KR101939166B1 - 기판 처리 스크러버 및 기판 처리 장치 그리고 기판 처리 방법 - Google Patents

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켄토 쿠루수
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판으로부터 제거 대상물을 양호하게 제거할 수 있도록 하는 것이다. 본 발명에서는, 기판(5)으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 스크러버(29), 이 기판 처리 스크러버(29)를 이용한 기판 처리 장치(1) 및 기판 처리 방법에서, 기판 처리 스크러버(29)는, 회전축(28)에 접속한 기대(31)와, 상기 기대(31)에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체(32)와, 상기 기대(31)에 형성되고, 상기 스크러버 본체(32)로 처리액을 공급하는 처리액 공급구(36)를 가지고, 상기 스크러버 본체(32)는, 상기 기판(5)과의 접촉면의 면적보다 상기 기대(31)와의 장착면의 면적을 크게 하는 것으로 했다.

Description

기판 처리 스크러버 및 기판 처리 장치 그리고 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING SCRUBBER, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 스크러버 및 기판 처리 장치 그리고 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 부품 또는 플랫 패널 디스플레이 등을 제조할 경우에는, 반도체 웨이퍼 또는 액정 기판 등의 기판을 기판 보지(保持) 기구로 보지한 상태에서, 기판의 표면(주면(主面) : 회로 형성면)에 대하여 에칭 처리 또는 성막 처리 또는 세정 처리 등의 각종의 처리를 반복하여 행하고 있다.
그리고, 기판에 대하여 각종의 처리를 행할 시, 기판의 이면에 파티클 등의 오염 물질이 부착하거나 기판의 이면에 볼록부가 형성되는 경우가 있다. 이 기판의 이면에 부착한 오염 물질 또는 기판의 이면에 형성된 볼록부는, 기판의 각종 처리에 악영향을 미칠 우려가 있다.
이 때문에, 기판 처리 스크러버를 기판의 이면에 압압(押壓)하면서 회전시킴으로써 기판의 이면에 대하여 세정 또는 연마 등의 처리를 실시하여, 기판의 이면으로부터 오염 물질 또는 볼록부 등의 제거 대상물을 제거하고 있다. 이 기판 처리 스크러버는, 회전축에 접속한 기대(基臺)에 복수개의 스크러버 본체를 기대의 회전 방향으로 배열하여 환상(環狀)으로 장착한 구성으로 되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본특허공개공보 2011-206867호
그런데, 상기 종래의 기판 처리 스크러버에서는, 기판으로부터 제거 대상물의 제거를 행할 시, 복수개로 분할 형성된 스크러버 본체를 기판의 이면에 압압하면서 회전시키기 때문에, 기판으로부터 받는 반력에 의해 분할 형성된 각 스크러버 본체가 기판에 대하여 경사져, 기판으로부터 제거 대상물을 양호하게 제거할 수 없게 될 우려가 있었다.
따라서 본 발명에서는, 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 스크러버에 있어서, 회전축에 접속한 기대(基臺)와, 상기 기대에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체와, 상기 기대에 형성되고, 상기 스크러버 본체로 처리액을 공급하는 처리액 공급구를 가지고, 상기 스크러버 본체는, 상기 기판과의 접촉면의 면적보다 상기 기대와의 장착면의 면적을 크게 하는 것으로 했다.
또한 상기 기대는, 상기 회전축에 접속한 강체로 이루어지는 베이스체와, 상기 베이스체와 스크러버 본체의 사이에 개재 설치한 상기 스크러버 본체보다 경도가 낮은 탄성체로 이루어지는 완충체를 가지는 것으로 했다.
또한 상기 스크러버 본체는, 외주부 및 내주부를 하향 볼록 형상으로 형성하여, 외주부 및 내주부에 상기 기판과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부 사이에 상기 기판에 접촉하지 않는 비접촉면을 형성하는 것으로 했다.
또한 상기 스크러버 본체는, 상기 접촉면의 면적보다 상기 비접촉면의 면적을 넓게 하는 것으로 했다.
또한 상기 인접하는 복수개의 스크러버 본체의 사이에 상기 처리액을 배출하는 배액홈이 형성되어 있는 것으로 했다.
또한, 상기 배액홈을 상기 기대의 회전 중심으로부터 외주를 향해 방사 형상으로 형성하는 것으로 했다.
또한, 상기 배액홈을 상기 기대의 회전 중심으로부터 외주를 향해 넓어지게 한 것으로 했다.
또한, 상기 배액홈을 상기 기대의 회전 방향을 향해 경사시키는 것으로 했다.
또한 본 발명에서는, 회전하는 기판 처리 스크러버를 이용하여 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리 스크러버는, 회전축에 접속한 기대와, 상기 기대에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체와, 상기 기대에 형성되고, 상기 스크러버 본체로 처리액을 공급하는 처리액 공급구를 가지고, 상기 스크러버 본체는, 상기 기판과의 접촉면의 면적보다 상기 기대와의 장착면의 면적을 크게 하는 것으로 했다.
