KR100830265B1

KR100830265B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법

Info

Publication number: KR100830265B1
Application number: KR1020070011487A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 미야기
Original assignee: 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-05-16
Also published as: KR20070093804A; TWI377597B; TW200741808A; JP2007250769A; US20070218656A1; JP4753757B2

Abstract

기판처리장치(1)는, 기판(9)을 향해서 세정액의 액방울을 토출하는 이류체 노즐인 토출부(3), 토출부(3)에 세정액을 인도하는 세정액공급부(4), 및 토출부(3)의 토출구(31) 근방에 배치되는 원환상의 유도전극(6)을 구비하고 있다. 토출부(3) 내의 세정액관 및 세정액공급부(4)는 유리상 카본으로 형성되어 있고, 세정액공급부(4)에 접속된 도전선(82)을 통해 접지된다. 유도전극(6)은 전원(81)에 접속되어, 도전성의 접액부인 세정액공급부(4) 및 세정액관과 유도전극(6) 사이에 전위차가 부여되는 것에 의해, 토출구(31) 근방에 있어서 세정액으로 전하가 유도된다. 기판처리장치(1)에서는, 세정 후의 기판전위와는 반대극성의 전하가 유도된 세정액의 액방울에 의해 기판(9)을 세정함으로써, 세정 중 및 세정 후에 있어서의 기판(9)의 대전을 억제할 수 있다.

기판처리, 세정, 노즐, 전하

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

도 1은 제1의 실시형태에 관한 기판처리장치를 나타내는 도면,

도 2는 토출부 근방을 나타내는 단면도,

도 3은 기판의 세정흐름을 나타내는 도면,

도 4a는 기판의 상면에서의 전위분포를 나타내는 도면,

도 4b는 비교예의 기판 상면에서의 전위분포를 나타내는 도면,

도 5 내지 도 7은 제2 내지 제4의 실시형태에 관한 기판처리장치의 토출부 근방을 나타내는 단면도,

도 8은 제5의 실시형태에 관한 기판처리장치를 나타내는 도면,

도 9는 기판의 세정흐름의 일부를 나타내는 도면이다.

본 발명은, 처리액을 기판에 공급해서 기판을 처리하는 기술에 관한 것이다.

종래부터, 반도체기판(이하, 간단히 「기판」이라고 한다)의 제조공정에 있어서, 기판에 대하여 처리액을 공급해서 여러가지 처리가 행해지고 있다. 예를 들면, 기판의 세정처리에서는, 기판에 대하여 순수(純水) 등의 세정액을 분사함으로써, 기판의 표면에 부착된 파티클(particle) 등이 제거된다.

그런데, 이러한 세정처리에서는, 표면에 절연막이 형성된 기판과 순수의 접촉에 의해, 기판의 표면 전체가 대전(帶電)하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 기판 표면에 산화막이 형성되어 있을 경우에는 기판이 마이너스(minus)로 대전되고, 기판 표면에 레지스트(resist)막이 형성되어 있을 경우에는 플러스(plus)로 대전된다. 여기서, 기판의 대전량(charge)이 커지게 되면, 세정 중이나 세정 후에 파티클의 재부착이나 방전(electric discharge)에 의한 배선(配線)의 손상 등이 발생할 염려가 있다. 그래서, 기판처리장치로는, 기판의 대전을 억제하는 여러가지 기술이 제안되어 있다.

예를 들어, 일본특허공개 2002-184660호 공보에서는, 회전하는 기판상에 세정액을 공급해서 세정하는 세정장치에 있어서, 이온화한 질소가스를 기판상의 처리 공간에 퍼지(purge)한 상태에서 세정을 행함으로써, 기판 표면의 대전을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특개2005-183791호 공보에서는, 세정액이 저류(貯溜)된 처리조(處理槽)에 기판을 침지(浸漬)해서 세정하는 장치에 있어서, 세정액의 교환시에 기판으로 분사하는 액체를, 순수에 탄산 가스를 용해시킨 도전성의 CO₂ 용해수(溶解水)로 함으로써, 기판 표면의 대전을 억제하는 기술이 개시되어 있다.

일본특허공개 평10-149893호 공보에서는, 순수를 노즐로부터 고속으로 분출해서 노즐과의 유동 마찰에 의해 대전한 순수의 미소(微小) 액방울을 생성하고, 이 액방울을 대전된 물질과 접촉시킴으로써, 대전 물질의 정전기를 제거하는 장치가 개시되어 있고, 이 장치의 적용 대상으로서, 세정 후의 대전한 반도체기판이 거론되고 있다.

