KR20200035881A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20200035881A
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suction
plate
substrate
adsorption plate
processing apparatus
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KR1020190118102A
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코우이치 미즈나가
마사미 아키모토
사토시 모리타
카츠히로 모리카와
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

회전 테이블에 기판을 흡착한 상태에서 기판의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서, 회전 테이블 중 기판과 접촉하는 부분을 용이하게 교환 가능하게 한다. 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 흡인구가 마련된 표면을 가지는 베이스 플레이트와, 기판의 비처리면에 접촉하여 기판을 흡착하는 표면과, 베이스 플레이트의 표면과 접촉하는 이면과, 표면과 이면을 접속하는 적어도 하나의 관통 홀을 가지는 흡착 플레이트를 구비한 회전 테이블과, 회전 테이블을 회전축선 둘레로 회전시키는 회전 구동 기구와, 베이스 플레이트의 흡인구에 흡인력을 작용시키고, 흡인력을 상기 베이스 플레이트와 상기 흡착 플레이트 사이에 작용시킴으로써 베이스 플레이트와 흡착 플레이트를 밀착시키고, 또한 적어도 하나의 관통 홀을 개재하여 흡인력을 흡착 플레이트와 기판 사이에 작용시킴으로써 흡착 플레이트와 기판을 밀착시키는 흡인부를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여, 약액 세정 처리, 도금 처리, 현상 처리 등의 다양한 액 처리가 실시된다. 이러한 액 처리를 행하는 장치로서, 매엽식의 액 처리 장치가 있고, 그 일례가 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
특허 문헌 1의 기판 처리 장치는, 기판을 수평 자세로 유지하여 연직축선 둘레로 회전시킬 수 있는 스핀 척을 가지고 있다. 스핀 척의 주연부에 원주 방향으로 간격을 두고 마련된 복수의 유지 부재가 기판을 유지한다. 스핀 척에 유지되는 기판의 상방 및 하방에는 히터가 내장된 원판 형상의 상면 이동 부재 및 하면 이동 부재가 각각 마련되어 있다. 특허 문헌 1의 기판 처리 장치에서는, 이하의 순서로 처리가 행해진다.
먼저, 스핀 척에 의해 기판을 유지시키고, 하면 이동 부재를 상승시켜 기판의 하면(이면)과 하면 이동 부재의 상면과의 사이에 작은 제 1 간극을 형성한다. 이어서, 하면 이동 부재의 상면의 중심부에 개구되는 하면 공급로로부터, 제 1 간극에, 온도 조절된 약액이 공급되어, 제 1 간극이 표면 처리용의 약액으로 채워진다. 약액은, 하면 이동 부재의 히터에 의해 정해진 온도로 온도 조절된다. 한편, 기판의 상면(표면)의 상방에 상면 공급 노즐이 위치하여 표면 처리용의 약액을 공급하고, 기판의 상면에 약액의 퍼들을 형성한다. 이어서, 상면 공급 노즐이 기판의 상방으로부터 퇴피하여, 상면 이동 부재가 하강하고, 상면 이동 부재의 하면과 약액의 퍼들의 표면(상면)과의 사이에 작은 제 2 간극을 형성한다. 약액의 퍼들은, 상면 이동 부재에 내장된 히터에 의해 정해진 온도로 온도 조절된다. 이 상태에서, 기판을 저속으로 회전시키거나 혹은 웨이퍼를 회전시키지 않고, 기판의 표리면의 약액 처리 공정이 행해진다. 약액 처리 공정 동안, 필요에 따라, 상면 이동 부재의 중심부에 개구되는 약액 공급로 및 전술한 하면 공급로로부터, 기판의 상면 및 이면에 약액이 보충된다.
특허 문헌 1의 기판 처리 장치에서는, 기판은, 기판과 히터 사이에 개재하는 유체(처리액 및 가스 중 적어도 하나)를 통하여 가열된다.
일본특허공개공보 2002-219424호
본 개시는, 회전 테이블에 기판을 흡착한 상태로 기판의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서, 회전 테이블 중 기판과 접촉하는 부분을 용이하게 교환하는 것을 가능하게 하는 구성을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 흡인구가 마련된 표면을 가지는 베이스 플레이트와, 상기 기판의 비처리면에 접촉하여 상기 기판을 흡착하는 표면과, 상기 베이스 플레이트의 상기 표면과 접촉하는 이면과, 상기 표면과 이면을 접속하는 적어도 하나의 관통홀을 가지는 흡착 플레이트를 구비한 회전 테이블과, 상기 회전 테이블을 회전축선 둘레로 회전시키는 회전 구동 기구와, 상기 베이스 플레이트의 상기 흡인구에 흡인력을 작용시키고, 상기 흡인력을 상기 베이스 플레이트와 상기 흡착 플레이트 사이에 작용시킴으로써 상기 베이스 플레이트와 상기 흡착 플레이트를 밀착시키고, 또한 상기 적어도 하나의 관통홀을 개재하여 상기 흡인력을 상기 흡착 플레이트와 상기 기판 사이에 작용시킴으로써 상기 흡착 플레이트와 상기 기판을 밀착시키는 흡인부를 구비한다.
본 개시에 따르면, 회전 테이블 중 기판과 접촉하는 부분(흡착 플레이트)을 용이하게 교환할 수 있다.
도 1은 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에 포함되는 처리 유닛의 구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 상기의 처리 유닛에 마련된 핫 플레이트의 히터의 배치의 일례를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 4는 상기 핫 플레이트의 상면을 나타내는 개략 평면도이다.
도 5는 상기의 처리 유닛에 마련된 흡착 플레이트의 하면의 구성의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 6은 상기 흡착 플레이트의 상면의 구성의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 7은 상기 처리 유닛에 마련된 제 1 전극부의 구성의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 8은 상기 처리 유닛의 각종 구성 부품의 동작의 일례를 설명하는 타임 차트이다.
도 9는 도 5 및 도 6에 나타낸 흡착 플레이트의 개략 단면도이다.
도 10은 도 9와는 다른 절단면에 있어서의 흡착 플레이트의 개략 단면도이다.
도 11은 만곡한 흡착 플레이트에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 12는 흡착 플레이트의 변형예를 나타내는 개략 평면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여 기판 처리 장치(기판 처리 시스템)의 일실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 일실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입반출 스테이션(2)은 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는 복수 매의 기판, 본 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼(W))를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다.
반송부(15)는 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)으로 반입된다.
처리 유닛(16)으로 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.
이어서, 처리 유닛(16)의 일실시 형태의 구성에 대하여 설명한다. 처리 유닛(16)은 매엽식의 딥 액 처리 유닛으로서 구성되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은 회전 테이블(100)과, 웨이퍼(W)에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(700)와, 회전하는 기판으로부터 비산한 처리액을 회수하는 액 받이 컵(처리 컵)(800)을 구비하고 있다. 회전 테이블(100)은 웨이퍼(W) 등의 원형의 기판을 수평 자세로 유지하여 회전시킬 수 있다. 회전 테이블(100), 처리액 공급부(700), 액 받이 컵(800) 등의 처리 유닛(16)의 구성 부품은 하우징(900)(처리 챔버라고도 불림) 내에 수용되어 있다. 도 2는 처리 유닛(16)의 좌반부만을 나타내고 있다.
