KR102454775B1 - 기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판을 회전시켜, 회전하는 기판에 세정 부재를 접촉시켜서 기판을 세정하는 기판 세정 장치가 개시된다. 기판 세정 장치는, 상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치되고, 상기 세정 부재에 접촉해서 세정 부재를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재와, 상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치되어, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시키는 위치와 상기 세정 부재로부터 이격시키는 위치와의 사이에서 이동시키는 이동 기구를 구비한다.

Description

기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS, SUBSTRATE CLEANING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 세정하는 기판 세정 장치에 관한 것으로, 특히 기판에 접촉하여 기판을 세정하는 세정 부재를 자기 세정하는 셀프 클리닝 기능을 가진 있는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 웨이퍼 등의 기판에 세정액 (예를 들어, 약액 또는 순수)를 공급하면서 상기 기판을 롤 세정 부재에서 스크럽 세정하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다. 또한 다음에 설명하는 실시 형태는 이러한 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 제조 장치, 특히 화학 기계 연마(CMP) 장치의 세정 장치에서는, 연마 부스러기나 연마액에 포함되는 지립 등의 파티클을 효율적으로 떨어뜨릴 수 있다는 장점이 있는 스크럽 세정이 널리 사용되고 있다. 스크럽 세정 중에서, 기판에 상처를 내지 않는, 연마액 등의 오염을 흡수하는 것, 긁어내기 효과가 높은 등의 장점이 있는 롤 세정 부재에 의한 기판 세정이 널리 사용되고 있다.
롤 세정 부재를 사용한 기판의 세정은, 기판을 회전시키고, 또한 세정액(예를 들어, 약액 또는 순수)을 기판에 공급하면서, 롤 세정 부재를 기판에 미끄럼 접촉시킴으로써 행하여진다. 이와 같이, 세정액의 존재 하에서 롤 세정 부재를 기판의 표면에 미끄럼 접촉시킴으로써, 연마 부스러기 및 연마액에 포함되는 지립 등의 파티클을 기판의 표면으로부터 제거하고 있다. 기판으로부터 제거된 파티클은, 롤 세정 부재 내에 흡착 또는 축적되거나, 또는 세정액과 함께 기판으로부터 배출된다.
그러나, 롤 세정 부재 내에 일단 퇴적된 파티클은, 기판의 스크럽 세정 중에 롤 세정 부재로부터 떨어져서 기판의 표면에 재부착되어, 소위 역 오염을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 롤 세정 부재에 의해 일단 기판 표면으로부터 떨어진 파티클이, 세정액과 함께 기판으로부터 배출되기 전에, 기판의 표면에 재부착되어버리는 경우도 있다.
기판의 표면을 세정할 때는, 미세한 파티클을 제거하기 위해서 PVA(폴리비닐알코올) 스펀지가 사용되고, 기판의 이면을 세정할 때는, 기판 보유 지지 장치로서의 톱 링으로 기판을 보유 지지했을 때, 기판이 멤브레인에 접해서 기판과의 결합력에 의해 오염이 부착되기 때문에, 섬유를 수지 등으로 굳혀서, 표면에 섬유의 간극에 의해 미세한 구멍이 형성된 부직포로 형성된 스펀지가 사용되는 경우도 있다.
이러한 롤 스펀지 등으로 이루어지는 세정 부재에 의한 스크럽 세정에 있어서는, 세정 부재를 기판에 직접 접촉시키기 때문에, 세정 부재 자체의 오염이 세정 효과를 좌우하는 요인이 된다. 세정 부재의 오염이 진행되면, 기판으로부터 오염 물질을 제거하는 한편, 세정 부재에 퇴적된 오염 물질이 기판을 오염시켜버려, 세정 효과를 얻지 못하게 되는 경우가 있다. 이러한 현상은 역 오염이라 불리고 있으며, 역 오염을 가능한 한 방지하는 것이 과제로 되어 있다. 그 때문에, 현재 역 오염을 방지하는 시도가 이루어지고 있다.
역 오염 방지 수단의 하나로서 세정 부재가 오염되어도 교환하지 않고, 세정 부재 자체를 청정화한다는 자기 세정(셀프 클리닝)이라는 방법이 이용되고 있다.
현재 사용되고 있는 셀프 클리닝 방법에는, 주로 2개의 방법이 있다.
