KR20090087412A - 세정 장치 및 그 방법, 도포 현상 장치 및 그 방법, 및 기억 매체 - Google Patents

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슈이치 니시키도
요이치 도쿠나가
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Abstract

본 발명은 기판의 표면 및 베벨(bevel)부 및 이면의 세정을 행할 수 있는 세정 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
세정 장치(100)는, 이면을 하방으로 향하게 한 상태의 기판을 이면으로부터 지지하여 유지하는 2개의 기판 유지 수단[흡착 패드(2), 스핀척(3)]을 구비하고, 지지하는 영역이 겹치지 않도록 하면서 이들 기판 유지 수단 사이에서 기판을 전달한다. 세정 부재[브러시(5)]는 기판 유지 수단에 의해 지지되어 있는 영역 이외의 기판의 이면을 세정하고, 2개의 기판 유지 수단 사이에서 기판이 전달되는 것을 이용하여 기판의 이면 전체를 세정한다. 또한 기판이 스핀척(3)에 의해 유지되어, 회전될 때에, 기판의 이면의 세정과 아울러, 기판 표면 및 베벨부에 각각 세정액을 공급하여, 상기 표면과 베벨부의 세정을 행한다.

Description

세정 장치 및 그 방법, 도포 현상 장치 및 그 방법, 및 기억 매체{CLEANING APPARATUS, CLEANING METHOD, COATING-DEVELOPING APPARATUS, COATING-DEVELOPING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이용 유리 기판(LCD 기판)과 같은 기판을 액침 노광 전에 세정하는 기술에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 LCD 기판의 제조 프로세스에서는, 포토리소그래피라고 불리는 기술에 의해 기판에 대하여 레지스트 패턴의 형성이 행해지고 있다. 이 기술은, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 함) 등의 기판에 레지스트액을 도포하고, 이 레지스트를 소정의 패턴으로 노광한 후에, 현상 처리를 하는 일련의 공정에 의해 행해지고, 이러한 처리는, 일반적으로 레지스트액의 도포나 현상을 행하는 도포 현상 장치에, 노광 장치를 접속한 레지스트 패턴 형성 시스템을 이용하여 행해진다.
그런데, 최근, 디바이스 패턴은 점점 미세화, 박막화가 진행되는 경향에 있으며, 이에 따라, 노광의 해상도를 올리는 요청이 강해지고 있어, 기판의 표면에 빛을 투과시키는 액층을 형성한 상태에서 노광하는 수법(이하 「액침 노광」이라고 함)의 검토가 이루어지고 있다. 이 액침 노광은, 웨이퍼와 노광 수단에 설치된 렌즈 사이에 액막을 형성하고, 광원으로부터 빛을 렌즈 및 액막을 통해 웨이퍼에 조사함으로써, 소정의 회로 패턴을 레지스트에 전사하는 것이다. 실제 노광 처리에서는, 웨이퍼 표면과의 사이에 액막을 형성한 상태에서, 노광 수단을 가로 방향으로 슬라이드 이동시켜, 다음 전사 영역에 대응하는 위치에 배치하고, 빛을 조사한다고 하는 동작을 반복함으로써, 웨이퍼 표면에 소정의 회로 패턴을 순차적으로 전사해 가는 것이 행해진다.
이러한 액침 노광에서는, 액막과 함께 노광 수단이 이동하여 노광 처리가 행해지기 때문에, 웨이퍼 표면의 일부에 파티클이 부착되어 있었다고 해도, 이 파티클이 액막에 받아들여져 액막과 함께 이동하고, 결과적으로 전사할 때마다, 노광이 저해되어, 레지스트 패턴의 결함 부분이 웨이퍼 전체에 산재하게 될 수 있다. 이 때문에 노광 처리를 행하기 전에는, 웨이퍼 표면의 세정 처리가 행해지고 있다(특허 문헌 1 참조).
또한 웨이퍼의 베벨부(bevel)(10)[경사 부분]를 포함하는 둘레 가장자리부는 디바이스의 형성 영역에 포함되지 않기 때문에, 예컨대 파티클 발생을 방지하는 등의 목적으로, 반사 방지막이나 레지스트막은, 각각 웨이퍼에 성막(成膜)된 후에 그 둘레 가장자리부에 용제가 공급되어 린스됨으로써 상기 둘레 가장자리부가 제거되어, 도 17에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에서 단차를 갖도록 적층되는 경우가 있다. 도면 중 도면 부호 11은 반사 방지막, 도면 부호 12는 레지스트막, 도면 부호 13은 레지스트막의 상층에 형성된 톱 코트이다. 이러한 구조에 의해, 톱 코트(13)가 베벨부(10)에서 박리되기 쉬운 상태로 되어 있으며, 또한 베벨부(10)는 반송 수단에 의해 유지되는 부위이기 때문에, 반송 시에 톱 코트(13)가 박리되어 파티클로서 상기 베벨부(10)에 부착되게 되는 경우가 있다. 이 때문에 액침 노광 전에 상기 베벨부(10)를 세정하여, 상기 부위에 부착되어 있던 파티클을 제거하는 수법에 대해서도 제안되어 있다(특허 문헌 2 참조).
이에 더하여 최근, 액침 노광 전에 웨이퍼 이면측의 파티클을 제거하는 것에 대해서도 요구가 높아지고 있다. 웨이퍼 이면에 파티클이 부착되어 있으면, 웨이퍼를 얹어 놓기 위한 스테이지와 웨이퍼 사이에 파티클이 들어가고, 이에 따라 웨이퍼에 휘어짐이 발생하여 곡률이 변화하며, 디바이스 패턴의 미세화가 진행됨으로써 노광 시에 디포커스(포커스가 흐트러져 버리는 현상)를 일으키는 원인이 되기 때문이다.
그런데, 상기 레지스트 패턴 형성 시스템 내부는 청정도가 높게 유지되어 있기 때문에, 상기 웨이퍼 이면의 세정은, 일반적으로는, 상기 시스템에 웨이퍼가 반입되기 전에, 상기 시스템의 외부에 설치된 세정 장치에 의해 행해지고 있다. 그러나, 디바이스 패턴의 미세화에 따라 반도체 디바이스의 제조 공정에 포함되는 공정수도 증가하고 있어, 웨이퍼 이면에 파티클이 부착될 위험도 커지고 있다. 또한 액침 노광에서는, 웨이퍼 이면에 부착된 파티클이 5 ㎛∼10 ㎛ 정도로 매우 미세하더라도, 이미 서술한 바와 같은 디포커스 현상이 문제가 되는 것이 인정되고 있다. 따라서 보다 정밀도가 높은 노광 처리를 하기 위해서는, 상기 레지스트 패턴 형성 시스템 내에 웨이퍼 이면을 세정하는 세정 유닛을 내장하여, 액침 노광을 하기 직 전에 웨이퍼의 세정 처리를 하는 것이 바람직하다.
여기서 웨이퍼의 세정에 대해서는 예컨대 진공척이나 메커니컬척에 고정한 웨이퍼에 브러시를 상방으로부터 밀어붙이고, 탈이온수(Deionized Water: 이하, DIW라고 함) 등을 공급하면서 웨이퍼와 브러시를 상대적으로 미끄럼 이동시킴으로써 파티클을 제거하는 수법이 일반적이다. 한편 상기 레지스트 패턴 형성 시스템에 있어서는, 웨이퍼는 통상 상면을 상방으로 향하게 한 상태로 반송된다. 이 때문에 웨이퍼의 이면 세정을 하는 세정 장치를 시스템 내에 내장하는 경우, 웨이퍼 이면의 상방으로부터 브러시를 밀어붙여 웨이퍼의 이면측을 세정하고자 하면, 웨이퍼의 반송 수단과 세정 장치 사이에 리버서(reverser)라고 불리는 기판 반전 장치를 설치하여, 세정 장치로의 웨이퍼의 반입출 시에 웨이퍼 이면을 상방으로 향하게 한 상태로 할 필요가 있다. 그러나, 이러한 수법에서는 리버서를 설치할 공간이나 웨이퍼의 반전 동작을 할 공간이 필요해져, 도포 현상 장치가 대형화되게 된다. 또한 리버서의 설치를 생략하기 위해서 브러시를 웨이퍼의 하방에 설치하는 구성에서는, 웨이퍼를 유지하는 척 등으로 덮여 있는 영역은 세정할 수 없어, 이면 전체를 세정할 수 없게 된다.
또한 상기 레지스트 패턴 형성 시스템에서는, 도포 유닛이나 현상 유닛, 레지스트 도포나 현상 전후의 처리를 하는 유닛 등, 다수의 유닛이 배치되어 있으나, 이 시스템에서는, 장치의 전유 면적의 증대를 억제하면서, 유닛의 배치수를 많게 하여 작업 처리량의 향상을 도모하고 싶다고 하는 요청이 있다. 이 때문에 웨이퍼 표면을 세정하는 표면 세정 유닛과, 웨이퍼의 베벨부(10)를 세정하는 베벨 세정 유 닛과, 웨이퍼 이면을 세정하는 이면 세정 유닛을 개별적으로 준비하여, 각각 별개로 내장하고자 하면, 설치할 공간적 여유가 없다. 또한 작업 처리량의 관점에서 보면, 웨이퍼 표면과 베벨부와 웨이퍼 이면을 각각 별개의 유닛으로 세정하는 경우에는, 각각의 유닛에서의 세정 시간에 더하여, 웨이퍼를 반송하는 시간이나 각각의 유닛과 반송 아암 사이에서 웨이퍼를 전달하는 시간도 가산하지 않으면 안 되어, 처리 시간이 증대되어, 작업 처리량의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있다.
또한 액침 노광 처리를 행하는 프로세스에서는, 반사 방지막의 약액이나 레지스트액과 웨이퍼의 밀착성을 향상시켜, 액침 노광 시에 있어서의 반사 방지막이나 레지스트막의 막 박리를 억제하기 위해서 소수화 처리가 행해지고 있기 때문에, 다음과 같은 문제도 발생한다. 이 소수화 처리는 소수화 처리제의 증기로 가스 처리를 행하는 것이지만, 상기 증기가 웨이퍼(W) 이면까지 돌아 들어가서, 예컨대 웨이퍼(W) 이면에서는, 도 18에 도시하는 바와 같이 웨이퍼의 외측 가장자리로부터 15 ㎜ 정도 내측까지 소수화 처리가 행해지게 된다. 도 18에서는 사선부(14)가 소수화 처리되는 영역을 나타내고 있다.
