KR100772469B1 - 기판 세정 방법, 기판 세정 장치 및 컴퓨터 판독 가능한기록 매체 - Google Patents

기판 세정 방법, 기판 세정 장치 및 컴퓨터 판독 가능한기록 매체 Download PDF

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타카시 야부타
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Abstract

본 발명은 웨이퍼(W)를 거의 수평 자세로 소정의 회전수로 회전시키면서 그 표면에 소정 유량으로 순수를 공급하여 웨이퍼(W)를 린스 처리한 후에, 웨이퍼(W)로의 순수 공급 유량을 줄이고, 또한 순수 공급점을 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외측으로 이동시킨다. 이렇게 해서 순수 공급점의 거의 외측에서 액막을 형성하면서 웨이퍼(W)를 스핀 건조 처리한다.

Description

기판 세정 방법, 기판 세정 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{SUBSTRATE CLEANING METHOD, SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 반도체 웨이퍼나 FPD(Flat Panel Display)용 유리 기판 등의 피처리 기판 표면에서의 워터마크의 발생을 억제할 수 있는 기판 세정 방법, 그 기판 처리 방법을 실행하기 위한 기판 세정 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
예컨대, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는 항상 반도체 웨이퍼의 표면을 청정하게 유지할 필요가 있기 때문에, 적절하게 반도체 웨이퍼에 세정 처리가 행해진다. 반도체 웨이퍼를 1장씩 처리하는 매엽식 세정 처리의 전형예로서는, 스핀 척에 유지된 반도체 웨이퍼에 소정의 세정액을 공급하고(약액 세정 처리), 그 후에 반도체 웨이퍼에 순수(純水)를 공급하여 세정액을 씻어내며(린스 처리), 또한, 반도체 웨이퍼를 고속 회전시켜 순수를 반도체 웨이퍼로부터 완전히 제거하는(스핀 건조 처리), 처리 방법이 알려져 있다.
이러한 처리 방법에서는, 스핀 건조시에 발생하는 순수의 미스트가 반도체 웨이퍼의 건조면에 부착하는 등에 의해 반도체 웨이퍼의 표면에 워터마크가 발생하 는 문제가 있다.
그래서, 이러한 워터마크의 발생을 억제하는 세정 방법으로서, 일본 특허 공개 평성 제4-287922호 공보에는 피처리 기판의 표면에 소정의 세정액을 경사 위쪽에서부터 공급하는 세정 처리 공정과, 그 후에 피처리 기판의 표면에 순수를 경사 위쪽에서부터 공급하는 린스 처리 공정과, 그 후에 피처리 기판을 고속 회전시켜 액을 제거하는 건조 처리 공정을 가지며, 린스 처리 공정의 후기와 건조 처리 공정의 초기를 오버랩시켜, 이 오버랩 공정 및 건조 처리 공정에서 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 공급하는 기판 처리 방법이 개시되어 있다.
또한, 일본 특허 공개 제2001-53051호 공보에는 린스 처리 후의 기판 중심부에 불활성 가스를 분사하는 동시에, 기판의 외주부에 순수를 분사하고, 이들 불활성 가스의 분사 위치와 순수의 분사 위치를 함께 기판의 중심에서 외측으로 직경 방향으로 이동시키는 기판 건조 방법이 개시되어 있다.
그러나, 반도체 디바이스의 제조 공정이 진행되면, 반도체 웨이퍼의 표면에는 친수성면(예컨대, 소정의 방법에 의해 형성된 SiO2면)과 소수성면(예컨대, 베어 Si면)이 혼재되는 패턴이 형성된다. 이들 친수성면과 소수성면에서는 스핀 건조 처리시에 있어서의 수분 제거 속도가 다르기 때문에, 전술한 종래의 스핀 건조 방법에서는 워터마크의 발생을 회피하는 것은 곤란하다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 워터마크의 발생을 억제할 수 있는 세정 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 기판 처리 방법을 실행하기 위한 기판 세정 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 피처리 기판을 거의 수평 자세로 회전시키면서, 그 표면에 순수를 공급하여 상기 피처리 기판을 린스 처리하고, 그 후에 상기 피처리 기판으로의 순수의 공급 유량을 린스 처리시보다 줄이고, 또한 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시켜, 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막(液膜)을 형성하면서, 상기 피처리 기판을 스핀 건조 처리하는 기판 세정 방법이 제공된다.
이러한 기판 세정 방법에서는, 피처리 기판으로의 순수 공급점이 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동하는 속도를 피처리 기판의 외주부에서 그 중심부보다 빠르게 하는 것이 바람직하다. 또한, 피처리 기판의 중심부에서는 순수에 원심력이 충분히 작용하기 어렵고, 그 상태에서는 쉽게 건조되지 않기 때문에, 피처리 기판의 중심부에서의 균일한 건조를 촉진하기 위해서, 피처리 기판으로의 순수 공급점이 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 순수 공급점의 이동을 정지하여 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 그 후에 질소 가스의 분사를 정지하여 순수 공급점을 다시 피처리 기판의 외측으로 이동시키는 방법도 적합하게 이용된다.
또한, 피처리 기판으로의 순수 공급점을 피처리 기판의 중심에서 10∼15 ㎜ 떨어진 위치로 급속하게 이동시켜 거기서 순수 공급점의 이동을 정지하고, 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 소정 시간 분사하며, 그 후에 질소 가스의 분사를 정지하여 순수 공급점을 다시 피처리 기판의 외측으로 3 ㎜/초 이하의 속도로 이동시키는 방법도 바람직하다.
게다가, 피처리 기판으로의 순수 공급점이 피처리 기판의 중심부에서 소정 거리 떨어진 후에 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 계속해서 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 질소 가스의 분사점을 순수 공급점과 함께 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 방법을 채용할 수도 있다. 그 외에도 피처리 기판의 외측 부분에서는 순수에 충분한 원심력이 작용하기 때문에, 피처리 기판으로의 순수 공급점이 피처리 기판 중심부에서 소정 거리 떨어진 후에 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 그 후에 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 질소 가스의 분사점을 순수 공급점과 함께 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키며, 그 도중에 질소 가스의 분사만을 정지하는 방법을 이용하는 것도 바람직하다.
린스 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수는 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 하는 것이 바람직하다. 스핀 건조 처리에 있어서 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 그 분사 위치를 순수 공급점과 함께 피처리 기판의 외측으로 이동시키는 경우에는, 피처리 기판의 회전수는 800 rpm 이상이면 좋다. 또한, 스핀 건조 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수는 피처리 기판으로부터 비산하는 순수가 미스트가 되는 것 등에 기인한 파티클이나 워터마크의 발생을 방지한다는 관점에서, 2500 rpm 이하로 하는 것이 바람직하다.
이것에 대하여, 스핀 건조시에 피처리 기판에 질소 가스를 공급하지 않는 경우에는, 피처리 기판의 스핀 건조 처리시에 있어서의 회전수를 린스 처리시에 있어서의 회전수보다 높이는 것이 바람직하다. 구체적으로는 피처리 기판의 회전수를 린스 처리에서는 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 하고, 스핀 건조 처리에서는 1500 rpm 이상 2500 rpm 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 기판 세정 방법은 피처리 기판의 표면에 소수성면과 친수성면이 혼재되어 있는 경우에 적합하게 이용되지만, 물론, 피처리 기판의 표면이 소수성면만으로 이루어진 경우 또는 친수성만으로 이루어진 경우에도 이용할 수 있다.
