KR102338647B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

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도모아츠 이시바시
히사지로 나카노
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

기판 세정 장치는, 기판(W)을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(70)와, 기판 보유 지지 기구(70)에 보유 지지된 기판(W)을 회전시키는 기판 회전 기구(72)와, 회전하고 있는 기판(W)의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐(46)을 구비하고 있다. 2유체 노즐(46)은, 도전성 재료로 구성되어 있다. 이에 의해, 2유체 노즐(46)로부터 2유체 제트로서 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다.

Description

기판 세정 장치 {SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}
본 출원은, 2016년　5월　9일에 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2016-093756호 및 제2016-093755호의 이익을 주장하며,　그 전체 내용은 본 명세서에 참조에 의해 포함된다.
본 기술은, 2유체 제트를 사용하여 기판 표면을 세정하는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
종래부터, 기판 표면을 비접촉으로 세정하는 세정 방법으로서, 2유체 제트(2FJ)를 사용한 세정 방법이 알려져 있다. 이 2FJ 세정에서는, 고속 기체(예를 들어, CO2 가스)에 태운 미소한 액적(예를 들어, 순수의 미스트)을 2유체 노즐로부터 기판 표면을 향해 분출시켜 충돌시키고, 이 액적의 기판 표면에의 충돌에 의해 발생한 충격파를 이용하여 기판 표면의 파티클 등을 제거(세정)한다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-294819호 공보 참조).
고속의 2FJ 세정에서는, 가스의 유량이 높고, 유속도 빠르다(200m/초 이상, 바람직하게는 250m/초 이상). 그로 인해, 분출 시에 있어서의 가스와 순수의 접촉이나 액적과 노즐 내벽의 접촉에 의해, 기판 표면에 공급되는 액적이 (통상의 2F 세정에 비해) 전하를 띠기 쉬워진다. 따라서, 고속의 2FJ 세정에서는, 세정 시의 기판 표면의 대전량이 커지는 경향이 있었다.
종래, 통상의 2FJ 세정에 있어서는, 2FJ 노즐에 공급하는 순수에 CO2 가스를 미리 혼입하고, CO2수를 이온화시켜, 전하(전자)를 흐르기 쉽게 함으로써, 액적의 대전량의 억제가 도모되어 있었다. 그러나, 고속의 2FJ 세정에 있어서는, 이러한 종래의 방법으로는, 액적의 대전량을 충분히 억제할 수 없어, 대전의 영향에 의해 파티클이 부착되기 쉬워진다고 하는 문제가 있었다.
본 기술은, 상기한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시 형태의 기판 세정 장치는, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 기구와, 회전하고 있는 상기 기판의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐을 구비하고, 상기 2유체 노즐은, 도전성 재료로 구성되어 있다.
다른 양태의 기판 세정 장치는, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 기구와, 회전하고 있는 상기 기판의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐과, 상기 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 비저항값을 조정하는 비저항 조정 기구를 구비하고 있다.
도 1은 본 기술의 제1 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 기술의 제1 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 기술의 제1 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 기술의 제1 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 5는 본 기술의 제1 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 대전 억제 효과의 설명도이다.
도 6은 본 기술의 제2 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 7은 본 기술의 제2 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 대전 억제 효과의 설명도이다.
도 8은 본 기술의 제3 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 9는 본 기술의 제3 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 대전 억제 효과의 설명도이다.
도 10은 본 기술의 제3 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 대전 억제 효과의 설명도이다.
도 11은 본 기술의 제3 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 대전 억제 효과의 설명도이다.
도 12는 본 기술의 제4 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 도시하는 측면도이다.
이하, 실시 형태의 기판 건조 장치에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 기술을 실시하는 경우의 일례를 나타내는 것이며, 본 기술을 이하에 설명하는 구체적 구성에 한정하는 것은 아니다. 본 기술의 실시에 있어서는, 실시 형태에 따른 구체적 구성이 적절하게 채용되어도 된다.
일 실시 형태의 기판 세정 장치는, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 기구와, 회전하고 있는 상기 기판의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐을 구비하고, 상기 2유체 노즐은, 도전성 재료로 구성되어 있다.