그런데, 일본특허공개 2002-184660호 공보와 같이 이온화한 가스 분위기에서의 세정처리에서는, 기판 표면에 대하여 이온화 가스를 계속해서 효율좋게 공급하는 것이 어려워, 기판의 대전 억제에 한계가 있다. 또한, 일본특허공개 2005-183791호 공보와 같이 CO₂ 용해수를 기판에 분사하면, 기판상에 구리배선이 설치되어 있을 경우에, 이 구리배선이 산성의 CO₂ 용해수와 접촉하여 열화(劣化)해버릴 염려가 있다. 더욱이, 이러한 장치에서는, 분사 전의 순수에 CO₂를 녹여 넣는 유닛이 필요하기 때문에 장치구조의 복잡화 및 대형화를 피할 수 없다. 한편, 일본특허공개 평10-149893호 공보의 장치에서는, 세정 중에서의 기판의 대전을 억제할 수는 없다.

본 발명은, 처리액을 기판에 공급해서 기판을 처리하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 처리 중에 있어서의 기판의 대전을 억제하는 것을 목적으로 한다.

기판처리장치는, 기판의 주면(主面)을 향해서 비도전성의 처리액을 토출하는 토출부와, 상기 토출부로 상기 처리액을 공급하는 처리액공급부와, 상기 토출부와 전기적으로 절연되면서 상기 토출부의 토출구 근방 또는 상기 토출구의 위치에 배치되어, 상기 토출부 또는 상기 처리액공급부의 도전성의 접액부(接液部, liquid contact part)와의 사이에 있어서 전위차(electric potential difference)가 부여됨으로써 상기 토출구 근방에 있어서 상기 처리액에 전하(charge)를 유도하는 유도전극(induction electrode)을 구비한다. 본 발명에 따르면, 처리 중에서의 기판의 대전을 억제할 수 있다.

본 발명의 한 바람직한 실시형태에서는, 상기 토출부가, 상기 처리액의 액방울을 상기 기판을 향해서 분출한다. 더 바람직하게는, 상기 토출부가, 상기 처리액과 캐리어 가스(carrier gas)를 상기 토출부의 내부 또는 상기 토출구 근방에서 혼합함으로써 상기 처리액의 상기 액방울을 생성한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 유도전극이, 상기 토출구의 중심축을 둘러싸는 원환상(圓環狀)이다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 유도전극이, 상기 토출부와 일체적으로 설치된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 접액부에 있어서 상기 토출부 또는 상기 처리액공급부가 도전성 수지 또는 도전성 카본에 의해 형성된다. 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 접액부가 적어도 상기 처리액공급부에 설치되어, 상기 처리액공급부와 상기 유도전극과의 사이에 상기 전위차가 부여된다. 또한, 상기 접액부가 접지되는 것도 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징으로는, 상기 기판의 상기 주면에서의 전위를 측정하는 표면전위계(surface electrometer)와, 상기 토출부로부터의 상기 처리액의 토출과 병행되어서 상기 표면전위계로부터의 출력에 근거해서 상기 접액부와 상기 유도전극 사이의 전위차를 제어하는 제어부를 더 구비한다.

본 발명은 또한, 처리액을 기판에 공급해서 기판을 처리하는 기판처리방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 기판처리장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1)는, 표면에 절연막이 형성된 반도체기판(9)(이하, 단지 「기판(9)」이라고 한다)에 세정액을 공급해서 세정처리를 행함으로써, 기판(9)의 표면에 부착된 파티클 등의 이물(異物)을 제거하는 장치이다. 기판처리장치(1)에서는, 세정액으로서 비도전성의 액체(본 실시형태에서는 순수)를 쓸 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 표면에 산화막이 형성된 기판(9)에 대한 세정이 행해진다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 기판처리장치(1)는, 기판(9)을 하측으로부터 지지하는 기판지지부(2), 기판(9)의 위쪽에 배치되어 상측의 주면(이하, 「상면」이라 한다)을 향해서 세정액을 토출하는 토출부(3), 토출부(3)에 세정액을 인도하는 원관상(圓管狀)의 세정액공급부(즉, 처리액공급부)(4), 세정액공급부(4)와는 개별로 토출부(3)에 질소가스를 안내하는 가스공급부(5), 및 토출부(3)와 기판(9) 사이에 있어서 토출부(3)의 토출구(31) 근방에 배치되는 유도전극(6)을 구비한다. 도 1에 서는, 도시의 편의상, 기판지지부(2)의 일부를 단면으로 그리고 있다.

