KR100887272B1 - 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 - Google Patents

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 Download PDF

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노리오 미야모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 피처리 기판의 주연부에 부착된 부착물을 확실하게 제거하여 제품 수율의 향상을 도모할 수 있도록 하는 동시에, 장치 수명의 장기화를 도모할 수 있도록 한 기판 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 기판 세정 방법은 주연부 세정 부재(10)를 피처리 기판(W)의 주연부에 접촉시켜, 상기 피처리 기판의 주연부를 세정하는 공정과, 피처리 기판으로부터 주연부 세정 부재에 부착된 부착물을 상기 주연부 세정 부재로부터 제거하는 공정을 포함하고 있다. 주연부 세정 부재에 의한 주연부 세정 공정과, 주연부 세정 부재에 대한 부착물 제거 공정은 동시에 행해진다.

Description

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING SUBSTRATE}
본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 기판을 세정하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 피처리 기판의 주연부를 세정하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치에 관한 것이다.
종래, 그러한 종류의 세정 기술로서, 회전하는 반도체 웨이퍼(이하에 웨이퍼라고 함)의 표면에 세정액을 공급하면서, 웨이퍼의 주연부에 주연부 세정 부재를 접촉시켜, 웨이퍼의 주연부를 세정하는 세정 방법(장치)이 알려져 있다[예컨대, 일본 특허 공개 제2003-163196호 공보(특허 청구의 범위, 도 2, 도 3)].
이 세정 방법(장치)에 있어서, 주연부 세정 부재는 웨이퍼의 주연부에 접촉한 상태로 회전하는 동시에, 웨이퍼에 대해 상하 운동하도록 되어 있다. 이러한 주연부 세정 부재의 동작에 의해, 웨이퍼의 주연부에 부착된 파티클이나 약액 등의 부착물을 제거할 수 있다.
그러나, 이러한 세정 방법(장치)에 있어서는, 주연부 세정 부재가, 웨이퍼의 주연부에 접촉한 상태로, 회전 및 상하 운동하므로, 웨이퍼의 주연부로부터 제거된 파티클이나 약액 등의 부착물이 세정 부재에 부착(잔류)하여, 재차 웨이퍼에 부착 될 우려가 있다. 또한, 세정 부재에 잔류하는 부착물에 의해, 세정 부재의 수명, 나아가서는 장치의 수명이 저하한다는 문제도 있다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 피처리 기판의 주연부에 부착된 부착물을 확실하게 제거하여 제품 수율의 향상을 도모할 수 있도록 하는 동시에, 장치 수명의 장기화를 도모할 수 있도록 한 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 기판 세정 방법은 피처리 기판의 주연부를 세정하는 기판 세정 방법으로서, 주연부 세정 부재를 피처리 기판의 주연부에 접촉시켜 상기 피처리 기판의 주연부를 세정하는 공정과, 피처리 기판으로부터 주연부 세정 부재에 부착된 부착물을 상기 주연부 세정 부재로부터 제거하는 공정을 포함하며, 상기 주연부 세정 부재에 의한 주연부 세정 공정과, 상기 주연부 세정 부재에 대한 부착물 제거 공정은 동시에 행해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 기판 세정 방법에 따르면, 피처리 기판으로부터 제거된 부착물이 피처리 기판에 재부착되어 버리는 것을 방지하며, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 향상 및 제품 수율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 오염을 방지할 수 있으므로, 주연부 세정 부재의 수명의 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 피처리 기판에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재는 피처리 기판을 향해 가압되도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 예컨대, 주연부 세정 부재의 내측에 배치된 가요성 튜브 내에 유체를 공급하여 가요성 튜브를 팽창시키고, 이에 따라, 주연부 세정 부재는 피처리 기판을 향해 가압되도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 간단한 방법에 의해 주연부 세정 부재를 피처리 기판을 향해 가압할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 피처리 기판과 주연부 세정 부재가 접촉하는 개소에 있어서, 서로의 접촉하고 있는 부분끼리가 대향하여 이동하도록, 피처리 기판 및 주연부 세정 부재가 회전하게 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 피처리 기판에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재는 상기 피처리 기판에 대해, 이 피처리 기판의 판면에 거의 직교하는 방향으로 상대 이동되도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 주연부 세정 부재의 국부적인 마모를 방지할 수 있다. 이에 따라, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 두개의 주연부 세정 부재를 피처리 기판의 대향하는 주연부에 각각 접촉시키도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 피처리 기판과 주연부 세정 부재의 접촉 면적을 증대시켜 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 효율적으로 제거할 수 있는 동시에, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 안정되게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 서로 접촉하도록 하여 배치되는 동시에, 서로 반대되는 회전 방향으로 회전하는 한 쌍의 주연부 세정 부재의 양쪽을, 피처리 기판에 접촉시키도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 피처리 기판과 주연부 세정 부재의 접촉 면적을 증대시켜, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하고 또한 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 한 쌍의 주연부 세정 부재가 서로 압축됨으로써, 주연부 세정 부재 내부의 부착물을 배출할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 한 쌍의 주연부 세정 부재를, 이 한 쌍의 주연부 세정 부재의 각 회전축과 세정되는 피처리 기판의 판면에의 수직선이 평행이 되도록 하여, 피처리 기판에 접촉시키도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 주연부 세정 부재에 세정액을 분사하여, 상기 주연부 세정 부재로부터 부착물을 제거하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 주연부 세정 부재로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 결과적으로, 피처리 기판의 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 피처리 기판의 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다.
혹은, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 주연부 세정 부재를 압축하는 동시에 주연부 세정 부재에 세정액을 분사하여, 상기 주연부 세정 부재로부터 부착물을 제거하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 주연부 세정 부재로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 결과적으로, 피처리 기판의 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 피처리 기판의 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 방법에 있어서, 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재의 내부에 세정액을 유입하여, 상기 주연부 세정 부재로부터 외측으로 유출하는 세정액에 의해 부착물을 제거하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 주연부 세정 부재로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 결과적으로, 피처리 기판의 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 피처리 기판의 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는, 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 기재 세정 부재는 회전에 따라 단속적으로 더 압축되도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 방법에 따르면, 주연부 세정 부재 내부의 부착물을 배출할 수 있다. 결과적으로, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는, 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의한 기판 세정 장치는, 피처리 기판의 주연부를 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판의 주연부에 접촉하여 상기 피처리 기판의 주연부로부터 부착물을 제거하는 회전 가능한 주연부 세정 부재를 가진 제1 세정 장치와, 제1 세정 장치에 의해 피처리 기판의 부착물을 제거하고 있을 때에, 피처리 기판으로부터 주연부 세정 부재에 부착된 부착물을, 상기 주연부 세정 부재로부터 제거하는 제2 세정 장치를 포함한다.