회전 테이블(100)은 흡착 플레이트(120)와, 핫 플레이트(140)와, 지지 플레이트(170)와, 주연 커버체(180)와, 중공의 회전축(200)을 가지고 있다. 흡착 플레이트(120)는 그 위에 배치된 웨이퍼(W)를 수평 자세로 흡착한다. 핫 플레이트(140)는 흡착 플레이트(120)를 지지하고 또한 가열하는, 흡착 플레이트(120)에 있어서의 베이스 플레이트이다. 지지 플레이트(170)는 흡착 플레이트(120) 및 핫 플레이트(140)를 지지한다. 회전축(200)은 지지 플레이트(170)로부터 하방으로 연장되어 있다. 회전 테이블(100)은 회전축(200)의 주위에 배치된 전동 구동부(102)에 의해, 연직 방향으로 연장되는 회전축선(Ax) 둘레로 회전되고, 이에 의해, 유지한 웨이퍼(W)를 회전축선(Ax) 둘레로 회전시킬 수 있다. 전동 구동부(102)(상세는 도시하지 않음)는, 전동 모터에서 발생한 동력을 동력 전달 기구(예를 들면 벨트 및 풀리)를 개재하여 회전축(200)에 전달하여 회전축(200)을 회전 구동하는 것으로 할 수 있다. 전동 구동부(102)는 전동 모터에 의해 회전축(200)을 직접 회전 구동하는 것이어도 된다.
흡착 플레이트(120)는 웨이퍼(W)의 직경보다 약간 큰 직경(구성에 따라서는, 동일한 직경이어도 됨), 즉 웨이퍼(W)의 면적보다 크거나 혹은 동일한 면적을 가지는 원판 형상의 부재이다. 흡착 플레이트(120)는 웨이퍼(W)의 하면(처리 대상이 아닌 면)을 흡착하는 상면(표면)(120A)과, 핫 플레이트(140)의 상면에 접촉하는 하면(이면)(120B)을 가지고 있다. 흡착 플레이트(120)는 열전도성 세라믹스 등의 고 열전도율 재료, 예를 들면 SiC에 의해 형성할 수 있다. 흡착 플레이트(120)를 구성하는 재료의 열전도율은 150 W/m·k 이상인 것이 바람직하다.
핫 플레이트(140)는 흡착 플레이트(120)의 직경과 대략 동일한 직경을 가지는 원판 형상의 부재이다. 핫 플레이트(140)는 플레이트 본체(141)와, 플레이트 본체(141)에 마련된 전기식의 히터(전기 히터)(142)를 가지고 있다. 플레이트 본체(141)는 열전도성 세라믹스 등의 고 열전도율 재료, 예를 들면 SiC에 의해 형성되어 있다. 플레이트 본체(141)를 구성하는 재료의 열전도율은 150 W/m·k 이상인 것이 바람직하다.
히터(142)는 플레이트 본체(141)의 하면(이면)에 마련된 면 형상 히터, 예를 들면 폴리이미드 히터에 의해 구성할 수 있다. 바람직하게는, 핫 플레이트(140)에는 도 3에 나타내는 바와 같은 복수(예를 들면 10 개)의 가열 존(143-1 ~ 143-10)이 설정된다. 히터(142)는 각 가열 존(143-1 ~ 143-10)에 각각 할당된 복수의 히터 요소(142E)로 구성되어 있다. 각 히터 요소(142E)는 각 가열 존(143-1 ~ 143-10) 내를 사행하여 연장되는 도전체로 형성되어 있다. 도 3에서는 가열 존(143-1) 내에 있는 히터 요소(142E)만을 나타냈다.
이들 복수의 히터 요소(142E)에, 후술하는 급전부(300)에 의해, 서로 독립적으로 급전할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 상이한 가열 존을 상이한 조건으로 가열할 수 있어, 웨이퍼(W)의 온도 분포를 제어할 수 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 플레이트 본체(141)의 상면(표면)에는, 1 개 이상(도시 예에서는 2 개)의 플레이트용 흡인구(144P)와, 1 개 이상의(도시 예에서는 중심부의 1 개) 기판용 흡인구(144W)와, 1 개 이상(도시 예에서는 외측의 2 개)의 퍼지 가스 공급구(144G)를 가지고 있다. 플레이트용 흡인구(144P)는 흡착 플레이트(120)를 핫 플레이트(140)에 흡착시키기 위한 흡인력을 전달하기 위하여 이용된다. 기판용 흡인구(144W)는 웨이퍼(W)를 흡착 플레이트(120)에 흡착시키기 위한 흡인력을 전달하기 위하여 이용된다.
또한 플레이트 본체(141)에는, 후술하는 리프트 핀(211)이 통과하는 복수(도시 예에서는 3 개)의 리프트 핀 홀(145L)과, 회전 테이블(100)의 조립용의 나사에 액세스하기 위한 복수(도시 예에서는 6 개)의 서비스 홀(145S)이 형성되어 있다. 통상 운전 시에는, 서비스 홀(145S)은 캡(145C)으로 폐색되어 있다.
상술한 히터 요소(142E)는 상기의 플레이트용 흡인구(144P), 기판용 흡인구(144W), 퍼지 가스 공급구(144G), 리프트 핀 홀(145L) 및 서비스 홀(145S)을 피해 배치되어 있다. 또한, 회전축(200)과의 연결을 전자석에 의해 행함으로써 서비스 홀을 없앨 수도 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(120)의 하면(120B)에는, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)과, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)과, 하면 퍼지 유로 홈(121G)이 형성되어 있다. 흡착 플레이트(120)가 핫 플레이트(140) 상에 적절한 위치 관계로 배치되어 있을 때에, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)의 적어도 일부가 플레이트용 흡인구(144P)에 연통한다. 마찬가지로, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)의 적어도 일부가 기판용 흡인구(144W)에 연통하고, 하면 퍼지 유로 홈(121G)의 적어도 일부가 퍼지 가스 공급구(144G)에 연통한다. 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)과, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)과, 하면 퍼지 유로 홈(121G)은 서로 분리되어 있다(연통하고 있지 않다).
도 10에는 핫 플레이트(140)의 흡인구(144P)(혹은 144W, 144G)와 흡착 플레이트(120)의 유로 홈(121P)(혹은 121W, 121G)이 서로 중첩되어, 서로 연통하고 있는 상태가 개략적으로 나타나 있다.
도 6 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)에는 복수의(도시 예에서는 5 개의) 두꺼운 환상의 구획 벽(124)이 형성되어 있다. 두꺼운 구획 벽(124)은 상면(120A)에, 서로 분리된 복수의 오목 영역(125W, 125G)(외측의 4 개의 원환 형상 영역과 가장 내측의 원형 영역)을 획정한다.
기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)의 복수의 개소에, 흡착 플레이트(120)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 홀(129W)(도 9를 참조)이 형성되어 있고, 각 관통 홀은 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)과 복수(도시 예에서는 4 개)의 오목 영역(125W) 중 어느 하나를 연통시키고 있다.
또한, 하면 퍼지 유로 홈(121G)의 복수의 개소에, 흡착 플레이트(120)를 두께 방향으로 관통하는 관통 홀(129G)(도 9를 참조)이 형성되어 있고, 각 관통 홀은 하면 퍼지 유로 홈(121G)과 가장 외측의 오목 영역(125G)을 연통시키고 있다. 가장 외측의 오목 영역(125G)은 단일의 원환 형상의 상면 퍼지 유로 홈이 된다.
내측의 4 개의 오목 영역(125W) 내의 각각에는, 복수의 좁은 대략 환상의 분리벽(127)이 동심원 형상으로 마련되어 있다. 좁은 분리벽(127)은 각 오목 영역(125W) 내에, 당해 오목 영역 내를 사행하여 연장되는 적어도 하나의 상면 흡인 유로 홈(125WG)을 형성한다. 즉, 좁은 분리벽(127)은 각 오목 영역(125W) 내에 흡인력을 균등하게 분산시킨다.
흡착 플레이트(120)의 상면(120A)은 전체적으로 평탄해도 된다. 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)을, 도 11에 개략적으로 나타내는 바와 같이, 전체적으로 만곡시켜도 된다. 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 디바이스의 구조, 배열 등에 따라, 웨이퍼(W)가 특정한 방향으로 만곡하는 것이 알려져 있다. 처리 대상의 웨이퍼(W)의 만곡에 맞추어 상면(120A)을 만곡시킨 흡착 플레이트(120)를 이용함으로써, 확실히 웨이퍼(W)의 흡착을 행할 수 있다.
