KR20220094150A - 기판 세정 장치 및 기판의 세정 방법 - Google Patents

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후미토시 오이카와
고이치 후카야
에리나 바바
슈이치 스에마사
히사지로 나카노
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

기판 세정 장치는, 기판을 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판의 표면에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐과, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 회전 중심의 근방으로부터 상기 기판의 외주단을 향하여, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는 요동 기구를 구비한다.

Description

기판 세정 장치 및 기판의 세정 방법{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND METHOD OF CLEANING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 세정 장치 및 기판의 세정 방법에 관한 것이다.
일본 특허 제4481394호 공보에는, 기판의 표면에 세정액 공급 노즐로부터 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 기판 세정 장치가 개시되어 있다.
세정액 공급 노즐은, 초음파 진동자와 일체적으로 형성됨과 함께, 그 노즐 선단이, 기판의 외주단으로부터 해당 기판의 반경 방향 외측으로 소정의 거리만큼 이격하여 배치되어 있다. 기판의 두께보다도 세정액 공급 노즐의 노즐 직경이 크기 때문에, 기판의 표리 양면을 동시에 세정할 수 있다.
이러한 초음파 세정에서는, 그 세정 원리의 일부를 구성하고 있는 캐비테이션이, 기판에의 피트(미세한 구멍 결함)를 발생시키는 예가 있는 것이 알려져 있다. 종래에는, 캐비테이션이 발생해 기판에의 피트를 발생시켜도 실질적으로 반도체 기판 제품의 성능이나 수율에 대한 영향은 고려할 필요가 없었다. 그러나, 요즘의 미세화된 배선 치수의 반도체 기판 제품에 대해서는, 미세화된 배선 치수의 구조에 대하여 상대적으로 큰 피트가 발생하고, 반도체 기판 제품의 성능이나 수율에 대한 영향이 우려되는 예가 나오고 있다.
또한, 요즘의 미세화된 배선 치수의 반도체 기판 제품에 대하여, 미세화된 배선 치수에 따른 결함 검사 장치로 검사를 하면, 기판 단부 에지에는 성막이나 에칭 시의 잔사가 매우 불안정한 상태로 부착되어 들어가는 경우가 있다. 이들 이물이, 기판 단부 에지로부터 기판의 중심을 향하는 초음파 세정의 세정액의 흐름에 의해, 기판 표면에 재부착해 잔류하여, 최종적인 표면 결함으로서 검출되는 예가 있는 것을 알 수 있게 되었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 초음파 세정에 의한 기판에 대한 부하를 경감하면서 기판에 부착된 이물을 효율적으로 제거할 수 있는 기판 세정 장치 및 기판의 세정 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 양태는, 기판 세정 장치이며, 기판을 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판의 표면에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐과, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 회전 중심의 근방으로부터 상기 기판의 외주단을 향하여, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는 요동 기구를 구비한다.
본 발명의 제2 양태는, 기판 세정 장치이며, 기판을 회전시키는 회전 기구와, 상기 기판의 표면에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐과, 상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에서, 상기 기판의 표면에 접촉하여 회전함으로써, 상기 기판을 세정하는 롤 세정 부재와, 상기 롤 세정 부재가 상기 기판을 세정 중에, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는 요동 기구를 구비한다.
본 발명의 제3 양태에서는, 상기 제1 또는 제2 양태의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 기판의 회전 중심으로부터 이격되는 방향으로 상기 세정액을 토출해도 된다.
본 발명의 제4 양태에서는, 상기 제1 내지 제3 양태 중 어느 일 양태의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 세정액은, 알칼리성 수용액, 또는 음이온계의 계면 활성제여도 된다.
본 발명의 제5 양태에서는, 상기 제1 내지 제4 양태 중 어느 일 양태의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동 범위로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 기판의 표면에 세정액을 토출하는 제2 세정액 공급 노즐을 구비해도 된다.
본 발명의 제6 양태에서는, 상기 제1 내지 제5 양태 중 어느 일 양태의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 요동 기구는, 상기 기판의 회전 중심의 근방, 및 상기 기판의 외주단의 적어도 한쪽에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동을 감속, 및 일시 정지 중 적어도 하나를 행해도 된다.
본 발명의 제7 양태에서는, 상기 제1 내지 제6 양태 중 어느 일 양태의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 기판의 회전 중심의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 회전 중심을 향하여 틸팅시키고, 그리고 상기 기판의 외주단의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 외주단을 향하여 틸팅시키는 것 중 적어도 하나를 행하는, 틸팅 기구를 구비해도 된다.
본 발명의 제8 양태는, 기판의 세정 방법이며, 기판을 회전시켜, 상기 기판의 표면에, 세정액 공급 노즐로부터 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출시키고, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 회전 중심의 근방으로부터 상기 기판의 외주단을 향하여, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시킨다.
본 발명의 제9 양태는, 기판의 세정 방법이며, 기판을 회전시켜, 상기 기판의 표면에, 세정액 공급 노즐로부터 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출시키고, 상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재를, 상기 기판의 표면에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 기판을 세정하고, 상기 롤 세정 부재가 상기 기판을 세정 중에, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시킨다.
본 발명의 제10 양태에서는, 상기 제8 또는 제9 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐로부터 상기 기판의 회전 중심으로부터 이격되는 방향으로 상기 세정액을 토출시켜도 된다.
본 발명의 제11 양태에서는, 상기 제8 내지 제10 양태 중 어느 일 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 세정액은, 알칼리성 수용액, 또는 음이온계의 계면 활성제여도 된다.
본 발명의 제12 양태에서는, 상기 제8 내지 제11 양태 중 어느 일 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동 범위로부터 이격된 위치에 제2 세정액 공급 노즐을 설치하고, 상기 기판의 표면에 세정액을 토출시켜도 된다.
본 발명의 제13 양태에서는, 상기 제8 내지 제12 양태 중 어느 일 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 기판의 회전 중심의 근방, 및 상기 기판의 외주단의 적어도 한쪽에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동을 감속, 및 일시 정지 중 어느 한쪽을 행해도 된다.
본 발명의 제14 양태에서는, 상기 제8 내지 제12 양태 중 어느 일 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 기판의 회전 중심의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 회전 중심을 향하여 틸팅시키고, 그리고 상기 기판의 외주단의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 외주단을 향하여 틸팅시키는 것 중 어느 한쪽을 행해도 된다.
본 발명의 제15 양태에서는, 상기 제8 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 상기 세정액 공급 노즐을 요동시킴으로써, 상기 기판을 1차 세정하고, 상기 1차 세정 후, 상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재를, 상기 기판의 표면에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 기판을 2차 세정하고, 상기 2차 세정 후, 또한 상기 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 상기 세정액 공급 노즐을 요동시킴으로써, 상기 기판을 3차 세정해도 된다.