본 발명에 의한 기판 세정 장치에 따르면, 피처리 기판으로부터 제거된 부착물이 피처리 기판에 재부착되어 버리는 것을 방지하며, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 향상 및 제품 수율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 오염을 방지할 수 있으므로, 주연부 세정 부재의 수명의 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 제1 세정 장치는, 주연부 세정 부재를 피처리 기판에 대해 가압하는 가압 기구를 더 구비하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 예컨대, 가압 기구는 주연부 세정 부재의 내측에 배치된 가요성 튜브와, 가요성 튜브 내에 유체를 공급하는 유체 공급원을 구비하도록 할 수 있다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 간단한 구성에 의해 주연부 세정 부재를 피처리 기판을 향해 가압할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 제1 세정 장치는 피처리 기판에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재를, 상기 피처리 기판에 대해, 주연부 세정 부재의 회전축을 따른 방향으로 이동시키는 이동 기구를 더 구비하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 제1 세정 장치는, 피처리 기판에 대향하는 주연부에 각각 접촉하는 두개의 주연부 세정 부재를 갖도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 피처리 기판과 주연부 세정 부재의 접촉 면적을 증대시켜 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 효율적으로 제거할 수 있는 동시에, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 안정되게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 제1 세정 장치는 서로 접촉하도록 하여 배치되어, 서로 반대의 회전 방향으로 회전 가능한 한 쌍의 주연부 세정 부재를 갖도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 피처리 기판과 주연부 세정 부재의 접촉 면적을 증대시켜, 피처리 기판으로부터 부착물을 보다 확실하고 또한 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 한 쌍의 주연부 세정 부재가 서로 압축됨으로써, 주연부 세정 부재 내부의 부착물을 배출할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는, 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 한 쌍의 주연부 세정 부재는 상기 한 쌍의 주연부 세정 부재의 각 회전축과 세정되는 피처리 기판의 판면에의 수직선이 평행이 되도록 하여, 상기 피처리 기판에 접촉하도록 이루어져 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 제2 세정 장치는 주연부 세정 부재에 세정액을 분사하는 노즐을 구비하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 주연부 세정 부재로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 결과적으로, 피처리 기판의 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 피처리 기판의 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 제2 세정 장치는 주연부 세정 부재를 가압하는 캠을 더 구비하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 주연부 세정 부재를 압축하여, 주연부 세정 부재로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 결과적으로, 피처리 기판의 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 피처리 기판의 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 주연부 세정 부재는 다공질 재료로 이루어지고, 제2 세정 장치는 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재의 내부에 세정액을 공급하는 세정액 공급원을 구비하도록 하여도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 주연부 세정 부재로부터 외측으로 유출하는 세정액에 의해, 주연부 세정 부재로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 결과적으로, 피처리 기판의 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 피처리 기판의 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 이 경우, 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재는 회전에 따라 단속적으로 압축되도록 이루어져 있어도 좋다. 이러한 기판 세정 장치에 따르면, 주연부 세정 부재 내부의 부착물을 배출할 수 있다. 결과적으로, 세정 정밀도의 한층 더한 향상 및 제품 수율의 한층 더한 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재의 수명의 한층 더한 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치의 수명의 한층 더한 장기화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 일 실시형태의 주요부를 도시하는 개략 사시도.
도 2는 도 1에 도시하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 주요부를 도시하는 개략 평면도.
도 3은 도 1에 도시하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 주요부를 도시 하는 개략 단면도.
도 4는 제1 세정 장치의 가압 기구를 도시하는 개략 평면도.
도 5는 제1 세정 장치의 회전 구동부를 도시하는 개략 평면도.
도 6은 제2 세정 장치를 도시하는 개략 측면도.
도 7은 제1 세정 장치의 이동 기구를 도시하는 개략 측면도.
도 8은 제1 세정 장치의 주연부 세정 부재의 일례를 도시하는 사시도.
도 9는 제1 세정 장치의 주연부 세정 부재의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 10은 제1 세정 장치의 변형예를 도시하는 개략 측면도.
도 11은 제1 세정 장치의 다른 변형예를 도시하는 개략 평면도.
도 12는 제1 세정 장치의 또 다른 변형예를 도시하는 개략 측면도.
도 13은 가압 기구의 변형예를 도시하는 개략 단면도.
도 14는 제2 세정 장치의 변형예를 도시하는 개략 평면도.
도 15는 제1 세정 장치 및 제2 세정 장치의 또 다른 변형예를 도시하는 개략 단면도.
이하에, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 이하의 기재에 있어서는, 본 발명에 의한 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 원반형의 형상을 가진 반도체 웨이퍼의 세정에 적용한 예로서 설명한다.
여기서, 도 1은 본 발명에 의한 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 일 실시형태의 주요부를 도시하는 개략 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 주요부를 도시하는 개략 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시하는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 기판 세정 장치(90)는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하에 있어서, 「웨이퍼」라고도 부름)(W)를 수평 상태로 흡착 유지하는 회전 가능한 스핀 척(1)과, 이 스핀 척(1)의 회전 샤프트(2)에 연결되어 스핀 척(1) 및 웨이퍼(W)를 수직축을 회전축(L2)으로 하여 회전 구동하는 모터(3)와, 스핀 척(1) 및 웨이퍼(W)의 아래쪽 및 측방을 둘러싸는 컵(4)(도 3 참조)과, 스핀 척(1)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 위쪽을 이동하여 웨이퍼(W)의 표면에 세정액(약액, 순수)을 공급하는 세정액 공급 노즐(5)과, 웨이퍼(W)의 주연부에 접촉하여 웨이퍼(W)의 주연부에 부착된 파티클이나 약액 등의 부착물을 제거하도록 이루어진 주연부 세정 부재(10)를 가진 제1 세정 장치(80)와, 제1 세정 장치(80)에 의해 웨이퍼(W)의 부착물을 제거하고 있을 때에, 웨이퍼(W)로부터 주연부 세정 부재(10)에 부착된 부착물을, 상기 주연부 세정 부재(10)로부터 제거하는 제2 세정 장치(85)를 구비하고 있다. 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 세정액 공급 노즐(5)은 전환 밸브(6)가 설치된 공급관(7)을 통해, 약액 공급원(8)과 린스액(헹굼액)인 순수 공급원(9)에 전환 가능하게 접속되어 있다. 또한, 컵(4)의 측벽에는, 컵(4) 내외를 연통시키는 개구부(4a)와, 개구부(4a)를 개폐하는 셔터(4b)가 설치된다.
우선, 도 1 내지 도 5를 주로 참조하여, 제1 세정 장치(80)에 대해 상술한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 세정 장치(80)는 웨이퍼(W)의 주연부에 접촉 하도록 이루어진 세정 위치와 컵(4)의 외측의 대기 위치 사이에서, 주연부 세정 부재(10)를 이동시키는 위치 전환 기구(81)를 더 구비하고 있다. 위치 전환 기구(81)는 주연부 세정 부재(10)를 지지하는 이동 아암(31)과, 이동 아암(31)의 단부에 연결되어 이동 아암(31)을 요동시키는 위치 전환용 모터(30)를 갖고 있다. 위치 전환용 모터(30)가 이동 아암(31)을 요동시키도록 구동되면, 주연부 세정 부재(10)는 컵(4)의 측벽에 설치된 개구부(4a)를 통하여, 상기 세정 위치 및 상기 대기 위치 사이를 이동하도록 되어 있다.