도 6에 나타낸 실시 형태에서는, 구획 벽(124)에 의해 서로 격리된 복수의 오목 영역(125W)이 형성되어 있었지만, 이에는 한정되지 않는다. 예를 들면 도 12에 모식적으로 나타나는 바와 같이, 구획 벽(124)에 연통로(124A)를 마련하고, 오목 영역(125W)끼리를 연통시켜도 된다. 이 경우, 단 하나의 관통 홀(129W)을, 예를 들면 흡착 플레이트(120)의 중앙부에 마련해도 된다. 또한, 두꺼운 구획 벽(124)을 마련하지 않고, 복수의 좁은 분리벽(127)만을, 도 12의 구획 벽(124)과 동일한 형태로 마련해도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 회전축선(Ax)의 부근에는, 흡인/퍼지부(150)가 마련되어 있다. 흡인/퍼지부(150)는 중공의 회전축(200)의 내부에 마련된 로터리 조인트(151)를 가진다. 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)에는, 핫 플레이트(140)의 플레이트용 흡인구(144P) 및 기판용 흡인구(144W)에 연통하는 흡인 배관(152W)과, 퍼지 가스 공급구(144G)에 연통하는 퍼지 가스 공급 배관(152G)이 접속되어 있다.
도시는 하고 있지 않지만, 흡인 배관(152W)을 분기시켜, 분기 흡인 배관을, 플레이트용 흡인구(144P) 및 기판용 흡인구(144W)의 직하(直下)에 있어서 핫 플레이트(140)의 플레이트 본체(141)에 접속해도 된다. 이 경우, 플레이트 본체(141)에, 플레이트 본체(141)를 관통하여 상하 방향으로 연장되는 관통 홀을 형성하고, 각 관통 홀에 분기 흡인 배관을 접속해도 된다. 마찬가지로, 퍼지 가스 공급 배관(152G)을 분기 시켜, 분기 퍼지 가스 공급 배관을, 퍼지 가스 공급구(144G)의 직하에 있어서 핫 플레이트(140)의 플레이트 본체(141)에 접속해도 된다. 이 경우, 플레이트 본체(141)에, 플레이트 본체(141)를 관통하여 상하 방향으로 연장되는 관통 홀을 형성하고, 각 관통 홀에 분기 퍼지 가스 공급 배관을 접속해도 된다. 상술한 분기 흡인 배관 또는 분기 퍼지 가스 공급 배관이, 도 10에 개략적으로 나타나 있다(참조 부호 152WB, 152GB가 부여되어 있음).
상기 대신에, 흡인 배관(152W) 및 퍼지 가스 공급 배관(152G)을 핫 플레이트(140)의 플레이트 본체(141)의 중앙부에 접속해도 된다. 이 경우, 플레이트 본체(141)의 내부에, 흡인 배관(152W)과 플레이트용 흡인구(144P) 및 기판용 흡인구(144W)를 각각 연통시키는 유로와, 퍼지 가스 공급 배관(152G)과 퍼지 가스 공급구(144G)를 연통시키는 유로가 마련된다.
로터리 조인트(151)의 하 피스(151B)에는, 흡인 배관(152W)에 연통하는 흡인 배관(153W)과, 퍼지 가스 공급 배관(151G)에 연통하는 퍼지 가스 공급 배관(153G)이 접속되어 있다. 로터리 조인트(151)는 흡인 배관(152W, 153W)끼리의 연통, 그리고 퍼지 가스 공급 배관(152G, 153G)끼리의 연통을 유지한 채로, 상 피스(151A) 및 하 피스(151B)가 상대 회전 가능하도록 구성되어 있다. 이러한 기능을 가지는 로터리 조인트(151) 그 자체는 공지이다.
흡인 배관(153W)은 진공 펌프 등의 흡인 장치(154)에 접속되어 있다. 퍼지 가스 공급 배관(153G)은 퍼지 가스 공급 장치(155)에 접속되어 있다. 흡인 배관(153W)은 퍼지 가스 공급 장치(155)에도 접속되어 있다. 또한, 흡인 배관(153W)의 접속처를 흡인 장치(154)와 퍼지 가스 공급 장치(155)와의 사이에서 전환하는 전환 장치(156)(예를 들면 삼방 밸브)가 마련되어 있다.
핫 플레이트(140)에는 핫 플레이트(140)의 플레이트 본체(141)의 온도를 검출하기 위한 복수의 온도 센서(146)가 매설되어 있다. 온도 센서(146)는 예를 들면 10 개의 가열 존(143-1 ~ 143-10)에 하나씩 마련할 수 있다. 또한, 핫 플레이트(140)의 히터(142)에 근접한 위치에, 히터(142)의 과열을 검출하기 위한 적어도 하나의 서모 스위치(147)가 마련되어 있다.
핫 플레이트(140)와 지지 플레이트(170) 사이의 공간(S)에는, 상기 온도 센서(146) 및 서모 스위치(147)와 더불어, 온도 센서(146) 및 서모 스위치(147)의 검출 신호를 송신하기 위한 제어 신호 배선(148A, 148B)과, 히터(142)의 각 히터 요소(142E)에 급전하기 위한 급전 배선(149)이 마련되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 로터리 조인트(151)의 주위에는 스위치 기구(160)가 마련되어 있다. 스위치 기구(160)는 회전축선(Ax)의 방향에 관하여 고정된 제 1 전극부(161A)와, 회전축선(Ax)의 방향으로 가동인 제 2 전극부(161B)와, 제 2 전극부(161B)를 회전축선(Ax)의 방향으로 이동(승강)시키는 전극 이동 기구(162)(승강 기구)를 가지고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극부(161A)는 제 1 전극 지지체(163A)와, 제 1 전극 지지체(163A)에 지지된 복수의 제 1 전극(164A)을 가지고 있다. 복수의 제 1 전극(164A)에는 제어 신호 배선(148A, 148B)에 접속된 제어 신호 통신용의 제 1 전극(164AC)(도 7에서는 작은 '○'으로 나타냄)과, 급전 배선(149)에 접속된 히터 급전용의 제 1 전극(164AP)(도 7에서는 큰 '○'으로 나타냄)이 포함된다.
제 1 전극 지지체(163A)는, 전체로서 원판 형상의 부재이다. 제 1 전극 지지체(163A)의 중심부에는 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)가 삽입되는 원형의 홀(167)이 형성되어 있다. 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)는 제 1 전극 지지체(163A)에 고정되어 있어도 된다. 제 1 전극 지지체(163A)의 주연부는 나사홀(171)을 이용하여 지지 플레이트(170)에 나사 고정할 수 있다.
도 2에 개략적으로 나타나는 바와 같이, 제 2 전극부(161B)는 제 2 전극 지지체(163B)와, 제 2 전극 지지체(163B)에 지지된 복수의 제 2 전극(164B)을 가지고 있다. 제 2 전극 지지체(163B)는, 도 7에 나타낸 제 1 전극 지지체(163A)와 대략 동일한 직경의 전체로서 원판 형상의 부재이다. 제 2 전극 지지체(163B)의 중심부에는 로터리 조인트(151)의 하 피스(151B)가 통과할 수 있는 사이즈의 원형의 홀이 형성되어 있다.
제 1 전극(164A)에 대하여 승강함으로써 제 1 전극(164A)에 대하여 접속/분리되는 제 2 전극(164B)은 제 1 전극(164A)과 동일한 평면적 배치를 가지고 있다. 또한 이하, 히터 급전용의 제 1 전극(164AP)(수전 전극)과 접촉하는 제 2 전극(164B)(급전 전극)을 '제 2 전극(164BP)'이라고도 부른다. 또한, 제어 신호 통신용의 제 1 전극(164AC)과 접촉하는 제 2 전극(164B)을 '제 2 전극(164BC)'이라고도 부른다. 제 2 전극(164BP)은 급전 장치(급전부)(300)의 전력 출력 단자에 접속되어 있다. 제 2 전극(164BC)은 급전부(300)의 제어용 입출력 단자에 접속되어 있다.
