KR102238389B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102238389B1
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데츠지 도가와
겐야 이토
유 이시이
게이스케 우치야마
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명의 과제는, 유체로 지지된 웨이퍼 등의 기판이 소정의 처리 위치에 정확하게 존재하고 있는지 여부를 검출할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
기판 처리 장치는, 스크럽 부재(61)를 기판(W)의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판(W)의 표면 처리를 행하는 스크러버(50)와, 제1면과는 반대측의 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구(90)와, 스크러버(50)와 정압 지지 기구(90)와의 거리를 측정하는 거리 센서(103)와, 거리의 측정값으로부터 정압 지지 기구(90)와 기판(W)의 제2면과의 사이의 간극을 산출하고, 간극이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 처리 제어부(4)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 높은 청정도를 필요로 하는 웨이퍼 등의 기판의 표면 및/또는 이면을 처리하는 장치에 관한 것이다.
최근, 메모리 회로, 로직 회로, 이미지 센서(예를 들어, CMOS 센서) 등의 디바이스는, 보다 고집적화되고 있다. 이들 디바이스를 형성하는 공정에 있어서는, 미립자나 진애 등의 이물질이 디바이스에 부착되는 경우가 있다. 디바이스에 부착된 이물질은, 배선간의 단락이나 회로의 문제를 야기시켜 버린다. 따라서, 디바이스의 신뢰성을 향상시키기 위해, 디바이스가 형성된 웨이퍼를 세정하여, 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 것이 필요해진다.
웨이퍼의 이면(베어 실리콘면)에도, 상술한 바와 같은 미립자나 분진 등의 이물질이 부착되는 경우가 있다. 이러한 이물질이 웨이퍼의 이면에 부착되면, 웨이퍼가 노광 장치의 스테이지 기준면으로부터 이격되거나 웨이퍼 표면이 스테이지 기준면에 대해 기울어, 결과적으로, 패터닝의 어긋남이나 초점 거리의 어긋남이 발생하게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 웨이퍼의 이면에 부착된 이물질을 제거하는 것이 필요해진다.
최근에는, 광학식 노광 기술 외에, 나노임프린트 기술을 사용한 패터닝 장치가 개발되고 있다. 이 나노임프린트 기술은, 패터닝용의 압형을 웨이퍼에 도포된 수지 재료에 압박함으로써 배선 패턴을 전사하는 기술이다. 나노임프린트 기술에서는, 압형과 웨이퍼 사이 및 웨이퍼와 웨이퍼 사이에서의 오염의 전사를 피하기 위해, 웨이퍼의 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 것이 필요해진다.
종래에는, 웨이퍼를 회전시키면서 펜형의 브러시나 롤 스펀지로 웨이퍼를 스크럽 세정하는 것이 행해지고 있다. 그러나, 이러한 세정 기술에서는, 이물질의 제거율이 나쁘고, 특히 100㎚ 이상의 사이즈의 이물질을 제거하는 것이 어려웠다.
일본 특허 공개 평9-92633호 공보
따라서, 웨이퍼를 하방으로부터 고압의 유체로 지지하면서, 스크럽 부재를 고하중으로 웨이퍼에 미끄럼 접촉시킴으로써, 웨이퍼의 표면을 약간 깎아내는 기판 처리 장치가 제안되어 있다. 본 발명은, 이러한 정압 지지 기구를 구비한 기판 처리 장치의 개량을 제안하는 것이다.
본 발명의 제1 목적은, 유체로 지지된 웨이퍼 등의 기판이 소정의 처리 위치에 정확하게 존재하고 있는지 여부를 검출할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은, 스크럽 부재에 의해 깎아내어진 웨이퍼 등의 기판의 두께의 감소량을 결정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은, 유체로 지지된 웨이퍼 등의 기판의 프로파일을 컨트롤할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 목적은, 유체로 지지된 웨이퍼 등의 기판의 표면을 스크럽 부재로 균일하게 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구와, 상기 스크러버와 상기 정압 지지 기구와의 거리를 측정하는 적어도 1개의 거리 센서와, 상기 거리의 측정값으로부터 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 간극을 산출하고, 상기 간극이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 처리 제어부는, 상기 거리의 초기의 측정값으로부터 현재의 측정값을 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치된 복수의 거리 센서이고, 상기 처리 제어부는, 상기 복수의 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 측정값으로부터, 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 복수의 간극을 산출하고, 상기 산출된 복수의 간극이 상기 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하고, 상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 이동 가능한 거리 센서이고, 상기 처리 제어부는, 상기 거리 센서에 의해 복수의 측정점에서 취득된 상기 거리의 복수의 측정값으로부터, 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 복수의 간극을 산출하고, 상기 산출된 복수의 간극이 상기 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하고, 상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구와, 상기 스크러버와 상기 정압 지지 기구와의 거리를 측정하는 적어도 1개의 거리 센서와, 상기 거리의 초기 측정값으로부터 현재의 측정값을 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량을 결정하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 처리 제어부는, 상기 거리의 측정값으로부터 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 간극을 산출하고, 상기 산출된 간극이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치된 복수의 거리 센서이고, 상기 처리 제어부는, 상기 복수의 거리 센서에 의해 복수의 측정점에서 취득된 상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 이동 가능한 거리 센서이고, 상기 처리 제어부는, 상기 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 기판 지지면을 갖고, 상기 기판 지지면에서 개구되는 복수의 유체 배출구를 갖는 정압 지지 기구와, 상기 기판과 상기 정압 지지 기구의 거리를 측정하는 복수의 거리 센서와, 상기 복수의 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 측정값이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 복수의 거리 센서는, 적어도 3개의 거리 센서인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 적어도 3개의 거리 센서는, 소정의 중심점의 주위에 등간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 처리 제어부는, 상기 거리의 복수의 측정값의 변화로부터, 상기 스크럽 부재가 상기 기판의 제1면에 접촉한 것을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 복수의 유체 배출구에 공급되는 유체의 유량을 조정하는 복수의 유량 조정 밸브를 더 구비하고, 상기 처리 제어부는, 상기 복수의 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 측정값에 기초하여, 상기 복수의 유량 조정 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 기판 지지면을 갖고, 상기 기판 지지면에서 개구되는 복수의 유체 배출구를 갖는 정압 지지 기구와, 상기 복수의 유체 배출구에 각각 마주보도록 배치된, 상기 기판의 막 두께를 측정하는 복수의 막 두께 센서와, 상기 복수의 유체 배출구에 공급되는 유체의 유량을 조정하는 복수의 유량 조정 밸브와, 상기 복수의 막 두께 센서에 의해 취득된 상기 막 두께의 복수의 측정값에 기초하여, 상기 복수의 유량 조정 밸브의 동작을 제어하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 복수의 막 두께 센서는, 상기 스크러버에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 복수의 유체 배출구는, 상기 정압 지지 기구에 지지된 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구를 구비하고, 상기 스크러버는, 상기 스크럽 부재를 지지하는 변형 가능한 탄성 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 탄성 부재는 복수의 탄성 부재인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 스크러버는, 상기 탄성 부재보다도 경질인 경질 부재를 더 갖고, 상기 탄성 부재는, 상기 경질 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 스크러버는, 상기 탄성 부재보다도 경질인 경질 부재를 더 갖고, 상기 경질 부재는 상기 탄성 부재와 상기 스크럽 부재 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 탄성 부재는, 내부에 기체가 봉입된 에어백인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구와, 상기 스크럽 부재를 틸팅 가능하게 하는 구면 베어링을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 구면 베어링은, 상기 스크러버의 전체를 틸팅 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 구면 베어링은, 상기 스크럽 부재를 틸팅 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7 형태는, 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와, 상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구를 구비하고, 상기 스크러버는, 상기 정압 지지 기구에 지지된 상기 기판의 제1면과 평행한 기판 접촉면을 갖는 압박 플레이트를 갖고, 상기 압박 플레이트의 기판 접촉면은, 상기 스크럽 부재의 기판 접촉면을 둘러싸는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 압박 플레이트의 기판 접촉면은, 연질 패드로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 스크러버는, 상기 압박 플레이트를 상기 스크럽 부재에 대해 이동시키는 상대 이동 기구를 더 갖고, 상기 상대 이동 기구는, 상기 압박 플레이트를 상기 기판의 제1면에 대해 근접 및 이격하는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 및 제3 형태에 의하면, 기판과 정압 지지 기구 사이의 간극 또는 거리가 소정의 범위에 있는지 여부가 결정된다. 기판과 정압 지지 기구 사이의 간극 및 거리는, 유체로 지지된 기판의 위치를 나타내고 있다. 따라서, 상기 간극 또는 거리가 소정의 범위에 있는지 여부의 판단에 기초하여, 기판이 소정의 처리 위치에 있는지 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 제2 형태에 의하면, 스크러버와 정압 지지 기구와의 거리의 변화로부터, 기판의 두께의 감소량을 결정할 수 있다.
본 발명의 제4 형태에 의하면, 복수의 유량 조정 밸브의 동작을 제어함으로써, 기판과 스크럽 부재의 접촉 압력을 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 프로파일을 컨트롤할 수 있다.
본 발명의 제5, 6, 7 형태에 의하면, 유체압에 의한 기판의 휨에 스크럽 부재를 추종시킴으로써, 또는 기판을 평탄하게 압박함으로써, 기판의 표면을 스크럽 부재로 균일하게 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 모식도.
도 2는 스크러버의 저면도.
도 3은 스크러버의 다른 예를 도시하는 저면도.
도 4는 지지 스테이지의 상면도.
도 5는 지지 스테이지의 다른 예를 도시하는 상면도.
도 6은 복수의 거리 센서 및 대응하는 복수의 센서 타깃을 설치한 예를 도시하는 도면.
도 7의 (a)는 스크러버의 직경 방향으로 연장되는 센서 타깃을 구비한 스크러버를 도시하는 저면도, 도 7의 (b)는 기판의 반경 방향을 따라 이동 가능한 거리 센서를 구비한 정압 지지 기구를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 모식도.
도 9는 도 8에 도시하는 지지 스테이지의 상면도.
도 10은 3개의 거리 센서로부터 각각 출력된 거리의 측정값을 나타내는 그래프.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 모식도.
도 12는 막 두께를 측정할 때의 막 두께 센서의 위치를 도시하는 상면도.
도 13은 정압 지지 기구의 지지 스테이지의 변형예를 도시하는 평면도.
도 14는 정압 지지 기구의 지지 스테이지의 다른 변형예를 도시하는 평면도.
도 15는 상술한 실시 형태에 적용 가능한 스크러버의 다른 예를 도시하는 모식도.
도 16은 복수의 탄성 부재가 공통의 경질 부재에 고정되어 있는 예를 도시하는 도면.
도 17은 스크럽 부재가 경질 부재를 통해 탄성 부재에 지지된 예를 도시하는 도면.
도 18은 탄성 부재로서 에어백이 사용된 예를 도시하는 도면.
도 19는 스크러버의 또 다른 예를 도시하는 모식도.