본 발명은 상기 기판 세정 방법을 실행하기 위한 기판 세정 장치를 제공한다. 즉, 본 발명의 제2 관점에 따르면, 피처리 기판을 거의 수평 자세로 유지하고, 회전시키는 스핀 척과,
상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판의 표면에 순수를 토출(吐出)하는 순수 공급 노즐과, 상기 순수 공급 노즐에 순수를 공급하는 공급부를 갖는 순수 공급 기구와,
상기 순수 공급 노즐을 피처리 기판의 중심 위와 외측 가장자리 위 사이에서 스캔시키는 순수 노즐 스캔 기구와,
상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 소정 유량으로 순수를 공급하는 린스 처리를 행하고, 그 후에 상기 피처리 기판으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄이고, 또한 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시킴으로써, 상기 피처리 기판의 스핀 건조 처리가 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 행해지도록, 상기 스핀 척과 상기 순수 공급 기구 및 상기 순수 노즐 스캔 기구를 제어하는 제어부
를 구비하는 기판 세정 장치가 제공된다.
전술한 질소 가스를 이용한 스핀 건조를 행하기 위해서, 이 기판 세정 장치는 스핀 척에 유지된 피처리 기판 표면의 중심부에 질소 가스를 분사하는 가스 노즐을 갖는 가스 공급 기구를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이 가스 공급 기구도 또한 제어부에 의해 제어되는 구성으로 하는 것이 피처리 기판의 처리를 원활하게 행한다는 관점에서도 바람직하다.
또한, 이 기판 세정 장치는 스핀 척에 유지된 피처리 기판의 표면에 질소 가스를 분사하는 가스 노즐을 갖는 가스 공급 기구와, 이 가스 노즐을 피처리 기판 상에서 스캔시키는 가스 노즐 스캔 기구를 더 구비하고 있는 구성으로 하는 것도 바람직하다. 이 경우에도 가스 공급 기구와 가스 노즐 스캔 기구가 제어부에 의해 제어되는 구성으로 함으로써, 피처리 기판의 처리를 원활하게 행할 수 있다.
본 발명은 이러한 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에 상기 기판 세정 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다. 즉, 본 발명의 제3 관점에 따르면, 거의 수평 자세로 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판에 순수를 공급하여 린스 처리하고, 또한 스핀, 건조시키는 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에, (a) 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 소정 유량으로 순수를 공급하여 린스 처리하며, (b) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄이고, 또한 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시켜, 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 상기 피처리 기판을 스핀 건조시키는 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 제4 관점에 따르면, 기판 세정 장치의 구성에 따른 기록 매체, 즉, 거의 수평 자세로 유지된 피처리 기판을 회전시키면서, 상기 피처리 기판에 순수를 공급하여 린스 처리하고, 또한 상기 피처리 기판에 질소 가스를 공급하여 스핀 건조시키는 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에, (a) 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 소정 유량으로 순수를 공급하여 린스 처리하며, (b) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄이고, 또한 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시키고, (c) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 상기 순수 공급점의 이동을 일시 정지시켜 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하며, (d) 상기 질소 가스의 분사를 정지시킨 후에 상기 순수 공급점을 다시 상기 피처리 기판의 외측으로 이동시켜 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 상기 피처리 기판을 스핀 건조시키는 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 제5 관점에 따르면, 기판 세정 장치의 구성에 따른 또 다른 기록 매체, 즉, 거의 수평 자세로 유지된 피처리 기판을 회전시키면서, 상기 피처리 기판에 순수를 공급하여 린스 처리하고, 또한 상기 피처리 기판에 질소 가스를 공급하여 스핀 건조시키는 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에, (a) 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 소정 유량으로 순수를 공급하여 린스 처리하며, (b) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄이고, 또한 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시키고, (c) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 상기 순수 공급점의 이동을 일시 정지시켜 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하며, (d) 상기 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 상기 질소 가스의 분사점을 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따르면, 소수성면과 친수성면이 혼재되어 있는 경우에도, 소수성면의 건조 시간과 친수성면의 건조 시간의 차를 줄일 수 있기 때문에, 워터마크의 발생을 억제한 고정밀도의 기판 세정 처리를 행할 수 있다. 본 발명은 피처리 기판의 표면이 소수성면으로 이루어진 경우나 친수성면으로 이루어진 경우에도 물론 효과적이다.
도 1은 기판 세정 장치의 개략 구조를 도시한 수직 단면도.
도 2는 기판 세정 장치의 개략 구조를 도시한 평면도.
도 3은 기판 세정 장치의 개략적인 제어 시스템을 도시한 도면.
도 4는 세정 처리 방법을 도시한 흐름도.
도 5는 종래의 스핀 건조 방법에 의한 웨이퍼의 건조 과정을 모식적으로 도시한 도면.
도 6은 종래의 스핀 건조 방법에 의한 웨이퍼의 건조 과정을 모식적으로 도시한 다른 도면.
도 7은 종래의 스핀 건조 방법에 의한 웨이퍼의 건조 과정을 모식적으로 도시한 또 다른 도면.
도 8은 본 발명의 세정 처리 방법에 있어서의 스핀 건조에 의한 웨이퍼의 건조 과정을 모식적으로 도시한 도면.
도 9는 다른 기판 세정 장치의 개략 구조를 도시한 평면도.
도 10은 다른 세정 처리 방법을 도시한 흐름도.
도 11은 또 다른 기판 세정 장치의 개략 구조를 도시한 평면도.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1에 반도체 웨이퍼를 세정하는 기판 세정 장치(10)의 개략 구조를 나타낸 수직 단면도를 도시하고, 도 2에 그 평면도를 도시한다.
기판 세정 장치(10)의 주요 부분은 케이스(50) 내에 마련되어 있다. 도 1 및 도 2에서는 이 케이스(50)의 일부만을 도시하고 있다. 케이스(50) 내의 거의 중앙 부에는 환상(環狀)의 컵(CP)이 배치되고, 컵(CP)의 내측에는 스핀 척(51)이 배치되어 있다. 스핀 척(51)으로서는, 웨이퍼(W)를 진공 흡착하여 유지하는 것, 또는 웨이퍼(W) 단부면을 기계적으로 유지하는 소위 메커니컬 척 방식인 것이 적합하게 이용되고, 웨이퍼(W)를 유지한 상태로 구동 모터(52)에 의해 회전 구동된다. 컵(CP)의 바닥부에는 세정액, 순수를 배출하기 위한 드레인(53)이 마련되며, 또한, 기판 세정 장치(10)의 케이스(50)의 수직벽에는 외부로부터 웨이퍼를 반입하고, 반대로 외부로 웨이퍼(W)를 반출하기 위한 반송창(56)이 형성되어 있다.