각 제 2 전극(164B)과 급전부(300)의 전력 출력 단자 및 제어용 입출력 단자를 접속하는 도전로(168A, 168B, 169)(도 2를 참조)는, 적어도 부분적으로 플렉시블한 전선에 의해 형성되어 있다. 플렉시블한 전선에 의해, 제 2 전극(164B)과 급전부(300)의 도통이 유지된 채로, 제 2 전극부(161B) 전체가 회전축선(Ax) 둘레로 중립 위치로부터 정회전 방향 및 역회전 방향으로 각각 정해진 각도만큼 회전하는 것이 가능해진다. 정해진 각도는 예를 들면 180도이지만, 이 각도에 한정되는 것은 아니다. 이는 제 1 전극(164A)과 제 2 전극(164B)의 접속을 유지한 채로, 회전 테이블(100)을 대략 ±180도 회전시킬 수 있는 것을 의미한다.
쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)의 일방을 포고핀으로서 구성해도 된다. 도 2에서는, 제 2 전극(164B) 모두가 포고핀으로서 형성되어 있다. 또한 '포고핀'은, 스프링이 내장된 신축 가능한 봉 형상 전극을 의미하는 용어로서 널리 이용되고 있다. 전극으로서, 포고핀 대신에, 콘센트, 마그넷 전극, 유도 전극 등을 이용할 수도 있다.
쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)끼리가 적절히 접촉하고 있을 때에 제 1 전극 지지체(163A)와 제 2 전극 지지체(163B)를 상대 회전 불가능하게 잠그는 록 기구(165)를 마련하는 것이 바람직하다. 록 기구(165)는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 지지체(163A)에 마련된 홀(165A)과, 제 2 전극 지지체에 마련되고 또한 홀에 감합하는 핀(165B)으로 구성할 수 있다.
쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)끼리가 적절히 접촉하고 있는 것을 검출하는 디바이스(172)(도 2에 개략적으로 나타냄)를 마련하는 것도 바람직하다. 이러한 디바이스로서, 제 1 전극 지지체(163A)와 제 2 전극 지지체(163B)와의 각도 위치 관계가 적절한 상태에 있는 것을 검출하는 각도 위치 센서를 마련해도 된다. 또한, 이러한 디바이스로서, 제 1 전극 지지체(163A)와 제 2 전극 지지체(163B)와의 회전축선(Ax) 방향의 거리가 적절한 상태에 있는 것을 검출하는 거리 센서(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 또한 상기 록 기구(165)의 홀(165A)에 핀(165B)이 적절히 감합하고 있는 것을 검출하는 접촉식의 센서(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
도 2에 있어서 개략적으로 나타난 전극 이동 기구(162)는, 도시는 하지 않지만, 제 2 전극 지지체(163B)를 밀어올리는 푸시 로드와, 푸시 로드를 승강시키는 승강 기구(에어 실린더, 볼 나사 등)를 구비하여 구성할 수 있다(구성예 1). 이 구성을 채용하는 경우에는, 예를 들면 영구 자석을 제 1 전극 지지체(163A)에 마련하고 또한 전자석을 제 2 전극 지지체(163B)에 마련할 수 있다. 이에 의해, 필요에 따라, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)를 상하 방향으로 상대 이동 불가능하게 결합할 수 있고, 그리고 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)를 분리할 수 있다.
제 1 구성예를 채용한 경우, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)와의 결합 및 분리가, 회전 테이블(100)의 동일한 각도 위치에서 행해진다면, 제 2 전극부(161B)가 회전축선(Ax) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있지 않아도 된다. 즉, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)가 분리되었을 때에, 제 2 전극부(161B)를 지지하는 부재(예를 들면 상기의 푸시 로드, 혹은 다른 지지 테이블)가 있으면 된다.
상기의 제 1 구성예 대신에, 다른 구성예 2를 채용할 수도 있다. 상세하게 도시는 하지 않지만, 전극 이동 기구(162)의 제 2 구성예는, 회전축선(Ax)을 중심으로 하는 원환의 형상을 가지는 제 1 링 형상 부재와, 제 1 링 형상 부재를 지지하는 제 2 링 형상 부재와, 제 1 링 형상 부재와 제 2 링 형상 부재의 사이에 개재 설치되어 양자의 상대 회전을 가능하게 하는 베어링과, 제 2 링 형상 부재를 승강시키는 승강 기구(에어 실린더, 볼 나사 등)를 구비한다.
상기 구성예 1, 2 어느 것을 채용한 경우라도, 쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)을 적절히 접촉시킨 채로, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)를 어느 한정된 범위 내에서 연동하여 회전시키는 것이 가능하다.
회전 테이블(100)의 전동 구동부(102)는, 회전 테이블(100)을 임의의 회전 각도 위치에서 정지시키는 위치 결정 기능을 가지고 있다. 위치 결정 기능은 회전 테이블(100)(또는 회전 테이블(100)에 의해 회전되는 부재)에 부설된 로터리 인코더의 검출값에 기초하여 전동 구동부(102)의 모터를 회전시킴으로써 실현할 수 있다. 회전 테이블(100)을 미리 정해진 회전 각도 위치에 정지시킨 상태로, 제 2 전극부(161B)를 전극 이동 기구(162)에 의해 상승시킴으로써, 제 1 및 제 2 전극부(161A, 161B)의 대응하는 전극끼리를 적절히 접촉시킬 수 있다. 제 2 전극부(161B)를 제 1 전극부(161A)로부터 분리할 때도, 회전 테이블(100)을 상기의 미리 정해진 회전 각도 위치에 정지시킨 상태에서 분리를 행하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 흡착 플레이트(120)와 지지 플레이트(170) 사이의 공간(S) 내 및 공간(S)에 면하는 위치에, 복수의 전장(電) 부품(히터, 배선, 센서류)이 배치되어 있다. 주연 커버체(180)는 웨이퍼(W)에 공급되는 처리액, 특히 부식성의 약액이 공간(S) 내에 침입하는 것을 방지하여, 전장 부품을 보호한다. 공간(S)에, 퍼지 가스 공급 배관(152G)으로부터 분기시킨 배관(도시하지 않음)을 거쳐 퍼지 가스(N2 가스)를 공급해도 된다. 그렇게 함으로써, 공간(S)의 외부로부터 공간(S) 내로 약액 유래의 부식성의 가스가 침입하는 것이 방지되어, 공간(S) 내를 비부식성의 분위기로 유지할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 주연 커버체(180)는 상부(181), 측주부(182) 및 하부(183)를 가진다. 상부(181)는 흡착 플레이트(120)의 상방으로 돌출되어, 흡착 플레이트(120)에 접속되어 있다. 주연 커버체(180)의 하부(183)는 지지 플레이트(170)에 연결되어 있다.
주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주연은, 흡착 플레이트(120)의 외주연보다 반경 방향 내측에 위치하고 있다. 상부(181)는 흡착 플레이트(120)의 상면에 접하는 원환 형상의 하면(184)과, 하면(184)의 내주연으로부터 시작하는 경사진 원환 형상의 내주면(185)과, 내주면(185)의 외주연으로부터 반경 방향 외측으로 대략 수평으로 연장되는 원환 형상의 외주면(186)을 가지고 있다. 내주면(185)은 흡착 플레이트(120)의 중심부에 가까워짐에 따라 낮아지도록 경사져 있다.
