KR20190034654A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 1 컵부 (161) 는, 기판 (9) 의 주위에 형성되는 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 기판 (9) 으로부터 비산되는 처리액을 받는다. 컵부 이동 기구 (162) 는, 제 1 컵부 (161) 를, 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상하 방향으로 이동시킨다. 제 2 컵부 (164) 는, 제 1 컵부 (161) 의 상측에 배치되고, 제 1 컵부 (161) 가 제 2 위치에 위치하는 상태에서 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 기판 (9) 으로부터 비산되는 처리액을 받는다. 제 2 컵부 (164) 는, 챔버 개폐 기구 (131) 또는 컵부 이동 기구 (162) 에 의해 상하 방향으로 이동한다. 이로써, 기판 처리 장치 (1) 의 구성 요소를 이동시키는 기구의 증가를 억제하면서 복수 종류의 밀폐 공간을 형성할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은 기판을 처리하는 기술에 관한 것이다.
종래에, 반도체 기판 (이하, 간단히 「기판」이라고 한다) 의 제조 공정에서는, 기판 처리 장치를 사용하여 기판에 대하여 다양한 처리가 실시된다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2014-49606호 (문헌 1) 의 기판 처리 장치에서는, 기판에 대하여 에칭액 등의 약액을 공급하여 약액 처리가 실시된 후, 순수 등의 린스액을 공급하여 린스 처리가 실시된다. 또한, 린스 처리 종료후, 기판 상의 린스액을 이소프로필알코올 (IPA) 등의 치환액으로 치환하고, 기판을 고속으로 회전시켜 건조 처리가 실시된다.
이와 같은 기판 처리 장치에서는, 약액 처리에 사용한 약액을 재이용하기 위해서, 약액을 다른 처리액으로부터 분별하여 회수하는 것이 행해지고 있다. 예를 들어, 인용 문헌 1 의 기판 처리 장치에서는, 약액 처리시에는, 개방 상태인 챔버의 외측에 위치하는 제 2 컵부에 의해 기판으로부터 비산되는 약액이 받아진다. 또한, 린스 처리시에는, 제 2 컵부의 외측에 위치하는 제 1 컵부에 의해 기판으로부터 비산되는 린스액이 받아진다. 또한, 건조 처리시에는, 챔버가 폐색되어, 기판으로부터 비산되는 치환액이 챔버 측벽부에 의해 받아진다.
그런데, 문헌 1 의 기판 처리 장치에서는, 약액을 받는 제 2 컵부를 상하 방향으로 이동시키는 제 2 컵 승강 기구, 린스액을 받는 제 1 컵부를 상하 방향으로 이동시키는 제 1 컵 승강 기구, 및 챔버 덮개부를 상하 방향으로 이동시켜 치환액을 받는 챔버를 형성하는 챔버 개폐 기구가 필요해진다. 그 때문에, 기판 처리 장치에 있어서 구성 요소를 이동시키는 기구가 증가되어, 기판 처리 장치의 구조가 복잡화된다.
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 구성 요소를 이동시키는 기구의 증가를 억제하면서 복수 종류의 밀폐 공간을 형성하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 발명은 기판 처리 방법에도 관한 것이다.
본 발명에 관련된 기판 처리 장치는, 챔버 본체 및 챔버 덮개부를 갖고, 상기 챔버 덮개부에 의해 상기 챔버 본체의 상부 개구를 폐색함으로써 상기 챔버 본체 및 상기 챔버 덮개부를 포함하는 챔버 밀폐 구조를 형성하는 챔버와, 상기 챔버 덮개부를 상기 챔버 본체에 대하여 상하 방향으로 상대적으로 이동시키는 챔버 개폐 기구와, 상기 챔버 내에 배치되고 수평 상태에서 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전하는 기판 회전 기구와, 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체로부터 이간됨으로써 상기 기판의 주위에 형성되는 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 1 컵부와, 상기 제 1 컵부를, 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 상하 방향으로 이동시키는 컵부 이동 기구와, 상기 제 1 컵부의 상측에 배치되고, 상기 제 1 컵부가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 2 컵부를 구비한다. 상기 제 2 컵부가, 상기 챔버 개폐 기구 또는 상기 컵부 이동 기구에 의해 상기 상하 방향으로 이동한다. 상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 1 위치에 위치하는 상기 제 1 컵부가 상기 챔버 덮개부 및 상기 챔버 본체에 접촉됨으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체 및 상기 제 1 컵부를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조가 형성된다. 상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 2 컵부가 상기 챔버 덮개부 및 상기 제 2 위치에 위치하는 상기 제 1 컵부에 접촉됨으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체, 상기 제 1 컵부 및 상기 제 2 컵부를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조가 형성된다. 당해 기판 처리 장치에 따르면, 구성 요소를 이동시키는 기구의 증가를 억제하면서 복수 종류의 밀폐 공간을 형성할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에서는, 상기 제 2 컵부의 내주연부가, 상기 챔버 덮개부의 외주연부와 상하 방향으로 겹쳐져 있고, 상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체의 상기 상부 개구를 폐색하고 있는 상태에서는, 상기 제 2 컵부가 상기 제 1 컵부에 의해 지지되고, 상기 제 2 컵부의 상기 내주연부가, 상기 챔버 덮개부의 상기 외주연부로부터 상방으로 이간되고, 상기 챔버 개폐 기구에 의해, 상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체로부터 이간되는 방향으로 상대적으로 이동할 때에, 상기 제 2 컵부의 상기 내주연부가 상기 챔버 덮개부의 상기 외주연부에 의해 지지되고, 상기 제 2 컵부가 상기 챔버 덮개부와 함께 상기 챔버 본체에 대하여 상대적으로 이동한다.
보다 바람직하게는 상기 제 1 컵부가, 상기 제 2 컵부와 접촉하는 위치에, 상기 제 2 컵부와의 사이에 전체 둘레에 걸쳐 시일을 형성하는 컵 시일부를 구비한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서는, 상기 제 2 컵부의 외경이 상기 제 1 컵부의 외경 이하이다.
본 발명에 관련된 기판 처리 방법은, 이하의 기판 처리 장치에 있어서 기판을 처리하는 방법이다. 당해 기판 처리 장치는, 챔버 본체 및 챔버 덮개부를 갖고, 상기 챔버 덮개부에 의해 상기 챔버 본체의 상부 개구를 폐색함으로써 상기 챔버 본체 및 상기 챔버 덮개부를 포함하는 챔버 밀폐 구조를 형성하는 챔버와, 상기 챔버 덮개부를 상기 챔버 본체에 대하여 상하 방향으로 상대적으로 이동시키는 챔버 개폐 기구와, 상기 챔버 내에 배치되고 수평 상태에서 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전하는 기판 회전 기구와, 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체로부터 이간됨으로써 상기 기판의 주위에 형성되는 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 1 컵부와, 상기 제 1 컵부를, 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 상하 방향으로 이동시키는 컵부 이동 기구를 구비한다. 상기 기판 처리 장치가, 상기 제 1 컵부의 상측에 배치되고, 상기 제 1 컵부가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 2 컵부를 추가로 구비한다. 상기 제 2 컵부가, 상기 챔버 개폐 기구 또는 상기 컵부 이동 기구에 의해 상기 상하 방향으로 이동한다. 상기 기판 처리 방법이, a) 상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 1 컵부를 상기 제 1 위치에서 상기 챔버 덮개부 및 상기 챔버 본체에 접촉시킴으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체 및 상기 제 1 컵부를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조를 형성하는 공정과, b) 상기 a) 공정보다 이후에, 상기 제 1 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 상기 기판에 제 1 처리액을 공급하고, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 제 1 처리액을 상기 제 1 컵부에서 받는 공정과, c) 상기 챔버 덮개부에 의해 상기 챔버 본체의 상기 상부 개구를 폐색함으로써 상기 챔버 밀폐 구조를 형성하는 공정과, d) 상기 c) 공정보다 이후에, 상기 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 상기 기판에 제 2 처리액을 공급하고, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 제 2 처리액을 상기 챔버에서 받는 공정과, e) 상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 2 컵부를 상기 챔버 덮개부 및 상기 제 2 위치에 위치하는 상기 제 1 컵부에 접촉시킴으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체, 상기 제 1 컵부 및 상기 제 2 컵부를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조를 형성하는 공정과, f) 상기 e) 공정보다 이후에, 상기 제 2 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 상기 기판에 제 3 처리액을 공급하고, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 제 3 처리액을 상기 제 2 컵부에서 받는 공정을 구비한다. 당해 기판 처리 방법에 따르면, 복수 종류의 처리액의 혼액을 억제하면서 복수 종류의 처리를 각각에 적합한 종류의 밀폐 공간에서 실시할 수 있다.
상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 밝혀진다.
도 1 은 일 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2 는 기액 (氣液) 공급부 및 기액 배출부를 나타내는 블록도이다.
도 3 은 기판 처리 장치에 있어서의 처리 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4 는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 5 는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 6 은 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 를 나타내는 단면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 대략 원판상의 반도체 기판 (9) (이하, 간단히 「기판 (9)」이라고 한다) 에 처리액을 공급하여 기판 (9) 을 1 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 장치이다. 도 1 에서는, 기판 처리 장치 (1) 의 일부 구성의 단면에는, 평행 사선의 부여를 생략하고 있다 (다른 단면도에서도 동일).
