KR100324793B1

KR100324793B1 - 세정장치및세정방법

Info

Publication number: KR100324793B1
Application number: KR1019950011658A
Authority: KR
Inventors: 요네미즈아키라; 이시자카노부카즈; 하마다도모코
Original assignee: 다카시마 히로시; 도오교오에레구토론큐우슈우가부시끼가이샤; 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 2002-06-27
Also published as: US5636401A; JPH07307321A; US5882426A; KR950034407A; TW284899B; JP3328426B2

Abstract

본 발명은, 피세정체의 피세정면을 세정체와 대면하도록 하여 피세정체를 유지하는 피세정체 유지수단고, 피세정체의 피세정면을 세정하는 세정체를 이동·회전시키는 세정기구를 구비하며, 세정체를 피세정면에 접촉시킨 상태에서 피세정체 및 세정체를 상대적으로 이동시켜서 피세정체의 피세정면을 세정하는 세정장치로서, 세정기구는, 선회가 자유롭게 설치된 아압과, 아압의 앞끝단에 부착되어 세정체를 회전가능하게 지지하는 세정체 지지수단과, 아암에 부착되어 세정체 지지수단을 상승시키는 승강수단으로 구성되는 세정장치를 제공한다. 또, 본 발명은, 피세정체의 피세정면을 세정체와 대면하도록 하여 피세정체를 유지하고, 세정체를 피세정면에 접촉시킨 피세정체 및 세정체를 상대적으로 이동시켜서 피세정체의 피세정면을 세정하는 방법으로서, 세정체의 피세정체의 피세정면에 대한 접촉압을 단위면적당 30 gf/㎠ 이하로 설정하여 세정을 하는 세정방법을 제공한다.

Description

세정장치 및 세정방법

본 발명은, 반도체 웨이퍼나 LCD(Liquid Crystal Device)기판등의 피처리체의 표면을 청정화(情淨化)하기 위한 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다.

예를 들어, 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서는, LSI등의 반도체 디바이스가 형성되는 반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼 "라 약칭함)의 표면을 매우 엄격한 청정도로 유지할 필요가 있다. 이 때문에 , 각각의 제조공정, 처리공정의 전후에는, 필요에 따라 웨이퍼의 표면을 세정하고 있다. 특히 , 포토리소그래피(photolithography) 공정에서는, 웨이퍼 표면의 세정이 불가피한 것으로 된다.

이러한 세정은, 종래에 일본국 특개소 57-102024호 공보나 특개소 62-259447호 공보등에 개시되어 있는 스크럽 세정장치에 의해 이루어진다. 이 스크럽 세정장치에 있어서는, 회전하는 브러시나 스폰지등의 세정체를 피세정체의 피세정면에 접촉시켜서, 표면에 부착된 이물질을 문질러 떨어뜨려서 제거한다.

이 스크럽 세정장치에 있어서는, 세정체를 피세정체 표면에 접촉시키는 기구로서, 레코드바늘의 침압조정등에 이용되고 있는 기구와 같은 기구를 채용하고 있다. 이 기구는, 한 끝단이 고정되고 다른 끝단으로 세정체를 지지하는 아암의 아암부착측(다른 끝단)에, 아암의 총중량보다도 가볍게 설정된 밸런스 웨이트(balance weight)를 배치하고, 아암의 총중량과 밸런스 웨이트와의 중량차에 의해 접촉압을 얻도록 하는 것이다.

피세정체의 표면에 세정체를 접촉시켜서 세정하는 경우, 접촉압이 너무 크면, 피세정체의 표면에 흠집이 생기고, 생산수율의 저하를 초래하므로, 그 접촉압의 값이 대단히 중요하다. 따라서 , 세정체를 피세정체의 표면에 접촉시키는데 있어서는, 그 접촉압을 어느 정도로 설정해야 하는가가 문제로 된다. 종래의 스크립세정장치에 있어서는, 접촉압을 구체적으로 설정할 수 없으므로, 스크럽 세정시에 세정체가 피세정체를 손상시킬 우려가 있다.

또, 세정회수가 많아지면, 세정체인 브러시나 스폰지는 그 탄성 ·복원성이 감퇴하고, 불균형, 굴곡, 조밀이 생기므로 당초에 설정된 접촉압을 유지할 수 없게 되어, 세정이 불충분하게 되거나 불균일하게 되기도 한다. 이 경우에는, 적절한 접촉압을 조정할 필요가 있는데 , 상기 스크럽 세정장치에서는, 아암에 설치한 밸런스 웨이트에 의해 접촉압을 조정하므로, 조정시에 밸런스 웨이트로 부터의 지지점거리를 조절할 필요가 있어, 대단히 작업이 곤란하게 된다.