그런데, 도 4에 도시한 바와 같이, 이동 아암(31)의 위치 전환용 모터(30)로부터 이격하는 쪽의 단부에는 요동 아암(32)이 설치된다. 요동 아암(32)은 그 중간부에서 샤프트(36)를 통해 이동 아암(32)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 그리고, 주연부 세정 부재(10)는 샤프트(11)를 통하여, 요동 아암(32)의 한 쪽의 단부 부분에 회전축(L1)을 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 세정 장치(80)는 주연부 세정 부재(10)를 웨이퍼(W)에 대해 가압하는 가압 기구(82)를 더 구비하고 있다. 가압 기구(82)는 요동 아암(32)의 다른 쪽의 단부 부분과 대향하도록 하여 이동 아암(31)에 설치된 가압 용수철(33)을 갖고 있다. 가압 용수철(33)은 요동 아암(32)을 가압하여, 요동 아암(32)이 요동하도록 압박한다. 또한, 이동 아암(31)에는 요동 아암(32)을 사이에 두고 가압 용수철(33)의 반대쪽에 배치된 압력 센서(34)가 설치된다. 압력 센서(34)는 가압 용수철(33)에 의해 요동하도록 압박되는 요동 아암(32)에 접촉하여, 가압 용수철(33)에 의한 압박력을 검출하도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어 서는, 이러한 가압 용수철(33) 및 압력 센서(34)를 이용하여, 웨이퍼(W)의 주연부에 대한 주연부 세정 부재(10)의 접촉압(가압력)을 조절할 수 있도록 되어 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 이동 아암(32) 상에 있어서의 요동 아암(32)을 사이에 두고 가압 용수철(33)의 반대쪽에 스토퍼(35)가 설치된다. 그리고, 이 스토퍼(35)에 의해 요동 아암(32)의 요동 범위가 규제되어 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 세정 장치(80)는 주연부 세정 부재(10)를 회전 구동하기 위한 회전 구동부(83)를 더 구비하고 있다. 회전 구동부(83)는 주연부 세정 부재(10)를 회전 구동하기 위한 구동 수단으로서, 이동 아암(31) 상에 배치된 회전 모터(15)를 갖고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 회전 모터(15)의 구동축(15a)에 구동 스프로켓(16)이 부착되어 있다. 또한, 주연부 세정 부재(10)와 요동 아암(32)을 연결하는 샤프트(11)에 종동 스프로켓(12)이 부착되어 있다. 또한, 요동 아암(32)과 이동 아암(31)을 연결하는 샤프트(36)에, 제1 중간 스프로켓(13a)과 제2 중간 스프로켓(13b)이 부착되어 있다. 그리고, 종동 스프로켓(12)과 제1 중간 스프로켓(13a) 사이에 제1 타이밍 벨트(14a)가 걸쳐지고, 제2 중간 스프로켓(13b)과 구동 스프로켓(16) 사이에 제2 타이밍 벨트(14b)가 걸쳐져 있다. 이러한 구성에 의해, 회전 모터(15)가 구동하면, 회전 모터(15)의 회전과 함께, 주연부 세정 부재(10)는 회전 모터(15)의 회전 방향(예컨대, 도 5의 지면에 있어서의 반시계 회전 방향)과 동일 방향으로 회전하도록 된다.
그런데, 전술한 바와 같이, 스핀 척(1)은 흡착 유지한 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이 때, 웨이퍼(W)와 주연부 세정 부재(10)가 접촉하는 개소에 있어서, 서로 접 촉하고 있는 부분끼리가 대향하여 이동하도록, 웨이퍼(W)가 회전되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는, 웨이퍼(W)의 회전축(L2)과 주연부 세정 부재(10)의 회전축(L1)은 거의 평행하게 연장되어 있고(도 1 및 도 2 참조), 웨이퍼(W)는 주연부 세정 부재(10)와 동일 방향(예컨대, 도 5에 있어서의 반시계 회전 방향)으로 회전되도록 이루어져 있다. 따라서, 웨이퍼(W)와 주연부 세정 부재(10)의 접촉부에 있어서, 웨이퍼(W)의 주연부와 주연부 세정 부재(10)의 주연부가 상대 방향으로 이동하도록, 웨이퍼(W)와 주연부 세정 부재(10)를 회전시킬 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼(W)와 세정 부재(10)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)와 세정 부재(10)를 확실하게 가압 접촉시킬 수 있고, 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부에 부착된 파티클이나 약액 등의 부착물을 확실하게 제거할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 주연부 세정 부재(10)는 거의 원주형의 외형 형상을 갖고 있다. 그리고, 이러한 주연부 세정 부재(10)는 브러시, 혹은, 다공질 재료, 예컨대 스폰지 등의 가요성을 가진 압축 가능한 재료로써 형성되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 이상과 같은 제1 세정 장치(80)는 웨이퍼(W)의 대향하는 주연부에 각각 접촉하는 두개의 주연부 세정 부재(10, 10)를 갖고 있다. 이와 같이, 복수의 주연부 세정 부재(10)를 웨이퍼(W)의 대향하는 주연부에 접촉시킴으로써, 웨이퍼(W)의 회전 중심을 향해 웨이퍼(W)에 균등한 힘을 작용시킬 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 세정 처리를 안정된 상태로 행할 수 있다.
다음으로, 도 1 내지 도 3 및 도 6을 주로 참조하여, 제2 세정 장치(85)에 대해 상술한다.
도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 세정 장치(85)는 주연부 세정 부재(10)를 향해 세정액을 분사하는 노즐(20)과, 이 노즐(20)에 연통하여, 노즐(20)에 세정액을 공급하는 세정액 공급원(21)을 갖고 있다. 노즐(20)로부터 세정액이, 예컨대 도 6에 도시한 바와 같이, 주연부 세정 부재(10)의 배후측, 즉 주연부 세정 부재(10)의 웨이퍼(W)에 대면하지 않는 측을 향해 분사되면, 웨이퍼(W)의 부착물을 제거하고 있을 때에 주연부 세정 부재(10)에 부착되는 부착물을 주연부 세정 부재(10)로부터 바로 제거한다. 즉, 웨이퍼(W)로부터 주연부 세정 부재(10)로 옮겨진 부착물이 주연부 세정 부재(10)의 회전과 함께, 재차 웨이퍼(W)에 접촉해 버리기 전에, 상기 부착물이 분사되는 세정액에 의해 제거되도록 이루어져 있다.