또한, 상기 기판의 외주 단연부를 따라 연장되는 기판 지지체로 상기 기판의 외주 단연부를 지지하는 것으로 했다.
또한, 상기 처리액 공급구로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구와, 상기 처리액 공급 기구로부터 공급하는 처리액의 유량을 제어하는 제어 수단을 더 가지고, 제어 수단은, 상기 기판 처리 스크러버로 상기 기판의 내주측을 처리할 때보다, 상기 기판 처리 스크러버로 상기 기판의 외주측을 처리할 때에, 상기 처리액 공급구로부터 공급하는 상기 처리액의 유량이 적게 되도록 상기 처리액 공급 기구를 제어하는 것으로 했다.
또한 본 발명에서는, 회전하는 기판 처리 스크러버를 이용하여 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 방법에 있어서, 기대에 회전 방향으로 복수개 설치한 스크러버 본체를 상기 기판과의 접촉면의 면적보다 상기 기대와의 장착면의 면적을 크게 한 상태로 장착한 기판 처리 스크러버를 상기 기판에 접촉시키고, 상기 기대로부터 상기 스크러버 본체로 처리액을 공급하고, 또한 그 처리액을 인접하는 스크러버 본체의 사이에 형성된 배액홈으로부터 배출시킴으로써 상기 기판으로부터 제거 대상물을 제거하는 것으로 했다.
또한, 상기 기판 처리 스크러버로 상기 기판의 내주측을 처리할 때보다, 상기 기판 처리 스크러버로 상기 기판의 외주측을 처리할 때에, 상기 스크러버 본체로 공급하는 상기 처리액의 유량을 줄이는 것으로 했다.
그리고 본 발명에서는, 기판 처리 스크러버를 기판에 압압하면서 회전시켜 제거 대상물의 제거 처리를 행해도, 기판으로부터 받는 반력에 의해 스크러버 본체가 기판에 대하여 경사지는 것을 억제할 수 있어, 기판으로부터 제거 대상물을 양호하게 제거할 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 기판 처리 유닛을 도시한 평면도이다.
도 3은 기판 처리 유닛을 도시한 정면도이다.
도 4는 기판 연마 수단을 도시한 측면도이다.
도 5는 기판 처리 스크러버를 도시한 정면도(a), 저면도(b), 단면도(c)이다.
도 6은 다른 기판 처리 스크러버를 도시한 정면도(a), 저면도(b), 단면도(c), (d)이다.
도 7은 다른 기판 처리 스크러버를 도시한 저면도이다.
도 8은 기판 처리 장치의 동작 설명도이다.
도 9는 기판 처리 장치의 동작 설명도이다.
도 10은 기판 처리 장치의 동작 설명도이다.
도 11은 기판 처리 장치의 동작 설명도이다.
이하에, 본 발명의 구체적인 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에서는, 기판의 이면을 기판 처리 스크러버로 연마하는 기판 처리 장치에 대하여 설명하지만, 본 발명은 기판을 연마 처리하는 경우에 한정되지 않고, 기판 처리 스크러버를 이용하여 세정 처리하는 경우 등에도 적용할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 하우징(2)의 전단부(前端部)에 기판 반입출대(3)를 형성하고, 또한 기판 반입출대(3)의 후부에 기판 처리실(4)을 형성하고 있다.
기판 반입출대(3)는, 기판(5)(여기서는, 반도체 웨이퍼)을 복수매(예를 들면 25 매) 모아 수용한 복수개(여기서는, 3 개)의 캐리어(6)를 좌우로 나란히 재치하고 있다.
그리고 기판 반입출대(3)는, 캐리어(6)와 후부의 기판 처리실(4)의 사이에서 기판(5)의 반입 및 반출을 행한다.
기판 처리실(4)은, 중앙부에 기판 반송 유닛(7)을 배치하고, 기판 반송 유닛(7)의 일측부에 기판 반전 유닛(8)과 2 개의 기판 처리 유닛(9)을 나란히 배치하고, 또한 기판 반송 유닛(7)의 타측부에 3 개의 기판 처리 유닛(9)을 나란히 배치하고 있다.
기판 반송 유닛(7)은, 전후로 연장되는 반송실(10)의 내부에 기판(5)을 1 매씩 보지하여 반송하기 위한 기판 반송 장치(11)를 수용한다.
이 기판 반송 장치(11)는, 전후로 주행하는 주행대(12)에 1 매의 기판(5)을 보지하는 암(13)을 진퇴·승강 및 회전 가능하게 장착하고 있다.
그리고 기판 반송 장치(11)는, 기판 반입출대(3)와 기판 반전 유닛(8)의 사이 또는 기판 반전 유닛(8)과 기판 처리 유닛(9)의 사이에서 기판(5)을 1 매씩 반송한다.