이와 같이 웨이퍼의 이면측에서는, 상기 소수화된 영역과 소수화되어 있지 않은 영역이 존재하고, 소수화되어 있지 않은 영역에 대해서는 이미 서술한 바와 같은 브러시 세정이 유효하지만, 소수화된 영역은 발수성(撥水性)이 높기 때문에, 세정액을 충분히 고루 미치게 하는 것이 곤란하고, 직접 브러시를 밀어붙여 회전시키면, 브러시의 섬유가 깎여서 다량의 파티클이 발생하여, 웨이퍼를 오염시킬 우려가 있다.
이상의 점에서, 액침 노광을 하는 경우에는, 노광 처리 전에 웨이퍼의 표면, 베벨부 및 이면의 각각에 대해서 세정할 필요가 있고, 이들을 하나의 모듈 내에서 행하는 것, 또한 이면 세정에 있어서는, 소수화된 영역과 소수화되어 있지 않은 영역의 각각에 적절한 세정 방법을 이용하여 행하는 것에 대해서 검토할 필요가 있다.
그런데 특허 문헌 1에는, 액침 노광 전에 웨이퍼의 표면을 세정하는 수법에 대해서 기재되어 있고, 특허 문헌 2에는, 액침 노광 전에 웨이퍼의 베벨부의 레지스트막을 제거하는 수법이 기재되어 있다. 그러나 이들 특허 문헌 1, 2에서도, 액침 노광 전에 웨이퍼의 이면을 세정하는 수법이나, 장치의 점유 면적의 증대나 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 웨이퍼의 표면, 베벨부 및 이면을 세정하는 수법에 대해서는 기재되어 있지 않아, 본 발명의 과제를 해결할 수 없다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-80403호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2007-214279호 공보
본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것으로, 그 목적은 1대의 세정 장치에서 기판의 표면 및 베벨부 및 이면의 세정을 행할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
이를 위해서, 본 발명은, 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광되기 전의 기판을 세정하는 세정 장치에 있어서,
기판 표면을 위로 한 상태에서, 이 기판의 이면의 제1 영역을 수평으로 유지하는 제1 기판 유지 수단과,
이 제1 기판 유지 수단으로부터 기판을 수취하여, 상기 제1 영역과는 겹치지 않는 기판 이면의 제2 영역을 수평으로 유지하고, 이 기판을 연직축 주위로 회전시키는 제2 기판 유지 수단과,
상기 제2 기판 유지 수단에 의해 회전되는 기판의 표면에 표면용 세정액을 공급하여 상기 표면을 세정하기 위한 표면 세정 노즐과,
상기 제2 기판 유지 수단에 의해 회전되는 기판의 베벨부에 베벨부용 세정액을 공급하여 상기 베벨부를 세정하기 위한 베벨 세정 노즐과,
상기 제1 기판 유지 수단 또는 제2 기판 유지 수단에 유지된 기판의 이면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단과,
상기 제1 기판 유지 수단 또는 제2 기판 유지 수단에 유지된 기판의 이면에 접촉하여 상기 이면을 세정하는 세정 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서는, 상기 제1 기판 유지 수단을 상기 제2 기판 유지 수단에 대하여 상대적으로 가로 방향으로 이동시키기 위한 이동 수단과, 상기 제1 기판 유지 수단을 상기 제2 기판 유지 수단에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시키기 위한 승강 수단을 구비하는 것이 바람직하고, 또한 본 발명에서는, 기판을 제1 기판 유지 수단에 유지시켜, 상기 세정 부재에 의해 상기 제2 영역을 포함하는 기판의 이면을 세정하고, 계속해서 기판을 제1 기판 유지 수단으로부터 제2 기판 유지 수단에 전달하고, 이 제2 기판 유지 수단에 의해 기판을 회전시켜, 상기 세정 부재에 의해 상기 제2 영역 이외의 기판의 이면을 세정하도록, 제어 지령을 출력하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 제어 지령을 출력하는 수단은, 상기 세정 부재에 의해 제2 영역 이외의 기판의 이면을 세정하면서, 표면 세정 수단 및 베벨 세정 수단으로부터 각각 기판을 향해서 세정액을 공급하여, 상기 기판의 표면 및 베벨부의 세정을 행하도록 제어 지령을 출력하도록 구성해도 좋다.
또한 본 발명은, 상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 회전되는 기판의 이면의 둘레 가장자리 영역에 이면 둘레 가장자리용 세정액을 공급하는 이면 둘레 가장자리 세정 수단을 더 구비하도록 해도 좋고, 이 경우, 상기 제어 지령을 출력하는 수단은, 상기 세정 부재에 의해 제2 영역 이외의 기판의 이면을 세정하면서, 표면 세정 수단 및 베벨 세정 수단 및 이면 둘레 가장자리 세정 수단으로부터 각각 기판을 향해서 세정액을 공급하여, 상기 기판의 표면 및 베벨부 및 이면 베벨부의 세정을 행하도록 제어 지령을 출력하도록 구성해도 좋다.
이러한 세정 장치는, 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 유닛과, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광된 후의 기판에 현상액을 공급하여 현상하는 현상 유닛을 구비한 도포 현상 장치에 내장할 수 있다.
또한 본 발명의 세정 방법은, 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광되기 전의 기판을 세정하는 세정 방법에 있어서,
레지스트가 도포되고, 액침 노광되기 전의 기판에 대하여, 이 기판의 표면을 위로 한 상태에서, 이 기판의 이면의 제1 영역을 제1 기판 유지 수단에 의해 유지하고, 이 기판의 이면에서의 상기 제1 영역과는 겹치지 않는 제2 영역을 세정하는 공정과,
계속해서 기판을 제1 기판 유지 수단으로부터 제2 기판 유지 수단에 의해 수취하여, 상기 제2 영역을 수평으로 유지하는 공정과,
상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 연직축 주위로 회전된 기판의 표면에, 표면용 세정액을 공급하여 상기 표면을 세정하는 공정과,
상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 연직축 주위로 회전된 기판의 베벨부에, 베벨부용 세정액을 공급하여 상기 베벨부를 세정하는 공정과,
상기 기판을 제2 기판 유지 수단에 유지시켜, 연직축 주위로 회전시키면서, 기판의 이면에서의 상기 제2 영역 이외의 영역을 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 기판의 표면을 세정하는 공정과, 상기 베벨부를 세정하는 공정과, 상기 기판의 이면에서의 상기 제2 영역 이외의 영역을 세정하는 공정은, 서로 세정 시간이 겹치도록 행해지는 것이 바람직하다.
또한 상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 회전된 기판의 이면에서의 둘레 가장자리 영역에 이면 둘레 가장자리용 세정액을 공급하여, 상기 둘레 가장자리 영역을 세정하는 공정을 더 포함하도록 해도 좋으며, 이 경우에는, 상기 기판의 표면을 세정하는 공정과, 상기 베벨부를 세정하는 공정과, 상기 기판에서의 상기 제2 영역 이외의 영역을 세정하는 공정과, 상기 기판의 이면의 둘레 가장자리 영역을 세정하는 공정은, 서로 세정 시간이 겹치도록 행해지는 것이 바람직하다.
이러한 세정 방법은, 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광된 후의 기판을 현상 처리하는 도포 현상 방법에 있어서, 레지스트가 도포되고, 액침 노광되기 전의 기판에 대하여 행해진다.
또한 본 발명의 기억 매체는, 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광되기 전의 기판을 세정하는 세정 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 프로그램은 상기 세정 방법을 실행하도록 단계군이 짜여져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세정 장치에 따르면, 기판의 이면을 지지하여 유지하고, 기판 표면을 위로 향하게 한 상태에서 기판 이면을 세정하기 때문에, 기판을 반전시키는 공정을 필요로 하지 않고, 세정 장치의 설치 공간을 조밀(compact)하게 할 수 있다. 또한 제1 및 제2 기판 유지 수단 사이에서 기판을 바꿔 들어 이면 세정을 행하고 있기 때문에, 기판 이면 전체를 고르게 세정할 수 있다. 또한 기판 표면을 위로 향하게 한 상태에서 세정을 행하기 때문에, 기판의 이면 세정과 표면 및 베벨부의 세정을 조합시킬 수 있으므로, 1대의 세정 장치에 있어서, 기판의 표면 및 베벨부 및 이면의 세정을 행할 수 있다. 이 때문에 이들 세정을 별개의 유닛으로 행하는 경우에 비하여, 기판의 반송 시간이나 전달 시간이 가산될 필요가 없어, 작업 처리량의 저하를 억제할 수 있다.
또한 상기 세정 장치를 도포 현상 장치에 내장한 경우에는, 1대분의 설치 공간을 점유할 뿐이므로, 도포 현상 장치의 점유 면적의 증대를 억제하면서, 액침 노광 전의 기판에 대하여, 도포 현상 장치 내에서 기판의 표면 및 베벨부 및 이면의 세정을 행한다고 하는 요청에 응할 수 있다.
우선 본 발명의 도포 현상 장치의 일 실시형태로서, 액침 노광을 행하는 노광 장치를 구비한 레지스트 패턴 형성 시스템의 전체 구성에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하면서 간단히 설명한다. 이 시스템은, 도포 현상 장치에 상기 노광 장치를 접속한 것이며, 도면 중 도면 부호 B1은, 기판인 반도체 웨이퍼(W)[이하 「웨이퍼(W)」라고 말함)가, 예컨대 13장 밀폐 수납된 캐리어(C1)를 반입출하기 위한 적재부(120)를 구비한 캐리어 적재부이다. 여기에는 상기 캐리어 적재부(B1)에서 보아 전방의 벽면에 설치되는 개폐부(121)와, 상기 개폐부(121)를 통해 캐리어(C1)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내기 위한 전달 수단(A1)이 설치되어 있다.