기판 처리 장치 (1) 는, 챔버 (12) 와, 탑 플레이트 (123) 와, 챔버 개폐 기구 (131) 와, 기판 유지부 (14) 와, 기판 회전 기구 (15) 와, 액받이부 (16) 와, 커버 (17) 를 구비한다. 커버 (17) 는, 챔버 (12) 의 상방 및 측방을 덮는다.
챔버 (12) 는, 챔버 본체 (121) 와 챔버 덮개부 (122) 를 구비한다. 챔버 (12) 는, 상하 방향을 향하는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 챔버 본체 (121) 는, 챔버 저부 (210) 와 챔버 측벽부 (214) 를 구비한다. 챔버 저부 (210) 는, 중앙부 (211) 와, 내측벽부 (212) 와, 고리상 저부 (213) 와, 외측벽부 (215) 를 구비한다. 중앙부 (211) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상의 부위이다. 내측벽부 (212) 는, 중앙부 (211) 의 외주연부로부터 하방으로 넓어지는 대략 원통상의 부위이다. 고리상 저부 (213) 는, 내측벽부 (212) 의 하단으로부터 직경 방향 외방으로 넓어지는 대략 원환 판상의 부위이다. 외측벽부 (215) 는, 고리상 저부 (213) 의 외주연부로부터 상방으로 넓어지는 대략 원통상의 부위이다. 외측벽부 (215) 의 상단부에는, 직경 방향 외방으로 넓어지는 대략 원환 판상의 베이스부 (216) 가 접속되어 있다.
챔버 측벽부 (214) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 고리상의 부위이다. 챔버 측벽부 (214) 는, 외측벽부 (215) 의 상단부 (즉, 베이스부 (216) 의 내주연부) 로부터 상방으로 돌출된다. 챔버 측벽부 (214) 를 형성하는 부재는, 후술하는 바와 같이 액받이부 (16) 의 일부를 겸한다. 이하의 설명에서는, 챔버 측벽부 (214) 와 외측벽부 (215) 와 고리상 저부 (213) 와 내측벽부 (212) 와 중앙부 (211) 의 외주연부에 둘러싸인 공간을 「하부 고리상 공간 (217)」이라고 한다. 바꿔 말하면, 챔버 (12) 는, 챔버 저부 (210) 의 외주부에, 중앙부 (211) 보다 하방으로 움푹 패인 대략 원통상의 하부 고리상 공간 (217) 을 구비한다.
기판 유지부 (14) 의 기판 지지부 (141) (후술) 에 기판 (9) 이 지지된 경우, 기판 (9) 의 외주연부 (즉, 기판 (9) 의 외주연을 포함하는 외주연 근방의 부위) 는, 하부 고리상 공간 (217) 의 상방에 위치한다. 바꿔 말하면, 기판 (9) 의 하면 (92) 의 외주연부는, 하부 고리상 공간 (217) 과 상하 방향으로 대향한다. 또한, 기판 (9) 의 하면 (92) 의 외주연부를 제외한 부위는, 챔버 저부 (210) 의 중앙부 (211) 의 상면과 상하 방향으로 대향한다.
챔버 덮개부 (122) 는 중심축 (J1) 에 수직인 대략 원판상이고, 챔버 (12) 의 상부를 포함한다. 챔버 덮개부 (122) 는, 챔버 본체 (121) 의 상부 개구를 폐색한다. 도 1 에서는, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 상방으로 이간된 상태를 나타낸다. 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 의 상부 개구를 폐색할 때에는, 챔버 덮개부 (122) 의 하단부가 챔버 측벽부 (214) 의 상부와 접촉된다.
챔버 개폐 기구 (131) 는, 챔버 (12) 의 가동부인 챔버 덮개부 (122) 를, 챔버 (12) 의 다른 부위인 챔버 본체 (121) 에 대하여 상하 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 챔버 개폐 기구 (131) 는, 챔버 덮개부 (122) 를 승강시키는 덮개부 승강 기구이다. 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 도 1 에 나타내는 위치에서 상하 방향으로 이동할 때에는, 탑 플레이트 (123) 도 챔버 덮개부 (122) 와 함께 상하 방향으로 이동한다. 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 와 접하여 상부 개구를 폐색하고, 또한, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 를 향하여 압압 (押壓) 됨으로써, 챔버 (12) 내에 밀폐된 챔버 공간 (120) (도 5 참조) 이 형성된다. 바꿔 말하면, 챔버 덮개부 (122) 에 의해 챔버 본체 (121) 의 상부 개구가 폐색되는 것으로부터, 챔버 본체 (121) 및 챔버 덮개부 (122) 를 포함하는 챔버 밀폐 구조가 형성된다.
기판 유지부 (14) 는, 챔버 (12) 내 (즉, 챔버 공간 (120)) 에 배치되고 기판 (9) 을 수평 상태에서 유지한다. 구체적으로는 기판 (9) 은, 미세 패턴이 형성된 일방의 주면 (91) (이하, 「상면 (91)」이라고 한다) 을 중심축 (J1) 에 수직으로 상측을 향하는 상태에서 기판 유지부 (14) 에 의해 유지된다. 기판 유지부 (14) 는, 기판 (9) 의 외주연부를 하측으로부터 지지하는 상기 서술한 기판 지지부 (141) 와, 기판 지지부 (141) 에 지지된 기판 (9) 의 외주연부를 상측으로부터 누르는 기판 누름부 (142) 를 구비한다. 기판 지지부 (141) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환상이다. 기판 지지부 (141) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환 판상의 지지부 베이스 (413) 와, 지지부 베이스 (413) 의 상면에 고정되는 복수의 제 1 접촉부 (411) 를 구비한다. 기판 누름부 (142) 는, 탑 플레이트 (123) 의 하면에 고정되는 복수의 제 2 접촉부 (421) 를 구비한다. 복수의 제 2 접촉부 (421) 의 둘레 방향의 위치는, 실제로는 복수의 제 1 접촉부 (411) 의 둘레 방향의 위치와 다르다.
탑 플레이트 (123) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상의 부재이다. 탑 플레이트 (123) 는, 챔버 덮개부 (122) 의 하방이며 또한 기판 지지부 (141) 의 상방에 배치된다. 탑 플레이트 (123) 는 중앙에 개구를 갖는다. 기판 (9) 이 기판 지지부 (141) 에 지지되면, 기판 (9) 의 상면 (91) 은, 중심축 (J1) 에 거의 수직인 탑 플레이트 (123) 의 하면과 대향한다. 탑 플레이트 (123) 의 직경은, 기판 (9) 의 직경보다 크고, 탑 플레이트 (123) 의 외주연은, 기판 (9) 의 외주연보다 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 외측에 위치한다. 탑 플레이트 (123) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 상의 공간을 주위의 공간으로부터 실질적으로 차폐하는 차폐판이다.
도 1 에 나타내는 상태에 있어서, 탑 플레이트 (123) 는, 챔버 덮개부 (122) 에 의해 매달려 지지된다. 챔버 덮개부 (122) 는, 중앙부에 대략 고리상의 플레이트 유지부 (222) 를 갖는다. 플레이트 유지부 (222) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상의 통부 (筒部) (223) 와, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상의 플랜지부 (224) 를 구비한다. 플랜지부 (224) 는, 통부 (223) 의 하단으로부터 직경 방향 내방으로 넓어진다.
탑 플레이트 (123) 는, 고리상의 피유지부 (237) 를 구비한다. 피유지부 (237) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상의 통부 (238) 와, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상의 플랜지부 (239) 를 구비한다. 통부 (238) 는, 탑 플레이트 (123) 의 상면으로부터 상방으로 넓어진다. 플랜지부 (239) 는, 통부 (238) 의 상단으로부터 직경 방향 외방으로 넓어진다. 통부 (238) 는, 플레이트 유지부 (222) 의 통부 (223) 의 직경 방향 내측에 위치한다. 플랜지부 (239) 는, 플레이트 유지부 (222) 의 플랜지부 (224) 의 상방에 위치하고, 플랜지부 (224) 와 상하 방향으로 대향한다. 피유지부 (237) 의 플랜지부 (239) 의 하면이, 플레이트 유지부 (222) 의 플랜지부 (224) 의 상면에 접촉함으로써, 탑 플레이트 (123) 가, 챔버 덮개부 (122) 로부터 매달린 상태에서 챔버 덮개부 (122) 에 장착된다.
탑 플레이트 (123) 의 외주연부의 하면에는, 복수의 제 1 걸어맞춤부 (241) 가 둘레 방향으로 배열된다. 지지부 베이스 (413) 의 상면에는, 복수의 제 2 걸어맞춤부 (242) 가 둘레 방향으로 배열된다. 실제로는, 제 1 걸어맞춤부 (241) 및 제 2 걸어맞춤부 (242) 는, 기판 지지부 (141) 의 복수의 제 1 접촉부 (411), 및 기판 누름부 (142) 의 복수의 제 2 접촉부 (421) 는, 둘레 방향에 있어서 상이한 위치에 배치된다. 이들 걸어맞춤부는 3 세트 이상 형성되는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에서는 4 세트 형성된다. 제 1 걸어맞춤부 (241) 의 하부에는 상방으로 향하여 움푹 패인 오목부가 형성된다. 제 2 걸어맞춤부 (242) 는 지지부 베이스 (413) 로부터 상방으로 향하여 돌출된다.
