KR101389632B1 - 도포, 현상 장치 및 도포, 현상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 기판 세정 장치에 있어서 기판의 생산성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 기판 세정 장치는 세정 부재에 의해 기판을 세정하는 위치로부터 이격되어 설치되고, 그 하면이 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체와, 세정 부재를, 기판을 세정하는 영역과 브러시 세정체에 의해 브러시부가 세정되는 영역 사이에서 이동시키는 이동 수단과, 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 브러시 세정체와 세정 부재를 상대적으로 회전시키기 위한 수단과, 브러시 세정체와 브러시 부재를 상대적으로 회전시키고 있을 때에 브러시 세정체의 하면과 브러시부 사이에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단을 구비한다.
Figure R1020090021086
기판 세정 장치, 기억 매체, 반도체 웨이퍼, 스핀 척, 세정 브러시

Description

도포, 현상 장치 및 도포, 현상 방법{COATING-DEVELOPING APPARATUS AND COATING-DEVELOPING METHOD}
본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이용 유리 기판(LCD 기판) 등의 기판의 이면에 세정 부재를 접촉시켜 기판을 세정하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)를 청정한 상태로 유지하는 것이 매우 중요하다. 이로 인해 각각의 제조 프로세스나 처리 프로세스의 전후에 있어서는, 필요에 따라서 웨이퍼의 표면을 세정하는 프로세스가 설치되어 있다.
또한, 최근에는 액침 노광이나 더블 패터닝 등의 배선 기술이 가일층의 미세화에 수반하여 반도체 디바이스의 제조 공정에 포함되는 공정수가 증가하여, 웨이퍼의 이면에 파티클이 부착되는 리스크가 크게 되어 있으므로, 웨이퍼의 이면을 세정하는 프로세스도 설치되어 있다(특허 문헌 1 참조).
웨이퍼의 이면을 세정하는 장치에 대해 도 15를 사용하여 간단하게 설명한다. 도 15에 도시하는 세정 장치는 웨이퍼(W)의 이면 중앙 부분을 흡착 유지하는 스핀 척(10)을 구비하고 있고, 이 스핀 척(10)은 모터(11)와, 당해 모터(11)의 회전 구동에 의해 회전하는 회전축(14)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 스핀 척(10)에 흡착 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 하방측에는, 예를 들어 다수의 플라스틱 섬유를 원기둥 형상으로 묶은 구조의 브러시부(12)를 갖는 세정 부재(13)가 상기 회전축(14)의 외측에 배치되어 있다. 상기 브러시부(12)는 그 상면을 웨이퍼(W)의 이면으로 압박한 상태로 회전하도록 되어 있다. 또한, 상기 세정 장치에는 세정 브러시(13)를 기판 세정 위치와 대피 위치 사이에서 이동시키기 위한 도시하지 않은 이동 수단이 마련되어 있고, 상기 세정 브러시(13)가 대피 위치에 있을 때에는 상기 브러시부(12)의 상방측으로부터 세정액이 공급되도록 되어 있다. 이와 같이 구성된 세정 장치에서 행해지는 세정 처리에서는, 회전하고 있는 웨이퍼(W)에 대해 하방측으로부터 젖은 상태에 있는 브러시부(12)를 압박하여 웨이퍼(W)와 브러시부(12)를 미끄럼 이동시킴으로써 웨이퍼(W) 이면의 파티클을 제거하고 있다.
그런데 상기 브러시부(12)는 일정 기간 사용하면 오염되기 때문에, 더미 웨이퍼를 사용하여 상술한 것과 동일하게 하여 젖은 상태에 있는 브러시부(12)와 더미 웨이퍼를 미끄럼 이동시킴으로써 당해 브러시부(12)의 세정을 행하고 있다. 또한, 상기 브러시부(12)의 교환 직후에는 당해 브러시부(12)로부터 먼지가 발생하므로, 브러시부(12)로부터의 먼지 발생을 저감시키기 위해, 브러시부(12)의 교환 시에 더미 웨이퍼를 흘려 당해 브러시부(12)의 세정을 행하고 있다.
그러나, 상술한 세정 장치에서의 브러시부(12)의 세정에는 다음과 같은 문제가 있다. 브러시부(12)의 오염을 방지하기 위해 정기적으로 더미 웨이퍼를 흘리 면, 더미 웨이퍼를 흘리고 있는 동안은 제품 웨이퍼에 대해 세정 처리를 행할 수 없어, 웨이퍼의 생산성이 저하되어 버리는 등의 문제가 있다. 특히, 브러시부(12)의 교환 시에 더미 웨이퍼를 흘리는 경우에는, 브러시부(12)의 세정 능력을 안정시키기 위해 여러번 더미 웨이퍼를 흘리기 때문에, 웨이퍼의 생산성이 대폭으로 저하된다. 또한, 상기 세정 장치는 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 전용의 장치이므로, 브러시부(12)를 웨이퍼(W)의 이면으로 압박하는 힘은 웨이퍼(W)의 이면을 손상시키지 않을 정도의 힘이기 때문에 매우 약하여, 더미 웨이퍼를 사용하여 브러시부(12)를 세정하는데에도 긴 시간이 걸려, 이것도 웨이퍼의 생산성을 저하시키는 하나의 원인이 되고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평11―67705호 공보
본 발명은 이와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 기판의 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 회전 유지 수단에 의해 수평으로 유지된 상태로 연직축 주위로 회전하는 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시켜 당해 기판의 이면을 세정하는 기판 세정 장치에 있어서,
상기 세정 부재에 의해 기판을 세정하는 위치로부터 이격되어 설치되어, 그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체와,
상기 세정 부재를, 기판을 세정하는 영역과 상기 브러시 세정체에 의해 상기 브러시부가 세정되는 영역 사이에서 이동시키는 이동 수단과,
상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 브러시 세정체와 세정 부재를 상대적으로 회전시키기 위한 수단과,
상기 브러시 세정체와 브러시 부재를 상대적으로 회전시키고 있을 때에 상기 브러시 세정체의 하면과 상기 브러시부 사이에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 회전 유지 수단에 의해 수평으로 유지된 상태로 연직축 주위로 회전하는 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시 켜 당해 기판의 이면을 세정하는 기판 세정 장치에 있어서,
그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체와,
상기 브러시 세정체를, 상기 세정 부재가 기판을 세정하는 영역과 당해 영역으로부터 이격된 대기 영역 사이에서 이동시키는 이동 수단과,
기판을 세정하는 영역에 위치하는 상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 브러시 세정체와 세정 부재를 상대적으로 회전시키기 위한 수단과,
상기 브러시 세정체와 브러시 부재를 상대적으로 회전시키고 있을 때에 상기 브러시 세정체의 하면과 상기 브러시부 사이에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상술한 기판 세정 장치는, 상기 브러시부와 상기 브러시 세정체의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활을 얻을 수 있는 회전수로 회전시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 브러시부의 회전수는, 예를 들어 200rpm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상술한 기판 세정 장치에 있어서, 상기 브러시 세정체의 하면에 부착된 유기물을 제거하기 위해 자외선을 조사하는 자외선 램프를 더 구비해도 좋다. 또한, 상기 브러시 세정체는, 예를 들어 유리 기판인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 회전 유지 수단에 의해 수평으로 유지된 상태로 연직축 주위로 회전하는 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시 켜 당해 기판의 이면을 세정하는 기판 세정 방법에 있어서,