흡착 플레이트(120)의 상면(120A)과 주연 커버체(180)의 상부(181)의 하면(184) 사이에는, 액의 침입을 방지하기 위하여 씰이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 씰은 상면(120A)과 하면(184) 사이에 배치된 O링(192)으로 할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)의 일부가, 흡착 플레이트(120)의 최외주 부분에 있어서 원주 방향으로 연장되어 있다. 또한 도 6에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)의 최외주 부분에, 오목 홈(193)이 원주 방향으로 연속적으로 연장되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 최외주의 하면 흡인 유로 홈(121P)과 오목 홈(193)은, 흡착 플레이트(120)를 두께 방향으로 관통하는 원주 방향으로 간격을 두고 마련된 복수의 관통 홀(129P)을 개재하여 연통하고 있다. 오목 홈(193) 상에는 주연 커버체(180)의 상부(181)의 하면(184)이 배치된다. 따라서, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)에 작용하는 부압에 의해, 주연 커버체(180)의 상부(181)의 하면(184)은, 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)에 흡착된다. 이 흡착에 의해, O링(192)이 찌부러지기 때문에, 확실한 씰이 실현된다.
외주면(186) 즉 주연 커버체(180)의 정부(??quot;)의 높이는 흡착 플레이트(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면의 높이보다 높다. 따라서, 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 유지된 상태에서, 웨이퍼(W)의 상면에 처리액을 공급하면, 웨이퍼(W)의 상면이 액면(LS)보다 아래에 위치하도록 웨이퍼(W)를 침지할 수 있는 액 축적(퍼들)을 형성할 수 있다. 즉, 주연 커버체(180)의 상부(181)는, 흡착 플레이트(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸는 둑을 형성한다. 이 둑 및 흡착 플레이트(120)에 의해 처리액을 저류할 수 있는 오목한 곳이 획정된다.
주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주면(185)의 경사는, 회전 테이블(100)을 고속 회전시켰을 때에, 상기의 오목한 곳 내에 있는 처리액을, 외방에 원활하게 비산시키는 것을 용이하게 한다. 즉 이 경사가 있음으로써, 회전 테이블(100)을 고속 회전시켰을 때에, 주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주면에 액이 머무는 것을 방지할 수 있다.
주연 커버체(180)의 반경 방향 외측에는, 주연 커버체(180)와 함께 회전하는 회전 컵(188)(회전 액 받이 부재)이 마련되어 있다. 회전 컵(188)은 원주 방향으로 간격을 두고 마련된 복수의 연결 부재(189)를 개재하여, 회전 테이블(100)의 구성 부품, 도시 예에서는 주연 커버체(180)에 연결되어 있다. 회전 컵(188)의 상단은 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 받을 수 있는 높이에 위치하고 있다. 주연 커버체(180)의 측주부(182)의 외주면과 회전 컵(188)의 내주면과의 사이에, 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액이 유하하는 통로(190)가 형성되어 있다.
액 받이 컵(800)은 회전 테이블(100)의 주위를 둘러싸고, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액을 회수한다. 도시된 실시 형태에 있어서는, 액 받이 컵(800)은 고정 외측 컵 요소(801)와, 승강 가능한 제 1 가동 컵 요소(802) 및 제 2 가동 컵 요소(803)와, 고정 내측 컵 요소(804)를 가지고 있다. 서로 인접하는 2 개의 컵 요소의 사이(801과 802의 사이, 802와 803의 사이, 803과 804의 사이)에 각각 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807), 제 3 배출 통로(808)가 형성된다. 제 1 및 제 2 가동 컵 요소(802, 803)의 위치를 변경함으로써, 3 개의 배출 통로(806, 807, 808) 중 어느 선택된 하나에, 주연 커버체(180)와 회전 컵(188) 사이의 통로(190)로부터 유출되는 처리액을 유도할 수 있다. 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807) 및 제 3 배출 통로(808)는 각각, 반도체 제조 공장에 마련된 산계 배액 통로, 알칼리계 배액 통로 및 유기계 배액 통로(모두 도시하지 않음) 중 어느 하나에 접속된다. 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807) 및 제 3 배출 통로(808) 내에는, 도시하지 않은 기액 분리 구조가 마련되어 있다. 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807) 및 제 3 배출 통로(808)는 이젝터 등의 배기 장치(도시하지 않음)를 개재하여 공장 배기계에 접속되어, 흡인되고 있다. 이러한 액 받이 컵(800)은, 본건 출원인에 따른 특허 출원에 관련되는 공개공보, 일본특허공개공보 2012-129462호, 일본특허공개공보 2014-123713호 등에 의해 공지이며, 상세에 대해서는 이들 공개공보를 참조바란다.
회전축선(Ax)의 방향에 관하여 핫 플레이트(140)의 3 개의 리프트 핀 홀(145L)과 정렬하도록, 흡착 플레이트(120) 및 지지 플레이트(170)에도 각각 3 개의 리프트 핀 홀(128L, 171L)이 형성되어 있다.
회전 테이블(100)에는 리프트 핀 홀(145L, 128L, 171L)을 관통하여, 복수(도시 예에서는 3 개)의 리프트 핀(211)이 마련되어 있다. 각 리프트 핀(211)은 리프트 핀(211)의 상단이 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)으로부터 상방으로 돌출하는 전달 위치(상승 위치)와, 리프트 핀(211)의 상단이 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)의 하방에 위치하는 처리 위치(하강 위치) 사이에서 이동 가능하다.
각 리프트 핀(211)의 하방에는 푸시 로드(212)가 마련되어 있다. 푸시 로드(212)는 승강 기구(213) 예를 들면 에어 실린더에 의해 승강시킬 수 있다. 푸시 로드(212)에 의해 리프트 핀(211)의 하단을 밀어올림으로써, 리프트 핀(211)을 전달 위치로 상승시킬 수 있다. 복수의 푸시 로드(212)를 회전축선(Ax)을 중심으로 하는 링 형상 지지체(도시하지 않음)에 마련하고, 공통의 승강 기구에 의해 링 형상 지지체를 승강시킴으로써 복수의 푸시 로드(212)를 승강시켜도 된다.
전달 위치에 있는 리프트 핀(211) 상에 실려 있는 웨이퍼(W)는, 고정 외측 컵 요소(801)의 상단(809)보다 높은 높이 위치에 위치하고, 처리 유닛(16)의 내부에 진입한 기판 반송 장치(17)의 암(도 1 참조)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다.
리프트 핀(211)이 푸시 로드(212)로부터 멀어지면, 리턴 스프링(214)의 탄성력에 의해, 리프트 핀(211)은 처리 위치로 하강하고, 당해 처리 위치에 유지된다. 도 2에 있어서, 부호(215)는 리프트 핀(211)의 승강을 가이드하는 가이드 부재, 부호(216)는 리턴 스프링(214)을 받는 스프링 받이이다. 또한 고정 내측 컵 요소(804)에는, 회전축선(Ax) 둘레의 스프링 받이(216)의 회전을 가능하게 하기 위한 원환 형상의 오목부(810)가 형성되어 있다.
처리액 공급부(700)는 복수의 노즐을 구비한다. 복수의 노즐에는 약액 노즐(701), 린스 노즐(702), 건조 촉진액 노즐(703)이 포함된다. 약액 노즐(701)로 약액 공급원(701A)으로부터, 약액 공급 라인(배관)(701C)에 개재 설치된 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(도시하지 않음)를 포함하는 약액 공급 기구(701B)를 거쳐 약액이 공급된다. 린스 노즐(702)로 린스액 공급원(702A)으로부터, 린스액 공급 라인(배관)(702C)에 개재 설치된 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(도시하지 않음)를 포함하는 린스액 공급 기구(702B)를 거쳐 린스액이 공급된다. 건조 촉진액 노즐(703)로 건조 촉진액 공급원(703A)으로부터, 건조 촉진액 공급 라인(배관)(703C)에 개재 설치된 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(도시하지 않음)를 포함하는 건조 촉진액 공급 기구(703B)를 거쳐 건조 촉진액, 예를 들면 IPA(이소프로필 알코올)가 공급된다.
약액 공급 라인(701C)에, 약액을 온도 조절하기 위한 온조 기구로서, 히터(701D)를 마련할 수 있다. 또한, 약액 공급 라인(701C)을 구성하는 배관에, 약액을 온도 조절하기 위한 테이프 히터(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 린스액 공급 라인(702C)에도 이와 같은 히터류를 마련해도 된다.