제1 방법은, 롤 스펀지의 내측으로부터 외측으로 세정액을 통과시킴으로써 롤 스펀지를 세정하는 이너 린스라고 불리는 방법이다. 이 방법은, 세정액으로 씻어내는 심플한 방법이며, 롤 세정기의 구조나 롤의 위치에 관계없이 임의로 실시할 수 있는 점과, 스펀지에 대해 불필요한 대미지를 끼치지 않는다는 장점이 있다.
제2 방법은, 롤 스펀지가 기판 상으로부터 대피하는 구조의 롤 세정기에 있어서, 롤 스펀지의 대피 위치에 세정판을 설치함으로써, 롤 스펀지의 대피 중에 롤 스펀지를 세정판에 문질러 씻는 방법이다.
상술한 2개의 셀프 클리닝 방법 중, 롤 스펀지의 내측으로부터 외측으로 세정액을 통과시킴으로써 세정하는 이너 린스라고 불리는 방법으로는, 롤 스펀지의 구멍에 끼인 오염을 제거하는 효과가 낮아, 클리닝 효과가 낮다는 문제점이 있다.
또한, 롤 스펀지의 대피 위치에 있어서 롤 스펀지를 세정판에 문질러서 세정하는 방법으로는, 롤 스펀지가 대피 위치에 있을 때밖에 클리닝할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 롤 스펀지가 대피 위치에 있을 때는 항상 세정판에 밀어붙여져 있어, 롤 스펀지의 대기 중에 셀프 클리닝을 중지하려고 해도 중지할 수 없다. 즉, 셀프 클리닝 시간을 임의로 컨트롤할 수 없다는 문제점이 있다. 대기 시간이 긴 운용의 경우에는, 롤 스펀지의 조기 마모가 일어난다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 롤 스펀지 등의 세정 부재의 위치나 상태에 관계없이 임의의 타이밍에 세정 부재의 셀프 클리닝을 실시할 수 있고, 세정 부재를 청정하게 유지할 수 있고, 세정 부재의 장수명화를 기대할 수 있는 기판 세정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 역 오염을 방지할 수 있는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는, 기판을 회전시켜, 회전하는 기판에 세정 부재를 접촉시키면서 기판을 세정하는 기판 세정 장치에 있어서, 상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치되고, 상기 세정 부재에 접촉해서 세정 부재를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재와, 상기 세정 부재를 지지하는 상기 아암에 설치되고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시키는 위치와 상기 세정 부재로부터 이격시키는 위치와의 사이에서 직선상으로 이동시키는 직선 이동 기구를 구비하고, 상기 세정 부재를 회전하는 기판에 접촉시켜서 기판을 세정하고 있는 사이에, 상기 직선 이동 기구를 작동시키고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 대하여 직선상으로 이동시킴으로써 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시켜서 상기 세정 부재를 자기 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치이다.
본 발명에 의하면, 세정 부재를 지지하는 아암에, 셀프 클리닝 부재와 해당 셀프 클리닝 부재를 이동시키는 이동 기구를 설치했기 때문에, 기판의 세정 중에, 이동 기구를 작동시켜, 셀프 클리닝 부재를 세정 부재에 접촉시켜서 세정 부재의 셀프 클리닝을 실시할 수 있다. 또한, 세정 부재의 위치(세정 위치 또는 대기 위치)나 상태(세정 중 또는 대기 중)에 관계없이, 임의의 타이밍에서, 이동 기구를 작동시켜, 셀프 클리닝 부재를 세정 부재에 접촉시켜서 세정 부재의 셀프 클리닝을 실시할 수 있다. 본 발명에 의하면, 이동 기구는, 에어 실린더 또는 전동 실린더 등의 직선 이동 기구 또는 로터리 액추에이터 등의 회전 이동 기구로 구성되어 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 세정 부재는 롤 스펀지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 롤 스펀지로 기판을 세정하므로, 기판에 상처를 내지 않고, 연마액 등의 오염을 흡수할 수 있음과 함께 높은 오염 긁어내기 효과로 기판 세정을 행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 셀프 클리닝 부재는, 설치 부재를 개재하여 상기 아암에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 셀프 클리닝 부재는 설치 부재에 의해 아암에 설치되고, 직선 이동 기구는 직접 또는 설치 부재 등을 개재해서 아암에 설치되어 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 셀프 클리닝 부재는, 상기 아암에 설치된 상기 직선 이동 기구에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 셀프 클리닝 부재는 이동 기구에 설치되고, 직선 이동 기구는 직접 또는 설치 부재 등을 개재해서 아암에 설치되어 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 셀프 클리닝 부재는 세정판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 셀프 클리닝 부재를 구성하는 세정판은, 예를 들어 평활한 표면을 갖고 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 직선 이동 기구는 방수성의 하우징에 수용되고, 상기 하우징에는, 상기 직선 이동 기구의 이동부의 이동 동작을 허용하기 위한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 하우징의 구멍의 주위 및 상기 직선 이동 기구의 이동부를 둘러싸도록 주름 상자를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 직선 이동 기구를 방수성의 하우징에 수용하고, 또한 직선 이동 기구의 이동부를 주름 상자로 둘러싸고 있기 때문에, 직선 이동 기구 및 직선 이동 기구의 이동부에 세정액(약액)이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 세정액 후의 부착에 기인하는 직선 이동 기구의 작동 불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치되고, 상기 세정 부재와 상기 셀프 클리닝 부재와의 접촉부에 세정액을 공급하는 노즐을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 세정 부재의 셀프 클리닝 중에, 셀프 클리닝 액으로서의 세정액을 공급할 수 있어, 셀프 클리닝 효과를 높일 수 있다. 