KR20120131119A - 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액처리의 공정에 따라서 기판 상측에서의 기류의 상태를 최적화할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
기판(W)을 액처리하는 액처리 장치(1)에 있어서, 기판(W)을 수평으로 지지하며, 회전 가능한 지지 부재(10)와, 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와의 사이에 고리형 간극(G1)을 형성하는 간극 형성 부재(20)와, 기판(W)에 상측으로부터 처리액을 공급하는 상측 액공급 부재(30)와, 고리형 간극(G1)을 둘러싸며, 고리형 간극(G1)을 통해 회전하는 기판(W)으로부터 털어지는 처리액을 회수하는 컵(40)과, 간극 형성 부재(20)를 승강시키는 승강 기구(122)를 갖는다.

Description

액처리 장치 및 액처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판을 액처리하는 액처리 장치, 액처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 기판을 액처리하는 액처리 장치가 사용되고 있다. 액처리 장치로는, 기판을 수평으로 지지하여 회전시키고, 회전하는 기판에 처리액을 공급하는 것이 있다.
이 액처리 장치는 기판을 회전시킴으로써, 기판 상에 공급된 처리액을 외측으로 확장시켜 액막을 형성하고, 처리액을 기판의 외측으로 이탈시킨다. 회전하는 기판으로부터 원심력에 의해 털려진 처리액은 컵 내에 회수된다.
그런데, 기판을 회전시킨 상태로 기판 표면에 처리액을 공급하면, 기판의 상측으로 처리액의 미스트나 증기가 비산된다. 비산된 미스트나 증기는 다시 기판 상에 부착되어, 기판에 파티클이 발생하는 원인이 된다.
따라서, 컵 내부를 배기함으로써, 기판의 상측으로부터 컵으로 향하는 기류를 형성하여, 기판의 상측에서의 미스트나 증기의 발생을 억제하는 액처리 장치가 개발되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2009-38083호 공보
기판 상측에서의 기류의 최적 상태는 액처리의 공정마다 상이하다. 예를 들어, 기판의 액처리에서는, 기판에 처리액을 공급하는 각종 처리액 공급 공정과, 기판을 고속 회전시켜 기판으로부터 처리액을 원심력에 의해 털어내는 건조 공정이 있지만, 각종 처리액 공급 공정과 건조 공정에서는, 기판 상측에서의 기류의 최적 상태가 상이하다.
그러나, 종래의 구성에서는, 액처리의 공정마다, 기판 상측에서의 기류의 상태를 최적화하기 위해 조건을 바꾸는 것이 어려웠다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 액처리의 공정에 따라서 기판 상측에서의 기류의 상태를 최적화할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 양태는,
기판을 액처리하는 액처리 장치에 있어서,
상기 기판을 수평으로 지지하며, 회전 가능한 지지 부재와,
그 지지 부재를 회전시키는 회전 기구와,
상기 지지 부재의 외측 가장자리로부터 상측으로 연장되는 외측 둘레부와,
상기 지지 부재에 의해 지지되는 상기 기판에 상측으로부터 처리액을 공급하는 액공급 부재와,
상기 지지 부재의 상측에 배치되며, 상기 지지 부재와 일체적으로 회전 가능하게 연결되어, 상기 지지 부재의 외측 둘레부와의 사이에 고리형 간극을 형성하는 간극 형성 부재와,
상기 고리형 간극을 통해, 회전하는 기판으로부터 털려진 처리액을 회수하는 컵과,
상기 간극 형성 부재를 승강시키는 승강 기구를 갖는 액처리 장치를 제공한다.
또, 본 발명의 제2 양태는,
기판을 액처리하는 액처리 방법에 있어서,
상기 기판을 지지 부재에 의해 수평으로 지지하는 공정과,
상기 지지 부재, 상기 지지 부재에 지지되는 상기 기판, 및 상기 지지 부재의 외측 둘레부와의 사이에 고리형 간극을 형성하는 간극 형성 부재를 일체적으로 회전시키는 공정과,
회전하는 기판의 상측에 배치되는 액공급 부재로부터 상기 기판에 처리액을 공급하는 공정과,
상기 고리형 간극을 통해, 상기 회전하는 기판으로부터 털려진 처리액을 컵에 회수하고, 상기 컵 내부를 배기시키는 공정과,
상기 간극 형성 부재를 상기 지지 부재에 대하여 상대적으로 상승 또는 하강시킴으로써, 기판의 처리중에 상기 고리형 간극을 조절하는 공정을 포함하는 액처리 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 액처리의 공정에 따라서 기판 상측에서의 기류의 상태를 최적화할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액처리 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액처리 장치를 나타내는 단면도.
도 3은 도 2의 주요부를 나타내는 단면도.
도 4는 웨이퍼 지지 부재(10)와, 커버(20)의 연결핀(26)과의 위치 관계를 나타내는 평면도.
도 5는 제1 변형예에 의한 액처리 장치의 주요부를 나타내는 단면도.
도 6은 제2 변형예에 의한 액처리 장치의 고리형 간극을 확대하여 나타내는 단면도.
도 7은 제3 변형예에 의한 액처리 장치의 주요부를 나타내는 단면도.
도 8은 상측 액공급 부재(30C)를 나타내는 평면도.
도 9는 제4 변형예에 의한 액처리 장치를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 액처리 장치를 나타내는 단면도.
도 11a는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 단면도로서, 커버가 개방 위치에, 상측 액공급 부재가 처리액 공급 위치에, 그리고 하측 액공급 부재가 개방 위치에 있을 때의 단면도.
도 11b는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 단면도로서, 커버가 개방 위치에, 상측 액공급 부재가 처리액 공급 위치에, 그리고 하측 액공급 부재가 폐색 위치에 있을 때의 단면도.
도 11c는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 단면도로서, 커버가 대기 위치에, 상측 액공급 부재가 대기 위치에, 그리고 하측 액공급 부재가 개방 위치에 있을 때의 단면도.
도 12a는 도 11a의 일부 확대도.
도 12b는 도 11b의 일부 확대도.
도 13a는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 평면도로서, 상측 액공급 부재와 하측 액공급 부재가 상면에서 볼 때 겹치는 위치에 배치될 때의 평면도.
도 13b는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 평면도로서, 상측 액공급 부재와 하측 액공급 부재가 겹치지 않는 위치에 배치될 때의 평면도.
도 14는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 액처리 장치의 세정 방법의 흐름도(1).
도 15는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 액처리 장치의 세정 방법의 흐름도(2).
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 관해 도면을 참조하여 설명하지만, 각 도면에 있어서, 동일 또는 대응하는 구성에 관해서는 동일 또는 대응하는 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
[제1 실시형태]
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액처리 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
기판 처리 장치(100)는 복수의 웨이퍼(W)를 수용하는 복수의(도 1에서는 4개의) 웨이퍼 캐리어(C)가 배치되는 캐리어 스테이션(ST1)과, 캐리어 스테이션(ST1)과 후술하는 액처리 스테이션(ST3) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 반출 반입 스테이션(ST2)과, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액처리 장치(1)가 배치되는 액처리 스테이션(ST3)을 포함한다.
반출 반입 스테이션(ST2)은 웨이퍼 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 스테이지(101)에 배치하고, 또 스테이지(101)의 웨이퍼(W)를 집어 들어 웨이퍼 캐리어(C)에 반입하는 반송 기구(102)를 갖고 있다. 반송 기구(102)는 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 아암(103)을 갖고 있다. 반송 기구(102)는 웨이퍼 캐리어(C)의 배열 방향(도면 중의 X 방향)으로 연장되는 가이드(104)를 따라서 유지 아암(103)을 이동시킬 수 있다. 또, 반송 기구(102)는 X 방향에 수직인 방향(도면 중의 Y 방향) 및 상하 방향으로 유지 아암(103)을 이동시킬 수 있고, 수평면 내에서 유지 아암(103)을 회전시킬 수 있다.
액처리 스테이션(ST3)은 Y 방향으로 연장되는 반송실(105)과, 반송실(105)의 양측에 설치된 복수의 액처리 장치(1)를 갖고 있다. 반송실(105)에는 반송 기구(106)가 설치되고, 반송 기구(106)는 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 아암(107)을 갖고 있다. 반송 기구(106)는 반송실(105)에 설치되며 Y 방향으로 연장되는 가이드(108)를 따라서 유지 아암(107)을 이동시킬 수 있다. 또, 반송 기구(106)는 유지 아암(107)을 X 방향으로 이동시킬 수 있고, 수평면 내에서 회전시킬 수 있다. 반송 기구(106)는 반출 반입 스테이션(ST2)의 스테이지(101)와 각 액처리 장치(1) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다.
상기 구성의 기판 처리 장치(100)에 있어서는, 캐리어 스테이션(ST1)에 배치되는 웨이퍼 캐리어(C)로부터 반송 기구(102)에 의해 웨이퍼(W)가 반출되어 스테이지(101)에 배치된다. 스테이지(101) 상의 웨이퍼(W)는 액처리 스테이션(ST3) 내의 반송 기구(106)에 의해 액처리 장치(1)에 반입되어, 웨이퍼(W)의 표면이 액처리된다. 액처리 후에, 웨이퍼(W)는 반입 시와 반대의 경로(순서)로 웨이퍼 캐리어(C)에 복귀된다. 또, 하나의 웨이퍼(W)가 액처리되는 동안에, 다른 웨이퍼(W)가 다른 액처리 장치(1)에 순차적으로 반송되어, 다른 웨이퍼(W)에 대하여 액처리가 행해진다. 이 때문에, 높은 스루풋으로 웨이퍼(W)를 액처리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 3은 도 2의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 4는 웨이퍼 지지 부재(10)와, 커버(20)의 연결핀(26)과의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
액처리 장치(1)는 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하는 웨이퍼 지지 부재(10)와, 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시키는 모터(M)와, 웨이퍼 지지 부재(10)와 일체적으로 회전 가능하게 연결되어, 웨이퍼 지지 부재(10)와 함께 웨이퍼(W)를 액처리하기 위한 처리실(S)을 형성하는 커버(20)를 갖는다. 또, 액처리 장치(1)는 처리실(S) 내에서 웨이퍼(W)에 상측으로부터 처리액을 공급하는 상측 액공급 부재(30)와, 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와 커버(20)의 외측 둘레부(23) 사이에 형성되는 고리형 간극(G1)을 둘러싸는 컵(40)을 포함한다. 컵(40) 내부는, 예를 들어 공장측의 설비로서 설치되는 배기 기구(E)에 의해 배기된다. 배기 기구(E)가 액처리 장치(1)로부터 배기하는 기체의 유량은 일정하다.