본 발명의 제16 양태에서는, 상기 제8 양태의 기판의 세정 방법에 있어서, 상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재를, 상기 기판의 표면에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 기판을 1차 세정하고, 상기 1차 세정 후, 상기 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 상기 세정액 공급 노즐을 요동시킴으로써, 상기 기판을 2차 세정해도 된다.
상기 본 발명의 양태에 의하면, 초음파 세정에 의한 기판에 대한 부하를 경감하면서 기판에 부착된 이물을 효율적으로 제거할 수 있다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는, 일 실시 형태에 관한 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은, 도 2의 화살표 방향으로 보아 A-A도이다.
도 4는, 비교예 1로서, 세정액 공급 노즐의 요동을 기판의 회전 중심인 센터 위치로부터 개시한 초음파 세정의 양태를 도시하는 평면도이다.
도 5는, 실시예로서, 세정액 공급 노즐의 요동을 기판의 회전 중심의 근방인 니어 센터 위치로부터 개시한 초음파 세정의 양태를 도시하는 평면도이다.
도 6은, 비교예 2로서, 세정액 공급 노즐의 요동을 기판의 외주단의 근방 니어 에지 위치로부터 개시한 초음파 세정의 양태를 도시하는 평면도이다.
도 7은, 비교예 1, 2 및 실시예에 있어서의 초음파 세정에 의한 기판 W에의 데미지수(부하)와 파티클 제거 성능(세정 성능)을 비교한 그래프이다.
도 8은, 일 실시 형태의 변형예에 관한 기판 세정 장치의 세정액 공급 노즐의 반경 방향 위치와 이동 속도의 설명도이다.
도 9는, 일 실시 형태의 변형예에 관한 기판 세정 장치의 주요부의 구성을 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서는, 기판 세정 장치 및 기판의 세정 방법의 적용예로서, 기판을 연마하는 연마부와, 기판을 세정하는 세정부를 구비하는 기판 처리 장치를 예시한다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 1에 도시하는 기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 W의 표면을 평탄하게 연마하는 화학 기계 연마(CMP) 장치이다. 기판 처리 장치(1)는, 직사각형 상자상의 하우징(2)을 구비한다. 하우징(2)은, 평면으로 보아 대략 직사각형으로 형성되어 있다.
하우징(2)은, 그 중앙에 길이 방향으로 연장되는 기판 반송로(3)를 구비한다. 기판 반송로(3)의 길이 방향의 일단부에는, 로드/언로드부(10)가 배치되어 있다. 기판 반송로(3)의 폭 방향(평면으로 보아 길이 방향과 직교하는 방향)의 일단측에는, 연마부(20)가 배치되고, 타단측에는, 세정부(30)가 배치되어 있다. 기판 반송로(3)에는, 기판 W를 반송하는 기판 반송부(40)가 마련되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 로드/언로드부(10), 연마부(20), 세정부(30), 및 기판 반송부(40)의 동작을 통괄적으로 제어하는 제어부(제어 장치)(50)를 구비한다.
로드/언로드부(10)는, 기판 W를 수용하는 프론트 로드부(11)를 구비한다. 프론트 로드부(11)는, 하우징(2)의 길이 방향의 일단측 측면에 복수 마련되어 있다. 복수의 프론트 로드부(11)는, 하우징(2)의 폭 방향으로 배열되어 있다. 프론트 로드부(11)는, 예를 들어 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재한다. SMIF, FOUP는, 내부에 기판 W의 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮은 밀폐 용기이며, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있다.
또한, 로드/언로드부(10)는, 프론트 로드부(11)로부터 기판 W를 출입하는 2대의 반송 로봇(12)과, 각 반송 로봇(12)을 프론트 로드부(11)의 나열에 따라 주행시키는 주행 기구(13)를 구비한다. 각 반송 로봇(12)은, 상하 방향에 2개의 핸드를 구비하고 있고, 기판 W의 처리 전, 처리 후로 구분지어 사용하고 있다. 예를 들어, 프론트 로드부(11)에 기판 W를 복귀시킬 때는 상부 핸드를 사용하고, 프론트 로드부(11)로부터 처리 전의 기판 W를 빼낼 때는 하부 핸드를 사용한다.
연마부(20)는, 기판 W의 연마(평탄화)를 행하는 복수의 기판 연마 장치(21(21A, 21B, 21C, 21D)를 구비한다. 복수의 기판 연마 장치(21)는, 기판 반송로(3)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 기판 연마 장치(21)는, 연마면을 갖는 연마 패드(22)를 회전시키는 연마 테이블(23)과, 기판 W를 보유 지지하고 또한 기판 W를 연마 테이블(23) 상의 연마 패드(22)에 압박하면서 연마하는 톱 링(24)과, 연마 패드(22)에 연마액이나 드레싱액(예를 들어, 순수)을 공급하는 연마액 공급 노즐(25)과, 연마 패드(22)의 연마면 드레싱을 행하는 드레서(26)와, 액체(예를 들어 순수)와 기체(예를 들어 질소 가스)의 혼합 유체 또는 액체(예를 들어 순수)를 미스트상으로 하여 연마면에 분사하는 아토마이저(27)를 구비한다.
기판 연마 장치(21)는, 연마액 공급 노즐(25)로부터 연마액을 연마 패드(22) 상에 공급하면서, 톱 링(24)에 의해 기판 W를 연마 패드(22)에 압박하고, 또한 톱 링(24)과 연마 테이블(23)을 상대 이동시킴으로써, 기판 W를 연마하여 그 표면을 평탄하게 한다. 드레서(26)는, 연마 패드(22)에 접촉하는 선단의 회전부에 다이아몬드 입자나 세라믹 입자 등의 경질인 입자가 고정되고, 당해 회전부를 회전하면서 요동함으로써, 연마 패드(22)의 연마면 전체를 균일하게 드레싱하고, 평탄한 연마면을 형성한다. 아토마이저(27)는, 연마 패드(22)의 연마면에 잔류하는 연마 부스러기나 지립 등을 고압의 유체에 의해 씻어 냄으로써, 연마면의 정화와, 기계적 접촉인 드레서(26)에 의한 연마면의 드레싱 작업, 즉 연마면의 재생을 달성한다.