셀프 클리닝 액으로서의 세정액에는, 순수나 약액을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리부와, 상기 기판 처리부에서 소정의 처리를 실시한 기판을 세정하는 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 세정 장치는, 상기 기판 세정 장치인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 기판 처리부는, 기판을 연마하는 연마부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 기판을 회전시켜, 회전하는 기판에 세정 부재를 접촉시키면서 기판을 세정하는 세정 방법에 있어서, 상기 세정 부재에 접촉하여 세정 부재를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재를, 상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치하고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시키는 위치와 상기 세정 부재로부터 이격시키는 위치 사이에서 직선상으로 이동시키는 직선 이동 기구를, 상기 세정 부재를 지지하는 상기 아암에 설치하고, 상기 세정 부재를 회전하는 기판에 접촉시켜서 기판을 세정하고 있는 사이에, 상기 직선 이동 기구를 작동시키고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 대하여 직선상으로 이동시킴으로써 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시켜서 상기 세정 부재를 자기 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법이다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 기판의 세정 후에, 상기 세정 부재를 기판으로부터 이격시켜서 대기 위치로 이동시키고, 상기 대기 위치에 있어서 대기 중의 상기 세정 부재에 셀프 클리닝 부재를 접촉시켜서 세정 부재를 자기 세정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 세정 부재의 자기 세정 중에, 상기 세정 부재와 상기 셀프 클리닝 부재와의 접촉부에 세정액을 공급하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과, 상기 세정액의 존재 하에서 상기 기판에 미끄럼 접촉함으로써 상기 기판을 세정하는 롤 세정구와, 상기 롤 세정구에 접속되고, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 롤 세정구를 통해서 상기 기판으로부터 상기 세정액을 흡인하는 흡인 시스템을 구비하고, 상기 흡인 시스템은, 상기 롤 세정구에 연결된 세정액 흡인 배관과, 상기 세정액 흡인 배관에 연결된 진공 라인을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치이다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 흡인 시스템은, 상기 세정액 흡인 배관에 설치된 흡인 밸브를 더 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 기판 세정 장치는, 상기 흡인 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고 있고, 상기 제어부는, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 흡인 밸브를 개방한 상태로 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 롤 세정구는, 샤프트와, 상기 샤프트의 외면을 덮는 스펀지 부재를 구비하고, 상기 샤프트는, 해당 샤프트의 내부를 뻗어나가는 주류로와, 해당 샤프트의 외면에 설치된 복수의 개구와, 상기 주류로와 상기 복수의 개구를 연통시키는 복수의 가지 유로를 갖고, 상기 세정액 흡인 배관은 상기 주류로에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 기판 세정 장치는, 상기 세정액 흡인 배관에 접속된 이너 린스액 공급 라인을 더 구비하고, 상기 세정액 흡인 배관과 상기 이너 린스액 공급 라인과의 접속점은, 상기 흡인 밸브와 상기 롤 세정구와의 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 세정액 공급 노즐로부터 세정액을 기판에 공급하면서, 상기 세정액의 존재 하에서 롤 세정구를 상기 기판에 미끄럼 접촉시켜서, 상기 기판을 세정하고, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 롤 세정구에 접속된 흡인 시스템에 의해서, 상기 롤 세정구를 통해서 상기 기판으로부터 상기 세정액을 흡인하고, 상기 흡인 시스템은, 상기 롤 세정구에 연결된 세정액 흡인 배관과, 상기 세정액 흡인 배관에 연결된 진공 라인을 갖고 있는 것을 특징으로 기판 세정 방법이다.