상기 세정 부재에 의해 기판을 세정하는 영역으로부터 이격되어 설치되어, 그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체를 사용하고,
상기 세정 부재를, 기판을 세정한 후, 이동 수단에 의해 상기 브러시 세정체의 하면에 마주보는 위치까지 이동시키는 공정과,
상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 양자를 상대적으로 회전시키면서 브러시 세정체의 하면과 브러시부 사이에 세정액을 공급함으로써 브러시부를 세정하는 공정과,
그 후, 상기 세정 부재를 기판의 이면을 세정하는 영역으로 이동시켜 기판의 이면을 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 회전 유지 수단에 의해 수평으로 유지된 상태로 연직축 주위로 회전하는 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시켜 당해 기판의 이면을 세정하는 기판 세정 방법에 있어서,
그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체를 사용하고,
상기 세정 부재에 의해 기판을 세정한 후, 이동 수단에 의해 상기 브러시 세정체를 이동시켜 당해 브러시 세정체의 하면과 세정 부재의 브러시부를 마주보게 하는 공정과,
상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 양자를 상 대적으로 회전시키면서 브러시 세정체의 하면과 브러시부 사이에 세정액을 공급함으로써 브러시부를 세정하는 공정과,
그 후, 상기 브러시 세정체를, 세정 부재에 의한 기판의 이면의 세정 영역으로부터 퇴피시켜, 세정 부재에 의해 기판의 이면을 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 이면을 세정하는 기판 세정 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체이며, 상기 프로그램은 상술한 기판 세정 방법을 실행하기 위해 스텝이 짜여 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 세정 장치는 기판을 세정하는 영역에서 기판을 세정한 세정 부재를 브러시 세정체에 의해 브러시부가 세정되는 영역으로 이동시켜, 이 영역에서 당해 세정 부재를 세정하고 있으므로, 세정 부재의 브러시부를 세정하기 위해 기판의 세정 처리를 멈추고 더미 웨이퍼를 흘리는 등의 작업을 행하지 않아도 되므로, 기판 세정 장치로 흘러오는 기판을 멈추지 않고 연속해서 세정 처리할 수 있다. 또한, 세정 부재의 브러시부의 세정에서는 브러시 세정체와 브러시부 사이에 세정액을 공급하면서 브러시 세정체의 하면으로 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 브러시 세정체와 세정 부재를 상대적으로 회전시켜 브러시부를 세정하고 있으므로, 세정 부재의 세정을 단시간에 행할 수 있다. 이들의 효과에 의해 기판의 생산성이 향상된다.
이하에 설명하는 실시 형태에 있어서는, 기판 세정 장치(이하, 세정 장치라고 함)의 일례로서 도포, 현상 장치에 설치되는 타입의 세정 장치에 대해 설명한다. 당해 세정 장치에 의한 세정 공정을 포함하는 포토리소그래피 프로세스의 구체예에 대해서는 후술하지만, 본 세정 장치는, 예를 들어 도포, 현상 장치의 출구 부근에 설치되어, 레지스트막이 형성된 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 이면을 세정한 후 후속의 노광 장치를 향해 송출하는 역할을 감당한다.
처음에 본 실시 형태에 관한 세정 장치의 구조에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 1은 세정 장치(2)의 사시도, 도 2는 그 평면도, 도 3 및 도 4는 종단면도를 각각 도시하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 세정 장치(2)는 도포, 현상 장치 내의 반송 수단[후술하는 제2 전달 아암(D2)]으로부터 수취한 웨이퍼(W)의 이면 주연부 근방을 대략 수평으로 흡착 유지하는 흡착 패드(20a, 20b)와, 이 흡착 패드(20a, 20b)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 대략 수평으로 흡착 유지하는 회전 유지 수단인 스핀 척(3)과, 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 세정 부재(5)와, 이 세정 부재(5)를 세정하기 위해 사용되는 브러시 세정체인 유리 기판(6)을 상면이 개방된 박스 형상의 언더 컵(43)에 설치한 구조로 되어 있다.
우선, 흡착 패드(20a, 20b)에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 세정 장치(1)는 2개의 흡착 패드(20a, 20b)를 구비하고, 2개의 흡착 패드(20a, 20b)는 웨이퍼(W) 이면의 주연 근방부를 대략 평형으로 지지하여 유지할 수 있도록 배치되어 있다. 상기 흡착 패드(20a, 20b)는 도시하지 않은 흡인관과 접속되어 있 고, 도 1 및 도 2에 도시하는 흡착 구멍(28)을 통해 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 흡착하면서 유지하는 진공 척으로서의 기능을 구비하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 각각의 흡착 패드(20a, 20b)는 가늘고 긴 막대 형상의 패드 지지부(21a, 21b)의 대략 중앙부에 각각 설치되어 있고, 이들 2개의 패드 지지부(21a, 21b)의 양단부가 각각 2개의 형교(girder bridge)(22a, 22b)에 설치됨으로써 패드 지지부(21a, 21b)와 형교(22a, 22b)로 이루어지는 정(井)자 형상 거더(23)가 구성된다.
2개의 형교(22a, 22b)의 양단부는 언더 컵(43)의 마주보는 2측벽(도 1의 정면에서 볼 때 전방측의 측벽과 안측의 측벽)의 외측에 이들 측벽을 따라서 팽팽하게 설치된 2개의 벨트(24a, 24b)에 각각 고정되어 있다. 각각의 벨트(24a, 24b)는 2개 1세트로 이루어지는 권취축(25a, 25b)에 권취되어 있고, 각 권취축(25a, 25b)은 상술한 2측벽과 각각 평행하게 설치된 2매의 측판(26a, 26b)에 설치되어 있다. 권취축(25a) 중 하나는 구동 기구(27)에 접속되어 있어, 권취축(25a, 25b)이나 벨트(24a, 24b)를 통해 형교(22a, 22b)를 움직이고, 이미 서술한 정자 형상 거더(23) 전체를 도 1 및 도 2에 도시한 X방향으로 자유자재로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이 각각의 측판(26a, 26b)은 그 저면을 슬라이더(27a)와 가이드 레일(27b)로 이루어지는 2세트의 승강 기구(27)에 의해 지지되어, 세정 장치(1)의 도시하지 않은 하우징 바닥면에 고정되어 있다. 이들 승강 기구(27) 중 하나에는 도시하지 않은 구동 수단인 구동 기구가 설치되어 있고, 이 구동 기구에 의해 슬라이더(27a)를 가이드 레일(27b) 내에서 승강시킴으로써, 이미 서술한 정자 형상 거더(23) 전체를 도면 중 Z방향으로 승강시킬 수 있도록 되어 있다.
또한, 정자 형상 거더(23) 상에는 세정액의 비산을 억제하기 위한 도넛 형상의 어퍼 컵(41)이 걸쳐서 설치되어 있다. 이 어퍼 컵(41)의 상면에는 웨이퍼(W)보다 대구경인 개구부(41a)가 형성되어 있고, 이 개구부(41a)를 통해 반송 수단과 흡착 패드(20) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있도록 되어 있다. 또한, 정자 형상 거더(23) 상에 걸쳐서 설치된 어퍼 컵(41)은, 도 3에 도시한 바와 같이 정자 형상 거더(23)의 움직임에 수반하여 X방향과 Z방향으로 이동하도록 구성되어 있다.