이 구성에 의하면, 2유체 노즐이 도전성 재료로 구성되므로, 2유체 노즐로부터 2유체 제트로서 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 2유체 노즐은, 노즐 전체가 도전성 재료로 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 2유체 노즐의 노즐 전체가 도전성 재료로 구성되면, 2유체 노즐로부터 분출되는 액적(대전 억제된 후의 액적, 약간 대전되어 있는 액적)에 의해 세정 대상인 기판 표면이 마이너스로 대전된다. 기판의 종류나 세정 조건에 따라서는, 기판이 마이너스로 대전되어 있는 쪽이 바람직한 경우가 있다. 그러한 경우에, 액적이 마이너스로 대전되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 2유체 노즐은, 노즐 선단부가 도전성 재료로 구성되어 있고, 노즐 근원 단부는 비도전성 재료로 구성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 2유체 노즐의 노즐 선단부가 도전성 재료로 구성되고, 노즐 근원 단부가 비도전성 재료로 구성되면, 2유체 노즐로부터 분출되는 액적(대전 억제된 후의 액적, 약간 대전되어 있는 액적)에 의해 세정 대상인 기판 표면이 플러스로 대전된다. 이와 같이 노즐 재질의 조합에 의해 액적이 플러스로 대전되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 도전성 재료는, 도전성 카본 PEEK 또는 도전성 카본 PTFE여도 된다.
이 구성에 의하면, 도전성 카본 PEEK 또는 도전성 카본 PTFE를 사용함으로써, 2유체 노즐을 도전성 재료로 구성할 수 있어, 2유체 노즐로부터 분출되는 액적의 대전량을 억제하는 것이 실현 가능해진다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 2유체 제트의 분출 속도는, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상이어도 된다.
이 구성에 의하면, 고속의 2FJ 세정(2유체 제트로서 분출되는 액적의 속도가, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상인 2FJ 세정)으로, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있다.
다른 실시 형태의 기판 세정 장치는, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 기구와, 회전하고 있는 상기 기판의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐과, 상기 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 비저항값을 조정하는 비저항 조정 기구를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 비저항 조정 기구를 사용함으로써, 2유체 노즐에 공급되는 세정액(예를 들어, CO2수)의 비저항값을 조정할 수 있다. 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 비저항값이 작을수록, 2유체 노즐로부터 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 유량을 조정하는 유량 조정 기구를 구비해도 된다.
이 구성에 의하면, 유량 조정 기구를 사용함으로써, 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 유량을 조정할 수 있다. 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 유량이 클수록, 2유체 노즐로부터 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 기판의 표면을 향해 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐을 구비하고, 상기 린스액 공급 노즐이, 상기 세정액을 상기 기판의 표면에 공급 가능해도 된다.
이 구성에 의하면, 2유체 노즐로부터 세정액이 기판의 표면에 공급될 뿐만 아니라, 린스액 공급 노즐로부터도 세정액이 기판의 표면에 공급되므로, 기판의 표면에 공급되는 세정액의 유량을 증대시킬 수 있다. 기판의 표면에 공급되는 세정액의 유량이 클수록, 기판의 표면의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 기판의 표면을 향해, 도전성을 갖는 약액을 공급하는 약액 공급 노즐을 구비해도 된다.
이 구성에 의하면, 약액 공급 노즐로부터 도전성을 갖는 약액이 기판의 표면에 공급되므로, 기판의 표면의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 기판 세정 장치에서는, 상기 2유체 제트의 분출 속도는, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상이어도 된다.
이 구성에 의하면, 고속의 2FJ 세정(2유체 제트로서 분출되는 액적의 속도가, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상인 2FJ 세정)으로, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있다.
이하, 본 기술의 실시 형태의 기판 세정 장치에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼의 세정 등에 사용되는 기판 세정 장치의 경우를 예시한다.