본 발명의 일 양태는, 기판을 연마하는 연마 유닛과, 상기 연마 유닛에서 연마된 기판을 세정하는 기판 세정 장치를 구비하고, 상기 기판 세정 장치는, 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과, 상기 세정액의 존재 하에서 상기 기판에 미끄럼 접촉함으로써 상기 기판을 세정하는 롤 세정구와, 상기 롤 세정구에 접속되고, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 롤 세정구를 통해서 상기 기판으로부터 상기 세정액을 흡인하는 흡인 시스템을 구비하고, 상기 흡인 시스템은, 상기 롤 세정구에 연결된 세정액 흡인 배관과, 상기 세정액 흡인 배관에 연결된 진공 라인을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명에 의하면, 롤 세정구에 의해 기판의 표면으로부터 제거된 연마 부스러기나 지립 등의 파티클은, 롤 세정구를 통해서 세정액과 함께 즉시 기판으로부터 흡인 제거된다. 기판의 세정 중에는 롤 세정구 내에 흡인력이 발생하므로, 롤 세정구 내에 축적된 파티클은 롤 세정구로부터 떨어지기 어렵다. 게다가 일단 기판으로부터 제거된 파티클은, 기판의 표면에 재부착되기 전에 세정액과 함께 흡인되어, 롤 세정구 내에 도입된다. 따라서, 기판의 역 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 일 실시 형태에 따른 기판 세정 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시되는 롤 세정 부재의 단면도이다.
도 4는 세정 스탠바이 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는 스크럽 세정 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 드레인 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 2에 도시되는 기판 세정 장치의 변형예를 도시하는 모식도이다.
도 8은 기판 세정 장치의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 대기 위치에서 롤 세정 부재의 셀프 클리닝을 행하기 위한 린스 조를 도시하는 개략도이다.
도 10은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈(기판 세정 장치)의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이며, 세정 모듈의 부분 단면 정면도이다.
도 11은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이며, 세정 모듈의 사시도이다.
도 12는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이며, 세정 모듈의 부분 단면 정면도이다.
도 13은 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이며, 세정 모듈의 부분 단면 정면도이다.
도 14는 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이며, 세정 모듈의 부분 단면 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 일 실시 형태에 따른 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(1)을 구비하고 있고, 하우징(1)의 내부는 격벽(1a, 1b)에 의해 로드/언로드부(2)와 연마부(3)와 세정부(4)로 구획되어 있다. 이러한 로드/언로드부(2), 연마부(3) 및 세정부(4)는 각각 독립적으로 조립되어, 독립적으로 배기된다. 또한, 기판 처리 장치는, 기판 처리 동작을 제어하는 제어부(5)를 구비하고 있다.
로드/언로드부(2)는, 다수의 웨이퍼(기판)를 스톡하는 웨이퍼 카세트가 적재되는 2개 이상(본 실시 형태에서는 4개)의 프론트 로드부(20)를 구비하고 있다. 이러한 프론트 로드부(20)는, 하우징(1)에 인접해서 배치되고, 기판 처리 장치의 폭 방향(길이 방향과 수직인 방향)을 따라 배열되어 있다. 프론트 로드부(20)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있게 되어 있다. 여기서, SMIF, FOUP는, 내부에 웨이퍼 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
또한, 로드/언로드부(2)에는, 프론트 로드부(20)의 배열을 따라 주행 기구(21)가 부설되어 있고, 이 주행 기구(21) 상에 웨이퍼 카세트의 배열 방향을 따라서 이동 가능한 반송 로봇(로더)(22)이 설치되어 있다. 반송 로봇(22)은, 주행 기구(21) 상을 이동함으로써 프론트 로드부(20)에 탑재된 웨이퍼 카세트에 액세스할 수 있도록 되어 있다. 반송 로봇(22)은 상하에 2개의 핸드를 구비하고 있고, 상측의 핸드는 처리된 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로 복귀시킬 때 사용되고, 하측의 핸드는 처리 전의 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로부터 취출할 때 사용되며, 상하의 핸드는 구분지어 사용할 수 있게 되어 있다. 또한, 반송 로봇(22)의 하측의 핸드는, 그 축심 주위로 회전함으로써, 웨이퍼를 반전시킬 수 있도록 구성되어 있다.