다음에, 스핀 척(3)에 대해 설명한다. 스핀 척(3)은 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 하방으로부터 지지하는 원판으로, 대략 평행하게 배치된 2개의 흡착 패드(20a, 20b)의 중간에 설치되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 스핀 척(3)은 축부(3b)를 통해 구동 기구(스핀 척 모터)(33)에 접속되어 있고, 이 스핀 척 모터(33)에 의해 회전 가능 및 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 스핀 척(3)도 도시하지 않은 흡인관과 접속되어 있어, 도 1 및 도 2에 도시하는 흡착 구멍(3a)을 통해 웨이퍼(W)를 흡착하면서 유지하는 진공 척으로서의 기능을 구비하고 있다.
상기 스핀 척(3)의 측방에는 승강 기구(32a)와 접속된 3개의 지지 핀(32)이 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 승강 가능하게 설치되어 있고, 이에 의해 외부의 반송 수단과의 협동 작용에 의해 반송 수단으로부터 흡착 패드(20a, 20b)로, 또한 스핀 척(3)으로부터 반송 수단으로 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다.
또한, 스핀 척(3) 및 지지 핀(32)의 주위에는 이들 기기를 둘러싸는 원통체 로 이루어지는 에어 나이프(31)가 설치되어 있다. 이 에어 나이프(31)는 원통체의 상단부의 주위 방향을 따라서 도시하지 않은 기체의 분사구가 형성되어 있고, 이 분사구로부터 웨이퍼(W) 이면을 향해 기체를 분출함으로써 세정액을 원통체의 외측으로 불어 날려버리도록 되어 있다.
다음에, 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하는 세정 부재(5)에 대해 설명한다. 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 세정 부재(5)는, 예를 들어 다수의 플라스틱 섬유를 원기둥 형상으로 묶은 구조로 이루어지는 브러시부(50)와, 이 브러시부(50)를 유지하는 베이스(51)와, 이 베이스(51)의 하방을 지지하는 지지체(52)와, 상기 지지체(52)에 접속되어, 당해 지지체(52)를 통해 상기 브러시부(50)를 주위 방향으로 회전시키는 회전 수단인 구동 기구(53)로 구성되어 있다. 또한, 상기 베이스(51)는 지지체(52)에 대해 착탈 가능하게 구성되어 있다. 또한, 상기 브러시부(50)로서는 플라스틱 섬유 외에 나일론 섬유 등을 사용해도 되고, 또한 다공질이고 신축성이 있는 원기둥 형상의 스펀지, 예를 들어 PVC 스펀지, 우레탄 스펀지 등을 사용한 구조라도 좋다. 이와 같은 구조에 있는 브러시부(50)의 직경(R)은, 예를 들어 450㎜ 이하, 본 예에서는 50㎜이고, 그 상면의 대략 중앙에는 세정액을 토출하기 위한 직경(r)이, 예를 들어 5㎜인 토출 구멍(54)이 형성되어 있다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 지지체(51)의 내부에는 세정액이 통류하는 통류관(55)이 설치되어 있고, 상기 통류관(55)의 타단부측에는 밸브(V1) 및 세정액의 온도를 조정하는 온도 조정부(56)를 통해 세정액을 공급하는 세정액 공급원(57)이 접속되어 있다. 세정액으로서는, 탈이온수(DIW), DIW 오존수의 혼합액, 혹은 DIW 와 알칼리액의 혼합액 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는 토출 구멍(54), 통류관(55), 밸브(V1), 온도 조정부(56) 및 세정액 공급원(57)이 세정액 공급 수단에 상당한다.
또한, 상기 구동 기구(53)의 하면에는 이미 서술한 세정 부재(5)를 지지하기 위한 지지부(46)가 설치되어 있고, 이 지지부(46)는 웨이퍼(W)나 형교(22b)와 간섭하지 않도록 L자형으로 굴곡된 형상으로 되어 있다. 상기 지지부(46)의 기단부는 도 1에 있어서 스핀 척(3)이 설치되어 있는 방향으로부터 세정 부재(5)를 볼 때 안측의 측벽을 따라서 팽팽하게 설치된 벨트(58)에 고정되어 있다. 상기 벨트(58)는 2개 1세트로 이루어지는 권취축(59)이 권취되어 있고, 이들 권취축(59)은 상술한 안측의 측벽 외면에 설치되어 있다. 상기 권취축(59)의 한쪽은 구동 기구(60)에 접속되어 있고, 벨트(58) 및 지지부(46)를 통해 세정 부재(5)를 도 1 및 도 2에 도시한 Y방향으로 자유 자재로 이동시킬 수 있다.
다음에, 이미 서술한 세정 부재(5)를 세정하기 위해 사용되는 유리 기판(6)에 대해 설명한다. 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 유리 기판(6)은 상기 어퍼 컵(41)의 주변 근방에 설치된 원통체의 베이스(63) 상에 설치되어 있다. 상기 베이스(63)는 양단부가 각각 2개의 형교(22a, 22b)에 평행하게 설치된 베이스 지지부(61a, 61b)에 설치되어 있다. 상기 베이스 지지부(61a)와 베이스 지지대(61b)의 이격 거리는 승강 기구(27)에 의해 형교(22a, 22b)를 하강시켜 브러시부(50)의 상면을 유리 기판(62)의 이면으로 압박할 때에, 상기 브러시부(50)와 베이스 지지부(61a, 61b)가 접촉하지 않을 정도의 거리이다. 또한, 상기 유리 기판(6)의 상방 측에는 자외선을 조사하는 자외선 램프(62)가 설치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 브러시부(50)의 세정을 여러번 행하면, 유리 기판(6)의 이면은 브러시부(50)에 부착되어 있던 유기물 등에 의해 오염되어 당해 이면이 소수화하여, 흡습성이 나빠져 브러시부(50)의 소모가 심해진다. 그리고 이 브러시부(50)의 소모에 의해 파티클이 발생하므로, 상기 유리 기판(6)의 상방측으로부터 당해 유리 기판(6)의 표면 전체에 자외선을 조사하여, 당해 이면에 부착되어 있는 유기물 등을 제거하고 있다.
이것 외에, 도 3에 도시한 바와 같이, 언더 컵(43)의 저부에는 언더 컵(43) 내에 고인 세정액을 배출하기 위한 드레인관(44)과, 세정 장치(2) 내의 기류를 배기하기 위한 2개의 배기관(45)이 설치되어 있다. 상기 배기관(45)은 언더 컵(43)의 저부에 고인 세정액이 배기관(45)으로 유입되는 것을 방지하기 위해, 언더 컵(43)의 저면으로부터 상방으로 연신되어 있는 동시에, 상방으로부터 방울져 떨어진 세정액이 배기관(45)으로 직접 들어가지 않도록 에어 나이프(31)의 주위에 설치된 링 형상의 커버를 이루는 이너 컵(42)에 의해 덮여 있다.
또한, 상기 세정 장치(2)는 제어부(9)를 구비하고 있다. 이 제어부(9)에 관하여 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6에 있어서 부호 90은 버스이고, 이 버스(90)에는 웨이퍼 세정 프로그램(91), 브러시 세정 프로그램(92), CPU(93) 및 입력 수단(94) 등이 접속되어 있고, 도 6에서는 이들을 기능적으로 블록화하여 나타내고 있다.