(제1 실시 형태)
본 기술의 제1 실시 형태의 기판 세정 장치의 구성을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(10)과, 다수의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(12)를 구비하고 있다. 로드 포트(12)는, 하우징(10)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(12)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF, FOUP는, 내부에 기판 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
하우징(10)의 내부에는, 복수(도 1의 예에서는, 4개)의 연마 유닛(14a∼14d)과, 연마 후의 기판을 세정하는 제1 세정 유닛(16) 및 제2 세정 유닛(18)과, 세정 후의 기판을 건조시키는 건조 유닛(20)이 수용되어 있다. 연마 유닛(14a∼14d)은, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되고, 세정 유닛(16, 18) 및 건조 유닛(20)도 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 본 기술의 기판 세정 장치는, 제2 세정 유닛(18)에 적용되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 로드 포트(12), 당해 로드 포트(12)측에 위치하는 연마 유닛(14a) 및 건조 유닛(20)에 둘러싸인 영역에는, 제1 기판 반송 로봇(22)이 배치되어 있다. 또한, 연마 유닛(14a∼14d)과 평행하게, 기판 반송 유닛(24)이 배치되어 있다. 제1 기판 반송 로봇(22)은, 연마 전의 기판을 로드 포트(12)로부터 수취하여 기판 반송 유닛(24)에 전달함과 함께, 건조 후의 기판을 건조 유닛(20)으로부터 수취하여 로드 포트(12)로 복귀시킨다. 기판 반송 유닛(24)은, 제1 기판 반송 로봇(22)으로부터 수취한 기판을 반송하여, 각 연마 유닛(14a∼14d)과의 사이에서 기판의 전달을 행한다.
제1 세정 유닛(16)과 제2 세정 유닛(18) 사이에는, 이들 각 유닛(16, 18)과의 사이에서 기판의 전달을 행하는 제2 기판 반송 로봇(26)이 배치되어 있다. 또한, 제2 세정 유닛(18)과 건조 유닛(20) 사이에는, 이들 각 유닛(18, 20)과의 사이에서 기판의 전달을 행하는 제3 기판 반송 로봇(28)이 배치되어 있다.
또한, 하우징(10)의 내부에는, 기판 처리 장치의 각 기기의 움직임을 제어하는 제어부(30)가 배치되어 있다. 이 제어부(30)는, 제2 세정 유닛(기판 세정 장치)(18)의 움직임을 제어하는 기능도 구비하고 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 세정 유닛(16)으로서, 세정액의 존재하에서, 기판의 표리 양면에 롤 형상으로 연장되는 롤 세정 부재를 마찰시켜 기판을 세정하는 롤 세정 유닛이 사용되고 있다. 이 제1 세정 유닛(롤 세정 유닛)(16)은, 세정액에 1㎒ 부근의 초음파를 가하여, 세정액의 진동 가속도에 의한 작용력을 기판 표면에 부착된 미립자에 작용시키는 메가소닉 세정을 병용하도록 구성되어 있다.
또한, 제2 세정 유닛(18)으로서, 본 기술의 기판 세정 장치가 사용되고 있다. 또한, 건조 유닛(20)으로서, 기판을 보유 지지하고, 이동하는 노즐로부터 IPA 증기를 분출하여 기판을 건조시키고, 또한 고속으로 회전시켜 원심력에 의해 기판을 건조시키는 스핀 건조 유닛이 사용되고 있다. 또한, 세정부는, 세정 유닛(16, 18)을 상하 2단으로 배치한 상하 2단 구조로 해도 된다. 이 경우, 세정부는, 상하 2단의 기판 처리 유닛을 갖는다.
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 사시도이고, 도 3은 본 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 평면도이다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 기판 세정 장치(제2 세정 유닛)(18)는, 기판(W)의 주위를 둘러싸는 세정조(40)와, 이 세정조(40)의 측방에 기립 설치된 회전 가능한 지지 축(42)과, 이 지지 축(42)의 상단부에 기부를 연결한 수평 방향으로 연장되는 요동 아암(44)을 구비하고 있다. 세정조(40)에 있어서, 기판(W)은, 척 등에 의해 보유 지지되고, 척 등의 회전에 의해 회전하도록 구성되어 있다. 요동 아암(44)의 자유 단부(선단부)에는, 2유체 노즐(46)이 상하로 이동하도록 설치되어 있다.