기판 회전 기구 (15) 는, 이른바 중공 (中空) 모터이다. 기판 회전 기구 (15) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 고리상의 스테이터부 (151) 와 고리상의 로터부 (152) 를 구비한다. 로터부 (152) 는, 대략 원환상의 영구 자석을 포함한다. 영구 자석의 표면은, PTFE 수지로 몰드된다. 로터부 (152) 는, 챔버 (12) 내에 배치된다. 바람직하게는 로터부 (152) 의 적어도 일부가, 하부 고리상 공간 (217) 내에 배치된다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 로터부 (152) 의 전체가 하부 고리상 공간 (217) 내에 배치된다. 로터부 (152) 의 상부에는, 접속 부재를 개재하여 기판 지지부 (141) 의 지지부 베이스 (413) 가 장착된다. 지지부 베이스 (413) 는, 로터부 (152) 의 상방에 배치된다.
스테이터부 (151) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 둘레 방향으로 배열된 복수의 코일을 포함한다. 스테이터부 (151) 는, 챔버 (12) 의 외부에 배치된다. 스테이터부 (151) 는, 로터부 (152) 의 주위, 즉, 로터부 (152) 의 직경 방향 외측에 배치된다. 본 실시 형태에서는, 스테이터부 (151) 는, 챔버 저부 (210) 의 외측벽부 (215) 및 베이스부 (216) 에 고정되고, 액받이부 (16) 의 하방에 위치한다.
스테이터부 (151) 에 전류가 공급됨으로써, 스테이터부 (151) 와 로터부 (152) 의 사이에 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 회전력이 발생한다. 이로써, 로터부 (152) 가, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 수평 상태에서 회전한다. 스테이터부 (151) 와 로터부 (152) 의 사이에서 작용하는 자력에 의해, 로터부 (152) 는, 챔버 (12) 내에 있어서 직접적으로도 간접적으로도 챔버 (12) 에 접촉하지 않고 부유되고, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 기판 (9) 을 기판 지지부 (141) 와 함께 부유 상태로 회전한다.
액받이부 (16) 는, 제 1 컵부 (161) 와, 컵부 이동 기구 (162) 와, 컵 대향부 (163) 와, 제 2 컵부 (164) 를 구비한다. 제 1 컵부 (161) 는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 고리상의 부재이다. 제 1 컵부 (161) 는, 챔버 (12) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치한다. 컵부 이동 기구 (162) 는, 제 1 컵부 (161) 를 상하 방향으로 이동시킨다. 컵부 이동 기구 (162) 는, 제 1 컵부 (161) 의 직경 방향 외측에 배치된다. 컵부 이동 기구 (162) 는, 상기 서술한 챔버 개폐 기구 (131) 와 둘레 방향으로 상이한 위치에 배치된다. 컵 대향부 (163) 는, 제 1 컵부 (161) 의 하방에 위치하고, 제 1 컵부 (161) 와 상하 방향으로 대향한다. 컵 대향부 (163) 는, 챔버 측벽부 (214) 를 형성하는 부재의 일부이다. 컵 대향부 (163) 는, 챔버 측벽부 (214) 의 직경 방향 외측에 위치하는 고리상의 액받이 오목부 (165) 를 갖는다.
제 1 컵부 (161) 는, 측벽부 (611) 와, 상면부 (612) 와, 벨로즈 (617) 를 구비한다. 측벽부 (611) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 상면부 (612) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환 판상이고, 측벽부 (611) 의 상단부로부터 직경 방향 내방 및 직경 방향 외방으로 넓어진다. 상면부 (612) 중 측벽부 (611) 의 상단부로부터 직경 방향 내방으로 넓어지는 부위는, 제 1 컵부 (161) 의 천장덮개부이다. 측벽부 (611) 의 하부는, 컵 대향부 (163) 의 액받이 오목부 (165) 내에 위치한다.
벨로즈 (617) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이고, 상하 방향으로 신축 가능하다. 벨로즈 (617) 는, 측벽부 (611) 의 직경 방향 외측에 있어서 측벽부 (611) 의 주위에 전체 둘레에 걸쳐 형성된다. 벨로즈 (617) 는, 기체 및 액체를 통과시키지 않은 재료로 형성된다. 벨로즈 (617) 의 상단부는, 상면부 (612) 의 외주연부의 하면에 전체 둘레에 걸쳐 접속된다. 바꿔 말하면, 벨로즈 (617) 의 상단부는, 상면부 (612) 를 통해서 측벽부 (611) 에 간접적으로 접속된다. 벨로즈 (617) 와 상면부 (612) 의 접속부는 시일되어 있어, 기체 및 액체의 통과가 방지된다. 벨로즈 (617) 의 하단부는, 컵 대향부 (163) 를 통해서 챔버 본체 (121) 에 간접적으로 접속된다. 벨로즈 (617) 의 하단부와 컵 대향부 (163) 의 접속부에서도, 기체 및 액체의 통과가 방지된다.
제 2 컵부 (164) 는, 제 1 컵부 (161) 와 마찬가지로 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 고리상의 부재이다. 제 2 컵부 (164) 는, 챔버 (12) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치한다. 제 2 컵부 (164) 는, 제 1 컵부 (161) 의 상측에 배치된다. 바꿔 말하면, 제 2 컵부 (164) 는, 제 1 컵부 (161) 와 상하 방향으로 겹쳐진다.
제 2 컵부 (164) 는, 측벽부 (641) 와 상면부 (642) 를 구비한다. 측벽부 (641) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 측벽부 (641) 의 하부는, 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 와 상하 방향으로 대향한다. 상면부 (642) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환 판상이고, 측벽부 (641) 의 상단부로부터 직경 방향 내방으로 넓어진다. 상면부 (642) 는, 제 2 컵부 (164) 의 천장덮개부이다. 제 2 컵부 (164) 의 외경 (즉, 상면부 (642) 의 외경) 은, 바람직하게는 제 1 컵부 (161) 의 외경 이하이다. 또한, 상면부 (642) 의 내경은, 챔버 덮개부 (122) 의 외경보다 작다.
상면부 (642) 의 내주연부 (즉, 제 2 컵부 (164) 의 내주연부) 는, 챔버 덮개부 (122) 의 하단부로부터 직경 방향 외방으로 돌출되는 플랜지부 (125) 의 상측에 위치한다. 플랜지부 (125) 는, 챔버 덮개부 (122) 의 외주연부이다. 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부는, 플랜지부 (125) 와 상하 방향으로 겹쳐진다. 도 1 에 나타내는 상태에서는, 상면부 (642) 의 내주연부의 하면이, 플랜지부 (125) 의 상면에 상측으로부터 접하고, 상면부 (642) 의 내주연부가, 챔버 덮개부 (122) 의 외주연부인 플랜지부 (125) 에 의해 지지된다. 이로써, 제 2 컵부 (164) 가, 챔버 덮개부 (122) 에 의해 매달려 지지된다. 도 1 에 나타내는 상태에 있어서, 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 상하 방향으로 이동되면, 제 2 컵부 (164) 도, 챔버 덮개부 (122) 와 함께 챔버 본체 (121) 에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동된다.
챔버 덮개부 (122) 의 중앙에는 상부 노즐 (181) 이 장착된다. 상부 노즐 (181) 은, 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부에 대향하여 챔버 덮개부 (122) 에 고정된다. 상부 노즐 (181) 은, 탑 플레이트 (123) 의 중앙의 개구에 삽입된다. 상부 노즐 (181) 은 중앙에 액 토출구를 갖고, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 처리액을 공급하는 처리액 공급 노즐이다. 상부 노즐 (181) 은, 액 토출구의 주위에, 가스를 분출하는 분출구도 갖는다. 챔버 저부 (210) 의 중앙부 (211) 의 중앙에는, 하부 노즐 (182) 이 장착된다. 하부 노즐 (182) 은, 중앙에 액 토출구를 갖고, 기판 (9) 의 하면 (92) 의 중앙부와 대향한다.
도 2 는, 기판 처리 장치 (1) 가 구비하는 기액 공급부 (18) 및 기액 배출부 (19) 를 나타내는 블록도이다. 기액 공급부 (18) 는, 상기 서술한 상부 노즐 (181) 및 하부 노즐 (182) 에 더하여, 약액 공급부 (183) 와, 린스액 공급부 (184) 와, 치환액 공급부 (185) 와, 불활성 가스 공급부 (186) 를 구비한다.
약액 공급부 (183), 린스액 공급부 (184) 및 치환액 공급부 (185) 는, 각각 밸브를 통해서 상부 노즐 (181) 에 접속된다. 상부 노즐 (181) 은, 밸브를 통해서 불활성 가스 공급부 (186) 에도 접속된다. 상부 노즐 (181) 은, 챔버 (12) 의 내부에 가스를 공급하는 가스 공급부의 일부이기도 하다. 하부 노즐 (182) 은, 밸브를 통해서 린스액 공급부 (184) 에 접속된다.
액받이부 (16) 의 액받이 오목부 (165) 에 접속되는 배출로 (191) 는, 기액 분리부 (192) 에 접속된다. 기액 분리부 (192) 는, 배기부 (192a), 배액부 (192b) 및 액 회수부 (192c) 에 각각 밸브를 통해서 접속된다. 챔버 (12) 의 챔버 저부 (210) 에 접속되는 배출로 (193) 는, 기액 분리부 (194) 에 접속된다. 기액 분리부 (194) 는, 배기부 (194a) 및 배액부 (194b) 에 각각 밸브를 통해서 접속된다. 제 2 컵부 (164) 의 하단부에 접속되는 배출로 (195) 는, 기액 분리부 (196) 에 접속된다. 기액 분리부 (196) 는, 배기부 (196a) 및 배액부 (196b) 에 각각 밸브를 통해서 접속된다. 기액 공급부 (18) 및 기액 배출부 (19) 의 각 구성은, 제어부 (10) 에 의해 제어된다. 챔버 개폐 기구 (131), 기판 회전 기구 (15) 및 컵부 이동 기구 (162) (도 1 참조) 도 제어부 (10) 에 의해 제어된다.