이 액처리 장치(1)에서는, 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)가 처리실(S)을 형성한 상태에서, 모터(M)가 웨이퍼 지지 부재(10), 나아가서는 커버(20)나 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 상측 액공급 부재(30)는 회전하는 웨이퍼(W)에 상측으로부터 처리액을 공급한다. 회전하는 웨이퍼(W)에 공급된 처리액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 털려져, 고리형 간극(G1)을 통과하여 컵(40) 내에 회수된다. 이 때, 배기 기구(E)가 컵(40) 내부를 배기함으로써, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S) 내의 웨이퍼(W)의 상측 공간으로부터 컵(40)으로 향하는 기류를 형성한다. 이 기류는 처리액을 컵(40)에 배출시키는 역할을 한다. 이하, 액처리 장치(1)의 각 구성에 관해 설명한다.
웨이퍼 지지 부재(10)는 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하며, 웨이퍼(W)와 함께 회전 가능한 것이다. 웨이퍼 지지 부재(10)는 수평으로 배치되는 판형상의 플레이트부(11)와, 플레이트부(11)의 하면측에 부착되는 회전축부(12)와, 플레이트부(11)의 외측 가장자리로부터 상측으로 연장되는 통형상의 외측 둘레부(13)를 갖고 있다. 외측 둘레부(13)는, 예를 들어 원통 형상으로 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)에는, 내측으로 연장되는 클릭부(14)가 형성되어 있다. 클릭부(14)는 외측 둘레부(13)의 내측 가장자리를 따라서 간격을 두고 복수개(도 4에서는 12개) 형성되어 있다. 클릭부(14)는 웨이퍼(W)의 하면 둘레 가장자리부에 접하여 웨이퍼(W)를 수평으로 지지한다. 클릭부(14)에 지지되는 웨이퍼(W)의 상면과 외측 둘레부(13)의 상면은 대략 동일 평면 상에 위치한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)의 측부에서는, 기류를 안내하는 가이드부(15)가 외측 아래쪽으로 경사지게 신장되어 있다. 가이드부(15)는 대략 원환 형상을 가지며, 가이드부(15)에는, 절결부(16)가 간격을 두고 복수개(도 4에서는 6개) 형성되어 있다. 절결부(16)에 후술하는 커버(20)의 연결핀(26)이 삽입되면, 커버(20)와 웨이퍼 지지 부재(10)가 일체적으로 회전 가능해진다.
커버(20)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 지지 부재(10)에 일체적으로 회전 가능하게 연결되고, 웨이퍼 지지 부재(10)의 상측을 덮어, 웨이퍼 지지 부재(10)와 함께 웨이퍼(W)를 액처리하기 위한 처리실(S)을 형성한다. 처리실(S)은 거의 밀폐되기 때문에, 액처리를 안정적으로 행할 수 있다. 또, 처리실(S)의 벽면을 구성하는 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)가 웨이퍼(W)와 일체적으로 회전하기 때문에, 웨이퍼(W)로부터 비산된 처리액이 처리실(S)의 벽면에서 튀어서 되돌아오기 어렵다.
커버(20)는 처리실(S) 내에 기체를 유입시키는 개구부(24)를 갖는 고리 형상의 플레이트부(21)와, 개구부(24)의 외측 둘레부[플레이트부(21)의 내측 둘레부]로부터 상측으로 연장되는 통형상의 덕트부(22)와, 플레이트부(21)의 외측 가장자리로부터 하측으로 연장되는 통형상의 외측 둘레부(23)를 갖고 있다. 외측 둘레부(23)에는, 복수의 절결부(16)에 삽입 인출 가능한 복수의 연결핀(26)이 고정되어 있다. 연결핀(26)은 절결부(16)에 대응하는 위치에서, 후술하는 가이드부(25)에 부착되어 있다.
커버(20)의 덕트부(22)는 원통 형상을 가지며, 덕트부(22)의 상측에는, 팬필터 유닛(FFU) 등의 기체 공급 기구(F)가 설치되어 있다. 기체 공급 기구(F)에 의해 액처리 장치(1)에 공급되는 기체의 유량은 일정하며, 배기 기구(E)에 의해 액처리 장치(1)로부터 배출되는 기체의 유량과 대략 동일하다. 본 실시형태에서는, 이와 같이, 액처리 장치(1)에 대한 기체의 유출 유입량을 일정하게 한 다음, 처리실(S) 내에서 액처리되는 웨이퍼(W)의 상측에서의 기류의 상태(유량, 유속 등을 포함)를 최적화한다.
기체 공급 기구(F)에서 불순물이 제거된 기체는 덕트부(22) 내에서 다운플로우로 되어, 수평으로 배치되는 플레이트부(21)의 개구부(24)를 통해 처리실(S)에 유입된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 상측을 통과하여, 후술하는 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S)로부터 외부로 유출된다. 처리실(S)에 유입되는 기체의 유량은, 주로 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S)로부터 유출되는 기체의 유량으로 결정되며, 처리실(S)로부터 유출되는 기체의 유량은 고리형 간극(G1)의 크기 등으로 결정된다.
커버(20)의 외측 둘레부(23)는, 예를 들어 통형상으로 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는다. 외측 둘레부(23)는 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와의 사이에 고리형 간극(G1)을 형성한다. 고리형 간극(G1)은 웨이퍼 지지 부재(10)에 지지되는 웨이퍼(W)의 외측 둘레를 따르는 형상을 갖고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 커버(20)의 외측 둘레부(23)의 측부에서는, 기류를 안내하는 가이드부(25)가 외측 아래쪽으로 경사지게 연장된다. 가이드부(25)와, 웨이퍼 지지 부재(10)의 가이드부(15)에 의해, 고리형 간극(G1)을 통과하는 기류가 외측 아래쪽으로 경사지게 안내된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 커버(20)는 커버 지지 부재(121)를 통해 커버 승강 기구(122)에 접속되어 있고, 커버 승강 기구(122)에 의해 상하로 이동 가능하다. 커버(20)는 액처리 장치(1)에 웨이퍼(W)가 반입될 때, 커버 승강 기구(122)에 의해 대기 위치까지 상승하여, 연결핀(26)이 절결부(16)로부터 빠져 나온다. 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)가 지지되면, 커버 승강 기구(122)에 의해 커버(20)가 하강하여, 연결핀(26)이 절결부(16)에 삽입되어, 웨이퍼 지지 부재(10)와 커버(20)가 일체적으로 회전 가능하게 연결된다.
커버 승강 기구(122)는 커버(20)와 웨이퍼 지지 부재(10)가 일체적으로 회전 가능하게 연결되어 처리실(S)을 형성한 상태에서, 고리형 간극(G1)을 조절하는 역할을 한다. 커버 승강 기구(122)가 커버(20)를 상측으로 이동시키면, 커버(20)가 웨이퍼 지지 부재(10)에 대하여 이격되어 고리형 간극(G1)이 넓어진다. 한편, 커버 승강 기구(122)가 커버(20)를 하측으로 이동시키면, 커버(20)가 웨이퍼 지지 부재(10)에 대하여 접근하여 고리형 간극(G1)이 좁아진다. 고리형 간극(G1)을 조절함으로써, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S)로부터 외부로 유출되는 기류의 상태(유속, 유량 등을 포함)를 조절할 수 있다.
모터(M)는 웨이퍼 지지 부재(10)의 회전축부(12)를 회전 가능하게 유지시킨다. 모터(M)가 작동하면, 웨이퍼 지지 부재(10), 웨이퍼 지지 부재(10)에 지지되는 웨이퍼(W), 및 웨이퍼 지지 부재(10)에 연결되는 커버(20)가 일체적으로 회전한다.
상측 액공급 부재(30)는 처리실(S) 내에서, 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 상측에 배치되어, 웨이퍼(W)에 상측으로부터 처리액을 공급한다. 상측 액공급 부재(30)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 원형상의 개구부(24)의 직경보다 큰 직경의 원판 형상의 본체부(31)를 갖고 있다. 본체부(31)는 덕트부(22)[개구부(24)]에 대하여 대향 배치되며, 개구부(24)를 통해 처리실(S)에 유입되는 기류가 웨이퍼(W) 상에 형성되는 처리액의 액막을 어지럽히지 않도록 기류의 방향을 바꾸는 역할을 한다.
상측 액공급 부재(30)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 밸브(V1, V2)가 도중에 설치되는 배관(P1)을 통해 액공급원(S1, S2)과 접속되어 있다. 액공급원(S1)은 약액을 공급하는 것이고, 액공급원(S2)은 약액을 씻어내는 린스액을 공급하는 것이다. 약액과 린스액은 전환 가능하게, 노즐(32)(도 3 참조)로부터 웨이퍼(W)를 향해서 공급된다. 그 공급량은 밸브(V1, V2)의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다.
웨이퍼(W)의 세정 처리에서는, 약액으로서 예를 들어 SPM(H2SO4+H2O2), SC1(NH4OH+H2O2+H2O), SC2(HCl+H2O2+H2O) 또는 DHF(희불산) 등이 이용된다. 복수 종류의 약액이 이용되어도 좋고, 복수의 액공급원(S1)이 설치되어도 좋다. 린스액으로는, 예를 들어 탈이온수(DIW) 등이 이용된다.
에칭 처리에서는, 플루오르화수소산(HF), 완충된 플루오르화수소산(BHF) 또는 질산(HNO3) 등을 처리액으로서 사용해도 좋다.
또한, 현상 처리에서는 약액으로서 현상액이 이용된다.
노즐(32)은 본체부(31)로부터 하측으로 돌출되어 있어도 좋고, 본체부(31)의 내부에 매설되어 있어도 좋다. 노즐(32)은 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)를 향해 개구되어 있어, 웨이퍼(W)의 상면에 약액 또는 린스액을 공급한다. 노즐(32)은 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 설치된다(도 3에는 2개만 도시). 노즐(32)의 설치수는 1개이어도 좋다.
노즐(32)의 설치수에 관계없이, 1개의 노즐(32)은 웨이퍼(W)의 중앙부를 향해 개구되어 있어, 웨이퍼(W)의 중앙부에 약액 또는 린스액을 공급한다. 웨이퍼(W)의 중앙부에 공급된 처리액은 외측으로 확장되어 액막을 형성한다.
액공급원(S1)과, 상측 액공급 부재(30)를 접속하는 배관(P1)의 출구 부근에는, 약액의 처리 능력을 높이기 위해, 약액을 정해진 온도로 가열하는 가열 장치(H)가 설치되어 있다. 가열 장치(H)는 액공급원(S1)에 설치되어도 좋다.
또, 상측 액공급 부재(30)는 밸브(V3)가 도중에 설치되는 배관(P3)을 통해 액공급원(S3)과 접속되어 있다. 액공급원(S3)은 린스액의 건조용 액체로서, 예를 들어 이소프로필알콜(IPA) 등의 알콜을 상측 액공급 부재(30)에 공급한다. 건조 용매는 상측 액공급 부재(30)의 노즐(33)(도 3 참조)로부터 웨이퍼(W)를 향해 공급된다. 그 공급량은 밸브(V3)의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다.