세정부(30)는, 기판 W의 세정을 행하는 복수의 기판 세정 장치(31(31A, 31B)와, 세정된 기판 W를 건조시키는 기판 건조 장치(32)를 구비한다. 복수의 기판 세정 장치(31) 및 기판 건조 장치(32)는, 기판 반송로(3)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 기판 세정 장치(31A)와 기판 세정 장치(31B)의 사이에는, 제1 반송실(33)이 마련되어 있다. 제1 반송실(33)에는, 기판 반송부(40), 기판 세정 장치(31A) 및 기판 세정 장치(31B) 사이에 기판 W를 반송하는 반송 로봇(35)이 마련되어 있다. 또한, 기판 세정 장치(31B)와 기판 건조 장치(32) 사이에는, 제2 반송실(34)이 마련되어 있다. 제2 반송실(34)에는, 기판 세정 장치(31B)와 기판 건조 장치(32) 사이에서 기판 W를 반송하는 반송 로봇(36)이 마련되어 있다.
기판 세정 장치(31)는, 후술하는 세정 모듈을 구비하고, 기판 W를 세정한다. 또한, 기판 세정 장치(31A) 및 기판 세정 장치(31B)는, 동일한 타입이어도 되고, 다른 타입의 세정 모듈이어도 된다. 기판 건조 장치(32)는, 예를 들어 로타고니 건조(IPA(Iso-Propyl Alcohol) 건조)를 행하는 건조 모듈을 구비한다. 건조 후는 기판 건조 장치(32)와 로드/언로드부(10) 사이의 격벽에 마련된 셔터(1a)가 열리고, 반송 로봇(12)에 의해 기판 건조 장치(32)로부터 기판 W가 빼내어진다.
기판 반송부(40)는, 리프터(41)와, 제1 리니어 트랜스포터(42)와, 제2 리니어 트랜스포터(43)와, 스윙 트랜스포터(44)를 구비한다. 기판 반송로(3)에는, 로드/언로드부(10)측으로부터 차례로 제1 반송 위치 TP1, 제2 반송 위치 TP2, 제3 반송 위치 TP3, 제4 반송 위치 TP4, 제5 반송 위치 TP5, 제6 반송 위치 TP6, 제7 반송 위치 TP7이 배치되어 있다.
리프터(41)는, 제1 반송 위치 TP1에서 기판 W를 상하로 반송하는 기구이다. 리프터(41)는, 제1 반송 위치 TP1에 있어서, 로드/언로드부(10)의 반송 로봇(12)으로부터 기판 W를 수취한다. 또한, 리프터(41)는, 반송 로봇(12)으로부터 수취한 기판 W를 제1 리니어 트랜스포터(42)에 전달한다. 제1 반송 위치 TP1과 로드/언로드부(10) 사이의 격벽에는, 셔터(1b)가 마련되어 있고, 기판 W의 반송 시에는 셔터(1b)가 열려져서 반송 로봇(12)으로부터 리프터(41)에 기판 W가 전달된다.
제1 리니어 트랜스포터(42)는, 제1 반송 위치 TP1, 제2 반송 위치 TP2, 제3 반송 위치 TP3, 제4 반송 위치 TP4 사이에 기판 W를 반송하는 기구이다. 제1 리니어 트랜스포터(42)는, 복수의 반송 핸드(45(45A, 45B, 45C, 45D)와, 각 반송 핸드(45)를 복수의 높이에서 수평 방향으로 이동시키는 리니어 가이드 기구(46)를 구비한다. 반송 핸드(45A)는, 리니어 가이드 기구(46)에 의해, 제1 반송 위치 TP1로부터 제4 반송 위치 TP4의 사이를 이동한다. 반송 핸드(45A)는, 리프터(41)로부터 기판 W를 수취하고, 수취한 기판 W를 제2 리니어 트랜스포터(43)에 전달하는 패스 핸드이다.
반송 핸드(45B)는, 리니어 가이드 기구(46)에 의해, 제1 반송 위치 TP1과 제2 반송 위치 TP2 사이를 이동한다. 반송 핸드(45B)는, 제1 반송 위치 TP1에서 리프터(41)로부터 기판 W를 수취하고, 제2 반송 위치 TP2에서 기판 연마 장치(21A)에 기판 W를 전달한다. 반송 핸드(45B)에는, 승강 구동부가 마련되어 있고, 기판 W를 기판 연마 장치(21A)의 톱 링(24)에 전달할 때는 상승하고, 톱 링(24)에 기판 W를 전달한 후는 하강한다. 또한, 반송 핸드(45C) 및 반송 핸드(45D)에도, 동일한 승강 구동부가 마련되어 있다.
반송 핸드(45C)는, 리니어 가이드 기구(46)에 의해, 제1 반송 위치 TP1과 제3 반송 위치 TP3 사이를 이동한다. 반송 핸드(45C)는, 제1 반송 위치 TP1에서 리프터(41)로부터 기판 W를 수취하고, 제3 반송 위치 TP3에서 기판 연마 장치(21B)에 기판 W를 전달한다. 또한, 반송 핸드(45C)는, 제2 반송 위치 TP2에서 기판 연마 장치(21A)의 톱 링(24)으로부터 기판 W를 수취하고, 제3 반송 위치 TP3에서 기판 연마 장치(21B)에 기판 W를 전달하는 액세스 핸드로서도 기능한다.
반송 핸드(45D)는, 리니어 가이드 기구(46)에 의해, 제2 반송 위치 TP2와 제4 반송 위치 TP4 사이를 이동한다. 반송 핸드(45D)는, 제2 반송 위치 TP2 또는 제3 반송 위치 TP3에서, 기판 연마 장치(21A) 또는 기판 연마 장치(21B)의 톱 링(24)으로부터 기판 W를 수취하고, 제4 반송 위치 TP4에서 스윙 트랜스포터(44)에 기판 W를 전달하는 액세스 핸드로서 기능한다.
스윙 트랜스포터(44)는, 제4 반송 위치 TP4와 제5 반송 위치 TP5 사이를 이동 가능한 핸드를 갖고 있고, 제1 리니어 트랜스포터(42)로부터 제2 리니어 트랜스포터(43)에서 기판 W를 전달한다. 또한, 스윙 트랜스포터(44)는, 연마부(20)에서 연마된 기판 W를, 세정부(30)에 전달한다. 스윙 트랜스포터(44)의 측방에는, 기판 W의 임시 거치대(47)가 마련되어 있다. 스윙 트랜스포터(44)는, 제4 반송 위치 TP4 또는 제5 반송 위치 TP5에서 수취한 기판 W를 상하 반전하여 임시 거치대(47)에 적재한다. 임시 거치대(47)에 적재된 기판 W는, 세정부(30)의 반송 로봇(35)에 의해 제1 반송실(33)로 반송된다.