약액 노즐(701), 린스 노즐(702) 및 건조 촉진액 노즐(703)은 노즐 암(704)의 선단에 의해 지지되어 있다. 노즐 암(704)의 기단은, 노즐 암(704)을 승강 및 선회시키는 노즐 암 구동 기구(705)에 의해 지지되어 있다. 노즐 암 구동 기구(705)에 의해, 약액 노즐(701), 린스 노즐(702) 및 건조 촉진액 노즐(703)을 웨이퍼(W)의 상방의 임의의 반경 방향 위치(웨이퍼(W)의 반경 방향에 관한 위치)에 위치시키는 것이 가능하다.
하우징(900)의 천장부에, 회전 테이블(100) 상에 웨이퍼(W)가 존재하고 있는지 여부를 검출하는 웨이퍼 센서(901)와, 웨이퍼(W)의 온도(혹은 웨이퍼(W) 상에 있는 처리액의 온도)를 검출하는 하나 또는 복수의 적외선 온도계(902)(하나만 도시함)가 마련되어 있다. 복수의 적외선 온도계(902)가 마련되는 경우, 각 적외선 온도계(902)는, 각 가열 존(143-1 ~ 143-10)에 각각 대응하는 웨이퍼(W)의 영역의 온도를 검출하는 것이 바람직하다.
이어서, 처리 유닛(16)의 동작에 대하여, 처리 유닛(16)에서 약액 세정 처리를 행하는 경우에 대하여, 도 8의 타임 차트도 참조하여 설명한다. 이하에 설명하는 동작은, 도 1에 나타낸 제어 장치(4)(제어부(18))에 의해, 처리 유닛(16)의 각종 구성 부품의 동작을 제어함으로써 행할 수 있다.
도 8의 타임 차트에 있어서, 횡축은 시간 경과를 나타낸다. 항목은 위로부터 차례로 이하와 같다.
PIN : 리프트 핀(211)의 높이 위치를 나타내고 있고, UP이 전달 위치, DOWN이 처리 위치에 있는 것을 나타내고 있다.
EL2 : 제 2 전극부(161B)의 높이 위치를 나타내고 있고, UP이 제 1 전극부(161A)와 접촉하는 위치, DOWN이 제 1 전극부(161A)로부터 멀어진 위치에 있는 것을 나타내고 있다.
POWER : 급전부(300)로부터 히터(142)로의 급전 상태를 나타내고 있고, ON이 급전 상태, OFF가 급전 정지 상태인 것을 나타내고 있다.
VAC : 흡인 장치(154)로부터 흡착 플레이트(120)의 하면 흡인 유로 홈(121W)으로의 흡인력 인가 상태를 나타내고 있고, ON이 흡인 중, OFF가 흡인 정지 중을 나타내고 있다.
N2-1 : 퍼지 가스 공급 장치(155)로부터 흡착 플레이트(120)의 하면 흡인 유로 홈(121W)으로의 퍼지 가스 공급 상태를 나타내고 있고, ON이 공급 중, OFF가 공급 정지 중을 나타내고 있다.
N2-2 : 퍼지 가스 공급 장치(155)로부터 흡착 플레이트(120)의 하면 퍼지 유로 홈(121G)으로의 퍼지 가스 공급 상태를 나타내고 있고, ON이 공급 중, OFF가 공급 정지 중을 나타내고 있다.
WSC : 웨이퍼 센서(901)의 동작 상태를 나타내고 있고, ON이 흡착 플레이트(120) 상의 웨이퍼(W)의 유무를 검출하고 있는 상태, OFF가 검출을 행하고 있지 않은 상태를 나타낸다. 'On Wafer Check'는 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120) 상에 웨이퍼(W)가 존재하고 있는 것을 확인하기 위한 검출 동작이다. 'Off Wafer Check'는 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120k) 상으로부터 확실히 제거된 것을 확인하기 위한 검출 동작이다.
[웨이퍼(W) 반입 공정(유지 공정)]
기판 반송 장치(17)의 암(도 1 참조)이, 처리 유닛(16) 내에 진입하여, 흡착 플레이트(120)의 직상(直上)에 위치한다. 또한, 리프트 핀(211)이 전달 위치에 위치한다(이상 시점(t0 ~ t1)). 이 상태에서, 기판 반송 장치(17)의 암이 하강하고, 이에 의해 웨이퍼(W)가 리프트 핀(211)의 상단 위에 배치되고, 웨이퍼(W)가 암으로부터 멀어진다. 이어서, 기판 반송 장치(17)의 암이 처리 유닛(16)으로부터 퇴출한다. 리프트 핀(211)이 처리 위치까지 하강하고, 그 과정에서, 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)에 배치된다(시점(t1)).
이어서, 흡인 장치(154)가 작동하여, 흡착 플레이트(120)가 핫 플레이트(140)에 흡착되고, 또한 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 흡착된다(시점(t1)). 이 후, 웨이퍼 센서(901)에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 적절히 흡착되고 있는가의 검사가 개시된다(시점(t2)).
퍼지 가스 공급 장치(155)로부터 흡착 플레이트(120)의 상면의 가장 외측의 오목 영역(125G)에 상시 퍼지 가스(예를 들면 N2 가스)가 공급되고 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 하면의 주연부와 흡착 플레이트(120)의 주연부의 접촉면에 간극이 있어도, 그 간극으로부터 웨이퍼(W)의 주연부와 흡착 플레이트(120)의 주연부 사이에 처리액이 침입하는 경우는 없다.
웨이퍼(W)의 반입이 개시되기 전의 시점(시점(t0)보다 전)부터, 제 2 전극부(161B)는 상승 위치에 있으며, 제 1 전극부(161A)의 복수의 제 1 전극(164A)과, 제 2 전극부(161B)의 복수의 제 2 전극(164B)이 서로 접촉하고 있다. 급전부(300)로부터 핫 플레이트(140)의 히터(142)에 급전되어, 핫 플레이트(140)의 히터(142)가 예비 가열 상태로 되어 있다.
[웨이퍼 가열 공정]
웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 흡착되면, 핫 플레이트(140)의 온도가 미리 정해진 온도(흡착 플레이트(120) 상의 웨이퍼(W)가 그 후의 처리에 적합한 온도로 가열되는 것과 같은 온도)까지 승온하도록, 핫 플레이트(140)의 히터(142)에 대한 공급 전력을 조절한다(시점(t1 ~ t3)).
[약액 처리 공정(퍼들 형성 공정 및 교반 공정을 포함함)]
이어서, 처리액 공급부(700)의 노즐 암에 의해, 약액 노즐(701)이, 웨이퍼(W)의 중심부의 직상에 위치한다. 이 상태에서, 약액 노즐(701)로부터 온도 조절된 약액이 웨이퍼(W)의 표면(상면)에 공급된다(시점(t3 ~ t4)). 약액의 공급은, 약액의 액면(LS)이 웨이퍼(W)의 상면보다 위에 위치할 때까지 계속된다. 이 때, 주연 커버체(180)의 상부(181)가 둑으로서 작용하여, 약액이 회전 테이블(100)의 외측으로 흘러 넘치는 것을 방지한다.
약액의 공급 중 혹은 약액의 공급 후에, 회전 테이블(100)이 저속으로 교호로 정회전 및 역회전(예를 들면 180도 정도씩)된다. 이에 의해, 약액이 교반되어, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 웨이퍼(W) 표면과 약액과의 반응을 균일화할 수 있다.
일반적으로, 액 받이 컵 내로 끌어들여지는 기류의 영향에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부의 온도가 낮아지는 경향에 있다. 히터(142)의 복수의 히터 요소(142E) 중, 웨이퍼(W)의 주연부 영역(도 3의 가열 존(143-1 ~ 143-4))의 가열을 담당하는 히터 요소(142E)에 대한 공급 전력을 증대시켜도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도가 균일화되어, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 웨이퍼(W) 표면과 약액과의 반응을 균일화할 수 있다.