노즐(33)은 본체부(31)로부터 하측으로 돌출되어 있어도 좋고, 본체부(31)의 내부에 매설되어 있어도 좋다. 노즐(33)은 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)를 향해 개구되어 있어, 웨이퍼(W)의 상면에 건조 용매를 공급한다. 노즐(33)은 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 설치된다(도 3에는 2개만 도시). 노즐(33)의 설치수는 1개이어도 좋다.
노즐(33)의 설치수에 관계없이, 1개의 노즐(33)은 웨이퍼(W)의 중앙부를 향해 개구되어 있어, 웨이퍼(W)의 중앙부에 건조 용매를 공급한다. 웨이퍼(W)의 중앙부에 공급된 처리액은 외측으로 확장되어 액막을 형성한다.
상측 액공급 부재(30)는 지지 부재(131)를 통해 상측 액공급 부재 승강 기구(132)에 접속되어 있어, 상측 액공급 부재 승강 기구(132)에 의해 상하로 이동 가능하다. 상측 액공급 부재(30)는 액처리 장치(1)에 웨이퍼(W)가 반입, 반출될 때, 상측 액공급 부재 승강 기구(132)에 의해 대기 위치까지 상승하여 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)가 지지된 후, 상측 액공급 부재 승강 기구(132)에 의해 하강하여 웨이퍼(W)에 처리액을 공급하는 위치에서 정지한다.
상측 액공급 부재 승강 기구(132)는 웨이퍼 지지 부재(10)와 커버(20)가 처리실(S)을 형성한 상태에서 상측 액공급 부재(30)를 상승 또는 하강시켜, 커버(20)의 플레이트부(21)에 대하여 접근 또는 이격시킨다. 따라서, 플레이트부(21)의 개구부(24)를 통해 처리실(S)에 유입되는 기류의 상태(유량, 유속, 방향)를 조절할 수 있다.
상측 액공급 부재(30)로부터 웨이퍼(W)에 공급된 처리액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 털려져, 고리형 간극(G1)을 통과하는 기류와 함께 컵(40)에 회수된다. 또한, 웨이퍼 지지 부재(10)의 플레이트부(11)에 낙하된 처리액은 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)에 형성된 유출구(17)(도 3 참조)로부터 원심력에 의해 유출되어, 컵(40)에 회수된다.
컵(40)은 원환 형상의 플레이트부(41)와, 플레이트부(41)의 내측 가장자리로부터 상측으로 연장되는 원통 형상의 내벽부(42)와, 플레이트부(41)의 외측 가장자리로부터 상측으로 연장되는 원통 형상의 외벽부(43)를 갖고 있다. 외벽부(43)는 고리형 간극(G1)을 둘러싸고 있고, 외벽부(43)의 상측 단부로부터는 원환 형상의 차양부(44)가 내측 위쪽으로 경사지게 연장된다.
컵(40)은 처리액을 기류의 흐름으로부터 분리하기 위해, 컵(40) 내의 하부 공간을 외측 고리형 공간(45)과 내측 고리형 공간(46)으로 구획하는 원통 형상의 구획부(47)를 갖고 있다. 외측 고리형 공간(45)에는, 처리액을 외부로 배출하는 배액관(48)이 접속되어 있다. 내측 고리형 공간(46)에는, 배기관(49)을 통해 배기 기구(E)가 접속되어 있다.
배기 기구(E)는 진공 펌프 등으로 구성되고, 컵(40) 내부를 배기함으로써, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S) 내의 웨이퍼(W)의 상측 공간으로부터 컵(40)의 외벽부(43)로 향하는 기류를 형성한다. 이 기류는 회전하는 웨이퍼(W)로부터 털려진 처리액을 컵(40) 내에 배출시키는 역할을 한다.
액처리 장치(1)의 정해진 장치[예를 들어, 모터(M), 밸브(V1?V3), 커버 승강 기구(122), 상측 액공급 부재 승강 기구(132)]는 도 2에 나타낸 바와 같이, 액처리 장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(60)에 신호 라인을 통해 접속되어 있다. 제어부(60)는 CPU, 기록 매체 등을 포함하는 컴퓨터로서 구성되어 있다. 제어부(60)는 기록 매체에 저장된 각종 프로그램을 CPU에 실행시킴으로써, 신호 라인을 통해 접속되는 장치를 제어하고, 후술하는 액처리 장치(1)의 각종 동작을 실행시킨다.
다음으로, 상기 구성의 액처리 장치의 동작(액처리 방법)에 관해 설명한다.
우선, 커버 승강 기구(122)가 커버(20)를 대기 위치까지 상승시키고, 상측 액공급 부재 승강 기구(132)가 상측 액공급 부재(30)를 대기 위치까지 상승시키면, 도 1에 나타내는 반송 기구(106)의 유지 아암(107)에 의해 유지된 웨이퍼(W)가 액처리 장치(1)에 반입된다. 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지 부재(10)에 전달되고, 유지 아암(107)이 액처리 장치(1)로부터 후퇴하면, 상측 액공급 부재 승강 기구(132)에 의해 상측 액공급 부재(30)가 웨이퍼(W)의 상면 근방의 위치까지 하강된다. 또, 커버 승강 기구(122)에 의해 커버(20)가 하강하여, 커버(20)의 연결핀(26)이 웨이퍼 지지 부재(10)의 절결부(16)에 삽입되어, 커버(20)와 웨이퍼 지지 부재(10)가 일체적으로 회전 가능하게 연결된다. 커버(20)는 웨이퍼 지지 부재(10)의 상측을 덮어, 웨이퍼 지지 부재(10)와 함께 웨이퍼(W)를 액처리하기 위한 처리실(S)을 형성한다. 계속해서, 모터(M)가 웨이퍼 지지 부재(10), 커버(20) 및 웨이퍼(W)를 일체적으로 회전시킨다.
이어서, 회전하는 웨이퍼(W)의 상면에 상측 액공급 부재(30)로부터 처리액이 공급된다. 구체적으로는, 예를 들어 상측 액공급 부재(30)의 노즐(32)로부터 약액(예를 들어, SPM)이 웨이퍼(W)에 정해진 시간 공급된다. 계속해서, 약액을 씻어내는 린스액이 상측 액공급 부재(30)의 노즐(32)로부터 웨이퍼(W)에 정해진 시간 공급된다. 이어서, 상측 액공급 부재(30)의 노즐(33)로부터 건조 용매(예를 들어, IPA)가 웨이퍼(W)의 상면을 향해서 정해진 시간 토출된다. 건조 용매의 공급이 정지된 후, 웨이퍼(W)가 고속 회전되어 원심력에 의해 린스액이 털어지고, 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다.
여기서, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 털려진 처리액은 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와 커버(20)의 외측 둘레부(23) 사이에 형성되는 고리형 간극(G1)을 통해 컵(40) 내에 회수된다. 배기 기구(E)는 컵(40) 내부를 배기함으로써, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S) 내의 웨이퍼(W)의 상측 공간으로부터 컵(40)으로 향하는 기류를 형성한다. 이 기류는 회전하는 웨이퍼(W)로부터 털어지는 처리액을 컵(40)에 배출시키는 역할을 한다.
마지막으로, 웨이퍼(W)를 액처리 장치(1)에 반입했을 때와 역순으로, 웨이퍼(W)가 액처리 장치(1)로부터 반출되고, 웨이퍼(W)의 액처리가 종료된다.
본 실시형태에서는, 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)가 웨이퍼(W)를 액처리하기 위한 처리실(S)을 형성한다. 처리실(S)은 거의 밀폐되어 있기 때문에 액처리를 안정적으로 행할 수 있다. 또, 처리실(S)의 벽면을 구성하는 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)가 웨이퍼(W)와 일체적으로 회전하기 때문에, 웨이퍼(W)로부터 비산된 처리액이 처리실(S)의 벽면에서 튀어서 되돌아오기 어렵다.
또, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 액처리의 공정에 따라서 고리형 간극(G1)을 조절한다. 따라서, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S)로부터 외부로 유출되는 기류의 상태를 최적화할 수 있다. 배기 기구(E)의 배기량이 일정한 경우, 고리형 간극(G1)이 넓어질수록, 고리형 간극(G1)을 통과하는 기류의 유량이 증가한다. 고리형 간극(G1)의 조절은, 예를 들어 커버 승강 기구(122)에 의한 커버(20)의 상승 또는 하강에 의해 실현된다.
또한, 본 실시형태에서는, 고리형 간극(G1)의 조절은 커버(20)의 상승 또는 하강에 의해 실현되지만, 웨이퍼 지지 부재(10)의 하강 또는 상승에 의해 실현되어도 좋고, 커버(20)와 웨이퍼 지지 부재(10)의 양쪽의 이동에 의해 실현되어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 액처리의 공정에 따라서, 상측 액공급 부재(30)와 커버(20)를 접근 또는 이격시켜, 상측 액공급 부재(30)의 본체부(31)와 커버(20)의 플레이트부(21) 사이에 형성되는 간극(OG)(도 2 참조)을 조절한다. 따라서, 플레이트부(21)의 개구부(24)를 통해 처리실(S)에 유입되는 기류의 상태를 최적화할 수 있다. 처리실(S)에 유입되는 기류의 유량이 일정한 경우[즉, 처리실(S)로부터 유출되는 기류의 유량이 일정한 경우], 개구부(24)와 상측 액공급 부재(30)가 접근할수록, 즉 간극(OG)이 좁아질수록 기류가 좁아지기 때문에, 기류의 유속이 빨라진다. 개구부(24)와 상측 액공급 부재(30)의 접근 또는 이격은, 예를 들어 상측 액공급 부재 승강 기구(132)에 의한 상측 액공급 부재(30)의 상승 또는 하강에 의해 실현된다.
이어서, 간극(OG), 고리형 간극(G1)의 조절예에 관해 설명한다. 여기서는, 회전하는 웨이퍼(W)에 대하여, 약액, 린스액, 건조 용매를 이 순서로 공급하고, 그 후, 건조 용매를 털어내기 위해 웨이퍼(W)를 고속 회전시키는 경우에 관해 설명한다.
우선, 약액인 SPM의 공급 공정에서는, SPM이 다른 약액보다 고온에서 사용되기 때문에, 회전하는 웨이퍼(W)의 상측에 흄(fume)이 발생하기 쉽다. 따라서, 발생한 흄이 개구부(24)를 통해 상측으로 역류하는 것을 방지하기 위해, 간극(OG)이 기준보다 좁게 설정된다.