2유체 노즐(46)에는, N2 가스 등의 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급 라인(50)과, 순수 또는 CO2 가스 용해수 등의 세정액을 공급하는 세정액 공급 라인(52)이 접속되어 있고, 유체 노즐(46)의 내부에 공급된 N2 가스 등의 캐리어 가스와 순수 또는 CO2 가스 용해수 등의 세정액을 유체 노즐(46)로부터 고속으로 분출시킴으로써, 캐리어 가스 중에 세정액이 미소 액적(미스트)으로서 존재하는 2유체 제트류가 생성된다. 이 유체 노즐(46)에서 생성되는 2유체 제트류를 회전 중인 기판(W)의 표면을 향해 분출시켜 충돌시킴으로써, 미소 액적의 기판 표면에의 충돌에 의해 발생한 충격파를 이용한 기판 표면의 파티클 등의 제거(세정)를 행할 수 있다.
지지 축(42)은, 지지 축(42)을 회전시킴으로써 당해 지지 축(42)을 중심으로 요동 아암(44)을 요동시키는 구동 기구로서의 모터(54)에 연결되어 있다.
이 예에서는, 요동 아암(44)의 선단에, 예를 들어 PVA 스펀지로 이루어지는 펜슬형 세정구(60)가 상하 이동 가능하고, 또한 회전 가능하게 설치되어 있다. 또한, 세정조(40)의 측상방에 위치하여, 척 등에 의해 보유 지지되어 회전 중인 기판(W)의 표면에, 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐(62)과, 약액을 공급하는 약액 공급 노즐(64)이 배치되어 있다. 펜슬형 세정구(60)의 하단부를, 회전 중인 기판(W)의 표면에 소정의 압박력으로 접촉시키면서, 요동 아암(44)의 요동에 의해 펜슬형 세정구(60)를 이동시키고, 동시에, 기판(W)의 표면에 린스액 또는 약액을 공급함으로써, 기판(W)의 표면의 접촉 세정이 행해지도록 되어 있다. 또한, 상기 기판(W)의 표면의 접촉 세정은, 필요에 따라서 행해지는 처리이며, 반드시 필요한 것은 아니다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 유체 노즐(46)은, 요동 아암(44)의 요동에 수반하여, 오프셋 위치 A로부터, 기판(W)의 중심 O의 상방 위치 및 당해 중심 O로부터 소정 간격 이격된 변위점 B의 상방 위치를 지나, 기판(W)의 외주부 외측의 세정 종료 위치 C로, 원호 형상의 이동 궤적을 따라 이동함으로써, 기판(W)의 표면의 세정을 행한다. 이 세정 시에, 회전 중인 기판(W)의 표면을 향해, 캐리어 가스 중에 세정액이 미소 액적(미스트)으로서 존재하는 2유체 제트류를 유체 노즐(46)로부터 분출시킨다. 또한, 도 3은, 유체 노즐(46)이 변위점 B의 상방 위치에 위치하고 있는 상태를 도시하고 있다.
여기서, 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성에 대해, 도면을 참조하면서 더 상세하게 설명한다. 도 4는, 본 실시 형태의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 설명하기 위한 측면도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 기판 세정 장치는, 기판(W)을 수평으로 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(70)와, 기판 보유 지지 기구(70)를 통해 기판(W)을 그 중심축 주위로 회전시키는 모터(회전 기구)(72)와, 회전하고 있는 기판(W)의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐(46)을 구비하고 있다. 본 실시 형태의 2유체 노즐(46)은 일체형이며, 노즐 전체가 도전성 재료로 구성되어 있다. 도전성 재료로서는, 예를 들어 도전성 카본 PEEK나 도전성 카본 PTFE가 사용된다. 2유체 노즐(46)은 접지되어 있다. 예를 들어, 요동 아암(44)을 도전성 재료로 구성하고, 요동 아암(44)으로부터 접지를 취하도록 해도 된다. 이 경우, 2유체 제트의 분출 속도는, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상이다. 즉, 이 기판 세정 장치는, 고속의 2FJ 세정용 기판 세정 장치이다.
