으로 한정되지 않고, 기판에 세정액만을 공급하는 세정 장치나 다른 액처리 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 액에 의한 시일은 가이드부(53)의 선단부(55)에서 행해지는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 배출 포트(76)에 개폐 가능한 셔터(95)를 설치하여, 셔터(95)가 폐쇄되어 있을 때에는 액체 배출 홈(75)에 배출액(91)을 저류할 수 있도록 한다. 그리고, 하부 컵(51)에 하방으로 돌출되는 돌출부(96)를 설치하여, 하부 컵(51)이 하강 위치에 위치할 때에 돌출부(96)가 액체 배출 홈(75)으로 진입하여 시일이 행해지도록 해도 좋다. 단, 상기한 실시 형태는 이와 같은 셔터(95)나 당해 셔터(95)를 구동시키는 기구가 불필요하므로, 바람직하다.

W : 웨이퍼
1 : 현상 장치
11 : 스핀 척
14 : 세정 노즐
21 : 현상 노즐
31 : 커버
4 : 외부 컵
41 : 상부 컵
51 : 하부 컵
61 : 내부 컵
71 : 베이스부
76 : 배출 포트
77 : 배출 팬
81 : 배기관
82 : 배기 포트
100 : 제어부

Claims (10)

1. 기판에 노즐로부터 처리액을 공급하여 처리를 행하는 액처리 장치에 있어서,
   기판을 수평으로 보유 지지하여 회전시키기 위한 기판 보유 지지부와,
   그 상부 테두리부가 상기 기판 보유 지지부 상의 기판을 둘러싸도록 설치되어, 하부 테두리부가 승강 가능한 외부 컵과,
   이 기판 보유 지지부의 하방측 영역을 당해 기판 보유 지지부의 둘레 방향을 따라서 둘러싸도록 설치된 통 형상부와,
   이 통 형상부의 상부 테두리로부터 기판의 외측으로 연장되는 동시에 하방측으로 굴곡하여, 외부 컵의 내주면과의 사이에, 외부 컵의 상방으로부터 끌어 들여진 기체가 흐르는 공간을 형성하고, 또한 당해 통 형상부의 외주면과의 사이에, 상기 끌어 들여진 기체를 배기하기 위한 배기 공간을 형성하는 가이드 부재와,
   상기 배기 공간으로 개방되는 배기 포트와,
   상기 외부 컵의 하방측에 설치되어, 배출 포트가 형성된 베이스부와,
   기판의 회전에 의해 기판 상의 액을 떨쳐낼 때에는, 상기 외부 컵의 하부 테두리부를 베이스부의 상방의 제1 높이 위치에 위치시키고, 장치가 대기 상태에 있을 때에는 상기 외부 컵의 하부 테두리부의 하방측으로부터 외부의 기체를 배기 공간으로 유입시키기 위해 당해 하부 테두리부를 상기 제1 높이 위치보다도 높은 제2 높이 위치에 위치시키는 승강부와,
   상기 처리액을 통 형상부를 향해 안내하기 위해, 상기 외부 컵의 하부 테두리부로부터 상기 통 형상부를 향해 하향으로 경사지면서 연장되는 동시에, 당해 외부 컵의 둘레 방향을 따라서 또한 상기 배기 포트를 피하여 설치되고, 상기 통 형상부와 그 선단 테두리의 이격 거리가 20㎜ 이내인 경사면부를 구비한 것을 특징으로 하는, 액처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사면부의 하방측에는 당해 경사면부를 흘러 온 처리액을 받기 위한 배출 팬이 외부 컵의 직경 방향 외측을 향해 하방측으로 경사지면서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는, 액처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 경사면부와 상기 배출 팬의 상부 테두리부 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막히도록 좁게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 액처리 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경사면부의 선단 테두리와 상기 통 형상부의 외주면 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막히도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 액처리 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 컵은 상부 컵과 하부 컵으로 분리되는 동시에 양 컵의 사이는 래버린스 구조로 되고,
   상기 상부 컵 및 하부 컵은 각각 제1 승강부 및 제2 승강부에 의해 독립되어 승강되는 것을 특징으로 하는, 액처리 장치.
6. 기판을 수평으로 보유 지지하여 회전시키기 위한 기판 보유 지지부와, 그 상부 테두리부가 상기 기판 보유 지지부 상의 기판을 둘러싸도록 설치되어, 하부 테두리부가 승강 가능한 외부 컵과, 이 외부 컵의 하방측에 설치되어, 배출 포트가 형성된 베이스부와, 상기 기판 보유 지지부의 하방측 영역을 당해 기판 보유 지지부의 둘레 방향을 따라서 둘러싸도록 설치된 통 형상부와, 이 통 형상부의 상부 테두리로부터 기판의 외측으로 연장되는 동시에 하방측으로 굴곡하여, 외부 컵의 내주면과의 사이에, 외부 컵의 상방으로부터 끌어 들여진 기체가 흐르는 공간을 형성하고, 또한 당해 통 형상부의 외주면과의 사이에, 상기 끌어 들여진 기체를 배기하기 위한 배기 공간을 형성하는 가이드 부재를 구비한 액처리 방법에 있어서,
   기판 보유 지지부를 회전시키면서 기판에 노즐로부터 처리액을 공급하여 처리를 행하는 공정과,
   상기 배기 공간으로 개방되는 배기 포트로부터 배기하는 공정과,
   상기 외부 컵의 하부 테두리부를 베이스부의 상방의 제1 높이에 위치시키고, 상기 외부 컵의 하부 테두리부로부터 상기 통 형상부를 향해 하향으로 경사지면서 연장되는 동시에, 당해 외부 컵의 둘레 방향을 따라서 또한 상기 배기 포트를 피하여 설치되어, 상기 통 형상부와 그 선단 테두리의 이격 거리가 20㎜ 이내인 경사면부를 따라서 처리액을 하방으로 안내하는 공정과,
   장치가 대기 상태에 있을 때에는 상기 외부 컵의 하부 테두리부의 하방측으로부터 외부의 기체를 배기 공간으로 유입시키기 위해 당해 하부 테두리부를 상기 제1 높이 위치보다도 높은 제2 높이 위치에 위치시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액처리 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 경사면부의 하방측에는 당해 경사면부를 흘러 온 처리액을 받기 위한 배출 팬이 외부 컵의 직경 방향 외측을 향해 하방측으로 경사지면서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는, 액처리 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 경사면부와 상기 배출 팬의 상부 테두리부 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막히는 것을 특징으로 하는, 액처리 방법.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 경사면부의 선단 테두리와 상기 통 형상부의 외주면 사이의 간극이, 상방으로부터 흘러 온 처리액의 표면 장력에 의해 막히는 것을 특징으로 하는, 액처리 방법.
10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 컵은 상부 컵과 하부 컵으로 분리되는 동시에 양 컵의 사이는 래버린스 구조로 되고,
    상기 상부 컵 및 하부 컵은 각각 제1 승강부 및 제2 승강부에 의해 독립되어 승강되는 것을 특징으로 하는, 액처리 방법.

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