또, SPM의 공급 공정에서는, 회전하는 웨이퍼(W)의 근방에서 발생하는 선회 기류에 의해 SPM이 냉각되지 않도록, 웨이퍼(W)를 저속 회전시킨다. 이 상태로, 고리형 간극(G1)으로부터 외부로 흄을 효율적으로 배출하기 위해, 고리형 간극(G1)은 기준보다 좁게 설정된다. 고리형 간극(G1)이 좁아지면, 고리형 간극(G1)을 통과하는 기류의 유속이 빨라지기 때문에, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S)로부터 외부로 향하는 기류의 흐름이 안정화하기 때문이다.
이어지는 린스액의 공급 공정에서는, 처리실(S) 내의 분위기를, 약액을 포함하는 분위기로부터, 청정한 분위기로 신속하게 치환하기 위해, 간극(OG) 및 고리형 간극(G1)은 기준 사이즈로 복귀된다.
이어지는 건조 용매인 IPA의 공급 공정에서는, IPA에 의한 린스액의 치환 효율을 향상시키기 위해, 처리실(S) 내의 IPA 농도를 높이는 것이 중요해진다. 따라서, 간극(OG) 및 고리형 간극(G1)은 각각 SPM의 공급 시보다 더 좁게 설정된다.
마지막으로, 웨이퍼(W)를 고속 회전시켜 건조시키는 공정에서는, 처리실(S) 내의 분위기를 신속하게 치환하기 위해, 간극(OG) 및 고리형 간극(G1)은 각각 기준 사이즈로 복귀된다.
또한, 약액인 DHF의 공급 공정에서는, DHF에 의해 웨이퍼(W)의 산화막이 제거되어 웨이퍼(W)가 소수화한다. 그 때문에, 양호한 액막이 형성되도록 웨이퍼(W)를 고속 회전시킬 필요가 있어, 웨이퍼(W) 근방에서 발생하는 선회 기류가 빨라진다. 고속의 선회 기류를 고리형 간극(G1)으로부터 외부로 배출시키기 위해, 고리형 간극(G1)은 기준 크기로 설정된다. 또, DHF의 공급 공정에서는, 약액이 개구부(24)로부터 상측으로 역류하지 않도록, 간극(OG)은 기준보다 좁게 설정된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 처리액의 공정에 따라서, 고리형 간극(G1) 및/또는 간극(OG)을 조절한다. 따라서, 처리실(S)에 유입 유출되는 기류의 상태를 최적화할 수 있고, 웨이퍼(W) 상측에서의 기류의 상태를 최적화할 수 있다.
또한, 고리형 간극(G1), 간극(OG)의 조절은 웨이퍼(W)의 회전 중에 실시되어도 좋고 회전 전에 실시되어도 좋다.
[제1 변형예]
도 5는 제1 변형예에 의한 액처리 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.
액처리 장치(1A)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 고리형 간극(G1)을 상하로 구획하는 고리형의 구획벽(71A)을 갖는다. 고리형의 구획벽(71A)의 외측 둘레부로부터는, 기류를 안내하는 가이드부(73A)가 처리실(S)에 대하여 외측 아래쪽으로 경사지게 연장된다.
또, 액처리 장치(1A)는 고리형의 구획벽(71A)과 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)를 연결하는 연결 부재(72A)를 갖는다. 연결 부재(72A)는 고리형 간극(G1)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수개 설치된다.
웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와 고리형의 구획벽(71A)의 사이에는, 처리실(S)을 외부와 연통하는 간극(G11)이 형성되어 있다. 간극(G11)을 통과하는 기류는 고리형의 구획벽(71A)의 가이드부(73A)와 웨이퍼 지지 부재(10)의 가이드부(15)에 의해, 처리실(S)에 대하여 외측 아래쪽으로 경사지게 안내된다.
또, 커버(20)의 외측 둘레부(23)와 고리형의 구획벽(71A)의 사이에는, 처리실(S)을 외부와 연통하는 간극(G12)이 형성되어 있다. 간극(G12)을 통과하는 기류는 고리형의 구획벽(71A)의 가이드부(73A)와 커버(20)의 가이드부(25)에 의해 외측 아래쪽으로 경사지게 안내된다.
커버(20)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 커버 지지 부재(121)를 통해 커버 승강 기구(122)에 접속되어 있다. 그 때문에, 커버 승강 기구(122)에 의한 커버(20)의 승강에 의해, 고리형 간극(G1) 중 상측의 간극(G12)을 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S) 내의 웨이퍼(W)의 상측 공간으로부터 컵(40)으로 향하는 기류의 상태를 최적화할 수 있다.
또, 본 변형예에서는, 고리형 간극(G1)을 조절할 때 하측의 간극(G11)이 변화하지 않기 때문에, 고리형 간극(G1)을 통해 정해진 양 이상의 기체나 처리액을 처리실(S)로부터 밖으로 유출시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에서는, 연결 부재(72A)가 고리형의 구획벽(71A)과 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)를 연결하는 것으로 했지만, 고리형의 구획벽(71A)과 커버(20)의 외측 둘레부(23)를 연결해도 좋다. 이 경우, 커버(20)의 승강에 의해 고리형 간극(G1) 중 하측의 간극(G11)이 변화한다.
[제2 변형예]
도 6은 제2 변형예에 의한 액처리 장치의 고리형 간극을 확대하여 나타내는 단면도이다.
액처리 장치(1B)는 제1 변형예와 마찬가지로, 고리형 간극(G1)을 상하로 구획하는 고리형의 구획벽(71B)을 갖는다. 고리형의 구획벽(71B)의 외측 둘레부로부터는, 기류를 안내하는 가이드부(73B)가 처리실(S)에 대하여 외측 아래쪽으로 경사지게 연장된다.
또, 액처리 장치(1B)는 제1 변형예와 마찬가지로, 고리형의 구획벽(71B)과 웨이퍼 지지 부재(10)를 연결하는 연결 부재(도시하지 않음)를 갖는다. 연결 부재는 고리형 간극(G1)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수개 설치된다.
제2 변형예에서는, 고리형의 구획벽(71B)과 커버(20B)의 외측 둘레부(23B)가 간극(G12)을 흐르는 기류를 좁히는 미로(labyrinth) 구조를 형성한다.
예를 들어, 고리형의 구획벽(71B)의 상면에는 고리형 돌기(74B)가 형성되어 있고, 외측 둘레부(23B)의 하면에는 고리형 홈(27B)이 형성되어 있다. 고리형 돌기(74B)의 선단부는 고리형 홈(27B) 내에 삽입되고, 고리형 홈(27B)의 벽면으로부터 이격되어, 고리형 홈(27B)과 함께 미로 구조를 형성한다. 고리형 돌기(74B) 및 고리형 홈(27B)은 각각 동심원형으로 복수개(도 6에서는 3개) 형성되어 있다.
미로 구조는 간극(G12)을 흐르는 기류를 좁히기 때문에, 처리실(S)로부터 외부로 유출되는 기류의 유출량이 적은 액처리의 공정, 예를 들어 처리실(S) 내부를 질소 분위기로 하여 액처리하는 공정에 유효하다.
또한, 본 변형예에서는, 고리형의 구획벽(71B)과, 커버(20B)의 외측 둘레부(23B)가 미로 구조를 형성하는 것으로 했지만, 고리형의 구획벽(71B)과 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)가 미로 구조를 형성하여도 좋다. 또, 미로 구조를 도 2 등에 나타내는 액처리 장치(1)에 나타내는 고리형 간극에 적용해도 좋고, 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와 커버(20)의 외측 둘레부(23)가 미로 구조를 형성하여도 좋다.
[제3 변형예]
도 7은 제3 변형예에 의한 액처리 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다. 도 8은 상측 액공급 부재(30C)를 나타내는 평면도이다.
액처리 장치(1C)는 도 2에 나타내는 액처리 장치(1)와 상측 액공급 부재의 구성이 상이하다. 상측 액공급 부재(30C) 이외의 구성은 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
상측 액공급 부재(30C)는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본체부(31)의 외측 둘레면으로부터 연장되는 2개의 연장부(34C, 35C)를 더 갖고 있다. 연장부(34C, 35C)는 웨이퍼(W)의 직경 방향과 평행하게 연장되고, 선단이 웨이퍼(W)의 외측 가장자리부의 상측에 위치한다. 연장부(34C, 35C)에는 연장되는 방향을 따라서 간격을 두고 복수의 노즐(32, 33)이 설치되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 중심부로부터 외측 가장자리부까지 균일하게 처리액을 공급할 수 있다.
[제4 변형예]
도 9는 제4 변형예에 의한 액처리 장치를 나타내는 단면도이다.
액처리 장치(1D)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하며, 웨이퍼(W)와 함께 회전 가능한 웨이퍼 지지 부재(10D)와, 웨이퍼 지지 부재(10D)와 일체적으로 회전 가능하게 연결되어, 웨이퍼 지지 부재(10D)의 외측 둘레부(10Da)와의 사이에 고리형 간극(GPD)을 형성하는 간극 형성 부재(20D)를 갖는다.
이 액처리 장치(1D)에서는, 모터(M)가 웨이퍼 지지 부재(10D), 나아가서는 간극 형성 부재(20D)나 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 상측 액공급 부재(30)는, 회전하는 웨이퍼(W)에 상측으로부터 처리액을 공급한다. 회전하는 웨이퍼(W)에 공급된 처리액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 털려져, 고리형 간극(GPD)을 통과하여 컵(40) 내에 회수된다. 이 때, 배기 기구(E)가 컵(40) 내부를 배기함으로써, 고리형 간극(GPD)을 통해 웨이퍼(W)의 상측 공간으로부터 컵(40)으로 향하는 기류를 형성한다. 이 기류는 처리액을 컵(40)에 회수하는 역할을 한다. 이하, 액처리 장치(1D)의 각 구성에 관해 설명하지만, 웨이퍼 지지 부재(10D) 및 간극 형성 부재(20D) 이외의 구성에 관해서는 도 2와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
웨이퍼 지지 부재(10D)는 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하고, 웨이퍼(W)와 함께 회전 가능한 부재이다. 웨이퍼 지지 부재(10D)는 수평으로 배치되는 판형상의 플레이트부(11)와, 플레이트부(11)의 하면측에 부착되는 회전축부(12)와, 플레이트부(11)의 상면측에 부착되는 클릭부(14D)를 갖는다.
클릭부(14D)는 플레이트부(11)로부터 상측으로 연장되고, 선단부에서 웨이퍼(W)의 하면 둘레 가장자리부에 접하여 웨이퍼(W)를 수평으로 지지한다. 클릭부(14D)의 선단부에는, 웨이퍼(W)의 두께와 대략 동일한 높이의 단차부가 형성되어 있고, 높이가 낮은 부분에 웨이퍼(W)의 하면 둘레 가장자리부가 접해 있다. 클릭부(14D)는 플레이트부(11)의 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 형성된다.