제2 리니어 트랜스포터(43)는, 제5 반송 위치 TP5, 제6 반송 위치 TP6, 제7 반송 위치 TP7 사이에 기판 W를 반송하는 기구이다. 제2 리니어 트랜스포터(43)는, 복수의 반송 핸드(48(48A, 48B, 48C)와, 각 반송 핸드(45)를 복수의 높이에서 수평 방향으로 이동시키는 리니어 가이드 기구(49)를 구비한다. 반송 핸드(48A)는, 리니어 가이드 기구(49)에 의해, 제5 반송 위치 TP5로부터 제6 반송 위치 TP6의 사이를 이동한다. 반송 핸드(45A)는, 스윙 트랜스포터(44)로부터 기판 W를 수취하고, 수취한 기판 W를 기판 연마 장치(21C)에 전달하는 액세스 핸드로서 기능한다.
반송 핸드(48B)는, 제6 반송 위치 TP6과 제7 반송 위치 TP7 사이를 이동한다. 반송 핸드(48B)는, 기판 연마 장치(21C)로부터 기판 W를 수취하고, 수취한 기판 W를 기판 연마 장치(21D)에 전달하는 액세스 핸드로서 기능한다. 반송 핸드(48C)는, 제7 반송 위치 TP7과 제5 반송 위치 TP5의 사이를 이동한다. 반송 핸드(48C)는, 제6 반송 위치 TP6 또는 제7 반송 위치 TP7에서, 기판 연마 장치(21C) 또는 기판 연마 장치(21D)의 톱 링(24)으로부터 기판 W를 수취하고, 제5 반송 위치 TP5에서 스윙 트랜스포터(44)에 기판 W를 전달하는 액세스 핸드로서 기능한다. 또한, 설명은 생략하지만, 반송 핸드(48)의 기판 W의 전달 시의 동작은, 상술한 제1 리니어 트랜스포터(42)의 동작과 마찬가지이다.
도 2는, 일 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(31)의 구성을 도시하는 평면도이다. 도 3은, 도 2의 화살표 방향으로 보아 A-A도이다.
도 2에 도시하는 기판 세정 장치(31)는, 회전 기구(60)와, 세정액 공급 노즐(70)과, 요동 기구(80)와, 롤 세정 부재(90)와, 제2 세정액 공급 노즐(100)을 구비하고 있다.
회전 기구(60)는, 기판 W의 외주단 W3을 보유 지지하여 연직 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전하는 복수의 보유 지지 롤러(61)를 구비한다. 복수의 보유 지지 롤러(61)는, 모터 등의 전기 구동부와 접속되어 수평 회전한다.
세정액 공급 노즐(70)은, 도시하지 않은 초음파 진동자를 구비하고, 기판 W의 표면 W1에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출한다. 세정액에 인가하는 초음파 진동의 진동 주파수는, 900kHz 내지 5MHz인 것이 바람직하다. 또한, 세정액 공급 노즐(70)로부터 토출되는 세정액의 유량은, 세정액 공급 노즐(70)의 노즐 직경에 의존하지만, 몇100cc/min 내지 몇리터/min인 것이 바람직하다. 또한, 기판 W의 이면 W2에도, 세정액 공급 노즐(70)을 마련하고, 기판 W의 이면 W2에 세정액을 토출해도 상관없다.
세정액으로서는 순수, 화학 세정 약품으로서는 염산, 암모니아, 불산, 과산화수소수, 오존수, 전해 이온수(산성수, 알칼리성수) 등의 산 혹은 알칼리성 수용액, 산화력 혹은 환원성을 갖는 약액, 또는 음이온계, 음이온계 혹은 비이온계의 계면 활성제 등을 사용한다. 특히 바람직하게는, pH가 7 이상인 알칼리성 수용액 또는 음이온계의 계면 활성제이다. 또한, 세정액은, 용해 질소 농도 8 내지 16ppm의 범위의 질소 용해수여도 된다.
요동 기구(80)는, 암 본체(81)와, 요동축(82)을 구비하고 있다. 암 본체(81)는, 평면으로 보아, 긴 형상을 나타내고, 요동축(82)으로부터 해당 요동축(82)의 중심 축선 O의 직경 방향으로 대략 수평으로 연장되어 있다. 암 본체(81)의 선단에는, 상술한 세정액 공급 노즐(70)이 지지되어 있다.
요동축(82)은, 원기둥 형상으로 형성됨과 함께, 모터 등의 전기 구동부와 접속되고, 연직 방향으로 연장되는 중심 축선 O 둘레로 회전한다. 이에 의해, 암 본체(81)가 중심 축선 O 둘레로 요동(수평 회전)한다.
세정액 공급 노즐(70)은, 중심 축선 O 둘레의 요동에 의해, 퇴피 위치 P1, 센터 위치 P2, 니어 센터 위치 P3, 에지 위치 P4, 반대측의 퇴피 위치 P5까지 이동 가능하다. 퇴피 위치 P1, P5는, 기판 W의 표면 W1 상으로부터 퇴피한 위치이다. 즉, 퇴피 위치 P1, P5에 위치하는 세정액 공급 노즐(70)은, 기판 W의 외주단 W3으로부터 해당 기판 W의 반경 방향 외측으로 소정의 거리만큼 이격되어 있다.
센터 위치 P2는, 기판 W의 회전 중심 C의 바로 위의 위치이다. 니어 센터 위치 P3은, 기판 W의 회전 중심 C로부터 이격된 기판 W의 회전 중심 C의 근방의 위치이다. 에지 위치 P4는, 기판 W의 외주단 W3의 바로 위의 위치이다. 즉, 센터 위치 P2, 니어 센터 위치 P3, 에지 위치 P4에 위치하는 세정액 공급 노즐(70)은, 평면으로 보아, 기판 W의 표면 W1의 적어도 일부와 중첩되어 있다.
롤 세정 부재(90)는, 기판 W의 회전 중심 C를 통과하는 세정 위치 P6이고, 기판 W의 표면 W1에 접촉하여 회전함으로써, 기판 W를 세정한다. 롤 세정 부재(90)는, 원통상의 스펀지체이며, 예를 들어 PVA(폴리비닐알코올)제 스펀지 혹은 우레탄제 스펀지 등으로 형성되어 있다. 또한, 롤 세정 부재(90)는, 둘레면에 브러시 모를 갖는 브러시체여도 상관없다.
롤 세정 부재(90)는, 도시하지 않은 홀더에 축 지지되고, 수평 방향으로 연장되는 축선 L 둘레로 회전한다. 홀더는, 예를 들어 PVC(폴리염화비닐)나 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등으로 형성되어 있다. 홀더는, 도시하지 않은 암에 지지되어, 모터 등의 전기 구동부와 접속되어 있다. 롤 세정 부재(90)는, 도시하지 않은 암에 의해, 상술한 세정 위치 P6과, 기판 W의 표면 W1 상으로부터 퇴피한 퇴피 위치 P7 사이에서 이동 가능하게 되어 있다.