기판 처리실(4)에서는, 기판 반송 장치(11)가, 기판 반입출대(3)의 소정의 캐리어(6)로부터 1 매의 기판(5)을 표면(주면 : 회로 형성면)을 상측을 향한 상태로 수취하고, 그 기판(5)을 기판 반전 유닛(8)으로 전달한다. 기판 반전 유닛(8)에서는 기판(5)의 표리를 반전시킨다. 이 후, 재차 기판 반송 장치(11)가, 기판 반전 유닛(8)으로부터 기판(5)을 이면을 상측을 향한 상태로 수취하고, 그 기판(5)을 소정의 기판 처리 유닛(9)으로 전달한다. 기판 처리 유닛(9)에서는 기판(5)의 이면이 연마 처리된다. 연마 처리가 종료되면, 기판 반송 장치(11)가 기판(5)을 기판 처리 유닛(9)으로부터 기판 반전 유닛(8)으로 반송한다. 기판 반전 유닛(8)에서 기판의 표리를 반전시키고, 재차 기판 반송 장치(11)가 기판 반전 유닛(8)으로부터 기판(5)을 표면을 상측을 향한 상태로 수취하고, 그 기판(5)을 기판 반입출대(3)의 소정의 캐리어(6)로 전달한다.
기판 반전 유닛(8)은, 기판 반송 장치(11)로부터 수취한 기판(5)을 표리 반전시킨다.
기판 처리 유닛(9)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 케이싱(14)의 내부에, 기판(5)을 보지하고 또한 기판(5)을 회전시키기 위한 기판 보지 수단(15)과, 기판(5)을 처리하는 기판 처리 수단으로서 기판(5)의 이면을 연마하기 위한 기판 연마 수단(16)과, 연마 시에 기판(5)의 이면으로 린스액(순수)을 공급하기 위한 린스액 공급 수단(17)과, 연마 후의 기판(5)의 이면을 세정하기 위한 기판 세정 수단(18)을 수용하고 있다. 이들 기판 보지 수단(15), 기판 연마 수단(16), 린스액 공급 수단(17), 기판 세정 수단(18)은 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 구동 제어된다. 또한 제어 수단(19)은, 기판 처리 유닛(9)뿐만 아니라 기판 반송 유닛(7) 또는 기판 반전 유닛(8) 등의 제어도 행한다.
기판 보지 수단(15)은, 케이싱(14)에 회전 구동 기구(20)를 장착하고, 회전 구동 기구(20)에 원판 형상의 턴테이블(21)을 수평으로 장착하고 있다. 이 턴테이블(21)의 단연부에는, 기판(5)의 외주 단연부를 보지하는 개폐 가능한 3 개의 기판 보지체(22)를 원주 방향으로 등간격을 두고 배치하고, 또한 기판 보지체(22)의 좌우 측방에 기판(5)의 외주 단연부를 따라 원호 형상으로 연장되는 경사면으로 기판(5)의 외주 단연부를 지지하는 기판 지지체(23)를 배치하고 있다. 또한, 턴테이블(21)의 외주 측방을 컵(24)으로 둘러싸고 있다. 기판 보지체(22)는 개폐 기구(25)에 의해 개폐한다. 회전 구동 기구(20) 및 개폐 기구(25)는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 구동 제어된다.
기판 연마 수단(16)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(5)의 상방에 암(27)을 설치하고 있다. 이 암(27)은, 케이싱(14) 내에 대략 수평으로 설치된 직선 형상의 가이드 레일(45)을 따라 이동 가능하게 되어 있다. 그리고 암(27)에는, 암(27)을 대략 수평으로 이동시키는 스캔 구동 기구(46)가 연결되어 있다. 이 스캔 구동 기구(46)는, 예를 들면 볼 나사와 이 볼 나사를 회전시키는 모터에 의해 구성할 수 있다. 그리고, 이 스캔 구동 기구(46)에 의해, 암(27)은 기판 보지 수단(15)에 보지된 기판(5)의 상방을 이동할 수 있다. 스캔 구동 기구(46)는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 구동 제어된다.
암(27)에는, 기판 보지 수단(15)에 보지된 기판(5)에 대하여, 암(27)을 승강시키는 암 승강 구동 기구(47)가 설치되어 있다. 이 암 승강 구동 기구(47)는, 예를 들면 실린더에 의해 구성할 수 있다. 암 승강 구동 기구(47)와 암(27)은, 제 1 연결 부재(48)를 개재하여 연결되어 있다. 암 승강 구동 기구(47)와 스캔 구동 기구(46)는, 제 2 연결 부재(49)를 개재하여 연결되어 있다. 그리고 암(27)은, 제 1 연결 부재(48), 암 승강 구동 기구(47) 및 제 2 연결 부재(49)와 함께, 가이드 레일(45)을 따라 이동할 수 있다. 암 승강 구동 기구(47)는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 구동 제어된다.