본 발명은, 피세정체의 표면에 손상을 주지 않도록 접촉압을 설정할 수 있고, 더욱이 세정체의 교환시기를 검지할 수 있는 세정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은, 피세정체의 피세정면을 세정체와 대면하도록 하여 피세정체를 유지하는 피세정체 유지수단과, 상기 피세정체의 상기 피세정면을 세정하는 세정체를 이동·회전시키는 세정기구를 구비하고, 상기 세정체를 상기 피세정면에 접촉시킨 상태로 상기 피세정체 및 상기 세정체를 상대적으로 이동시켜서 상기 피세정체의 상기 피세정면을 세정하는 세정장치로서, 상기 세정기구는, 선회가 자유롭게 설치된 아암과, 상기 아암의 앞끝단에 부착되어 상기 세정체를 회전가능하게 지지하는세정체 지지수단과, 상기 아암에 부착되어 상기 세정체 지지수단을 승강시키는 승강수단으로 구성되는 세정장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명은, 작은 접촉압으로 추종성에 우수한 세정을 할 수 있는 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은, 피세정체의 피세정면을 세정체와 대면하도록 하여 상기 피세정체를 유지하고, 상기 세정체를 상기 피세정면에 접촉시킨 상태에서 상기 피세정체 및 상기 세정체를 상대적으로 이동시켜서 상기 피세정체의 상기 피세정면을 세정하는 방법으로서, 상기 세정체의 상기 피세정체의 상기 피세정면에 대한 접촉압을 단위면적당 20gf/㎠ 이하로 설정하여 세정을 행하는 세정방법에 의해 달성된다.

본 발명자들은, 종래와 같이 밸런스 웨이트에 의해 세정체를 피세정체에 접촉시켜서 누르는 방식과 달리, 세정체만을 승강시켜서 세정체를 피세정체에 작은 접촉압, 60gf 이하, 특히 50gf 이하, 가령 30gf 정도로 누르는 방식에 의해 , 웨이퍼등의 피세정체에 대해서 손상을 주지않고 세정할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 선회가 자유롭게 설치된 아암과, 상기 아암의 앞끝단에 부착되어 상기 세정체를 회전이 가능하게 지지하는 세정체 지지수단과, 상기 아암에 부착되어 상기 세정체 지지수단을 승강시키는 승강수단으로 구성되는 세정기구를 가지는 세정장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 세정체라 함은, 브러시나 스폰지등의 적당한 탄성을 가지고 피세정면에 접촉시켜서 피세정면에 부착되어 있는 이물질을 제거하기 위한 부재를 말한다. 피세정체로서는, 웨이퍼, LCD기판등을 열거할 수 있다.

본 발명의 세정장치에 있어서, 승강수단에 의해 세정체가 승강하는 범위는 약 5mm 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 이 범위내의 승강이라면, 예를 들어 세정체로서 브러시, 스폰지를 이용하고, 풀리나 벨트를 통하여 모터로 부터의 회전을 세정체에 전달시키면, 일정하지 않은 회전이나, 회전불량의 발생을 억제하여 양호하게 세정체를 회전시킬 수 있기 때문이다.

또한, 피세정체에 대한 세정체의 접촉압을 60gh 이하(총 접촉압)로 제어할 수 있으므로, 피세정처리체로서 웨이퍼를 선택한 경우, 이 웨이퍼의 디바이스형성면에 대해서 세정체가 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 또, 세정체 지지수단을 승강시키는 구성 이므로, 접촉압의 미세한 조정도 용이하게 할 수 있다. 이 경우에, 접촉압은, 특히 50gf이하, 가령 30gf 정도로 하므로써 양호한 세정처리를 할 수 있다.

한편, 피세정체에 대한 세정체의 접촉압은, 피세정체의 종류나 피세정체의 피세정면의 상태 , 즉 피세정체의 경도, 재질 , 형태나, 피세정면의 청정도, 전처리의 종류, 흠의 허용도에 의해 적절히 설정한다. 예를들면, 피세정체가 웨이퍼의 이면, 즉 피세정면이 디바이스 비형성면인 경우에는, 접촉압은 200gf∼500gf, 보다 바람직하게는 200gf∼400gf, 더욱 바람직하게는 300gf 정도로 설정한다. 이 접촉압으로 설정하므로써, 가령 피세정면이 디바이스 비형성면인 경우에, 피세정면에 손상(흠)을 주지 않고 세정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 승강수단으로서는, 공기, 기름등의 유체에 의해 피스톤등을 실린더내에서 미끄럼 운동시켜 이동시키는 실린더구조를 구비한 것을 이용하는 것이 가능하다. 그 중, 프릭션로스(friction loss)가 약 1gf 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 승강수단을 사용하므로써, 대단히 마찰이 적은 상태에서 세정체 지지수단을 승강시킬 수 있으므로, 접촉압의 미세한 조정에 있어서 정확한 조정을 실현하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명은, 피세정체의 세정면을 세정체와 대면하도록 하여 상기 피세정체를 유지하고, 상기 세정체를 상기 피세정면에 단위면적당 20 gf/㎠이하, 특히 17gf/㎠이하의 접촉압으로 접촉시킨 상태에서 상기 피세정체 및 상기 세정체를 상대적으로 이동시켜서 상기 피세정체의 상기 피세정면을 세정하는 방법을 제공한다.