플레이트부(11)의 외측 둘레부에는, 회전축부(12)와 평행한 연결 구멍(16D)이 플레이트부(11)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수개 형성된다. 복수의 연결 구멍(16D)에는, 간극 형성 부재(20D)의 하면측에 부착되는 복수의 연결핀(26D)이 상하로 이동 가능하게 지지되어 있고, 웨이퍼 지지 부재(10D)와 간극 형성 부재(20D)가 일체적으로 회전 가능하게 연결되어 있다.
간극 형성 부재(20D)는 웨이퍼 지지 부재(10D)의 상측에 배치되며, 웨이퍼 지지 부재(10D)와 일체적으로 회전 가능하게 연결되어, 웨이퍼 지지 부재(10D)의 외측 둘레부(10Da)와의 사이에 고리형 간극(GPD)을 형성하는 부재이다.
간극 형성 부재(20D)는 웨이퍼 지지 부재(10D)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 외측 둘레를 둘러싸도록 고리 형상으로 형성되어 있다. 간극 형성 부재(20D)는 웨이퍼(W)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 상면 전체가 상측으로 개방되어 있고, 웨이퍼(W)의 상면 전체에, 팬필터 유닛 등의 기체 공급 기구에서 불순물이 제거된 기체가 다운플로우로 공급된다.
간극 형성 부재(20D)는 외측으로 갈수록 하측을 향하도록 경사져 있어, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 털려진 처리액, 및 처리액을 운반하는 기류를 하측 방향으로 경사지게 안내하여 컵(40) 내로 유도한다.
간극 형성 부재(20D)는 간극 형성 부재(20D)를 회전축부(12)의 연장선을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(121D)를 통해 승강 기구(122)에 접속되어 있고, 승강 기구(122)에 의해 상하로 이동 가능하다.
승강 기구(122)는 간극 형성 부재(20D)를 상승 또는 하강시켜 고리형 간극(GPD)을 조절하는 역할을 한다. 승강 기구(122)가 간극 형성 부재(20D)를 상측으로 이동시키면 고리형 간극(GPD)이 넓어진다. 한편, 승강 기구(122)가 간극 형성 부재(20D)를 하측으로 이동시키면 고리형 간극(GPD)이 좁아진다. 고리형 간극(GPD)을 조절함으로써, 고리형 간극(GPD)을 통해 내측으로부터 외측으로 흐르는 기류의 상태(유속, 유량 등을 포함)를 조절할 수 있다.
따라서, 도 2에 나타내는 액처리 장치(1)와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 처리액의 공정에 따라서, 고리형 간극(GPD)을 조절하여, 웨이퍼(W)의 상측에서의 기류의 상태를 최적화할 수 있다. 기류의 상태의 최적화는 웨이퍼(W)의 회전 중에 실시되어도 좋고 회전 전에 실시되어도 좋다.
또한, 액처리 장치(1D)는 제1 변형예와 마찬가지로, 고리형 간극(GPD)을 상하로 구획하는 고리형의 구획벽을 가져도 좋고, 또 제2 변형예와 마찬가지로 미로 구조를 가져도 좋다.
[제2 실시형태]
제1 실시형태와 중복되는 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 액처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다. 도 11a?도 11c는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 단면도이다. 도 11a는 커버가 개방 위치, 상측 액공급 부재가 처리액 공급 위치, 하측 액공급 부재가 개방 위치에 있을 때의 단면도이다. 도 11b는 커버가 폐쇄 위치, 상측 액공급 부재가 처리액 공급 위치, 하측 액공급 부재가 폐색 위치에 있을 때의 단면도이다. 도 11c는 커버가 대기 위치, 상측 액공급 부재가 대기 위치, 하측 액공급 부재가 개방 위치에 있을 때의 단면도이다. 또한, 도 11a에서, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 밸브(V1?V8), 가열 장치(H1, H2)와 제어부(60)를 접속하는 신호 라인을 파선으로 나타낸다. 또한, 도 11b 및 도 11c에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 밸브(V1?V8) 등의 도시를 생략한다. 도 12a, 도 12b는 도 11a, 도 11b의 일부 확대도이다. 도 13a, 도 13b는 도 10의 액처리 장치의 주요부의 동작을 나타내는 평면도로서, 도 13a는 상측 액공급 부재와 하측 액공급 부재가 상면에서 볼 때 겹치는 위치에 배치될 때의 평면도, 도 13b는 상측 액공급 부재와 하측 액공급 부재가 겹치지 않는 위치에 배치될 때의 평면도이다. 도 11b, 도 11c, 도 12a, 도 12b, 도 13b는 웨이퍼가 없는 상태를 나타낸다.
액처리 장치(1)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하는 웨이퍼 지지 부재(10)와, 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시키는 모터(M)와, 웨이퍼 지지 부재(10)와 일체적으로 회전 가능하게 연결되어, 웨이퍼 지지 부재(10)와 함께 웨이퍼(W)를 액처리하기 위한 처리실(S)을 형성하는 커버(20)를 갖는다. 또, 액처리 장치(1)는, 처리실(S) 내에 배치되어, 회전하는 웨이퍼(W)에 상측으로부터 처리액을 공급하는 상측 액공급 부재(30)와, 처리실(S) 내에 배치되어, 회전하는 웨이퍼(W)에 하측으로부터 처리액을 공급하는 하측 액공급 부재(80)를 갖는다. 또한, 액처리 장치(1)는 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와 커버(20)의 외측 둘레부(23) 사이에 형성되는 고리형 간극(G1)을 둘러싸는 컵(40)을 포함한다. 컵(40) 내부는, 예를 들어 공장측의 설비로서 설치되는 배기 기구(E)에 의해 배기된다.
이 액처리 장치(1)에서는, 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)가 처리실(S)을 형성한 상태에서, 모터(M)가 웨이퍼 지지 부재(10), 나아가서는 커버(20)나 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 상측 액공급 부재(30) 및 하측 액공급 부재(80)는 회전하는 웨이퍼(W)에 처리액을 공급한다. 회전하는 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 처리액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 털려져, 고리형 간극(G1)을 통해 컵(40) 내에 회수된다. 이 때, 배기 기구(E)가 컵(40) 내부를 배기함으로써, 고리형 간극(G1)을 통해 처리실(S) 내의 웨이퍼(W)의 상측 공간으로부터 컵(40)으로 향하는 기류를 형성한다. 이 기류는 처리액을 컵(40)에 배출시키는 역할을 한다. 이하, 액처리 장치(1)의 각 구성에 관해 설명한다.
외측 둘레부(13)는 도 12a, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 플레이트부(11)의 외측 가장자리로부터 상측으로 연장되는 통형상부(13a)와, 통형상부(13a)의 상면에 접촉하는 접촉 위치(도 11b, 도 12b)와 통형상부(13a)의 상면으로부터 이격되는 이격 위치(도 11a, 도 12a) 사이에서 이동이 자유로운 고리형부(13b)를 갖는다. 또, 외측 둘레부(13)는 고리형부(13b)로부터 내측으로 연장되며, 웨이퍼(W)의 외측 가장자리부를 지지하는 클릭부(13c)와, 고리형부(13b)를 접촉 위치로부터 이격 위치를 향해 편향시키는 편향부(13d)를 갖는다.
편향부(13d)는, 예를 들어 코일 용수철 등으로 구성되며, 통형상부(13a)의 상면에 형성되는 오목부(13e)의 내측 바닥면과 고리형부(13b) 사이에 배치된다. 편향부(13d) 및 오목부(13e)는 통형상부(13a)의 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수 세트 설치되어 있다. 편향부(13d)의 편향력에 저항하여 고리형부(13b)를 밀어 내림으로써, 고리형부(13b)가 이격 위치(도 11a, 도 12a)로부터 접촉 위치(도 11b, 도 12b)로 이동한다. 고리형부(13b)를 밀어 내리는 힘이 없어지면, 편향부(13d)의 편향력에 의해 고리형부(13b)가 접촉 위치로부터 이격 위치로 되돌아가, 고리형부(13b)와 통형상부(13a) 사이에 간극(G2)이 형성된다.
고리형부(13b)로부터는 핀부(13f)가 하측으로 연장되고, 핀부(13f)는 오목부(13e)의 내측 바닥면에 형성되는 가이드 구멍(13g)에 상하로 이동 가능하게 지지되어 있다. 가이드 구멍(13g)으로부터 핀부(13f)가 빠지는 것을 방지하기 위해, 핀부(13f)는 가이드 구멍(13g)의 내경보다 큰 외경의 헤드부(13h)를 선단부에 갖고 있다.
고리형부(13b)는 웨이퍼(W)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는다. 고리형부(13b)로부터 내측으로 연장되는 클릭부(13c)는, 고리형부(13b)의 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수개(도 13a, 도 13b에서는 12개) 형성되어 있다. 클릭부(13c)는 도 11a에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 하면 둘레 가장자리부에 접하여 웨이퍼(W)를 수평으로 지지한다. 클릭부(13c)에 지지되는 웨이퍼(W)의 상면과 고리형부(13b)의 상면은 대략 동일 평면 상에 위치한다. 또, 클릭부(13c)에 지지되는 웨이퍼(W)의 하면과 고리형부(13b)의 하면은 대략 동일 평면 상에 위치한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 상하면으로부터 털어지는 처리액이 고리형부(13b)의 상하면을 따라서 고리형 간극(G1) 및 간극(G2)을 통과하기 쉬워, 외부로 확실하게 배출된다.
고리형부(13b)로부터는, 처리실(S)로부터 외부로 유출되는 기류를 안내하는 가이드부(15)가 외측 아래쪽으로 경사지게 연장된다.
웨이퍼 지지 부재(10)[보다 상세하게는 플레이트부(11)]에는 개구부(11a)가 형성되어 있다. 웨이퍼 지지 부재(10)에는, 개구부(11a)의 둘레 가장자리부로부터 하측으로 연장되는 통형상의 회전축 부재(12)가 부착되어 있다.
커버(20)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 커버 지지 부재(121)를 통해 리니어 모터 등의 커버 승강 기구(122)에 접속되어 있다. 커버(20)는 커버 승강 기구(122)에 의해, 커버(20)의 외측 둘레부(23)와 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와의 간극(G1)을 개방하는 개방 위치(도 11a, 도 12a)와, 커버(20)의 외측 둘레부(23)와 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)와의 간극(G1)을 폐쇄하는 폐쇄 위치(도 11b, 도 12b) 사이를 상하로 이동 가능하다.
커버(20)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동함으로써, 커버(20)가 고리형부(13b)에 접촉하여 고리형부(13b)를 밀어 내려, 고리형부(13b)가 이격 위치로부터 접촉 위치로 이동한다. 한편, 커버(20)가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동함으로써, 커버(20)가 고리형부(13b)로부터 이격되고, 고리형부(13b)를 밀어 내리는 힘이 없어져, 편향부(13d)의 편향력에 의해 고리형부(13b)가 접촉 위치로부터 이격 위치로 되돌아간다.