도 20은 스크러버의 또 다른 예를 도시하는 모식도.
도 21은 스크러버의 또 다른 예를 도시하는 모식도.
도 22는 압박 플레이트를 도시하는 저면도.
도 23은 압박 플레이트를 상하 이동시키는 상대 이동 기구를 구비한 스크러버를 도시하는 도면.
도 24는 기판 처리 장치의 보다 상세한 구조를 도시하는 도면.
도 25는 기판 회전 기구의 상세한 구조를 도시하는 단면도.
도 26은 회전 커버와 척을 상방으로부터 본 도면.
도 27은 에어 실린더가 복수의 로드를 통해 링 스테이지를 상승시키는 모습을 도시하는 도면.
도 28은 스크러버 및 요동 아암의 내부 구조를 도시하는 도면.
도 29는 스크러버를 하방으로부터 본 도면.
도 30은 스크러버에 구비된 테이프 카트리지를 도시하는 단면도.
도 31의 (a)는 척의 클램프를 도시하는 평면도, 도 31의 (b)는 클램프의 측면도.
도 32의 (a)는 클램프가 기판을 파지한 상태를 도시하는 평면도, 도 32의 (b)는 클램프가 기판을 해방한 상태를 도시하는 평면도.
도 33의 (a)는 도 26의 A-A선 단면도, 도 33의 (b)는 도 33의 (a)의 B-B선 단면도.
도 34는 제2 자석과 제3 자석의 배치를 설명하기 위한 모식도로, 척의 축방향으로부터 본 도면.
도 35의 (a)는 리프트 기구에 의해 척을 상승시켰을 때의 도 26의 A-A선 단면도, 도 35의 (b)는 도 35의 (a)의 C-C선 단면도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 모식도이다. 기판 처리 장치는, 웨이퍼 등의 기판(W)을 수평하게 보유 지지하고, 그 축심을 중심으로 하여 회전시키는 기판 회전 기구(10)와, 이 기판 회전 기구(10)에 보유 지지된 기판(W)의 상면을 스크럽(문지르기)하여 기판(W)의 상면(제1면)으로부터 이물질이나 흠집을 제거하는 스크러버(처리 헤드)(50)와, 기판(W)의 하면(제2면)을 고압의 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구(90)를 구비하고 있다. 스크러버(50)는, 기판 회전 기구(10)에 보유 지지되어 있는 기판(W)의 상측에 배치되어 있고, 정압 지지 기구(90)는 기판 회전 기구(10)에 보유 지지되어 있는 기판(W)의 하측에 배치되어 있다.
일례로서, 기판(W)의 상면(제1면)은 디바이스가 형성되어 있지 않은 이면측의 면이고, 기판(W)의 하면(제2면)은 디바이스가 형성되어 있는 표면측의 면이다. 다른 예에서는, 기판(W)의 상면(제1면)은 디바이스가 형성되어 있는 표면측의 면이고, 기판(W)의 하면(제2면)은 디바이스가 형성되어 있지 않은 이면측의 면이다. 디바이스가 형성되어 있지 않은 면의 예로서는, 실리콘면을 들 수 있다.
기판 회전 기구(10)는, 기판(W)의 주연부를 파지하는 복수의 척(11)과, 이들 척(11)을 통해 기판(W)을 회전시키는 환 형상의 중공 모터(12)를 구비하고 있다. 기판(W)은, 척(11)에 의해 수평하게 보유 지지되고, 중공 모터(12)에 의해 기판(W)의 축심 주위로 회전된다. 기판(W)의 상방에는, 기판(W)의 상면에 세정액(예를 들어, 순수)을 공급하는 세정액 공급 노즐(27)이 배치되어 있다. 이 세정액 공급 노즐(27)은, 도시하지 않은 세정액 공급원에 접속되고, 세정액 공급 노즐(27)을 통해 기판(W)의 상면에 세정액이 공급되도록 되어 있다.
스크러버(50)는 스크러버 샤프트(51)에 연결되어 있다. 이 스크러버 샤프트(51)는, 스크러버(50)를 그 축심을 중심으로 하여 회전시키는 스크러버 회전 기구(58)에 연결되어 있다. 또한, 스크러버 샤프트(51)에는, 스크러버(50)에 하향의 하중을 부여하는 하중 부여 기구로서의 에어 실린더(57)가 연결되어 있다. 스크러버(50)는, 기판(W)의 표면 처리를 하기 위한 스펀지, 부직포, 발포 폴리우레탄 등의 연질 재료, 클리닝 테이프, 또는 연마 테이프 등으로 이루어지는 복수의 스크럽 부재(61)와, 이 스크럽 부재(61)를 보유 지지하는 원반 형상의 홀더(66)를 구비하고 있다.
도 2는 스크러버(50)의 저면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 스크럽 부재(61)는 스크러버(50)의 반경 방향으로 연장되어 있고, 스크러버(50)의 중심 주위에 등간격으로 배치되어 있다. 이 예 대신에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스크러버(50)는 원반 형상의 단일의 스크럽 부재(61)를 가져도 된다.
스크러버(50)는, 스크러버 회전 기구(58)에 의해 회전되면서, 에어 실린더(57)에 의해 기판(W)의 상면에 압박된다. 기판(W)의 상면에는 세정액 공급 노즐(27)로부터 세정액이 공급되고, 스크럽 부재(61)는 세정액의 존재하에서 기판(W)의 상면에 미끄럼 접촉되고, 이에 의해 기판(W)의 표면 처리가 행해진다. 스크럽 부재(61)를 사용한 표면 처리는, 기판(W)의 표면을 약간 깎아냄으로써, 기판(W)의 표면으로부터 이물질을 제거하고, 및/또는 기판(W)의 표면을 구성하는 재료의 적어도 일부를 제거하는 처리이다. 이하의 설명에서는, 스크럽 부재(61)를 사용한 기판의 표면 처리를, 적절하게 스크럽(문지르기) 처리라 한다.
정압 지지 기구(90)는, 복수의 유체 배출구(94)가 형성된 기판 지지면(91a)을 갖는 지지 스테이지(91)와, 유체 배출구(94)에 접속된 유체 공급로(92)와, 지지 스테이지(91)를 지지하는 지지 축(93)을 구비하고 있다. 유체 공급로(92)는 지지 축(93) 내를 통과하여, 유체 공급원(96)에 접속되어 있다. 본 실시 형태의 기판 지지면(91a)은 원형이지만, 사각형 또는 다른 형상을 갖고 있어도 된다.
지지 스테이지(91)는, 기판 회전 기구(10)에 보유 지지되어 있는 기판(W)의 하방에 배치되고, 유체 배출구(94)는 기판(W)의 하면에 대향하여 배치되어 있다. 지지 축(93)의 하부는, 스테이지 승강 기구(98)에 연결되어 있다. 이 스테이지 승강 기구(98)에 의해 지지 스테이지(91)는 그 기판 지지면(상면)(91a)이 기판(W)의 하면에 근접한 위치에 도달할 때까지 상승되도록 되어 있다.
도 4는, 지지 스테이지(91)의 상면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 유체 배출구(94)는 지지 스테이지(91)의 상면을 구성하는 기판 지지면(91a) 내에서 개구되고, 기판 지지면(91a)의 전체에 형성되어 있다. 가압된 유체는, 유체 공급원(96)으로부터 유체 공급로(92)를 통해 유체 배출구(94)에 연속적으로 공급된다. 유체는, 유체 배출구(94)로부터 오버플로우가 발생하고, 또한 기판(W)의 하면과 지지 스테이지(91)의 기판 지지면(91a)과의 간극을 흐른다. 기판(W)과 지지 스테이지(91) 사이의 간극은 유체로 채워지고, 기판(W)은 유체에 의해 지지된다. 기판(W)과 지지 스테이지(91)는 비접촉으로 유지되고, 그 간극은 50㎛∼500㎛로 된다. 이와 같이, 정압 지지 기구(90)는 유체를 통해 기판(W)을 비접촉으로 지지할 수 있으므로, 기판(W)의 하면에 형성된 디바이스의 파괴를 방지할 수 있다.
도 4에 도시하는 예에서는, 다수의 유체 배출구(94)가 형성되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 유체 배출구(94)로서, 도 5에 도시하는 바와 같이 3개 또는 그보다도 많은 오목부를 기판 지지면(91a)의 중심 주위에 등간격으로 설치해도 된다. 이 경우도, 유체 배출구(94)로서의 오목부에는 유체 공급로(92)로부터 유체가 공급된다. 정압 지지 기구(90)에 사용되는 유체로서는, 비압축성 유체인 순수 등의 액체 외에, 공기나 질소 등의 압축성 유체인 기체를 사용해도 된다.
스크러버(50)가 회전하고 있을 때의 스크럽 부재(61)의 하면(기판 접촉면)은, 기판 회전 기구(10)에 보유 지지되어 있는 기판(W)의 상면을 스크럽하는 원형의 스크럽면을 구성한다. 스크러버(50)의 스크럽면과 정압 지지 기구(90)의 기판 지지면(91a)은 기판(W)에 관하여 대칭적으로 배치된다. 즉, 스크러버(50)의 스크럽면과 정압 지지 기구(90)의 기판 지지면(91a)은 기판(W)을 사이에 끼우도록 배치되어 있고, 스크러버(50)로부터 기판(W)에 가해지는 하중은, 스크러버(50)의 바로 아래(반대측)로부터 정압 지지 기구(90)에 의해 지지된다. 따라서, 스크러버(50)는 큰 하중을 기판(W)의 상면에 가할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 스크럽면과 기판 지지면(91a)은, 동심 형상으로 배치된다. 스크러버(50)는, 스크럽면의 단부가 기판(W)의 중심 상에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 스크럽면의 직경은, 기판(W)의 반경과 동일하거나, 약간 작은 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 기판 지지면(91a)의 직경은 스크럽면의 직경보다도 크지만, 기판 지지면(91a)의 직경은 스크럽면의 직경과 동일해도 되고, 혹은 스크럽면의 직경보다도 작아도 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 지지 스테이지(91)에는, 스크러버(50)와 정압 지지 기구(90)와의 거리를 측정하는 적어도 1개의 거리 센서(103)가 매설되어 있다. 스크러버(50)에는 센서 타깃(104)이 배치되어 있다. 거리 센서(103)는 기판 지지면(91a)의 중심에 배치되고, 센서 타깃(104)은 스크러버(50)의 중심에 배치되어 있다. 거리 센서(103)의 상단부는, 기판 지지면(91a)과 동일면 내 또는 기판 지지면(91a)의 약간 하방에 위치하고 있다. 거리 센서(103)는, 센서 타깃(104)을 감지함으로써, 센서 타깃(104)과 거리 센서(103)와의 거리, 즉 스크러버(50)와 정압 지지 기구(90)와의 거리를 측정하도록 구성되어 있다. 거리 센서(103)로서는, 와전류 센서나 레이저 변위계 등의 비접촉형 거리 센서를 사용할 수 있다.