기판 연마 수단(16)에는, 암(27)의 전단(前端)에 상하로 연장되는 회전축(28)이 회동 가능하게 장착되고, 회전축(28)의 하단부에 기판 처리 스크러버로서의 연마 스크러버(29)가 장착되어 있다. 회전축(28)에는 종동 풀리(50)가 설치되어 있다. 또한, 암(27) 상에는 스크러버 회전 구동 기구(30)가 설치되고, 스크러버 회전 구동 기구(30)의 구동축(51)에 구동 풀리(52)가 설치되어 있다. 스크러버 회전 구동 기구(30)는, 예를 들면 모터에 의해 구성할 수 있다. 구동 풀리(52)와 종동 풀리(50)에는 전도 벨트(53)가 감겨 있다. 이에 의해, 스크러버 회전 구동 기구(30)의 회전 구동력이 전도 벨트(53)를 거쳐 회전축(28)에 전달되고, 연마 스크러버(29)가 회전한다. 스크러버 회전 구동 기구(30)는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 구동 제어된다.
연마 스크러버(29)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(28)에 착탈 가능하게 장착한 원통 형상의 기대(31)의 하부에 스크러버 본체로서의 복수개(여기서는, 8 개)의 지석(폴리비닐 알코올 또는 페놀 수지 등의 모재에 탄화규소 또는 다이아몬드 등을 함유시켜 성형한 것이어도 됨)으로 이루어지는 연마 부재(32)를 회전축(28)의 회전 방향을 따라 간격을 두고 부착하고 있다. 기대(31)는, 회전축(28)에 접속한 금속 또는 수지 등의 강체로 이루어지는 원통 형상의 베이스체(33)의 하부에 실리콘 고무 또는 폴리올레핀 스펀지 또는 폴리우레탄 등의 탄성체로 이루어지는 원통 형상의 완충체(34)를 부착하고 있다. 즉, 복수개의 연마 부재(32)가, 각각 베이스체(33)와의 사이에 연마 부재(32)보다 경도가 낮은 완충체(34)를 개재 설치한 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 기판(5)이 휘어 있어도 복수개의 연마 부재(32)와 부착되어 있는 부분의 완충체(34)가 기판(5)의 휨에 맞추어 변형될 수 있어, 연마 부재(32)를 기판(5)의 처리면에 양호하게 추종시킬 수 있다.
여기서 연마 부재(32)는, 외주부를 하향 볼록 형상으로 형성함으로써 단면을 역 L 자 형상으로 하여, 외주부에 기판(5)과 접촉하는 접촉면을 형성하고, 또한 내주부에 기판(5)과 접촉하지 않는 비접촉면을 형성하고 있다. 그리고 연마 부재(32)는, 연마 부재(32)와 기판(5)이 접촉하는 접촉면(연마 부재(32)의 하단면)의 면적보다, 기대(31)에 부착된 연마 부재(32)의 장착면(연마 부재(32)의 상단면)의 면적이 커지도록 하고 있다.
또한 연마 부재(32)는, 기판(5)과의 접촉면의 면적보다 기대(31)와의 장착면의 면적을 크게 하면 되고, 단면 형상을 역 L 자 형상으로 형성한 경우에 한정되지 않고, 하향 사다리꼴 형상으로 형성해도 된다. 이에 의해, 연마 부재(32)의 장착면의 면적이 커지므로, 연마 부재(32)가 기판(5)과 접촉했을 때에 압력을 분산시킬 수 있어, 보다 안정적으로 처리할 수 있다.
또한 연마 부재(32)는, 기판(5)과의 접촉면을 1 개소만 형성한 경우에 한정되지 않고, 접촉면을 복수 개소 형성해도 된다. 예를 들면, 도 6의 (a) ~ (c)에 도시한 연마 부재(32’)에서는, 외주부 및 내주부를 하향 볼록 형상으로 형성함으로써 단면을 역 요(凹) 자 형상으로 하여, 외주부 및 내주부에 기판(5)과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부의 사이에 비접촉면을 형성하고 있다. 비접촉면의 면적은, 각 접촉면의 면적보다 넓게 하여, 연마 부재(32’)가 기판(5)과 접촉했을 때에 압력을 양호하게 분산시킬 수 있도록 하고 있다. 하향 볼록 형상으로 형성한 접촉면의 높이(접촉면과 비접촉면의 상하차(비접촉면의 깊이))는, 처리 시에 기판(5)에 압압하여 접촉시켰을 때에 볼록 형상 부분이 꺾이지 않는 높이로 하고 있다. 볼록 형상 부분의 기부(基部)(접촉면과 비접촉면의 경계 부분)에는, 둥글게 하여 볼록 형상 부분의 강도를 확보하고 있다. 접촉면의 높이는, 외주부와 내주부에서 동일하게 해도 되고, 도 6의 (d)에 도시한 연마 부재(32”)와 같이, 외주부의 높이를 내주부의 높이보다 높게 해도 된다. 외주부가 내주부보다 회전 속도가 빨라 처리 시 보다 효과적으로 기능하기 때문에, 외주부의 높이를 높게 하여, 외주부를 기판(5)에 확실히 접촉시킴으로써 기판(5)을 양호하게 처리할 수 있다.