기판지지부(2)는, 대략 원판상의 기판(9)을 하측 및 외주(外周)측에서 지지하는 척(chuck, 21), 기판(9)을 회전하는 회전기구(22), 및 척(21)의 외주를 덮는 처리컵(23)을 구비한다. 회전기구(22)는 척(21)의 하측에 접속되는 샤프트(shaft, 221), 및 샤프트(221)를 회전하는 모터(222)를 구비하고, 모터(222)가 구동되는 것에 의해, 샤프트(221) 및 척(21)과 함께 기판(9)이 회전한다. 처리컵(23)은, 척(21)의 외주에 배치되어서 기판(9)상에 공급된 세정액의 주위로의 비산을 방지하는 측벽(231), 및 처리컵(23)의 하부에 설치되어 기판(9)상에 공급된 세정액을 배출하는 배출구(232)를 구비한다.

도 2는, 토출부(3) 근방을 나타내는 종단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 토출부(3)는 내부혼합형의 이류체 노즐(interal mixing two-fluid nozzle)이며, 토출부(3)의 중심축(30)(토출구(31)의 중심축이기도 하다)을 중심으로 하는 원관상의 세정액관(32)을 내부에 구비하고 있다. 세정액관(32)은 토출부(3)의 상부에서 세정액공급부(4)에 접속되어 있어, 세정액관(32)의 내부 공간은, 세정액공급부(4)로부터 공급된 세정액이 흐르는 세정액유로(321)가 된다. 토출부(3)의 외벽부(34)와 세정액관(32) 사이의 공간은, 가스공급부(5)로부터 공급된 캐리어 가스 (예를 들면, 질소(N₂) 가스나 공기)가 흐르는 가스유로(33)로 되어 있고, 가스유로(33)는 세정액유로(321)의 주위를 둘러싼다.

토출부(3)에서는, 세정액관(32)의 선단(先端)이 토출구(31)보다 내측(즉, 도 2 중의 상측)에 위치하고 있어, 세정액관(32)으로부터 분출되는 세정액이 토출부(3)의 내부에 있어서 캐리어 가스와 혼합되는 것에 의해, 세정액의 미소한 액방울이 생성되어서 캐리어 가스와 함께 토출구(31)로부터 기판(9)(도 1 참조)을 향해서 분출된다. 토출구(31)의 내경은 약 2∼3mm이다.

토출부(3)의 세정액관(32)(즉, 토출부(3) 내의 세정액유로(321)를 형성하는 부위), 및 세정액관(32)에 접속되는 세정액공급부(4)는, 다같이 도전성 카본(바람직하게는, 비결정질카본(amorphous carbon)이나 글래시카본(glassy carbon) 등) 또는 도전성 수지(예를 들면, 도전성 PEEK(폴리에테르에테르케톤, poly-tetra-ether-ether-ketone))나 도전성 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌(poly-tetra-f1uoro-ethylene))에 의해 형성된다. 본 실시형태에서는, 세정액관(32) 및 세정액공급부(4)는, 유리상(狀)의 도전성 카본에 의해 형성된다. 유리상 카본은, 균질(均質)하면서도 치밀한 구조를 가지는 경질(硬質)의 탄소재료이며, 도전성이나 내약품성, 내열성 등이 우수하다.

기판처리장치(1)에서는, 세정액관(32)과 세정액공급부(4)가, 기판(9)에 세정액을 공급하는 1개의 세정액공급관으로 되고, 이 세정액공급관 전체가 세정액에 접촉하는 도전성의 접액부로 된다. 기판처리장치(1)에서는, 세정액공급부(4)에 도전선(82)이 접속되어 있어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 도전선(82)을 통해 세정액공급부(4) 및 세정액관(32)(도 2 참조)이 접지된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 유도전극(6)은, 토출구(31)의 중심축(30)을 둘러싸는 원환상이며, 그 외경은 약 15mm, 내경은 약 8mm으로 한다. 중심축(30) 방향으 로 유도전극(6)과 토출구(31) 사이의 거리는 약 3∼4mm로 하고, 스테인레스 강제(鋼製)의 유도전극(6)과 토출부(3)는 전기적으로 절연되어 있다.

도 1에 나타낸 기판처리장치(1)에서는, 유도전극(6)이 기판처리장치(1) 밖의 전원(81)에 전기적으로 접속되는 것에 의해, 도전성의 접액부인 세정액공급부(4) 및 세정액관(32)(도 2 참조)과 유도전극(6) 사이에 전위차가 부여된다. 이에 의해, 토출부(3)의 토출구(31) 근방에 있어서 세정액에 전하가 유도되어, 전하가 있는 세정액의 액방울이 토출부(3)로부터 분출된다.

다음으로, 기판처리장치(1)에 의한 기판(9)의 세정에 대하여 설명한다. 도 3은, 기판(9)의 세정흐름을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1)에서는, 우선, 기판(9)이 기판지지부(2)의 척(21)에 의해 지지된 후, 회전기구(22)의 모터(222)가 구동되어서 기판(9)의 회전이 개시된다(단계 S11, S12).