거리 센서(103)에 의해 취득된 거리의 측정값은, 처리 제어부(4)로 보내진다. 이 처리 제어부(4)는, 거리의 측정값으로부터 정압 지지 기구(90)의 기판 지지면(91a)과 기판(W)의 하면과의 사이의 간극을 산출한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 센서 타깃(104)과 거리 센서(103)와의 거리를 D, 스크러버(50)가 기판(W)에 접하고 있을 때의 센서 타깃(104)과 기판(W)의 상면과의 거리를 d1, 기판(W)의 두께를 t, 기판 지지면(91a)과 기판(W)의 하면과의 사이의 간극을 d2로 하면, 간극 d2는, 거리 D로부터 거리 d1 및 기판(W)의 두께 t를 뺌으로써 구할 수 있다(d2＝D-d1-t). 거리 d1은, 센서 타깃(104)과 스크럽 부재(61)의 상대 위치에 의존하여 정해지는 고정값이다. 거리 d1과 기판(W)의 두께 t는, 미리 처리 제어부(4)에 기억되어 있다. 스크럽 처리에 기인하는 기판(W)의 두께 t의 감소량은, 간극 d2에 비해 극히 작으므로, 간극 d2의 산출에서는 기판(W)의 두께 t의 감소량은 무시할 수 있다.
정압 지지 기구(90)는, 고압의 유체에 의해 기판(W)을 지지하므로, 기판(W)의 위치가 어긋나거나, 기판(W) 자신이 변형 또는 깨지거나 하는 경우가 있다. 경우에 따라서는, 기판(W)이 기판 회전 기구(10)로부터 튀어나와 버리는 경우도 있다. 따라서, 처리 제어부(4)는 스크럽 처리 중에 간극 d2가 소정의 범위 내에 있는지 여부를 감시하고, 기판(W)이 유체에 의해 정확하게 지지되어 있는지 여부[즉, 기판(W)이 소정의 처리 위치에 존재하고 있는지 여부]를 판단하도록 구성되어 있다. 간극 d2의 소정의 범위는 미리 처리 제어부(4)에 기억되어 있다. 이 간극 d2의 소정의 범위는, 기판(W)이 소정의 처리 위치에 존재하고 있는 것을 나타내는 간극 d2의 적정 범위를 나타내고 있다. 예를 들어, 기판(W)이 기울어져 있는 경우나 기판(W)이 깨져 있는 경우에는, 간극 d2가 적정 범위로부터 벗어난다고 상정된다. 또한, 스크러버(50)가 그 소정의 스크럽 위치에 없는 경우는, 간극 d2가 적정 범위로부터 벗어난다고 상정된다.
처리 제어부(4)는, 산출된 간극 d2가 소정의 범위 내에 있는지 여부를 결정하고, 간극 d2가 소정의 범위 내에 없는 경우에는, 경보를 발생하도록 구성되어 있다. 또한, 처리 제어부(4)는 거리의 측정값 D의 시간적 변화로부터, 스크러버(50)에 의해 제거된 기판(W)의 양, 즉 기판(W)의 두께의 감소량을 산출하도록 구성되어 있다. 즉, 처리 제어부(4)는 거리의 초기의 측정값으로부터 현재의 측정값을 감산함으로써, 스크럽 부재(61)에 의해 제거된 기판(W)의 양[기판(W)의 두께의 감소량]을 취득할 수 있다. 또한, 처리 제어부(4)는 스크럽 부재(61)에 의해 제거된 기판(W)의 양[기판(W)의 두께의 감소량]이 소정의 임계값에 도달하면, 표면 처리의 종점 신호를 생성하여, 이것을 외부에 출력하도록 구성되어 있다.
다른 실시 형태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 복수의 거리 센서(103) 및 대응하는 복수의 센서 타깃(104)을 설치해도 된다. 복수의 거리 센서(103)는, 기판(W)의 반경 방향을 따라 배열되어 있고, 복수의 센서 타깃(104)은 이들 거리 센서(103)에 대향하도록 배치되어 있다. 처리 제어부(4)는, 복수의 거리 센서(103)에 의해 취득된 거리의 복수의 측정값으로부터, 정압 지지 기구(90)의 기판 지지면(91a)과 기판(W)의 하면과의 사이의 복수의 간극을 산출하고, 복수의 간극 중 적어도 하나가 상기 적정 범위 이내에 없는 경우는, 기판(W)이 소정의 처리 위치에 존재하고 있지 않다고 판단한다. 또한, 처리 제어부(4)는, 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 스크럽 부재(61)에 의해 제거된 기판(W)의 양의 분포[즉, 기판(W)의 두께의 감소량의 분포]를 취득한다. 이와 같이 하여 얻어진 기판(W)의 제거량의 분포는, 기판(W)의 프로파일을 나타내고 있다.
또한 다른 실시 형태에서는, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 반경 방향을 따라 이동 가능한 거리 센서(103)를 지지 스테이지(91) 내에 설치하고, 스크러버(50)의 직경 방향으로 연장되는 센서 타깃(104)을 스크러버(50)에 설치해도 된다. 거리 센서(103)와 센서 타깃(104)은 서로 대향하도록 배치된다. 이 경우도, 처리 제어부(4)는 거리 센서(103)에 의해 복수의 측정점에서 취득된 거리의 복수의 측정값으로부터, 정압 지지 기구(90)의 기판 지지면(91a)과 기판(W)의 하면과의 사이의 복수의 간극을 산출하고, 복수의 간극 중 적어도 하나가 상기 적정 범위 이내에 없는 경우는, 기판(W)이 소정의 처리 위치에 존재하고 있지 않다고 판단한다. 또한, 처리 제어부(4)는 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 스크럽 부재(61)에 의해 제거된 기판(W)의 양의 분포를 취득한다.
도 7의 (b)에 도시하는 예에서는, 지지 스테이지(91)의 내부에 공간(91c)이 형성되어 있고, 이 공간(91c) 내에 거리 센서(103) 및 센서 이동 기구(105)가 배치되어 있다. 센서 기동 기구(105)는, 거리 센서(103)를 기판(W)의 반경 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 모식도이고, 도 9는 도 8에 도시하는 지지 스테이지(91)의 상면도이다. 또한, 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1에 도시하는 실시 형태와 마찬가지이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
지지 스테이지(91)에는, 복수의(도 9에서는 3개의) 거리 센서(103)가 설치되어 있다. 이들 거리 센서(103)는, 정압 지지 기구(90)와 기판(W)과의 거리를 측정하도록 구성되어 있다. 거리 센서(103)는, 지지 스테이지(91)의 기판 지지면(91a)의 중심점의 주위에 등간격으로 배치되어 있다. 거리 센서(103)에 의해 취득된 거리의 측정값은, 처리 제어부(4)로 보내지도록 되어 있다. 거리 센서(103)로서는, 레이저식 거리 센서 등의 비접촉형 거리 센서가 사용된다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 3개의 거리 센서(103)에 대응하여, 3개의 유체 배출구(94)가 지지 스테이지(91)에 형성되어 있다. 3개의 거리 센서(103)는, 3개의 유체 배출구(94)에 각각 인접하고 있고, 3개의 유체 배출구(94)의 외측에 위치하고 있다.
3개의 유체 배출구(94)는, 3개의 유체 공급로(92)에 각각 연통되어 있고, 이들 유체 공급로(92)를 통해 가압 유체가 유체 배출구(94)에 공급되도록 되어 있다. 각각의 유체 공급로(92)에는 유량 조정 밸브(106)가 설치되어 있고, 각 유체 공급로(92)를 통과하는 유체의 유량이 각 유량 조정 밸브(106)에 의해 조정되도록 되어 있다.
유량 조정 밸브(106)의 동작은, 처리 제어부(4)에 의해 제어된다. 즉, 처리 제어부(4)는 거리 센서(103)에 의해 취득된 거리의 측정값에 기초하여, 유량 조정 밸브(106)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 도 10에 도시하는 바와 같이, 3개의 거리 센서(103) 중 1개가 다른 거리 센서(103)보다도 작은 측정값을 출력하고 있는 경우는, 그 거리 센서(103)에 인접하는 유체 배출구(94)에의 유량이 많아지도록, 대응하는 유량 조정 밸브(106)가 처리 제어부(4)에 의해 조작된다. 3개 이상의 거리 센서(103)를 설치함으로써, 처리 제어부(4)는 거리의 측정값으로부터 기판(W)이 수평하게 지지되어 있는지 여부를 결정할 수 있고, 또한 기판(W)이 수평하게 되도록 유량 조정 밸브(106)를 제어할 수 있다.
도 10에 있어서, 시간 T1은, 스크러버(50)가 기판(W)에 접촉한 시점을 나타내고 있고, 시간 T2는, 스크러버(50)가 기판(W)으로부터 이격된 시점을 나타내고 있다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 스크러버(50)가 기판(W)에 접촉하면, 기판(W)이 내리눌리므로, 거리의 측정값이 크게 변화된다. 또한, 스크러버(50)가 기판(W)에 접촉하고 있는 동안에는, 거리의 측정값은 거의 일정하다. 처리 제어부(4)는, 거리의 측정값의 변화로부터, 스크러버(50)의 스크럽 부재(61)가 기판(W)의 상면에 접촉한 것을 검출하도록 구성되어 있다.
거리 센서(103), 유체 배출구(94), 유체 공급로(92) 및 유량 조정 밸브(106)의 수 및 배치는 이 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 4개 이상의 거리 센서(103)를 설치하는 것도 가능하다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 도시하는 모식도이다. 또한, 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1에 도시하는 실시 형태와 마찬가지이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 스크러버(50)에는 복수의(도 11에서는 3개의) 막 두께 센서(108)가 배치되어 있다. 이들 막 두께 센서(108)는, 스크러버(50)의 직경 방향을 따라 배열되어 있고, 각각 기판(W)의 두께를 비접촉으로 측정하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 광학식 막 두께 센서 또는 와전류식 막 두께 센서가 사용된다. 막 두께 센서(108)에 의해 취득된 막 두께의 측정값은, 처리 제어부(4)로 보내지도록 되어 있다. 막 두께 센서(108)가 막 두께를 측정할 때에는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 복수의 막 두께 센서(108)가 기판(W)의 반경 방향을 따라 배열된 상태에서, 스크러버(50)의 방향이 고정된다.
3개의 막 두께 센서(108)에 대응하여, 3개의 유체 배출구(94)가 지지 스테이지(91)에 형성되어 있다. 이들 유체 배출구(94)는, 기판(W)의 반경 방향을 따라 배열되어 있다. 3개의 유체 배출구(94)는, 3개의 유체 공급로(92)에 각각 연통되어 있고, 이들 유체 공급로(92)를 통해 가압 유체가 유체 배출구(94)에 공급되도록 되어 있다. 유체 공급로(92)에는 유량 조정 밸브(106)가 설치되어 있고, 각 유체 공급로(92)를 통과하는 유체의 유량이 각 유량 조정 밸브(106)에 의해 조정되도록 되어 있다.