웨이퍼(W)의 표면에 세정액과 순수를 공급하는 처리액 노즐(61)은 거의 통 형상으로 구성되고, 그 길이 방향을 거의 수직으로 하여 노즐 유지 부재(63)에 유지되어 있다. 처리액 노즐(61)로는 세정액 공급부(64) 및 밸브의 개폐 조절 등에 의해 유량 변경 가능하게 구성된 순수 공급부(65)로부터 세정액 또는 순수가 선택적으로 공급된다. 즉, 처리액 노즐(61)은 웨이퍼(W)에 세정액을 공급하는 노즐로서도 기능하고, 웨이퍼(W)에 순수를 공급하는 노즐로서도 기능한다. 처리액 노즐(61)로서는 소위 스트레이트 노즐이 적합하게 이용된다. 노즐 유지 부재(63)는 스캔 아암(67)의 선단부에 부착되어 있다.
이 스캔 아암(67)은 케이스(50)의 바닥판 상에 한 방향(Y 방향)으로 부설된 가이드 레일(68) 상에 배치된 수직 지지 부재(69)의 상단부에 부착되어 있다. 이 수직 지지 부재(69)는 Y축 구동 기구(77)에 의해 수평 이동 가능하고, 또한, 스캔 아암(67)을 승강시키기 위한 Z축 구동 기구(78)를 구비하고 있다. 따라서, 처리액 노즐(61)은 웨이퍼(W) 상에서 Y 방향으로 자유자재로 이동하면서 컵(CP)의 상단을 넘어서 컵(CP) 밖으로 퇴피할 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼(W)의 표면에 질소 가스(N2 가스)를 분사하는 N2 노즐(62)도 또한 거의 통 형상으로 구성되고, 그 길이 방향을 거의 수직으로 하여 스핀 척(51)에 유지되는 웨이퍼(W) 중심의 위쪽에 배치되어 있다. 이 N2 노즐(62)은 승강 기구(79)에 의해 자유자재로 승강한다. N2 노즐(62)로는 N2 가스 공급부(66)로부터 N2 가스가 공급된다.
N2 노즐(62)에는 그 선단부를 둘러싸도록 원통형의 커버(54)가 부착되어 있다. 이 커버(54)가 없으면, N2 노즐(62)로부터 분사되는 N2 가스는 웨이퍼(W) 상에 한 점(22)에 집중하고, 웨이퍼(W) 상의 순수의 미스트를 감아 올린다. 이 때, N2 노즐(62)로부터 분사되는 N2 가스의 주위에서는 그 미스트의 낙하 속도가 느려지고, 미스트가 웨이퍼(W)의 건조된 부분에 떨어져 파티클이 된다고 하는 문제가 생긴다. 그러나, 커버(54)를 마련하면, N2 노즐(62)로부터 분사되는 N2 가스 중의 외측으로 향하는 N2 가스가 커버(54)에 부딪쳐 다운 플로가 되기 때문에, 미스트가 웨이퍼(W)의 건조되지 않은 순수 부분에 떨어지고, 그 순수 부분은 그 후에 제거되기 때문에, 파티클의 발생이 억제된다.
예컨대, N2 노즐(62)의 외경이 6 ㎜Φ(내경; 4 ㎜Φ)인 경우, 커버(54)의 내경은 10 ㎜Φ∼20 ㎜Φ로 하는 것이 바람직하다. 또한, N2 노즐(62) 선단과 커버 (54) 선단의 거리를 조절할 수 있도록 커버(54)를 N2 노즐(62)과는 독립적으로 자유자재로 승강하도록 하는 것이 바람직하고, 이에 따라 웨이퍼(W) 건조의 진행 상태를 제어할 수 있다.
도 3에 기판 세정 장치(10)의 개략적인 제어 시스템의 구성을 도시한다. 기판 세정 장치(10)에 의한 웨이퍼(W)의 처리를 제어하기 위한 제어부(즉, 컴퓨터; 11)는 공정 컨트롤러(CPU; 12)와, 공정 관리자가 웨이퍼(W)의 세정 처리 조건 등을 결정하기 위한 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나 공정 컨트롤러(CPU; 12)에 의한 연산 결과, 세정 처리의 진행 상태 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 갖는 데이터 입출력부(13)와, 기판 세정 장치(10)를 제어하기 위한 프로그램이나 레시피, 실행된 처리에 관계되는 데이터 등이 기록된 기록부(14)를 갖고 있다.
기록부(14)에는 구체적으로는 뒤에 상세히 설명하는 세정액에 의한 세정 처리, 순수에 의한 린스 처리, 그리고 스핀 건조 처리에 이르는 일련의 처리를 행하기 위해, 기판 세정 장치(10)를 구성하는 각종 구동 기구의 동작 제어를 공정 컨트롤러(CPU; 12)에 실행시키기 위한 처리 프로그램(15)이나, 일련의 처리에 있어서의 시간 배분, 세정액이나 순수, N2 가스의 공급량, 스캔 아암(67)의 스캔 속도 등이 기록된 레시피(16)가 기록되어 있다. 이들 처리 프로그램(15)이나 레시피(16)는 예컨대 하드디스크(HD), 메모리(RAM 등)의 고정 기억 매체나, CD-ROM(또는 CD-R 등), DVD-ROM(또는 DVD-R 등), MO 디스크 등의 휴대할 수 있는 각종 기록 매체에 기록되어 있고, 공정 컨트롤러(CPU; 12)에 의해 판독 가능하게 기록되어 있다.
또한, 기록부(14)에는 기판 세정 장치(10)에서 실행된 처리에 관한 데이터, 예컨대, 웨이퍼(W)의 로트 번호, 이용된 처리 레시피, 처리 일시, 처리중인 각종 기구의 동작 불량 유무 등의 데이터(17)를 기록할 수 있도록 되어 있다. 이러한 데이터(17)는 CD-R이나 MO 디스크 등의 휴대할 수 있는 각종 기록 매체에 복사나 이송할 수 있도록 되어 있다.
공정 컨트롤러(CPU; 12)는 처리 프로그램(15)과 레시피(16)에 따라 스핀 척(51)에 의한 웨이퍼(W)의 탈착, 모터(52)의 회전수 제어, Y축 구동 기구(77)의 스캔 동작, Z축 구동 기구(78)의 승강 동작, 순수 공급부(65)로부터의 순수 공급의 시작과 정지 및 순수 유량 제어, N2 가스 공급부(66)로부터의 N2 가스 공급의 시작과 정지 등의 각종 제어 신호를 각 기구 등에 송신한다. 기판 세정 장치(10)를 구성하는 각종 기구로부터 그 동작의 실행을 나타내는 데이터가 공정 컨트롤러(CPU; 12)에 피드백되는 양방향 통신이 행해지는 구성도 바람직하다. 또, 도 3에는 공정 컨트롤러(CPU; 12)에 의해 제어되는 주된 기구 등만을 나타내고 있고, 모두를 나타내고 있지는 않다.