이 약액 처리 중에 있어서, 히터(142)에 대한 공급 전력의 제어를, 핫 플레이트(140)에 마련된 온도 센서(146)의 검출값에 의해 행할 수 있다. 이 대신에, 히터(142)로의 공급 전력의 제어를, 웨이퍼(W)의 표면 온도를 검출하는 적외선 온도계(902)의 검출값에 기초하여 행해도 된다. 적외선 온도계(902)의 검출값을 이용하는 것이, 보다 정확하게 웨이퍼(W)의 온도를 제어할 수 있다. 히터(142)에 대한 공급 전력의 제어를, 약액 처리의 초반에 온도 센서(146)의 검출값에 기초하여 행하고, 나중에 적외선 온도계(902)의 검출값에 기초하여 행해도 된다.
[약액 털어내기 공정(약액 제거 공정)]
약액 처리가 종료되면, 먼저 급전부(300)로부터의 히터(142)로의 급전을 정지하고(시점(t4)), 이어서 제 2 전극부(161B)를 하강 위치로 하강시킨다(시점(t5)). 먼저 급전을 정지함으로써, 제 2 전극(161B)의 하강 시에 전극 간에 스파크가 생기는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 회전 테이블(100)을 고속 회전시켜, 웨이퍼(W) 상의 약액을 원심력에 의해 외방으로 비산시킨다(시점(t5 ~ t6)). 주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주면(185)이 경사져 있기 때문에, 상부(181)보다 반경 방향 내측의 영역에 존재하는 모든 약액(웨이퍼(W) 상의 약액도 포함함)이 원활하게 제거된다. 비산한 약액은, 회전 컵(188)과 주연 커버체(180) 사이의 통로(190)를 통하여 유하(流下)하고, 액 받이 컵(800)에 회수된다. 또한 이 때, 약액의 종류에 적합한 배출 통로(제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807), 제 3 배출 통로(808) 중 어느 하나)에 비산한 약액이 유도되도록, 제 1 및 제 2 가동 컵 요소(802, 803)가 적절한 위치에 위치하고 있다.
[린스 공정]
이어서, 회전 테이블(100)을 저속 회전으로 하고, 린스 노즐(702)을 웨이퍼(W)의 중심부의 직상에 위치시키고, 린스 노즐(702)로부터 린스액을 공급한다(시점(t6 ~ t7)). 이에 의해, 상부(181)보다 반경 방향 내측의 영역에 잔류하고 있는 모든 약액(웨이퍼(W) 상에 잔류하고 있는 약액도 포함함)이, 린스액에 의해 씻겨내진다.
린스 노즐(702)로부터 공급되는 린스액은 상온의 린스액이어도 가열된 린스액이어도 된다. 가열된 린스액을 공급한 경우에는, 흡착 플레이트(120) 및 핫 플레이트(140)의 온도 저하를 방지할 수 있다. 가열된 린스액은, 공장 용력계로부터 공급을 받을 수 있다. 이 대신에, 상온의 린스액을 가열하기 위하여, 린스액 공급원(702A)과 린스 노즐(702)을 접속하는 린스액 공급 라인에 히터(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
[털어내기 건조 공정]
이어서, 회전 테이블(100)을 고속 회전으로 하고, 린스 노즐(702)로부터의 린스액의 토출을 정지하여, 상부(181)보다 반경 방향 내측의 영역에 잔류하고 있는 모든 린스액(웨이퍼(W) 상에 잔류하고 있는 린스액도 포함함)을, 원심력에 의해 외방으로 비산시킨다(시점(t7 ~ t8)). 이에 의해, 웨이퍼(W)가 건조된다.
린스 처리와 건조 처리 사이에, 웨이퍼(W)에 건조 촉진액을 공급하고, 상부(181)보다 반경 방향 내측의 영역에 잔류하고 있는 모든 린스액(웨이퍼(W) 상에 잔류하고 있는 린스액도 포함함)을 건조 촉진액으로 치환해도 된다. 건조 촉진액은 린스액보다 휘발성이 높고, 표면 장력이 낮은 것이 바람직하다. 건조 촉진액은 예를 들면 IPA(이소프로필 알코올)로 할 수 있다.
털어내기 건조 공정 후에, 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 건조를 행해도 된다. 이 경우에는, 먼저 회전 테이블(100)의 회전을 정지시킨다. 이어서, 제 2 전극부(161B)를 상승 위치로 상승시키고(시점(t8)), 이어서 급전부(300)로부터 히터(142)로의 급전을 행하여(시점(t9)), 웨이퍼(W)를 승온시키고(고속 승온이 바람직함), 웨이퍼의 주연부 및 그 근방에 약간 잔류하고 있는 린스액(또는 건조 촉진액)을 증발시킴으로써, 제거한다. 상술한 IPA를 이용한 털어내기 건조 공정을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 표면은 충분히 건조되기 때문에, 히터(142)에 따른 가열 건조는 행하지 않아도 된다. 즉, 도 8의 타임 차트에 있어서, 시점(t7과 t8) 사이의 시점에서 시점(t10과 t11) 사이의 시점까지의 동작을 생략해도 된다.
[웨이퍼 반출 공정]
이어서, 전환 장치(삼방 밸브)(156)를 전환하여, 흡인 배관(153W)의 접속처를 흡인 장치(154)로부터 퍼지 가스 공급 장치(155)로 변경한다. 이에 의해, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)에 퍼지 가스를 공급하고, 또한 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)을 거쳐 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)의 오목 영역(125W)에 퍼지 가스를 공급한다. 이에 의해, 흡착 플레이트(120)에 대한 웨이퍼(W)의 흡착이 해제된다(시점(t10)).
상기의 조작에 수반하여, 핫 플레이트(140)에 대한 흡착 플레이트(120)의 흡착도 해제된다. 1 매의 웨이퍼(W)의 처리가 종료될 때마다 핫 플레이트(140)에 대한 흡착 플레이트(120)의 흡착을 해제하지 않아도 되기 때문에, 이 흡착 해제가 행해지지 않는 배관 계통으로 변경해도 상관없다.
이어서, 리프트 핀(211)을 전달 위치까지 상승시킨다(시점(t11)). 상기의 퍼지에 의해 흡착 플레이트(120)에 대한 웨이퍼(W)의 흡착이 해제되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 흡착 플레이트(120)로부터 용이하게 분리할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)가 흠집 나는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 리프트 핀(211) 상에 실려 있는 웨이퍼(W)를, 기판 반송 장치(17)의 암(도 1 참조)으로 들어올려, 처리 유닛(16)의 외부로 반출한다(시점(t12)). 이 후, 웨이퍼 센서(901)에 의해, 흡착 플레이트(120) 상에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 것의 확인이 행해진다. 이상에 의해, 1 매의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리가 종료된다.
약액 세정 처리에서 이용되는 약액으로서는, SC1, SPM(황산과수), H3PO4(인산 수용액) 등이 예시된다. 일례로서, SC1의 온도는 상온 ~ 70℃, SPM의 온도는 100 ~ 120℃, H3PO4의 온도는 100 ~ 165℃이다. 이와 같이, 상온보다 높은 온도로 약액이 공급되는 경우, 상기 실시 형태는 유익하다.
상기의 실시 형태에 따르면, 흡착 플레이트(120)를 흡인에 의해 핫 플레이트(140)에 흡착하고 있기 때문에, 흡착 플레이트(120)를 용이하게 교환할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 흡착 플레이트(120)의 오염, 손상 등이 생겼을 경우에, 흡착 플레이트(120)를 교환함으로써 용이하게 대응할 수 있다. 또한, 흡착에 의해 흡착 플레이트(120)가 핫 플레이트(140)에 밀접하기 때문에, 흡착 플레이트(120)와 핫 플레이트(140) 사이의 충분한 열 전도를 확보할 수 있다. 즉, 흡착 플레이트(120)와 핫 플레이트(140)를 별도 부재로서 구성한 것에 따른 열 전도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 휜 패턴이 상이한 웨이퍼(W)를 처리하는 경우에, 흡착 플레이트(120)를 교환함으로써 용이하게 대응할 수 있다.