본 실시형태에 있어서, 세정액 공급원(21)으로부터 공급되는 동시에 노즐(20)로부터 분사되는 세정액으로서, 순수가 채용되고 있다. 세정액 공급원(21)과 노즐(20) 사이는, 도시하지 않은 플렉시블 튜브 등을 통해 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 도 2 및 도 3에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 노즐(20)은, 예컨대 요동 아암(32)에 부착되고, 주연부 세정 부재(10)와 동시에 세정 처리 위치와 대기 위치 사이를 이동할 수 있도록 되어 있다. 즉, 노즐(20)과 주연부 세정 부재(10)의 상대 위치 관계가, 세정 위치와 대기 위치 사이에서 유지되도록 되어 있다.
또한, 노즐(20)로부터 주연부 세정 부재(10)를 향한 세정액의 분사 방향은 전술의 예에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 6에 이점쇄선으로 도시한 바와 같이, 주연부 세정 부재(10)와 웨이퍼(W)의 접촉부를 향해 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외측쪽으로 세정액을 분사하도록 하여도 좋다. 또한, 주연부 세정 부재(10)의 배후측을 향해 세정액을 분사하는 노즐과, 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 주연부 세정 부재(10)와 웨이퍼(W)의 접촉부를 향해 세정액을 분사하는 노즐의 양자를 이용하도록 하여도 좋다. 또한, 노즐(20)에 의한 세정액의 분사 형태는 샤워형이라도 좋고, 혹은, 세정액과 공기를 혼합하여 분사하는 이유체(二流體)식이라도 좋으며, 그 외의 공지의 형태를 채용하는 것도 가능하다.
다음으로, 이러한 구성으로 이루어지는 기판 세정 장치(90)를 이용하여, 웨이퍼(W)를 세정하는 방법에 대해 설명한다.
우선, 세정액 공급 노즐(5)로부터 회전하는 웨이퍼(W) 표면의 거의 중심에 약액을 공급(토출)하여 웨이퍼(W)의 표면에 부착되는 파티클 등의 부착물을 제거한다. 공급된 약액은 웨이퍼(W)의 전표면에 걸쳐 행해지며, 이에 따라, 웨이퍼(W)가 약액에 의해 세정된다.
그 후, 전환 밸브(6)를 전환하여 세정액 공급 노즐(5)로부터 순수를 웨이퍼(W) 표면의 거의 중심에 공급(토출)하여 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 약액 및 파티클 등을 제거한다. 또한, 이 순수의 공급에 맞추어, 제1 세정 장치(80)의 위치 전환 기구(81)의 위치 전환용 모터(30)의 구동에 의해, 제1 세정 장치(80)의 주연부 세정 부재(10)는 세정 위치로 이동하여 웨이퍼(W)의 측부 가장자리에 접촉한다. 또한, 제1 세정 장치(80)의 회전 구동부(83)의 회전 모터(15)의 구동에 의해, 주연 부 세정 부재(10)는 웨이퍼(W)와의 접촉부에 있어서, 웨이퍼(W) 주연부의 이동 방향과 상대 방향으로 그 표면이 이동하도록 회전한다. 이 때, 주연부 세정 부재(10)는 제1 세정 장치(80)의 가압 기구(82)에 의해, 웨이퍼(W)를 향해 가압되고 있다. 이와 같이, 주연부 세정 부재(10)가 웨이퍼(W)의 주연부에 접촉함으로써, 웨이퍼(W)의 주연부에 부착된 파티클 등의 부착물이 제거된다.
또한, 이러한 웨이퍼(W)의 세정에 따라, 제2 세정 장치(85)의 노즐(20)로부터, 웨이퍼(W)에서 부착물을 제거하고 있는 주연부 세정 부재(10)에 세정액이 분사된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)에서 주연부 세정 부재(10)에 의해 제거되는 동시에 주연부 세정 부재(10)로 옮겨진(부착된) 부착물이, 주연부 세정 부재(10)로부터 제거된다. 즉, 웨이퍼(W)로부터 주연부 세정 부재(10)에 부착된 부착물이 주연부 세정 부재(10)의 회전과 함께, 웨이퍼(W)에 재차 부착되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 주연부에 부착된 부착물을 제거한 후, 위치 전환용 모터(30)의 구동에 의해 주연부 세정 부재(10)가 웨이퍼(W)로부터 떨어진 대기 위치로 이동한다. 또한, 세정액 공급 노즐(5)로부터의 순수의 공급이 정지된다. 그리고, 모터(3)에 의해 스핀 척(1) 및 웨이퍼(W)가 고속 회전되고, 웨이퍼(W)에 부착된 액적이 떨어져 제거(건조)된다.
이상과 같은 본 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W)로부터 제거된 부착물이 웨이퍼(W)에 재부착되어 버리는 것을 방지하며, 웨이퍼(W)로부터 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정 정밀도의 향상 및 제품 수율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재(10)의 오염을 방지할 수 있으므로, 주연부 세정 부재(10)의 수명의 장기화, 나아가서는 기판 세정 장치(90)의 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에 관해, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러 가지의 변경이 가능하다. 이하, 주로 도 7 내지 도 15를 이용하여 변형예의 일례에 대해 설명한다. 또한, 도 7 내지 도 15에 있어서, 도 1 내지 도 6에 도시하는 실시형태와 동일한 부분, 혹은, 이하의 변형예 사이에 있어서 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하여. 중복된 상세한 설명은 생략한다.
예컨대, 제1 세정 장치(80)가 웨이퍼(W)에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재(10)를 상기 웨이퍼(W)에 대해 주연부 세정 부재(10)의 회전축(L1)에 따른 방향으로 이동시키는 이동 기구(84)를 더 구비하여 좋다. 도 7에 도시하는 예에 있어서, 이동 기구(84)는 주연부 세정 부재(10)를 회전 가능하게 지지하는 피스톤 로드(17a)를 가진 승강 실린더(17)로서 구성되어 있다. 승강 실린더(17)는 예컨대, 전술의 요동 아암(32)에 지지되어 있다. 이와 같이 주연부 세정 부재(10)의 웨이퍼(W)에의 접촉 위치를 가변으로 함으로써, 주연부 세정 부재(10)가 국부적으로 마모해 버리는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 주연부 세정 부재(10)의 수명, 나아가서, 기판 세정 장치(90)의 수명을 증대시킬 수 있다. 또한, 한 장의 웨이퍼(W)를 한창 세정하고 있을 때에, 주연부 세정 부재(10)의 웨이퍼(W)에의 접촉 위치를 변경해 나가도록 하여도 좋고, 혹은, 세정되는 웨이퍼(W)마다 주연부 세정 부재(10)의 웨이퍼(W)에의 접촉 위치를 변경하도록 하여도 좋다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 주연부 세정 부재(10)가 거의 원주형의 외형 형태를 갖는 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 예컨대, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 주연부 세정 부재(10)의 외표면에 홈 등이 설치되어도 좋다. 도 8 및 도 9에 도시하는 예에 있어서, 주연부 세정 부재(10)는 브러시, 혹은, 다공질 재료, 예컨대 스폰지로 이루어지는 거의 원주형의 외형 형상을 갖는 원주형 기초부(10a)를 갖고 있다. 그리고, 도 8에 도시하는 예에 있어서는, 원주형 기초부(10a)의 측면에 나선형의 홈(10b)이 마련되어 있다. 한편, 도 9에 도시하는 예에 있어서는 원주형 기초부(10a)의 측면에, 원주 방향을 따라 이격되어 배치되며, 축 방향을 따라 연장되는 복수의 직선형의 홈(10c)이 설치된다. 이러한 홈(10b, 10c)을 마련함으로써, 웨이퍼(W)로부터 제거한 부착물을 나선형 또는 직선형의 홈(10b, 10c)으로 안내하여 외부로 제거할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재(10)의 웨이퍼(W)에의 접촉 압력에 변화를 갖게 할 수 있고, 웨이퍼(W)의 주연부에 부착되는 부착물을 또한 용이하고 또한 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 거의 원주형으로 이루어지는 1개의 주연부 세정 부재(10)가 각각 단독으로 웨이퍼(W)에 접촉하도록 제1 세정 장치(80)가 구성된 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 세정 장치(80)는 서로 가압되도록 하여 배치되고 서로 반대의 회전 방향으로 회전 가능한 한 쌍의 주연부 세정 부재를 갖도록 하여도 좋다.