이 연마 스크러버(29)에는, 연마 부재(32)를 향해 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구(35)가 접속되어 있다. 처리액 공급 기구(35)는, 처리액 공급원(54)으로부터 밸브(55)를 구비한 처리액 공급관(56)을 거쳐, 기대(31)의 중앙부에 형성된 처리액 공급구(36)로부터 처리액을 연마 부재(32)를 향해 공급한다. 처리액 공급 기구(35)(밸브(55))는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 처리액의 공급이 제어된다. 여기서는, 처리액으로서 기판(5)(제거 대상물)과 연마 부재(32)의 접촉에 의해 발생하는 마찰열을 냉각시키기 위한 순수를 이용하고 있다.
연마 스크러버(29)는, 기대(31)의 하부에 복수개의 연마 부재(32)를 회전 방향을 향해 등간격을 두고 배치하고 있다. 이에 의해, 인접하는 연마 부재(32)의 사이에 방사 형상의 간극이 형성된다. 이 간극은, 기대(31)의 중앙부에 형성한 처리액 공급구(36)와 연마 부재(32)의 외주 외방을 연통하고 있어, 처리액 공급구(36)로부터 공급된 처리액을 연마 부재(32)의 외방으로 배출하는 배액홈(37)으로서 기능한다.
이와 같이, 연마 스크러버(29)는, 배액홈(37)을 기대(31)의 회전 중심으로부터 외주를 향해 방사 형상으로 형성함으로써, 처리액을 원활히 배출할 수 있다. 또한 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 연마 스크러버(29a)는, 연마 부재(32)의 개수를 많게 하여(여기서는, 24 개), 배액홈(37a)의 개수를 많게 함으로써, 처리액을 보다 원활히 배출할 수 있다. 또한 연마 처리에서는, 연마 부재의 모서리부와 제거 대상물의 접촉 횟수가 많아질수록 제거 능력이 높아진다. 이 때문에, 연마 부재의 개수를 많게 하여 연마 부재(32)의 모서리부의 수를 많게 함으로써, 제거 대상물과의 접촉 빈도가 증대되어, 제거 대상물을 신속히 제거할 수 있다. 또한 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 연마 스크러버(29b)는, 배액홈(37b)을 기대(31)의 회전 중심으로부터 외주 단연부를 향해 넓어지게 해도 된다. 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 연마 스크러버(29c)는, 배액홈(37c)을 기대(31)의 회전 방향을 향해 경사 형상으로 형성해도 된다. 이들에 의해서도, 처리액을 보다 원활히 배출할 수 있다.
린스액 공급 수단(17)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 린스액 공급 노즐(39)과, 린스액 공급 노즐(39)로 린스액을 공급하는 린스액 공급 기구(38)로 구성되어 있다. 린스액 공급 기구(38)는, 린스액 공급원(57)과 밸브(58)를 구비한 린스액 공급관(59)을 거쳐 린스액 공급 노즐(39)로 린스액을 공급한다. 린스액 공급 노즐(39)은, 그 선단부를 기판(5)의 중앙를 향하고 있다. 린스액 공급 기구(38)(밸브(58))는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)으로 공급 제어된다.
기판 세정 수단(18)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(5)의 상방에 암(41)을 설치하고 있다. 이 암(41)은, 케이싱(14) 내에 대략 수평으로 설치된 직선 형상의 가이드 레일(45)을 따라 이동 가능하게 되어 있다. 그리고 암(41)에는, 암(41)을 대략 수평으로 이동시키는 스캔 구동 기구(40)가 연결되어 있다. 이 스캔 구동 기구(40)는, 예를 들면 볼 나사와 이 볼 나사를 회전시키는 모터에 의해 구성할 수 있다. 그리고, 이 스캔 구동 기구(40)에 의해, 암(41)은 기판 보지 수단(15)에 보지된 기판(5)의 상방을 이동할 수 있다. 스캔 구동 기구(40)는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)에 의해 구동 제어된다.
또한 기판 세정 수단(18)은, 암(41)의 전단 하부에 기판 세정 노즐(2 유체 노즐)(42)을 장착하고 있다. 기판 세정 노즐(42)은 세정 유체 공급 기구(43)에 접속되어 있다. 세정 유체 공급 기구(43)는, 예를 들면 순수와 질소 가스 등의 2 종류의 공급원(60, 61)과 밸브(62, 63)를 구비한 세정 유체 공급관(64, 65)을 거쳐 기판 세정 노즐(42)로 2 종류의 유체를 공급하고, 기판 세정 노즐(42)에서 2 종류의 유체를 혼합하여 처리액을 생성하고, 그 처리액을 기판(5)을 향해 공급한다. 세정 유체 공급 기구(43)(밸브(62, 63))는 제어 수단(19)에 접속되어 있고, 제어 수단(19)으로 공급 제어된다.