도 5는, 본 실시 형태의 기판 세정 장치의 대전 억제 효과의 설명도이다. 도 5에서는, 노즐 전체를 도전성 재료(도전성 PEEK)로 구성한 예가 「실시예 1」로서 실선으로 나타나 있고, 노즐 전체를 비도전성 재료(비도전성 PTFE)로 구성한 예가 「비교예」로서 파선으로 나타나 있다.
이러한 제1 실시 형태의 기판 세정 장치에 따르면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 2유체 노즐(46)을 도전성 재료로 구성함으로써, 2유체 노즐(46)로부터 2유체 제트로서 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판(W)의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판(W)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 2유체 노즐(46)의 노즐 전체가 도전성 재료로 구성되므로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 2유체 노즐(46)로부터 분출되는 액적(대전 억제된 후의 액적, 약간 대전되어 있는 액적)에 의해 세정 대상인 기판(W)의 표면이 마이너스로 대전된다. 기판(W)의 종류나 세정 조건에 따라서는, 기판(W)이 마이너스로 대전되어 있는 쪽이 바람직한 경우가 있다. 그러한 경우에, 액적이 마이너스로 대전되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도전성 카본 PEEK 또는 도전성 카본 PTFE를 사용함으로써, 2유체 노즐(46)을 도전성 재료로 구성할 수 있어, 2유체 노즐(46)로부터 분출되는 액적의 대전량을 억제하는 것이 실현 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 고속의 2FJ 세정(2유체 제트로서 분출되는 액적의 속도가, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상인 2FJ 세정)으로, 세정 대상인 기판(W)의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 기술의 제2 실시 형태의 기판 세정 장치에 대해 설명한다. 여기서는, 제2 실시 형태의 기판 세정 장치가, 제1 실시 형태와 상위한 점을 중심으로 설명한다. 여기서 특별히 언급하지 않는 한, 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도 6은, 본 실시 형태의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 설명하기 위한 측면도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 2유체 노즐(46)은, 노즐 선단부(46a)와 노즐 근원 단부(46b)로 분할된 분할형이다. 그리고, 노즐 선단부(46a)가 도전성 재료로 구성되어 있고, 노즐 근원 단부(46b)는 비도전성 재료로 구성되어 있다. 도전성 재료로서는, 예를 들어 도전성 카본 PEEK나 도전성 카본 PTFE가 사용되고, 비도전성 재료로서는, 예를 들어 비도전성 PTFE가 사용된다. 이 경우도, 2유체 제트의 분출 속도는, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상이다. 즉, 이 기판 세정 장치도, 고속의 2FJ 세정용 기판 세정 장치이다.
도 7은, 본 실시 형태의 기판 세정 장치의 대전 억제 효과의 설명도이다. 도 7에서는, 노즐 선단부(46a)를 도전성 재료(도전성 PEEK)로 구성하고, 또한 노즐 근원 단부(46b)를 비도전성 재료(비도전성 PTFE)로 구성한 예가 「실시예 2」로서 실선으로 나타나 있고, 노즐 전체를 비도전성 재료(비도전성 PTFE)로 구성한 예가 「비교예」로서 파선으로 나타나 있다.