또, 본 발명은, 선회가 자유롭게 설치된 아암과, 상기 아암의 앞끝단에 부착되어 상기 세정체를 회전이 가능하게 지지하는 세정체 지지수단과, 상기 아암에 부착되어 상기 세정체 지지수단을 승강시키는 승강수단으로 구성되는 세정기구를 이용하고, 상기 승강수단의 추진력에 의해 상기 세정체 지지수단을 승강시켜서 상기 피세정체에 상기 세정체를 특정한 접촉압으로 누르는 세정방법을 제공한다.

이들 방법에 의해, 피세정체에 대한 세정체의 접촉압을 작게 할 수 있으므로, 피세정처리체로서 웨이퍼를 선택한 경우, 이 웨이퍼의 디바이스 형성면에 대해서 세정체가 손상을 주는 것을 방지할 수 있다.

상기 방법에 있어서, 접촉압을 압력센서등에 의해 순차로 검지하고, 얻어진 접촉압의 정보에 의거하여 승강수단의 추진력을 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 승강수단의 추진력을 제어하므로써, 세정체에 불균형, 굴곡, 조밀이 발생하여도, 항상 일정한 접촉압으로 세정체를 피세정체에 누를 수가 있다. 또, 승강수단의 추진력을 제어하므로써 세정체 지지수단을 승강시키고 있으므로, 추종성이 양호하고 안정된 세정을 실시할 수 있어, 피세정체를 피세정체 유지수단에 설치할 때 마다 접촉압을 조정할 필요는 없다.

상기 세정방법에 있어서는, 세정처리간의 대기상태에서, 세정영역과는 다른 영역, 가령 따로 설치된 세정용기에서 세정체를 세정액으로 세정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하므로써 , 세정처리시에 항상 청정한 세정체를 이용할 수 있다. 이에 따라, 피세정체에 대해서 균일한 세정효과를 얻을 수 있어, 수율의 향상을 도모할 수 있다.

또, 상기 방법에 있어서는, 승강수단의 추진력에 의한 특정한 승강범위, 가령 5mm 에서는 피세정체에 대한 세정체의 접촉압이 특정한 접촉압 예를 들면, 60gf 이하의 접촉압으로 유지할 수 없게 된 시기를 검지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 접촉압으로 유지할 수 없었던 시기를 검지했을 때에는, 경고신호를 보내는 수단을 접촉압을 검출하는 압력센서에 설치해 두고, 압력센서에 의해 소정의 접촉압이 유지될 수 없는 것을 알았을 때에는 소정의 경고신호를 발하도록 하여 세정체의 교환시기를 알린다. 이와 같이 하므로써, 세정체의 관리 유지시기, 세정체의 교환시기를 용이하게 알 수가 있어, 결과적으로 세정불량의 발생을 방지하여 수율이 높은 세정처리를 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

제 1 도는, 본 발명의 세정장치를 나타낸 평면도이다. 도면중 (1)은, 세정유니트를 나타낸다. 세정유니트(1)에는 셔터(2)가 설치되어 있고, 셔터(2)를 통하여 피세정체인 웨이퍼 (W)가 반입·반출된다. 세정유니트(1)의 중앙부에는, 세정시에 세정액이 유니트외부로 비산하는 것을 방지하는 컵(3)이 설치되어 있다. 컵(3)내에는, 따로 설치된 모터등의 회전 구동수단(도시생략)에 의해 비교적 저속으로 회전하는 스핀척, 예컨대 진공척 이나 베르누이척이 설치되어 있고, 이 스핀척에 의해 웨이퍼(W)가 유지된다. 컵(3)의 양측에는, 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정체를 이동·회진시 키는 세정기구인 세정체 스캔(scan)아암(4)과, 초음파로 여진(勵振)된 세정체를 분출하는 노즐을 이동시키기 위한 메가소닉·제트 스캔아암(5)이 배치되어 있다. 또, 세정유니트(1)내의 셔터(2)에 대향하는 위치에는, 린스액을 웨이퍼(W)에 위쪽으로 부터 공급하는 린스액노즐(6)이 설치되어 있다.

세정체 스캔아암(4)은, 제 2 도에 나타낸 바와 같은 구성으로 되어있다. 세정유니트(1)에 대하여 고정되어 있는 기초대(11)의 아랫면에는, 브래킷(12)이 고정 부착되어 있고, 브래킷(12)에는, 도면중의 화살표(A₁)의 방향으로 이동하는 미끄럼운동부(13a)를 구비한 승강실린더(13)가 고정되어 있다. 이 미끄럼운동부(13a)가 상하운동(화살표 A₁)하므로써, 모터(14)등을 얹어 놓은 지지판(15)의 전체가 상하운동(화살표 A₂)하도록 되어 있다.

지지판(15)과 브래킷(12)과의 사이에는, 지지판(15)의 상하운동을 안정되고 동시에 원활하게 하기 위해, 상하 방향으로 가이드(도시생략)가 설치되어 있고, 또 브래킷(12)에는, 모터(14)의 외측으로 미끄럼운동이 자유로운 케이싱 (16)이 고정되어 있다.