기판 처리 장치(1)는, 이상에 설명한 바와 같이 구성되어 있고, 제어 수단(19)에 설치한 기록 매체(44)에 기록된 각종의 프로그램에 따라 제어 수단(19)으로 구동 제어되고, 기판(5)의 처리를 행하도록 하고 있다. 여기서 기록 매체(44)는, 각종의 설정 데이터 또는 후술하는 기판 처리 프로그램 등의 각종의 프로그램을 저장하고 있고, ROM 또는 RAM 등의 메모리, 또는 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 또는 플렉서블 디스크 등의 디스크 형상 기록 매체 등의 공지의 것으로 구성된다.
그리고 기판 처리 장치(1)에서는, 제어 수단(19)이 기록 매체(44)에 기록된 기판 처리 프로그램에 따라 이하에 설명하는 바와 같이 기판(5)의 이면을 연마한다.
우선, 기판 반입출대(3)에 재치된 캐리어(6)로부터, 기판 반송 장치(11)가 기판(5)을 취출하고, 기판 반전 유닛(8)으로 전달한다. 이어서, 기판 반전 유닛(8)에서 기판(5)의 표리를 반전시키고, 이면(회로 형성면과는 반대면)을 상측을 향한 상태로 한다. 그리고 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(5)의 이면을 상측을 향한 상태로 기판 반송 장치(11)가 기판 처리 유닛(9)으로 반입된다. 반입된 기판(5)은, 기판 처리 유닛(9)의 기판 보지 수단(15)에 의해 수평으로 보지된다. 이 때, 기판(5)이 기판 지지체(23)의 상부에 재치되고, 이 후 제어 수단(19)에 의해 개폐 기구(25)를 구동함으로써 기판(5)의 단연부가 기판 보지체(22)로 보지된다.
이어서 도 8에 도시한 바와 같이, 제어 수단(19)에 의해 기판 연마 수단(16)의 스캔 구동 기구(46)를 구동함으로써, 연마 스크러버(29)를 기판(5)의 우측방의 퇴피 위치로부터 기판(5)의 중앙의 처리 개시 위치까지 이동시킨다. 또한, 기판 세정 수단(18)의 기판 세정 노즐(42)은, 기판(5)의 좌측방의 퇴피 위치에서 대기시킨다.
이어서 도 9에 도시한 바와 같이, 제어 수단(19)에 의해 기판 보지 수단(15)의 회전 구동 기구(20)를 구동하고, 턴테이블(21)을 소정 회전수로 회전시켜 기판(5)을 수평으로 보지한 채로 회전시킨다. 또한, 제어 수단(19)에 의해 기판 연마 수단(16)의 스캔 구동 기구(46) 및 스크러버 회전 기구(30)를 제어하고, 연마 스크러버(29)를 회전시키면서 기판(5)의 이면에 소정의 압력으로 압압시킨 상태에서 기판(5)의 이면의 중심으로부터 외주 단연부를 향해 이동시킨다. 이 때, 제어 수단(19)에 의해 처리액 공급 기구(35)를 구동하고, 처리액 공급구(36)로부터 연마 스크러버(29)의 연마 부재(32)를 향해 처리액을 공급한다. 또한, 제어 수단(19)에 의해 린스액 공급 수단(17)의 린스액 공급 기구(38)를 구동하고, 린스액 공급 노즐(39)로부터 기판(5)의 이면을 향해 순수를 공급한다.
이에 의해, 연마 스크러버(29)의 연마 부재(32)가 기판(5)의 제거 대상물에 접촉하고, 기판(5)으로부터 제거 대상물을 박리한다. 박리한 제거 대상물은, 처리액 및 린스액에 의해 기판(5)으로부터 제거된다. 기판(5)으로 공급된 처리액은 배액홈(37)으로부터 연마 스크러버(29)의 외부로 배출되고, 린스액과 함께 회전하는 기판(5)의 원심력에 의해 기판(5)의 외주 외방으로 배출된다.