유량 조정 밸브(106)의 동작은, 처리 제어부(4)에 의해 제어된다. 즉, 처리 제어부(4)는 막 두께 센서(108)에 의해 취득된 막 두께의 측정값에 기초하여, 유량 조정 밸브(106)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 3개의 막 두께 센서(108) 중 1개가 다른 막 두께 센서(108)보다도 큰 측정값을 출력하고 있는 경우는, 그 막 두께 센서(108)에 대응하는 유체 배출구(94)에의 유량이 많아지도록, 대응하는 유량 조정 밸브(106)가 처리 제어부(4)에 의해 조작된다. 유체의 유량이 많아지면, 그 유체 배출구(94)에 대향하는 기판(W)의 부위가 국소적으로 들어올려져, 스크럽 부재(61)와 기판(W)의 접촉 압력이 부분적으로 높아진다. 따라서, 스크러버(50)는 그 기판(W)의 부위를 다른 부위보다도 많이 깎아낼 수 있다. 이와 같이 하여, 처리 제어부(4)는 막 두께의 측정값에 기초하여 기판(W)의 프로파일을 컨트롤할 수 있다.
막 두께 센서(108), 유체 배출구(94), 유체 공급로(92) 및 유량 조정 밸브(106)의 수 및 배치는 이 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 4개 이상의 막 두께 센서(108)를 설치하는 것도 가능하다.
도 13은, 정압 지지 기구(90)의 지지 스테이지(91)의 변형예를 도시하는 평면도이다. 지지 스테이지(91)의 기판 지지면(91a) 상에는, 복수의 영역(도 13에서는 3개의 영역 R1, R2, R3)이 미리 정의되어 있고, 유체 배출구(94)의 수, 위치 및 크기 중 적어도 하나는 영역마다 다르다. 따라서, 기판(W)과 기판 지지면(91a) 사이에 발생하는 유체의 정압은 영역마다 다르다. 유체 배출구(94)의 수, 위치, 및/또는 크기는, 테스트 기판을 정압 일정 조건하에서 스크럽하고, 그 테스트 기판의 프로파일, 즉 테스트 기판의 막 두께 분포로부터 결정된다.
도 14는, 정압 지지 기구(90)의 지지 스테이지(91)의 다른 변형예를 도시하는 평면도이다. 지지 스테이지(91)의 기판 지지면(91a) 상에는, 복수의 영역(도 13에서는 3개의 영역 R1, R2, R3)이 미리 정의되어 있고, 각 영역에는 유체 배출구(94)로서 오목부가 형성되어 있다. 이 예에서는, 3개의 영역 R1, R2, R3에 대응하여 3개의 오목부(유체 배출구)(94)가 형성되어 있다. 이 오목부(94)의 형상 및/또는 크기는 영역마다 다르다. 따라서, 기판(W)과 기판 지지면(91a) 사이에 발생하는 유체의 정압은 영역마다 다르다. 오목부(94)의 형상 및 크기는, 이들 오목부(94)를 형성하는 주위벽(95a) 및/또는 격벽(95b, 95c)의 두께 H1, H2, H3에 의존하여 바뀐다.
도 13 및 도 14에 도시하는 지지 스테이지(91)를 사용하는 경우는, 기판 지지면(91a)의 각 영역에 공급되는 유체의 유량을 적극적으로 제어하지 않아도 된다.
도 15는, 상술한 실시 형태에 적용 가능한 스크러버(50)의 다른 예를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 15에는 스크러버(50)의 일부만이 나타나 있다. 스크러버(50)는 스크럽 부재(예를 들어, 부직포로 이루어지는 부드러운 테이프)(61)를 기판(W)의 상면에 대해 압박하는 변형 가능한 복수의 탄성 부재(113)를 갖고 있다. 스크럽 부재(61)는 이들 복수의 탄성 부재(113)에 의해 지지되어 있다. 탄성 부재(113)는 각각 경질 부재(114)에 고정되어 있다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 탄성 부재(113)는 공통의 경질 부재(114)에 고정되어 있어도 된다. 도 17에 도시하는 바와 같이, 탄성 부재(113)와 스크럽 부재(61) 사이에 경질 부재(114)가 배치되어 있어도 된다. 이 경우는, 스크럽 부재(61)는 경질 부재(114)를 통해 탄성 부재(113)에 지지된다.
스크럽 처리 중, 기판(W)은 가압된 유체의 압력을 받아 휘는 경우가 있다. 이러한 경우, 탄성 부재(113)는 스크럽 부재(61)가 기판(W)의 표면을 따라 변형되는 것을 허용하고, 이에 의해 스크럽 부재(61)는 기판(W)을 균일한 하중으로 압박할 수 있다.
탄성 부재(113)로서는, 우레탄 스펀지나, 내부에 기체가 봉입된 에어백 등이 사용된다. 경질 부재(114)는, 탄성 부재(113)보다도 경질인 재료, 예를 들어 열경화성 수지 등으로 구성되어 있다. 도 18은, 탄성 부재(113)로서 에어백이 사용된 예를 도시하고 있다. 각 에어백(113)에는 공기나 불활성 가스 등의 기체가 봉입되어 있다. 스크럽 부재(61)의 압박력을 조정하기 위해, 에어백(113) 내의 기체의 압력을 조정하는 압력 조정 라인(116)을 에어백(113)에 접속해도 된다.
도 19는, 스크러버(50)의 또 다른 예를 도시하는 모식도이다. 도 19에 도시하는 바와 같이, 스크러버(50)와 스크러버 샤프트(51)의 사이에는 구면 베어링(118)이 배치되어 있다. 이 구면 베어링(118)은 스크러버(50)의 전체가 스크러버 샤프트(51)에 대해 기울어질 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 스크럽 부재(61)는 기판(W)의 휨에 추종하여 기울 수 있고, 스크럽 부재(61)는 기판(W)을 균일한 하중으로 압박할 수 있다. 도 20에 나타내는 예에서는, 스크럽 부재(61)와 홀더(66) 사이에 구면 베어링(118)이 배치되어 있다. 이 예에 있어서도, 스크럽 부재(61)는 기판(W)의 휨에 추종하여 기울어질 수 있다.
도 21은, 스크러버(50)의 또 다른 예를 도시하는 모식도이다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 스크러버(50)는 정압 지지 기구(90)에 지지된 기판(W)의 상면과 평행한 기판 접촉면(135a)을 갖는 압박 플레이트(135)를 갖고 있다. 압박 플레이트(135)는 홀더(66)의 하면에 고정되어 있다. 이 압박 플레이트(135)는, 경질인 평판(136)과, 이 평판(136)의 하면에 부착된 연질 패드(137)를 구비하고 있다. 압박 플레이트(135)의 기판 접촉면(135a)은, 스크럽 부재(61)의 기판 접촉면(61a)을 둘러싸는 형상을 갖는다. 이 기판 접촉면(135a)은 연질 패드(137)로 구성되어 있다. 압박 플레이트(135)의 기판 접촉면(135a)은 스크럽 부재(61)의 기판 접촉면(61a)보다도 약간 높은 위치에 있다. 연질 패드(137)는, PVA 스펀지, 부직포 등으로 구성할 수 있다.
도 22는 압박 플레이트(135)를 도시하는 저면도이다. 압박 플레이트(135)는, 스크럽 부재(61)의 기판 접촉면(61a)보다도 약간 큰 복수의 관통 구멍(135b)을 갖고 있고, 각 스크럽 부재(61)는 대응하는 관통 구멍(135b) 내에 위치하고 있다. 압박 플레이트(135)의 기판 접촉면(135a)은 회전하는 스크럽 부재(61)의 기판 접촉면(61a)에 의해 형성되는 스크럽면보다도 큰 직경을 갖는 원 형상인 것이 바람직하다.
스크럽 처리 중의 기판(W)은, 정압 지지 기구(90)로부터 유체압을 받으므로, 스크럽 부재(61)에 접촉하고 있지 않은 기판(W)의 부위가 유체압에 의해 휘는 경우가 있다. 압박 플레이트(135)는 이러한 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다. 즉, 압박 플레이트(135)는 스크럽 부재(61)와 동시에 기판(W)의 상면에 접촉하고, 스크럽 부재(61)가 접촉하지 않는 기판(W)의 부위를 압박함으로써, 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다. 결과적으로, 스크럽 부재(61)는 기판(W)의 표면을 균일하게 처리할 수 있다.
도 23에 도시하는 바와 같이, 스크러버(50)는 압박 플레이트(135)를 스크럽 부재(61)에 대해 이동시키는 상대 이동 기구(139)를 더 갖고 있어도 된다. 이 상대 이동 기구(139)는 홀더(66)에 장착되어 있고, 압박 플레이트(135)를 기판(W)의 상면에 대해 근접 및 이격하는 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 상대 이동 기구(139)의 예로서는, 에어 실린더, 볼 나사 기구와 서보 모터의 조합 등을 들 수 있다.
다음으로, 기판 처리 장치의 보다 상세한 구조에 대해 설명한다. 이하에 기재하는 기판 처리 장치의 구조는, 상술한 실시 형태에 적용하는 것이 가능하다. 도 24에 도시하는 바와 같이, 기판 회전 기구(10)는 기판(W)의 주연부를 파지하는 복수의 척(11)과, 이들 척(11)을 통해 기판(W)을 회전시키는 중공 모터(12)를 구비하고 있다. 기판 회전 기구(10)는, 전체적으로 원통 형상을 갖고 있고, 그 중앙부에는 공간이 형성되어 있다. 기판(W)의 하면에 큰 공간이 없는 경우, 기판(W)을 고속으로 회전시켰을 때에, 기판(W)의 하방에서 부압이 발생하는 경우가 있다. 이 부압은 공기 중에 부유하는 진애를 끌어당겨 버려, 이들 진애가 기판(W)의 하면에 부착되는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 중공 모터(12)가 채용되어 있으므로, 원통 형상을 갖는 기판 회전 기구(10)를 구성할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 하방에 큰 공간을 형성할 수 있어, 상술한 바와 같은 문제의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 기판 회전 기구(10)의 내측 공간에, 상술한 정압 지지 기구(90)를 배치할 수 있다.
도 25는, 기판 회전 기구(10)의 상세한 구조를 도시하는 단면도이다. 도 25에 도시하는 바와 같이, 중공 모터(12)는 그 중앙부에 공간이 형성된 형상을 갖고 있다. 중공 모터(12)는, 원통형의 회전자(12A)와, 이 회전자(12A)를 둘러싸도록 배치된 고정자(12B)를 구비하고 있다. 회전자(12A)의 내주면은, 기판(W)의 직경보다도 큰 직경을 갖고 있다. 이러한 중공 모터(12)를 채용함으로써, 기판 회전 기구(10)는 그 내측에 큰 공간이 형성된 원통 형상을 가질 수 있다. 회전자(12A)에는 복수의 영구 자석(12a)이 매설되어 있다. 이 중공 모터(12)는, 센서리스형 IPM 모터(Interior Permanent Magnet Motor)로, 광학식의 위치 센서는 불필요하다. 따라서, 중공 모터(12)를 저렴하게 제작할 수 있음과 함께, 액체가 중공 모터(12) 내에 침입해도, 위치 센서의 고장에 기인하는 오동작이 발생하기 어렵다.