상기 캐리어 적재부(B1)의 안쪽측에는, 케이스(122)에 의해 주위가 둘러싸인 처리부(B2)가 접속되어 있고, 이 처리부(B2)에는, 캐리어 적재부(B1)에서 보아 전 후 방향으로 배치되는 가열·냉각계의 유닛을 다단화한 선반 유닛(U1, U2, U3)과, 캐리어 적재부(B1)에서 보아 우측에 배치되는 후술하는 액 처리 유닛(U4, U5)과, 이들 선반 유닛(U1∼U3) 및 액 처리 유닛(U4, U5)의 각 유닛 사이에 있어서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 주반송 수단(A2, A3)을 구비하고 있으며, 선반 유닛(U1, U2, U3)과 주반송 수단(A2, A3)은 캐리어 적재부(B1)에서 보아 전방측으로부터 순서대로 교대로 배열되어 설치되어 있다. 또한 상기 주반송 수단(A2, A3)은, 상기 선반 유닛(U1, U2, U3)측의 일면측과, 상기 액 처리 유닛(U4, U5)측의 일면측과, 좌측의 일면을 이루는 배면부로 구성되는 구획벽(123)에 의해 둘러싸이는 공간 내에 놓여 있다. 또한, 도면 중 도면 부호 124, 125는 각 유닛에서 이용되는 처리액의 온도 조절 장치나 온습도 조절용 덕트 등을 구비한 온습도 조정 유닛이다.
상기 액 처리 유닛(U4, U5)은, 예컨대 도 2에 도시하는 바와 같이, 도포 유닛(COT), 현상 유닛(DEV) 및 반사 방지막 형성 유닛(BARC), 톱 코트 형성 유닛(TC)을 복수단 예컨대 5단으로 적층하여 구성되어 있다. 또한 이미 서술한 선반 유닛(U1, U2, U3)은, 액 처리 유닛(U4, U5)으로 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 각종 유닛을 복수단 예컨대 10단으로 적층한 구성으로 되어 있으며, 예컨대 웨이퍼(W)에 대하여 소수화 처리를 행하는 소수화 처리 유닛, 웨이퍼(W)를 가열(베이크)하는 가열 유닛, 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 유닛 등이 설치되어 있다.
상기 처리부(B2)에 있어서의 선반 유닛(U3)의 안쪽측에는, 인터페이스부(B3)를 통해 예컨대 액침 노광을 행하는 노광부(B4)가 접속되어 있다. 상기 인터페이스 부(B3)는, 처리부(B2)와 노광부(B4) 사이에 전후로 설치되는 제1 반송실(126) 및 제2 반송실(127)에 의해 구성되어 있고, 각각에 승강 가능하고 연직축 주위로 회전 가능하며 또한 진퇴 가능한 제1 반송 아암(A4) 및 제2 반송 아암(A5)을 구비하고 있다. 또한 제1 반송실(126)에는, 선반 유닛(U6), 버퍼 카세트(CO) 및 후술하는 세정 장치(100)가 설치되어 있다. 상기 선반 유닛(U6)은 노광한 웨이퍼(W)를 PEB 처리하는 가열 유닛 및 냉각 플레이트를 갖는 고정밀도 온도 조절 유닛이나, 제1 반송 아암(A4)과 제2 반송 아암(A5) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 때에 이용되는 전달 유닛 등을 상하로 적층한 구성이다. 또한 이 예에서는 세정 장치(100)에 대해서는 제2 반송 아암(A5)에 의해 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다.
상술한 시스템에 있어서의 웨이퍼(W)의 흐름의 일례에 대해서 설명한다. 우선 외부로부터 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(C1)가 적재부(120)에 적재되면, 개폐부(121)와 함께 캐리어(C1)의 덮개가 벗겨지고 전달 수단(A1)에 의해 웨이퍼(W)가 꺼내진다. 그리고 웨이퍼(W)는, 선반 유닛(U1)의 일단(一段)을 이루는 전달 유닛을 통해 주반송 수단(A2)에 전달되고, 우선 소수화 처리 유닛에서, 소수화 처리가 행해진다. 계속해서 웨이퍼(W)는 반사 방지막 형성 유닛(BARC)으로 반송되어 반사 방지막이 형성된 후, 가열 유닛에서 베이크 처리가 행해진다.
계속해서 웨이퍼(W)는, 도포 유닛(COT)에서 그 표면에 레지스트막이 형성된 후, 가열 유닛에서 베이크 처리가 행해지고, 이 후 주반송 수단(A3)에 의해 인터페이스부(B3)로 반송된다. 인터페이스부(B3)에서는, 제1 반송 아암(A4)→선반 유닛(U6)의 전달 유닛→제2 반송 아암(A5)→세정 유닛(100)의 경로로 세정 유닛(100) 에 전달되고, 상기 세정 유닛(100)에 있어서, 액침 노광 전의 웨이퍼(W)에 대하여, 그 표면 및 베벨부 및 이면에 대한 세정 처리가 행해진다. 또한 액침 노광용 보호막을 레지스트막의 웨이퍼(W)에 도포하는 경우에는, 냉각 유닛에서 냉각된 후, 처리부(B2) 내에서의 도시하지 않은 유닛에서 보호막용 약액의 도포가 행해진다.
이렇게 해서 세정된 웨이퍼(W)는, 노광부(B4)로 반입되고, 웨이퍼(W)의 표면에 예컨대 순수의 액막을 형성한 상태에서 액침 노광이 행해진다. 그런 후 액침 노광을 끝마친 웨이퍼(W)는, 노광부(B4)에서 꺼내지고, 예컨대 인터페이스부(B3)에 설치된 세정 장치(100)로부터, 웨이퍼(W) 표면의 물방울의 제거가 행해지며, 그 후 선반 유닛(U6)의 일단(一段)을 이루는 가열 유닛으로 반입되어, PEB 처리가 행해진다.
계속해서 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(A4)에 의해 가열 유닛에서 꺼내져 주반송 수단(A3)에 전달되고, 이 주반송 수단(A3)에 의해 현상 유닛(DEV)으로 반입된다. 이렇게 해서 소정의 현상 처리가 행해진 후, 웨이퍼(W)는 가열 유닛에서 가열되고, 전달 수단(A1)을 통해 캐리어 적재부(B1)의 원래의 캐리어(C1)에 복귀된다.
계속해서 상술한 레지스트 패턴 형성 장치에 내장되는 세정 장치(100)의 실시형태에 대해서 도 3 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 3은 세정 장치(100)의 사시도, 도 4는 그 평면도, 도 5는 종단면도를 각각 도시하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이 세정 장치(100)는, 외부의 반송 수단, 이 예에서는 도포 현상 장치 내의 제2 반송 아암(A5)으로부터 수취한 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 흡착 유지하는 제1 기판 유지 수단으로서의 흡착 패드(2)와, 이 흡착 패드(2)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 마찬가지로 대략 수평으로 흡착 유지하는 제2 기판 유지 수단으로서의 역할을 수행하는 스핀척(3)을 상면이 개구된 박스형의 하부컵(43)에 부착한 구조로 되어 있고, 웨이퍼(W)의 이면 중앙측의 제1 세정 영역을 세정하는 브러시(5)와, 웨이퍼(W)의 표면을 세정하기 위한 표면 세정 노즐(6)과, 웨이퍼(W)의 베벨부를 세정하기 위한 베벨 세정 노즐(7)과, 웨이퍼(W)의 이면의 상기 제1 세정 영역의 외측의 제2 세정 영역을 세정하기 위한 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)을 구비하고 있다.
처음에 제1 기판 유지 수단인 흡착 패드(2)에 대해서 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이 세정 장치(100)는 2개의 흡착 패드(2)를 구비하고, 각각의 흡착 패드(2)는 예컨대 가늘고 긴 블록으로 구성되어 있다. 2개의 흡착 패드(2)는, 웨이퍼(W) 이면의 둘레 가장자리 근방부(제1 영역)를 대략 평행하게 지지하여 유지할 수 있도록 배치되어 있다. 흡착 패드(2)는 도시하지 않은 흡인관과 접속되어 있고, 도 4에 도시한 흡착 구멍(2a)을 통해 웨이퍼(W)를 흡착하면서 유지하는 진공척으로서의 기능을 구비하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 각각의 흡착 패드(2)는 가늘고 긴 막대 형상의 패드 지지부(21)의 대략 중앙부에 부착되어 있고, 이들 2개의 패드 지지부(21)의 양단부가 각각 2개의 브리지 거더부[bridge girder part](22)에 부착됨으로써 패드 지지부(21)와 브리지 거더부(22)로 이루어지는 우물 정자형 난간(20)이 구성되어 있다.
2개의 브리지 거더부(22)의 양단은, 하부컵(43)의 대향하는 2측벽(도 3에 있어서 전방측과 안쪽측의 측벽)의 외측에 이들 측벽을 따라서 팽팽하게 설치된 2개 의 벨트(23)에 각각 고정되어 있다. 각각의 벨트(23)는, 2개 1세트로 이루어지는 권취축(24)에 감겨져 있고, 각 권취축(24)은 상술한 2측벽과 각각 평행하게 설치된 2장의 측판(26)에 부착되어 있다. 권취축(24)의 하나는 이동 수단을 이루는 구동 기구(25)에 접속되어 있고, 권취축(24)이나 벨트(23)를 통해 브리지 거더부(22)를 움직여서, 전술한 우물 정자형 난간(20) 전체를 도 3, 도 4에 도시한 X 방향으로 자유롭게 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
또한 도 3에 도시하는 바와 같이 각각의 측판(26)은, 그 저면을 슬라이더(27a)와 가이드 레일(27b)로 이루어지는 2세트의 승강 기구(27)에 의해 지지되고, 세정 장치(100)의 도시하지 않은 케이스 바닥면에 고정되어 있다. 이들 승강 기구(27)의 하나에는 도시하지 않은 구동 기구가 설치되어 있으며, 슬라이더(27a)를 가이드 레일(27b) 내에서 승강시킴으로써, 전술한 우물 정자형 난간(20) 전체를 도면 중의 Z 방향으로 승강시킬 수 있도록 되어 있다.