여기서, 기판(5)의 내주측의 소정 범위를 연마 스크러버(29)로 처리할 시에는, 제어 수단(19)에 의해 처리액 공급 기구(35) 및 린스액 공급 기구(38)를 구동하여, 소정 유량의 처리액 및 린스액을 공급한다. 구체적으로, 기판(5)의 내주측의 소정 범위보다 외주측을 연마 스크러버(29)로 처리할 시에는, 린스액의 공급을 정지 또는 억제하여, 기판(5)의 내주측의 소정 범위를 처리할 때보다 처리액 또는 린스액의 유량이 적게 되도록 하고 있다. 기판(5)의 내주측을 연마 스크러버(29)로 처리하고 있을 때에는, 회전하는 기판(5)의 원심력의 작용으로 처리액 및 린스액이 원활히 기판(5)의 외주 외방으로 배출된다. 그러나, 기판(5)의 외주측을 연마 스크러버(29)로 처리하고 있을 때에는, 기판(5) 상을 흘러온 린스액의 유동이 기판(5)의 외주부에서 연마 스크러버(29)에 의해 흐트러지기 때문에, 처리액 및 린스액이 기판(5)의 외주 외방으로 원활히 배출되지 않고 기판(5)의 표면측으로 흘러 들어갈 우려가 있다. 이 때문에, 연마 스크러버(29)로 기판(5)의 내주측을 처리할 때보다 외주측을 처리할 때에, 처리액의 유량을 줄임으로써, 기판(5)의 외주부에서 린스액의 흐름을 흐트러뜨리지 않고 처리액 및 린스액을 기판(5)의 외주 외방으로 원활히 배출하고, 처리액 및 린스액이 기판(5)의 표면측으로 흘러드는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(5)의 외주 단연부를 따라 연장되는 기판 지지체(23)로 기판(5)의 외주 단연부를 지지하고 있기 때문에, 보다 확실히 처리액 및 린스액이 기판(5)의 표면측으로 흘러드는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(5)의 외주 단연부를 따라 연장되는 기판 지지체(23)로 기판(5)의 외주 단연부를 지지함으로써, 연마 스크러버(29)로 기판(5)을 압압해도 기판(5)은 휘기 어려워져, 균일하게 처리할 수 있다.
이어서 도 10에 도시한 바와 같이, 제어 수단(19)에 의해 린스액 공급 수단(17)의 린스액 공급 기구(38)를 정지하고, 린스액 공급 노즐(39)로부터 기판(5)의 이면으로의 순수의 공급을 정지한다. 또한, 제어 수단(19)에 의해 기판 연마 수단(16)의 스캔 구동 기구(46)를 구동함으로써 연마 스크러버(29)를 기판(5)의 우측방의 퇴피 위치까지 이동시키고, 또한 기판 세정 수단(18)의 스캔 구동 기구(40)를 구동함으로써 기판 세정 노즐(42)을 기판(5)의 좌측방의 퇴피 위치로부터 기판(5)의 중앙의 처리 개시 위치까지 이동시킨다.
이어서 도 11에 도시한 바와 같이, 제어 수단(19)에 의해 기판 세정 수단(18)의 스캔 구동 기구(40) 및 세정 유체 공급 기구(43)를 구동하여, 기판 세정 노즐(42)로부터 기판(5)을 향해 처리액을 공급시키면서, 기판 세정 노즐(42)을 기판(5)의 이면의 중심으로부터 외주 단연부를 향해 이동시킨다. 이에 의해, 기판 세정 수단(18)으로 기판(5)의 이면 전면(全面)을 세정한다.
이어서 도 3에 도시한 바와 같이, 제어 수단(19)에 의해 기판 세정 수단(18)의 스캔 구동 기구(40)를 구동함으로써 기판 세정 노즐(42)을 기판(5)의 좌측방의 퇴피 위치까지 이동시킨다. 이 후, 기판(5)을 수평으로 보지하여 계속 회전시킴으로써, 기판(5)의 이면을 건조 처리하고, 건조 처리의 종료 후에 기판(5)의 회전을 정지한다.
이 후, 기판 반송 장치(11)에 의해 턴테이블(21)의 상부로부터 기판(5)을 기판 반전 유닛(8)으로 반출한다. 기판 반전 유닛(8)에서 기판(5)은 반전되고, 기판(5)의 표면이 상측을 향한 상태가 된다. 이 후, 기판 반송 장치(11)가 기판(5)을 기판 반전 유닛(8)으로부터 반출하고, 캐리어(6)로 반입한다.
이상에 설명한 바와 같이 하여, 기판 처리 장치(1)는, 기판 처리 프로그램에 의해 기판(5)의 처리(이면의 연마)를 행하고 있다.