이러한 제2 실시 형태의 기판 세정 장치에 의해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과가 발휘된다. 즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 2유체 노즐(46)을 도전성 재료로 구성함으로써, 2유체 노즐(46)로부터 2유체 제트로서 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판(W)의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판(W)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 2유체 노즐(46)의 노즐 선단부(46a)가 도전성 재료로 구성되고, 노즐 근원 단부(46b)가 비도전성 재료로 구성되므로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 2유체 노즐(46)로부터 분출되는 액적(대전 억제된 후의 액적, 약간 대전되어 있는 액적)에 의해 세정 대상인 기판(W)의 표면이 플러스로 대전된다. 이와 같이 노즐 재질의 조합에 의해 액적이 플러스로 대전되도록 제어할 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 본 기술의 제2 실시 형태의 기판 세정 장치에 대해 설명한다. 여기서는, 제3 실시 형태의 기판 세정 장치가, 제1 실시 형태와 상위한 점을 중심으로 설명한다. 여기서 특별히 언급하지 않는 한, 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도 8은, 본 실시 형태의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 설명하기 위한 측면도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판 세정 장치는, 기판(W)을 수평으로 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(70)와, 기판 보유 지지 기구(70)를 통해 기판(W)을 그 중심축 주위로 회전시키는 모터(회전 기구)(72)와, 회전하고 있는 기판(W)의 표면을 향해 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐(46)과, 2유체 노즐(46)에 공급되는 세정액의 비저항값을 조정하는 비저항 조정 기구(74)를 구비하고 있다. 세정액으로서는, 예를 들어 순수에 CO2 가스를 미리 혼입하여 이온화한 CO2수가 사용된다. 비저항 조정 기구(74)는, 예를 들어 0.1MΩ㎝∼18MΩ㎝의 범위에서, CO2수의 비저항값을 조정할 수 있다. 또한, 비저항 조정 기구(74)는, 공지의 것을 이용할 수 있다. 이 경우, 2유체 제트의 분출 속도는, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상이다. 즉, 이 기판 세정 장치는, 고속의 2FJ 세정용 기판 세정 장치이다.
또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 이 기판 세정 장치는, 기판(W)의 표면을 향해 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐(62)과, 기판의 표면을 향해 약액을 공급하는 약액 공급 노즐(64)을 구비하고 있다. 이 린스액 공급 노즐(62)은, 세정액(CO2수)을 기판의 표면에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 약액 공급 노즐(64)로부터 공급되는 약액으로서는, 도전성을 갖는 약액이 사용된다.
여기서, 기판 세정 장치를 사용하여 기판(W)의 세정을 행할 때의 처리의 흐름을 설명해 둔다. 이 기판 세정 장치에서는, 먼저 기판(W)이 반입되면, 약액 공급 노즐(64)로부터 기판(W)의 표면에 도전성을 갖는 약액이 공급되고, 그 후, 2유체 노즐(46)로부터 2유체 제트를 분출시켜, 기판(W)의 2유체 세정이 행해진다. 이 때 사용되는 세정액(CO2수)은, 비저항 조정 기구(74)에 의해 비저항이 작아지도록 조정되어 있다. 2유체 세정을 행하는 동안, 약액 공급 노즐(64)로부터 도전성을 갖는 약액을 계속 공급하는 것이 바람직하다. 그리고, 2유체 세정이 종료된 후, 린스 공급 노즐(62)로부터 린스액과 세정액(CO2수)이 기판(W)의 표면에 공급되어, 약액이 씻겨 내려간다.
도 9∼도 11은, 본 실시 형태의 기판 세정 장치의 대전 억제 효과의 설명도이다. 도 9에서는, 세정액(CO2수)의 비저항을 크게 설정한 예(예를 들어, 18MΩ㎝로 설정한 예)가 파선으로 나타나 있고, 세정액(CO2수)의 비저항을 작게 설정한 예(예를 들어, 0.1MΩ㎝로 설정한 예)가 실선으로 나타나 있다. 또한, 도 10에서는, 기판(W)의 표면에 공급되는 세정액의 유량을 작게 설정한 예(린스 공급 노즐(62)로부터도 세정액(CO2수)을 공급하지 않는 예)가 파선으로 나타나 있고, 기판(W)의 표면에 공급되는 세정액의 유량을 크게 설정한 예(린스 공급 노즐(62)로부터도 세정액(CO2수)을 공급한 예)가 실선으로 나타나 있다. 또한, 도 11에서는, 도전성을 갖는 약액이 기판(W)의 표면에 공급되지 않는 예가 파선으로 나타나 있고, 도전성을 갖는 약액이 기판(W)의 표면에 공급된 예가 실선으로 나타나 있다.