커버(20)는 액처리 장치(1)에 웨이퍼(W)가 반입될 때, 커버 승강 기구(122)에 의해 개방 위치보다 상측의 대기 위치(도 11c)까지 상승하여, 연결핀(26)이 절결부(16)로부터 빠져 나온다. 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)가 지지되면, 커버 승강 기구(122)에 의해 커버(20)가 대기 위치(도 11c)와 폐쇄 위치(도 11b, 도 12b) 사이의 연결 위치로 하강하여, 연결핀(26)이 절결부(16)에 삽입된다. 연결 위치는 개방 위치와 동일한 위치이어도 좋다.
커버(20)가 개방 위치(연결 위치)에 있을 때, 커버(20)의 외측 둘레부(23)와 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13)는 이격되어 있다. 그 때문에, 커버(20)의 외측 둘레부(23)와 웨이퍼 지지 부재(10)의 외측 둘레부(13) 사이에는 고리형 간극(G1)이 형성되어 있고, 외측 둘레부(13)에서, 고리형부(13b)와 통형상부(13a) 사이에 간극(G2)이 형성되어 있다.
커버(20)의 상하 방향의 위치는 목적에 따라서 조절된다. 예를 들어, (1) 회전하는 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 처리액이 공급될 때, 커버(20)의 위치는 연결 위치(도 11a, 도 12a)로 설정된다. 따라서, 회전하는 웨이퍼(W)의 상면으로부터 원심력에 의해 털려진 처리액이 고리형 간극(G1)을 통과하여 컵(40) 내에 회수된다. 또, 회전하는 웨이퍼(W)의 하면으로부터 털려진 처리액이 간극(G2)을 통과하여 컵(40) 내에 회수된다.
또, (2) 처리실(S) 내에 세정액을 공급하여 저장할 때, 처리실(S)의 측방으로부터의 세정액의 유출을 제한하기 위해, 커버(20)의 위치는 폐쇄 위치(도 11b, 도 12b)로 설정된다.
또, (3) 세정액의 액면이 정해진 높이가 되면[예를 들어, 세정액의 액면이 플레이트부(21)보다 높아지면], 커버(20)가 개방 위치(도 11a, 도 12a)로 이동하여, 커버(20)의 내측 공간에 저장된 세정액이 고리형 간극(G1) 및 간극(G2)으로부터 한번에 배출되어, 커버(20)나 상측 액공급 부재(30)에 부착된 이물질이 제거된다.
상측 액공급 부재(30)는 도 13a, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 본체부(31)의 외측 둘레면으로부터 연장되는 2개의 연장부(32a, 33a)를 더 갖고 있다. 연장부(32a, 33a)는 웨이퍼(W)의 직경 방향과 평행하게 연장되고, 선단이 웨이퍼(W)의 외측 가장자리부의 상측에 위치한다.
상측 액공급 부재(30)는 도 11a에 나타낸 바와 같이, 처리실(S) 내에 배치되어, 회전하는 웨이퍼(W)에 상측으로부터 처리액을 공급한다. 이 처리액은 처리실(S) 내부를 세정하는 세정액으로서도 사용 가능하다.
노즐부(35)는 배관(P1)으로부터 분기된 분기관의 말단에 접속되어 있다. 노즐부(35)는 본체부(31) 및 연장부(32a, 33a)로부터 하측으로 돌출되어 있어도 좋고, 본체부(31) 및 연장부(32a, 33a)의 내부에 매설되어 있어도 좋다.
노즐부(36)는 배관(P3)으로부터 분기된 분기관의 말단에 접속되어 있다. 노즐부(36)는 본체부(31) 및 연장부(32a, 33a)로부터 하측으로 돌출되어 있어도 좋고, 본체부(31) 및 연장부(32a, 33a)의 내부에 매설되어 있어도 좋다.
또한, 상측 액공급 부재(30)는 밸브(V4)가 도중에 설치되는 배관(P4)을 통해 가스 공급원(S4)과 접속되어 있다. 가스 공급원(S4)으로부터 상측 액공급 부재(30)에 공급되는 가스(예를 들어, 질소 가스나 희가스 등의 불활성 가스, 건조 공기)는 노즐부(35)로부터 웨이퍼(W)를 향해 공급되며, 그 공급량은 밸브(V4)의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다.
가스 공급원(S4)과, 상측 액공급 부재(30)를 접속하는 배관(P4)의 출구 부근에는, 가스를 정해진 온도로 가열하는 가열 장치(H1)가 설치되어 있다. 가열 장치(H1)는 가스 공급원(S4)에 설치되어도 좋다.
하측 액공급 부재(80)는 도 11a에 나타낸 바와 같이, 처리실(S) 내에 배치되어, 회전하는 웨이퍼(W)에 하측으로부터 처리액을 공급한다. 이 처리액은 처리실(S) 내부를 세정하는 세정액으로서도 사용 가능하다.
하측 액공급 부재(80)는 상측 액공급 부재(30)와 마찬가지로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 밸브(V5, V6)가 도중에 설치되는 배관(P5)을 통해 액공급원(S1, S2)과 접속되어 있다. 배관(P5)으로부터 분기된 각 분기관의 말단에는 노즐부(81)가 접속되어 있다. 노즐부(81)는 상측을 향해 약액 또는 린스액을 토출하며, 그 토출량은 밸브(V5, V6)의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다.
또, 하측 액공급 부재(80)는 밸브(V7)가 도중에 설치되는 배관(P7)을 통해 액공급원(S3)과 접속되어 있다. 배관(P7)으로부터 분기된 각 분기관의 말단에는 노즐부(82)가 접속되어 있다. 노즐부(82)는 상측을 향해 건조 용매를 토출하며, 그 토출량은 밸브(V7)의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다.
또한, 하측 액공급 부재(80)는 밸브(V8)가 도중에 설치되는 배관(P8)을 통해 가스 공급원(S4)과 접속되어 있다. 배관(P8)으로부터 분기된 각 분기관의 말단에는 노즐부(81)가 접속되어 있다. 노즐부(81)는 상측을 향해 가스를 토출하며, 그 토출량은 밸브(V8)의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다. 배관(P8)의 출구 부근에는, 가스를 정해진 온도로 가열하는 가열 장치(H2)가 설치되어 있다. 가열 장치(H2)는 가스 공급원(S4)에 설치되어도 좋다.
하측 액공급 부재(80)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 지지 로드(141)를 통해 리니어 모터 등의 하측 액공급 부재 승강 기구(142)에 접속되고, 하측 액공급 부재 승강 기구(142)에 의해 상하로 이동 가능하다. 지지 로드(141)는 처리실(S)의 하부[본 실시형태에서는, 웨이퍼 지지 부재(10)의 플레이트부(11)]에 형성되는 개구부(11a)에 삽입 관통된다.
하측 액공급 부재(80)는 시일 부재(83)를 통해 웨이퍼 지지 부재(10)[상세하게는, 플레이트부(11)]에 접촉함으로써 개구부(11a)를 막는 폐색 위치(도 11b)와, 상기 접촉을 해제하는, 폐색 위치보다 상측의 개방 위치(도 11a)와의 사이에서 이동 가능하다. 시일 부재(83)는 O링 또는 패킹 등으로 구성되며, 개구부(11a)보다 큰 내경을 갖는다. 시일 부재(83)는 하측 액공급 부재(80)측에 고정되어도 좋고, 웨이퍼 지지 부재(10)측에 고정되어도 좋다.
하측 액공급 부재(80)의 상하 방향의 위치는 목적에 따라서 설정된다. 예를 들어, (1) 웨이퍼(W)에 처리액을 공급할 때 웨이퍼 지지 부재(10)의 회전을 허용하기 위해, 하측 액공급 부재(80)의 위치는 개방 위치(도 11a)로 설정된다.
또, (2) 처리실(S) 내에 세정액이 저장될 때, 개구부(11a)로부터 세정액이 아래로 흐르는 것을 방지하기 위해, 하측 액공급 부재(80)의 위치는 폐색 위치(도 11b)로 설정된다.
또, (3) 처리실(S) 내에서 세정액이 거의 없어지면[예를 들어, 웨이퍼 지지 부재(10)에 액적이 남는 정도가 되면], 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시켜 액적을 원심력에 의해 외측으로 털어내기 위해, 하측 액공급 부재(80)의 위치는 개방 위치(도 11a)로 설정된다. 또한, 액적을 원심력에 의해 외측으로 털어낼 때의 하측 액공급 부재(80)의 위치는 폐색 위치보다 상측의 위치이면 되고, 웨이퍼(W)를 액처리할 때의 위치와 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
하측 액공급 부재(80)는 지지 로드(141)와 하측 액공급 부재 승강 기구(142) 사이에 개재하는 회동 기구(143)에 의해 수평으로 회동 가능하다. 하측 액공급 부재(80)는 상면에서 볼 때 상측 액공급 부재(30)와 겹치는 위치(도 13a)와, 세정액을 토출하는 복수의 노즐부(81)의 적어도 일부가 상측 액공급 부재(30)와 겹치지 않는 위치(도 13b) 사이에서 회동 가능하게 되어 있다. 하측 액공급 부재(80)의 회동 위치는 목적에 따라서 설정된다.
예를 들어, (1) 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 처리액을 공급할 때, 하측 액공급 부재(80)로부터의 액압과 상측 액공급 부재(30)로부터의 액압이 상쇄되도록, 하측 액공급 부재(80)의 회동 위치는 도 13a에 나타내는 위치로 설정된다.
또, (2) 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하고 있지 않은 상태에서, 하측 액공급 부재(80)로부터 세정액을 커버(20)에 공급할 때, 하측 액공급 부재(80)의 회동 위치는 도 13b에 나타내는 위치에 설치된다. 하측 액공급 부재(80)로부터 공급되는 세정액과 상측 액공급 부재(30)로부터 공급되는 세정액이 서로 부딪치는 것을 피할 수 있다.
액처리 장치(1)의 정해진 장치[예를 들어, 모터(M), 밸브(V1?V8), 가열 장치(H1, H2), 커버 승강 기구(122), 상측 액공급 부재 승강 기구(132), 하측 액공급 부재 승강 기구(142), 회동 기구(143)]는 도 10 및 도 11a에 나타낸 바와 같이, 액처리 장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(60)에 신호 라인을 통해 접속되어 있다.
예를 들어, 제어부(60)는 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하고 있지 않은 상태에서, 상측 액공급 부재(30) 및/또는 하측 액공급 부재(80)로부터 처리실(S) 내에 정해진 양의 세정액을 공급한다.
이 제어부(60)는 처리실(S) 내에 세정액을 공급하여 저장하는 동안, 커버(20)의 위치를 폐쇄 위치로 설정하고, 하측 액공급 부재(80)의 위치를 폐색 위치로 설정한다. 이 때, 상측 액공급 부재(30)의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 처리액 공급 위치로 설정된다.