로드/언로드부(2)는, 가장 깨끗한 상태를 유지할 필요가 있는 영역이기 때문에, 로드/언로드부(2)의 내부는, 기판 처리 장치 외부, 연마부(3) 및 세정부(4) 중 어느 것보다도 높은 압력으로 항상 유지되어 있다. 연마부(3)는 연마액으로서 슬러리를 사용하기 때문에 가장 더러운 영역이다. 따라서, 연마부(3)의 내부에는 부압이 형성되고, 그 압력은 세정부(4)의 내부 압력보다도 낮게 유지되어 있다. 로드/언로드부(2)에는, HEPA필터, ULPA 필터 또는 케미컬 필터 등의 클린 에어 필터를 갖는 필터 팬 유닛(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 이 필터 팬 유닛으로부터는 파티클이나 유독 증기, 유독 가스가 제거된 클린 에어가 항상 분출되고 있다.
연마부(3)는, 웨이퍼의 연마(평탄화)가 행하여지는 영역이며, 제1 연마 유닛(3A), 제2 연마 유닛(3B), 제3 연마 유닛(3C), 제4 연마 유닛(3D)을 구비하고 있다. 이들 제1 연마 유닛(3A), 제2 연마 유닛(3B), 제3 연마 유닛(3C) 및 제4 연마 유닛(3D)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라서 배열되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 연마 유닛(3A)은, 연마면을 갖는 연마 패드(10)가 설치된 연마 테이블(30A)과, 웨이퍼를 보유 지지하고 또한 웨이퍼를 연마 테이블(30A) 상의 연마 패드(10)에 가압하면서 연마하기 위한 톱 링(31A)과, 연마 패드(10)에 연마액이나 드레싱 액(예를 들어, 순수)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(32A)과, 연마 패드(10)의 연마면의 드레싱을 행하기 위한 드레서(33A)와, 액체(예를 들어 순수)와 기체(예를 들어 질소 가스)의 혼합 유체 또는 액체(예를 들어 순수)를 안개 상태로 해서 연마면에 분사하는 아토마이저(34A)를 구비하고 있다.
마찬가지로, 제2 연마 유닛(3B)은, 연마 패드(10)가 설치된 연마 테이블(30B)과, 톱 링(31B)과, 연마액 공급 노즐(32B)과, 드레서(33B)와, 아토마이저(34B)를 구비하고 있다. 제3 연마 유닛(3C)은, 연마 패드(10)가 설치된 연마 테이블(30C)과, 톱 링(31C)과, 연마액 공급 노즐(32C)과, 드레서(33C)와, 아토마이저(34C)를 구비하고 있다. 제4 연마 유닛(3D)은, 연마 패드(10)가 설치된 연마 테이블(30D)과, 톱 링(31D)과, 연마액 공급 노즐(32D)과, 드레서(33D)와, 아토마이저(34D)를 구비하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 세정부(4)는, 제1 세정실(190)과, 제1 반송실(191)과, 제2 세정실(192)과, 제2 반송실(193)과, 건조실(194)로 구획되어 있다. 제1 세정실(190) 내에는, 세로 방향을 따라 배열된 상측 1차 세정 유닛 및 하측 1차 세정 유닛이 배치되어 있다. 마찬가지로, 제2 세정실(192) 내에는, 세로 방향을 따라 배열된 상측 2차 세정 유닛 및 하측 2차 세정 유닛이 배치되어 있다. 건조실(194) 내에는, 세로 방향을 따라 배열된 상측 건조 유닛 및 하측 건조 유닛이 배치되어 있다. 제1 반송실(191)에는, 상하 이동 가능한 제1 반송 로봇이 배치되고, 제2 반송실(193)에는, 상하 이동 가능한 제2 반송 로봇이 배치되어 있다.
세정부(4)는, 2대의 1차 세정 유닛 및 2대의 2차 세정 유닛을 구비하고 있으므로, 복수의 웨이퍼를 병렬로 세정하는 복수의 세정 라인을 구성할 수 있다. 세정 라인이란, 세정부(4)의 내부에 있어서, 하나의 웨이퍼가 복수의 세정 유닛에 의해 세정될 때의 이동 경로를 말한다. 예를 들어, 2개의 병렬하는 세정 라인에 의해, 복수(전형적으로는 2매)의 웨이퍼를 거의 동시에 세정 및 건조할 수 있다.