고정자(12B)는, 원통형의 정지 부재(14)에 고정되어 있다. 이 정지 부재(14)의 반경 방향 내측에는, 원통형의 회전 베이스(16)가 배치되어 있다. 정지 부재(14)와 회전 베이스(16) 사이에는, 2개의 앵귤러 콘택트 볼베어링(20)이 배치되어 있고, 회전 베이스(16)는 이들 앵귤러 콘택트 볼베어링(20)의 조합에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 앵귤러 콘택트 볼베어링(20)은 래디얼 방향의 하중 및 액시얼 방향의 하중의 양쪽을 받을 수 있는 베어링이다. 또한, 래디얼 방향의 하중 및 액시얼 방향의 하중의 양쪽을 받을 수 있으면, 다른 타입의 베어링을 사용해도 된다. 중공 모터(12)의 고정자(12B)는 정지 부재(14)에 고정되어 있다. 중공 모터(12)의 회전자(12A)는 회전 베이스(16)에 고정되어 있고, 회전자(12A)와 회전 베이스(16)는 일체로 회전하도록 되어 있다.
회전 베이스(16)의 상부에는, 상술한 척(11)이 상하 이동 가능하게 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 회전 베이스(16)의 상부에는, 반경 방향 내측으로 돌출된 환 형상의 돌출부(16a)가 형성되어 있고, 이 돌출부(16a)에 형성된 관통 구멍에 각각 척(11)이 삽입되어 있다. 각 척(11)의 하부를 둘러싸도록 스프링(18)이 배치되어 있고, 이 스프링(18)의 상단부는 돌출부(16a)를 하방으로부터 압박하고, 스프링(18)의 하단부는 척(11)에 고정된 스프링 스토퍼(11a)에 접촉하고 있다. 이 스프링(18)에 의해 각 척(11)은 하방으로 가압되어 있다. 척(11)은, 중공 모터(12)에 의해 회전 베이스(16)와 일체로 회전하도록 되어 있다.
척(11)의 외측에는, 척(11)에 보유 지지된 기판(W)을 둘러싸도록 환 형상의 회전 커버(25)가 배치되어 있다. 이 회전 커버(25)는, 회전 베이스(16)의 상면에 고정되어 있고, 기판(W)과 회전 커버(25)는 일체로 회전하도록 되어 있다. 도 26은, 회전 커버(25)와 척(11)을 상방으로부터 본 도면이다. 도 26에 도시하는 바와 같이, 회전 커버(25)는 기판(W)의 전체 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 회전 커버(25)의 상단부의 내경은, 기판(W)의 직경보다도 약간 크다. 회전 커버(25)의 상단부에는, 척(11)의 외주면을 따른 형상을 갖는 절결부(25a)가 각 척(11)에 대응한 위치에 형성되어 있다.
도 25에 도시하는 바와 같이, 회전 커버(25)의 내주면의 종단면 형상은 반경 방향 내측으로 경사져 있다. 또한, 회전 커버(25)의 내주면의 종단면은 매끄러운 곡선으로 구성되어 있다. 회전 커버(25)의 상단부는 기판(W)에 근접하고 있고, 회전 커버(25)의 하부에는, 비스듬히 연장되는 액체 배출 구멍(25b)이 형성되어 있다.
도 24에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 상방에는, 기판(W)의 상면에 세정액으로서 순수를 공급하는 세정액 공급 노즐(27)이 배치되어 있다. 이 세정액 공급 노즐(27)은, 도시하지 않은 세정액 공급원에 접속되고, 세정액 공급 노즐(27)을 통해 기판(W)의 상면에 순수가 공급되도록 되어 있다. 기판(W)에 공급된 순수는, 회전하는 기판(W)으로부터 원심력에 의해 제거되고, 또한 회전 커버(25)의 내주면에 포착되어, 액체 배출 구멍(25b)으로 유입된다.
척(11)의 하방에는, 척(11)을 상승시키는 리프트 기구(30)가 설치되어 있다. 이 리프트 기구(30)는, 척(11)의 하방에 배치된 링 스테이지(31)와, 이 링 스테이지(31)를 지지하는 복수의 로드(32)와, 이들 로드(32)를 상승시키는 액추에이터로서의 에어 실린더(33)를 구비하고 있다. 리프트 기구(30)는, 회전 베이스(16)로부터는 분리되어 있어, 리프트 기구(30)는 회전하지 않는 구성으로 되어 있다. 도 27에 도시하는 바와 같이, 에어 실린더(33)는 복수의 로드(32)를 통해 링 스테이지(31)를 상승시킨다. 링 스테이지(31)의 상방향의 이동에 의해 모든 척(11)이 동시에 상승한다. 에어 실린더(33)의 동작을 정지시키면, 척(11)에 고정된 스프링(18)에 의해 척(11)이 하강한다. 도 25는, 척(11)이 하강 위치에 있는 상태를 도시하고 있다. 이와 같이, 리프트 기구(30)와 스프링(18)에 의해, 척(11)을 상하 이동시키는 상하 이동 기구가 구성된다.
도시는 하지 않았지만, 에어 실린더(33) 대신에, 척(11)을 각각 동시에 상승시키는 복수의 전동 실린더를 사용해도 된다. 예를 들어, 4개의 척(11)에 대해 4개의 전동 실린더가 설치된다. 이 경우는, 링 스테이지(31)는 사용되지 않는다. 기판(W)의 회전이 정지할 때에는, 각 척(11)이 각 전동 실린더의 상방에 위치하도록 척(11)의 정지 위치가 제어된다. 이들 전동 실린더의 동작을 동기시키기 위해, 공통의 드라이버에 의해 전동 실린더의 동작이 제어된다.
척(11)의 상단부에는 기판(W)의 주연 단부를 보유 지지하는 클램프(40)가 각각 설치되어 있다. 이들 클램프(40)는, 척(11)이 도 25에 나타내는 하강 위치에 있을 때에는, 기판(W)의 주연부에 접촉하여 상기 주연부를 보유 지지하고, 척(11)이 도 27에 나타내는 상승 위치에 있을 때에는, 기판(W)의 주연부로부터 이격시켜 상기 주연부를 릴리스한다.
도 24에 도시하는 바와 같이, 스크러버(50)는 기판(W)의 상측에 배치되어 있다. 스크러버(50)는 스크러버 샤프트(51)를 통해 요동 아암(53)의 일단부에 연결되어 있고, 요동 아암(53)의 타단부는 요동 축(54)에 고정되어 있다. 요동 축(54)은 축 회전 기구(55)에 연결되어 있다. 이 축 회전 기구(55)에 의해 요동 축(54)이 구동되면, 스크러버(50)가 도 24에 도시하는 처리 위치와 기판(W)의 반경 방향 외측에 있는 퇴피 위치 사이를 이동하도록 되어 있다. 요동 축(54)에는, 스크러버(50)를 상하 방향으로 이동시키는 스크러버 승강 기구(56)가 또한 연결되어 있다. 이 스크러버 승강 기구(56)는, 요동 축(54) 및 스크러버 샤프트(51)를 통해 스크러버(50)를 승강시킨다. 스크러버(50)는, 스크러버 승강 기구(56)에 의해 기판(W)의 상면에 접촉할 때까지 하강된다. 스크러버 승강 기구(56)로서는, 에어 실린더 또는 서보 모터와 볼 나사의 조합 등이 사용된다.
도 28은, 스크러버(50) 및 요동 아암(53)의 내부 구조를 도시하는 도면이다. 도 28에 도시하는 바와 같이, 요동 아암(53)에는, 스크러버(50)를 그 축심을 중심으로 하여 회전시키는 스크러버 회전 기구(58)가 배치되어 있다. 이 스크러버 회전 기구(58)는, 스크러버 샤프트(51)에 장착된 풀리(p1)와, 요동 아암(53)에 설치된 모터(M1)와, 모터(M1)의 회전축에 고정된 풀리(p2)와, 풀리(p1, p2)에 걸쳐진 벨트(b1)를 구비하고 있다. 모터(M1)의 회전은, 풀리(p1, p2) 및 벨트(b1)에 의해 스크러버 샤프트(51)에 전달되고, 스크러버 샤프트(51)와 함께 스크러버(50)가 회전한다.
스크러버 샤프트(51)의 상단부에는 에어 실린더(57)가 연결되어 있다. 이 에어 실린더(57)는, 스크러버(50)의 스크럽 부재(61)에 하향의 하중을 부여하도록 구성되어 있다. 스크러버 샤프트(51)에는, 세로 방향으로 연장되는 홈(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 풀리(p1)는 스크러버 샤프트(51)의 홈에 결합되는 복수의 부하 전달 볼(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 이들 홈과 부하 전달 볼에 의해 볼 스플라인 베어링이 구성되어 있다. 즉, 풀리(p1)는, 스크러버 샤프트(51)의 세로 방향의 이동을 허용하면서, 스크러버 샤프트(51)에 토크를 전달하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 29는, 스크러버(50)를 하방으로부터 본 도면이다. 스크러버(50)의 하면은, 기판 회전 기구(10)에 보유 지지되어 있는 기판(W)의 상면[기판(W)의 표면 또는 이면]을 스크럽하는 원형의 스크럽면을 구성한다. 스크러버(50)는 기판(W)의 상면에 대향하여 배치된 복수의 스크럽 부재로서의 클리닝 테이프(61)를 구비하고 있다. 스크러버(50)는 복수의(도 29에서는 3개의) 테이프 카트리지(60)를 구비하고 있고, 각 테이프 카트리지(60)에 클리닝 테이프(61)가 수용되어 있다. 이 테이프 카트리지(60)는, 착탈 가능하게 스크러버(50)의 내부에 설치되어 있다.
기판(W)의 스크럽 처리를 할 때에는, 스크러버 회전 기구(58)에 의해 스크러버(50)가 그 축심을 중심으로 하여 회전하고, 클리닝 테이프(61)가 스크러버(50)의 중심축 주위로 회전한다. 이에 의해 클리닝 테이프(61)가 기판(W)의 상면에 미끄럼 접촉된다. 이와 같이, 스크러버(50)의 스크럽면은, 회전하는 복수의 클리닝 테이프(61)에 의해 형성된다. 기판(W)의 하면은, 유체압에 의해 지지되어 있으므로, 기판(W)을 휘게 하는 일 없이, 큰 하중으로 기판(W)의 상면에 대해 클리닝 테이프(61)를 압박할 수 있다. 기판(W)의 상면을 구성하는 재료는, 클리닝 테이프(61)와의 미끄럼 접촉에 의해 약간 깎아내어지고, 이에 의해, 기판(W)에 부착되어 있는 이물질이나 기판(W)의 표면 흠집을 제거할 수 있다. 스크러버(50)에 의해 깎아내어지는 기판(W)의 양은 50㎚ 이하인 것이 바람직하고, 기판(W)의 스크럽 처리를 행한 후의 표면 조도는 5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이, 기판(W)의 표면을 약간 깎아냄으로써, 기판(W)에 파고들어가 있는 100㎚ 이상의 사이즈 이물질을 100％ 제거할 수 있다.