도 10에 도시하는 예에 있어서, 제1 세정 장치(80)는 웨이퍼(W)의 주연부에 대해 상기 웨이퍼(W)의 한 쪽의 면[예컨대, 표면(상면)]측에서 접촉하는 제1 세정 부재(상부 세정 부재)(10D)와, 웨이퍼(W)의 주연부에 대해 상기 웨이퍼(W)의 다른 쪽의 면[예컨대, 이면(하면)]측에서 접촉하는 제2 세정 부재(하부 세정 부재)(10E)를 갖고 있다. 다시 말해서, 한 쌍의 주연부 세정 부재(10D, 10E)는 웨이퍼(W)의 서로 다른 면측에서 상기 웨이퍼(W)에 각각 접촉하도록 이루어져 있다. 즉, 한 쌍의 주연부 세정 부재(10D, 10E)는 한 쌍의 주연부 세정 부재(10D, 10E)의 각 회전축(Ld, Le)이 웨이퍼(W)의 판면에의 수직선과 직교하도록 배치되어 있다. 한편, 도 11에 도시하는 예에 있어서, 한 쌍의 주연부 세정 부재(10F, 10G)는, 상기 한 쌍의 주연부 세정 부재(10F, 10G)의 각 회전축(Lf, Lg)과 세정되는 웨이퍼(W)의 판면에의 수직선이 평행이 되도록 하여 상기 웨이퍼(W)에 접촉하도록 이루어져 있다.
또한, 도 10 및 도 11에 도시하는 예에 있어서, 제2 세정 장치(85)의 노즐(20)은, 웨이퍼(W)에 대해 한 쌍의 주연부 세정 부재(10C, 10D; 10E, 10F)를 사이에 두고 대향하는 위치에 배치되어 있고, 접촉한 한 쌍의 주연부 세정 부재(10C, 10D; 10E, 10F)가 떨어지게 되는 부분을 향해 세정액을 분사하도록 되어 있다.
이와 같이, 각각이 웨이퍼(W)의 주연부에 접촉하고, 또한, 서로 접촉하는 동시에 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 주연부 세정 부재(10D, 10E; 10F, 10G)로 제1 세정 장치(80)를 형성함으로써, 웨이퍼(W)와 제1 세정 장치(80)의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 부착물을 효율적이고 또한 보다 확실하게 제거할 수 있어, 결과적으로, 세정 효율의 향상 및 세정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 주연부 세정 부재(10D, 10E; 10F, 10G)끼리가 가압 접촉되고, 압축됨으로써, 주연부 세정 부재 내부의 부착물을 외부로 배출할 수 있다. 그리고, 주연부 세정 부재의 외면으로 배출된 부착물은 노즐(20)로부터 분사되는 세정액에 의해 씻겨질 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 주연부 세정 부재(10)가 거의 원주형의 외형 형상을 갖는 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 12에 도시한 바와 같이, 주연부 세정 부재(10)가 결정된 궤도 상을 회전하도록 이루어지며(회전, 순환함), 가요성을 가진 무단 벨트로 이루어지도록 하여도 좋다. 도 12에 도시하는 예에 있어서, 제1 세정 장치(80)는 복수 예컨대 3개의 회전 롤러(40a, 40b, 40c)에 걸쳐지는 제1 세정 벨트(상부 세정 벨트)(10H)와, 복수 예컨대 3개의 회전 롤러 (40d, 40e, 40f)에 걸쳐지는 제2 세정 벨트(하부 세정 벨트)(10I)를 주연부 세정 부재로서 갖도록 하여도 좋다. 제1 세정 벨트(10H)는 웨이퍼(W)의 주연부의 예컨대 표면(상면)측에 접촉하고, 제2 세정 벨트(10I)는 웨이퍼(W)의 주연부의 예컨대 이면(하면)측에 접촉하도록 되어 있다. 또한, 제1 세정 벨트(10H)와 제2 세정 벨트(10I)는, 서로 접촉하는 동시에 반대 방향으로 회전하도록 되어 있다. 구체적으로는, 도 12의 지면에 있어서, 제1 세정 벨트(10H)는 반시계 회전 방향으로 회전하며, 제2 세정 벨트(10I)는 시계 회전 방향으로 회전한다. 또한, 이 예에 있어서는, 제1 세정 벨트(10H)와 걸어 맞추는 3개의 회전 롤러(40a, 40b, 40c)중 어느 하나 및 제2 세정 벨트(10I)와 걸어 맞추는 3개의 회전 롤러(40d, 40e, 40f) 중 어느 하나가 회전 모터(도시하지 않음)에 접속되어, 제1 세정 벨트(10H) 및 제2 세정 벨트(10I)가 회전 구동되도록 되어 있다. 즉, 본 예에 있어서, 도시하지 않은 회전 모터 및 회전 롤러(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)에 의해 회전 구동부(83)가 구성되어 있다.
한편, 제2 세정 장치(85)의 노즐(20)은, 웨이퍼(W)에 대해 제1 세정 벨트(10H) 및 제2 세정 벨트(10I)를 사이에 두고 대향하는 위치에 배치되어 있고, 접촉한 제1 세정 벨트(10H)와 제2 세정 벨트(10I)가 떨어지게 되는 개소를 향해 세정액을 분사하도록 되어 있다.