다음에, 전술한 바와 같이 구성된 기판 세정 장치(10)에 의한 웨이퍼(W)의 세정 처리 방법에 대해서 설명한다. 도 4에 이하에 설명하는 세정 처리 공정의 흐름도를 도시한다. 처음에 스핀 척(51)에 웨이퍼(W)를 거의 수평 자세로 유지시켜 웨이퍼(W)의 높이를 조절한다(단계 1). 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W) 중심의 위쪽에 위치시켜 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 표면에 소정 량의 세정액을 공급하여, 웨이퍼(W)를 소정 시간 처리한다(단계 2). 이 단계 2의 처리에서는, 웨이퍼(W)를 정지시킨 상태로 웨이퍼(W)의 표면에 세정액을 공급하여 패들을 형성하고, 소정 시간이 경과한 후에 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 표면에 세정액을 더 공급하여도 좋다.
다음에, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수(예컨대 100 rpm∼1000 rpm)로 회전시키면서, 처리액 노즐(61)로부터 웨이퍼(W)의 거의 중심에 소정의 유량(예컨대 1 ℓ/분)으로 순수를 공급하여, 웨이퍼(W)를 린스 처리한다(단계 3). 이 린스 처리에 있어서는, 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W) 상에서 Y 방향으로 스캔시켜도 좋다.
이러한 린스 처리의 후기에 처리액 노즐(61)이 웨이퍼(W)의 중심 상에 있게 하고, 웨이퍼(W)로의 순수의 공급 유량[즉 처리액 노즐(61)로부터의 순수 토출량]을 예컨대 20∼50 ㎖/분으로 줄이고(단계 4), 그 후, 순수 공급점[즉 처리액 노즐(61)의 위치]을 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 소정의 속도로 이동시킨다(단계 5).
단계 4에서 웨이퍼(W)로의 순수 공급량을 줄이는 이유는 다음과 같다. 즉, 린스 처리시에는 린스 효율을 높이기 위해서 웨이퍼(W)로의 순수 공급량을 많게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 그대로의 유량으로 처리액 노즐(61)의 스캔을 시작하면, 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 액막이 두껍기 때문에, 웨이퍼(W)로부터 완전히 제거된 순수가 컵(CP)에 의해 튀겨져서 액적이나 미스트가 많이 발생하고, 이것이 파티클이나 워터마크의 발생 원인이 된다. 그래서, 순수 공급량을 줄여 얇은 액막으로 함으로써, 이러한 튀겨지는 것이 억제되어 파티클이나 워터마크의 발생이 억제 된다. 또한, 이러한 방법에 의해 건조를 앞당길 수 있다.
이 단계 4 및 단계 5의 스핀 건조 공정은 웨이퍼(W)로의 순수 공급점이 웨이퍼(W)의 주연부로부터 벗어난 시점에서, 웨이퍼(W)로의 순수의 공급을 정지함으로써 종료한다. 그러나, 그 후에 소정 시간 웨이퍼(W)를 회전시켜도 좋다. 이러한 스핀 건조 처리가 종료한 웨이퍼(W)는 스핀 척(51)으로부터 다음 처리를 행하는 장치로 반송된다(단계 6). 다음에, 전술한 단계 4 및 단계 5의 스핀 건조 공정에 대해서 더욱 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 8은 종래의 스핀 건조 방법과 상기 단계 4 및 단계 5에 의한 스핀 건조 방법을 비교하여 도시한 도면이다.
도 5는 표면 전체에 친수성의 SiO2층(21)이 형성되어 있는 웨이퍼(W)의 종래의 스핀 건조 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 5의 좌측 도면은 웨이퍼(W) 의 중심에 순수가 공급되고, 웨이퍼(W)의 표면에 순수(22)가 볼록하게 되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 5의 우측 도면은 웨이퍼(W)로의 순수의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시켰을 때의 초기 상태를 나타내고 있다. 웨이퍼(W) 표면이 전면 친수성인 경우에는, 웨이퍼(W) 상의 순수(22)는 원심력에 의해 웨이퍼(W) 표면에 얇은 액막(도시하지 않음)이 남도록 웨이퍼(W)의 외측으로 천천히 이동하기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면은 중심에서부터 외측을 향해 천천히 건조된다.
도 6은 소수성의 표면을 갖는 웨이퍼(W)(베어 웨이퍼)의 종래의 스핀 건조 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 6의 좌측 도면은 웨이퍼(W)의 중심에 순수 가 공급되고, 웨이퍼(W)의 표면에 순수(22)가 볼록하게 되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6의 우측 도면은 웨이퍼(W)로의 순수의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시켰을 때의 초기 상태를 나타내고 있다. 소수성면 상에서는 순수는 튀겨지기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면의 순수는 원심력에 의해 한번에 완전히 제거되어, 순식간에 웨이퍼(W)의 표면 전체가 건조된다. 즉, 웨이퍼(W)의 회전수가 동일한 경우에는 소수성면 쪽이 친수성면보다 빨리 건조된다.
도 7은 친수성면부(23)와 소수성면부(24)가 혼재하는 웨이퍼(W)의 종래의 스핀 건조 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 7의 좌측 도면은 웨이퍼의 중심에 순수가 공급되고, 웨이퍼(W)의 표면에 순수(22)가 볼록하게 되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 7의 우측 도면은 웨이퍼(W)로의 순수의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시켰을 때의 초기 상태를 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 친수성면과 소수성면에서는 웨이퍼(W)의 회전수가 동일한 경우에 건조 시간에 차이가 있기 때문에, 웨이퍼(W)에 친수성면(23)과 소수성면(24)이 혼재하면, 소수성면(24)이 먼저 건조되고, 친수성면부(23) 상에 순수(22)가 남은 상태가 된다. 이렇게 해서 친수성면(23) 상에 남은 순수(22)가 원심력에 의해 외측으로 이동할 때에 건조된 소수성면(24)에 부착되고, 이것에 의해 워터마크가 발생한다고 생각된다.
도 8은 앞서 설명한 단계 4 및 단계 5의 스핀 건조 방법에 의한 친수성면부(23)와 소수성면부(24)가 혼재하는 웨이퍼(W)의 건조 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 8의 좌측 도면은 웨이퍼의 중심에 순수가 공급되고, 웨이퍼(W)의 표면 에 순수(22)가 볼록하게 되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 8의 우측 도면은 웨이퍼(W)로의 순수 공급량을 줄이고, 순수 공급점을 웨이퍼(W) 중심에서 웨이퍼(W) 외측으로 이동시키고 있을 때의 웨이퍼(W)의 상태를 나타내고 있다.
이 도 8의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 단계 4 및 도 5의 스핀 건조 방법에서는, 순수 공급점의 거의 외측에서는 순수(22)의 액막이 형성되고, 이 액막이 형성되는 영역은 처리액 노즐(61)의 위치가 웨이퍼(W)의 외측으로 이동함에 따라 좁아진다. 즉, 웨이퍼(W)를 그 중심에서부터 외측으로 천천히 건조시킬 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면에 친수성면과 소수성면이 혼재되어 있는 경우라도, 친수성면부(23)와 소수성면부(24)의 건조 시간차가 줄어들어, 워터마크의 발생이 억제된다.