이러한 제3 실시 형태의 기판 세정 장치에 의하면, 비저항 조정 기구(74)를 사용함으로써, 2유체 노즐(46)에 공급되는 세정액(예를 들어, CO2수)의 비저항값을 조정할 수 있다. 2유체 노즐(46)에 공급되는 세정액의 비저항값이 작을수록, 2유체 노즐(46)로부터 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 2유체 노즐(46)로부터 세정액이 기판의 표면에 공급될 뿐만 아니라, 린스액 공급 노즐(62)로부터도 세정액이 기판의 표면에 공급되므로, 기판의 표면에 공급되는 세정액의 유량을 증대시킬 수 있다. 기판의 표면에 공급되는 세정액의 유량이 클수록, 기판의 표면의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 약액 공급 노즐(64)로부터 도전성을 갖는 약액이 기판의 표면에 공급되므로, 기판의 표면의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 고속의 2FJ 세정(2유체 제트로서 분출되는 액적의 속도가, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상인 2FJ 세정)으로, 세정 대상인 기판(W)의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있다.
(제4 실시 형태)
다음으로, 본 기술의 제4 실시 형태의 기판 세정 장치에 대해 설명한다. 여기서는, 제4 실시 형태의 기판 세정 장치가, 제3 실시 형태와 상위한 점을 중심으로 설명한다. 여기서 특별히 언급하지 않는 한, 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 제3 실시 형태와 마찬가지이다.
도 12는, 본 실시 형태의 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)의 구성을 설명하기 위한 측면도이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 기판 세정 장치는, 2유체 노즐(46)에 공급되는 세정액의 유량을 조정하는 유량 조정 기구(76)를 구비하고 있다. 유량 조정 기구(76)는, 공지의 것을 이용할 수 있고, 예를 들어 유량 밸브 등으로 구성되어 있다. 이 경우도, 2유체 제트의 분출 속도는, 적어도 200m/초 이상이고, 바람직하게는 250m/초 이상이다. 즉, 이 기판 세정 장치도, 고속의 2FJ 세정용 기판 세정 장치이다.
이러한 제4 실시 형태의 기판 세정 장치에 의해서도, 제3 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과가 발휘된다. 즉, 도 9∼도 11에 도시하는 바와 같이, 2유체 노즐(46)을 도전성 재료로 구성함으로써, 2유체 노즐(46)로부터 2유체 제트로서 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판(W)의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판(W)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 유량 조정 기구(76)를 사용함으로써, 2유체 노즐(46)에 공급되는 세정액의 유량을 조정할 수 있다. 2유체 노즐(46)에 공급되는 세정액의 유량이 클수록, 2유체 노즐(46)로부터 분출되는 액적의 대전량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 고속의 2FJ 세정이라도, 세정 대상인 기판의 표면이 대전되는 것을 억제할 수 있어, 대전된 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 기술의 실시 형태를 예시에 의해 설명하였지만, 본 기술의 범위는 이것들에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재된 범위 내에 있어서 목적에 따라서 변경·변형하는 것이 가능하다.

Claims (13)

  1. 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와,
    상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 기구와,
    회전하고 있는 상기 기판의 표면을 향해 분출 속도가 적어도 200m/s 이상인 고속 2유체 제트를 분출시켜서 기판을 세정하는 고속 2유체 제트 노즐을 구비한 기판 세정 장치이며,
    상기 고속 2유체 제트 노즐은, 도전성 재료로 구성되어 있고,
    상기 고속 2유체 제트 노즐은, 캐리어 가스와 함께 액적을, 외부 전원으로부터 액적에 대하여 전하를 가하기 위한 구성을 설치하지 않고, 도전성 재료로서 도전성 카본 PEEK 또는 도전성 카본 PTFE를 채용한 노즐 내부에서 혼합시킨 후, 해당 액적을 캐리어 가스와 함께 고속 2유체 제트로서 상기 회전하는 기판 상에 분출시켜서, 고속 2유체 제트 세정시의 상기 기판의 표면의 대전량을 억제하면서 기판을 세정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2유체 제트 노즐은, 노즐 전체가 도전성 재료로 구성되어 있는, 기판 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2유체 제트 노즐은, 노즐 선단부가 도전성 재료로 구성되어 있고, 노즐 근원 단부는 비도전성 재료로 구성되어 있는, 기판 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 세정 장치는, 회전 가능한 지지축의 상단에 기부를 연결한, 수평 방향으로 연장되는 요동 아암을 더 구비하고,
    상기 고속 2유체 제트 노즐은, 해당 요동 아암의 선단부에 설치되고, 상기 요동 아암이 기판의 중심의 상방 위치로부터 기판의 외주부로 이동할 때에, 회전 중인 기판의 표면을 향하여, 2유체 제트류를 기판에 분출하게 하는, 기판 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 회전시키면서, 분출 속도가 적어도 200m/s 이상으로 된 액적을 캐리어 가스와 함께 포함하는 2유체 제트류를 기판 상에 분출시켜서 기판을 세정하도록, 상기 기판 보유 지지 기구, 상기 기판 회전 기구, 세정액 공급 라인 및 상기 캐리어 가스 공급 라인을 제어하는 제어 장치를 더 구비한, 기판 세정 장치.