이어서, 유도전극(6)과 토출부(3)의 세정액관(32) 및 세정액공급부(4) 사이에 전위차가 부여됨으로써, 토출부(3)의 토출구(31) 근방의 부위(즉, 세정액관(32)의 선단부)에 전하가 유도된다(단계 S13). 본 실시형태에서는, 유도전극(6)에 대하여 약 -1000V의 전위가 부여됨으로써, 토출부(3)의 토출구(31) 근방에 플러스의 전하가 유도된다.

그리고, 이 상태에서, 토출부(3)에 대하여 세정액 및 질소가스가 공급됨으로써, 토출구(31) 근방에 있어서 세정액에 플러스의 전하가 유도되는 동시에 세정액의 미소한 액방울이 생성되고, 플러스의 전하가 유도된 세정액의 액방울이 기판(9)의 상면을 향해서 분출(즉, 토출)되어서 기판(9)의 세정이 행해진다(단계(S14)). 기판처리장치(1)에서는, 회전하는 기판(9)에 대하여, 토출부(3)가 기판(9)의 직경방향으로 상대적으로 왕복이동함으로써, 기판(9)의 상면 전체에 대하여 세정액의 액방울이 분사되어, 상면에 부착되어 있는 파티클 등의 이물이 제거된다. 기판처리장치(1)에서는, 기판(9)에 대한 세정액의 액방울 분출이 행해지는 사이에, 유도전극(6)에 의한 토출구(31) 근방으로의 전하 유도가 병행해서 계속적으로 이루어진다.

기판(9)에 대한 액방울의 분사가 소정시간만 행하여지면, 토출부(3)로부터의 세정액 토출이 정지되어, 유도전극(6)과 전원(81)의 전기적 접속이 끊어져서 토출구(31) 근방으로의 전하 유도가 정지된다. 그 후, 기판(9)의 회전을 계속하여 기판(9)을 건조시킨 후에 기판(9)의 회전이 정지되고(단계 S15), 기판(9)이 기판처리장치(1)로부터 반출(搬出)되어서 기판(9)에 대한 세정처리가 종료된다 (단계 S16).

기판처리장치(1)에서는, 기판(9)의 상면에 세정액의 미소한 액방울을 고속으로 충돌시킴으로써, 상면에 형성된 미세한 패턴을 손상하지 않고, 상면에 부착되어 있는 유기물 등의 미소한 파티클을 효율좋게 제거할 수 있다. 또한, 세정액으로서 비도전성의 순수가 이용됨으로써, 기판(9)에 구리배선 등이 설치되어 있을 경우에도, 이들의 배선이 도전성 액체(예를 들면, CO₂ 용해액과 같은 산성액)와의 접촉에 의해 열화해버리는 것이 방지된다. 기판처리장치(1)에서는, 토출부(3)로서 이류체 노즐을 이용함으로써, 세정액의 액방울을 용이하게 생성할 수 있는 동시에, 액방울의 생성 및 분출에 관련되는 기구를 소형화할 수도 있다.

도 4a는, 기판처리장치(1)에 의한 세정처리후의 기판(9)의 상면에서의 전위분포를 나타내는 도면이다. 도 4b는, 토출부(3)에 대한 전하유도를 행하지 않은 통상의 기판처리장치에 의해 세정처리를 행한 경우의, 기판의 상면에서의 전위분포를 비교예로서 나타내는 도면이다. 도 4b에 있어서, 대전량(즉, 전위의 절대값)이 가장 큰 기판(9)의 중앙부 근방에 있어서의 전위는 약 -13V이며, 도 4a에 있어서, 대전량이 가장 큰 영역에 있어서의 전위는 약 -4∼-5V다. 이들의 기판은, 세정전의 상태에서는 대부분 대전하지 않고, 상기 전위는 기판처리장치에 의한 세정 중에 생긴 것으로 생각된다.

본 실시형태에 관한 기판처리장치(1)에서는, 비교예의 기판처리장치에 의한 세정 후의 기판전위와는 반대극성의 전하(즉, 플러스의 전하)가 유도된 세정액의 액방울에 의해 기판(9)을 세정함으로써, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 세정 중 및 세정 후에 있어서의 기판(9)의 대전을 억제할 수 있다. 또한, 상기 전하의 유도는, 토출부(3)의 토출구(31) 근방에 설치된 유도전극(6)에 의해, 기판처리장치(1)의 구조를 간소화하면서 용이하게 실현할 수 있다.