상기의 실시 형태에서는, 흡착 플레이트(120)의 하면(120B)에 마련된 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)과 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)이 서로 분리되어 있었지만, 이에는 한정되지 않는다. 하면 흡인 유로 홈(121P, 121W)을 서로 연통시켜 통합해도 된다. 이 경우, 통합된 유로 홈에, 당해 유로 홈과 상면(120A)의 오목 영역(125W)을 연통시키는 관통 홀이 마련된다. 또한 이 경우, 플레이트 본체(141)의 상면에, 플레이트용 흡인구(144P)와 기판용 흡인구(144W)를 별개로 마련하지 않아도 된다.
상기의 처리 유닛(16)을 이용하여, 액 처리로서, 도금 처리(특히 무전해 도금 처리)를 행할 수도 있다. 무전해 도금 처리를 행하는 경우, 프리 클린 공정(약액 세정 공정), 도금 공정, 린스 공정, 포스트클린 공정(약액 세정 공정), IPA 치환 공정, 털어내기 건조 공정(경우에 따라서는 이어서 가열 건조 공정)이 순차 행해진다. 이 중, 도금 공정에 있어서, 처리액으로서 예를 들면 50 ~ 70℃의 알칼리성 약액(무전해 도금액)이 이용된다. 프리클린 공정, 린스 공정, 포스트클린 공정, IPA 치환 공정에서 이용되는 처리액(약액 또는 린스액)은 상온이다. 따라서 도금 공정 시에, 상술한 웨이퍼 가열 공정 및 약액 처리 공정과 동일한 공정을 행하면 된다. 프리클린 공정, 린스 공정, 포스트클린 공정, IPA 치환 공정에 있어서는, 제 1 전극(164A)과 제 2 전극(164B)을 이간시킨 상태에서, 회전 테이블을 회전시키면서, 필요한 처리액을, 흡착 플레이트(120)에 흡착된 웨이퍼(W)의 상면에 공급하면 된다. 물론, 처리액 공급부(700)에는 필요한 처리액을 공급하는데 충분한 노즐 및 처리액 공급원이 마련된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는 첨부의 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 흡인구가 마련된 표면을 가지는 베이스 플레이트와, 기판의 비처리면에 접촉하여 상기 기판을 흡착하는 표면과, 상기 베이스 플레이트의 상기 표면과 접촉하는 이면과, 상기 표면과 이면을 접속하는 적어도 하나의 관통 홀을 가지는 흡착 플레이트를 구비한 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블을 회전축선 둘레로 회전시키는 회전 구동 기구와,
    상기 베이스 플레이트의 상기 흡인구에 흡인력을 작용시키고, 상기 흡인력을 상기 베이스 플레이트와 상기 흡착 플레이트 사이에 작용시킴으로써 상기 베이스 플레이트와 상기 흡착 플레이트를 밀착시키고, 또한 상기 적어도 하나의 관통 홀을 개재하여 상기 흡인력을 상기 흡착 플레이트와 상기 기판 사이에 작용시킴으로써 상기 흡착 플레이트와 상기 기판을 밀착시키는 흡인부
    를 구비한 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 플레이트의 표면에 상기 적어도 하나의 관통 홀과 연통하는 적어도 하나의 표면 흡인 유로 홈이 마련되고, 상기 흡착 플레이트의 이면에 상기 베이스 플레이트의 상기 적어도 하나의 흡인구와 연통하는 적어도 하나의 이면 흡인 유로 홈이 마련되고, 상기 적어도 하나의 표면 흡인 유로 홈이 상기 흡인력을 상기 흡착 플레이트의 표면의 면내에 분산시키는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 상기 적어도 하나의 흡인구는, 제 1 흡인구와 제 2 흡인구를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 이면 흡인 유로 홈은, 상기 제 1 흡인구에 연통하는 제 1 이면 흡인 유로 홈과, 상기 제 2 흡인구에 연통하는 제 2 이면 흡인 유로 홈을 포함하고,
    상기 제 1 이면 흡인 유로 홈에 작용하는 흡인력이 상기 베이스 플레이트와 상기 흡착 플레이트를 밀착시키고, 상기 제 1 이면 흡인 유로 홈이 상기 흡인력을 상기 흡착 플레이트의 이면의 면내에 분산시키고,
    상기 적어도 하나의 관통 홀은 상기 제 2 이면 흡인 유로 홈과 상기 적어도 하나의 표면 흡인 유로 홈을 연통시키고, 상기 제 2 이면 흡인 유로 홈, 상기 적어도 하나의 관통 홀을 개재하여 상기 적어도 하나의 표면 흡인 유로 홈에 작용하는 흡인력이 상기 흡착 플레이트와 상기 기판을 밀착시키는,
    기판 처리 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 표면 흡인 유로 홈은 동심원 형상으로 복수 마련되고, 상기 관통 홀은 복수 마련되고, 상기 복수의 관통 홀은 상기 표면 흡인 유로 홈의 각각에 연통하고 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부와,
    상기 베이스 플레이트의 상기 적어도 하나의 흡인구 중 적어도 상기 표면 흡인 유로 홈에 연통하는 흡인구에 대하여 상기 퍼지 가스 공급부가 접속되어 있는 상태와, 상기 흡인부가 접속되어 있는 상태를 전환하는 전환부
    를 더 구비한, 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부와,
    상기 베이스 플레이트의 상기 적어도 하나의 흡인구 중 적어도 상기 표면 흡인 유로 홈에 연통하는 흡인구에 대하여 상기 퍼지 가스 공급부가 접속되어 있는 상태와, 상기 흡인부가 접속되어 있는 상태를 전환하는 전환부
    를 더 구비한, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부를 더 구비하고, 상기 흡착 플레이트의 표면의 주연부에 원주 방향으로 연속적으로 연장되는 퍼지 유로 홈이 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 상기 표면에 상기 퍼지 가스 공급부와 연통하는 퍼지 가스 공급구가 마련되고, 상기 흡착 플레이트에 상기 흡착 플레이트를 두께 방향으로 관통하여 상기 퍼지 가스 공급구와 상기 퍼지 유로 홈을 연통시키는 연통 홀이 마련되고, 상기 퍼지 가스는 상기 흡착 플레이트와 상기 기판의 주연부 사이에 유체가 진입하는 것을 저지하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 플레이트에 상기 기판을 배치하는 것 및 상기 흡착 플레이트로부터 상기 기판을 분리하기 위하여 상기 기판을 승강시키는 복수의 리프트 핀과,
    상기 복수의 리프트 핀을 승강시키는 리프트 핀 승강 기구
    를 더 구비하고,
    상기 흡착 플레이트가 미리 정해진 위치 관계에서 상기 베이스 플레이트에 접촉하고 또한 상기 흡착 플레이트에 미리 정해진 위치 관계에서 상기 기판이 접촉하고 있을 때에, 상기 각 리프트 핀이 통과할 수 있는 위치에 상기 흡착 플레이트 및 상기 베이스 플레이트에 관통 홀이 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 전기 히터가 마련된 핫 플레이트로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡착 플레이트는 상기 핫 플레이트보다 얇은, 기판 처리 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 플레이트의 표면은 중앙부가 주연부보다 높거나 혹은 주연부가 중앙부보다 높은, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 플레이트는 열전도율이 150 W/m·k 이상의 열전도성 세라믹스로 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축선의 방향에서 봤을 때, 상기 흡착 플레이트 및 상기 베이스 플레이트는 원형인, 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전축선의 방향에서 봤을 때, 상기 흡착 플레이트는 상기 기판의 직경 이상의 직경을 가지는, 기판 처리 장치.
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