모터(14)는, 타이밍기구를 가지는 타입의 것으로서, 그 회전은 벨트등의 전달부재(17)를 통하여, 지지판(15)에 설치되어 있는 감속장치(18)로 전달되고, 감속장치(18)에서 감속된 회전이 샤프트(19)에 전달되도록 구성되어 있다. 따라서, 모터(14)의 회전축의 정회전에 의해, 이 샤프트(19)는, 도면중의 화살표(B₁)에 나타내는 것처럼 정회전하도록 되어 있다.

샤프트(19)의 상부는 기초대(11)를 관통하고 있고, 그 위끝단부 근방에는, 지지기등(20)의 아래끝단부가 부착되어 있다. 또한 이 지지기둥(20)의 위끝단부에는, 아암부재(21)의 한끝단이 고정 부착되어 있다. 그리고 이들 샤프트(19), 지지기둥(20)의 바깥둘레는, 아암부재(21)의 한끝단부 아래면에 부착된 통형상의 커버(22)로 덮여져 있고, 또한, 이 커버(22)의 내측에는, 이 커버(22)와 미끄럼운동하는 통형상의 커버(23)가 배치되어 있다. 또, 이 커버(23)의 아래끝단부는, 기초대(11)의 윗면에 고정되어 있다. 따라서, 샤프트(19)의 정회전(화살표 B₁)에 의해 아암부재(21)는, 커버(22)와 함께 제 2 도중의 화살표(B₂)방향으로 선회하도록 되어 있다. 예를 들면, 이 아암부재(21)는, 미리 메모리된 프로그램에 따라 웨이퍼(W)상의 소정의 범위, 가령 제 1 도에서의 화살표의 범위에 서 선회시키는 것이 가능하게 구성되어 있다.

아암부재(21)는, 프레임(21a)과 커버(21b)를 가지고 있고, 커버(21b)의 아래면에는, 후술하는 세정체(51)를 회전구동시키기 위한 모터(24)가 부착되어 있다.아암부재(21)의 다른끝단부 근방에는, 제 3 도에 나타낸 바와 같이 , 지지부재(31)가 프레임(21a)상에 고정되어 있고, 또한 이 지지부재(31)의 한쪽에는, 이 지지부재(31)에 대하여 상하운동이 자유롭게 부착된 미끄럼운동체(32)의 한 끝단부가 부착되어 있다. 또, 이 미끄럼 운동체(32)의 아래면은, 프레임(21a)상에 설치된 지지부재(33)의 윗면에 마련되어 있는 압력센서(S)에 맞닿아 있어, 미끄럼운동체(32)의 아래쪽으로의 누르는 힘을 측정할 수 있도록 되어 있다.

한편, 아암부재(21)에는, 프레임(21a)에 대하여 고정되어 있는 에어실린더(34)가 설치되어 있고, 이 에어실린더(34)의 아래면에는, 상기 미끄럼운동체(32)를 상하 운동시키기 위한 미끄럼운동부재(35)가 설치되어 있다. 이 미끄럼운동부재(35)는, 공급부(36)로 부터의 공기의 공급, 배기부(37)로 부터의 공기의 배출에 의해, 그 추진력 이 자유롭게 제어되도록 구성되어 있다. 따라서, 미끄럼운동부재(35)의 상하운동에 의해, 미끄럼운동체(32)는 제 3 도중의 화살표(C₁)방향으로 상하운동한다. 또한 이 에어실린더(34)에서의 미끄럼운동부재(35)의 프릭션로스는 1gf 이하로 되어, 종래의 방식에서의 프릭션로스 150gf 에 비하여 대단히 낮아져 있다. 미끄럼운동부재(35)의 앞끝단부는, 미끄럼운동체(32)에 맞닿도록 하고, 미끄럼운동체(32)를 아래쪽을 향하여 일정압으로 누르도록 구성해도 좋다. 즉, 본 발명의 세정장치에서는, 종래의 세정장치의 구성과 달리, 아암부재(21)의 앞끝단, 즉 세정체가 부착되어 있는 쪽의 끝단부에서 세정체만을 승강시키는 구성을 이룬다.

미끄럼운동체(32)의 다른끝단부에는, 샤프트(41)의 위끝단부가 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 이 샤프트(41)의 아래끝단은, 아암부재(21)의 아래쪽으로 돌출되어 있다. 이 샤프트(41)의 위끝단부 근방에는, 종동풀리(42)가 고정되어 있고, 모터(24)의 샤프트에 고정된 구동풀리(43)와, 이 종동풀리(42)와의 사이에는, 벨트(44)가 걸쳐쳐 있다. 따라서, 모터(24)의 회전력은, 이 벨트(49)를 통하여 샤프트(41)로 전달되고, 이에 따라 샤프트(41)는 비교적 고속으로 회전하도록 되어 있다.

샤프트(41)의 돌출부 바깥둘레에는, 샤프트커버(45)가 배치되어 있고, 또 이 샤프트커버(45)의 내측에는, 스페이서(spacer)(46)를 개재하여 볼베어링(47)이 부착되고, 볼베어링(47)이 샤프트(41)의 바깥둘레를 지지하고 있다. 이 샤프트(41)의 아래끝단부에는, 방진체(48), 부착부재(49)를 개재하여 세정부재(50)를 착탈 가능하게 설치되어 있다. 방진체(48)는, 윗면이 개구되어 있고, 샤프트커버(45)내에 발생하는 먼지, 티클이 그대로 아래로 낙하하는 것을 방지하며, 또 샤프트커버(45)의 아래 끝단면과의 사이에서 샤프트(41)의 상하 운동범위를 규제하고 있다.