이 제어부(60)는 처리실(S) 내에 대한 세정액의 공급량을 감시하고 있어, 처리실(S) 내에 저장된 세정액의 액면이 정해진 높이가 되면[예를 들어, 세정액의 액면이 커버(20)의 플레이트부(21)보다 높아지면], 커버(20)의 위치를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 변경하여, 처리실(S) 내에 저장된 세정액을 고리형 간극(G1) 및 간극(G2)으로부터 외부로 배출한다.
이 제어부(60)는 커버(20)의 위치를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 변경한 후에 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시킴으로써, 웨이퍼 지지 부재(10)에 부착된 세정액의 액적을 유출구(13i)를 통해 유출시킨다.
또, 제어부(60)는 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하고 있지 않은 상태에서, 회전하는 커버(20)에 하측 액공급 부재(80)로부터 분사한 세정액을 뿌린다. 이 제어부(60)는 회전하는 커버(20)에 세정액을 뿌리는 동안, 커버(20)의 위치를 개방 위치, 하측 액공급 부재(80)의 위치를 개방 위치로 설정한다. 이 때, 상측 액공급 부재(30)의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 처리액 공급 위치로 설정된다.
또, 제어부(60)는 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하고 있지 않은 상태에서, 상측 액공급 부재(30) 및/또는 하측 액공급 부재(80)로부터 처리실(S) 내에 가스를 공급한다. 이 제어부(60)는 처리실(S) 내에 가스를 공급하는 동안, 커버(20)의 위치를 개방 위치로 설정한다. 상측 액공급 부재(30)의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 처리액 공급 위치로 설정된다. 하측 액공급 부재(80)의 위치는 폐색 위치이어도 좋고 개방 위치이어도 좋다.
다음으로, 상기 구성의 액처리 장치의 액처리 시의 동작(액처리 방법)에 관해 설명한다.
우선, 제1 실시형태와 마찬가지로 처리실(S)을 형성한다. 처리실(S)의 측방에는, 고리형 간극(G1), 간극(G2)이 형성된다. 계속해서, 모터(M)가 웨이퍼 지지 부재(10), 커버(20) 및 웨이퍼(W)를 일체적으로 회전시킨다. 그리고, 회전하는 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에, 상측 액공급 부재(30) 및 하측 액공급 부재(80)로부터 처리액이 공급되어, 제1 실시형태와 동일한 처리가 행해진다.
여기서, 회전하는 웨이퍼(W)의 상면으로부터 털려진 처리액은 고리형 간극(G1)을 통과하여 컵(40) 내에 회수된다. 또, 회전하는 웨이퍼(W)의 하면으로부터 털려진 처리액은 간극(G2)을 통과하여 컵(40) 내에 회수된다. 또한, 웨이퍼 지지 부재(10)의 플레이트부(11)에 넘쳐서 떨어진 처리액은 원심력에 의해 외측으로 이동되고, 통형상부(13a)의 하부에 형성된 유출구(13i)(도 11a, 도 11b)를 통해 유출되어 컵(40) 내에 회수된다.
마지막으로, 제1 실시형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)가 액처리 장치(1)로부터 반출되고, 웨이퍼(W)의 액처리가 종료된다. 웨이퍼(W)의 액처리가 종료했을 때, 도 11c에 나타낸 바와 같이, 커버(20)는 대기 위치, 상측 액공급 부재(30)는 대기 위치, 하측 액공급 부재(80)는 개방 위치에 있다.
다음으로, 도 14에 기초하여, 상기 구성의 액처리 장치(1)의 세정 시의 동작(세정 방법)에 관해 설명한다. 액처리 장치(1)의 세정은 웨이퍼(W)가 액처리 장치(1)로부터 반출된 후에 실시되며, 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하고 있지 않은 상태에서 실시된다. 도 14에 나타내는 세정 방법은 제어부(60)에 의해 실현된다.
도 14에 나타내는 단계 S61에서는, 처리실(S)의 측방으로부터 세정액이 유출되는 것을 제한하기 위해, 커버 승강 기구(122)에 의해 커버(20)가 폐쇄 위치(도 11b, 도 12b)까지 하강하여, 고리형부(13b)가 접촉 위치까지 이동한다. 또, 처리실(S)의 하부에 형성되는 개구부(11a)를 통해 세정액이 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위해, 하측 액공급 부재 승강 기구(142)에 의해 하측 액공급 부재(80)가 폐색 위치(도 11b)까지 하강한다.
계속해서, 상측 액공급 부재(30) 및/또는 하측 액공급 부재(80)에 의해, 세정액(예를 들어, DIW)이 처리실(S) 내에 공급된다(단계 S62). 상측 액공급 부재(30) 및 하측 액공급 부재(80)는 처리실(S) 내에 배치되어 있기 때문에, 처리실(S) 내에 세정액을 저장할 수 있고, 또한 세정액의 공급을 계속함으로써 세정액을 대류시키거나 교반시킬 수 있어, 처리실(S) 내의 부착물을 씻어낼 수 있다.
세정액의 액면이 정해진 높이가 되면[예를 들어, 세정액의 액면이 커버(20)의 플레이트부(21)보다 높아지면], 세정액의 공급을 정지한다. 그 후, 커버 승강 기구(122)에 의해 커버(20)가 폐쇄 위치(도 11b, 도 12b)로부터 개방 위치(도 11a, 도 12a)까지 상승한다(단계 S63). 그 결과, 커버(20)의 내측 공간에 저장된 세정액이 고리형 간극(G1) 및 간극(G2)으로부터 한번에 배출되어, 커버(20)나 상측 액공급 부재(30)에 부착된 이물질이 씻겨나간다.
단계 S61?S63은 복수회 반복하여 행해져도 좋다.
한편, 웨이퍼 지지 부재(10)의 내측 공간에 저장된 세정액은 외측 둘레부(13)에 형성되는 유출구(13i)를 통해 서서히 배출된다.
세정액의 잔존량이 거의 없어지면[예를 들어, 웨이퍼 지지 부재(10)에 액적이 남을 정도가 되면], 하측 액공급 부재(80)가 폐색 위치(도 11b)로부터 개방 위치(도 11a)까지 상승된다(단계 S64).
이어서, 모터(M)에 의해 웨이퍼 지지 부재(10) 및 개방 위치에 있는 커버(20)가 일체적으로 회전한다(단계 S65). 회전하는 커버(20)에 부착된 액적은 원심력에 의해 외측으로 이동하여, 처리실(S)의 측방에 형성되는 고리형 간극(G1)을 통해 배출된다. 마찬가지로, 회전하는 웨이퍼 지지 부재(10)에 부착된 액적은 원심력에 의해 외측으로 이동하여 처리실(S)의 측방에 형성되는 유출구(13i)를 통해 배출된다.
본 실시형태에서는, 유출구(13i)가 통형상부(13a)의 하부에 형성되어 있고, 유출구(13i) 부근에서 통형상부(13a)의 내측 둘레면이 하측으로 갈수록 외측(직경 방향 외측)을 향하는 구배를 갖고 있기 때문에, 통형상부(13a)에 부착된 액적을 원심력에 의해 유출구(13i)로부터 효율적으로 배출할 수 있다.
마지막으로, 처리실(S) 내부를 건조시키기 위해, 상측 액공급 부재(30) 및/또는 하측 액공급 부재(80)로부터 처리실(S) 내에 가스가 공급된다(단계 S66). 가스는 건조 시간을 단축하기 위해, 정해진 온도로 가열된 다음, 처리실(S) 내에 공급되는 것이 바람직하다.
또한, 단계 S65와 단계 S66은 그 순서에 제한은 없고 동시에 행해져도 좋다.
다음으로, 도 15에 기초하여, 상기 구성의 액처리 장치(1)의 다른 세정시의 동작(세정 방법)에 관해 설명한다. 도 15에 나타내는 세정은 도 14에 나타내는 세정과 마찬가지로, 웨이퍼(W)가 액처리 장치(1)로부터 반출된 후에 실시되며, 웨이퍼 지지 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)를 지지하고 있지 않은 상태에서 실시된다. 도 15에 나타내는 세정은 도 14에 나타내는 세정과 조합하여 행해져도 좋고 단독으로 행해져도 좋다. 도 15에 나타내는 세정과 도 14에 나타내는 세정이 조합하여 행해지는 경우, 그 순서에 제한은 없고, 또 도 14에 나타내는 세정의 도중에 도 15에 나타내는 세정이 행해져도 좋다. 도 15에 나타내는 세정 방법은 제어부(60)에 의해 실현된다.
도 15에 나타내는 단계 S71에서는, 모터(M)에 의해, 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)가 일체적으로 회전한다. 이 때, 커버(20)를 회전시키기 위해, 커버(20)의 위치가 개방 위치(도 11a, 도 12a)로 설정되고, 처리실(S)이 형성되며, 처리실(S)의 측방에 고리형 간극(G1), 간극(G2)이 형성된다. 또, 웨이퍼 지지 부재(10)의 회전을 허용하기 위해, 하측 액공급 부재(80)의 위치가 개방 위치로 설정된다.
이어서, 회전하는 커버(20)[상세하게는, 플레이트부(21)]를 향해, 하측 액공급 부재(80)로부터 세정액(예를 들어, DIW)이 분사되어, 세정액의 충격력에 의해 커버(20)가 물리적으로 세정된다(단계 S72). 세정액의 충격력은 밸브[예를 들어, 밸브(V6)]의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다. 세정액은 원심력에 의해 외측으로 이동하여, 플레이트부(21)에 부착된 이물질을 씻어낸다. 이물질을 포함한 세정액은 주로 고리형 간극(G1)을 통해 배출된다.
하측 액공급 부재(80)의 노즐부(81)는 처리실(S)의 중심부로부터 외측 가장자리부를 향해 간격을 두고 복수개 배열되어 있다. 그 때문에, 커버(20)[상세하게는, 플레이트부(21)]를 전체적으로 세정할 수 있다. 노즐부(81)는 세정액을 샤워형 또는 미스트형으로 분사해도 좋다.
복수의 노즐부(81)의 적어도 일부가 상측 액공급 부재(30)와 겹치지 않도록(도 13b), 하측 액공급 부재(80)의 회동 위치가 설정된다. 그 때문에, 커버(20)를 확실하게 세정할 수 있다.
또, 회전하는 웨이퍼 지지 부재(10)[상세하게는, 플레이트부(11)]를 향해, 상측 액공급 부재(30)로부터 세정액(예를 들어, DIW)이 분사되어, 세정액의 충격력에 의해 웨이퍼 지지 부재(10)가 물리적으로 세정된다(단계 S72). 세정액의 충격력은 밸브[예를 들어, 밸브(V2)]의 개방도의 조절에 의해 조절 가능하다. 세정액은 원심력에 의해 외측으로 이동하여, 플레이트부(11)에 부착된 이물질을 씻어낸다. 이물질을 포함한 세정액은 주로 유출구(13i)를 통해 배출된다.