이 단계 4 및 단계 5의 스핀 건조 방법에서는, 웨이퍼(W)의 스핀 건조 처리시에 있어서의 회전수를 웨이퍼(W)의 린스 처리시에 있어서의 회전수보다 높이는 것이 바람직하다. 예컨대, 린스 처리에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전수는 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 할 수 있고, 이 경우에는 스핀 건조 처리에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전수를 1500 rpm 이상 2500 rpm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 웨이퍼(W)의 회전수가 너무 느리면, 친수성면과 소수성면의 건조 시간에 차가 생겨, 워터마크가 발생하기 쉽게 된다고 하는 문제를 일으키고, 한편, 웨이퍼(W)의 회전수가 너무 높으면, 웨이퍼(W)의 주위에 난기류가 발생하여, 이 난기류를 타고 웨이퍼(W)로부터 비산된 순수의 미스트가 웨이퍼(W)의 이미 건조된 부분에 재부착함으로써 워터마크가 발생하기 쉽게 된다고 하는 문제가 생기기 때문이다.
웨이퍼(W)로의 순수 공급점을 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 이동시키는 속도, 즉 처리액 노즐(61)의 스캔 속도는 워터마크의 발생을 막기 위해서, 웨이퍼(W)의 회전수에 따라 바꿀 수 있다. 표 1에 300 ㎜Φ의 웨이퍼(W)를 일정한 회전수로 회전시키면서, 또한, 처리액 노즐(61)로부터 순수를 50 ㎖/분으로 웨이퍼(W)에 공급하면서, 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 일정 속도(1∼4 ㎜/초)로 스캔시켰을 때에, 웨이퍼(W)에 형성되는 액막의 내측 부분에서 간섭 줄무늬가 소멸되는 위치를 조사한 결과를 나타낸다.
Figure 112005064588549-pct00001
표 1은 웨이퍼(W)의 회전수가 1600 rpm인 경우에는 처리액 노즐(61)을 1 ㎜/초로 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 스캔하면, 처리액 노즐(61)이 웨이퍼(W)의 중심에서 40 ㎜ 떨어진 점에서 간섭 줄무늬가 소멸되고, 그 후, 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W)의 주연부까지 스캔시키는 동안에 간섭 줄무늬의 발생이 인지되지 않았던 것을 나타내고 있다. 또한, 표 1에 따르면, 처리액 노즐(61)을 2 ㎜/초로 스캔한 경우에는, 처리액 노즐(61)이 웨이퍼(W)의 중심에서 80 ㎜ 떨어진 점에서 간섭 줄무늬가 소멸되고, 그 후, 간섭 줄무늬의 발생이 인지되지 않았던 것을 알 수 있다. 이것에 대하여, 처리액 노즐(61)을 3 ㎜/초 또는 4 ㎜/초로 스캔시키면, 처리액 노즐(61)이 웨이퍼(W)의 주연부에 도달할 때까지 항상 간섭 줄무늬가 관찰되었다. 즉, 이 조건에서는 처음부터 마지막까지 간섭 줄무늬가 소멸되지 않아 워터마크의 발생을 억제할 수 없었던 것을 알 수 있다.
표 1로부터, 처리액 노즐(61)의 스캔 속도가 일정한 경우에는, 웨이퍼(W)의 회전수를 높이면 간섭 줄무늬가 소멸되는 위치가 웨이퍼(W)의 중심에 가까워지고, 한편, 웨이퍼(W)의 회전수가 일정한 경우에는, 간섭 줄무늬가 소멸되는 위치는 처리액 노즐(61)의 스캔 속도가 느린 경우에, 웨이퍼(W)의 중심에 가까워지고 있는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 빠르고, 또한, 처리액 노즐(61)의 스캔 속도가 느린 경우에, 간섭 줄무늬의 발생을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
그러나, 처리액 노즐(61)의 스캔 속도를 예컨대 1 ㎜/초로 하여 웨이퍼(W) 전체를 스캔하면, 처리 시간이 길어져, 생산성이 저하된다. 그래서, 웨이퍼(W)의 회전수를 일정하게 한 경우에는, 처리액 노즐(61)의 스캔 속도를 웨이퍼(W)의 외주부에서 그 중심부보다 빠르게 함으로써, 처리 시간을 단축시킬 수 있다. 예컨대, 웨이퍼(W)(300 ㎜ Φ)의 회전수가 2500 rpm인 경우, 처리액 노즐(61)의 스캔 속도를, 웨이퍼(W)의 중심에서 반경 40 ㎜까지 사이는 1 ㎜/초로 하고, 반경 40 ㎜에서 반경 80 ㎜ 사이는 2 ㎜/초로 하며, 반경 80 ㎜에서 주연부(반경: 150 ㎜)까지 사이는 3 ㎜/초로 할 수 있다.
웨이퍼(W)의 중심에서 외주로 처리액 노즐(61)을 천천히 스캔시키는 방법 대신에 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W)의 중심에서 10∼15 ㎜ 떨어진 위치로 급속하게 이동하고(예컨대, 80 ㎜/초), 그 후에 신속하게 웨이퍼(W)의 중심부에 N2 노즐(62)로부터 N2 가스를 분사함으로써 웨이퍼(W)의 중심부의 건조를 촉진하고, 처리액 노즐(61)을 거기에서 웨이퍼(W)의 주연부로 3 ㎜/초 이하의 속도로 스캔시키는 방법도 웨이퍼(W)의 중심부에서의 워터마크의 발생을 더욱 억제할 수 있기 때문에, 적합하게 이용된다. 또, 처리액 노즐(61)의 웨이퍼(W)의 주연부로의 스캔은 웨이퍼(W)의 중심부에의 N2 가스의 분사가 종료된 후에 시작하는 것이 바람직하지만, N2 가스의 분사가 행해지고 있는 동안에 시작하여도 좋다.
다음에 본 발명에 따른 세정 처리 방법을 실시하는 다른 기판 세정 장치에 대해서 설명한다. 도 9에 기판 세정 장치(10')의 개략 구조를 나타낸 평면도를 도시한다. 기판 세정 장치(10')는 스캔 아암(67)의 선단에 부착된 노즐 유지 부재(63')에, 약액 및 순수를 선택적으로 웨이퍼(W)에 공급하는 처리액 노즐(61)과, 스핀 건조 처리시에 순수를 웨이퍼(W)에 공급하는 순수 노즐(61a)과, 웨이퍼(W)에 N2 가스를 분사하는 N2 노즐(62)이 배치된 구성을 갖고 있다. 이들 노즐 주위 이외의 구성은 앞서 설명한 기판 세정 장치(10)와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 기판 세정 장치(10)에 의한 웨이퍼(W)의 세정 처리에서는, 린스 처리에서 스핀 건조 처리로 이행할 때에, 웨이퍼(W)로 공급하는 순수의 양을 예컨대 1 ℓ/분에서 20∼50 ㎖/분으로 줄이기 때문에, 세정액 토출 노즐(61)을 린스 처리시의 많은 순수 토출량에 적합한 구조로 한 경우에는, 스핀 건조시에 순수 토출량을 감소시킨 경우에, 배관 직경이나 노즐 직경과의 관계로 인해 안정된 순수 공급을 행할 수 없게 될 우려가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 기판 세정 장치(10')에서는 세정액에 의한 처리와 린스 처리에서는 처리액 노즐(61)로부터 웨이퍼(W)에 순수를 공급하고, 스핀 건조 처리시에는 순수 노즐(61a)로부터 웨이퍼(W)에 순수를 공급할 수 있도록 되어 있다.