도 30은, 스크러버(50)에 구비된 테이프 카트리지(60)를 도시하는 단면도이다. 도 30에 도시하는 바와 같이, 테이프 카트리지(60)는 클리닝 테이프(61)와, 이 클리닝 테이프(61)를 기판(W)에 대해 압박하는 압박 부재(62)와, 이 압박 부재(62)를 웨이퍼를 향해 가압하는 가압 기구(63)와, 클리닝 테이프(61)를 조출하는 테이프 조출 릴(64)과, 세정에 사용된 클리닝 테이프(61)를 권취하는 테이프 권취 릴(65)을 구비하고 있다. 클리닝 테이프(61)는 테이프 조출 릴(64)로부터, 압박 부재(62)를 경유하여, 테이프 권취 릴(65)로 보내진다. 복수의 압박 부재(62)는, 스크러버(50)의 반경 방향을 따라 연장되어 있고, 또한 스크러버(50)의 주위 방향에 있어서 등간격으로 배치되어 있다. 따라서, 각 클리닝 테이프(61)의 웨이퍼 접촉면(기판 접촉면)은 스크러버(50)의 반경 방향으로 연장되어 있다. 도 30에 도시하는 예에서는, 가압 기구(63)로서 스프링이 사용되어 있다.
테이프 권취 릴(65)은, 도 28 및 도 29에 도시하는 테이프 권취 축(67)의 일단부에 연결되어 있다. 테이프 권취 축(67)의 타단부에는, 베벨 기어(69)가 고정되어 있다. 복수의 테이프 카트리지(60)에 연결된 이들 베벨 기어(69)는, 모터(M2)에 연결된 베벨 기어(70)와 맞물려 있다. 따라서, 테이프 카트리지(60)의 테이프 권취 릴(65)은 모터(M2)에 의해 구동되어 클리닝 테이프(61)를 권취하도록 되어 있다. 모터(M2), 베벨 기어(69, 70) 및 테이프 권취 축(67)은 클리닝 테이프(61)를 테이프 조출 릴(64)로부터 테이프 권취 릴(65)로 보내는 테이프 이송 기구를 구성한다.
클리닝 테이프(61)는, 10㎜∼60㎜의 폭을 갖고, 20m∼100m의 길이를 갖는다. 클리닝 테이프(61)에 사용되는 재료로서는, 부직포, 직포, 편물을 들 수 있다. 바람직하게는, PVA 스펀지보다도 단단한 부직포가 사용된다. 이러한 부직포를 사용함으로써, 기판(W)에 부착되어 있는 이물질, 특히 기판(W)의 표면에 파고들어간 이물질을 제거할 수 있다. 클리닝 테이프(61) 대신에, 지립을 포함하는 연마층이 편면에 형성된 연마 테이프를 스크럽 부재로서 사용해도 된다.
기판(W)의 스크럽 처리 중에는, 클리닝 테이프(61)는 테이프 조출 릴(64)로부터 테이프 권취 릴(65)로 소정의 속도로 보내진다. 따라서, 항상 새로운(미사용) 클리닝 테이프(61)의 면이 기판(W)에 접촉한다. 클리닝 테이프(61)는, 그 종단부의 근방에 엔드 마크(도시하지 않음)를 갖고 있다. 이 엔드 마크는, 클리닝 테이프(61)에 근접하여 배치된 엔드 마크 검지 센서(71)에 의해 검지되도록 되어 있다. 엔드 마크 검지 센서(71)가 클리닝 테이프(61)의 엔드 마크를 검지하면, 엔드 마크 검지 센서(71)로부터 검지 신호가 동작 제어부(도시하지 않음)로 보내진다. 검지 신호를 수취한 동작 제어부는, 클리닝 테이프(61)의 교환을 재촉하는 신호(경보 등)를 발하도록 되어 있다. 테이프 카트리지(60)는, 따로따로 제거가 가능하게 되어 있고, 간단한 조작으로 테이프 카트리지(60)를 교환하는 것이 가능하게 되어 있다.
스크러버(50)의 퇴피 위치는 기판 회전 기구(10)의 외측에 있고, 스크러버(50)는 퇴피 위치와 처리 위치 사이를 이동한다. 스크러버(50)의 퇴피 위치에는, 순수가 저류된 버스(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 스크러버(50)가 퇴피 위치에 있을 때에는, 클리닝 테이프(61)의 건조를 방지하기 위해, 스크러버(50)의 하면(스크럽면)이 침수된다. 버스의 순수는, 스크러버(50)가 기판(W)의 표면 처리를 행할 때마다 교체되어, 항상 청정한 상태로 유지된다.
다음으로, 본 실시 형태의 기판 처리 장치 동작에 대해 설명한다. 스크러버(50)는, 기판 회전 기구(10)의 외측 퇴피 위치로 이동된다. 이 상태에서, 기판(W)은, 도시하지 않은 반송기에 의해 기판 회전 기구(10)의 상방으로 반송된다. 상기 리프트 기구(30)에 의해 척(11)이 상승하고, 기판(W)이 척(11)의 상단부에 적재된다. 척(11)이 하강하면, 척(11)의 클램프(40)에 의해 기판(W)이 파지된다. 기판(W)은, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이 위를 향하고, 디바이스가 형성되어 있는 면이 아래를 향하도록, 기판 회전 기구(10)에 보유 지지된다. 처리 목적에 따라서는, 디바이스가 형성되어 있는 면이 위를 향하고, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이 아래를 향하도록, 기판(W)을 기판 회전 기구(10)에 보유 지지시켜도 된다.
스크러버(50)는 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동된다. 기판(W)은, 기판 회전 기구(10)에 의해 소정의 속도로 회전된다. 스크러버(50)에 의한 표면 처리시의 기판(W)의 바람직한 회전 속도는, 300∼600min-1이다. 지지 스테이지(91)는, 그 기판 지지면(91a)이 기판(W)의 하면에 근접할 때까지 스테이지 승강 기구(98)에 의해 상승된다. 이 상태에서, 유체(바람직하게는, 순수)가 유체 배출구(94)에 연속적으로 공급되어, 유체압에 의해 기판(W)이 지지된다.
스크러버(50)는 스크러버 회전 기구(58)에 의해 회전되면서, 클리닝 테이프(61)가 기판(W)의 상면에 근접한 위치까지 스크러버 승강 기구(56)에 의해 하강된다. 또한, 에어 실린더(57)에 의해 클리닝 테이프(61)가 기판(W)의 상면에 압박된다. 스크러버(50)와 기판(W)은 동일한 방향으로 회전된다. 기판(W)의 상면에 세정액 공급 노즐(27)로부터 처리액으로서 순수가 공급되면서, 기판(W)의 상면은, 회전하는 클리닝 테이프(61)로 구성되는 스크럽면에 의해 처리된다. 순수 대신에, 지립을 포함하는 연마액을 처리액으로서 사용해도 된다. 혹은, 표면에 지립이 부착된 클리닝 테이프를 사용해도 된다. 또한, 처리액을 사용하지 않고, 드라이한 상태에서 클리닝 테이프(61)를 기판(W)에 미끄럼 접촉해도 된다.
스크럽 처리 중에는, 기판(W)은 그 하방으로부터 정압 지지 기구(90)에 의해 지지되어 있고, 이 상태에서 스크러버(50)는 그 축심을 중심으로 하여 복수의 클리닝 테이프(61)를 회전시키면서, 상기 클리닝 테이프(61)를 기판(W)의 상면에 미끄럼 접촉시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 이물질이나 웨이퍼면 상의 흠집을 제거할 수 있다. 기판(W)은 정압 지지 기구(90)에 의해 지지되어 있으므로, 스크러버(50)는 큰 하중으로 클리닝 테이프(61)를 기판(W)에 미끄럼 접촉시킬 수 있다. 따라서, 종래의 세정 장치에서는 제거할 수 없었던 비교적 큰 이물질이나, 기판(W)의 표면에 파고들어간 이물질을 제거할 수 있다.
기판(W)의 스크럽 처리 종료 후, 스크러버(50)는 퇴피 위치로 이동됨과 함께, 지지 스테이지(91)에의 유체 공급이 정지된다. 또한, 스테이지 승강 기구(98)에 의해 지지 스테이지(91)가 소정의 위치까지 하강한다. 지지 스테이지(91)의 하강 후, 기판(W)을 회전시키면서, 기판(W)의 상면에는 세정액으로서의 순수가 상기 세정액 공급 노즐(27)로부터 공급되어, 스크럽 처리에 의해 발생한 부스러기가 씻어 내어진다.
세정된 기판(W)은, 기판 회전 기구(10)에 의해 고속으로 회전되어, 기판(W)이 스핀 건조된다. 건조시의 기판(W)의 회전 속도는, 1500∼3000min-1이다. 중공 형상의 기판 회전 기구(10)에서는 건조시의 기판(W)의 하방에는, 회전하는 부재가 존재하지 않으므로, 기판(W)에의 물 튀김에 의한 워터 마크나 이물질의 부착이 방지된다. 기판(W)의 건조 후, 리프트 기구(30)에 의해 척(11)이 상승하여, 기판(W)이 척(11)으로부터 릴리스된다. 그리고, 도시하지 않은 반송기에 의해 기판(W)이 기판 처리 장치로부터 취출된다. 이와 같이, 본 실시 형태의 기판 처리 장치는, 기판(W)을 기판 회전 기구(10)에 보유 지지한 상태에서, 기판(W)의 스크럽, 세정(린스) 및 건조를 연속해서 행할 수 있다. 따라서, 반송 중에 있어서의 기판(W)에의 이물질의 부착이나, 웨트 상태에서의 기판(W)으로부터 반송 경로에의 오염 확산을 방지할 수 있다. 또한, 프로세스 택트 타임을 단축할 수 있다.
이하, 기판 회전 기구(10)의 구성에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 도 31의 (a)는 척(11)의 클램프(40)를 도시하는 평면도이고, 도 31의 (b)는 클램프(40)의 측면도이다. 클램프(40)는 척(11)의 상단부에 형성되어 있다. 이 클램프(40)는 원통 형상을 갖고, 기판(W)의 주연부에 접촉함으로써 기판(W)을 파지한다. 척(11)의 상단부에는, 클램프(40)로부터 척(11)의 축심을 향해 연장되는 위치 결정부(41)가 더 형성되어 있다. 위치 결정부(41)의 일단부는 클램프(40)의 측면에 일체적으로 접속되고, 타단부는 척(11)의 축심 상에 위치하고 있다. 이 위치 결정부(41)의 중심측의 단부는, 척(11)과 동심의 원을 따라 만곡된 측면(41a)을 갖고 있다. 척(11)의 상단부는, 하방으로 경사지는 테이퍼면으로 되어 있다.