제2 세정액 공급 노즐(100)은, 세정액 공급 노즐(70)의 요동 범위로부터 이격된 위치에 설치되고, 기판 W의 표면 W1에 대하여 비스듬하게 상방으로부터 세정액(초음파 진동의 인가 없음)을 토출한다. 제2 세정액 공급 노즐(100)로부터 토출하는 세정액은, 예를 들어 제타 전위 제어의 효과를 활용하여 세정 효과를 얻는, 상술한 세정액 공급 노즐(70)로부터 토출되는 세정액보다도 고가인 것이 바람직하다. 세정액 공급 노즐(70)은, 그 구조상, 초음파 진동자의 공 가열 방지를 위해 세정액의 최저 유량을 비교적 높게 설정할 필요가 있기 때문이다.
요동 기구(80)는, 세정액 공급 노즐(70)에 의한 초음파 세정 중, 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 회전 중심 C의 근방으로부터 기판 W의 외주단 W3을 향하여, 기판 W의 반면 D1보다 좁은 범위에서 요동시킨다. 기판 W의 반면 D1이란, 기판 W의 회전 중심 C를 통하는 상술한 롤 세정 부재(90)의 축선 L을 경계선으로 하여, 기판 W의 표면 W1을 평면으로 보아 2분한 반면 D1, D2 중의 편측이다.
구체적으로, 기판 W의 반면 D1에 있어서, 요동 기구(80)는, 세정액 공급 노즐(70)을 니어 센터 위치 P3과, 니어 센터 위치 P3으로부터 가장 가까운 기판 W의 외주단 W3인 에지 위치 P4 사이에서 요동시킨다. 니어 센터 위치 P3으로부터 에지 위치 P4까지의 거리는, 기판 W의 반경보다도 작다. 또한, 니어 센터 위치 P3은, 세정액 공급 노즐(70)이 세정 위치 P6에 위치하는 롤 세정 부재(90)와 간섭하지 않는 위치이며, 롤 세정 부재(90)와의 동시 세정도 가능하다.
세정액 공급 노즐(70)은, 상술한 니어 센터 위치 P3에서 에지 위치 P4까지의 요동 범위에 있어서, 기판 W의 회전 중심 C로부터 이격되는 방향(기판 W의 외주단 W3을 향하는 방향)으로 세정액을 토출하도록 기울어져 있다(도 3 참조). 도 3에 도시하는 바와 같이, 세정액 공급 노즐(70)의 선단의 토출구(71)의 중심 축선 C1은, 기판 W의 표면 W1에 대한 수직축 O1(중심 축선 O와 평행 축)에 대하여, 각도 θ로 기울어져 있다. 각도 θ는, 0°보다 크게 30°이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
도 2로 되돌아가서, 제2 세정액 공급 노즐(100)은, 세정액 공급 노즐(70)이 요동하는 기판 W의 반면 D1에 있어서, 세정액 공급 노즐(70)의 요동 범위보다도 기판 W의 회전 방향의 상류측의 제1 공급 위치 P8에 설치되어 있다. 이에 의해, 제2 세정액 공급 노즐(100)로부터 토출하는 세정액이, 세정액 공급 노즐(70)로부터 토출하는 세정액과 혼합되기 쉬워지고, 더 높은 세정 효과가 얻어진다.
또한, 제2 세정액 공급 노즐(100)은, 세정액 공급 노즐(70)이 요동하지 않는 기판 W의 반면 D2에 있어서, 제2 공급 위치 P9, 제3 공급 위치 P10, 제4 공급 위치 P11, 제5 공급 위치 P12, 제6 공급 위치 P13에 설치해도 상관없다. 단, 기판 W의 회전에 의한 원심력에 의한 세정액의 비산을 고려하면, 제2 세정액 공급 노즐(100)은, 제4 공급 위치 P11보다도 제3 공급 위치 P10의 쪽이 바람직하고, 또한 제3 공급 위치 P10보다도 제2 공급 위치 P9의 쪽이 바람직하고, 가장 바람직한 것은, 상술한 기판 W의 반면 D1의 제1 공급 위치 P8이다. 또한, 제1 공급 위치 P8과 동일한 기판 W의 반면 D1에 위치하는, 제5 공급 위치 P12, 제6 공급 위치 P13에, 제2 세정액 공급 노즐(100)을 배치해도 된다.
계속해서, 상기 구성의 기판 세정 장치(31)의 동작(기판의 세정 방법)에 대해서 설명한다.
우선, 세정액 공급 노즐(70)의 요동 단체에 의한 초음파 세정에 대해서 설명한다. 즉, 이하의 설명에서는, 롤 세정 부재(90)는 퇴피 위치 P7에 위치하는 것으로 한다.
초음파 세정에서는, 회전 기구(60)의 보유 지지 롤러(61)에 의해 기판 W의 외주단 W3을 유지함과 함께, 기판 W를 수평 회전시킨다.
상기 상태에서, 세정액 공급 노즐(70)은, 초음파 진동이 인가된 세정액을 기판 W의 표면 W1로 토출한다. 또한, 요동 기구(80)는, 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 회전 중심 C의 근방의 니어 센터 위치 P3과, 기판 W의 외주단 W3의 바로 위의 에지 위치 P4의 사이에서 요동시킨다. 이와 같이, 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W 상에서 요동시킨다. 이에 의해, 기판 W의 외주단 W3에 부착되어 있는 성막이나 에칭 시의 잔사 등의 이물이, 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 반경 방향 외측에 배치하는 경우보다도, 세정액에 의해 기판 W의 회전 중심 C를 향하여 유입되기 어려워진다. 따라서, 기판 W의 표면 W1에 이물이 재부착하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 니어 센터 위치 P3과 에지 위치 P4 사이의 요동은, 기판 W의 반면 D1보다 좁은 범위에서 요동이 되고, 기판 W의 반경보다도 작은 스트로크가 된다. 이 때문에, 회전하는 기판 W의 일부의 영역에 대하여 중복하여 세정액이 토출되기 어려워진다. 따라서, 초음파 세정의 세정 원리의 일부를 구성하고 있는 캐비테이션에 의한, 기판 W에 대한 부하(피트(미세한 구멍 결함)의 발생)를 경감할 수 있다.
즉, 초음파 진동이 인가된 세정액은, 기판 W의 표면 W1에 대하여 어느 정도의 범위(확대)를 갖고 토출된다. 기판 W의 회전 중심 C를 초과하여 토출된 세정액은, 토출처의 영역을, 기판 W의 1회전당 중복하여 세정하게 되고, 부하를 축적시킨다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을, 기판 W의 회전 중심 C가 아니고, 그 근방의 니어 센터 위치 P3으로부터 개시함으로써, 세정액의 확대를 고려한 저부하의 초음파 세정(세정액의 토출 범위의 랩이 거의 없는 초음파 세정)이 가능하게 된다.