도 12에 도시하는 예에 있어서는, 웨이퍼(W)와 제1 세정 장치(80)의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 부착물을 효율적이고 또한 보다 확실하게 제거할 수 있고, 결과적으로, 세정 효율의 향상 및 세정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 제2 세정 장치(85)의 노즐(20)을 웨이퍼(W)로부터 보다 이격된 위치에 배치할 수 있다. 이에 따라, 주연부 세정 부재에 부착된 부착물을 보다 확실하게 제거할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 제1 세정 장치(80)의 가압 기구(82)가 이동 아암(31)에 피봇 부착되는 요동 아암(32)의 단부에 대치(對峙)하여 배치되는 가압 용수철(33)과 압력 센서(34)를 갖는 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다.
도 13에 도시되고 있는 예에 있어서는, 주연부 세정 부재(10J)가 가요성을 갖는 다공질 재료, 예컨대 스폰지로 이루어지고, 거의 원통형의 외형 형상을 갖고 있다. 제1 세정 장치(80)는 이 주연부 세정 부재(10J)의 양단부(예컨대, 상, 하단부)에 각각 부착된 제1 유지 부재(상부 유지 부재)(53) 및 제2 유지 부재(하부 유지 부재)(54)를 갖고 있고, 제1 유지 부재(53)에는, 거의 원통형의 주연부 세정 부재(10J)의 내측으로 통하는 연통 구멍(55)이 형성되어 있다.
한편, 본 예에 있어서의 가압 기구(82)는, 주연부 세정 부재(10J)의 내측에 배치된 가요성 튜브(52)와, 가요성 튜브(52) 내에 유체를 공급하는 유체 공급원(56)을 갖고 있다. 유체 공급원(56)은 제1 유지 부재(53)에 마련된 연통 구멍(55)을 통해 가요성 튜브(52) 내에 가압 유체, 예컨대 순수를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 유체 공급원(56)과 연통 구멍(55)을 접속하는 공급관(57)에는 유량 제어 밸브(58)가 설치된다. 이러한 구성으로 이루어지는 가압 기구(82)에 있어서는, 유체 공급원(56)으로부터 가요성 튜브(52) 내에 유체를 공급하여 가요성 튜브(52)를 팽창시킴으로써, 주연부 세정 부재(10J)를 외측으로 밀어내어, 주연부 세정 부재(10J)를 웨이퍼(W)를 향해 가압하도록 되어 있다. 또한, 본 예에 있어서의 가압 기구(82)에 따르면, 유량 제어 밸브(58)에 의해 유체의 공급량을 조절함으로써, 웨이퍼(W)에의 접촉압을 제어할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서, 제2 세정 장치(85)가 주연부 세정 부재 등을 향해 세정액을 분사하는 노즐(20)을 갖는 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 14에 도시한 바와 같이, 제2 세정 장치(85)가 주연부 세정 부재를 가압하는 캠(24)을 더 구비하도록 하여도 좋다. 도 14에 도시하는 예에 있어서, 캠(24)은 웨이퍼(W)에 대해 주연부 세정 부재(10)를 사이에 두고 대향하는 위치에 배치되며, 주연부 세정 부재(10)에 있어서의 웨이퍼(W)와의 접촉부와 반대측의 부위를 가압하도록 되어 있다. 캠(24)은 예컨대 편심 캠으로서 구성되며, 회전하고 있는 주연부 세정 부재(10)를 단속적으로 압축하도록 되어 있다. 이러한 제2 세정 장치(85)에 따르면, 주연부 세정 부재(10)를 캠(24)에 의해 압축함으로써, 주연부 세정 부재(10) 내부의 부착물을 외측으로 배출할 수 있다. 또한, 배출되어지는 부 착물을 노즐(20)로부터 분사되는 세정액에 의해 씻어낼 수 있다.
다음으로, 도 15를 이용하여, 제1 세정 장치(80) 및 제2 세정 장치(85)의 또 다른 변형예를 설명한다. 여기서, 도 15는 제1 세정 장치(80) 및 제2 세정 장치(85)의 또 다른 변형예를 도시하는 개략 단면도이다.
도 15에 도시하는 예에 있어서, 제1 세정 장치(80)는 가요성을 갖는 다공질 재료, 예컨대 스폰지로써 형성되며, 거의 원통형의 외형 형상을 갖는 주연부 세정 부재(10K)와, 주연부 세정 부재(10K)를 각각 양측(예컨대, 상측 및 아래쪽)으로부터 지지하는 제1 회전 원반(상부 회전 원반)(62) 및 제2 회전 원반(하부 회전 원반)(64)을 갖고 있다. 제1 회전 원반(62) 및 제2 회전 원반(64)은 주연부 세정 부재(10K)를 회전시키기 위한 회전 샤프트로서 기능하는 축 부재(61, 63)를 각각 갖고 있고, 두개의 축 부재(61, 63)중 어느 한 쪽은 전술한 회전 모터(15)(도 5 참조)와 연결되어 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 제1 회전 원반(62)의 축 부재(61)에는 거의 원통형으로 이루어지는 주연부 세정 부재(10K)의 내부로 통하는 연결 구멍(65)이 형성되어 있다. 그리고, 본 예에 있어서의 제2 세정 장치(85)는 이 연통 구멍(65)을 통해 주연부 세정 부재(10K)의 내부에 세정액을 공급하는 세정액 공급원(21)을 갖고 있다. 이러한 구성으로 이루어지는 본 변형예에 따르면, 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재(10K)의 내부에 세정액 공급원(21)으로부터 세정액을 유입하여, 상기 주연부 세정 부재(10K)로부터 외측으로 유출하는 세정액에 의해, 주연부 세정 부재(10K) 내부의 부착물을 외측으로 흘려낼 수 있다.
또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 제1 세정 장치(80)는 제1 회전 원반(62)에 예컨대 상측으로부터 걸어 맞추는 제1 가이드판(상부 가이드판)(67)과, 제2 회전 원반(64)에 예컨대 아래쪽에서 걸어 맞추는 제2 가이드판(하부 가이드판)(69)을 더 구비하고 있다. 제1 가이드판(67) 및 제2 가이드판(69)은 각각, 제1 회전 원반(62) 및 제2 회전 원반(64)의 축 부재(61, 63)가 관통하는 구멍이 형성되어 있고, 회전축(L1)을 중심으로 하여, 제1 회전 원반(62) 및 제2 회전 원반(64)을 회전 가능하게 지지하도록 되어 있다. 한편, 제1 가이드판(67) 및 제2 가이드판(69)은 제1 회전 원반(62) 및 제2 회전 원반(64)의 회전축(L1)에 직교하는 방향으로의 이동을 규제하도록 되어 있다.