  6. 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와,
    상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 기구와,
    세정액을 공급 가능한 세정액 공급 라인과,
    캐리어 가스를 공급 가능한 캐리어 가스 공급 라인과,
    상기 세정액 공급 라인과 상기 캐리어 가스 공급 라인에 접속되고, 회전하고 있는 상기 기판의 표면을 향해 200m/s 이상의 분출 속도로 고속 2유체 제트를 분출시키는 2유체 노즐과,
    상기 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 비저항값을 조정하는 비저항 조정 기구이며, 상기 세정액 중의 CO2 가스 용존량을 제어하여, 상기 세정액의 비저항값을 작게 함으로써, 200m/s 이상의 분출 속도의 고속 2유체 제트 세정시의 상기 기판의 표면의 대전량을 억제하는 상기 비저항 조정 기구를 구비하고,
    상기 2유체 노즐은, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판의 표면을 향하여 상기 비저항값이 조정된 세정액을 포함하는 액적을 상기 캐리어 가스와 함께 200m/s 이상의 분출 속도로 분출시켜서, 상기 기판의 고속 2유체 제트 세정을 행하도록 구성된 고속 2유체 제트 노즐인, 기판 세정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2유체 노즐에 공급되는 세정액의 유량을 조정하는 유량 조정 기구를 구비하는, 기판 세정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 표면을 향해 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐을 구비하고,
    상기 린스액 공급 노즐이, 상기 세정액을 상기 기판의 표면에 공급 가능한, 기판 세정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 표면을 향해, 도전성을 갖는 약액을 공급하는 약액 공급 노즐을 구비하는, 기판 세정 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기판을 회전시키면서, 비저항값이 기판의 대전을 억제할 수 있는 값으로 조정되고, 분출 속도가 적어도 200m/s 이상으로 된 액적을 캐리어 가스와 함께 포함하는 2유체 제트류를 기판 상에 분출시켜서 구성을 세정하도록, 상기 기판 보유 지지 기구, 상기 기판 회전 기구, 상기 세정액 공급 라인, 상기 캐리어 가스 공급 라인, 및 상기 비저항 조정 기구를 제어하는 제어 장치를 더 구비한 기판 세정 장치.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 기판 세정 장치는, 상기 기판의 주위를 둘러싸는 세정조를 더 구비한, 기판 세정 장치.
  12. 기판을 연마하는 연마 유닛과,
    상기 연마 유닛에서 연마된 기판을 세정하기 위한 기판 세정 유닛과,
    상기 기판 세정 유닛에 있어서 세정된 기판을 건조하는 기판 건조 유닛을 구비한 기판 처리 장치이며,
    상기 기판 세정 유닛으로서, 제1 세정 유닛과, 해당 제1 세정 유닛에서 세정된 기판을 더 세정하는 제2 세정 유닛을 포함하고,
    상기 제2 세정 유닛은, 제1항 또는 제6항에 기재된 기판 세정 장치로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 세정 유닛과 상기 제2 세정 유닛은, 상하 2단으로 배치된 상하 2단 구조인, 기판 처리 장치.
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