또한 우물 정자형 난간(20) 상에는, 세정액의 비산을 억제하기 위한 도넛형의 상부컵(41)이 걸쳐져서 설치되어 있다. 상부컵(41)의 상면에는, 웨이퍼(W)보다 대구경의 개구부(41a)를 형성하고 있으며, 이 개구부(41a)를 통해 제2 반송 아암(A5)과 흡착 패드(2) 등과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있도록 되어 있다. 또한 우물 정자형 난간(20) 상에 걸쳐져서 설치된 상부컵(41)은, 도 5에 도시하는 바와 같이 우물 정자형 난간(20)의 움직임에 따라 X 방향과 Z 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 이렇게 해서 웨이퍼(W)는 흡착 패드(2)에 지지되어, 상부컵(41) 내에서의 제1 세정 위치에 배치된다.
다음으로 제2 기판 유지 수단인 스핀척(3)에 대해서 설명한다. 스핀척(3)은 웨이퍼(W)의 이면 중앙부(제2 영역)를 하방으로부터 지지하는 원판이다. 스핀척(3)은 대략 평행하게 배치된 2개의 흡착 패드(2)의 중간에 설치되어 있고, 각각의 기판 유지 수단[흡착 패드(2), 스핀척(3)]에 의해 지지되는 웨이퍼(W) 이면의 제1 영역과 제2 영역은 겹치지 않도록 되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이 스핀척(3)은 축부(3b)를 통해 구동 기구[스핀척 모터](33)에 접속되어 있고, 스핀척(3)은 이 스핀척 모터(33)에 의해 연직축 주위로 회전 가능하고 승강 가능하게 구성된다. 여기서 우물 정자형 난간(20)을 승강시키는 승강 기구(27)와 스핀척(3)을 승강시키는 구동 기구(33)는, 스핀척(3)[제2 기판 유지 수단]을 흡착 패드(2)[제1 기판 유지 수단]에 대하여 상대적으로 승강시키기 위한 승강 수단을 구성하고 있다.
또한 흡착 패드(2)와 마찬가지로 스핀척(3)도 도시하지 않은 흡인관과 접속되어 있고, 도 4에 도시한 흡착 구멍(3a)을 통해 웨이퍼(W)를 흡착하면서 유지하는 진공척으로서의 기능을 구비하고 있다. 또한 스핀척(3)의 측방에는, 승강 기구(32a)와 접속된 지지핀(32)이 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 승강 가능하도록 설치되어 있고, 외부의 반송 수단과의 협동 작용에 의해 반송 수단으로부터 흡착 패드(2)로, 또한 스핀척(3)으로부터 반송 수단으로 웨이퍼(W)를 전달할 수 있도록 되어 있다. 이렇게 해서 웨이퍼(W)는 스핀척(3)에 지지되어, 상부컵(41) 내에서의 제2 세정 위치에 배치된다.
또한 도 6에 도시하는 바와 같이, 스핀척(3)이나 지지핀(32) 주위에는, 이들 기기를 둘러싸는 포위 부재를 이루는 에어나이프(31)가 설치되어 있다. 에어나이 프(31)에는, 원통(포위 부재)의 상단에 둘레 방향을 따라서 기체의 분사구(31a)가 형성되어 있고, 이 분사구(31a)로부터 웨이퍼(W) 이면을 향해서 예컨대 압축공기 등의 기체를 분출함으로써 세정액을 원통의 외측으로 날려 버려, 스핀척(3)으로 웨이퍼(W)가 전달될 때에, 스핀척(3)의 표면과 이 스핀척으로 지지되는 기판의 이면(제2 영역)을 서로 건조한 상태에서 접촉시키도록 하는 건조 수단으로서의 역할을 수행한다. 상기 에어나이프(31)는, 예컨대 이중 원통으로 구성되며, 도시하지 않은 공급부로부터 공급된 기체를 이 이중 원통 사이의 중공부를 통해 분사구(31a)에 공급할 수 있도록 되어 있다.
다음으로 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하는 세정 부재로서의 브러시(5)에 대해서 설명한다. 브러시(5)는 예컨대 다수의 플라스틱 섬유를 원기둥 형상으로 묶은 구조로 되어 있고, 그 상면을 웨이퍼(W) 이면에 밀어붙인 상태에서 회전 가능한 브러시(5)와 웨이퍼(W)를 서로 미끄럼 이동시킴으로써 웨이퍼(W) 이면의 파티클을 제거할 수 있도록 되어 있다. 브러시(5)에는, 예컨대 PVC 스폰지, 우레탄 스폰지, 나일론 섬유 등이 사용된다. 브러시(5)는, 브러시를 지지하는 지지부(51)의 선단에 부착되어 있고, 지지부(51)는 웨이퍼(W)나 브리지 거더부(22)와 간섭하지 않도록, 국자형으로 굴곡된 형상으로 되어 있다. 이 지지부(51)의 기단은, 도 3에 있어서 스핀척(3)이 설치되어 있는 방향으로부터 브러시(5)를 보아 안쪽측의 측벽을 따라서 팽팽하게 설치된 벨트(52)에 고정되어 있다. 벨트(52)는 2개의 권취축(53)에 감겨져 있고, 이들 권취축(53)은 상술한 안쪽측의 측벽 외면에 부착되어 있다. 권취축(53)의 한쪽은 구동 기구(54)에 접속되어 있고, 벨트(52)나 지지부(51)를 통해 브러시(5)를, 후술하는 제1 세정 영역(S1) 내에 있어서 도 3, 도 4에 도시한 Y 방향으로 자유롭게 이동시킬 수 있다.
또한 지지부(51)의 선단에는 도시하지 않은 구동 기구가 설치되어 있으며, 브러시(5)를 둘레 방향으로 회전시킬 수 있도록 되어 있다. 또한 지지부(51)의 선단에는 도 4에 도시하는 바와 같이, 세정액 공급 수단을 이루는 세정액 노즐(5a)과 블로우 노즐(5b)이 설치되어 있으며, 세정액 노즐(5a)로부터는 브러시(5)로 웨이퍼(W) 이면으로부터 제거된 파티클을 씻어 버리기 위한 세정액(예컨대 DIW)이 공급되고, 블로우 노즐(5b)로부터는 세정을 끝마친 후에 웨이퍼(W) 이면에 부착되어 있는 세정액의 건조를 촉진하기 위한 예컨대 질소(N2) 등의 기체가 공급된다.
또한 컵(41)에는, 웨이퍼 둘레 가장자리의 베벨부(70)[도 7 참조]를 세정하기 위한 베벨 세정 노즐(7)이 설치되어 있다. 이 베벨 세정 노즐(7)은, 웨이퍼(W)가 상기 제2 세정 위치에 있을 때에, 상기 베벨부(70)를 향해서, 상기 부분에 부착된 파티클을 씻어 버리기 위한 베벨부 세정용 세정액 예컨대 DIW를 토출하도록 되어 있고, 웨이퍼(W)의 측방의 상방측으로부터 상기 베벨부(70)를 향해서 상기 세정액을 토출하기 위한 상부 노즐(71)과, 웨이퍼(W)의 측방의 하방측으로부터 상기 베벨부(70)를 향해서 상기 세정액을 토출하기 위한 하부 노즐(72)을 구비하고 있다. 이들 상부 노즐(71) 및 하부 노즐(72)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 상부컵(43) 내에서 승강했을 때에, 웨이퍼(W)와 간섭하지 않도록, 각각의 노즐(71, 72)의 선단이 웨이퍼(W)의 이동 영역의 외측에 위치하도록 설치되어 있다.
또한 상기 세정 장치(100)는, 상기 제2 세정 위치에 있는 웨이퍼(W)의 표면 을 세정하기 위한 표면 세정 노즐(6)을 구비하고 있다. 이 표면 세정 노즐(6)은, 웨이퍼(W)의 표면을 향해서, 상기 표면에 부착된 파티클을 씻어 버리기 위한 세정액 예컨대 DIW를 공급하기 위한 세정액 노즐(61)과, 웨이퍼(W)의 표면을 향해서, 상기 웨이퍼 표면의 세정액의 건조를 촉진하기 위하여, 예컨대 질소(N2) 등의 기체를 공급하기 위한 가스 노즐(62)을 구비하고 있다. 이들 세정액 노즐(61) 및 가스 노즐(62)은 예컨대 공통의 지지부(63)에 지지되고, 구동 기구(64)에 의해 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동 가능하고, 상하 방향으로 승강 가능하게 구성되어 있으며, 웨이퍼 반입출 시에는 반송 중인 웨이퍼(W)나 외부의 반송 수단과 간섭하지 않도록 상방으로 퇴피하도록 되어 있다.
또한 상기 제2 세정 위치에 있어서의 웨이퍼(W)의 이면측에는, 웨이퍼(W)의 이면측의 제2 세정 영역(S2)을 세정하기 위한 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)이 설치되어 있다. 여기서 제1 및 제2 세정 영역(S1, S2)에 대해서, 도 8에 의해 설명하면, 제2 세정 영역(S2)과는 웨이퍼(W)의 이면측의 외측 가장자리로부터 15 ㎜ 정도 내측까지의 영역이며, 상기 제1 세정 영역(S1)은 제2 세정 영역(S2)의 내측의 영역이다. 제2 세정 영역(S2)은, 레지스트막의 형성 전에 행해지는 소수화 처리에서, 소수화 가스가 돌아 들어가서, 소수화되는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리 영역을 포함하고 있으며, 예컨대 미리 소수화되는 영역의 크기를 파악하여, 그것보다도 커지도록 설정된다.
그리고 상기 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)은, 예컨대 제1 세정 영역(S1)과 제2 세정 영역(S2)의 경계 근방에, 웨이퍼(W)의 이면 둘레 가장자리 세정용 세 정액을 토출하도록, 승강 기구(81)에 의해 승강 가능하게 설치되어 있고, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 흡착 패드(2)에 유지시켜 수평 방향으로 이동시킬 때에, 컵(41)이나 에어나이프(31) 등과 간섭하지 않도록 하방으로 퇴피하도록 되어 있다. 이 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)로서는 예컨대 이류체 노즐이 이용되고, 이 경우 이면용 세정액으로서는, DIW와 질소의 혼합액이 이용된다. 즉 이류체 노즐은, 그 선단 근방 영역에서, 액체 성분(DIW)과 기체 성분(질소)이 혼합되고, 이 혼합액을 웨이퍼(W) 이면을 향해서 토출하도록 구성되어 있다.