상기 웨이퍼 세정 프로그램(91)은, 후술하는 바와 같이 외부의 반송 장치로 부터 수취한 웨이퍼(W)를 흡착 패드(20a, 20b)와 스핀 척(3) 사이에서 전달하거나, 웨이퍼(W)의 이면을 세정 부재(5)로 세정하므로, 각 구동부(29, 53, 60), 승강 기구(27), 밸브(V1), 온도 조정부(56) 등에 대해 동작 지령을 출력한다.
상기 브러시 세정 프로그램(92)은, 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 세정하는 영역과 브러시부(50)가 세정되는 영역 사이에서 세정 부재(5)를 이동하거나, 유리 기판(7)의 이면에 브러시부(50)의 상면을 압박하여 당해 브러시부(50)를 세정하므로 각 구동부(29, 53, 60), 승강 기구(27), 밸브(V1), 온도 조정부(56), 자외선 램프(62) 등에 대해 동작 지령을 출력한다.
상기 입력 수단(94)은 다양한 입력 조작을 행하는 키보드 및 마우스와, 액정 화면 또는 CTR 화면 등의 소프트 스위치의 조합으로 이루어져, 후술하는 바와 같이 브러시 세정 모드의 선택을 행한다.
이들 프로그램(91, 92)은 기억 매체, 예를 들어 플렉시블 디스크(FD), 메모리 카드, 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 기억 수단에 저장된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
이상에서 설명한 구성에 기초하여 브러시부(50)를 세정하는 동작에 대해 도 7 내지 도 9를 참조하면서 설명하지만, 이 설명에 앞서 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 동작에 대해 간단하게 설명해 둔다. 우선, 예를 들어 말굽 형상의 반송 수단[제2 전달 아암(D2)]으로부터 3개의 지지 핀(32)으로 웨이퍼(W)가 전달되고, 그 후, 지지 핀(32)이 하강하여 흡착 패드(20a, 20b)로 웨이퍼(W)가 전달된다. 이후, 흡착 패드(20)는 이면으로부터 브러시부(50)를 압박해도 움직이지 않도록 웨이 퍼(W)의 이면에 있어서의 중심 영역을 사이에 두고 마주보는 2개소 부위를 흡착 유지하여, 웨이퍼(W)를 유지한 상태로 소정의 위치까지 반송하여, 웨이퍼(W)의 이면 중심 영역과 브러시부(50)를 마주보게 하고, 계속해서 흡착 패드(20a, 20b)를 하강시켜 웨이퍼(W)의 이면의 중심 영역을 브러시부(50)의 상면으로 압박한다. 계속해서, 에어 나이프(31)를 작동시켜 스핀 척(3)의 표면에 세정액이 돌아 들어가 부착되는 것을 방지한 후, 브러시부(50)의 상면의 토출 구멍(54)으로부터 세정액을 공급하는 동시에 브러시부(50)를 회전시켜 웨이퍼(W)의 이면 중심 영역의 세정을 개시한다. 이 세정은, 도 2에 도시한 바와 같이 구동 기구(29)에 의한 웨이퍼(W)의 X방향으로의 이동과 구동 기구(60)에 의한 세정 부재(5)의 Y방향으로의 이동의 조합에 의해 진행된다.
웨이퍼(W)의 이면 중심 영역의 세정이 종료되면, 흡착 패드(20a, 20b)를 이동시켜 스핀 척(3)의 상방에 웨이퍼(W) 중심부를 위치시키고, 다음에 흡착 패드(20a, 20b)로부터 스핀 척(3)으로의 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 웨이퍼(W)가 전달된 스핀 척(3)은 흡착 패드(20a, 20b)와 대략 동일한 높이에서 웨이퍼(W)를 흡착 유지하므로, 상기 브러시부(50)는 웨이퍼(W)로 압박된 상태로 된다. 계속해서 브러시부(50)의 상면의 토출 구멍(54)으로부터 세정액을 공급하는 동시에, 브러시부(50)를 회전시켜 웨이퍼(W)의 이면 외주 영역의 세정을 개시한다. 이 세정은, 도 2에 도시한 바와 같이 스핀 척의 회전과 구동 기구(60)에 의한 세정 부재(5)의 Y방향으로의 이동과의 조합에 의해 진행된다.
웨이퍼(W)의 이면 외주 영역의 세정이 종료되면, 스핀 척(3)을 소정의 높이 위치까지 상승시키고, 이 위치에서 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시켜, 완전히 흔들어 건조시키는, 소위 스핀 건조를 행하여 웨이퍼(W)의 이면을 건조시킨다. 여기서 웨이퍼(W)의 이면 중심 영역의 세정으로부터 스핀 건조까지의 공정을 1프로세스로 하면, 이 프로세스를 20 내지 50회 행한 후, 브러시부(50)를 세정하는 동작으로 옮겨지게 된다. 이상의 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 프로세스는 웨이퍼 세정 프로그램(91)에 의해 실행된다.
계속해서 브러시부(50)를 세정하는 동작에 대해 설명한다. 웨이퍼(W)를 소정 매수 세정하면 도시하지 않은 알람 발생부로부터 알람이 발생되어, 이 알람에 기초하여, 예를 들어 오퍼레이터가 입력 수단(94)에 의해 브러시 세정 모드를 선택한다. 브러시 세정 모드를 선택했을 때에는, 아직 세정 브러시(50)는 웨이퍼(W)를 세정하는 영역에 있고, 당해 세정 브러시(50)는 다음과 같이 하여 웨이퍼(W)의 세정 영역으로부터 브러시부(50)의 세정 영역으로 이동된다. 우선 스핀 건조를 행한 후, 승강 기구(27)에 의해 어퍼 컵(41)의 하측 주위면이 상기 브러시부(50)의 상면에 부딪치지 않을 정도의 높이 위치까지 정자 형상 거더(23)를 상승시킨다. 다음에, 도 2에 도시한 바와 같이 구동 기구(60)에 의해 세정 부재(5)가, 베이스 지지부(61a)와 베이스 지지부(61b)에 의해 끼워지는 영역(S)으로 이동시킨다. 세정 부재(5)를 상기 영역(S)으로 이동시켰을 때에, 브러시부(50)가 베이스(63)로 둘러싸이는 영역 내에 없는 경우에는, 구동 기구(29)에 의해 베이스(63)를 이동시켜, 브러시부(50)를 베이스(63)로 둘러싸이는 영역 내에 위치시킨다.
이와 같이 하여 상기 세정 부재(5)를 웨이퍼(W)의 세정 영역으로부터 브러시 부(50)의 세정 영역까지 이동시킨 후, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 승강 기구(27)에 의해 브러시부(50)와 유리 기판(6) 사이의 거리가 소정의 거리가 되도록 베이스(63)를 하강시킨다. 그 후, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 브러시부(50)의 상면에 형성된 토출 구멍(54)으로부터 소정의 유량, 예를 들어 400cc/min로 세정액(R)을 토출하여, 유리 기판(6)의 이면을 적시는 동시에, 구동 기구(53)에 의해 브러시부(50)를 미리 설정한 회전수로 회전시킨다. 또한, 상기 토출 구멍(54)으로부터 토출하는 세정액(R)은 상기 온도 조정부(56)에 의해 소정의 온도, 예를 들어 30℃로 조정되어 있다. 그 후, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 승강 기구(27)에 의해 베이스(63)를 하강시켜, 브러시부(50)의 상면에 유리 기판(6)의 이면을 접촉시킨다. 베이스(63)를 더욱 하강시켜 미리 설정한 압박력으로 브러시부(50)가 유리 기판(6)으로 압박되도록 조정한다.