상측 액공급 부재(30)의 노즐부(35)는 처리실(S)의 중심부로부터 외측 가장자리부를 향해 간격을 두고 복수개 배열되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼 지지 부재(10)[상세하게는, 플레이트부(11)]를 전체적으로 세정할 수 있다. 노즐부(35)는 세정액을 샤워형 또는 미스트형으로 분사해도 좋다.
또한, 단계 S72에서는, 회전하는 커버(20) 및 웨이퍼 지지 부재(10)의 양쪽을 향해, 하측 및 상측 액공급 부재(80, 30)로부터 세정액을 분사하는 것으로 했지만, 웨이퍼 지지 부재(10)에 대한 세정액의 분사는 행해지지 않아도 좋다.
이어서, 상측 액공급 부재(30) 및 하측 액공급 부재(80)로부터의 세정액의 공급이 정지되고(단계 S73), 일체적으로 회전하는 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)에 부착된 액적이 원심력에 의해 외측으로 털려진다.
마지막으로, 처리실(S) 내부를 건조시키기 위해, 상측 액공급 부재(30) 및/또는 하측 액공급 부재(80)로부터 처리실(S) 내에 가스가 공급된다(단계 S74). 가스는 건조 시간을 단축하기 위해, 정해진 온도로 가열된 다음, 처리실(S) 내에 공급되는 것이 바람직하다. 여기서, 웨이퍼 지지 부재(10) 및 커버(20)는 회전하지 않아도 좋다.
또한, 단계 S73과 단계 S74는 동시에 행해져도 좋다.
[제2 실시형태의 효과]
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 처리액의 공정에 따라서 고리형 간극(G1 및 G2)을 조절한다. 따라서, 처리실(S)에 유출 유입되는 기류의 상태를 최적화할 수 있고, 웨이퍼(W) 상측에서의 기류의 상태를 최적화할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼 상측으로 비산된 처리액의 미스트나 증기가 부착된 처리실의 벽면 또는 처리실 내에 배치되는 부재를 세정할 수 있다. 이에 따라, 부착물이 결정화된 것이 기판에 낙하하여 파티클의 원인이 되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태 및 변형예에 관해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 및 변형예에 제한되지 않는다. 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 여러가지 변형이나 치환이 가능하다.
예를 들어, 본 실시형태에서는 커버(20)가 승강하는 것으로 했지만, 커버(20)가 웨이퍼 지지 부재(10)에 대하여 상대적으로 승강하면 되고, 예를 들어 웨이퍼 지지 부재(10)가 승강하여도 좋다.
또, 웨이퍼 지지 부재(10)의 개구부(11a)를 폐색하기 위해, 또는, 웨이퍼 지지 부재(10)의 회전을 허용하기 위해, 하측 액공급 부재(80)가 승강하는 것으로 했지만, 하측 액공급 부재(80)가 웨이퍼 지지 부재(10)에 대하여 상대적으로 승강하면 되고, 예를 들어 웨이퍼 지지 부재(10)가 승강하여도 좋다.
또, 세정액을 분사하는 노즐부(35, 81)는 처리실(S)의 중심부로부터 외측 가장자리부를 향해 간격을 두고 복수개 배열되어 있지만, 처리실(S)의 중심부에 대하여 대칭인 2점(외측 가장자리부의 2점)의 한쪽으로부터 다른쪽을 향해 간격을 두고 복수개 배열되어 있어도 좋다.
또, 회동 기구(143)는 하측 액공급 부재(80)를 수평으로 회동시키지만, 하측 액공급 부재(80)와 상측 액공급 부재(30)를 상대적으로 수평으로 회동시킬 수 있으면 되고, 예를 들어 상측 액공급 부재(30)를 수평으로 회동시켜도 좋다.
또, 웨이퍼(W)는 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 예를 들어 FPD용 유리 기판이어도 좋다.
1 : 액처리 장치 10 : 웨이퍼 지지 부재
13 : 외측 둘레부 20 : 커버(간극 형성 부재)
23 : 외측 둘레부 24 : 개구부
30 : 상측 액공급 부재 40 : 컵
E : 배기 기구 71A : 고리형의 구획벽
72A : 연결 부재 122 : 커버 승강 기구
W : 웨이퍼(기판) M : 모터(회전 기구)
G1 : 고리형 간극

Claims (18)

  1. 기판을 액처리하는 액처리 장치에 있어서,
    상기 기판을 수평으로 지지하며, 회전 가능한 지지 부재와,
    상기 지지 부재를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 지지 부재의 외측 가장자리로부터 상측으로 연장되는 외측 둘레부와,
    상기 지지 부재에 의해 지지되는 상기 기판에 상측으로부터 처리액을 공급하는 액공급 부재와,
    상기 지지 부재의 상측에 배치되며, 상기 지지 부재와 일체적으로 회전 가능하게 연결되어, 상기 지지 부재의 외측 둘레부와의 사이에 고리형 간극을 형성하는 간극 형성 부재와,
    상기 고리형 간극을 통해, 회전하는 기판으로부터 털어지는 처리액을 회수하는 컵과,
    상기 간극 형성 부재를 승강시키는 승강 기구
    를 갖는 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 간극 형성 부재는 플레이트부와, 플레이트부의 외측 가장자리로부터 하측으로 연장되는 외측 둘레부를 갖고,
    상기 고리형 간극은 지지 부재의 외측 둘레부와 간극 형성 부재의 외측 둘레부의 사이에 형성되는 것인 액처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 승강 기구는 상기 기판의 처리중에, 상기 간극 형성 부재를 승강시키는 것인 액처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지 부재의 외측 둘레부에는, 상기 고리형 간극을 통과하여 외측으로 유출되는 기류를 안내하는 가이드부가 형성되는 것인 액처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액공급 부재는 복수 종류의 처리액을 상기 기판에 순차적으로 공급하고,
    상기 액처리 장치는 상기 승강 기구를 제어하는 제어 장치를 가지며, 그 제어 장치는 상기 처리액의 종류에 따라서 상기 간극 형성 부재를 상승 또는 하강시킴으로써, 상기 고리형 간극을 조절하는 것인 액처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 액공급 부재는 약액, 및 그 약액을 제거하기 위한 린스액을 상기 기판에 순차적으로 공급하고,
    상기 린스액보다 고온인 상기 약액이 상기 기판에 공급될 때의 상기 고리형 간극은, 상기 린스액이 상기 기판에 공급될 때의 상기 고리형 간극보다 좁게 설정되는 것인 액처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 간극 형성 부재는 상기 지지 부재와 함께 상기 기판을 액처리하기 위한 처리실을 형성하고, 상기 처리실 내에 기체를 유입시키는 개구부를 포함하며,
    상기 액공급 부재를 상승 또는 하강시켜, 상기 처리실의 상기 개구부에 대하여 접근 또는 이격시키는 이동 기구를 더 갖는 액처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 간극 형성 부재는 상기 개구부의 외측 둘레부로부터 상측으로 연장되는 통형상의 덕트부를 가지며,
    상기 액공급 부재는 상기 개구부에 대하여 대향 배치되는 원판 형상의 본체부를 갖는 것인 액처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 본체부의 직경은 원형상의 상기 개구부의 직경보다 큰 것인 액처리 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고리형 간극을 상하로 구획하는 고리형의 구획벽과,
    상기 고리형의 구획벽과, 상기 지지 부재의 외측 둘레부 또는 상기 간극 형성 부재를 연결하는 연결 부재
    를 더 가지며,
    상기 고리형의 구획벽과, 상기 지지 부재의 외측 둘레부 또는 상기 간극 형성 부재의 사이에는, 기류를 통과시키는 간극이 형성되는 것인 액처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고리형의 구획벽과, 상기 간극 형성 부재의 외측 둘레부 또는 상기 지지 부재의 외측 둘레부는 상기 간극을 흐르는 기류를 좁히는 미로(labyrinth) 구조를 형성하는 것인 액처리 장치.
  12. 액처리 장치에서 기판을 액처리하는 액처리 방법에 있어서,
    상기 기판을 지지 부재에 의해 수평으로 지지하는 공정과,
    상기 지지 부재, 상기 지지 부재에 지지되는 상기 기판, 및 상기 지지 부재의 외측 둘레부와의 사이에 고리형 간극을 형성하는 간극 형성 부재를 일체적으로 회전시키는 공정과,
    회전하는 기판의 상측에 배치되는 액공급 부재로부터 상기 기판에 처리액을 공급하는 공정과,
    상기 고리형 간극을 통해, 상기 회전하는 기판으로부터 털어지는 처리액을 컵에 회수하고, 상기 컵 내부를 배기시키는 공정과,
    상기 간극 형성 부재를 상기 지지 부재에 대하여 상대적으로 상승 또는 하강시킴으로써, 기판의 처리중에 상기 고리형 간극을 조절하는 공정
    을 포함하는 액처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 지지 부재의 외측 둘레부에는, 상기 고리형 간극을 통과하여 외측으로 유출되는 기류를 안내하는 가이드부가 형성되는 것인 액처리 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 액공급 부재는 복수 종류의 처리액을 상기 기판에 순차적으로 공급하고,
    상기 고리형 간극은 상기 처리액의 종류에 따라서 조절되는 것인 액처리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 액공급 부재는 약액, 및 그 약액을 제거하기 위한 린스액을 상기 기판에 순차적으로 공급하고,
    상기 린스액보다 고온인 상기 약액이 상기 기판에 공급될 때의 상기 고리형 간극은, 상기 린스액이 상기 기판에 공급될 때의 상기 고리형 간극보다 좁게 설정되는 것인 액처리 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 간극 형성 부재는 상기 지지 부재와 함께 상기 기판을 액처리하기 위한 처리실을 형성하고, 상기 처리실 내에 기체를 유입시키는 개구부를 포함하며,
    상기 액공급 부재를 상기 간극 형성 부재에 대하여 상대적으로 상승 또는 하강시켜, 상기 처리실의 상기 개구부에 대하여 접근 또는 이격시키는 공정을 포함하는 액처리 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 간극 형성 부재는 상기 개구부의 외측 둘레부로부터 상측으로 연장되는 통형상의 덕트부를 가지며,
    상기 액공급 부재는 상기 개구부에 대하여 대향 배치되는 본체부를 갖는 것인 액처리 방법.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 액처리 장치는,
    상기 고리형 간극을 상하로 구획하는 고리형의 구획벽과,
    상기 고리형의 구획벽과, 상기 지지 부재의 외측 둘레부 또는 상기 간극 형성 부재를 연결하는 연결 부재를 더 포함하고,
    상기 고리형의 구획벽과, 상기 지지 부재의 외측 둘레부 또는 상기 간극 형성 부재의 사이에는, 기류를 통과시키는 간극이 형성되는 것인 액처리 방법.
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