이 외에, 도 5에 도시하는 바와 같이 하부컵(43)의 저부에는, 하부컵(43) 내에 저장된 세정액을 배출하기 위한 드레인관(43a)과, 세정 장치(100) 내의 기류를 배기하기 위한 2개의 배기관(43b)이 설치되어 있다. 배기관(43b)은 하부컵(43) 저부에 저장된 세정액이 배기관(43b)으로 유입되는 것을 방지하기 위해서, 하부컵(43)의 저면으로부터 상방으로 연신되어 있고, 상방으로부터 방울져 떨어진 세정액이 배기관(43b)에 직접 들어가지 않도록, 에어나이프(31) 주위에 부착된 링 형상의 커버를 이루는 내측컵(42)에 의해 덮여 있다. 또한 도면 중의 도면 부호 44는, 웨이퍼(W)의 세정 종료 후에 웨이퍼(W) 외측 둘레 가장자리 근방에 상방으로부터 압축공기 등을 분무하여 잔존하는 세정액의 건조를 보조하기 위한 블로우 노즐이며, 승강 기구(45)에 의해 승강 가능하게 구성되고, 웨이퍼 반입출 시에는 반송 중인 웨이퍼(W)나 반송 수단과 간섭하지 않도록 상방으로 퇴피하도록 되어 있다.
또한, 각 벨트(23, 52)가 팽팽하게 설치되어 있지 않은 하부컵(43) 측벽에는, UV 램프(46)를 수납한 램프 박스(47)가 부착되어 있다. 처리 대상인 웨이퍼(W) 는 좌측 X 방향으로부터 세정 장치(100) 내로 반입출되고, 그때 UV 램프(46)의 상방을 통과하도록 구성되어 있다. UV 램프(46)는, 세정을 끝마치고 반출되는 웨이퍼(W)의 이면에 자외광을 조사하여, 웨이퍼(W) 이면에 잔존하고 있는 파티클을 수축시키는 역할을 수행한다.
계속해서 세정액이나 질소 가스의 공급계에 대해서 설명한다. 상기 표면 세정 노즐(6)의 세정액 노즐(61) 및 가스 노즐(62)은, 각각 유량 제어부(61b, 62b)를 구비한 공급로(61a, 62a)를 통해 세정액(DIW)원(65) 및 질소 가스원(66)에 접속되어 있다. 또한 상기 베벨 세정 노즐(71, 72)은, 각각 유량 제어부(7b)를 구비한 공급로(7a)를 통해 상기 세정액(DIW)원(65)에 접속되어 있고, 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)은, 유량 제어부(81b, 82b)를 구비한 공급로(81a, 82a)를 통해 상기 세정액(DIW)원(65) 및 상기 질소 가스원(66)에 각각 접속되어 있다. 또한 블로우 노즐(44)은, 유량 제어부(44b)를 구비한 공급로(44a)를 통해 상기 질소 가스원(66)에 접속되어 있다. 상기 유량 제어부(61b, 62b, 7b, 81b, 82b, 44b)는, 각각 밸브 및 유량 조정부를 포함하고 있으며, 후술하는 제어부(200)에 의해 세정액이나 질소 가스의 유량 및 공급 및 중단을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
또한 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이 각 구동 기구(25, 33, 54, 64, 81, 45)나, UV 램프(46), 배기관(43b)에 설치된 도시하지 않은 압력 조정부 등은, 도포 현상 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(200)에 의해 제어되도록 되어 있다. 제어부(200)는, 예컨대 도시하지 않은 프로그램 저장부를 갖는 컴퓨터로 이루어지며, 프로그램 저장부에는, 외부의 반송 장치로부터 수취한 웨이퍼(W)를 흡착 패드(2)와 스핀척(3) 사이에서 전달하거나, 브러시(5)나 표면 세정 노즐(6), 베벨 세정 노즐(7), 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)에 의해 세정하는 동작 등에 대한 단계(명령)군을 구비한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있다. 그리고, 상기 컴퓨터 프로그램이 제어부에서 독출됨으로써, 제어부는 세정 장치의 동작을 제어한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램은, 예컨대 하드디스크, 콤팩트디스크, 마그넷 광디스크, 메모리 카드 등의 기억 수단에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
이상으로 설명한 구성에 기초하여, 웨이퍼(W)를 세정하는 동작에 대해서 도 9 내지 도 12를 참조하면서 설명한다. 또한 이들 도면에서는, 도시의 편의상 UV 램프(46) 등의 기재를 필요에 따라서 적절하게 생략하고 있다.
도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 예컨대 말굽 형상의 반송 수단[제2 반송 아암(A5)]은 처리 대상인 웨이퍼(W)를 세정 장치(100) 내로 반입하여 상부컵(41)의 개구부(41a) 상방에서 정지하고, 지지핀(32)은 스핀척(3)의 하방으로부터 상승하여 반송 수단의 하방에서 대기한다. 반송 수단은 지지핀(32)의 상방으로부터 하강하여 웨이퍼(W)를 지지핀(32)에 넘겨주고, 세정 장치(100) 밖으로 퇴출한다. 이때, 흡착 패드(2)는 웨이퍼(W)를 유지하는 면이 브러시(5)의 상면보다도 높아지는 위치에서 대기하고, 스핀척(3)은 브러시(5)의 상면보다도 낮은 위치까지 퇴피하고 있다. 이러한 위치 관계에 의해, 지지핀(32)이 하강하면, 웨이퍼(W)는 우선 흡착 패드(2)에 전달된다[단계 ST1, 도 10의 (b)].
이 후 흡착 패드(2)는, 웨이퍼의 이면으로부터 브러시(5)로 밀어붙여도 움직이지 않도록 웨이퍼(W)를 흡착 유지하고, 웨이퍼(W)를 유지한 채로 우측 방향으로 이동한다. 이때, 흡착 패드(2)는, 스핀척(3), 브러시(5), 에어나이프(31)의 각각의 상면보다도 높은 위치에서 이동한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 미리 결정된 위치[예컨대 에어나이프(31)의 좌단이 웨이퍼(W)의 좌단과 대략 일치하는 위치]까지 반송한 후, 흡착 패드(2)는 하강하여, 웨이퍼(W)의 이면을 브러시(5)의 상면에 밀어붙인다[도 10의 (c)]. 이때의 상부컵(41) 내에서의 웨이퍼(W)의 높이 위치가 제1 세정 위치이고, 스핀척(3)은 흡착 패드(2)의 하방측에 위치하며, 에어나이프(31)의 상면은 웨이퍼(W)의 이면의 약간 하방측에 위치하고 있다.
계속해서, 에어나이프(31)를 작동시켜 스핀척(3)의 표면에 세정액이 돌아 들어가 부착되는 것을 방지한 후, 지지부(51) 선단의 세정액 노즐(5a)로부터 세정액을 공급하고 브러시(5)를 회전시켜 웨이퍼(W)의 이면의 중앙 영역의 세정을 개시한다(단계 ST2). 이면 세정은, 흡착 패드(2)에 의한 웨이퍼(W)의 이동과 브러시(5)의 이동의 조합에 의해 진행된다. 구체적으로는, 예컨대 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 브러시(5)는 도면 중의 Y 방향을 왕복하고, 브러시(5)의 이동 방향이 전환될 때에 브러시(5)의 직경보다도 짧은 거리만큼 흡착 패드(2)를 좌측 X 방향으로 이동한다. 이에 따라 브러시(5)는 화살표로 나타낸 바와 같은 궤적을 그리며 웨이퍼(W) 이면을 이동하여, 상기 도면 중에 우측 상방으로 향하는 사선으로 칠한 영역(T1)을 고르게 세정할 수 있다. 이 영역(T1)은, 제1 세정 영역(S1) 내에 있어서의 상기 제2 영역을 포함하는 영역이다.
상술한 영역(T1)의 세정을 끝마치면, 흡착 패드(2)를 이동시켜 스핀척(3)의 상방에 웨이퍼(W) 중앙부를 위치시키고[도 11의 (a)], 다음으로 흡착 패드(2)로부 터 스핀척(3)으로의 웨이퍼(W)의 전달을 행한다(단계 ST3). 웨이퍼(W)의 전달은, 예컨대 에어나이프(31)를 작동시킨 채, 브러시(5)의 이동이나 회전, 세정액의 공급을 정지하고, 흡착 패드(2)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착을 해제하는 한편으로, 퇴피하고 있는 스핀척(3)을 상승시켜 웨이퍼(W)의 이면을 지지하며, 다음으로 흡착 패드(2)를 하방으로 퇴피시킴으로써 행해진다. 이때의 상부컵(41) 내에서의 웨이퍼(W)의 높이 위치가 제2 세정 위치이고, 이 예에서는 제2 세정 위치는 상부컵(41) 내에 있어서 상기 제1 세정 위치보다도 상방측에 위치하고 있다.
그리고 도 11의 (a) 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 스핀척(3)에 의해 제2 세정 위치로 유지하면서, 상기 웨이퍼(W)의 표면과 베벨부(70)와 이면의 세정을 동시에 행한다. 즉 표면 세정 노즐(6)을 하강시켜, 예컨대 세정액 노즐(61)의 선단을, 웨이퍼(W) 표면의 중심부로부터 10 ㎜ 정도 부상한 위치에 위치시키고, 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)을 상승시켜, 상기 노즐(8)의 선단이, 웨이퍼(W) 이면의 제1 세정 영역(S1)과 제2 세정 영역(S2)의 경계 근방으로부터 5 ㎜ 정도 하강한 위치에 위치시키며, 웨이퍼(W)를 브러시(5)로 밀어붙인다. 이때, 상부컵(41) 내에서의 웨이퍼(W)의 높이 위치는 제1 세정 위치보다도 상방측이 되지만, 상부컵(41)[흡착 패드(2)] 자체를 하강시킴으로써, 브러시(5)는 웨이퍼(W)에 밀어붙여진 상태가 된다.
그리고 웨이퍼(W)를 회전시키고, 표면 세정 노즐(6), 베벨 세정 노즐(7), 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)로부터 각각 웨이퍼 표면, 베벨부(70), 이면 둘레 가장자리부에 대하여 세정액을 토출시키며, 또한 세정액을 공급하면서 브러시(5)를 회전시킴으로써, 각각의 영역의 세정을 행한다(단계 ST4).