도 8은 브러시부(50)가 세정되는 모습을 도시하는 도면이다. 유리 기판(6)의 이면에 토출 구멍(54)으로부터 400cc/min로 세정액(R)을 토출시키는 동시에, 브러시부(50)를 200rpm으로 회전시키면서 당해 브러시부(50)의 상면을, 예를 들어 1N/㎠로 압박하면, 유리 기판(6)과 브러시부(50) 사이에 개재하는 세정액(R)에 압력이 발생하여, 브러시부(50)가 세정액(R) 상에 부상된 상태로 된다. 이 상태는 브러시부(50)와 유리 기판(6)의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브(도 9 참조)에 있어서 마찰계수(μ)가 가장 작은 값 P < 0.01을 포함하는 곡선의 볼록한 부분에 상당하는 영역인 탄성 유체 윤활인 것을 말하고, 이 탄성 유체 윤활의 상태로 브러시부(50)가 세정된다. 즉, 브러시부(50)와 유리 기판(6) 사이에 세정액(R)이 개재 된 상태로 브러시부(50)가 세정된다. 또한, 도 9 중의 종축은 마찰계수(μ)를 나타내고 있고, 횡축은[세정액(R)의 점도 × 브러시부(50)의 회전 속도]/압박력(ηV/F)을 나타내고 있다.
여기서 탄성 유체 윤활의 범위에 대해 구체적으로 서술하면, 가장 볼록한 부분의 마찰계수(P)에 있어서의 횡축의 [세정액(R)의 점도 × 브러시부(50)의 회전 속도]/압박력을 Q로 한 경우, 탄성 유체 윤활의 범위는 kQ ≤ Q < IQ(Q = 0.6, k = 0.2, I = 2)이고, 이 범위는 브러시부(50)와 유리 기판(6)이면, 브러시 부재(50)의 회전 속도(V)는 70rpm 내지 500rpm이 된다. 즉, 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활을 얻을 수 있는 회전수라 함은, 스트리벡 커브에 있어서의 마찰계수의 최소치를 얻을 수 있는 회전수만으로 한정되는 것이 아니다. 장치를 조립할 때에는 마찰계수의 최소치를 얻을 수 있도록 파라미터를 설정하게 되지만, 실제로는, 마찰계수는 당해 최소치보다도 약간 커지는 경우가 많다고 생각된다. 탄성 유체 윤활이라 함은, 예를 들어 자동차가 젖어 있는 도로를 주행했을 때에 타이어와 도로의 마찰이 거의 없어져, 제동을 걸어도 타이어가 도로를 미끄러지는 상태에 상당한다. 따라서, 본 발명에 있어서 「탄성 유체 윤활을 얻을 수 있는 회전수」라 함은, 이와 같은 작용이 발휘되어 있는 회전수를 가리키는 것이다.
상기 브러시부(50)를 상기 유리 기판(6)에 소정 시간, 예를 들어 10초간 압박한 후, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이 승강 기구(27)에 의해 베이스(63)를 소정의 높이 위치까지 상승시켜, 상기 유리 기판(6)으로부터 상기 브러시부(50)를 이격한다. 그리고, 도 7의 (b) 내지 도 7의 (d)를 사용하여 설명한 일련의 동작을 복 수회, 예를 들어 5회 반복한 후, 세정액(R)의 공급 및 브러시부(50)의 회전을 멈추어, 브러시부(50)의 세정이 종료된다.
한편, 이면의 세정 처리가 종료된 웨이퍼(W)는 스핀 척(3)으로부터 지지 핀(32)으로 전달되고, 그 후 지지 핀(32)과 반송 수단의 협동 작용에 의해 반송 수단으로 전달된다. 그리고, 이 웨이퍼(W)는 후속의 노광 장치를 향해 송출되어, 미처리의 웨이퍼(W)가 세정 장치(2)로 반입되게 된다.
브러시부(50)의 세정이 종료된 후, 승강 기구(27)에 의해 어퍼 컵(41)의 하측 주위면이 상기 브러시부(50)의 상면에 부딪치지 않을 정도의 높이 위치까지 정자 형상 거더(23)를 상승시켜, 구동 기구(60)에 의해 세정 부재(5)를 웨이퍼(W)의 세정 영역까지 이동시킨다. 그리고, 세정 장치(2)에 새롭게 반입된 웨이퍼(W)에 대해 이미 서술한 바와 마찬가지로 하여 이면 세정이 개시된다. 이상의 브러시부(50)를 세정하는 프로세스는 브러시 세정 프로그램(92)에 의해 실행된다.
또한, 브러시부(50)의 세정을 개시하는데 있어서, 상술한 형태로 한정되지 않고 웨이퍼(W)를 소정 매수 세정하면 자동적으로 브러시 세정 모드가 선택되도록 상기 브러시 세정 프로그램(92)이 구성되어 있어도 된다.
또한, 브러시 부재(50)를 교환하는 경우에는, 사용 종료된 브러시부(50)를 베이스(51)를 통해 지지체(52)로부터 제거하고, 그리고 미사용의 브러시부(50)를 베이스(51)를 통해 당해 지지체(52)에 설치한 후, 예를 들어 오퍼레이터가 입력 수단(94)에 의해 브러시 세정 모드를 선택하고, 이미 서술한 바와 마찬가지로 하여 브러시부(50)의 세정이 행해지게 된다.
또한, 상기 브러시부(50)에 의한 세정 횟수를 거듭해 가면, 유리 기판(6)의 이면은 브러시부(50)에 부착되어 있던 유기물 등에 의해 점차 오염되어 당해 이면이 소수화되어, 흡습성이 나빠진다. 이로 인해, 브러시부(50)의 세정 횟수가 미리 설정한 횟수로 되면, 브러시부(50)가 웨이퍼(W)의 이면을 세정하고 있을 때에, 상기 자외선 램프(62)로부터 유리 기판(6)을 향해 자외선을 조사하여, 당해 이면에 부착되어 있는 유기물 등을 제거하여 친수화시키는 처리가 행해진다. 이 처리를 행하는 스텝은 브러시 세정 프로그램(92)의 스텝에 포함되어 있다.
상술한 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)를 세정하는 영역에서 웨이퍼(W)를 세정한 세정 부재(5)를 유리 기판(6)에 의해 브러시부(50)를 세정하는 영역으로 이동시켜, 이 영역에서 당해 브러시부(50)를 세정하고 있으므로, 브러시부(50)를 세정하기 위해 웨이퍼의 세정 처리를 멈추고 더미 웨이퍼를 흘리는 등의 작업을 행하지 않아도 되므로, 세정 장치(2)로 흘러오는 웨이퍼(W)를 멈추지 않고 연속해서 세정 처리할 수 있다. 또한, 세정 부재(5)의 브러시부(50)의 세정에서는 브러시부(50)의 상면에 형성된 토출 구멍(54)으로부터 소정의 유량으로 세정액(R)을 토출시키는 동시에, 상기 브러시부(50)를 회전시키면서 당해 브러시부(50)를 미리 설정한 압박력으로 유리 기판(6)으로 압박하여 브러시부(50)를 세정하고 있으므로, 브러시부(50)의 세정을 단시간에 행할 수 있다. 이들의 효과에 의해 웨이퍼의 생산성이 향상된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 브러시부(50)와 유리 기판(6)의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활을 얻을 수 있는 회전수, 본 실시 형태에서는 70rpm 내지 500rpm의 회전 속도(V)로 브러시부(50)를 회전시키고 있으므로, 즉 브러시부(50)와 유리 기판(6) 사이에 세정액(R)이 개재된 상태로 당해 브러시부(50)가 세정되므로, 브러시부(50)와 유리 기판(6)이 마찰되어 브러시부(50)가 손상되는 등의 우려가 없다. 그로 인해 브러시부(50)의 사용 수명이 길어진다.