부착부재(49)의 하부에 장착한 세정부재(50)에는, 본 실시예에서 , 그 아래면에 세정체(51)로서 거의 원주형상의 스폰지재가 부착되어 있다. 세정체(51)로서는, 피세정체의 종류에 따라 스폰지재 대신에, 털이 거칠은 나일론 브러시등의 경질 브러시나, 털이 부드러운 예컨대 양모 브러시등의 연질 브러시를 적절히 선택하는 것이 가능하다.

이상의 구성에 의해, 에어실린더 (34)에 의하여 미끄럼운동체(32)가 상하운동[제 3 도 중의 화살표(C₁)]하면, 세정부재(50)는 제 3 도중의 화살표(C₂)방향으로 상하운동한다. 또한 본 실시예에 있어서는, 이 상하 운동범위는 5mm 이하로 되도록 설정되어 있다.

세정부재(50)의 아래쪽에서의 기초대(11)의 윗면에는, 윗면이 개구한 세정용기(52)가 설치되어 있으며, 통상 상태, 즉 제 2도 및 제 3도에 나타낸 상태에서는, 세정부재(50)아래면의 세정체(51)부분이, 이 세정용기(52)내에 끼어 들어가게 되며, 그 상태에서, 적절히 세정한 후, 가령 순수한 물이 따로 설치된 세정액 분출장치(도시생략)로 부터 세정용기(52)의 측벽에 형성된 분출구(53)를 통하여 세정체(51)에 대해 분출되도록 구성되어 있다. 제 3도에 나타낸 상태, 즉 통상 상태에서의 세정체(51)의 아래면은, 스핀척상에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 윗면보다 2∼3mm 낮아지도록 설정되어 있다. 제 3 도에서 h=2∼3mm 이다.

다음에, 이 세정유니트(1)를 이용하여, 웨이퍼(W)의 표면, 즉 디바이스형성면에 스크립세정을 행하는 경우에 대하여 설명한다.

먼저, 제 2도의 상태에서 승강실린더(13)를 작동시켜, 그 미끄럼운동부(13a)를 끌어올려 아암부재(21)를 상승시키고, 세정부재(50)를 세정용기(52)로 부터 끌어올리고, 이어서, 그대로의 상태에서 모터(14)를 작동시키고, 아암부재(21)를 선회시켜 그대로 웨이퍼 (W)상의 소정위치, 예컨대 중심까지 이동시킨다.

이어서, 모터(24)를 작동시켜서 세정부재(50)를 고속회전시키면서, 승강실린더(13)의 미끄럼운동부(13a)를 소정의 위치까지 하강시키므로써, 세정부재(50)의세정체(51)를 웨이퍼(W)표면에 접촉시키고, 에어실린더(34)를 작동시키므로써, 제 4 도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)표면에 대한 세정체(51)의 소정의 접촉압을 얻는다. 이 경우에, 접촉압은 에어실린더(34)를 제어하므로써, 가령 30gf 로 설정한다. 이 경우 압력센서(S)의 검출신호에 의해, 에어실린더(34)의 제어를 행하는 구성을 채택하므로써, 이러한 접촉압의 설정을 자동적으로 할 수가 있다.

예를 들어, 제 2 도에서, 미끄럼 운동부(13a)가 하강하여 대기상태시에, 하강상태인 미끄럼운동체(32)의 누름을 압력센서(S)로 측정한다. 이 측정치는, 미끄럼운동체(32)에 걸리는 자체무게와 에어실린더(34)에 의한 누르는 힘의 합계로서 상기 접촉압에 상당한다. 따라서, 에어실린더(34)의 누르는 힘을 제어하므로써 , 소정의 접촉압으로 설정할 수 있다.

또, 그러한 접촉압의 설정은, 미리 더미웨이퍼를 이용하여 접촉압을 프로그램해 두므로써, 세정부재(50)의 상하운동으로 자동적으로 할 수 있다. 따라서, 그 후 대기중에 항상 압력센서(S)에 의해 접촉압을 검출하므로써, 필요에 따라서 미세한 조정만을 행하는 것만으로 접촉압의 설정을 자동적으로 할 수가 있다.

상기와 같이 접촉압이 설정된 세정체(51)를 고속회전시켜 아암부재(21)를 제 1 도중의 화살표의 범위에서 왕복회동시키면서, 적절한 세정액, 가령 순수한 물을 세정체(51)에 공급하므로써 , 웨이퍼(W)표면은 그 전체영역에 걸쳐 스크럽 세정된다. 세정중에 , 미끄럼운동체(32), 즉 세정부재(50)는, 지지부재(31)에 대하여 화살표(C₁)방향으로 상하운동 가능한 상태로서, 세정부재(50)가 상하운동했다고 하더라도, 에어실린더(34)의 누르는 힘은 일정하므로, 접촉압을 항상 일정하게 설정하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 세정체(51)와 웨이퍼(W)표면과의 접촉압은, 30gf 의 저하중으로 설정되어 있으므로, 세정체(51)가 웨이퍼(W)표면에 흠을 내는 일이 없이 충분히 웨이퍼(W)표면을 세정할 수 있다.