약액 공급부 (183) 로부터 상부 노즐 (181) 을 통해서 기판 (9) 에 공급되는 약액은, 예를 들어 화학 반응을 이용하여 기판을 처리하는 처리액이다. 당해 약액은, 예를 들어 불산이나 수산화테트라메틸암모늄 수용액 등의 에칭액이다. 린스액 공급부 (184) 는, 상부 노즐 (181) 또는 하부 노즐 (182) 을 통해서 기판 (9) 에 린스액을 공급한다. 당해 린스액은, 예를 들어 순수 (DIW : deionized water) 이다. 치환액 공급부 (185) 는, 상부 노즐 (181) 을 통해서 기판 (9) 상에 치환액을 공급한다. 치환액은, 후술하는 바와 같이 기판 (9) 상의 린스액으로 치환된다. 당해 치환액은, 예를 들어 이소프로필알코올 (IPA) 이다. 약액 공급부 (183), 린스액 공급부 (184) 및 치환액 공급부 (185) 는, 기판 (9) 에 처리액 (즉, 상기 서술한 약액, 린스액 또는 치환액) 을 공급하는 처리액 공급부 (180) 이다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 처리액 이외의 처리액을 공급하는 처리액 공급부가 형성되어도 된다.
불활성 가스 공급부 (186) 는, 상부 노즐 (181) 을 통해서 챔버 (12) 내에 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스 공급부 (186) 로부터 공급되는 불활성 가스는, 예를 들어 질소 (N2) 가스이다. 당해 불활성 가스는, 질소 가스 이외의 가스여도 된다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 의 처리 흐름을 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 이간되어 상방에 위치하고, 제 1 컵부 (161) 가 챔버 덮개부 (122) 로부터 이간되어 하방에 위치하는 상태에서, 기판 (9) 이 외부의 반송 기구에 의해 챔버 (12) 내에 반입되고, 기판 지지부 (141) 에 의해 하측으로부터 지지된다 (스텝 S11). 스텝 S11 에서는, 제 2 컵부 (164) 는, 챔버 덮개부 (122) 에 의해 매달려 지지되고, 제 1 컵부 (161) 로부터 상방으로 이간되어 있다.
이하, 도 1 에 나타내는 챔버 (12), 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 의 상태를 「오픈 상태」라고 한다. 챔버 덮개부 (122) 와 챔버 측벽부 (214) 의 사이의 개구는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 고리상이고, 이하, 「고리상 개구 (81)」라고 한다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 이간됨으로써, 기판 (9) 의 주위 (즉, 직경 방향 외측) 에 고리상 개구 (81) 가 형성된다. 스텝 S11 에서는, 기판 (9) 은 고리상 개구 (81) 를 통해서 챔버 (12) 내에 반입된다.
기판 (9) 이 반입되면, 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 탑 플레이트 (123) 와 함께 하강된다. 챔버 덮개부 (122) 는, 도 1 에 나타내는 위치에서 도 4 에 나타내는 위치까지 이동하여, 기판 누름부 (142) 의 복수의 제 2 접촉부 (421) 가 기판 (9) 의 외주연부에 접촉된다.
탑 플레이트 (123) 의 하면, 및 기판 지지부 (141) 의 지지부 베이스 (413) 상에는, 상하 방향에서 대향하는 복수 쌍의 자석 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 이하, 각 쌍의 자석을 「자석쌍」이라고도 한다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 복수의 자석쌍이, 둘레 방향에 있어서 제 1 접촉부 (411), 제 2 접촉부 (421), 제 1 걸어맞춤부 (241) 및 제 2 걸어맞춤부 (242) 와는 상이한 위치에, 등각도 간격으로 배치된다. 기판 누름부 (142) 가 기판 (9) 에 접촉되고 있는 상태에서는, 자석쌍의 사이에서 작용하는 자력 (인력) 에 의해 탑 플레이트 (123) 에 하방향의 힘이 작용한다. 이로써, 기판 누름부 (142) 가 기판 (9) 을 기판 지지부 (141) 에 압압한다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 누름부 (142) 가, 탑 플레이트 (123) 의 자중 (自重), 및 자석쌍의 자력에 의해 기판 (9) 을 기판 지지부 (141) 에 압압함으로써, 기판 (9) 을 기판 누름부 (142) 와 기판 지지부 (141) 에서 상하로부터 끼어져 강고하게 유지할 수 있다.
도 4 에 나타내는 상태에서는, 피유지부 (237) 의 플랜지부 (239) 가, 플레이트 유지부 (222) 의 플랜지부 (224) 의 상방으로 이간되어 있어, 플레이트 유지부 (222) 와 피유지부 (237) 는 접촉되지 않는다. 바꿔 말하면, 플레이트 유지부 (222) 에 의한 탑 플레이트 (123) 의 유지가 해제되어 있다. 그래서, 탑 플레이트 (123) 는, 챔버 덮개부 (122) 로부터 독립되어, 기판 유지부 (14) 및 기판 유지부 (14) 에 유지된 기판 (9) 과 함께 기판 회전 기구 (15) 에 의해 회전 가능하다.
또한, 도 4 에 나타내는 상태에서는, 제 1 걸어맞춤부 (241) 의 하부의 오목부에 제 2 걸어맞춤부 (242) 가 끼워진다. 이로써, 탑 플레이트 (123) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 둘레 방향에 있어서 기판 지지부 (141) 의 지지부 베이스 (413) 와 걸어 맞춰진다. 바꿔 말하면, 제 1 걸어맞춤부 (241) 및 제 2 걸어맞춤부 (242) 는, 탑 플레이트 (123) 의 기판 지지부 (141) 에 대한 회전 방향에 있어서의 상대 위치를 규제하는 (즉, 둘레 방향에 있어서의 상대 위치를 고정시키는) 위치 규제 부재이다. 챔버 덮개부 (122) 가 하강할 때에는, 제 1 걸어맞춤부 (241) 와 제 2 걸어맞춤부 (242) 가 끼워 맞춰지도록, 기판 회전 기구 (15) 에 의해 지지부 베이스 (413) 의 둘레 방향의 위치가 제어된다.
챔버 덮개부 (122) 의 하강이 종료되면, 제어부 (10) (도 2 참조) 에 의해 컵부 이동 기구 (162) 가 제어됨으로써, 제 1 컵부 (161) 가 상승된다. 제 1 컵부 (161) 는, 상승 중에 제 2 컵부 (164) 에 접촉된다. 구체적으로는 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 의 상면이, 제 2 컵부 (164) 의 측벽부 (641) 의 하단부에 접촉된다. 제 2 컵부 (164) 의 측벽부 (641) 의 하단부는, 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 의 상면에 형성된 원환상의 립 시일 (613) 에 전체 둘레에 걸쳐 접촉된다. 이로써, 제 2 컵부 (164) 와 제 1 컵부 (161) 의 접촉부가 시일되어, 기체 및 액체의 통과가 방지된다. 바꿔 말하면, 립 시일 (613) 은, 제 1 컵부 (161) 에 있어서 제 2 컵부 (164) 와 접촉되는 위치에 형성되고, 제 2 컵부 (164) 와의 사이에 전체 둘레에 걸쳐 시일을 형성하는 컵 시일부이다.
제 1 컵부 (161) 는, 제 2 컵부 (164) 에 접한 후에도 상승을 계속하여, 도 1 에 나타내는 위치에서 도 4 에 나타내는 위치까지 이동한다. 도 4 에 나타내는 상태에서는, 제 2 컵부 (164) 는, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 로부터 상방으로 이간되고, 제 1 컵부 (161) 에 의해 하측으로부터 지지된다. 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부는, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 의 상방에서, 플랜지부 (125) 로부터 이간된 위치에 위치한다. 제 1 컵부 (161) 의 당해 상승은, 챔버 덮개부 (122) 의 하강과 병행하거나, 또는, 챔버 덮개부 (122) 의 하강보다 이전에 행해져도 된다.
또한, 도 4 에 나타내는 상태에서는, 제 1 컵부 (161) 는, 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치한다. 제 1 컵부 (161) 의 측벽부 (611) 는, 고리상 개구 (81) 와 직경 방향으로 대향한다. 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 의 내주연부의 상면은, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 의 하면에 형성된 원환상의 립 시일 (252) 에 전체 둘레에 걸쳐 접촉된다. 이로써, 제 1 컵부 (161) 와 챔버 덮개부 (122) 의 접촉부가 시일되어, 기체 및 액체의 통과가 방지된다.
이하의 설명에서는, 도 4 에 나타내는 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 의 각각의 위치를 「제 1 위치」라고 한다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 는 챔버 덮개부 (122) 에 접촉되고, 제 1 컵부 (161) 의 벨로즈 (617) 는, 컵 대향부 (163) 를 통해서 챔버 본체 (121) 에 간접적으로 접촉된다. 이와 같이 고리상 개구 (81) 가 형성되어 있는 상태에서, 제 1 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 가 챔버 덮개부 (122) 및 챔버 본체 (121) 에 접촉됨으로써, 챔버 본체 (121), 챔버 덮개부 (122) 및 제 1 컵부 (161) 를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S12).