도 4는, 비교예 1로서, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 기판 W의 회전 중심 C인 센터 위치 P2로부터 개시한 초음파 세정의 양태를 도시하는 평면도이다. 도 5는, 실시예로서, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 기판 W의 회전 중심 C의 근방인 니어 센터 위치 P3으로부터 개시한 초음파 세정의 양태를 도시하는 평면도이다. 도 6은, 비교예 2로서, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 기판 W의 외주단 W3의 근방 니어 에지 위치 P31로부터 개시한 초음파 세정의 양태를 도시하는 평면도이다.
도 7은, 비교예 1, 2 및 실시예에 있어서의 초음파 세정에 의한 기판 W에의 데미지수(부하)와 파티클 제거 성능(세정 성능)을 비교한 그래프이다.
또한, 도 5 및 도 6에 있어서는, 기준으로서, 요동축(82)의 중심 축선 O와, 센터 위치 P2에서 에지 위치 P4까지의 요동 스트로크의 절반을 통과하는 기준선 L1을 나타내고 있다.
니어 센터 위치 P3이란, 센터 위치 P2에서 에지 위치 P4까지의 요동 스트로크의, 센터 위치 P2측으로부터 2/3보다도, 센터 위치 P2 근방의 위치이다. 구체적으로, 실시예의 니어 센터 위치 P3은, 기판 W의 반경을 150mm, 세정액 공급 노즐(70)의 노즐 직경을 6mm로 한 경우, 기판 W의 회전 중심 C인 센터 위치 P2로부터 75mm 이격된 위치에 설정되어 있다.
니어 에지 위치 P31이란, 센터 위치 P2에서 에지 위치 P4까지의 요동 스트로크의, 센터 위치 P2측으로부터 2/3보다도 에지 위치 P4 근방의 위치이다. 구체적으로, 비교예의 니어 에지 위치 P31은, 기판 W의 회전 중심 C인 센터 위치 P2로부터 120mm 이격된 위치에 설정되어 있다. 또한, 니어 에지 위치 P31은, 기판 W의 에지 위치 P4로부터 30mm 이격된 위치에 설정되어 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 기판 W에의 데미지수(부하)로 비교하면, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 니어 센터 위치 P3 혹은 니어 에지 위치 P31로부터 개시하는 초음파 세정의 편이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 이들 양자의 초음파 세정을 파티클 제거 성능(세정 성능)으로 비교하면, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 니어 센터 위치 P3으로부터 개시하는 초음파 세정의 편이 바람직함을 알 수 있다. 따라서, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 니어 센터 위치 P3으로부터 개시하는 초음파 세정이 가장 바람직하다.
니어 센터 위치 P3은, 기판 W의 반경을 150mm, 세정액 공급 노즐(70)의 노즐 직경을 6mm로 한 경우, 데미지의 관점에서는, 기판 W의 회전 중심 C인 센터 위치 P2로부터 50mm 이상 이격되는 것이 바람직하다. 한편, 센터 위치 P2로부터 너무 이격되면 파티클 세정 성능이 떨어지기 때문에, 기판 W의 회전 중심 C인 센터 위치 P2로부터 100mm 이상 이격되지 않는 것이 바람직하다. 즉, 니어 센터 위치 P3은, 센터 위치 P2에 대하여 50mm 이상 또한 100mm 이하의 범위로 설정하면 된다.
이와 같이, 상술한 본 실시 형태는, 기판 W를 회전시키는 회전 기구(60)와, 기판 W의 표면 W1에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐(70)과, 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 회전 중심 C의 근방으로부터 기판 W의 외주단 W3을 향하여, 기판 W의 반면 D1보다 좁은 범위에서 요동시키는 요동 기구(80)를 구비한다. 이러한 구성을 채용함으로써, 초음파 세정에 의한 기판 W에 대한 부하를 경감하면서 기판 W에 부착된 이물을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 세정액 공급 노즐(70)의 요동은, 기판 W의 반면 D1보다 좁은 범위에서 행해지기 때문에, 기판 W의 회전 중심 C를 통하는 세정 위치 P6에 배치한 롤 세정 부재(90)를 기판 W의 표면 W1에 접촉시켜 회전시킴으로써 기판 W를 세정하고 있을 때, 세정액 공급 노즐(70)의 요동에 의한 초음파 세정을 할 수도 있다. 즉, 요동 기구(80)가 롤 세정 부재(90)이 기판 W를 세정 중에, 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 반면 D1보다 좁은 범위에서 요동시킴으로써, 롤 세정 부재(90)의 스크럽 세정과, 세정액 공급 노즐(70)의 요동에 의한 초음파 세정을 동시에 행할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 다른 방식의 세정이 1개소에서 행해지기 때문에, 도 1에 도시하는 기판 세정 장치(31)의 대수 추가가 불필요하다. 또한, 반송 로봇(35, 36)의 추가가 불필요하게 되어, 그 만큼의 장치의 바닥 면적이 증대나 장치의 대형화를 방지하고, 장치의 원가나 장치 가격이 고가가 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 롤 세정 부재(90)의 압박에 의해서도 충분히 변형하여 접촉할 수 없는 개소, 예를 들어 제품 패턴이 새겨진 오목한 부분이나 미세한 심 내부에도 초음파가 전파되어, 세정할 수 있다. 이러한 세정 성능이 높은 기판 세정 장치(31)는, 가장 오염도가 높은 1단째의 세정 챔버에 설치하는 것이 바람직하다.
롤 세정 부재(90)의 스크럽 세정과, 세정액 공급 노즐(70)의 요동에 의한 초음파 세정을 나누어 행해도 된다. 예를 들어, 기판 W의 회전 중심 C를 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재(90)를 기판 W의 표면 W1에 접촉시켜 회전시킨다. 이에 의해, 기판 W를 1차 세정하고, 1차 세정 후, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐(70)을 요동시킴으로써, 기판 W를 2차 세정해도 된다.
상기한 바와 같이 1차 세정의 롤 세정 부재(90)의 스크럽 세정에 의해 기판 W를 조 세정하고, 그 후 2차 세정에 의해 초음파 진동을 인가한 세정액으로 미세한 이물을 씻어 버린다. 이에 의해, 스크럽 세정 후의 기판 W 상으로의 역 오염을 저감하고, 다음 세정 단계로의 오염 부하를 저감함과 함께, 모든 세정 단계를 거친 최종적인 세정 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐(70)을 요동시킴으로써, 기판 W를 1차 세정하고, 1차 세정 후, 기판 W의 회전 중심 C를 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재(90)를 기판 W의 표면 W1에 접촉시켜 회전시킴으로써, 기판 W를 2차 세정하고, 2차 세정 후, 또한 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐(70)을 요동시킴으로써, 기판 W를 3차 세정해도 된다.