또한, 노즐 유지 부재(63')에서는 처리액 노즐(61)과 순수 노즐(61a)은 근접하여 배치되어 있고, 순수 노즐(61a)과 N2 노즐(62)은 일정 거리 떨어져 유지되어 있다.
이 기판 세정 장치(10')에 의한 웨이퍼(W)의 제1 세정 처리 방법을 나타낸 흐름도를 도 10에 도시한다. 이 방법은 N2 가스의 분사점과 순수 공급점을 함께 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 이동시키는 처리 방법이다. 즉, 처음에 먼저 도 4를 참조하면서 설명한 단계 1 내지 단계 3과 동일한 처리인 단계 11 내지 단계 13을 행한다. 다음에, 단계 13의 린스 처리의 후기에 처리액 노즐(61)로부터 웨이퍼(W) 의 중심으로 순수 공급(예컨대, 1 ℓ/분)을 계속하면서, 순수 노즐(61a)로부터 웨이퍼(W)로의 순수 공급(예컨대, 20∼50 ㎖/분)을 시작한다(단계 14).
계속해서, 순수 노즐(61a)이 웨이퍼(W)의 중심 상에 위치하도록 스캔 아암(67)을 ＋Y의 방향(도 9 참조)으로 구동한 후에, 처리액 노즐(61)로부터 웨이퍼(W)로의 순수 공급을 정지한다(단계 15). 그 후, 웨이퍼(W)의 회전수를 800 rpm 이상으로 조정한다(단계 16). 이와 같이 웨이퍼(W)의 회전수를 낮추는 것이 허용되는 것은 후의 공정에서, N2 노즐(62)로부터 N2 가스를 웨이퍼(W)에 분사하면서, 웨이퍼(W) 상에서 N2 노즐(62)을 순수 노즐(61a)과 함께 스캔시키기 때문에, 이 N2 가스에 의해 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시킬 수 있기 때문이다.
웨이퍼(W)의 회전수를 조정하면, 순수 노즐(61a)로부터 순수를 공급하면서, 스캔 아암(67)을 소정 속도로 ＋Y 방향으로[즉 웨이퍼(W)의 외측을 향해] 스캔시킨다(단계 17). 이렇게 해서 N2 노즐(62)이 웨이퍼(W)의 중심 상에 도달한 시점에서, 일단, 스캔 아암(67)의 구동을 정지하고, N2 노즐(62)로부터 웨이퍼(W)의 중심으로 N2 가스를 분사하여 웨이퍼(W)의 중심부의 균일 건조를 촉진시킨다(단계 18).
소정 시간 웨이퍼(W)의 중심으로 N2 가스를 분사한 후, N2 노즐(62)로부터 웨이퍼(W)에 N2 가스를 분사하면서, 스캔 아암(67)을 다시 ＋Y 방향으로 구동하고, 순수 노즐(61a)과 N2 노즐(62)을 동시에 스캔시킨다(단계 19). 이러한 방법에 의해서도 친수성면과 소수성면의 건조 시간차를 줄이면서, 웨이퍼(W)의 중심부에서 외측을 향해 서서히 건조를 진행시킬 수 있고, 최종적으로 웨이퍼(W) 전면을 건조시킬 수 있다.
또, 기판 세정 장치(10')를 이용한 경우에도, N2 노즐(62)의 스캔시에 N2 노즐(62)로부터 N2 가스를 웨이퍼(W)에 분사하지 않는 처리 방법을 행하여도 좋고, 그 경우에는, 웨이퍼(W)의 회전수는 1500 rpm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 회전하는 웨이퍼(W)에 순수를 공급하면, 웨이퍼(W)의 외측 부분에서는 공급된 순수에 충분히 원심력이 작용하여 건조가 진행된다. 이것을 이용하여 기판 세정 장치(10')를 이용한 웨이퍼(W)의 처리에서는, N2 노즐(62)이 웨이퍼(W)의 외주부에 근접하면, 웨이퍼(W)로의 N2 가스의 분사를 정지하는 방법, 또는 N2 가스의 분사량을 줄이는 방법을 채용할 수도 있다. 또한, 기판 세정 장치(10)와 마찬가지로, N2 노즐(62)로부터의 웨이퍼(W)로의 N2 가스의 분사를 웨이퍼(W)의 중심부에 한해서 행하는 처리 방법을 채용할 수도 있다. 또한, 순수 노즐(61a)이 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 이동하도록 스캔 아암(67)을 소정 속도로 ＋Y 방향으로 스캔시켜, N2 노즐(62)이 웨이퍼(W)의 중심에 도달한 시점에서 웨이퍼(W)로의 N2 가스의 분사를 시작하지만, 이 때에 스캔 아암(67)의 구동을 정지시키지 않는 처리 방법을 채용할 수도 있다.
게다가 앞서 설명한 스핀 건조 방법의 하나인 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W) 의 중심에서 10∼15 ㎜ 떨어진 위치로 급속하게 이동하고, 그 후에 신속하게 웨이퍼(W)의 중심부에 N2 노즐(62)로부터 N2 가스를 분사하며, 거기에서 처리액 노즐(61)을 웨이퍼(W)의 주연부로 3 ㎜/초 이하의 속도로 스캔시키는 처리 방법과 동일한 처리를, 기판 세정 장치(10')를 이용하여 행하는 경우에는, 미리, 순수 노즐(61a)과 N2 노즐(62)의 간격을 10∼15 ㎜로 설정해 두면, 순수 노즐(61a)을 소정 위치로 급속하게 이동시키면, 이것과 동시에 N2 노즐(62)을 웨이퍼(W)의 중심에 도달하게 할 수 있다.
다음에 본 발명에 따른 세정 처리 방법을 실시하는 또 다른 기판 세정 장치에 대해서 설명한다. 도 11에 기판 세정 장치(10")의 개략 구조를 나타낸 평면도를 도시한다. 기판 세정 장치(10")는 기판 세정 장치(10')를 처리액 노즐(61)·순수 노즐(61a)과 N2 노즐(62)이 독립적으로 웨이퍼(W)의 중심과 주연부 사이를 스캔할 수 있는 구조로 개변한 것으로서, 그 이외의 부분의 구조는 기판 세정 장치(10')와 동일하다.
기판 세정 장치(10")에서는 N2 노즐(62)은 자유자재로 회동할 수 있는 스캔 아암(67')의 선단에 설치된 노즐 유지 부재(63")에 부착되어 있다. 웨이퍼(W)의 스핀 건조 처리에 있어서, 순수 노즐(61a)을 웨이퍼(W)의 중심에서 외측으로 스캔시켰을 때에 N2 노즐(62)은 항상 순수 노즐(61a)이 위치하는 원주[웨이퍼(W)의 회전 중심을 중심으로 하는 원을 가리킴]의 내측 영역에 있고, 순수 노즐(61a)이 웨이퍼(W)의 외측으로 이동함에 따라 N2 노즐(62)을 웨이퍼(W)의 외측으로 이동시킨다.