이하의 설명에서는, 제 1 외부 밀폐 구조의 내부 공간 (즉, 챔버 본체 (121), 챔버 덮개부 (122), 제 1 컵부 (161) 및 컵 대향부 (163) 에 의해 둘러싸인 밀폐된 내부 공간) 을, 「제 1 확대 밀폐 공간 (100)」이라고 한다. 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 은, 챔버 덮개부 (122) 와 챔버 본체 (121) 의 사이의 챔버 공간 (120) 과, 제 1 컵부 (161) 와 컵 대향부 (163) 에 둘러싸인 제 1 측방 공간 (160) 이, 고리상 개구 (81) 를 통해서 연통됨으로써 형성된 하나의 공간이다. 또한, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 이 형성되어 있는 상태를, 「제 1 외부 밀폐 상태」라고 한다.
제 1 확대 밀폐 공간 (100) 이 형성되면, 기판 회전 기구 (15) 에 의해 일정한 회전수에 의한 기판 (9) 의 회전이 개시된다. 또한, 불활성 가스 공급부 (186) (도 2 참조) 로부터 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 으로의 불활성 가스 (예를 들어, 질소 가스) 의 공급이 개시됨과 함께, 배기부 (192a) (도 2 참조) 에 의한 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 내의 가스의 배출이 개시된다. 이로써, 소정 시간 경과 후에, 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 이, 불활성 가스가 충전된 불활성 가스 충전 상태 (즉, 산소 농도가 낮은 저산소 분위기) 가 된다. 또, 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 으로의 불활성 가스의 공급, 및 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 내의 가스의 배출은, 도 1 에 나타내는 오픈 상태로부터 행해지고 있어도 된다.
계속해서, 제 1 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부를 향하여, 상부 노즐 (181) 로부터 제 1 처리액인 약액 (예를 들어, 에칭액) 의 공급이 개시된다. 상부 노즐 (181) 로부터의 약액은, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다. 상면 (91) 상의 약액은, 기판 (9) 의 회전에 의해 기판 (9) 의 외주부로 퍼져, 상면 (91) 전체가 약액에 의해 피복된다.
기판 (9) 의 상면 (91) 의 외주연으로 도달한 약액은, 원심력에 의해 당해 외주연으로부터 직경 방향 외방으로 비산된다. 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 에서는, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 비산되는 약액은, 고리상 개구 (81) 를 통해서 제 1 컵부 (161) 에서 받아지고, 액받이 오목부 (165) 로 유도된다. 액받이 오목부 (165) 로 유도된 약액은, 도 2 에 나타내는 배출로 (191) 를 통해서 기액 분리부 (192) 에 유입된다. 그리고, 액 회수부 (192c) 에 의해 기액 분리부 (192) 로부터 약액이 회수되고, 필터 등을 통해서 약액으로부터 불순물 등이 제거된 후, 재이용된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 1 외부 밀폐 구조 내에 있어서 상부 노즐 (181) 로부터 회전 중인 기판 (9) 의 상면 (91) 에 약액이 계속적으로 공급됨으로써, 기판 (9) 에 대한 약액 처리 (예를 들어, 에칭 처리) 가 실시된다 (스텝 S13). 탑 플레이트 (123) 의 하면은 기판 (9) 의 상면 (91) 에 근접하고 있기 때문에, 기판 (9) 에 대한 약액 처리는, 탑 플레이트 (123) 의 하면과 기판 (9) 의 상면 (91) 의 사이의 매우 좁은 공간에서 실시된다. 상부 노즐 (181) 로부터의 약액의 공급 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 상부 노즐 (181) 로부터의 약액 공급이 정지된다. 그리고, 기판 회전 기구 (15) 에 의해 비교적 짧은 소정 시간만큼 기판 (9) 의 회전수가 증대되어, 기판 (9) 상으로부터 약액이 제거된다.
약액 처리가 종료되면, 챔버 개폐 기구 (131) 및 컵부 이동 기구 (162) 에 의해 챔버 덮개부 (122), 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 가, 도 4 에 나타내는 위치로부터 동기하여 하강된다. 그리고, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 챔버 덮개부 (122) 의 하단부가 챔버 측벽부 (214) 의 상단부와 접촉되어 챔버 본체 (121) 의 상부 개구가 폐색됨으로써, 챔버 본체 (121) 및 챔버 덮개부 (122) 를 포함하는 챔버 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S14).
스텝 S14 에서는, 챔버 덮개부 (122) 와 챔버 본체 (121) 의 사이의 고리상 개구 (81) (도 4 참조) 가 폐색되어, 챔버 공간 (120) 이 제 1 측방 공간 (160) 과 격절된 상태에서 밀폐된다. 이하의 설명에서는, 고리상 개구 (81) 가 폐색되어 챔버 공간 (120) 이 밀폐된 기판 처리 장치 (1) 의 상태를, 「챔버 밀폐 상태」라고 한다. 챔버 밀폐 상태에서는, 챔버 덮개부 (122) 의 하단부에 형성된 원환상의 립 시일 (231) 이, 챔버 측벽부 (214) 의 상단부에 전체 둘레에 걸쳐 접촉된다. 이로써, 챔버 덮개부 (122) 와 챔버 본체 (121) 의 접촉부가 시일되어, 기체 및 액체의 통과가 방지된다. 또한, 챔버 밀폐 상태에서는, 기판 (9) 은, 챔버 (12) 의 내벽과 직접 대향되고, 이것들 사이에 다른 액받이부는 존재하지 않는다.
도 5 에 나타내는 상태에서는, 제 1 컵부 (161) 는 컵 대향부 (163) 에 근접하고, 제 1 컵부 (161) 의 측벽부 (611) 의 하부는, 컵 대향부 (163) 의 액받이 오목부 (165) 내에 위치한다. 또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 의 상부 개구를 폐색하고 있는 상태에서도, 제 2 컵부 (164) 는, 도 4 에 나타내는 상태와 마찬가지로, 제 1 컵부 (161) 에 의해 하측으로부터 지지된다. 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부는, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 로부터 상방으로 이간된 위치에 위치한다.
이하의 설명에서는, 도 5 에 나타내는 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 의 각각의 위치를 「제 2 위치」라고 한다. 컵부 이동 기구 (162) 는, 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 를, 고리상 개구 (81) (도 4 참조) 의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상하 방향으로 이동하는 기구이다. 제 1 컵부 (161) 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 의 오픈 상태에서도 제 2 위치에 배치되고, 기판 (9) 의 반입 경로로부터 퇴피되어 있다. 즉, 제 1 컵부 (161) 의 제 2 위치는, 기판 (9) 의 반입시 등에 퇴피하는 퇴피 위치이기도 하다.
챔버 밀폐 상태에서도, 제 1 외부 밀폐 상태와 마찬가지로, 기판 누름부 (142) 가 기판 (9) 을 기판 지지부 (141) 에 압압함으로써, 기판 (9) 이, 기판 누름부 (142) 와 기판 지지부 (141) 에서 상하로부터 끼어져 강고하게 유지된다. 또한, 플레이트 유지부 (222) 에 의한 탑 플레이트 (123) 의 유지는 해제되어 있어, 탑 플레이트 (123) 는, 챔버 덮개부 (122) 로부터 독립되어, 기판 유지부 (14) 및 기판 (9) 과 함께 회전한다.
챔버 공간 (120) 이 밀폐되면, 배기부 (192a) (도 2 참조) 에 의한 가스의 배출이 정지됨과 함께, 배기부 (194a) 에 의한 챔버 공간 (120) 내의 가스의 배출이 개시된다. 계속해서, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 기판 (9) 에 대하여 제 2 처리액인 린스액 (예를 들어, 순수) 의 공급이 린스액 공급부 (184) (도 2 참조) 에 의해 개시된다.
린스액 공급부 (184) 로부터의 린스액은, 상부 노즐 (181) 및 하부 노즐 (182) 로부터 토출되어 기판 (9) 의 상면 (91) 및 하면 (92) 의 중앙부에 연속적으로 공급된다. 린스액은, 기판 (9) 의 회전에 의해 상면 (91) 및 하면 (92) 의 외주부로 퍼져, 기판 (9) 의 외주연으로부터 직경 방향 외방으로 비산된다. 기판 (9) 으로부터 비산되는 린스액은, 챔버 (12) 의 내벽 (즉, 챔버 덮개부 (122) 및 챔버 측벽부 (214) 의 내벽) 에서 받아지고, 도 2 에 나타내는 배출로 (193), 기액 분리부 (194) 및 배액부 (194b) 를 통해서 폐기된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 상부 노즐 (181) 및 하부 노즐 (182) 로부터 회전 중인 기판 (9) 의 상면 (91) 및 하면 (92) 에 린스액이 계속적으로 공급됨으로써, 기판 (9) 에 대한 린스 처리가 실시된다 (스텝 S15). 스텝 S15 에서는, 챔버 (12) 가 기판 (9) 으로부터 비산되는 린스액을 받음으로써, 챔버 (12) 내부의 실질적인 세정 처리가, 기판 (9) 의 린스 처리와 병행하여 실시된다. 린스액의 공급 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 린스액 공급부 (184) 로부터의 린스액의 공급이 정지된다.