이때, 웨이퍼 표면의 세정은, 세정액 노즐(61)로부터 웨이퍼(W)의 중심을 향해서 세정액(F)을 토출한 후, 상기 표면 세정 노즐(6)을, 예컨대 도 11에 있어서 좌측 방향으로 슬라이드 이동시키고, 이렇게 해서 가스 노즐(62)의 선단을 웨이퍼(W)의 중심에 위치시키며, 질소 가스를 예컨대 2초 정도 토출한다(도 13 참조). 이와 같이 웨이퍼(W) 표면의 중심부에 세정액(F)을 공급한 후, 질소 가스를 상기 웨이퍼 표면의 중심부에 분무하면, 세정액의 중심에 질소 가스가 분무되고, 그 분무된 영역은 건조된다. 한편 세정액 노즐(61)은 세정액을 토출시키면서, 상기 노즐(61)을 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외측 가장자리를 향해서 서서히 이동시킨다. 이렇게 하면, 공급된 세정액(F)은 회전의 원심력으로 외방을 향해서 흘러 가기 때문에, 한 번 건조된 중심부가 다시 세정액(F)에 의해 젖는 일이 없으며, 세정액의 건조가 촉진된다. 이 예는, 가스 노즐(62)도 세정액 노즐(61)과 함께 슬라이드 이동시키도록 구성되어 있으나, 가스 노즐(62)은 웨이퍼(W)의 중심부에 가스를 분무하는 구성이면 되기 때문에, 세정액 노즐(61)만을 슬라이드 이동시키도록 구성해도 좋다.
또한 상기 베벨부(70)의 세정에 대해서는, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 상부 노즐(71)과 하부 노즐(72)에 의해, 베벨부(70)를 향해서 세정액(F)을 분무하고, 이 충격력을 이용하여 상기 부위에 부착된 파티클을 비산하여 제거한다. 이때, 웨이퍼(W)를 회전시키고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 베벨부(70) 전체에 세정액이 공급되고, 또한 회전의 원심력에 의해, 상기 부위에 부착되는 세정액(F)이 비산되어 파티 클과 함께 제거된다.
또한 제1 세정 영역(S1)에 있어서의 이면 세정은 스핀척(3)의 회전과 브러시(5)의 이동의 조합에 의해 진행된다. 구체적으로는, 예컨대 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 우선 웨이퍼(W)의 제1 세정 영역(S1)에 있어서의 최외주(最外周)를 세정할 수 있는 위치까지 브러시(5)를 이동시키고 나서 웨이퍼(W)를 천천히 회전시키고, 웨이퍼(W)가 1회전하면 앞서의 동작으로 세정된 환형의 영역보다도 브러시(5)의 직경 또는 직경보다 짧은 분량만큼 내주측을 세정할 수 있는 위치까지 브러시(5)를 이동시키고 나서 동일한 동작을 반복한다. 이러한 동작에 의해, 동심원 형상의 궤적을 그리면서 웨이퍼(W) 이면을 이동하여, 상기 도면 중에 좌측 상방으로 향하는 사선으로 칠한 영역(T2)을 고르게 세정할 수 있다.
또한 제2 세정 영역(S2)에 대해서는, 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서, 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)로부터 웨이퍼(W) 이면의 제1 세정 영역(S1)과 제2 세정 영역(S2)의 경계 부근에, 질소 가스의 버블을 포함한 DIW(세정액)를 토출시킨다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 회전의 원심력에 의해 세정액은 외방측을 향해서 흘러 가기 때문에, 상기 제2 세정 영역(S2) 전체에 고르게 세정액(F)이 미친다. 그리고 이 회전의 원심력에 의해 세정액(F)은 외방을 향해서 비산해 가지만, 이때 세정액의 이동과 함께 상기 영역에 부착된 파티클이 상기 영역으로부터 박리되어, 제거된다. 또한 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)을 이류체 노즐로 함으로써, 세정액이 웨이퍼(W) 이면에 분무될 때의 충격이 커지고, 이 충격력으로 상기 이면에 부착된 파티클을 부상시켜, 세정액에 의해 씻어 버리기 쉬운 상태로 할 수 있기 때문에, 높은 세정 효과를 얻을 수 있다.
여기서 세정이 행해지고 있는 기간 중에, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면 전체는 세정액(F)의 액막에 덮힌 상태가 되고, 브러시(5)로 제거된 파티클은, 이 웨이퍼(W) 이면으로부터 흘러 떨어지는 세정액과 함께 하부컵(43)에 씻겨 버려진다. 또한, 에어나이프(31)의 분출구(31a)로부터는 웨이퍼(W) 이면을 향해서 기체가 분출되고, 세정액이 에어나이프(31)의 외측을 향해서 날아감으로써, 에어나이프(31)와 대향하는 웨이퍼(W) 이면은 건조된 상태가 유지되고 있다. 이러한 구성에 의해, 웨이퍼(W) 이면을 덮는 세정액이 에어나이프(31)의 내측에까지 돌아 들어가 버리는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 스핀척(3)의 표면은 항상 건조 상태로 유지되고, 처리된 세정액에 의한 오염이나 워터 마크의 형성을 방지하는 것이 가능해진다.
이때 웨이퍼(W) 이면에서는, 영역(T1)과 영역(T2)을 합한 영역은 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 제1 세정 영역(S1) 전체를 포함하고 있고, 세정되지 않는 데드 스페이스가 생기지 않도록 각 기기의 사이즈나 이동 범위가 조정되어 있다. 예컨대 브러시(5)는 제2 세정 영역(S2)에서의 소수화 처리가 행해지고 있지 않은 영역에 그 일부가 들어간 상태에서 세정을 행하도록 하여, 웨이퍼(W)의 제1 세정 영역(S1)을 고르게 세정한다.
여기서 이 예에서는 웨이퍼의 표면 및 베벨부(70) 및 이면의 세정의 세정액은 모두 동일한 DIW를 이용하고 있기 때문에, 이들 각 영역의 세정을 동시에 행했다고 해도, 서로 세정 처리에 악영향을 미칠 우려가 없다. 또한 웨이퍼의 표면 및 베벨부(70) 및 이면의 세정을 동시에 행함으로써, 예컨대 표면의 세정 시에 발생한 미스트가 베벨부(70)까지 비산하는 경우와 같이, 어떤 영역의 세정 시에 발생한 미스트가 다른 영역까지 비산했다고 해도, 이 외의 영역도 세정하고 있기 때문에 비산하여 부착된 미스트가 즉시 씻겨진다. 따라서 각각의 영역의 세정 시간을 충분히 설정하면, 상기 미스트에 포함되는 파티클이 매우 적은 상태가 되기 때문에, 이들 웨이퍼 표면 및 베벨부(70) 및 이면에 대해서 높은 청정도를 확보할 수 있다.
이렇게 해서 웨이퍼(W)의 표면 및 베벨부(70), 및 이면 전체의 세정을 완료하면, 표면 세정 노즐(6)을 상승시키고, 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)을 하강시키며, 브러시(5)의 회전이나 이동, 세정액의 공급, 스핀척(3)의 회전을 정지하고, 세정액을 털어 건조시키는 동작으로 이동한다. 털어 건조시키는 것은, 스핀척(3)을 고속으로 회전시켜 웨이퍼(W) 이면에 부착되어 있는 세정액을 털어냄으로써 행해진다(단계 ST5). 이미 서술한 바와 같이 고르게 적셔진 웨이퍼(W)를 단숨에 털어 건조시킴으로써, 워터 마크의 발생이 억제된다. 이때, 상방으로 퇴피해 있던 블로우 노즐(44)을 하강시키고, 동시에 브러시(5) 옆의 블로우 노즐(5b)을 웨이퍼(W) 베벨부에 위치시키도록 지지부(51)를 이동시켜, 웨이퍼(W) 베벨부의 상면과 하면으로부터 기체를 분무함으로써, 털어 건조시키는 것이 촉진된다. 또한, 스핀척(3)에 유지되는 제2 영역에 대해서는 털어서 건조시킬 수 없으나, 에어나이프(31)에 의해 건조된 상태에서 스핀척(3)과 접촉하도록 되어 있기 때문에 워터 마크가 발생하는 일은 거의 없다.
이상으로 설명한 동작에 의해 웨이퍼의 세정과 건조를 끝마치면, 반입 시와 는 반대의 동작으로 웨이퍼(W)를 반송 수단에 넘겨주어 반출한다. 이때 UV 램프(46)를 점등하여 말굽 형상의 반송 수단의 하방으로부터 웨이퍼(W) 이면을 향해서 자외선을 조사하여, 만일 파티클이 부착되어 있는 경우라도, 예컨대 유기물은 자외선의 조사에 의해 분해되기 때문에, 이러한 타입의 파티클을 수축시켜, 디포커스 등의 영향을 작게 할 수 있다.
웨이퍼(W)의 반출 동작과 병행하여, 흡착 패드(2)나 스핀척(3)은 도 10의 (a)에 도시한 위치까지 이동하여 다음 웨이퍼(W)의 반입을 기다린다. 그리고 도 10, 도 11을 참조하여 설명한 동작을 반복하여, 복수의 웨이퍼(W)를 순차적으로 세정한다.
다음으로 상기 세정 장치의 제2 실시형태에 대해서 도 14 내지 도 16을 참조하면서 설명한다. 이들 도면에서, 제1 실시형태와 동일한 구성에는, 도 1 내지 도 13에서 사용한 것과 동일한 부호를 붙이고 있다.
제2 실시형태에 따른 세정 장치(110)는, 제2 기판 유지 수단인 스핀척(3)을 웨이퍼(W)의 제2 영역의 하방으로 퇴피시키는 점이, 웨이퍼(W)를 스핀척(3)에 대하여 가로 방향으로 이동시키는 제1 실시형태와 다르다. 제2 실시형태에 있어서, 우물 정자형 난간(20)은 X 방향으로 고정되어 있고, Z 방향으로의 승강만 가능하게 되어 있다. 이 우물 정자형 난간(20)을 승강시키는 승강 기구(27)[도 3 참조]와 스핀척(3)을 승강시키는 도시하지 않은 승강 기구는, 제2 기판 유지 수단을 상기 제1 기판 유지 수단에 대하여 상대적으로 승강시키기 위한 승강 수단을 구성하고 있다. 또한, 브러시(5)를, 그 지지부(51)가 기단측에서 하부컵(43)에 고정하고 있다. 상 기 지지부(51)는 기단부의 지지축을 중심으로 하여 회동, 신축 가능하게 구성되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 가로 방향으로 이동시키지 않고서 그 중심 영역(제2 영역)으로부터 지지부(51)의 기단부측까지를 브러시(5)에 의해 세정할 수 있다.