또한, 상술한 실시 형태에서는 승강 기구(27)에 의해 브러시부(50)의 상면을 유리 기판(63)의 저면으로 압박하고 있으나, 브러시부(50)를 주위 방향으로 회전시키는 구동 기구(53)에, 지지체(51)를 통해 브러시부(50)를 상하로 이동 가능한 기능을 갖게 하여, 이 구동 기구(53)에 의해 브러시부(50)의 상면을 유리 기판(63)의 저면으로 압박하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에서는 브러시부(50)의 상면의 대략 중앙에 형성된 토출 구멍(54)으로부터 세정액(R)을 토출시켜 유리 기판(63)의 하면을 적시고 있으나, 이 구성으로 한정되지 않고 유리 기판(63)의 하면의 대략 중앙부에 토출 구멍을 형성하여, 이 토출 구멍으로부터 세정액(R)을 토출시켜 유리 기판(63)의 하면을 적시도록 구성해도 좋다.
다음에, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 이 형태에서는, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 유리 기판(85)을, 세정 부재(5)가 웨이퍼(W)를 세정하는 영역과 당해 영역으로부터 이격된 대기 영역 사이에서 이동시키는 것 외에는 상술한 실시 형태에서 설명한 세정 장치(2)와 완전히 동일한 구성이 된다.
이 형태의 구성에 대해 상세하게 설명하면, 도 10 및 도 11 중 부호 80은 상기 형교(22b)와 평행하게 설치된 레일부이고, 이 레일부(80)의 양단부는 상기 언더 컵(43)의 상면에 각각 고정되어 있다. 또한, 이 예에서는, 상기 레일부(80)는 세정 부재(5)로 웨이퍼(W)의 이면 중심 영역을 세정할 때에 정자 형상 거더(23)를 소정의 위치까지 이동시켰을 때, 형교(22b)와 부딪치지 않는 위치에 설치되어 있다. 상기 레일부(80)에는 유리 지지체(81)를 통해 유리 기판(82)을 Y축 방향으로 이동시키는 이동 기구(83)가 설치되어 있다. 상기 유리 지지체(81)의 기단부측에는 가이드축(84)을 통해 당해 유리 지지체(81)를 상하로 구동시키는 구동부(85)가 설치되어 있다. 또한, 상기 유리 지지체(81)의 선단부측에는 가이드축(86)을 통해 유리 기판(82)을 상하로 구동시키는 구동부(87)가 설치되어 있다. 상기 구동부(85)는 구동부(27)에 의해 정자 형상 거더(23)를 상승시킬 때에, 정자 형상 거더(23)가 유리 지지체(81)에 닿지 않도록 유리 지지체(81)를 소정의 높이 위치까지 상승시키기 위해 설치되어 있다.
이 형태에 있어서의 작용에 대해 서술하면, 전술한 바와 같이 하여 세정 부재(5)에 의해 웨이퍼(W)를 세정한 후, 이동 기구(83)에 의해 유리 기판(82)을 이동시켜 당해 유리 기판(82)의 하면과 세정 부재(5)의 브러시부(50)를 마주보게 한다(도 11 참조). 계속해서 구동부(87)에 의해 가이드축(86)을 통해 유리 기판(82)을 하강시켜, 브러시부(50)와 유리 기판(82) 사이의 거리가 소정의 거리가 되도록 한다. 그 후, 브러시부(50)의 상면에 형성된 토출 구멍(54)으로부터 소정의 유량으로 세정액(R)을 토출하여, 유리 기판(82)의 이면을 적시는 동시에, 구동 기구(53)에 의해 브러시부(50)를 미리 설정한 회전수로 회전시킨다. 그 후, 구동부(87)에 의해 유리 기판(82)을 하강시켜 브러시부(50)의 상면에 유리 기판(82)의 이면을 접 촉시킨다. 유리 기판(82)을 더욱 하강시켜 미리 설정한 압박력으로 브러시부(50)가 유리 기판(82)에 압박되도록 조정한다. 그리고, 이미 서술한 바와 마찬가지로 하여 브러시부(50)와 유리 기판(82) 사이에 세정액(R)이 개재된 상태로 브러시부(50)가 세정된다. 이와 같은 형태라도 상술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 도포, 현상 장치에 상술한 세정 장치(2)를 적용한 일례에 대해 간단히 설명한다. 도 12는 도포, 현상 장치에 노광 장치를 접속한 시스템의 평면도이고, 도 13은 상기 시스템의 사시도이다. 또한, 도 14는 상기 시스템의 종단면도이다. 도포, 현상 장치에는 캐리어 블록(S1)이 설치되어 있고, 그 적재대(101) 상에 적재된 밀폐형의 캐리어(100)로부터 전달 아암(C)이 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(S2)으로 전달하고, 처리 블록(S2)으로부터 전달 아암(C)이 처리 완료된 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(100)로 복귀시키도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에 관한 세정 장치(2)는 처리 블록(S2)으로부터 노광 장치(S4)로 웨이퍼(W)를 전달할 때, 즉 도 12에 도시한 바와 같이 인터페이스 블록(S3)의 입구부에서 처리 대상이 되는 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하도록 구성되어 있다.
상기 처리 블록(S2)은, 도 13에 도시한 바와 같이 본 예에서는 현상 처리를 행하기 위한 제1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제2 블록(BCT층)(B2), 레지스트막의 도포를 행하기 위한 제3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사 방지막의 형성을 행하기 위한 제4 블록(TCT층)(B4)을 하방으로부터 차례로 적층하여 구성되어 있다.
제2 블록(BCT층)(B2)과 제4 블록(TCT층)(B4)은 각각 반사 방지막을 형성하기 위한 약액을 스핀 코팅에 의해 도포하는 도포 유닛과, 이 도포 유닛에서 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 가열ㆍ냉각계의 처리 유닛군과, 상기 도포 유닛과 처리 유닛군 사이에 설치되어, 이들 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송 아암(A2, A4)으로 구성되어 있다. 제3 블록(COT층)(B3)에 대해서도 상기 약액이 레지스트액인 것을 제외하면 동일한 구성이다.
한편, 제1 블록(DEV층)(B1)에 대해서는, 도 14에 도시한 바와 같이 하나의 DEV층(B1) 내에 현상 유닛(110)이 2단으로 적층되어 있다. 그리고 당해 DEV층(B1) 내에는 이들 2단의 현상 유닛(110)으로 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 아암(A1)이 설치되어 있다. 즉, 2단의 현상 유닛에 대해 반송 아암(A1)이 공통화된 구성으로 되어 있다.