린스 처리가 종료되면, 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 도 5 에 나타내는 위치로부터 상승됨으로써, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 상방으로 이간되어, 고리상 개구 (81) 가 형성된다. 그리고, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 의 상면이, 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부의 하면에 접촉된다. 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부는, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 의 상면에 형성된 원환상의 립 시일 (251) 에 전체 둘레에 걸쳐 접촉된다. 이로써, 제 2 컵부 (164) 와 챔버 덮개부 (122) 의 접촉부가 시일되어, 기체 및 액체의 통과가 방지된다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 제 2 컵부 (164) 의 측벽부 (641) 의 하단부는, 제 2 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 의 상면에 형성된 원환상의 립 시일 (613) 에 전체 둘레에 걸쳐 접촉되고 있다. 이로써, 제 2 컵부 (164) 와 제 1 컵부 (161) 의 접촉부가 시일되어, 기체 및 액체의 통과가 방지된다.
이와 같이 도 6 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에서는, 고리상 개구 (81) 가 형성되어 있는 상태에서, 제 2 위치에 위치하는 제 2 컵부 (164) 가, 챔버 덮개부 (122) 및 제 2 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 에 접촉된다. 이로써, 챔버 덮개부 (122), 챔버 본체 (121), 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S16). 도 6 에 나타내는 상태에서는, 제 2 컵부 (164) 가 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치한다.
이하의 설명에서는, 제 2 외부 밀폐 구조의 내부 공간 (즉, 챔버 본체 (121), 챔버 덮개부 (122), 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 에 의해 둘러싸인 밀폐된 내부 공간) 을, 「제 2 확대 밀폐 공간 (110)」이라고 한다. 제 2 확대 밀폐 공간 (110) 은, 챔버 덮개부 (122) 와 챔버 본체 (121) 의 사이의 챔버 공간 (120) 과, 제 2 컵부 (164) 와 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 에 둘러싸인 제 2 측방 공간 (169) 이, 고리상 개구 (81) 를 통해서 연통됨으로써 형성된 하나의 공간이다. 또한, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서 제 2 확대 밀폐 공간 (110) 이 형성되어 있는 상태를, 「제 2 외부 밀폐 상태」라고 한다.
제 2 확대 밀폐 공간 (110) 이 형성되면, 배기부 (194a) (도 2 참조) 에 의한 가스의 배출이 정지됨과 함께, 배기부 (196a) 에 의한 제 2 확대 밀폐 공간 (110) 내의 가스의 배출이 개시된다. 계속해서, 제 2 외부 밀폐 구조 내에 있어서, 회전 중인 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부를 향하여 상부 노즐 (181) 로부터 제 3 처리액인 치환액 (예를 들어, IPA) 의 공급이 개시된다. 상부 노즐 (181) 로부터의 치환액은, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 에 연속적으로 공급되어, 기판 (9) 의 회전에 의해 기판 (9) 의 외주부로 퍼진다. 이로써, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에 잔류하는 린스액이 치환액에 의해 치환되고, 기판 (9) 의 상면 (91) 전체가 치환액에 의해 피복된다.
기판 (9) 의 상면 (91) 의 외주연으로 도달한 린스액 및 치환액은, 원심력에 의해 당해 외주연으로부터 직경 방향 외방으로 비산된다. 제 2 확대 밀폐 공간 (110) 에서는, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 비산되는 린스액 및 치환액은, 고리상 개구 (81) 를 통해서 제 2 컵부 (164) 에서 받아진다. 제 2 컵부 (164) 에서 받아진 린스액 및 치환액은, 도 2 에 나타내는 배출로 (195), 기액 분리부 (196) 및 배액부 (196b) 를 통해서 폐기된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 2 외부 밀폐 구조 내에 있어서 상부 노즐 (181) 로부터 회전 중인 기판 (9) 의 상면 (91) 에 치환액이 계속적으로 공급됨으로써, 기판 (9) 에 대한 치환 처리가 실시된다 (스텝 S17). 치환액의 공급 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 치환액 공급부 (185) 로부터의 치환액의 공급이 정지된다. 치환 처리가 종료되면, 기판 회전 기구 (15) 에 의해 기판 (9) 의 회전수가 증대되어, 원심력에 의해 기판 (9) 상으로부터 치환액이 제거된다. 기판 (9) 상으로부터 비산된 치환액은, 제 2 컵부 (164) 에 의해 받아진다.
계속해서, 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 도 6 에 나타내는 위치에서 도 5 에 나타내는 위치로 하강된다. 이로써, 고리상 개구 (81) (도 6 참조) 가 폐색되어, 챔버 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S18). 챔버 공간 (120) 이 밀폐되면, 배기부 (196a) (도 2 참조) 에 의한 가스의 배출이 정지됨과 함께, 배기부 (194a) 에 의한 챔버 공간 (120) 내의 가스의 배출이 개시된다. 그리고, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 기판 (9) 의 회전수가 더 증대되어, 기판 (9) 의 건조 처리가 실시된다 (스텝 S19). 기판 (9) 의 건조 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 기판 (9) 의 회전이 정지된다. 기판 (9) 의 건조 처리는, 배기부 (194a) 에 의해 챔버 공간 (120) 이 감압되어, 대기압보다 낮은 감압 분위기에서 실시되어도 된다.
그 후, 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 이간되고, 도 5 에 나타내는 위치에서 도 1 에 나타내는 위치로 상승된다. 바꿔 말하면, 챔버 덮개부 (122) 가, 챔버 본체 (121) 로부터 이간되는 방향으로 챔버 본체 (121) 에 대하여 상대적으로 이동한다. 이 때, 탑 플레이트 (123) 는, 챔버 덮개부 (122) 의 플레이트 유지부 (222) 에 의해 유지되고, 챔버 덮개부 (122) 와 함께 상승된다. 또한, 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부는, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 에 의해 지지되고, 제 2 컵부 (164) 가 챔버 덮개부 (122) 와 함께 상승된다 (즉, 챔버 본체 (121) 에 대하여 상대적으로 상방으로 이동한다). 챔버 덮개부 (122), 탑 플레이트 (123) 및 제 2 컵부 (164) 가 도 1 에 나타내는 위치에 위치하면, 기판 (9) 이, 도시가 생략된 반송 기구에 의해 챔버 (12) 로부터 반출된다 (스텝 S20). 기판 처리 장치 (1) 에서는, 복수의 기판 (9) 에 대하여 상기 서술한 스텝 S11 ∼ S20 이 순차적으로 실시된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 는, 챔버 (12) 와 챔버 개폐 기구 (131) 와, 기판 유지부 (14) 와, 기판 회전 기구 (15) 와, 처리액 공급부 (180) 와, 제 1 컵부 (161) 와, 컵부 이동 기구 (162) 와, 제 2 컵부 (164) 를 구비한다. 챔버 (12) 는, 챔버 본체 (121) 및 챔버 덮개부 (122) 를 갖고, 챔버 덮개부 (122) 에 의해 챔버 본체 (121) 의 상부 개구를 폐색함으로써, 챔버 본체 (121) 및 챔버 덮개부 (122) 를 포함하는 챔버 밀폐 구조를 형성한다. 챔버 개폐 기구 (131) 는, 챔버 덮개부 (122) 를 챔버 본체 (121) 에 대하여 상하 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 기판 유지부 (14) 는, 챔버 (12) 내에 배치되고 수평 상태에서 기판 (9) 을 유지한다. 기판 회전 기구 (15) 는, 상하 방향을 향하는 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 기판 (9) 을 기판 유지부 (14) 와 함께 회전시킨다. 처리액 공급부 (180) 는, 기판 (9) 상에 처리액을 공급한다.
제 1 컵부 (161) 는, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 이간됨으로써 기판 (9) 의 주위에 형성되는 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 기판 (9) 으로부터 비산되는 처리액을 받는다. 컵부 이동 기구 (162) 는, 제 1 컵부 (161) 를, 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상하 방향으로 이동시킨다. 제 2 컵부 (164) 는, 제 1 컵부 (161) 의 상측에 배치되고, 제 1 컵부 (161) 가 제 2 위치에 위치하는 상태에서 고리상 개구 (81) 의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 기판 (9) 으로부터 비산되는 처리액을 받는다. 제 2 컵부 (164) 는, 챔버 개폐 기구 (131) 또는 컵부 이동 기구 (162) 에 의해 상하 방향으로 이동한다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 고리상 개구 (81) 가 형성되어 있는 상태에서, 제 1 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 가 챔버 덮개부 (122) 및 챔버 본체 (121) 에 접촉됨으로써, 챔버 덮개부 (122), 챔버 본체 (121) 및 제 1 컵부 (161) 를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조가 형성된다. 또한, 고리상 개구 (81) 가 형성되어 있는 상태에서, 제 2 컵부 (164) 가 챔버 덮개부 (122) 및 제 2 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 에 접촉됨으로써, 챔버 덮개부 (122), 챔버 본체 (121), 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조가 형성된다.
이와 같이 기판 처리 장치 (1) 에서는, 챔버 덮개부 (122) 를 상하 방향으로 이동시키는 챔버 개폐 기구 (131), 또는 제 1 컵부 (161) 를 상하 방향으로 이동시키는 컵부 이동 기구 (162) 에 의해 제 2 컵부 (164) 를 상하 방향으로 이동시키는 기구가 겸용된다. 이로써, 기판 처리 장치 (1) 의 구성 요소를 이동시키는 기구의 증가를 억제하면서 복수 종류의 밀폐 공간 (즉, 챔버 공간 (120), 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 및 제 2 확대 밀폐 공간 (110)) 을 형성할 수 있다. 그 결과, 복수 종류의 처리액 (예를 들어, 약액, 린스액 및 치환액) 의 혼액을 억제하면서 복수 종류의 처리 (예를 들어, 약액 처리, 린스 처리 및 치환 처리) 를, 각각에 적합한 종류의 밀폐 공간에서 실시할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 의 처리에서는, 상기 서술한 바와 같이, 고리상 개구 (81) 가 형성되어 있는 상태에서, 제 1 컵부 (161) 를 제 1 위치에서 챔버 덮개부 (122) 및 챔버 본체 (121) 에 접촉시킴으로써, 챔버 덮개부 (122), 챔버 본체 (121) 및 제 1 컵부 (161) 를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S12). 그리고, 스텝 S12 보다 이후에, 제 1 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 기판 (9) 에 제 1 처리액 (예를 들어, 약액) 이 공급되어, 기판 (9) 으로부터 비산되는 제 1 처리액이 제 1 컵부 (161) 에서 받아진다 (스텝 S13).