또한 브러시(5)의 반대측에는, 제2 영역의 세정 중에 이 하방으로 퇴피하고 있는 스핀척(3) 상에 세정액이 적하되는 것을 방지하기 위한 발수성을 구비한 예컨대 불소 수지제의 커버 부재(91)가 신축 가능한 지지부(92)를 통해 하부컵(43)에 부착되어 있다. 또한 이 지지부(92)에는, 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 제2 세정 영역(S2)에 대하여 세정액을 공급해서, 상기 영역(S2)의 세정을 행하기 위한 이면 세정 노즐(93)이 부착되고, 제2 영역을 건조시키는 건조 수단으로서의 역할을 수행하는 건조 노즐(94)이 부착되어 있으며, 제2 영역을 향해서 기체를 분사하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한 본 실시형태에서는 스핀척(3) 주위에는 에어나이프(31)는 설치되어 있지 않기 때문에, 커버 부재(91)의 외측 가장자리부로부터는 예컨대 질소 가스 등의 가스를 하방을 향해서 분출하여, 세정 시에 발생한 미스트가 스핀척(3)에 부착되지 않도록 되어 있다.
다음으로 제2 실시형태에 따른 세정 장치의 작용에 대해서 설명하면, 도 15의 (a)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반입 시에 있어서 스핀척(3)은 하부컵(43)의 하방으로 퇴피하고 있고, 또한 커버 부재(91)는 스핀척(3) 상방보다도 측방으로 퇴피하고 있다. 이 상태에서 승강핀(32)을 승강시켜 외부의 반송 수단[제2 반송 아암(A5)]으로부터 웨이퍼(W)를 수취하고, 흡착 패드(2) 상에 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다.
계속해서 도 15의 (b)에 도시하는 바와 같이 스핀척(3)의 위치까지 승강핀(32)을 퇴피시키고, 커버 부재(91)를 전진시켜 스핀척(3)의 상방에 위치시킨 후, 브러시(5)를 웨이퍼(W)의 대략 중앙부까지 이동시킨다. 그리고 흡착 패드(2)를 하강시켜, 제2 영역을 포함하는 웨이퍼(W) 중앙 영역의 세정을 개시한다. 이때, 스핀척(3)은 세정 중인 제2 영역의 하방으로 퇴피하고 있게 되지만, 커버 부재(91)가 우산이 되고, 또한 이 커버 부재(91)보다 하방을 향해서 가스를 분출하여, 미스트를 부착시키지 않도록 함으로써 스핀척(3)은 건조된 상태로 유지되어 있다. 웨이퍼(W) 중앙 영역의 세정을 끝마치면 브러시(5)는 측방으로 퇴피하고, 건조 노즐(94)로부터 제2 영역을 향해서 기체를 분사시킴으로써 이 영역을 건조시킨다.
계속해서 도 16에 도시하는 바와 같이 커버 부재(91)를 측방으로 퇴피시킨 후, 스핀척(3)을 상승시켜, 흡착 패드(2)로부터 스핀척(3)으로 웨이퍼(W)를 전달하고, 세정 및 건조가 끝난 제2 영역을 흡착 유지한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 회전과, 표면 세정 노즐(6), 베벨 세정 노즐(7), 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)로부터의 세정액의 토출과, 브러시(5)의 이동을 조합하면서, 웨이퍼(W)의 표면 및 베벨부(70)와, 이면의 제1 세정 영역(S1)에 있어서의 세정을 끝마치고 있지 않은 영역과, 제2 세정 영역(S2)을 세정한다. 이때, 커버 부재(91)는 측방으로 퇴피하고 있기 때문에 승강핀(32)은 예컨대 쉬스(sheath)에 격납하는 등 세정액과 접촉하지 않도록 구성해 두면 된다.
세정을 끝마치면, 스핀척(3)을 회전시켜 웨이퍼(W)를 털어 건조시킨 후, 반입 시와는 반대의 동작으로 승강핀(32)으로부터 외부의 반송 수단[제2 전달 아 암(A5)]으로 전달 세정 장치의 외부로 웨이퍼(W)를 반출한다. 또한, 도 16에는 도시하고 있지 않으나, 이때 웨이퍼(W)의 이면에 UV 램프에 의한 자외선 조사를 행해도 되는 것은 물론이다.
이와 같이 상술한 세정 장치(100, 110)에 따르면, 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 유지하고, 웨이퍼(W)의 표면을 위로 향하게 한 상태에서 웨이퍼(W)의 이면을 세정하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 반전하는 리버서를 설치할 공간이나 웨이퍼(W)의 반전 동작을 행하기 위한 공간을 필요로 하지 않는다. 이 결과, 종래 타입의 이면 세정용 세정 장치와 비교하여, 상기 세정 장치(100, 110)의 설치 공간을 조밀하게 할 수 있다.
또한 이 세정 장치(100, 110)는, 2개의 기판 유지 수단[흡착 패드(2), 스핀척(3)] 사이에서 웨이퍼(W)를 바꿔 들어 이면 세정을 행하고 있기 때문에, 흡착 패드(2)나 스핀척(3)으로 덮여짐으로써 세정할 수 없는 데드 스페이스를 발생시키지 않고, 웨이퍼(W)의 이면 전체를 고르게 세정할 수 있다.
또한 웨이퍼(W)의 표면을 위로 향하게 한 상태에서 세정을 행하기 때문에, 웨이퍼의 표면측이나 베벨부(70)에 세정액을 공급할 수 있으므로, 1대의 세정 장치에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면 및 베벨부(70) 및 이면의 세정을 행할 수 있다. 이 때문에 이들 세정을 별개의 유닛으로 행하는 경우에 비하여, 웨이퍼(W)의 반송 시간이나 전달 시간이 가산될 필요가 없고, 작업 처리량의 저하를 억제할 수 있다. 또한 상술한 예에서는, 웨이퍼(W)의 표면의 세정과, 베벨부(70)의 세정과, 이면의 제1 세정 영역 및 제2 세정 영역의 세정 시에, 서로의 세정 시간이 겹치도록, 동시 에 세정을 행하고 있기 때문에, 총 세정 시간이 늘어나는 것이 억제된다.
또한 상기 세정 장치를 도포 현상 장치에 내장한 경우에는, 1대분의 설치 공간을 점유할 뿐이기 때문에, 도포 현상 장치의 점유 면적의 증대를 억제하면서, 액침 노광 전의 기판에 대하여, 도포 현상 장치 내에서 기판의 표면 및 베벨부(70) 및 이면의 세정을 행한다고 하는 요청에 응할 수 있다.
또한 웨이퍼(W)의 이면측의 세정에서는, 제1 세정 영역(S1)과 제2 세정 영역(S2)에서 세정 방법을 바꾸고 있다. 따라서, 소수화 처리가 행해진 경우이며, 웨이퍼(W)의 이면 둘레 가장자리까지 소수화 처리용 가스가 돌아 들어가, 상기 영역이 소수화된 경우와 같이, 웨이퍼(W)의 이면측에 소수화되지 않은 영역(제1 세정 영역)과 소수화된 영역(제2 세정 영역)이 존재하는 경우라도, 각각의 세정 영역에 적합한 세정 방법을 이용하고 있기 때문에, 세정 중에서의 파티클의 발생이 억제된다. 즉 소수화된 영역을 브러시(5)를 이용하여 세정하고자 하면, 수분이 존재하지 않은 상태에서 브러시(5)에 의해 웨이퍼 이면을 문질러 버리게 되고, 결과적으로 브러시(5)가 찰과(擦過)되어, 파티클의 발생을 초래할 우려가 있으나, 이미 서술한 바와 같이 이면 둘레 가장자리 노즐(8)로서 이류체 노즐을 이용하여, 질소 가스의 버블을 포함한 DIW를 분무하고 있기 때문에, 접촉면에 대한 충격이 커지고, 이렇게 해서 확실하게 파티클을 제거할 수 있다.
이상에 있어서 웨이퍼의 표면, 베벨부(70), 이면의 세정을 동시에 행한다는 것은 서로의 세정 시간이 겹치는 것을 말하며, 세정의 개시 시간이나 종료 시간이 다른 경우도 포함된다. 또한 상술한 예에서는, 웨이퍼의 표면, 베벨부(70), 이면의 세정을 모두 동시에 행하였으나, 이들을 모두 동시에 행할 필요는 없으며, 어떤 영역의 세정 처리가 종료되고 나서, 다른 영역의 세정 처리를 행하도록 해도 좋다. 또한 이들 중 몇 개는, 예컨대 웨이퍼의 표면과 이면의 세정을 동시에 행하고, 베벨부(70)는 따로 행해도 좋으며, 이면 세정에 있어서는, 제1 세정 영역과 제2 세정 영역은 한쪽의 세정이 종료되고 나서, 다른쪽의 세정을 개시하도록 해도 좋다.
또한 상술한 예에서는, 웨이퍼(W)의 이면 둘레 가장자리측의 제2 세정 영역에 대해서는 브러시(5)에 의한 세정을 행하지 않는 구성으로 하였으나, 상기 제2 세정 영역에 대해서도 브러시(5)에 의한 세정을 행하도록 해도 좋다. 이 제2 세정 영역에는 이면 둘레 가장자리 노즐(8)로부터 별개로 세정액을 공급하고 있기 때문에, 이 영역의 발수성이 높더라도, 상기 영역에 수분이 존재한 상태에서 브러시(5)에 의한 세정을 행할 수 있기 때문이다. 또한 웨이퍼(W)에 대하여 소수화 처리를 행하지 않은 경우에는, 웨이퍼 이면에 있어서의 제2 세정 영역(웨이퍼 이면의 둘레 가장자리 영역)에 대해서는, 이면 둘레 가장자리 노즐(8)에 의한 세정을 행하지 않고, 웨이퍼 이면 전체를 브러시(5)에 의해 세정해도 좋다.