또한, 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 주연부 세정 부재(10K)를 지지하는 제1 회전 원반(62) 및 제2 회전 원반(64)과, 제1 가이드판(67) 및 제2 가이드판(69)의 각각의 걸어맞춤에 의해, 주연부 세정 부재(10K)가 그 회전에 따라 단속적으로 압축되도록 이루어져 있는 것이 바람직하다. 도 15에 도시하는 예에 있어서는, 제1 가이드판(67)의 제1 회전 원반(62)과 대면하는 걸어맞춤면(66)은 제2 가이드판(69)과의 사이에 있어서의 이격 거리가 한 쪽을 향해 점차 감소하도록, 회전축(L1)에 대해 경사져 있다. 동일하게, 제1 회전 원반(62)의 제1 가이드판(67)과 대면하는 걸어맞춤면(62a)은 제2 회전 원반(64)과의 사이에 있어서의 이격 거리가 한 쪽을 향해 점차 감소하도록, 회전축(L1)에 대해 경사져 있다. 한편, 제2 회전 원반(64) 및 제2 가이드판(69)의 서로 대면하는 걸어맞춤면(64a, 68)은, 회전축(L1)에 직교하는 방향으로 연장되는 평탄면으로서 형성되어 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 예에 있어서는, 도시하지 않은 회전 모터(15)의 구동에 의해, 제1 회전 원반(62) 및 제2 회전 원반(64)과, 이들 사이에 끼인 주연부 세정 부재(10K)가 회전 구동되면, 제1 회전 원반(62)과 제1 가이드판(67)의 걸어 맞춤에 의해, 제1 회전 원반(62)은 제1 가이드판(67)에 대해 이격 및 접근을 반복하도록 접동한다. 이에 따라, 주연부 세정 부재(10K)는 그 회전에 따라, 압축 상태 및 비압축 상태를 반복하므로, 주연부 세정 부재(10K) 내부의 부착물을 외측으로 배출할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 주연부 세정 부재(10K)의 내부로부터 외측으로 유출되는 세정액에 의해 주연부 세정 부재(10K) 내부의 부착물을 외측으로 흘려 보낼 수도 있으므로, 보다 효율적이며 또한 보다 확실하게 주연부 세정 부재(10K)로부터 부착물을 제거할 수 있다.
또한, 도 15에 도시하는 변형예에 있어서, 제1 회전 원반(62)의 걸어맞춤면(62a) 및 제1 가이드판(67)의 걸어맞춤면(66)이 경사져 있는 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 제2 회전 원반(64)의 걸어맞춤면(64a) 및 제2 가이드판(69)의 걸어맞춤면(68)이 경사져 있어도 좋다. 혹은, 제1 회전 원반(62)의 걸어맞춤면(62a) 및 제1 가이드판(67)의 걸어맞춤면(66)과, 제2 회전 원반(64)의 걸어맞춤면(64a) 및 제2 가이드판(69)의 걸어맞춤면(68)이 경사져 있어도 좋다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 약액을 공급하는 제1 공정과, 웨이퍼(W)의 표면에 순수를 공급하면서, 주연부 세정 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부를 세정하는 동시에 제2 세정 장치(85)에 의해 상기 주연부 세정 부재(10)를 세정하는 제2 공정에 의해 웨이퍼(W)의 표면 및 주연부가 세정되는 예 를 나타내었다. 그러나, 이러한 웨이퍼(W)의 세정 방법에 대해서도 여러 가지의 변경이 가능하다. 예컨대, 제1 공정 중에도, 주연부 세정 부재(10)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부를 세정하는 동시에 제2 세정 장치(85)에 의해 상기 주연부 세정 부재(10)를 세정하도록 하여도 좋다. 또한, 주연부 세정 부재(10)가 대기 위치로 되돌아간 상태에서 웨이퍼(W)에 순수를 공급하는 공정을 추가하여도 좋다. 또한, 도 1에 이점쇄선으로 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주연부에 대해 세정액을 공급하는 주연부용 세정액 공급 노즐(75)을 세정액 공급 노즐(5)과는 별도로 설치하여, 웨이퍼(W)의 표면과 웨이퍼(W)의 주연부를 별도의 공정에서 세정하도록 하여도 좋다. 이하에, 세정 방법의 구체적인 변형예 두가지를 설명한다.
우선, 제1 내지 제3 세정 공정으로 이루어지는 제1 변형예에 대해 설명한다. 본 예의 제1 공정에서, 웨이퍼(W) 표면의 거의 중심에 세정액 공급 노즐(5)로부터 약액이 공급되며, 약액에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 세정된다. 또한, 제1 공정에서, 주연부 세정 부재(10)는 세정 위치에 배치되어 있고, 웨이퍼(W)의 주연부는 주연부 세정 부재(10)에 의해 세정된다. 그 동안, 상기 주연부 세정 부재(10)는 제2 세정 장치(85)에 의해 세정된다. 제2 공정에서, 세정액 공급 노즐(5)로부터의 약액의 공급이 정지되고, 그 대신에 세정액 공급 노즐(5)로부터 순수가 공급되어 웨이퍼(W)의 표면이 헹굼 처리된다. 또한, 제2 공정에서, 주연부 세정 부재(10)는 여전히 세정 위치에 배치되어 있어, 웨이퍼(W)의 주연부는 주연부 세정 부재(10)에 의해 세정된다. 또한 그 동안, 상기 주연부 세정 부재(10)는 제2 세정 장치(85)에 의해 세정된다. 그 후, 제3 공정에서, 주연부 세정 부재(10)는 대기 위치로 되돌아간다. 한편, 세정액 공급 노즐(5)로부터의 순수의 공급은 계속되어, 이 공정에서 헹굼 처리가 완료된다.
다음으로, 제1 내지 제5 세정 공정으로 이루어지는 제2 변형예에 대해 설명한다. 이 제2 변형예는, 도 1에 이점쇄선으로 도시하는 주연부용 세정액 공급 노즐(75)을 구비한 기판 세정 장치(10)를 이용하여 실시된다. 또한, 주연부용 세정액 공급 노즐(75)은 전환 밸브(76)가 설치된 공급관(77)을 통해, 약액 공급원(78)과 순수 공급원(79)에 전환 가능하게 접속되어 있고, 약액 혹은 린스액(헹굼액)으로서의 순수를 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 주연부를 향해 공급할 수 있도록 되어 있다.
구체적으로는, 세정 방법의 제2 변형예에 있어서의 제1 공정으로서, 웨이퍼(W) 표면의 거의 중심으로 세정액 공급 노즐(5)로부터 약액이 공급되어, 약액에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 세정된다. 제1 공정에서, 주연부 세정 부재(10)는 대기 위치에 배치되어 있다. 다음으로, 제2 공정으로서, 세정액 공급 노즐(5)로부터의 약액의 공급이 정지되고, 그 대신에 세정액 공급 노즐(5)로부터 순수가 공급되어, 웨이퍼(W)의 표면이 헹굼 처리된다. 이 제2 공정에서도, 주연부 세정 부재(10)는 여전히 대기 위치에 배치된 채로 되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 공정에서, 웨이퍼(W)의 표면이 약액 세정 및 헹굼 처리된다.