또한, 챔버 덮개부 (122) 에 의해 챔버 본체 (121) 의 상부 개구를 폐색함으로써, 챔버 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S14). 그리고, 스텝 S14 보다 이후에, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 기판 (9) 에 제 2 처리액 (예를 들어, 린스액) 이 공급되어, 기판 (9) 으로부터 비산되는 제 2 처리액이 챔버 (12) 에서 받아진다 (스텝 S15).
또한, 고리상 개구 (81) 가 형성되어 있는 상태에서, 제 2 컵부 (164) 를 챔버 덮개부 (122) 및 제 2 위치에 위치하는 제 1 컵부 (161) 에 접촉시킴으로써, 챔버 덮개부 (122), 챔버 본체 (121), 제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조가 형성된다 (스텝 S16). 그리고, 스텝 S16 보다 이후에, 제 2 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 기판 (9) 에 제 3 처리액 (예를 들어, 치환액) 이 공급되어, 기판 (9) 으로부터 비산되는 제 3 처리액이 제 2 컵부 (164) 에서 받아진다 (스텝 S17).
이와 같이 기판 (9) 으로부터 비산되는 제 1 처리액을, 챔버 (12) 에서 실질적으로 받지 않고, 제 1 컵부 (161) 에서 받음으로써, 챔버 공간 (120) 에 제 1 처리액의 분위기가 잔류하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 그 결과, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 기판 (9) 의 처리가 실시될 때에, 제 1 처리액의 잔류 분위기에 의한 기판 (9) 에 대한 악영향을 방지 또는 억제할 수 있다. 예를 들어, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 기판 (9) 의 린스 처리가 실시될 때에, 약액의 잔류 분위기에 의한 기판 (9) 에 대한 악영향을 방지 또는 억제할 수 있다.
또한 마찬가지로, 기판 (9) 으로부터 비산되는 제 3 처리액을, 챔버 (12) 에서 실질적으로 받지 않고, 제 2 컵부 (164) 에서 받음으로써, 챔버 공간 (120) 에 제 3 처리액의 분위기가 잔류하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 그 결과, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 기판 (9) 의 처리가 실시될 때에, 제 3 처리액의 잔류 분위기에 의한 기판 (9) 에 대한 악영향을 방지 또는 억제할 수 있다. 예를 들어, 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 기판 (9) 의 건조 처리가 실시될 때에, 치환액의 잔류 분위기에 의한 기판 (9) 에 대한 악영향을 방지 또는 억제할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 제 2 컵부 (164) 의 내주연부가, 챔버 덮개부 (122) 의 외주연부와 상하 방향으로 겹쳐져 있다. 그리고, 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 의 상부 개구를 폐색하고 있는 상태에서는, 제 2 컵부 (164) 가 제 1 컵부 (161) 에 의해 지지되고, 제 2 컵부 (164) 의 내주연부가, 챔버 덮개부 (122) 의 외주연부로부터 상방으로 이간된다. 또한, 챔버 개폐 기구 (131) 에 의해 챔버 덮개부 (122) 가 챔버 본체 (121) 로부터 이간되는 방향으로 상대적으로 이동할 때에, 제 2 컵부 (164) 의 내주연부가 챔버 덮개부 (122) 의 외주연부에 의해 지지되고, 제 2 컵부 (164) 가 챔버 덮개부 (122) 와 함께 챔버 본체 (121) 에 대하여 상대적으로 이동한다.
이와 같이 제 2 컵부 (164) 가, 챔버 본체 (121) 로부터 이간되는 방향으로 챔버 덮개부 (122) 와 함께 상대 이동함으로써, 챔버 (12) 로의 기판 (9) 의 반입, 및 챔버 (12) 로부터의 기판 (9) 의 반출을 용이하게 할 수 있다. 또한, 제 2 컵부 (164) 를 챔버 덮개부 (122) 와는 별도의 부재로 함으로써, 제 2 컵부 (164) 가 챔버 덮개부 (122) 에 고정되어 있는 경우에 비해서 챔버 덮개부 (122) 및 제 2 컵부 (164) 의 형상 자유도를 향상시킬 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 제 2 컵부 (164) 의 외경은, 제 1 컵부 (161) 의 외경 이하이다. 이로써, 기판 처리 장치 (1) 의 직경 방향의 대형화를 억제할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 1 컵부 (161) 는, 제 2 컵부 (164) 와 접촉되는 위치에, 제 2 컵부 (164) 와의 사이에 전체 둘레에 걸쳐 시일을 형성하는 컵 시일부 (상기 예에서는, 립 시일 (613)) 를 구비한다. 컵 시일부는, 예를 들어, 종단면이 C 형상으로 가로 방향으로 개구되는 원환상의 2 개의 탄성 부재를, 개구부와는 반대측의 부위를 서로 향하여 동심원상으로 배치한 것이다. 컵 시일부에는, 제 2 컵부 (164) 에서 받아진 제 3 처리액이 부착되는 일이 있다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이 컵 시일부가 제 1 컵부 (161) 에 형성됨으로써, 기판 (9) 의 챔버 (12) 로의 반출입시에 제 2 컵부 (164) 를 상승시킬 때에, 컵 시일부에 부착된 제 3 처리액이 제 2 컵부 (164) 와 함께 상방으로 이동하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 그 결과, 반출입 중인 기판 (9) 상에, 제 2 컵부 (164) 로부터 제 3 처리액이 낙하되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
상기 서술한 기판 처리 장치 (1) 및 기판 처리 방법에서는, 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 3 에 나타내는 기판 처리 방법에서는, 챔버 밀폐 상태에서 스텝 S15 의 린스 처리 및 스텝 S19 의 건조 처리 2 종류의 처리가 실시되지만, 반드시 챔버 밀폐 상태에 있어서 2 종류의 처리가 실시될 필요는 없다. 상기 서술한 기판 처리 방법에서는, 챔버 밀폐 상태, 제 1 외부 밀폐 상태 및 제 2 외부 밀폐 상태의 각각에 있어서 1 종류 이상의 처리가 실시되고 있으면 된다. 또한, 챔버 밀폐 상태, 제 1 외부 밀폐 상태 및 제 2 외부 밀폐 상태에서의 처리 순서는, 다양하게 변경되어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 2 컵부 (164) 의 외경이 제 1 컵부 (161) 의 외경보다 커도 된다. 또한, 제 1 컵부 (161) 와 제 2 컵부 (164) 가 접촉하는 위치에 배치되는 상기 서술한 컵 시일부는, 제 2 컵부 (164) 에 형성되어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 2 컵부 (164) 는, 도 1 및 도 6 에 나타내는 상태에서 챔버 덮개부 (122) 에 대하여 고정되어 있어도 된다. 구체적으로는 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연부가, 챔버 덮개부 (122) 의 플랜지부 (125) 에 접촉된 상태에서, 제 2 컵부 (164) 가 챔버 덮개부 (122) 에 고정되어 있어도 된다. 이 경우, 제 2 컵부 (164) 의 상하 방향 이동에는, 컵부 이동 기구 (162) 는 이용되지 않고, 챔버 개폐 기구 (131) 가 이용된다. 또한, 도 6 에 나타내는 상태에서, 제 1 컵부 (161) 와 컵 대향부 (163) 의 사이의 상하 방향의 거리가 도시된 것보다 크게 되어, 챔버 밀폐 구조를 형성할 때에는 제 1 컵부 (161) 가 더 하강된다.
혹은, 제 2 컵부 (164) 는, 도 4 및 도 5 에 나타내는 상태에서 제 1 컵부 (161) 에 대하여 고정되어 있어도 된다. 구체적으로는 제 2 컵부 (164) 의 측벽부 (641) 의 하단부가, 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 에 접촉된 상태에서, 제 2 컵부 (164) 가 제 1 컵부 (161) 에 고정되어 있어도 된다. 이 경우, 제 2 컵부 (164) 의 상하 방향의 이동에는, 챔버 개폐 기구 (131) 는 이용되지 않고, 컵부 이동 기구 (162) 가 이용된다. 또한, 챔버 덮개부 (122) 의 외경은, 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내경보다 약간 작게 되어, 도 6 에 나타내는 제 2 외부 밀폐 구조가 형성될 때에는, 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연과 챔버 덮개부 (122) 의 외측면의 사이에 시일이 형성된다. 구체적으로는 예를 들어, 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 의 내주연에 립 시일이 형성되고, 당해 립 시일이 챔버 덮개부 (122) 의 외측면과 접촉됨으로써 (즉, 당해 립 시일을 통해서 제 2 컵부 (164) 가 챔버 덮개부 (122) 에 접촉됨으로써), 제 2 컵부 (164) 와 챔버 덮개부 (122) 의 사이에, 기체 및 액체의 통과를 방지하는 시일이 형성된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 탑 플레이트 (123) 는 생략되어도 된다. 또한, 상부 노즐 (181) 은, 반드시 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부에 대향하여 고정될 필요는 없다. 상부 노즐 (181) 은, 예를 들어 기판 (9) 의 상방에서 기판 (9) 의 중앙부와 외주연부의 사이에서 왕복 이동을 반복하면서 처리액을 공급하는 구조여도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 챔버 공간 (120) 에 가스를 공급하여 가압하는 가압부가 형성되어도 된다. 챔버 공간 (120) 의 가압은, 챔버 (12) 가 밀폐된 챔버 밀폐 상태에서 실시되어, 챔버 공간 (120) 이 대기압보다 높은 가압 분위기가 된다. 또, 불활성 가스 공급부 (186) 가 당해 가압부를 겸해도 된다.