또, 기판 세정 장치(10")를 N2 노즐(62)이 웨이퍼(W)의 중심을 통과하여 Y 방향으로 직선적으로, 순수 노즐(61a)과는 독립적으로 스캔 가능한 구조로 개변하여도 좋다. 그 경우, N2 노즐(62)을 순수 노즐(61a)을 뒤따르도록 스캔시켜도 좋고, 순수 노즐(61a)과는 반대 방향으로 스캔시켜도 좋다. 이와 같이 순수 노즐(61a)과 N2 노즐(62)을 독립적으로 스캔시킬 수 있는 구조로 함으로써, 순수 노즐(61a)과 N2 노즐(62)의 스캔 속도에 차를 둘 수 있다.
이상, 본 발명의 세정 처리 방법의 실시예에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 상기 설명에서는, 처리액 노즐(61)은 세정액과 순수를 선택적으로 웨이퍼(W)에 공급할 수 있는 구조인 것을 나타내었지만, 기판 세정 장치는 세정액만을 공급하는 노즐과, 순수만을 공급하는 노즐을 따로따로 구비하고 있어도 좋다. 또한, 기판 세정 장치(10)에도 기판 세정 장치(10')와 마찬가지로 처리액 노즐(61)과 별도로 스핀 건조시에 웨이퍼(W)에 순수를 공급하는 순수 노즐을 더 설치하는 것도 바람직하다. 이 경우에 있어서 순수 노즐은 노즐 유지 부재(63)에 설치하여도 좋고, 처리액 노즐(61)과 독립적으로 구동 가능한 구조로 하여도 좋다. 또한, 처리액 노즐(61)로서 Y축 방향으로 자유자재로 이동할 수 있는 구조인 것을 나타내었지만, 예컨대 처리액 노즐은 소정의 회전축을 중심으로 하여 웨이퍼(W)의 중심과 주연부 사이에서 호를 그리면서 회동하는 기구를 구비한 것이어도 좋다.
본 발명의 기판 세정 방법에 의한 워터마크의 발생 억제라는 효과는 피처리 기판의 표면에 소수성면과 친수성면이 혼재되어 있는 경우에, 특히 현저히 얻을 수 있지만, 이 효과는 물론 피처리 기판의 표면이 소수성면만으로 이루어진 경우 또는 친수성면만으로 이루어진 경우에도 얻을 수 있다. 피처리 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아니라, FPD용 유리 기판이나 세라믹스 기판 등이어도 좋다.
이상 설명한 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술적 내용을 명확하게 하는 것을 의도하는 것으로서, 본 발명은 이러한 구체예로만 한정하여 해석되는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 클레임에 기술하는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명의 세정 처리 방법은 반도체 장치나 FDP 장치의 제조 방법에 적합하다.

Claims (29)

  1. 피처리 기판을 거의 수평 자세로 회전시키면서, 그 표면 중심에 순수를 공급하여 상기 피처리 기판을 린스 처리하고, 그 후에 상기 피처리 기판 중심으로의 순수의 공급 유량을 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시켜, 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서, 상기 피처리 기판을 스핀 건조 처리하는 기판 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스핀 건조 처리에서는, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시키는 속도를 상기 피처리 기판의 외주부에서 그 중심부보다 빠르게 하는 것인 기판 세정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스핀 건조 처리에서는, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 순수 공급점의 이동을 일시 정지하여 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 그 후에 상기 질소 가스의 분사를 정지하여 상기 순수 공급점을 다시 상기 피처리 기판의 외측으로 이동시키는 것인 기판 세정 방법.
  4. 피처리 기판을 거의 수평 자세로 회전시키면서, 그 표면 중심에 순수를 공급하여 상기 피처리 기판을 린스 처리하고, 그 후에 상기 피처리 기판 중심으로의 순수의 공급 유량을 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시켜, 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서, 상기 피처리 기판을 스핀 건조 처리하는 기판 세정 방법으로서,
    상기 스핀 건조 처리에서는, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 10∼15 ㎜ 떨어진 위치로 급속하게 이동시켜 거기서 상기 순수 공급점의 이동을 일시 정지하고 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 소정 시간 분사하며, 그 후에 상기 질소 가스의 분사를 정지하여 상기 순수 공급점을 다시 상기 피처리 기판의 외측으로 3 ㎜/초 이하의 속도로 이동시키는 것인 기판 세정 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스핀 건조 처리에서는, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 후에 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 그 후에 상기 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 상기 질소 가스의 분사점을 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 것인 기판 세정 방법.
  6. 피처리 기판을 거의 수평 자세로 회전시키면서, 그 표면 중심에 순수를 공급하여 상기 피처리 기판을 린스 처리하고, 그 후에 상기 피처리 기판 중심으로의 순수의 공급 유량을 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시켜, 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서, 상기 피처리 기판을 스핀 건조 처리하는 기판 세정 방법으로서,
    상기 스핀 건조 처리에서는, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 후에 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 그 후에 상기 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 상기 질소 가스의 분사점을 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키며,
    상기 질소 가스의 분사점을 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 도중에 질소 가스의 분사만을 정지하는 것인 기판 세정 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 린스 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 하고, 상기 스핀 건조 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 800 rpm 이상 2500 rpm 이하로 하는 것인 기판 세정 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 피처리 기판의 스핀 건조 처리시에 있어서의 회전수를 상기 피처리 기판의 린스 처리시에 있어서의 회전수보다 높게 하는 것인 기판 세정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 린스 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 하고, 상기 스핀 건조 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 1500 rpm 이상 2500 rpm 이하로 하는 것인 기판 세정 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 피처리 기판의 표면에는 소수성면과 친수성면이 혼재되어 있는 것인 기판 세정 방법.
  11. 피처리 기판을 거의 수평 자세로 유지하여, 회전시키는 스핀 척과;
    상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판의 표면에 순수를 토출하는 순수 공급 노즐과, 상기 순수 공급 노즐에 순수를 공급하는 순수 공급부를 갖는 순수 공급 기구와;
    상기 순수 공급 노즐을 피처리 기판의 중심 위와 외측 가장자리 위 사이에서 스캔시키는 순수 노즐 스캔 기구와;
    상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면 중심에 소정 유량으로 순수를 공급하는 린스 처리를 행하고, 그 후에 상기 피처리 기판 중심으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시킴으로써, 상기 피처리 기판의 스핀 건조 처리가 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 행해지도록, 상기 스핀 척과 상기 순수 공급 기구 및 상기 순수 노즐 스캔 기구를 제어하는 제어부
    를 구비하는 기판 세정 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서, 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 순수 공급점을 이동시키는 속도를 상기 피처리 기판의 외주부에서 그 중심부보다 빠르게 하는 것인 기판 세정 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판 표면의 중심부에 질소 가스를 분사하는 가스 노즐을 갖는 가스 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 상기 순수 공급점의 이동을 일시 정지시켜 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 계속해서 상기 질소 가스의 분사를 정지시킨 후에 상기 순수 공급점이 다시 상기 피처리 기판의 외측으로 이동하도록 상기 가스 공급 기구를 더 제어하는 것인 기판 세정 장치.