기판처리장치(1)에서는, 또한, 기판(9)에 대한 세정이 행해지고 있는 사이에, 토출부(3)에 대한 전하의 유도가 계속적으로 행해짐으로써, 기판(9)의 대전을 한층 더 억제할 수 있다. 더욱이, 유도전극(6)이 토출구(31)의 중심축(30)을 둘러싸는 원환상으로 됨으로써, 토출구(31)로부터의 세정액 토출을 방해하지 않고, 토출구(31) 근방에 대략 균등하게 전하를 유도할 수 있다. 그 결과, 세정액의 다수의 액방울에 대하여 대략 균등하게 전하를 유도할 수 있고, 기판(9)의 표면 전체에 있 어서 대전을 거의 균등하게 억제할 수 있다.

기판처리장치(1)에서는, 토출부(3) 외부의 세정액공급부(4)에 도전선(82)을 접속해서 접지함으로서, 토출부(3)의 내부에 도전선(82)을 접속할 경우에 비해, 토출부(3)의 구조를 간소화하면서 토출부(3)의 토출구(31) 근방으로 전하를 유도할 수 있다. 또한, 도전성의 접액부(즉, 세정액관(32))와 유도전극(6)이 근접해서 배치됨으로써, 세정액에 대한 전하의 유도를 효율좋게 행할 수 있다.

게다가, 세정액관(32) 및 세정액공급부(4)가 도전성 카본 또는 도전성 수지에 의해 형성됨으로써, 세정액관(32)이나 세정액공급부(4)가 금속에 의해 형성되는 경우와 달리, 접액부에서의 도전성을 확보하면서, 세정액 중으로의 금속분(金屬粉) 등의 혼입이나 접액부의 재료의 용출에 의한 세정액의 오염을 방지할 수 있다. 이에 의해, 세정 중에 있어서의 기판(9)에 대한 금속분의 부착 등이 방지된다. 특히, 세정액관(32) 및 세정액공급부(4)가 유리상 카본에 의해 형성됨으로써, 접액부의 재료가 세정액중에 용출하는 것을 더욱 확실히 방지할 수 있다.

그 다음에, 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 기판처리장치에 대하여 설명한다. 도 5는, 제2의 실시형태에 관한 기판처리장치의 토출부(3a) 근방을 나타내는 단면도이다. 제2의 실시형태에 관한 기판처리장치에서는, 토출부(3a)의 세정액관(32) 전체가 절연체(본 실시형태에서는, 테프론(등록상표))에 의해 형성되어 있다. 또한, 세정액공급부(4)에는, 원통상의 도전성 접액부(41)를 제외한 부위가 절연체(본 실시형태에서는, PFA(퍼플루오르알콕시, per-fluoro-alkoxy))에 의해 형성되어 있고, 도전성 접액부(41)는 유리상 카본에 의해 형성되어서 도전선(82)을 통 해 접지되어 있다. 도 5 중에는, 도전성 접액부(41)의 단면을 굵은 선으로 둘러싸고, 또한, 세정액공급부(4)의 다른 부위와 다른 평행 사선을 그어서 나타낸다. 그 밖의 구성은 도 1 및 도 2와 동일하여, 이하의 설명에 있어서 같은 부호를 붙인다. 또한, 제2의 실시형태에 관한 기판처리장치에 의한 기판(9)의 세정흐름은 제1의 실시형태와 동일하다.

제2의 실시형태에 관한 기판처리장치에서는, 유도전극(6)이 전원(81)(도 1 참조)에 전기적으로 접속되는 것에 의해, 유도전극(6)과 세정액공급부(4)의 도전성 접액부(41)와의 사이에 전위차가 부여되어, 제1의 실시형태와 동일하게, 토출부(3a)의 토출구(31) 근방에 있어서 세정액에 플러스의 전하가 유도된다. 그리고, 플러스의 전하가 유도된 세정액의 액방울에 의해 기판(9)의 세정이 행해짐으로써, 세정 중 및 세정 후에 있어서의 기판(9)의 대전을 억제할 수 있다. 또한, 도전선(82)을 통해 접지되는 도전성 접액부(41)가 토출부(3a)의 외부에 설치되기 때문에, 토출부(3a)의 구조를 간소화할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3의 실시형태에 관한 기판처리장치에 대하여 설명한다. 도 6은, 제3의 실시형태에 관한 기판처리장치의 토출부(3b) 근방을 나타내는 단면도이다. 제3의 실시형태에 관한 기판처리장치에서는, 세정액공급부(4) 전체가 절연체(본 실시형태에서는 PFA)에 의해 형성되어 있어, 토출부(3b)의 세정액관(32)의 선단부(321)를 제외한 부위가 절연체(본 실시형태에서는, 테프론(등록상표))에 의해 형성되어 있다. 세정액관(32)의 선단부(321)는, 유리상 카본에 의해 형성되어 있고, 도전성 접액부로서 도전선(82)을 통해 접지되어 있다. 그 밖의 구성은 도 1 및 도 2와 동일하여, 이하의 설명에 있어서 같은 부호를 붙인다.