상기와 같이하여 세정이 종료하면, 승강실린더(13)의 작동에 의해, 아암부재(21)가 상승하고, 이어서 모터(14)의 작동에 의해 아암부재(21)는 선회대피하여, 세정부재(50)는 세정용기(52)의 위쪽으로 돌아가고, 이어서 그대로 하강하여 세정체(51)가 세정용기(52)내에 수용된다. 이 상태에서 따로 설치된 세정액 분출장치(도시생략)로 부터 세정체(51)에 대하여 가령 순수한 물등의 세정액이 분출되고, 세정체(51)자신이 세정에 회부되어 청정상태가 된다. 따라서, 다음의 웨이퍼(W)에 대하여 세정을 행하는 경우에도, 항상 청정한상태의 세정체(51)로 실시할 수 있다.

세정이 종료된 웨이퍼(W)는, 따로 설치된 반송장치(도시생략)에 의해 다른 유니트로 반송되고, 다음의 세정대상인 웨이퍼 (W)가 스핀척상에 유지되고, 이후에는 상술한 세정공정과 같은 조작이 반복된다.

세정처리를 반복하면, 세정체(51)에는 소정의 하중이 걸려져 있으므로, 그 탄성복원성이 감퇴한다. 세정체(51)의 탄성·복원성이 감퇴한 상태에서 세정처리를 계속하면, 세정체(51)의 피세정체에 대한 접촉압이 변동하여 기대하는 세정효과를 얻지 못하거나, 혹은 과대한 접촉압이 피세정체에 가하여져 웨이퍼(W)에 손상을 줄 우려가 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 세정유니트(1)에 의하면 압력 센서(S)에의해 항상 접촉압이 감시되고 있으므로, 이 압력센서(S)로 부터의 검출신호에 의거하여 소정의 접촉치가 되도록 에어실린더(34)를 제어하므로써, 항상 접촉압은 일정해지며, 상기한 탄성복원성이 감퇴해도 항상 소정의 접촉압하에서 소기의 세정효과를 실현하는 것이 가능하다. 따라서 세정회수가 증가해도, 피세정체에 대해서 손상을 주는 일은 없으며, 대단히 수율이 높은 세정처리를 실현할 수 있다.

세정처리를 반복하여 세정체(51)의 탄성복원성이 현저하게 감퇴하고, 상술한 5mm의 미끄럼운동범위에서 소정의 접촉압을 얻을 수 없게된 경우에는, 세정체(51)자체를 교환하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 세정체(51)의 탄성복원성 이 현저하게 감퇴한 것을 검지하여 소정의 경고신호를 발생하는 장치를 구비하므로써, 세정체(51)의 교환시기나 관리유지시기를 사전에 파악할 수 있어, 피세정체를 손상시키거나 제거율의 저하와 같은 예측할 수 없는 사태가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 가령, 세정체(51)의 탄성 · 복원성이 감퇴하여 소정의 접촉압을 얻기 위해 미끄럼운동체(32)가 내려갈 때에, 미끄럼운동체(32)가 압력센서(S)에 맞닿는 것을 미끄림운동체(32)의 옆쪽에 설치한 광전형등의 위치센서(PS)로 검지하므로써, 세정중의 미끄럼운동체(32)가 너무 내려가는 것을 방지할 수가 있다.

또한, 상기 세정유니트(1)에 있어서, 샤프트(41)를 지지하는 미끄럼운동체(32)는, 그 미끄럼운동범위가 5mm 이하로 설정되어 있으므로, 접촉압의 조정을 위해 에어실린더(34)의 미끄럼운동부재(35)를 적절히 미끄럼운동시켜도, 벨트(44)와 종동풀리(42)와의 위치관계에 과대한 변위가 발생하여 샤프트(41)의 회전이 변동하는 일은 없고, 또 샤프트(41)에 대하여는, 대단히 효율좋고 손실이 없는 회전력이 전달된다. 따라서, 세정처리가 증가해도, 각 피세정체에서 차이가 없는 항상 일정한 세정품질로 균일한 세정처리를 행할 수 있다.

또한, 상기 실시 예에 있어서는, 피세정면이 피세정체인 웨이퍼(W)의 표면, 즉 디바이스 형성면이므로, 접촉압을 30gf 로 설정하고 있는데, 피세정면이 웨이퍼(W)이 이면, 가령 디바이스 비형성면인 경우에는, 예를 들어 세정체(51)가 PVA(polyvinylalchol)스폰지인 경우에, 200gf∼500gf, 바람직하게는 200gf∼400gf, 특히 300gf 정도로 접촉압을 설정해 두므로써, 이면에 대해서 손상을 주지않고, 또한 충분한 세정효과를 얻을 수 있다.