도 32의 (a)는 클램프(40)가 기판(W)을 파지한 상태를 도시하는 평면도이고, 도 32의 (b)는 클램프(40)가 기판(W)을 해방한 상태를 도시하는 평면도이다. 기판(W)은, 척(11)의 상단부(테이퍼면) 상에 적재되고, 그리고 척(11)을 회전시킴으로써, 클램프(40)를 기판(W)의 주연부에 접촉시킨다. 이에 의해, 도 32의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)이 클램프(40)에 파지된다. 척(11)을 반대 방향으로 회전시키면, 도 32의 (b)에 도시하는 바와 같이, 클램프(40)가 기판(W)으로부터 이격되고, 이에 의해 기판(W)이 해방된다. 이때, 기판(W)의 주연부는, 위치 결정부(41)의 중심측 단부의 측면(41a)에 접촉한다. 따라서, 위치 결정부(41)의 측면(41a)에 의해, 척(11)의 회전에 수반되는 기판(W)의 변위를 제한할 수 있어, 그 후의 웨이퍼 반송의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 33의 (a)는, 도 26의 A-A선 단면도이고, 도 33의 (b)는, 도 33의 (a)의 B-B선 단면도이다. 회전 베이스(16)의 돌출부(16a)에는 상하로 연장되는 관통 구멍이 형성되어 있고, 이 관통 구멍에 척(11)이 삽입되어 있다. 관통 구멍의 직경은 척(11)의 직경보다도 약간 크고, 따라서 척(11)은 회전 베이스(16)에 대해 상하 방향으로 상대 이동 가능하게 되어 있고, 또한 척(11)은 그 축심 주위로 회전 가능하게 되어 있다.
척(11)의 하부에는, 스프링 스토퍼(11a)가 장착되어 있다. 척(11)의 주위에는 스프링(18)이 배치되어 있고, 스프링 스토퍼(11a)에 의해 스프링(18)이 지지되어 있다. 스프링(18)의 상단부는 회전 베이스(16)의 돌출부(16a)를 압박하고 있다. 따라서, 스프링(18)에 의해 척(11)에는 하향의 힘이 작용하고 있다. 척(11)의 외주면에는, 관통 구멍의 직경보다도 큰 직경을 갖는 척 스토퍼(11b)가 형성되어 있다. 따라서, 척(11)은 도 33의 (a)에 도시하는 바와 같이, 하방으로의 이동이 척 스토퍼(11b)에 의해 제한된다.
회전 베이스(16)에는 제1 자석(43)이 매설되어 있고, 이 제1 자석(43)은 척(11)의 측면에 대향하여 배치되어 있다. 척(11)에는 제2 자석(44) 및 제3 자석(45)이 배치되어 있다. 이들 제2 자석(44) 및 제3 자석(45)은, 상하 방향으로 이격되어 배열되어 있다. 이들 제1∼제3 자석(43, 44, 45)으로서는, 네오디뮴 자석이 적합하게 사용된다.
도 34는, 제2 자석(44)과 제3 자석(45)의 배치를 설명하기 위한 모식도로, 척(11)의 축방향으로부터 본 도면이다. 도 34에 도시하는 바와 같이, 제2 자석(44)과 제3 자석(45)은, 척(11)의 주위 방향에 있어서 어긋나게 배치되어 있다. 즉, 제2 자석(44)과 척(11)의 중심을 연결하는 선과, 제3 자석(45)과 척(11)의 중심을 연결하는 선은, 척(11)의 축방향으로부터 보았을 때에 소정의 각도 α로 교차하고 있다.
척(11)이, 도 33의 (a)에 나타내는 하강 위치에 있을 때, 제1 자석(43)과 제2 자석(44)이 서로 대향한다. 이때, 제1 자석(43)과 제2 자석(44) 사이에는 서로 당기는 힘이 작용한다. 이 인력은, 척(11)에 그 축심 주위로 회전하는 힘을 부여하고, 그 회전 방향은, 클램프(40)가 기판(W)의 주위 단부를 압박하는 방향이다. 따라서, 도 33의 (a)에 나타내는 하강 위치는, 기판(W)을 파지하는 클램프 위치로 된다.
도 35의 (a)는, 리프트 기구(30)에 의해 척(11)을 상승시켰을 때의 도 26의 A-A선 단면도이고, 도 35의 (b)는 도 35의 (a)의 C-C선 단면도이다. 리프트 기구(30)에 의해 척(11)을 도 35의 (a)에 나타내는 상승 위치까지 상승시키면, 제1 자석(43)과 제3 자석(45)이 대향하고, 제2 자석(44)은 제1 자석(43)으로부터 이격된다. 이때, 제1 자석(43)과 제3 자석(45) 사이에는 서로 당기는 힘이 작용한다. 이 인력은 척(11)에 그 축심 주위로 회전하는 힘을 부여하고, 그 회전 방향은, 클램프(40)가 기판(W)으로부터 이격되는 방향이다. 따라서, 도 35의 (a)에 나타내는 상승 위치는, 기판을 릴리스하는 언클램프 위치이다.
제2 자석(44)과 제3 자석(45)은, 척(11)의 주위 방향에 있어서 어긋난 위치에 배치되어 있으므로, 척(11)의 상하 이동에 수반하여 척(11)에는 회전력이 작용한다. 이 회전력에 의해 클램프(40)에 기판(W)을 파지하는 힘과 기판(W)을 해방하는 힘이 부여된다. 따라서, 척(11)을 상하 이동시키는 것만으로, 기판(W)을 파지하고, 또한 해방할 수 있다. 이와 같이, 제1 자석(43), 제2 자석(44) 및 제3 자석(45)은, 척(11)을 그 축심 주위로 회전시켜 클램프(40)에 의해 기판(W)을 파지하는 파지 기구로서 기능한다. 이 파지 기구는, 척의 상하 이동에 의해 동작한다.
척(11)의 측면에는, 그 축심을 따라 연장되는 홈(46)이 형성되어 있다. 이 홈(46)은 원호 형상의 수평 단면을 갖고 있다. 회전 베이스(16)의 돌출부(16a)에는, 홈(46)을 향해 돌출되는 돌기부(47)가 형성되어 있다. 이 돌기부(47)의 선단은, 홈(46)의 내부에 위치하고 있고, 돌기부(47)는 홈(46)에 느슨하게 결합되어 있다. 이 홈(46) 및 돌기부(47)는, 척(11)의 회전 각도를 제한하기 위해 설치되어 있다.
지금까지 서술한 실시 형태에서는, 스크러버(50)는 웨이퍼의 상측에 배치되고, 정압 지지 기구(90)는 웨이퍼의 하측에 배치되어 있지만, 스크러버(50)를 웨이퍼의 하측에 배치하고, 정압 지지 기구(90)를 웨이퍼의 상측에 배치해도 된다.
처리 대상으로 되는 기판으로서는, 디바이스 웨이퍼나 글래스 기판을 들 수 있다. 본 발명에 따르면, 기판을 유체압에 의해 지지할 수 있으므로, 기판을 휘게 하는 일 없이 상기 기판을 처리할 수 있다. 따라서, 다양한 사이즈의 기판을 처리할 수 있다. 예를 들어, 직경 100㎜, 150㎜, 200㎜, 300㎜, 450㎜의 웨이퍼를 처리하는 것이 가능하다. 또한, 사이즈가 큰 글래스 기판을 처리하는 것도 가능하다.
지금까지 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술 사상의 범위 내에 있어서, 다양한 다른 형태로 실시되어도 되는 것은 물론이다.
4 : 처리 제어부
10 : 기판 회전 기구
11 : 척
12 : 중공 모터
14 : 정지 부재
16 : 회전 베이스
18 : 스프링
20 : 앵귤러 콘택트 볼베어링
25 : 회전 커버
27 : 세정액 공급 노즐
30 : 리프트 기구
31 : 링 스테이지
32 : 로드
33 : 에어 실린더
40 : 클램프
41 : 위치 결정부
43, 44, 45 : 자석
46 : 홈
47 : 돌기부
50 : 스크러버
51 : 스크러버 샤프트
53 : 요동 아암
54 : 요동 축
55 : 축 회전 기구
56 : 스크러버 승강 기구
57 : 에어 실린더
58 : 스크러버 회전 기구
60 : 테이프 카트리지
61 : 클리닝 테이프(스크럽 부재)
62 : 압박 부재
63 : 가압 기구
64 : 테이프 조출 릴
65 : 테이프 권취 릴
66 : 홀더
67 : 테이프 권취 축
69, 70 : 베벨 기어
71 : 엔드 마크 검지 센서
90 : 정압 지지 기구
91 : 지지 스테이지
92 : 유체 공급로
93 : 지지 축
94 : 유체 배출구
96 : 유체 공급원
98 : 스테이지 승강 기구
103 : 거리 센서
104 : 센서 타깃
105 : 센서 이동 기구
106 : 유량 조정 밸브
108 : 막 두께 센서
113 : 탄성 부재
114 : 경질 부재
116 : 압력 조정 라인
118 : 구면 베어링
135 : 압박 플레이트
136 : 평판
137 : 연질 패드
139 : 상대 이동 기구

Claims (27)

  1. 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와,
    상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구와,
    상기 스크러버와 상기 정압 지지 기구와의 거리를 측정하는 적어도 1개의 거리 센서와,
    상기 거리의 측정값으로부터 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 간극을 산출하고, 상기 간극이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 제어부는, 상기 거리의 초기의 측정값으로부터 현재의 측정값을 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량을 결정하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치된 복수의 거리 센서이고,
    상기 처리 제어부는,
    상기 복수의 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 측정값으로부터, 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 복수의 간극을 산출하고,
    상기 산출된 복수의 간극이 상기 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하고,
    상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 이동 가능한 거리 센서이고,
    상기 처리 제어부는,
    상기 거리 센서에 의해 복수의 측정점에서 취득된 상기 거리의 복수의 측정값으로부터, 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 복수의 간극을 산출하고,
    상기 산출된 복수의 간극이 상기 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하고,
    상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  5. 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와,
    상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 정압 지지 기구와,
    상기 스크러버와 상기 정압 지지 기구와의 거리를 측정하는 적어도 1개의 거리 센서와,
    상기 거리의 초기의 측정값으로부터 현재의 측정값을 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량을 결정하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 처리 제어부는, 상기 거리의 측정값으로부터 상기 정압 지지 기구와 상기 기판의 제2면과의 사이의 간극을 산출하고, 상기 산출된 간극이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치된 복수의 거리 센서이고,
    상기 처리 제어부는, 상기 복수의 거리 센서에 의해 복수의 측정점에서 취득된 상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 적어도 1개의 거리 센서는, 상기 기판의 반경 방향을 따라 이동 가능한 거리 센서이고,
    상기 처리 제어부는, 상기 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 초기 측정값으로부터 대응하는 복수의 현재의 측정값을 각각 감산함으로써, 상기 스크럽 부재에 의해 표면 처리된 상기 기판의 두께의 감소량 분포를 취득하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  9. 스크럽 부재를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜 상기 기판의 표면 처리를 행하는 스크러버와,
    상기 제1면과는 반대측의 상기 기판의 제2면을 유체를 통해 비접촉으로 지지하는 기판 지지면을 갖고, 상기 기판 지지면에서 개구되는 복수의 유체 배출구를 갖는 정압 지지 기구와,
    상기 기판과 상기 정압 지지 기구와의 거리를 측정하는 복수의 거리 센서와,
    상기 복수의 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 측정값이 소정의 범위 이내에 있는지 여부를 결정하는 처리 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 거리 센서는, 적어도 3개의 거리 센서인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 3개의 거리 센서는, 소정의 중심점의 주위에 등간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 처리 제어부는, 상기 거리의 복수의 측정값의 변화로부터, 상기 스크럽 부재가 상기 기판의 제1면에 접촉한 것을 검출하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 복수의 유체 배출구에 공급되는 유체의 유량을 조정하는 복수의 유량 조정 밸브를 더 구비하고,
    상기 처리 제어부는, 상기 복수의 거리 센서에 의해 취득된 상기 거리의 복수의 측정값에 기초하여, 상기 복수의 유량 조정 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6113960B2 (ja) * 2012-02-21 2017-04-12 株式会社荏原製作所 基板処理装置および基板処理方法
JP6383700B2 (ja) * 2015-04-07 2018-08-29 光洋機械工業株式会社 薄板状ワークの製造方法及び両頭平面研削装置
JP2017022343A (ja) * 2015-07-15 2017-01-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法および半導体製造装置、ウエハリフトピン穴清掃治具
JP6444277B2 (ja) * 2015-07-29 2018-12-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP6406201B2 (ja) * 2015-10-02 2018-10-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
KR102437235B1 (ko) * 2015-10-12 2022-08-29 주식회사 케이씨텍 웨이퍼의 연마 장치
KR102503655B1 (ko) * 2015-10-13 2023-02-24 주식회사 케이씨텍 베어 웨이퍼의 연마 장치