이와 같이 롤 세정 부재(90)에 의한 스크럽 세정(여기서는 2차 세정) 전에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 공급하여 초음파 세정하는 공정(여기서는 1차 세정)을 추가한다. 이에 의해, 스크럽 세정 전의 기판 W 상의 오염량을 저감하고, 롤 세정 부재(90)의 오염 부하를 저감하여 롤 세정 부재(90)의 수명을 연장할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 세정액 공급 노즐(70)은, 기판 W의 회전 중심 C로부터 이격되는 방향에 세정액을 토출하므로, 기판 W의 외주단 W3을 세정한 세정액이 기판 W의 표면 W1의 회전 중심 C측으로 되돌아가는 것을 억제할 수 있다. 특히 기판 W의 외주단 W3으로부터 제거된 이물이 기판 W의 표면 W1에 재부착해 잔류하고, 최종적인 결함이 될 우려를 억제할 수 있다.
세정액 공급 노즐(70)로부터 토출되는 세정액은, 알칼리성 수용액, 또는 음이온계의 계면 활성제이면 된다. 세정액은, 알칼리성 수용액, 또는 음이온계의 계면 활성제인 것으로, 세정액 중의 이물 표면의 제타 전위를 제어하고, 기판 W와 이물과의 부착력을 약화시키고, 제거되기 쉽고 또한 재부착하기 어렵게 해서, 파티클의 제거 성능을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 세정액 공급 노즐(70)의 요동 범위로부터 이격된 위치에 설치되고, 기판 W의 표면 W1에 세정액을 토출하는 제2 세정액 공급 노즐(100)을 구비하고 있다. 이러한 제2 세정액 공급 노즐(100)을 구비함으로써, 고가인 세정액을 제2 세정액 공급 노즐(100)로부터 공급하고, 초음파를 인가하는 기능을 구비한 세정액 공급 노즐(70)의 세정액을 상대적으로 저렴한 세정액으로 할 수 있다. 따라서, 초음파 진동자의 공 가열 방지를 위해 최저 유량을 비교적 높게 설정할 필요가 있어도, 러닝 코스트를 낮게 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 기재해 설명하였지만, 이들은 본 발명의 예시적인 것이며, 한정하는 것으로서 고려되어서는 안되는 것을 이해해야 한다. 추가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되어 있다고 간주되어서는 안되며, 특허청구의 범위에 의해 제한되어 있다.
이상의 예에서는, 세정액 공급 노즐(70)의 요동 스트로크를, 기판 W의 회전 중심 C측을 좁히는 것으로, 기판 W의 회전 중심 C 부근로의 초음파 세정의 부하를 경감하면서 기판 W에 부착된 이물을 효율적으로 제거하는 구성ㆍ방법에 대해서 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제2 세정액 공급 노즐(100)의 기판 W에의 착수 위치를, 센터 위치 P2로 함으로써, 세정액 공급 노즐(70)로부터의 초음파가 부가된 세정액이 센터 위치 P2에 영향을 미치는 것을 적절하게 감소시킨다. 이에 의해, 기판 W의 회전 중심 C 부근의 초음파 세정에 의한 기판 W에 대한 부하를 경감하면서 기판 W에 부착된 이물을 효율적으로 제거할 수 있는 구성ㆍ방법도 있다.
또한, 예를 들어 제2 세정액 공급 노즐(100)의 기판 W에의 착수 위치를 센터 위치 P2로 하고, 또한 제2 세정액의 온도를 상온보다도 높은 온도에서 공급한다. 이에 의해, 기판 W의 회전 중심 C 부근에서의 세정액 온도를 높게 유지하고, 초음파 세정의 메커니즘인 액 중의 기포의 발생ㆍ붕괴를 억제한다(액 중의 기포의 붕괴는 기포의 증기압과 둘레의 액체 압력 차에서 발생하기 때문에, 온도가 높은 상태에서는 증기압이 높고, 기포의 붕괴가 억제된다). 이와 같이, 세정액 공급 노즐(70)로부터의 초음파가 부가된 세정액이 센터 위치 P2에 영향을 미치는 것을 적절하게 감소시키고, 기판 W의 회전 중심 C 부근의 초음파 세정에 의한 기판 W에 대한 부하를 경감하면서 기판 W에 부착된 이물을 효율적으로 제거할 수 있는 구성ㆍ방법도 있다.
또한, 예를 들어 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같은 변형예를 채용할 수 있다.
도 8은, 일 실시 형태의 변형예에 관한 기판 세정 장치(31)의 세정액 공급 노즐의 반경 방향 위치와 이동 속도의 설명도이다.
도 8에 도시하는 기판 세정 장치(31)와 같이, 요동 기구(80)(도 8에서는 도시하지 않음)는, 기판 W의 회전 중심 C의 근방 및 기판 W의 외주단 W3 중 적어도 하나에 있어서, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 감속, 및 일시 정지 중 적어도 하나를 행해도 된다. 또한, 도 8 중, 부호 V1은 가속, 부호 V2는 정속, 부호 V3은 감속을 나타내고 있다.
상기 구성에 의하면, 롤 세정 부재(90)에 의한 스크럽 세정으로 상대 속도가 낮다. 이에 의해, 오염이 집중하기 쉬운 기판 W의 회전 중심 C의 근방이나, 원래 오염량이 많고 또한 기판 W의 회전 둘레 길이가 긴 점에서 단위 시간당 세정 시간이 짧은 기판 W의 외주단 W3의 근방에 있어서의 세정 시간이 증가한다. 따라서, 기판 W의 표면 W1 전체를 균일하게 세정할 수 있다.
기판 W의 회전 중심 C의 근방이나, 기판 W의 외주단 W3의 근방 세정 시간을 증가시키기 위해, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 정속 V2로부터 감속 V3으로 전환하는 전환 위치 P32는, 기준선 L1과 니어 센터 위치 P3과의 사이의 절반보다도 기준선 L1에 편파적으로 설정해도 된다. 또한, 세정액 공급 노즐(70)의 요동을 정속 V2로부터 감속 V3으로 전환하는 전환 위치 P34는, 기준선 L1과 에지 위치 P4와의 사이의 절반보다도 기준선 L1에 편파적으로 설정해도 된다.
감속 V3(내지 일시 정지)하는 시간 T1, T3은, 정속 V2로 요동하는 시간 T2보다도 길게(예를 들어 2배 이상으로) 설정해도 된다.