일반적으로, 예를 들어 피세정체인 웨이퍼(W)에 대하여는, 전처리의 종류에 의해 웨이퍼(W)의 표면과 이면, 즉 디바이스 형성면과 디바이스 비형성면의 양쪽을 세정할 필요가 있는 경우가 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 세정처리에 있어서, 세정체(51)의 피세정면에 대한 접촉압을 피세정면이 웨이퍼 표면일 때와, 피세정면이 웨이퍼 이면일 때로 적절히 변경하므로써, 손상을 주지 않는 효과적인 세정을 할 수 있다.

따라서, 예컨데 디바이스 형성면용에 접촉압을 설정한 세정유니트와, 디바이스 비형성면용에 접촉압을 설정한 세정유니트의 두 종류의 세정유니트를 구비하여, 하나의 세정유니트에 있어서는 디바이스 형성면만을 세정하도록 하고, 다른 세정유니트에서는 디바이스 비형성면만을 세정하도록 한, 이른바 하이브리드(hybrid)형의 복합 세정장치를 이용하므로써, 피세정체의 세정을 대단히 효율좋고, 또한 효과적으로 실시할 수 있다. 이 경우에, 가령 개개의 세정유니트에서의 유지장치, 예를들면 각각의 세정유니트의 스핀척 사이에서 피세정체를 반송중에 뒤집어 반송하는 반송장치를 설치해 두므로써, 연속하여 피세정체의 표면과 이면을 세정할 수가 있다.

또한, 상기 실시예에 따른 세정유니트(1)에서의 에어실린더(34)는, 그 미끄럼운동부(35)가 하부에 위치하고 있는 미끄럼운동체(32)에 대하여 위쪽에서 누르므로써 소정의 접촉압을 얻는 구성을 가지고 있는데, 예를 들어 제 5 도에 나타낸 바와 같이, 미끄럼운동부(35')를 위쪽에 설치한 에어실린더(34')를 구비하고, 미끄럼운동체(32)와 일체적으로 형성된 피누름부(61)를 미끄럼운동부(35')에 의해 승강시키는 구성을 가지는 것을 이용해도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 제 6도에 나타낸 바와 같이, 에어실린더(34')의 미끄럼운동부(35')의 상하운동 추진력을 조정하는 것만으로 세정체(51)의 웨이퍼(W)에 대한 접촉압을 얻을 수가 있다. 즉 제 7 도에 나타낸 바와 같이 미끄럼운동체(32)가 플로팅(floating)상태로 되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 소정의 접촉압을 얻는 경우, 미끄럼운동체(32), 종동풀리(42)를 포함한 세정부재(50)의 자체무게로 부터, 소정의 접촉압하중을 제외한 추진력을 에어실린더(34')에 의해 얻으면 좋다. 이 방식은, 제어가 용이하고 보다 미세한 조정이 간단하다. 따라서 접촉압이 적은, 이른바 디바이스 형성면의 세정에 적합하다.

상기 실시예는, 어느 것이나 피세정체로서 웨이퍼(W)를 이용한 예에 대해서 설명하고 있는데 , 피세정체로서 LCD기판을 이용해도 좋다. 또, 본 발명의 작용효과, 즉 브러시, 스폰지등을 피세정체의 피세정면에 접촉시켜서 손상을 주지 않는 세정을 하는 데에 착안하면, 단순한 세정뿐 아니라, 예를 들어 소정의 액제를 피처리체의 표면에 도포하는 방법이나 장치에 대하여 본 발명을 응용하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 선회가 자유롭게 설치된 아암과, 상기 아암의 앞끝단에 부착되어 상기 세정체를 회전 가능하게 지지하는 세정체 지지수단과, 상기 아암에 부착되어 상기 세정체 지지수단을 승강시키는 승강수단으로 구성되는 세정기구를 가지는 것이므로, 아암의 수평도나 휨을 고려하지 않고, 피세정체에 세정제를 치우침이 없이 맞닿게 하여 양호하게 세정할 수 있다. 즉 본 발명의 세정장치에 의하면, 세정체 지지부재의 승강에 의해 피세정체에 대한 세정체의 접촉압을 제어하는 것이므로, 종래에 제어가 어렵게 여겨졌던 작은 접촉압을 용이하게 제어할 수 있으며, 피세정체의 피세정면에 손상을 주지 않고, 세정체에 대한 세정체의 추종성에 우수한 세정을 할 수 있다. 더욱이 본 발명의 세정방법에 의하면, 세정체의 교환시기를 명확히 검지하는 것이 가능하며, 피세정체에 손상을 주지 않고, 생산 수율이 높은 세정처리를 행할 수 있다.