제3의 실시형태에 관한 기판처리장치에서는, 유도전극(6)이 전원(81)(도 1 참조)에 전기적으로 접속됨으로써, 유도전극(6)과 세정액관(32)의 선단부(321) 사이에 전위차가 부여되어, 제1의 실시형태와 동일하게, 토출부(3b)의 토출구(31) 근방에 있어서 세정액에 플러스의 전하가 유도된다. 그리고, 플러스의 전하가 유도된 세정액의 액방울에 의해 기판(9)의 세정이 행해짐으로써, 세정 중 및 세정 후에 있어서의 기판(9)의 대전을 억제할 수 있다. 또한, 도전성의 접액부인 세정액관(32)의 선단부(321)와 유도전극(6)이 근접해서 배치됨으로써, 세정액에 대한 전하의 유도를 효율좋게 행할 수 있다.

그 다음에, 본 발명의 제4의 실시형태에 관한 기판처리장치에 대해서 설명한다. 도 7은, 제4의 실시형태에 관한 기판처리장치의 토출부(3c) 근방을 나타내는 단면도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제4의 실시형태에 관한 기판처리장치에서는, 원환상의 유도전극(6)이, 토출부(3c)의 선단부에 있어서 토출부(3c)의 외벽부(34)와 일체적으로 설치되어, 유도전극(6)의 내측의 구멍부(穴部)가 토출부(3c)의 토출구(31)를 형성한다. 바꾸어 말하면, 유도전극(6)은 토출부(3c)의 토출구(31) 위치에 설치된다. 유도전극(6)은, 또한, 토출부(3c)의 토출구(31) 주위에 설치되어 있다고 할 수 있다. 그 밖의 구성은 도 1 및 도 2와 동일하여, 이하의 설명에 있어서 같은 부호를 첨부한다.

제4의 실시형태에 관한 기판세정장치에서는, 제1의 실시형태와 동일하게, 도전성의 접액부인 세정액관(32) 및 세정액공급부(4)와, 이 접액부와 전기적으로 절 연되어 있는 유도전극(6) 사이에 전위차가 부여됨으로써, 토출부(3c)의 토출구(31) 근방에 있어서 세정액에 플러스의 전하가 유도되어, 이 세정액의 액방울에 의해 기판(9)의 세정이 행해짐으로써, 세정 중 및 세정 후에 있어서의 기판(9)의 대전을 억제할 수 있다. 제4의 실시형태에 관한 기판세정장치에서는, 특히, 유도전극(6)이 토출부(3c)와 일체적으로 설치됨으로써, 기판세정장치의 구조를 간소화할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제5의 실시형태에 관한 기판처리장치(1a)에 대하여 설명한다. 도 8은, 기판처리장치(1a)를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 기판처리장치(1a)에서는, 도 1에 나타낸 기판처리장치(1)의 구성에 더해서, 기판(9)의 상면의 대략 중앙부에서의 전위를 측정하는 표면전위계(71), 및 유도전극(6)에 부여되는 전위를 제어하는 제어부(83)를 더 구비한다. 그 밖의 구성은 도 1 및 도 2와 동일하고, 이하의 설명에 있어서 같은 부호를 붙인다.

도 9는, 기판처리장치(1a)에 의한 기판(9)의 세정 흐름의 일부를 나타내는 도면이다. 기판세정장치(1a)에서는, 도 3 중의 단계 S14에 대신해서 도 9 중의 단계 S21이 행해지고, 단계 S21의 전후의 동작은 각각, 도 3 중의 단계 S11∼S13, 및 단계 S15, S16과 동일하다.

기판처리장치(1a)에 의해 기판(9)의 세정이 행해질 때에는, 제1의 실시형태와 같이, 기판(9)이 지지된 후, 기판(9)의 회전이 개시된다(도 3: 단계 S11, S12). 이어서, 유도전극(6)과 세정액관(32) 및 세정액공급부(4)와의 사이에 전위차가 부여되고(단계 S13), 토출부(3)의 토출구(31) 근방에 있어서 세정액에 플러스의 전하가 유도되는 동시에 세정액의 미소한 액방울이 기판(9)의 상면을 향해서 분출된다.