  14. 피처리 기판을 거의 수평 자세로 유지하여, 회전시키는 스핀 척과;
    상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판의 표면에 순수를 토출하는 순수 공급 노즐과, 상기 순수 공급 노즐에 순수를 공급하는 순수 공급부를 갖는 순수 공급 기구와;
    상기 순수 공급 노즐을 피처리 기판의 중심 위와 외측 가장자리 위 사이에서 스캔시키는 순수 노즐 스캔 기구와;
    상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판 표면의 중심부에 질소 가스를 분사하는 가스 노즐을 갖는 가스 공급 기구와;
    상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면 중심에 소정 유량으로 순수를 공급하는 린스 처리를 행하고, 그 후에 상기 피처리 기판 중심으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시킴으로써, 상기 피처리 기판의 스핀 건조 처리가 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 행해지도록, 상기 스핀 척과 상기 순수 공급 기구 및 상기 순수 노즐 스캔 기구를 제어하는 제어부를 구비하는 기판 세정 장치로서,
    상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 10 ㎜∼15 ㎜ 떨어진 위치로 급속하게 이동시켜 거기서 순수 공급점의 이동을 정지하고, 계속해서 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 소정 시간 분사하며, 그 후에 상기 질소 가스의 분사를 정지하여 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 외측으로 3 ㎜/초 이하의 속도로 이동하도록 상기 가스 공급 기구를 제어하는 것인 기판 세정 장치.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판의 표면에 질소 가스를 분사하는 가스 노즐을 갖는 가스 공급 기구와, 상기 가스 노즐을 피처리 기판 상에서 스캔시키는 가스 노즐 스캔 기구를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 후에 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 계속해서 상기 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 상기 질소 가스의 분사점이 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동하도록 상기 가스 공급 기구와 상기 가스 노즐 스캔 기구도 더 제어하는 것인 기판 세정 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서, 상기 질소 가스의 분사점을 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 도중에 질소 가스의 분사만을 정지시키는 것인 기판 세정 장치.
  17. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판의 표면에 질소 가스를 분사하는 가스 노즐을 갖는 가스 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 가스 노즐은 상기 순수 공급 노즐과 일정한 간격을 두고 상기 순수 노즐 스캔 기구에 유지되며,
    상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 후에 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하고, 계속해서 상기 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 상기 질소 가스의 분사점과 상기 순수 공급점이 동시에 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동하도록 상기 가스 공급 기구도 더 제어하는 것인 기판 세정 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제어부는 상기 린스 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 하고, 상기 스핀 건조 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 800 rpm 이상 2500 rpm 이하로 하는 것인 기판 세정 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 스핀 건조 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 상기 피처리 기판의 린스 처리시에 있어서의 피처리 기판의 회전수보다 높게 하는 것인 기판 세정 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제어부는 상기 린스 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 100 rpm 이상 1000 rpm 이하로 하고, 상기 스핀 건조 처리에 있어서의 피처리 기판의 회전수를 1500 rpm 이상 2500 rpm 이하로 하는 것인 기판 세정 장치.
  21. 거의 수평 자세로 유지된 피처리 기판을 회전시키면서, 상기 피처리 기판에 순수를 공급하여 린스 처리하고, 또한 스핀 건조시키는 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에, (a) 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면 중심에 소정 유량으로 순수를 공급하여 린스 처리하고, (b) 상기 피처리 기판 중심으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시켜 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 상기 피처리 기판을 스핀 건조시키는 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  22. 제21항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터에, 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 순수 공급점을 이동시키는 속도를 상기 피처리 기판의 외주부에서 그 중심부보다 빠르게 되도록 상기 기판 세정 장치를 제어시키는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  23. 거의 수평 자세로 유지된 피처리 기판을 회전시키면서, 상기 피처리 기판에 순수를 공급하여 린스 처리하고, 또한 상기 피처리 기판에 질소 가스를 공급하여 스핀 건조시키는 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에, (a) 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 소정 유량으로 순수를 공급하여 린스 처리하고, (b) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄이고, 또한 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시키며, (c) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 상기 순수 공급점의 이동을 일시 정지시켜 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하며, (d) 상기 질소 가스의 분사를 정지시킨 후에 상기 순수 공급점을 다시 상기 피처리 기판의 외측으로 이동시켜 상기 순수 공급점의 거의 외측 영역에서 액막을 형성하면서 상기 피처리 기판을 스핀 건조시키는 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  24. 제23항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터에, 상기 (b)의 공정에서는 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 급속하게 이동시키고, 상기 (c)의 공정에서는 순수 공급점의 이동을 상기 피처리 기판의 중심에서 10 ㎜∼15 ㎜ 떨어진 위치에서 정지시켜 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 소정 시간 분사하며, 상기 (d)의 공정에서는 상기 질소 가스의 분사를 정지한 후에 순수 공급점을 다시 상기 피처리 기판의 외측으로 3 ㎜/초 이하의 속도로 이동시키도록 상기 기판 세정 장치를 제어시키는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  25. 거의 수평 자세로 유지된 피처리 기판을 회전시키면서, 상기 피처리 기판에 순수를 공급하여 린스 처리하고, 또한 상기 피처리 기판에 질소 가스를 공급하여 스핀 건조하는 기판 세정 장치를 제어하는 컴퓨터에, (a) 상기 스핀 척에 유지된 피처리 기판을 회전시키면서 상기 피처리 기판의 표면 중심에 소정 유량으로 순수를 공급하여 린스 처리하고, (b) 상기 피처리 기판 중심으로의 순수 공급 유량을 상기 린스 처리시보다 줄인 후, 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점을 상기 피처리 기판의 중심에서 외측으로 이동시키며, (c) 상기 피처리 기판으로의 순수 공급점이 상기 피처리 기판의 중심에서 소정 거리 떨어진 위치에 도달했을 때에 거기서 상기 순수 공급점의 이동을 일시 정지시켜 상기 피처리 기판의 중심부에 질소 가스를 분사하며, (d) 상기 피처리 기판에 질소 가스를 분사하면서 상기 질소 가스의 분사점을 상기 순수 공급점과 함께 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  26. 제25항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터에, 상기 (d)의 공정에서는 상기 질소 가스의 분사점을 상기 피처리 기판의 중심부에서 외측으로 이동시키는 도중에 상기 질소 가스의 분사가 정지되도록 상기 기판 세정 장치를 제어시키는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터에, 상기 (a)의 공정에 있어서의 피처리 기판의 회전수가 100 rpm 이상 1000 rpm 이하가 되고, 상 기 (b) 내지 (d)의 공정에 있어서의 피처리 기판의 회전수가 800 rpm 이상 2500 rpm 이하가 되도록 상기 기판 세정 장치를 제어시키는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  28. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터에, 상기 (b) 이후의 공정에 있어서의 피처리 기판의 회전수가 상기 (a)의 공정에 있어서의 피처리 기판의 회전수보다 높아지도록 상기 기판 세정 장치를 제어시키는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  29. 제28항에 있어서, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터에, 상기 (a)의 공정에 있어서의 피처리 기판의 회전수가 1000 rpm 이상 1000 rpm 이하가 되고, 상기 (b) 이후의 공정에 있어서의 피처리 기판의 회전수가 1500 rpm 이상 2500 rpm 이하가 되도록 상기 기판 세정 장치를 제어시키는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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