도 9는, 일 실시 형태의 변형예에 관한 기판 세정 장치(31)의 주요부의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 9에 도시하는 기판 세정 장치(31)와 같이, 기판 W의 회전 중심 C의 근방에 있어서 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 회전 중심 C를 향하여 틸팅시키고, 그리고 기판 W의 외주단 W3의 근방에 있어서 세정액 공급 노즐(70)을 기판 W의 외주단 W3을 향하여 틸팅시키는 것 중 적어도 하나를 행하는 틸팅 기구(110)를 구비해도 된다. 또한, 틸팅 기구(110)는, 도 2에 도시하는 요동축(82)에 지지된 모터 등의 전기 구동부를 구비하고, 기판 W의 반경 방향 외측으로부터 암 본체(81)를 그 길이 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전시키는 구성이면 된다. 이에 의해, 세정액 공급 노즐(70)에 가동부가 증가하는 것에 의한 기판 W의 오염을 억제할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 기판 W의 회전 중심 C측의 니어 센터 위치 P3보다 앞의 제1 경사 위치 P35에 있어서, 세정액 공급 노즐(70)을 또한 회전 중심 C측에 경사지게 하고, 기판 W 상의 착수 위치를 기판 W의 회전 중심 C측으로 가까이할 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면, 기판 W의 외주단 W3측의 에지 위치 P4보다 앞의 제2 경사 위치 P36에 있어서, 세정액 공급 노즐(70)을 또한 외주단 W3측으로 경사지게 하고, 기판 W 상의 착수 위치를 기판 W의 외주단 W3측으로 가까이 할 수 있다. 이에 의해, 세정액 공급 노즐(70)의 요동 범위를 단축하면서, 세정액 공급 노즐(70)로부터 공급되는 세정액으로 기판 W의 표면 W1을 충분히 세정하는 것이 가능하게 된다.
기판 W의 외주단 W3에 부착된 이물이 기판 W의 표면 W1에 재부착하는 것을 방지하기 위해, 제1 경사 위치 P35에 있어서의 세정액 공급 노즐(70)의 경사 각도의 절댓값보다도, 제2 경사 위치 P36에 있어서의 세정액 공급 노즐(70)의 경사 각도의 절댓값의 쪽을, 크게 해도 된다. 이에 의해, 기판 W의 회전 중심 C로부터 보다 이격되는 방향으로 세정액이 토출되므로, 기판 W의 외주단 W3을 세정한 세정액이 기판 W의 표면 W1의 회전 중심 C측으로 되돌아가는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
1: 기판 처리 장치
31: 기판 세정 장치
60: 회전 기구
70: 세정액 공급 노즐
80: 요동 기구
90: 롤 세정 부재
100: 제2 세정액 공급 노즐
110: 틸팅 기구
C: 회전 중심
D1: 반면
W: 기판
W1: 표면
W3: 외주단

Claims (16)

  1. 기판을 회전시키는 회전 기구와,
    상기 기판의 표면에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 회전 중심의 근방으로부터 상기 기판의 외주단을 향하여, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는 요동 기구를 구비하는, 기판 세정 장치.
  2. 기판을 회전시키는 회전 기구와,
    상기 기판의 표면에, 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에서, 상기 기판의 표면에 접촉하여 회전함으로써, 상기 기판을 세정하는 롤 세정 부재와,
    상기 롤 세정 부재가 상기 기판을 세정 중에, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는 요동 기구를 구비하는, 기판 세정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 기판의 회전 중심으로부터 이격되는 방향으로 상기 세정액을 토출하는, 기판 세정 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정액은, 알칼리성 수용액, 또는 음이온계의 계면 활성제인, 기판 세정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동 범위로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 기판의 표면에 세정액을 토출하는 제2 세정액 공급 노즐을 구비하는, 기판 세정 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요동 기구는, 상기 기판의 회전 중심의 근방, 및 상기 기판의 외주단 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동을 감속, 및 일시 정지 중 적어도 하나를 행하는, 기판 세정 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판의 회전 중심의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 회전 중심을 향하여 틸팅시키고, 그리고 상기 기판의 외주단의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 외주단을 향하여 틸팅시키는, 중 적어도 하나를 행하는, 틸팅 기구를 구비하는, 기판 세정 장치.
  8. 기판을 회전시키고,
    상기 기판의 표면에, 세정액 공급 노즐로부터 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출시키고,
    상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 회전 중심의 근방으로부터 상기 기판의 외주단을 향하여, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는, 기판의 세정 방법.
  9. 기판을 회전시키고,
    상기 기판의 표면에, 세정액 공급 노즐로부터 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출시키고,
    상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재를, 상기 기판의 표면에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 기판을 세정하고,
    상기 롤 세정 부재가 상기 기판을 세정 중에, 상기 세정액 공급 노즐을, 상기 기판의 반면보다 좁은 범위에서 요동시키는, 기판의 세정 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐로부터 상기 기판의 회전 중심으로부터 이격되는 방향으로 상기 세정액을 토출시키는, 기판의 세정 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 세정액은, 알칼리성 수용액, 또는 음이온계의 계면 활성제인, 기판의 세정 방법.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동 범위로부터 이격된 위치에 제2 세정액 공급 노즐을 설치하고, 상기 기판의 표면에 세정액을 토출시키는, 기판의 세정 방법.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기판의 회전 중심의 근방, 및 상기 기판의 외주단 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 세정액 공급 노즐의 요동을 감속, 및 일시 정지 중 어느 한쪽을 행하는, 기판의 세정 방법.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기판의 회전 중심의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 회전 중심을 향하여 틸팅시키고, 그리고 상기 기판의 외주단의 근방에 있어서 상기 세정액 공급 노즐을 상기 기판의 외주단을 향하여 틸팅시키는 것 중 어느 한쪽을 행하는, 기판의 세정 방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 상기 세정액 공급 노즐을 요동시킴으로써, 상기 기판을 1차 세정하고,
    상기 1차 세정 후, 상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재를, 상기 기판의 표면에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 기판을 2차 세정하고,
    상기 2차 세정 후, 또한 상기 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 상기 세정액 공급 노즐을 요동시킴으로써, 상기 기판을 3차 세정하는, 기판의 세정 방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 기판의 회전 중심을 통과하는 위치에 배치한 롤 세정 부재를, 상기 기판의 표면에 접촉시켜 회전시킴으로써, 상기 기판을 1차 세정하고,
    상기 1차 세정 후, 상기 초음파 진동이 인가된 세정액을 토출하는 상기 세정액 공급 노즐을 요동시킴으로써, 상기 기판을 2차 세정하는, 기판의 세정 방법.
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