다음으로 제3 공정으로서, 주연부용 세정액 공급 노즐(75)로부터 웨이퍼(W)의 주연부로 약액이 공급되어, 약액에 의해 웨이퍼(W)의 주연부가 세정된다. 또한, 이 공정에서, 주연부 세정 부재(10)는 세정 위치에 배치된다. 즉, 주연부 세정 부 재(10)와의 접촉에 의해서도 웨이퍼(W)의 주연부가 세정되는 동시에, 제2 세정 장치(85)에 의해 상기 주연부 세정 부재(10)는 세정되고 있다. 다음으로, 제4 공정으로서, 주연부용 세정액 공급 노즐(75)로부터의 약액의 공급이 정지되며, 그 대신에 주연부용 세정액 공급 노즐(75)로부터 순수가 공급되어, 웨이퍼(W)의 표면이 헹굼 처리된다. 이 제4 공정에서도, 주연부 세정 부재(10)는 여전히 세정 위치에 배치된 채로 되어 있다. 이와 같이 제3 및 제4 공정에서, 주연부 세정 부재(10)를 이용하면서, 웨이퍼(W)의 주연부가 약액 세정 및 헹굼 처리된다. 또한, 전술한 제2 공정에서 계속하여 제3 및 제4 공정의 동안에도, 세정액 공급 노즐(5)로부터 순수가 계속해서 공급되고 있다. 그리고, 세정액 공급 노즐(5)로부터 공급되는 순수는 회전하는 웨이퍼(W) 상을 거의 중심에서부터 주연부를 향해 흐른다. 따라서, 제3 및 제4 공정 중에 주연부용 세정액 공급 노즐(75)로부터 공급되는 세정액이 웨이퍼(W)의 중심측으로 흘러 버리는 경우는 없다.
그 후, 제5 공정으로서, 주연부 세정 부재(10)는 대기 위치로 되돌아간다. 한편, 세정액 공급 노즐(5) 및 주연부 세정액 공급 노즐(75)로부터의 순수의 공급은 계속되며, 이 공정에서 웨이퍼(W)의 표면 및 주연부의 헹굼 처리가 완료된다.

Claims (23)

  1. 피처리 기판의 주연부를 세정하는 기판 세정 방법에 있어서,
    주연부 세정 부재를 피처리 기판의 주연부에 접촉시키고, 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐로부터 기판에 세정액을 공급하면서 상기 피처리 기판의 주연부를 세정하는 공정과,
    피처리 기판으로부터 주연부 세정 부재에 부착된 부착물을, 상기 주연부 세정 부재로부터 제거하는 공정
    을 포함하며, 상기 주연부 세정 부재에 대한 부착물 제거 공정은, 피처리 기판의 주연부에 접촉하여 주연부를 세정하고 있는 주연부 세정 부재에 대하여, 주연부 세정 부재에 세정액을 공급하는 세정액 공급원으로부터 세정액을 공급하는 것에 의해 행해지며, 상기 주연부 세정 부재에 의한 주연부 세정 공정과 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 피처리 기판에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재는 피처리 기판을 향해 가압되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 주연부 세정 부재의 내측에 배치된 가요성 튜브 내에 유체를 공급하여 가요성 튜브를 팽창시키고, 이에 따라, 주연부 세정 부재는 피처리 기판을 향해 가압되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 피처리 기판과 주연부 세정 부재가 접촉하는 개소에서, 서로 접촉하고 있는 부분끼리가 대향하여 이동하도록, 피처리 기판 및 주연부 세정 부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 피처리 기판에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재는 상기 피처리 기판에 대해, 상기 피처리 기판의 판면에 직교하는 방향으로 상대 이동되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 두개의 주연부 세정 부재를 피처리 기판의 대향하는 주연부에 각각 접촉시키는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  7. 제1항에 있어서, 서로 접촉하도록 하여 배치되고, 서로 반대의 회전 방향으로 회전하는 한 쌍의 주연부 세정 부재 양자를 피처리 기판에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 한 쌍의 주연부 세정 부재를, 상기 한 쌍의 주연부 세정 부재의 각 회전축과 세정되는 피처리 기판의 판면에의 수직선이 평행으로 되도록 하여, 피처리 기판에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  9. 제1항에 있어서, 주연부 세정 부재에 세정액을 분사하여 상기 주연부 세정 부재로부터 부착물을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  10. 제1항에 있어서, 주연부 세정 부재를 압축하고, 주연부 세정 부재에 세정액을 분사하여, 상기 주연부 세정 부재로부터 부착물을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  11. 제1항에 있어서, 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재의 내부에 세정액을 유입하여, 상기 주연부 세정 부재로부터 외측으로 유출하는 세정액에 의해 부착물을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 주연부 세정 부재는 회전에 따라 단속적으로 압축되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  13. 피처리 기판의 주연부를 세정하는 기판 세정 장치에 있어서,
    피처리 기판의 주연부에 접촉하여 상기 피처리 기판의 주연부로부터 부착물을 제거하는 회전 가능한 주연부 세정 부재를 가진 제1 세정 장치와,
    기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    제1 세정 장치에 의해 피처리 기판의 부착물을 제거하고 있을 때에, 피처리 기판으로부터 상기 주연부 세정 부재에 부착된 부착물을, 피처리 기판의 주연부에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재로부터 제거하는 주연부 세정 부재에 세정액을 공급하는 세정액 공급원을 포함하는 제2 세정 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  14. 제13항에 있어서, 제1 세정 장치는 주연부 세정 부재를 피처리 기판에 대해 가압하는 가압 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  15. 제14항에 있어서, 가압 기구는 주연부 세정 부재의 내측에 배치된 가요성 튜브와, 가요성 튜브 내에 유체를 공급하는 유체 공급원을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  16. 제13항에 있어서, 제1 세정 장치는 피처리 기판에 접촉하고 있는 주연부 세정 부재를 상기 피처리 기판에 대해, 주연부 세정 부재의 회전축을 따른 방향으로 이동시키는 이동 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  17. 제13항에 있어서, 제1 세정 장치는 피처리 기판의 대향하는 주연부에 각각 접촉하는 두개의 주연부 세정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  18. 제13항에 있어서, 제1 세정 장치는 서로 접촉하도록 하여 배치되고 서로 반대의 회전 방향으로 회전 가능한 한 쌍의 주연부 세정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  19. 제18항에 있어서, 한 쌍의 주연부 세정 부재는 상기 한 쌍의 주연부 세정 부재의 각 회전축과 세정되는 피처리 기판의 판면에의 수직선이 평행으로 되도록 하 여, 상기 피처리 기판에 접촉하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  20. 제13항에 있어서, 제2 세정 장치는 주연부 세정 부재에 세정액을 분사하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  21. 제20항에 있어서, 제2 세정 장치는 주연부 세정 부재를 가압하는 캠을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  22. 제13항에 있어서, 주연부 세정 부재는 다공질 재료로 이루어지며, 제2 세정 장치는 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재의 내부에 세정액을 공급하는 세정액 공급원을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  23. 제22항에 있어서, 다공질 재료로 이루어지는 주연부 세정 부재는 회전에 따라 단속적으로 압축되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
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