그리고 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 연마 부재(32)와 기판(5)의 접촉면의 면적보다 연마 부재(32)와 기대(31)의 장착면의 면적을 크게 하고 있기 때문에, 연마 부재(32)가 기판(5)과 접촉할 때에 압력을 분산시킬 수 있어, 기판(5)으로부터 받는 반력에 의해 연마 부재(32)가 기판(5)에 대하여 경사지는 것을 억제할 수 있어, 기판(5)으로부터 제거 대상물을 양호하게 제거할 수 있다. 특히, 연마 부재(32)의 외주부 및 내주부를 하향 볼록 형상으로 형성하여, 외주부 및 내주부에 기판(5)과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부의 사이에 기판(5)에 접촉하지 않는 비접촉면을 형성함으로써, 연마 부재(32)가 기판(5)과 접촉할 때의 압력을 확실히 분산시킬 수 있어, 기판(5)으로부터 받는 반력에 의해 연마 부재(32)가 기판(5)에 대하여 경사지는 것을 보다 한층 억제할 수 있다. 또한, 연마 부재(32)가 기판(5)과 접촉하는 부분을 외주부와 내주부의 2 개로 함으로써, 기판(5)에 대하여 경사지는 것을 억제하고, 또한 접촉면의 면적을 작게 하여 효과적으로 처리할 수 있다. 또한, 복수개의 연마 부재(32)가, 각각 베이스체(33)와의 사이에 연마 부재(32)보다 경도가 낮은 완충체(34)를 개재 설치한 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 복수개의 연마 부재와 부착하고 있는 부분의 완충체(34)가 각각 변형될 수 있어, 연마 부재(32)를 기판(5)의 처리면에 양호하게 추종시킬 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
19 : 제어 수단
29 : 연마 스크러버
31 : 기대
32 : 연마 부재
33 : 베이스체
34 : 완충체
36 : 처리액 공급구
37 : 배액홈

Claims (13)

  1. 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 스크러버에 있어서,
    회전축에 접속한 기대와,
    상기 기대에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체와,
    상기 기대의 중앙부에 형성되고, 처리액이 흐르는 1개의 개구를 가지고,
    상기 스크러버 본체는, 외주부 및 내주부를 기판의 방향에 대하여 볼록 형상으로 형성하여, 외주부 및 내주부에 상기 기판과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부 사이에 상기 기판에 접촉하지 않는 비접촉면을 형성하고, 상기 접촉면의 면적보다 상기 비접촉면의 면적을 넓게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기대는, 상기 회전축에 접속한 강체로 이루어지는 베이스체와, 상기 베이스체와 스크러버 본체의 사이에 개재 설치한 상기 스크러버 본체보다 경도가 낮은 탄성체로 이루어지는 완충체를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  3. 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 스크러버에 있어서,
    회전축에 접속한 기대와,
    상기 기대에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체와,
    상기 기대의 중앙부에 형성되고, 처리액이 흐르는 1개의 개구를 가지고,
    상기 스크러버 본체는, 외주부 및 내주부를 기판의 방향에 대하여 볼록 형상으로 형성하여, 외주부 및 내주부에 상기 기판과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부의 사이에 상기 기판에 접촉하지 않는 비접촉면을 형성하고, 상기 외주부의 접촉면의 높이를 상기 내주부의 접촉면의 높이보다 높게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스크러버 본체는, 상기 접촉면의 면적보다 상기 비접촉면의 면적을 넓게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접하는 복수개의 스크러버 본체의 사이에 상기 기대의 회전 중심으로부터 외주를 향하여 방사 형상으로 형성되고, 상기 개구와 상기 스크러버 본체의 외주 외방을 연통하여, 상기 개구로부터 공급된 처리액을 상기 스크러버 본체의 외방으로 배출하는 배액홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배액홈을 상기 기대의 회전 중심으로부터 외주를 향해 넓어지게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 배액홈을 상기 기대의 회전 방향을 향해 경사시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  8. 회전하는 기판 처리 스크러버를 이용하여 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판 처리 스크러버는,
    회전축에 접속한 기대와,
    상기 기대에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체와,
    상기 기대의 중앙부에 형성되고, 처리액이 흐르는 1개의 개구를 가지고,
    상기 스크러버 본체는, 외주부 및 내주부를 기판의 방향에 대하여 볼록 형상으로 형성하여, 외주부 및 내주부에 상기 기판과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부의 사이에 상기 기판에 접촉하지 않는 비접촉면을 형성하고, 상기 접촉면의 면적보다 상기 비접촉면의 면적을 넓게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 회전하는 기판 처리 스크러버를 이용하여 기판으로부터 제거 대상물을 제거하기 위한 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판 처리 스크러버는,
    회전축에 접속한 기대와,
    상기 기대에 장착되고, 회전 방향으로 간격을 두고 복수개 설치한 스크러버 본체와,
    상기 기대의 중앙부에 형성되고, 처리액이 흐르는 1개의 개구를 가지고,
    상기 스크러버 본체는, 외주부 및 내주부를 기판의 방향에 대하여 볼록 형상으로 형성하여, 외주부 및 내주부에 상기 기판과의 접촉면을 형성하고, 또한 외주부와 내주부의 사이에 상기 기판에 접촉하지 않는 비접촉면을 형성하고, 상기 외주부의 접촉면의 높이를 상기 내주부의 접촉면의 높이보다 높게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 기판의 외주 단연부를 따라 연장되는 기판 지지체로 상기 기판의 외주 단연부를 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 개구로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구와,
    상기 처리액 공급 기구로부터 공급하는 처리액의 유량을 제어하는 제어 수단을 더 가지고,
    제어 수단은, 상기 기판 처리 스크러버로 상기 기판의 내주측을 처리할 때보다, 상기 기판 처리 스크러버로 상기 기판의 외주측을 처리할 때에, 상기 개구로부터 공급하는 상기 처리액의 유량이 적게 되도록 상기 처리액 공급 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크러버 본체는, 상기 기판과의 접촉면의 면적보다 상기 기대와의 장착면의 면적을 크게 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 스크러버.
  13. 삭제
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