기판처리장치(1a)에서는, 전위차의 부여 및 토출부(3)로부터의 세정액의 분출(즉, 토출)과 병행해서, 표면전위계(71)에 의해 기판(9)의 상면에서의 전위가 측정되고, 표면전위계(71)로부터의 출력(즉, 표면전위계(71)에 의해 측정된 전위이며, 이하 「측정 전위」라고 한다)에 따라서 전원(81)으로부터의 출력이 제어부(83)에 의해 제어됨으로써, 유도전극(6)과 세정액관(32) 및 세정액공급부(4)(즉, 도전성의 접액부) 사이의 전위차가 제어되어서 세정액의 액방울에 유도되는 전하가 제어된다(단계 S21).

제어부(83)에 의한 전위차의 제어에는, 비례 제어(proportional control)나 PID제어(PID control) 등이 이용되고, 기판(9)의 상면에서의 대전량이 커짐(즉, 측정 전위의 절대값이 커짐)에 따라서 상기 전위차를 크게 함으로써, 세정액에 유도되는 전하를 크게 해서 기판(9)의 대전을 더욱 효율좋게 억제할 수 있다. 또한, 과잉의 전하유도에 의해 기판(9)을 역(逆)전위로 대전시키는 것을 방지할 수도 있다. 기판(9)에 대한 세정이 종료하면, 기판(9)의 건조 후에 회전이 정지되고, 기판처리장치(1a)로부터 기판(9)이 반출된다 (단계 S15, S16).

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니며, 여러가지 변경이 가능하다.

예를 들면, 기판처리장치에서는, 복수의 기판(9)에 대하여 상기의 세정처리가 연속적으로 행하여져도 좋다. 이 경우, 기판(9)의 반출입시(搬出入時)에 있어서, 유도전극(6)과 전원(81)의 전기적 접속은 유지된 채로 해도 좋다. 기판처리장치에서는, 유도전극(6)에 전압이 걸리고 있을 뿐이며 유도전극(6)과 토출부(3) 사 이에 전류가 흐르고 있는 것이 아니기 때문에, 유도전극(6)으로부터 흘러나가는 전류를 제한하는 안전장치를 설치함으로써, 만일 사람이 접촉하더하도 감전시의 위험성을 줄일 수 있다.

상기 실시형태에 관한 기판세정장치에서는, 유도전극(6)과 토출부(3)측의 접액부 사이로의 전위차 부여는, 예를 들면, 유도전극(6)을 접지해서 접액부를 전원(81)에 접속함으로써 행해져도 좋고, 전원(81)의 양극을 각각, 유도전극(6) 및 접액부에 접속함으로써 행해져도 좋다. 다만, 기판세정장치 구조의 간소화의 관점에서는, 상기 실시형태와 같이, 접액부가 접지되어, 유도전극(6)이 전원(81)에 접속되는 것이 바람직하다.

제1 내지 제3, 및 제5의 실시형태에 관한 기판세정장치에서는, 토출부 전체가 도전체에 의해 형성되어도 좋다. 또한, 중심축(30) 방향에 관한 유도전극(6)과 토출부의 토출구(31) 사이의 거리는, 현실적인 전원을 써서 토출구(31) 근방에 전하유도가 가능한 거리이면, 상기 실시형태에서 나타낸 거리와 달라도 좋다.

상기 실시형태에 관한 기판세정장치에서는, 세정에 의해 생기는 기판 전위의 극성 및 대전량은, 기판의 종류(예를 들면, 반도체기판의 상면에서의 절연막의 종류나 배선금속의 종류, 및 그들의 조합)에 의해 다르기 때문에, 기판처리장치에 있어서 유도전극(6)과 토출부 사이에 부여되는 전위차는, 기판의 종류에 맞춰서 다양하게 변경된다. 예를 들면, 기판상에 레지스트막이 형성되어 있을 경우, 세정에 의해 기판의 상면이 플러스로 대전되기 때문에, 유도전극(6)에는 플러스의 전압이 걸리고, 세정액에 마이너스의 전하가 유도된다.

토출부는, 반드시 내부혼합형의 이류체 노즐에 한정되지 않고, 예를 들면, 세정액과 캐리어 가스를 토출부의 외부로 개별적으로 분출하고, 토출구(31) 근방에서 혼합함으로써 세정액의 액방울을 생성하는 외부혼합형의 이류체 노즐이어도 좋다. 또한, 기판세정장치에서는, 다른 장치에서 생성된 세정액의 액방울이 토출부에 공급되어, 이 액방울이 토출부로부터 캐리어 가스와 함께 분출되어도 좋고, 토출부에 세정액만이 공급되어서 액방울로서 분출되어도 좋다.