US9865477B2 (en) * 2016-02-24 2018-01-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Backside polisher with dry frontside design and method using the same
CN105783977A (zh) * 2016-04-18 2016-07-20 深圳市华腾半导体设备有限公司 一种电子元器件透明介质转盘承载测试及自动擦拭方法
US10376929B2 (en) 2016-07-14 2019-08-13 Ebara Corporation Apparatus and method for polishing a surface of a substrate
JP6672207B2 (ja) * 2016-07-14 2020-03-25 株式会社荏原製作所 基板の表面を研磨する装置および方法
US10777442B2 (en) * 2016-11-18 2020-09-15 Applied Materials, Inc. Hybrid substrate carrier
JP6297660B1 (ja) 2016-11-22 2018-03-20 株式会社荏原製作所 処理装置、これを備えためっき装置、搬送装置、及び処理方法
CN106493622B (zh) * 2016-12-11 2018-05-11 贾钰龙 金刚菩提子打磨去尖装置
JP6882017B2 (ja) * 2017-03-06 2021-06-02 株式会社荏原製作所 研磨方法、研磨装置、および基板処理システム
US10361099B2 (en) * 2017-06-23 2019-07-23 Applied Materials, Inc. Systems and methods of gap calibration via direct component contact in electronic device manufacturing systems
TWI705519B (zh) * 2017-07-25 2020-09-21 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 基板處理裝置、基板處理方法、光罩洗淨方法及光罩製造方法
JP6974067B2 (ja) 2017-08-17 2021-12-01 株式会社荏原製作所 基板を研磨する方法および装置
US11396254B2 (en) 2017-09-07 2022-07-26 Custom Truck & Equipment LLC Railcar-mover vehicle
CN107553330B (zh) * 2017-10-20 2019-07-12 德淮半导体有限公司 修整盘系统、化学机械研磨装置及修整盘脱落侦测方法
JP6908496B2 (ja) 2017-10-25 2021-07-28 株式会社荏原製作所 研磨装置
JP2019091746A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 株式会社荏原製作所 基板の表面を処理する装置および方法
JP6653308B2 (ja) * 2017-11-15 2020-02-26 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
WO2019130952A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 日本電産リード株式会社 検査装置及び検査方法
JP6891847B2 (ja) * 2018-04-05 2021-06-18 信越半導体株式会社 研磨ヘッド及びウェーハの研磨方法
US11056352B2 (en) * 2018-07-31 2021-07-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Magnetic slurry for highly efficient CMP
JP7078489B2 (ja) * 2018-08-21 2022-05-31 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
JP2020031181A (ja) * 2018-08-24 2020-02-27 株式会社荏原製作所 基板処理装置、基板処理方法、及び基板処理装置を制御する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体
CN109244028B (zh) * 2018-09-28 2022-11-18 上海微松工业自动化有限公司 一种晶圆平整固定方法
CN109333360B (zh) 2018-10-15 2020-07-03 北京工业大学 一种晶圆减薄磨削力在线测量装置及方法
JP2022523695A (ja) * 2019-01-31 2022-04-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 基板洗浄デバイス及び基板洗浄方法
CN111941267B (zh) * 2020-08-13 2021-10-26 张俊玲 一种半导体硅片抛光机
KR102396431B1 (ko) * 2020-08-14 2022-05-10 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 반송 방법
CN112405305A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 西安奕斯伟硅片技术有限公司 单面抛光装置及方法
CN112721403B (zh) * 2020-12-16 2022-09-27 浙江星筑科技有限公司 一种防火板生产用烘干除尘一体化设备及防火板生产方法
JP2022174633A (ja) * 2021-05-11 2022-11-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2023111564A (ja) * 2022-01-31 2023-08-10 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
TWI799140B (zh) * 2022-02-15 2023-04-11 南亞科技股份有限公司 單晶圓潔淨設備與其監控方法
CN114364186B (zh) * 2022-03-16 2022-06-07 山西大学 一种双矛盾顶触式电子测控仪器刚柔反转保护装置
CN114392978B (zh) * 2022-03-24 2022-07-08 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 一种晶圆加工用兆声清洗机
CN115662937B (zh) * 2022-12-29 2023-03-17 四川晶辉半导体有限公司 一种芯片安装设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117200A (ja) 1998-10-15 2000-04-25 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄方法およびその装置
US20020074016A1 (en) 2000-12-15 2002-06-20 Crevasse Annette M. Contractible and expandable arbor for a semiconductor wafer cleaning brush assembly
JP2005525244A (ja) * 2002-01-17 2005-08-25 エイエスエム・ナトゥール・インコーポレーテッド 瞬鋭なる終点検出を用いた高等な化学機械的研磨システム
JP2010278103A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スクラブ洗浄装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60143634A (ja) 1983-12-29 1985-07-29 Fujitsu Ltd ウエ−ハ処理方法及び装置
JPS63251166A (ja) 1987-04-07 1988-10-18 Hitachi Ltd ウエハチヤツク
JPH0536658A (ja) 1991-07-30 1993-02-12 Tokyo Electron Ltd 基板洗浄・乾燥装置
JPH0684858A (ja) * 1992-08-31 1994-03-25 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄装置
JPH07111255A (ja) 1993-10-12 1995-04-25 Nippon Steel Corp ウェーハ研磨装置
JP3447869B2 (ja) * 1995-09-20 2003-09-16 株式会社荏原製作所 洗浄方法及び装置
JPH1044029A (ja) * 1996-08-06 1998-02-17 Sony Corp ウエハ研磨装置
JPH10156705A (ja) * 1996-11-29 1998-06-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 研磨装置および研磨方法
US5966766A (en) 1997-10-06 1999-10-19 Advanced Micro Devices, Inc. Apparatus and method for cleaning semiconductor wafer
JP3654779B2 (ja) * 1998-01-06 2005-06-02 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄具及び基板洗浄方法
US6267642B1 (en) * 1998-02-14 2001-07-31 Lam Research Corporation Sensing the presence of a wafer
JPH11260783A (ja) * 1998-03-11 1999-09-24 Oki Electric Ind Co Ltd 基板洗浄装置
JPH11265846A (ja) 1998-03-17 1999-09-28 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
JP4091187B2 (ja) 1998-12-08 2008-05-28 株式会社荏原製作所 洗浄具、基板洗浄装置及び基板洗浄方法
JP2001054853A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Nikon Corp 研磨装置
US6594848B1 (en) * 2000-10-27 2003-07-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and system for polishing optical disks
JP3925088B2 (ja) 2001-01-16 2007-06-06 株式会社日立製作所 ドライ洗浄方法
JP2002246346A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Hiroshima Nippon Denki Kk 化学機械研磨装置
EP1270148A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-02 Infineon Technologies SC300 GmbH & Co. KG Arrangement and method for conditioning a polishing pad
JP2003068695A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JP2003086566A (ja) 2001-09-07 2003-03-20 Supurauto:Kk 基板処理装置及び方法
JP2003109926A (ja) 2001-09-26 2003-04-11 Applied Materials Inc 基板の受け渡し方法および機械化学的研磨装置
US7128803B2 (en) * 2002-06-28 2006-10-31 Lam Research Corporation Integration of sensor based metrology into semiconductor processing tools
CN1863645B (zh) 2003-08-08 2011-11-30 安格斯公司 用于制作浇注在可旋转基体上的整体式多孔垫的方法和材料
JP2005191511A (ja) * 2003-12-02 2005-07-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
KR20060072206A (ko) * 2004-12-22 2006-06-28 동부일렉트로닉스 주식회사 화학기계적 평탄화 장치
JP2006237098A (ja) 2005-02-23 2006-09-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体ウェーハの両面研磨装置及び両面研磨方法
JP2006261393A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 Seiko Epson Corp 基板の洗浄装置および洗浄方法
KR20070068285A (ko) * 2005-12-26 2007-06-29 배성훈 화학적 기계적 연마 장치
JP4989398B2 (ja) * 2007-09-27 2012-08-01 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP5103356B2 (ja) 2008-10-31 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄ブラシ及び基板処理装置並びに基板洗浄方法
JP2011125959A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Sharp Corp 基板研磨装置
US9385020B2 (en) * 2011-12-19 2016-07-05 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate holding and rotating device, substrate treatment apparatus including the device, and substrate treatment method
JP6113960B2 (ja) 2012-02-21 2017-04-12 株式会社荏原製作所 基板処理装置および基板処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117200A (ja) 1998-10-15 2000-04-25 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板洗浄方法およびその装置
US20020074016A1 (en) 2000-12-15 2002-06-20 Crevasse Annette M. Contractible and expandable arbor for a semiconductor wafer cleaning brush assembly
JP2005525244A (ja) * 2002-01-17 2005-08-25 エイエスエム・ナトゥール・インコーポレーテッド 瞬鋭なる終点検出を用いた高等な化学機械的研磨システム
JP2010278103A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スクラブ洗浄装置

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