또한, 처리 블록(S2)에는, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이 선반 유닛(U5)이 설치되고, 캐리어 블록(S1)으로부터의 웨이퍼(W)는 상기 선반 유닛(U5) 중 하나의 전달 유닛, 예를 들어 제2 블록(BCT층)(B2)의 대응하는 전달 유닛(D1)에 의해 순차 반송된다. 계속해서 웨이퍼(W)는 제2 블록(BCT층)(B2) 내의 반송 아암(A2)에 의해, 이 전달 유닛(CPL2)으로부터 각 유닛(반사 방지막 유닛 및 가열ㆍ냉각계의 처리 유닛군)으로 반송되어, 이들 유닛에서 반사 방지막이 형성된다.
그 후, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF2), 상기 선반 유닛(U5)의 근방에 설치된 승강 가능한 제1 전달 아암(D1), 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(CPL3) 및 반송 아암(A3)을 통해 제3 블록(COT층)(B3)으로 반입되어 레지스트막이 형성된 다. 또한, 웨이퍼(W)는 반송 아암(A3) → 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF3)으로 전달된다. 또한, 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 제4 블록(TCT층)(B4)에서 반사 방지막이 더 형성되는 경우도 있다. 이 경우에는, 웨이퍼(W)는 전달 유닛(CPL4)을 통해 반송 아암(A4)으로 전달되어, 반사 방지막이 형성된 후 반송 아암(A4)에 의해 전달 유닛(TRS4)으로 전달된다.
한편, DEV층(B1) 내의 상부에는 선반 유닛(U5)에 설치된 전달 유닛(CPL11)으로부터 선반 유닛(U6)에 설치된 전달 유닛(CPL12)으로 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용의 반송 수단인 셔틀 아암(E)이 설치되어 있다. 레지스트막이나 반사 방지막이 더 형성된 웨이퍼(W)는 전달 아암(D1)을 통해 전달 유닛(BF3, TRS4)으로부터 수취하여 전달 유닛(CPL11)으로 전달되고, 이곳으로부터 셔틀 아암(E)에 의해 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(CPL12)으로 직접 반송된다. 여기서, 도 12에 도시한 바와 같이 선반 유닛(U6)과 세정 장치(2) 사이에 설치된 반송 수단인 전달 아암(D2)은 회전, 진퇴, 승강 가능하게 구성되어, 세정 전후의 웨이퍼(W)를 각각 전문으로 반송하는, 예를 들어 2개의 아암을 구비하고 있다. 웨이퍼(W)는 전달 아암(D2)의 세정전 전용의 아암에 의해 TRS 12로부터 취출되어, 세정 장치(2) 내로 반송되어 이면 세정을 받는다. 세정이 종료된 웨이퍼(W)는 전달 아암(D2)에 세정후 전용의 아암으로 TRS 13에 적재된 후, 인터페이스 블록(S3)에 취입되게 된다. 또한, 도 14 중의 CPL이 부착되어 있는 전달 유닛은 온도 조절용 냉각 유닛을 겸하고 있고, BF가 부착되어 있는 전달 유닛은 복수막의 웨이퍼(W)를 적재 가능한 버퍼 유닛을 겸하고 있다.
계속해서, 인터페이스 아암(B)에 의해 노광 장치(S4)로 반송되어, 여기서 소정의 노광 처리가 행해진 후, 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(TRS6)에 적재되어 처리 블록(S2)으로 복귀된다. 계속해서 웨이퍼(W)는 제1 블록(DEV층)(B1)에서 현상 처리가 행해져, 반송 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U5)에 있어서의 전달 아암(C0)으로 복귀되고, 또한 도 12에 있어서 U1 내지 U4는 각각 가열부와 냉각부를 적층한 열계 유닛군이다.
또한, 도 12 내지 도 14에 도시한 도포, 현상 장치에서는 실시 형태에 관한 세정 장치(2)를 인터페이스 블록(S3)의 입구부에 설치한 예를 나타냈으나, 세정 장치(2)를 설치하는 위치는 본 예로 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 인터페이스 블록(S3) 내에 당해 세정 장치(2)를 설치해도 좋고, 처리 블록(S2)의 입구부, 예를 들어 선반 유닛(U5)에 설치하여 레지스트막이 형성되기 전의 웨이퍼(W)를 이면 세정하도록 구성해도 좋고, 캐리어 블록(S1) 내에 설치해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에 관한 세정 장치(2)를 적용 가능한 장치는 도포, 현상 장치로 한정되지 않는다. 예를 들어, 이온 주입 후의 어닐 공정을 행하는 열처리 장치에도 본 세정 장치(2)는 적용할 수 있다. 웨이퍼(W)의 이면에 파티클이 부착된 상태로 어닐 공정을 행하면, 이 공정 중에 파티클이 웨이퍼(W)의 이면으로부터 인입하여, 이 파티클과 표면의 트랜지스터 사이에 전류로가 형성되어 버리는 경우도 있다. 이로 인해, 이 공정 전에 웨이퍼(W)를 이면 세정함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 세정 장치를 도시하는 사시도.
도 2는 상기 세정 장치의 평면도.
도 3은 상기 세정 장치의 종단면도.
도 4는 상기 세정 장치의 종단면도.
도 5는 세정 브러시의 구성을 도시하는 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 제어부를 도시하는 블럭도.
도 7은 상기 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 공정도.
도 8은 세정 부재가 세정되는 모습을 도시하는 설명도.
도 9는 세정 부재와 유리 기판의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브.
도 10은 상기 세정 장치를 적용하여 도포, 현상 장치의 실시 형태를 도시하는 평면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 세정 장치를 도시하는 사시도.
도 12는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 세정 장치를 도시하는 평면도.
도 13은 상기 도포, 현상 장치의 사시도.
도 14는 상기 도포, 현상 장치의 종단면도.
도 15는 종래의 세정 장치를 도시하는 개략 종단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
W : 반도체 웨이퍼
2 : 세정 장치
3 : 스핀 척
5 : 세정 브러시
6 : 유리 기판
9 : 제어부
20a, 20b : 흡착 패드
21a, 21b : 패드 지지부
22a, 22b : 형교
23 : 정자 형상 거더
27 : 승강 기구
41 : 어퍼 컵
50 : 세정 부재
51 : 베이스
52 : 지지체
53 : 구동 기구
54 : 토출 구멍
55 : 통류관
56 : 온도 조정부
57 : 세정액 공급원
58 : 벨트
60 : 구동 기구
62 : 자외선 램프

Claims (13)

  1. 기판을 수납한 캐리어가 적재되는 캐리어 블록과, 이 캐리어 블록의 캐리어로부터 전달 아암에 의해 취출된 기판에 대하여 레지스트막을 형성하기 위한 유닛 및 노광 후의 기판을 현상 처리하는 유닛을 포함하는 처리 블록과, 이 처리 블록에서 처리된 기판을 노광 장치에 전달하고, 노광 후의 기판을 수취해서 상기 처리 블록에 전달하기 위한 인터페이스 블록과, 레지스트막이 형성되고, 노광 전의 기판의 이면을 세정하기 위한 기판 세정 장치를 구비한, 도포, 현상 장치이며,
    기판 세정 장치는 회전 유지 수단에 의해 그 표면이 위를 향한 상태에서 수평으로 유지된 상태로 연직축 주위로 회전하는 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시켜 당해 기판의 이면을 세정하도록 구성되고,
    상기 세정 부재에 의해 기판을 세정하는 위치로부터 이격되어 설치되어, 그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체와,
    상기 세정 부재를, 기판을 세정하는 영역과 상기 브러시 세정체에 의해 상기 브러시부가 세정되는 영역 사이에서 이동시키는 이동 수단과,
    상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 브러시 세정체와 세정 부재를 상대적으로 회전시키기 위한 수단과,
    상기 브러시 세정체와 브러시부를 상대적으로 회전시키고 있을 때에 상기 브러시 세정체의 하면과 상기 브러시부 사이에 세정액을 공급하기 위해 당해 브러시부의 중앙부에서 세정액을 토출하는 세정액 공급 수단과,
    상기 브러시부와 상기 브러시 세정체의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활이 얻어지는 회전수로 상기 브러시 세정체와 브러시부를 상대적으로 회전시키도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 장치.