챔버 개폐 기구 (131) 는, 반드시 챔버 덮개부 (122) 를 상하 방향으로 이동시킬 필요는 없고, 챔버 덮개부 (122) 가 고정된 상태에서 챔버 본체 (121) 를 상하 방향으로 이동시켜도 된다. 챔버 (12) 는, 반드시 대략 원통상에는 한정되지 않고, 다양한 형상이어도 된다.
기판 회전 기구 (15) 의 스테이터부 (151) 및 로터부 (152) 의 형상 및 구조는, 다양하게 변경되어도 된다. 로터부 (152) 는, 반드시 부유 상태에서 회전할 필요는 없으며, 챔버 (12) 내에 로터부 (152) 를 기계적으로 지지하는 가이드 등의 구조가 형성되고, 당해 가이드를 따라 로터부 (152) 가 회전해도 된다. 기판 회전 기구 (15) 는, 반드시 중공 모터일 필요는 없으며, 축 회전형 모터가 기판 회전 기구로서 이용되어도 된다.
제 1 컵부 (161) 및 제 2 컵부 (164) 의 형상은 적절히 변경되어도 된다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 제 1 컵부 (161) 의 상면부 (612) 이외의 부위 (예를 들어, 측벽부 (611)) 가 챔버 덮개부 (122) 에 접함으로써, 제 1 확대 밀폐 공간 (100) 이 형성되어도 된다. 또한, 제 2 컵부 (164) 의 상면부 (642) 이외의 부위 (예를 들어, 측벽부 (641)) 가 챔버 덮개부 (122) 에 접함으로써, 제 2 확대 밀폐 공간 (110) 이 형성되어도 된다.
상부 노즐 (181) 및 하부 노즐 (182) 의 형상은, 돌출되는 형상에는 한정되지 않는다. 처리액을 토출하는 토출구, 또는 불활성 가스를 분출하는 분출구를 갖는 부위이면 모두 본 실시 형태의 노즐의 개념에 포함된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 약액 공급부 (183) 로부터 공급되는 약액에 의해 상기 서술한 에칭 처리 이외의 화학 반응을 이용한 각종 처리, 예를 들어, 기판 상의 산화막의 제거나 현상액에 의한 현상 등이 실시되어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 반도체 기판 이외에, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이, FED (field emission display) 등의 표시 장치에 사용되는 유리 기판의 처리에 이용되어도 된다. 혹은, 기판 처리 장치 (1) 는, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 및 태양 전지용 기판 등의 처리에 이용되어도 된다.
상기 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 상호 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.
발명을 상세하게 묘사하여 설명했는데, 이미 서술된 설명은 예시적이며 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
9 : 기판
12 : 챔버
14 : 기판 유지부
15 : 기판 회전 기구
81 : 고리상 개구
121 : 챔버 본체
122 : 챔버 덮개부
131 : 챔버 개폐 기구
161 : 제 1 컵부
162 : 컵부 이동 기구
164 : 제 2 컵부
180 : 처리액 공급부
183 : 약액 공급부
184 : 린스액 공급부
185 : 치환액 공급부
224 : (챔버 덮개부의) 플랜지부
613 : 립 시일
J1 : 중심축
S11 ∼ S20 : 스텝

Claims (5)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    챔버 본체 및 챔버 덮개부를 갖고, 상기 챔버 덮개부에 의해 상기 챔버 본체의 상부 개구를 폐색함으로써 상기 챔버 본체 및 상기 챔버 덮개부를 포함하는 챔버 밀폐 구조를 형성하는 챔버와,
    상기 챔버 덮개부를 상기 챔버 본체에 대하여 상하 방향으로 상대적으로 이동시키는 챔버 개폐 기구와,
    상기 챔버 내에 배치되고 수평 상태에서 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전하는 기판 회전 기구와,
    상기 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체로부터 이간됨으로써 상기 기판의 주위에 형성되는 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 1 컵부와,
    상기 제 1 컵부를, 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 상하 방향으로 이동시키는 컵부 이동 기구와,
    상기 제 1 컵부의 상측에 배치되고, 상기 제 1 컵부가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 2 컵부를 구비하고,
    상기 제 2 컵부가, 상기 챔버 개폐 기구 또는 상기 컵부 이동 기구에 의해 상기 상하 방향으로 이동하고,
    상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 1 위치에 위치하는 상기 제 1 컵부가 상기 챔버 덮개부 및 상기 챔버 본체에 접촉됨으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체 및 상기 제 1 컵부를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조가 형성되고,
    상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 2 컵부가 상기 챔버 덮개부 및 상기 제 2 위치에 위치하는 상기 제 1 컵부에 접촉됨으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체, 상기 제 1 컵부 및 상기 제 2 컵부를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조가 형성되는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 컵부의 내주연부가, 상기 챔버 덮개부의 외주연부와 상하 방향으로 겹쳐져 있고,
    상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체의 상기 상부 개구를 폐색하고 있는 상태에서는, 상기 제 2 컵부가 상기 제 1 컵부에 의해 지지되고, 상기 제 2 컵부의 상기 내주연부가, 상기 챔버 덮개부의 상기 외주연부로부터 상방으로 이간되고,
    상기 챔버 개폐 기구에 의해, 상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체로부터 이간되는 방향으로 상대적으로 이동할 때에, 상기 제 2 컵부의 상기 내주연부가 상기 챔버 덮개부의 상기 외주연부에 의해 지지되고, 상기 제 2 컵부가 상기 챔버 덮개부와 함께 상기 챔버 본체에 대하여 상대적으로 이동하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 컵부가, 상기 제 2 컵부와 접촉하는 위치에, 상기 제 2 컵부와의 사이에 전체 둘레에 걸쳐 시일을 형성하는 컵 시일부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 컵부의 외경이 상기 제 1 컵부의 외경 이하인, 기판 처리 장치.
  5. 챔버 본체 및 챔버 덮개부를 갖고, 상기 챔버 덮개부에 의해 상기 챔버 본체의 상부 개구를 폐색함으로써 상기 챔버 본체 및 상기 챔버 덮개부를 포함하는 챔버 밀폐 구조를 형성하는 챔버와, 상기 챔버 덮개부를 상기 챔버 본체에 대하여 상하 방향으로 상대적으로 이동시키는 챔버 개폐 기구와, 상기 챔버 내에 배치되고 수평 상태에서 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전하는 기판 회전 기구와, 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 챔버 덮개부가 상기 챔버 본체로부터 이간됨으로써 상기 기판의 주위에 형성되는 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 1 컵부와, 상기 제 1 컵부를, 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 상하 방향으로 이동시키는 컵부 이동 기구를 구비하는 기판 처리 장치에 있어서 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 기판 처리 장치가, 상기 제 1 컵부의 상측에 배치되고, 상기 제 1 컵부가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서 상기 고리상 개구의 직경 방향 외측에 전체 둘레에 걸쳐 위치하고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산되는 처리액을 받는 제 2 컵부를 추가로 구비하고,
    상기 제 2 컵부가, 상기 챔버 개폐 기구 또는 상기 컵부 이동 기구에 의해 상기 상하 방향으로 이동하고,
    상기 기판 처리 방법이,
    a) 상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 1 컵부를 상기 제 1 위치에서 상기 챔버 덮개부 및 상기 챔버 본체에 접촉시킴으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체 및 상기 제 1 컵부를 포함하는 제 1 외부 밀폐 구조를 형성하는 공정과,
    b) 상기 a) 공정보다 이후에, 상기 제 1 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 상기 기판에 제 1 처리액을 공급하고, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 제 1 처리액을 상기 제 1 컵부에서 받는 공정과,
    c) 상기 챔버 덮개부에 의해 상기 챔버 본체의 상기 상부 개구를 폐색함으로써 상기 챔버 밀폐 구조를 형성하는 공정과,
    d) 상기 c) 공정보다 이후에, 상기 챔버 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 상기 기판에 제 2 처리액을 공급하고, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 제 2 처리액을 상기 챔버에서 받는 공정과,
    e) 상기 고리상 개구가 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 2 컵부를 상기 챔버 덮개부 및 상기 제 2 위치에 위치하는 상기 제 1 컵부에 접촉시킴으로써, 상기 챔버 덮개부, 상기 챔버 본체, 상기 제 1 컵부 및 상기 제 2 컵부를 포함하는 제 2 외부 밀폐 구조를 형성하는 공정과,
    f) 상기 e) 공정보다 이후에, 상기 제 2 외부 밀폐 구조 내에 있어서 회전 중인 상기 기판에 제 3 처리액을 공급하고, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 제 3 처리액을 상기 제 2 컵부에서 받는 공정을 구비하는, 기판 처리 방법.
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