기판세정장치에서는, 토출부로부터 반드시 세정액의 액방울이 토출될 필요는 없고, 예를 들면, 주상(柱狀)의 세정액의 수류(水流)가 토출되어서 기판(9)의 세정이 행해져도 좋고, 또한 초음파가 부여된 세정액이 토출되어서 기판(9)의 세정이 행해져도 좋다. 한편, 상술한 바와 같이, 기판세정장치는, 기판(9)의 세정에 의한 대전을 억제할 수 있기 위해서, 액기둥에 의한 세정보다도 기판(9)의 대전량이 커지는 액방울에 의한 세정에 특히 적합하다.

기판세정장치에서는, 비도전성의 세정액으로서 순수 이외의 액체가 이용되어도 좋고, 예를 들면, 불소계 세정액인 일본 제온주식회사의 제오로라(등록상표)나, 쓰리엠사의 노벡(등록상표) HFE가 세정액으로서 이용되어도 좋다.

상기 실시형태에 관한 기판처리장치는, 기판의 세정 이외의 여러가지 처리에 이용되어도 좋고, 예를 들면, 약액세정된 후의 기판의 린스처리에 이용되어도 좋다. 이 경우, 순수 등의 린스액이 기판으로 공급되는 처리액으로서 이용될 수 있다. 또한, 기판처리장치는, 프린트배선기판이나 플랫패널(flat panel)표시장치에 사용되는 유리기판 등, 반도체기판 이외의 여러가지 기판의 처리에 이용되어도 좋 다.

본 발명에 의하면, 처리액을 기판에 공급하여 기판을 처리하는 기판처리장치에 있어서, 기판상의 구리배선 등에 악영향을 미침이 없이 처리 중에 있는 기판의 대전을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 기판처리장치의 구조를 간소화할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 토출부의 구조를 간소화할 수 있다.

Claims

처리액을 기판에 공급해서 상기 기판을 처리하는 기판처리장치에 있어서,

기판의 주면(主面)을 향해서 비도전성(非導電性)의 처리액을 토출하는 토출부와,

상기 토출부에 상기 처리액을 공급하는 처리액공급부와, 그리고

상기 토출부와 전기적으로 절연되면서 상기 토출부의 토출구 근방 또는 상기 토출구의 위치에 배치되어, 상기 토출부 또는 상기 처리액공급부의 도전성의 접액부와의 사이에 있어서 전위차가 부여됨으로써 상기 토출구 근방에 있어서 상기 처리액에 전하를 유도하는 유도전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 유도전극이, 상기 토출구의 중심축을 둘러싸는 원환상인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 유도전극이, 상기 토출부와 일체적으로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 접액부에 있어서 상기 토출부 또는 상기 처리액공급부가 도전성 수지 또는 도전성 카본에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 접액부가 적어도 상기 처리액공급부에 설치되어, 상기 처리액공급부와 상기 유도전극 사이에 상기 전위차가 부여되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 접액부가 접지되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 기판의 상기 주면에서의 전위를 측정하는 표면전위계와,

상기 토출부로부터의 상기 처리액의 토출과 병행해서 상기 표면전위계로부터의 출력에 근거하여 상기 접액부와 상기 유도전극 사이의 전위차를 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 토출부가, 상기 처리액의 액방울(droplet)을 상기 기판을 향해서 분출하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제8항에 있어서,

상기 토출부가, 상기 처리액과 캐리어 가스를 상기 토출부의 내부 또는 상기 토출구 근방에서 혼합함으로써 상기 처리액의 상기 액방울을 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
처리액을 기판에 공급해서 상기 기판을 처리하는 기판처리방법에 있어서,

a) 처리액공급부에 접속된 토출부로부터 기판의 주면을 향해서 비도전성의 처리액을 토출하는 공정과,

b) 상기 토출부와 전기적으로 절연되면서 상기 토출부의 토출구 근방 또는 상기 토출구의 위치에 배치된 유도전극과, 상기 토출부 또는 상기 처리액공급부의 도전성의 접액부와의 사이에 전위차를 부여하는 것에 의해, 상기 a)공정과 병행해서 상기 토출구 근방에 있어서 상기 처리액에 전하를 유도하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
제10항에 있어서,

상기 a)공정 및 상기 b)공정과 병행해서,

c) 상기 기판의 상기 주면에서의 전위를 측정하는 공정과,

d) 상기 c)공정에서 측정된 상기 전위에 근거해서 상기 접액부와 상기 유도전극 사이의 전위차를 제어하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
제10항에 있어서,

상기 a)공정이 행해지고 있는 사이에, 상기 b)공정이 계속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 a)공정에 있어서, 상기 처리액의 액방울을 상기 기판을 향해서 분출하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.