  2. 기판을 수납하는 캐리어가 적재되는 캐리어 블록과, 이 캐리어 블록의 캐리어로부터 전달 아암에 의해 취출된 기판에 대하여 레지스트막을 형성하기 위한 유닛 및 노광 후의 기판을 현상 처리하는 유닛을 포함하는 처리 블록과, 이 처리 블록에서 처리된 기판을 노광 장치에 전달하고, 노광 후의 기판을 수취해서 상기 처리 블록에 전달하기 위한 인터페이스 블록과, 레지스트막이 형성되고, 노광 전의 기판의 이면을 세정하기 위한 기판 세정 장치를 구비한, 도포, 현상 장치이며,
    기판 세정 장치는 회전 유지 수단에 의해 그 표면이 위를 향한 상태에서 연직축 주위로 회전하는 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시켜 당해 기판의 이면을 세정하도록 구성되고,
    그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체와,
    상기 브러시 세정체를, 상기 세정 부재가 기판을 세정하는 영역과 당해 영역으로부터 이격된 대기 영역 사이에서 이동시키는 이동 수단과,
    기판을 세정하는 영역에 위치하는 상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 브러시 세정체와 세정 부재를 상대적으로 회전시키기 위한 수단과,
    상기 브러시 세정체와 브러시부를 상대적으로 회전시키고 있을 때에 상기 브러시 세정체의 하면과 상기 브러시부 사이에 세정액을 공급하기 위해 당해 브러시부의 중앙부에서 세정액을 토출하는 세정액 공급 수단과,
    상기 브러시부와 상기 브러시 세정체의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활이 얻어지는 회전수로 상기 브러시 세정체와 브러시부를 상대적으로 회전시키도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브러시부의 회전수는 200rpm 이상인 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 브러시 세정체의 하면에 부착된 유기물을 제거하기 위해 자외선을 조사하는 자외선 램프를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브러시 세정체는 유리 기판인 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 장치.
  6. 기판을 수납한 캐리어가 적재되는 캐리어 블록과, 기판에 대하여 레지스트막을 형성하기 위한 유닛 및 노광 후의 기판을 현상 처리하는 유닛을 포함하는 처리 블록과, 이 처리 블록에서 처리된 기판을 노광 장치에 전달하고, 노광 후의 기판을 수취해서 상기 처리 블록에 전달하기 위한 인터페이스 블록과, 기판의 이면을 세정하기 위한 기판 세정 장치를 구비한 도포, 현상 장치를 사용하고,
    상기 캐리어 블록의 캐리어로부터 기판을 전달 아암을 통해 처리 블록에 전달하고, 처리 블록에서 레지스트막의 형성을 포함하는 처리를 기판에 행하는 공정과,
    그 후, 기판 세정 장치 내의 회전 유지 수단에 의해 그 표면이 위를 향한 상태에서 기판을 수평으로 유지하고, 이 상태로 기판을 연직축 주위로 회전시켜, 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시켜 당해 기판의 이면을 세정하는 공정을 행하고,
    상기 기판 세정 장치에 있어서는, 상기 세정 부재에 의해 기판을 세정하는 영역으로부터 이격되어 설치되어, 그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체를 사용하고,
    상기 세정 부재를, 기판을 세정한 후, 이동 수단에 의해 상기 브러시 세정체의 하면에 마주보는 위치까지 이동시키는 공정과,
    상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 양자를 상대적으로 회전시키면서 당해 브러시부의 중앙부로부터 세정액을 토출하여 브러시 세정체의 하면과 브러시부 사이에 세정액을 공급함으로써 브러시부를 세정하는 공정과,
    그 후, 상기 세정 부재를 기판의 이면을 세정하는 영역으로 이동시켜 기판의 이면을 세정하는 공정을 포함하고,
    상기 브러시부를 세정하는 공정은, 상기 브러시부와 상기 브러시 세정체의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활이 얻어지는 회전수로 상기 브러시 세정체와 브러시부를 상대적으로 회전시키는 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  7. 기판을 수납한 캐리어가 적재되는 캐리어 블록과, 기판에 대하여 레지스트막을 형성하기 위한 유닛 및 노광 후의 기판을 현상 처리하는 유닛을 포함하는 처리 블록과, 이 처리 블록에서 처리된 기판을 노광 장치에 전달하고, 노광 후의 기판을 수취해서 상기 처리 블록에 전달하기 위한 인터페이스 블록과, 기판의 이면을 세정하기 위한 기판 세정 장치를 구비한 도포, 현상 장치를 사용하고,
    상기 캐리어 블록의 캐리어로부터 기판을 전달 아암을 통해 처리 블록에 전달하고, 처리 블록에서 레지스트막의 형성을 포함하는 처리를 기판에 행하는 공정과,
    그 후, 기판 세정 장치 내의 회전 유지 수단에 의해 그 표면이 위를 향한 상태에서 기판을 수평으로 유지하고, 이 상태로 기판을 연직축 주위로 회전시켜, 기판의 이면에 세정액을 공급하면서 세정 부재의 브러시부를 접촉시켜 당해 기판의 이면을 세정하는 공정을 행하고,
    상기 기판 세정 장치에 있어서는, 그 하면이 상기 브러시부와 접촉하여 당해 브러시부를 세정하는 세정면으로서 형성된 브러시 세정체를 사용하고,
    상기 세정 부재에 의해 기판을 세정한 후, 이동 수단에 의해 상기 브러시 세정체를 이동시켜 당해 브러시 세정체의 하면과 세정 부재의 브러시부를 마주보게 하는 공정과,
    상기 브러시 세정체의 하면에 세정 부재의 브러시부를 압박하여, 양자를 상대적으로 회전시키면서 당해 브러시부의 중앙부로부터 세정액을 토출하여 브러시 세정체의 하면과 브러시부 사이에 세정액을 공급함으로써 브러시부를 세정하는 공정과,
    그 후, 상기 브러시 세정체를, 세정 부재에 의한 기판의 이면의 세정 영역으로부터 퇴피시켜, 세정 부재에 의해 기판의 이면을 세정하는 공정을 포함하고,
    상기 브러시부를 세정하는 공정은, 상기 브러시부와 상기 브러시 세정체의 윤활 상태를 나타내는 스트리벡 커브에 있어서 탄성 유체 윤활이 얻어지는 회전수로 상기 브러시 세정체와 브러시부를 상대적으로 회전시키는 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 브러시부의 회전수는 200rpm 이상인 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 브러시 세정체의 하면에 자외선을 조사하여, 당해 하면에 부착된 유기물을 제거하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 브러시 세정체는 유리 기판인 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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