또한 표면 세정 노즐(6), 베벨 세정 노즐(7), 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)은, 각각 스핀척(3)에 유지된 웨이퍼 표면, 베벨부(70), 이면 둘레 가장자리 영역에 세정액을 공급하는 구성이면, 그 형상은 상술한 예에 한정되지 않고, 예컨대 이류체 노즐이나 제트 노즐, 메가소닉 노즐을 이용할 수 있다.
또한 표면 세정 노즐(6), 베벨 세정 노즐(7), 이면 둘레 가장자리 세정 노즐(8)로부터 각각 웨이퍼(W)에 대하여 토출되는 세정액의 종류가 달라도 좋으며, 이 경우에는, 서로 다른 세정액 중 한쪽의 세정액을 이용하여, 상기 영역의 세정 처리를 먼저 행한 후, 다른쪽의 세정액을 이용하여 다른 영역의 세정 처리를 행하도록 해도 좋다.
또한 흡착 패드(2)의 평면 형상은 예컨대 도 2에 도시한 가늘고 긴 직사각형에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 웨이퍼(W)를 얹어 놓았을 때에, 상기 웨이퍼(W)와 동심원을 이루는 원호 형상의 흡착 유지면을 구비한 흡착 패드(2)를 이용해도 좋다. 이러한 형상의 흡착 패드(2)는, 대향하는 흡착 패드(2) 사이에 형성되는 영역의 면적이 넓어지기 때문에, 보다 넓은 영역에 세정액을 고루 미치게 하고, 브러시(5)를 이동시킬 때 방해하기 어렵다.
또한, 상기 세정 장치(100, 110)는 세정 효과가 높은 브러시(5)를 세정 부재에 채용하고 있으나, 세정 부재는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이류체 노즐이나 제트 노즐, 메가소닉 노즐 등, 세정액 등을 분무함으로써 파티클을 제거하는 타입의 세정 부재를 채용해도 좋다. 또한 실시형태에 있어서는 회전식의 브러시(5)를 예시하였으나, 이것을 대신하여 진동식의 브러시를 채용해도 좋다. 또한 세정액의 종류도 DIW에 한정되지 않고, 다른 세정액이어도 좋다.
또한 세정 장치에 설치하는 기판 유지 수단은, 실시형태에 나타낸 바와 같이 2종류[흡착 패드(2), 스핀척(3)]에만 한정되는 것은 아니다. 예컨대 3종류 이상의 기판 유지 수단을 구비하고, 이들 기판 유지 수단 사이에서 2회 이상 기판을 바꿔 들도록 구성해도 좋다. 이 경우에는, 최후에 기판 유지하는 것이 제2 기판 유지 수단, 이 전에 기판을 유지하는 것이 제1 기판 유지 수단이라고 해석할 수 있다.
또한, 본 발명이 내장되는 도포 현상 장치는 상술한 구성에 한정되지 않고, 세정 장치(100, 110)는 인터페이스부(B3)가 아니라, 처리부(B2)에 설치하도록 해도 좋다.
도 1은 본 발명의 세정 장치를 적용한 도포 현상 장치의 실시형태를 도시하는 평면도이다.
도 2는 상기 도포 현상 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세정 장치를 도시하는 사시도이다.
도 4는 상기 세정 장치의 평면도이다.
도 5는 상기 세정 장치의 종단면도이다.
도 6은 에어나이프의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 7은 기판의 베벨부와 베벨 세정 노즐을 도시하는 단면도이다.
도 8은 기판에 있어서의 제1 세정 영역과 제2 세정 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 상기 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 공정도이다.
도 10은 상기 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 공정도이다.
도 11은 상기 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 공정도이다.
도 12는 세정 시의 웨이퍼 이면의 모습을 도시한 설명도이다.
도 13은 세정 시의 웨이퍼 이면의 모습을 도시한 설명도이다.
도 14는 제2 실시형태에 따른 세정 장치의 평면도이다.
도 15는 상기 제2 실시형태에 따른 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 공정도이다.
도 16은 상기 제2 실시형태에 따른 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 공정 도이다.
도 17은 표면에 반사 방지막과 레지스트막과 톱코트가 형성된 웨이퍼의 베벨부를 도시하는 단면도이다.
도 18은 웨이퍼 이면측의 둘레 가장자리 영역이 소수화되는 모습을 도시하는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
W: 웨이퍼 100, 110: 세정 장치
2: 흡착 패드 2a: 흡착 구멍
3: 스핀척 3a: 흡착 구멍
3b: 축부 5: 브러시
5a: 세정액 노즐 5b: 블로우 노즐
6: 표면 세정 노즐 7: 베벨 세정 노즐
8: 이면 둘레 가장자리 세정 노즐 200: 제어부

Claims (13)

  1. 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광되기 전의 기판을 세정하는 세정 장치에 있어서,
    기판 표면을 위로 한 상태에서, 이 기판의 이면의 제1 영역을 수평으로 유지하는 제1 기판 유지 수단과,
    이 제1 기판 유지 수단으로부터 기판을 수취하여, 상기 제1 영역과는 겹치지 않는 기판 이면의 제2 영역을 수평으로 유지하고, 이 기판을 연직축 주위로 회전시키는 제2 기판 유지 수단과,
    상기 제2 기판 유지 수단에 의해 회전되는 기판의 표면에, 표면용 세정액을 공급하여 상기 표면을 세정하기 위한 표면 세정 노즐과,
    상기 제2 기판 유지 수단에 의해 회전되는 기판의 베벨(bevel)부에, 베벨부용 세정액을 공급하여 상기 베벨부를 세정하기 위한 베벨 세정 노즐과,
    상기 제1 기판 유지 수단 또는 제2 기판 유지 수단에 유지된 기판의 이면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단과,
    상기 제1 기판 유지 수단 또는 제2 기판 유지 수단에 유지된 기판의 이면에 접촉하여 상기 이면을 세정하는 세정 부재
    를 구비한 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판 유지 수단을 상기 제2 기판 유지 수단에 대 하여 상대적으로 가로 방향으로 이동시키기 위한 이동 수단과,
    상기 제1 기판 유지 수단을 상기 제2 기판 유지 수단에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시키기 위한 승강 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판을 제1 기판 유지 수단에 유지시키고, 상기 세정 부재에 의해 상기 제2 영역을 포함하는 기판의 이면을 세정하며, 계속해서 기판을 제1 기판 유지 수단으로부터 제2 기판 유지 수단에 전달하고, 이 제2 기판 유지 수단에 의해 기판을 회전시키며, 상기 세정 부재에 의해 상기 제2 영역 이외의 기판의 이면을 세정하도록, 제어 지령을 출력하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 지령을 출력하는 수단은, 상기 세정 부재에 의해 제2 영역 이외의 기판의 이면을 세정하면서, 표면 세정 수단 및 베벨 세정 수단으로부터 각각 기판을 향해서 세정액을 공급하여, 상기 기판의 표면 및 베벨부의 세정을 행하도록 제어 지령을 출력하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 회전되는 기판의 이면의 둘레 가장자리 영역에 이면 둘레 가장자리용 세정액을 공급하는 이면 둘레 가장자리 세정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 지령을 출력하는 수단은, 상기 세정 부재에 의해 제2 영역 이외의 기판의 이면을 세정하면서, 표면 세정 수단 및 베벨 세정 수단 및 이면 둘레 가장자리 세정 수단으로부터 각각 기판을 향해서 세정액을 공급하여, 상기 기판의 표면 및 베벨부 및 이면 베벨부의 세정을 행하도록 제어 지령을 출력하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  7. 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 유닛과,
    그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광된 후의 기판에 현상액을 공급해서 현상하는 현상 유닛과,
    상기 제1항 또는 제2항에 기재된 세정 장치
    를 구비한 것을 특징으로 하는 도포 현상 장치.
  8. 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광되기 전의 기판을 세정하는 세정 방법에 있어서,
    레지스트가 도포되고, 액침 노광되기 전의 기판에 대하여, 이 기판의 표면을 위로 한 상태에서, 이 기판의 이면의 제1 영역을 제1 기판 유지 수단에 의해 유지하고, 이 기판의 이면에서의 상기 제1 영역과는 겹치지 않는 제2 영역을 세정하는 공정과,
    계속해서 기판을 제1 기판 유지 수단으로부터 제2 기판 유지 수단에 의해 수 취하여, 상기 제2 영역을 수평으로 유지하는 공정과,
    상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 연직축 주위로 회전된 기판의 표면에 표면용 세정액을 공급하여 상기 표면을 세정하는 공정과,
    상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 연직축 주위로 회전된 기판의 베벨부에 베벨부용 세정액을 공급하여 상기 베벨부를 세정하는 공정과,
    상기 기판을 제2 기판 유지 수단에 유지시켜, 연직축 주위로 회전시키면서, 기판의 이면에서의 상기 제2 영역 이외의 영역을 세정하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판의 표면을 세정하는 공정과, 상기 베벨부를 세정하는 공정과, 상기 기판의 이면에서의 상기 제2 영역 이외의 영역을 세정하는 공정은 서로 세정 시간이 겹치도록 행해지는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 기판 유지 수단에 유지되어, 회전된 기판의 이면에서의 둘레 가장자리 영역에 이면 둘레 가장자리용 세정액을 공급하여, 상기 둘레 가장자리 영역을 세정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기판의 표면을 세정하는 공정과, 상기 베벨부를 세정하는 공정과, 상기 기판에서의 상기 제2 영역 이외의 영역을 세정하는 공정과, 상 기 기판의 이면의 둘레 가장자리 영역을 세정하는 공정은 서로 세정 시간이 겹치도록 행해지는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
  12. 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광된 후의 기판을 현상 처리하는 도포 현상 방법에 있어서, 레지스트가 도포되고, 액침 노광되기 전의 기판에 대하여 제8항 또는 제9항에 기재된 세정 방법이 행해지는 것을 특징으로 하는 도포 현상 방법.
  13. 레지스트가 도포되고, 그 표면에 액층을 형성하여 액침 노광되기 전의 기판을 세정하는 세정 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서,
    상기 프로그램은, 제8항 또는 제9항에 기재된 세정 방법을 실행하도록 단계군이 짜여져 있는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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