제 1도는 본 발명에 따른 세정장치를 나타낸 평면도,

제 2 도는 제 1 도에 나타낸 세정장치에 있어서의 세정기구를 나타낸 종단면도,

제 3 도는 제 2 도에 나타낸 세정기구에 있어서의 요부 종단면도,

제 4 도는 피세정체를 세정할 때의 세정체와 피세정체와의 접촉상황을 나타낸 측면도,

제 5도는 플로팅방식으로 접촉압을 얻는 구성의 세정기구를 나타낸 요부 종단면도,

제 6 도는 제 5 도에 나타낸 세정기구에 있어서의 작용을 설명하기 위한 도면,

제 7도는 제 5도에 나타낸 세정기구에 있어서의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 세정유니트 2 :셔터

3 : 컵 4 : 세정체 스캔아암

5 : 메가소닉 ·제트 스캔아암 6 : 린스액 노즐

11 : 기초대 12 : 브래킷

13 : 승강실린더 l3a : 미끄럼운동부

14 : 모터 15 : 지지판

16 : 케이싱 17 : 전달부재

18 : 감속장치 19 : 샤프트

20 : 지지기등 21 : 아암부재

21a : 프레임 21b,22,23 : 커버

24 : 모터 31, 33 : 지지부재

32 : 미끄럼운동체 34 : 에어실린더

35 : 미끄럼운동부재 36 : 공급부

37 : 배기부 41 : 샤프트

42 : 종동풀리 43 : 구동풀리

44 :벨트 45 : 샤프트커버

46 : 스페이서 47 : 볼베어링

48 : 방진체 49 : 부착부재

50 : 세정부재 51 : 세정체

52 : 세정용기 53 : 분출구

61 : 피누름부

Claims

세정부재와,

피처리기판의 세정대상면을 상기 세정부재와 대면하도록 하여 상기 피처리기판을 유지하는 유지부재와,

상기 세정부재를 회전가능하게 지지하는 세정부재 지지수단과,

상기 세정부재 지지수단이 부착된 아암과,

상기 아암을 선회가 자유롭도록 유지하는 아암유지수단과,

상기 아암을 승강시키는 아암승강수단과,

상기 세정부재 지지수단을 승강시키는 세정부재 지지수단의 승강수단과,

상기 피처리기판의 세정대상명에 대한 상기 세정부재의 소정의 접촉압력을 설정하는 수단과,

상기 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력을 검출하는 센서를 구비하며,

상기 센서에서 검출되는 접촉압력이 상기 설정접촉압력이 되도록 상기 세정부재 지지수단의 승강수단의 동작을 제어하고, 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉시킨 상태에서 상기 피처리기판 및 상기 세정부재를 상대적으로 이동시켜 상기 피처리기판의 상기 세정대상면을 세정하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정부재의 위치를 검출하는 수단을 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정대상면으로의 먼지의 부착을 방지하는 수단을 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정부재 지지수단의 승강수단은, 유체에 의해 피스톤을 이동시키는 실린더인 것을 특징으로 하는 세정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정부재의 피처리기판에 대한 접촉압력을 일정하게 유지하기 위한 수단을 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 세정장치.
제 1 항에 있어서, 퇴피상태에서 상기 세정부재를 세정하는 수단을 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 세정장치.
피처리기판의 세정대상면을 세정부재와 대면시키도록 하여 상기 피처리기판을 유지하고, 상기 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉시켜 세정대상면을 세정하는 세정방법에 있어서,

상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력을 설정하고, 그 설정접촉압력을 미리 프로그램하여 두고, 상기 세정부재를 상기 피처리기판의 세정대상면에서 떨어진 상태에서 상기 세정대상면의 위쪽으로 이동시키는 제 1공정과,

상기 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉할 때까지 하강시키고, 상기 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력을 검출하고, 그 검출접촉압력이 상기 설정접촉압력이 되도록 조정하는 제 2 공정과,

상기 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉시킨 상태에서, 상기 세정부재 및 피처리기판을 상대적으로 이동시켜 상기 세정대상면을 세정하는 제 3 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
피처리기판의 세정대상면을 세정부재와 대면시키도록 하여 상기 피처리기판을 유지하여 상기 피처리기판을 회전시키고, 상기 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉시켜서 세정대상면을 세정하는 방법에 있어서,

상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력을 설정하고, 그 설정접촉압력을 미리 프로그램하여 두고, 상기 세정부재를 상기 피처리기판의 세정대상면에서 떨어진 상태에서 상기 세정대상면의 위쪽으로 이동시키는 제 1 공정과,

상기 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉할 때까지 하강시키고, 상기 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력을 검출하고, 그 검출접촉압력이 상기 설정접촉압력이 되도록 조정하는 제 2 공정과,

상기 세정부재를 상기 세정대상면상에서 이동시키면서 상기 세정부재를 상기 세정대상면에 접촉시켜 상기 세정대상면을 세정하는 제 3 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 7 항에 있어서, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력은, 상기 제 3 공정 중에는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 7 항에 있어서, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력은, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대응하여 변경되는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 7 항에 있어서, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력은, 항시 검출되고 있는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 8 항에 있어서, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력은, 상기 제 3 공정 중에는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 8 항에 있어서, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력은, 상기 피처리기판의 세정대상면에 대응하여 변경되는 것을 특징으로 하는 세정방법.
제 8 항에 있어서, 상기 피저리기판의 세정대상면에 대한 상기 세정부재의 접촉압력은, 항시 검출되고 있는 것을 특징으로 하는 세정방법.