1차 세정 유닛 및/또는 2차 세정 유닛으로서, 세정액의 존재 하에서, 웨이퍼의 표리 양면에 롤 세정 부재(롤 세정구)를 문질러서 웨이퍼를 스크럽 세정하는 기판 세정 장치가 사용되고 있다. 또한, 건조 유닛으로서, 웨이퍼를 보유 지지하고, 이동하는 노즐로부터 IPA 증기를 분출해서 웨이퍼를 건조시키고, 또한 고속으로 회전시킴으로써 기판을 건조시키는 스핀 건조 장치가 사용되고 있다.
웨이퍼는, 연마 유닛(3A 내지 3D) 중 적어도 1개에 의해 연마된다. 연마된 웨이퍼는, 1차 세정 유닛과 2차 세정 유닛에 의해 세정되고, 또한 세정된 기판은 건조 유닛에 의해 건조된다.
도 2는, 일 실시 형태에 따른 기판 세정 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2에 도시되는 기판 세정 장치는, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 1차 세정 유닛 및/또는 2차 세정 유닛으로서 사용된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기판 세정 장치는, 기판의 일례인 웨이퍼(W)의 주연부를 보유 지지해서 웨이퍼(W)를 그 축심 주위로 회전시키는 4개의 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)를 구비한 기판 보유 지지 기구(52)와, 웨이퍼(W)의 상하면에 접촉하는 원기둥 형상의 롤 스펀지(롤 세정구)(77, 78)와, 이들 롤 스펀지(77, 78)를 그 축심 주위로 회전시키는 회전 기구(80, 81)와, 웨이퍼(W)의 상면에 순수를 공급하는 상측 순수 공급 노즐(85, 86)과, 웨이퍼(W)의 상면에 약액을 공급하는 상측 약액 공급 노즐(87, 88)을 구비하고 있다. 도시하지 않지만, 웨이퍼(W)의 하면에 순수를 공급하는 하측 순수 공급 노즐과, 웨이퍼(W)의 하면에 약액을 공급하는 하측 약액 공급 노즐이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서의 약액 및 순수는, 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정액의 예이며, 상술한 상측 약액 공급 노즐(87, 88), 상측 순수 공급 노즐(85, 86), 하측 약액 공급 노즐, 및 하측 순수 공급 노즐은, 웨이퍼(W)에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐을 구성한다.
롤 스펀지(77, 78)의 축심은, 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 표면과 평행하게 연장되어 있다. 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)는, 도시하지 않은 구동 기구(예를 들어 에어 실린더)에 의해, 웨이퍼(W)에 근접 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74) 중 적어도 2개는, 도시하지 않은 롤러 회전 기구에 연결되어 있다.
롤 스펀지(77, 78)의 한쪽의 단부만을, 회전 기구(80, 81)에 의해 편측 고정 방식으로 지지해도 되고, 롤 아암(도시하지 않음)을 사용하여, 롤 스펀지(77, 78)의 양단을 지지해도 된다. 롤 아암은, 예를 들어 롤 스펀지(77, 78)의 길이 방향을 따라서 회전 기구(80, 81)로부터 연장되는 아암부와, 아암부로부터 연직 방향으로 연장되는 지지부를 갖는다. 롤 스펀지(77, 78)의 일단부는, 회전 기구(80, 81)에 지지되고, 롤 스펀지(77, 78)의 타단부는, 지지부에 의해 회전 가능하게 지지된다.
상측의 롤 스펀지(77)를 회전시키는 회전 기구(80)는, 그 상하 방향의 움직임을 가이드하는 가이드 레일(89)에 설치되어 있다. 또한, 이 회전 기구(80)는, 하중 발생 기구(82)에 지지되어 있고, 회전 기구(80) 및 상측의 롤 스펀지(77)는, 하중 발생 기구(82)에 의해 상하 방향으로 이동되도록 되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 하측의 롤 스펀지(78)를 회전시키는 회전 기구(81)도 가이드 레일에 지지되어 있고, 하중 발생 기구에 의해 회전 기구(81) 및 하측의 롤 스펀지(78)가 상하 이동하도록 되어 있다. 하중 발생 기구로서는, 예를 들어 볼 나사를 사용한 모터 구동 기구 또는 에어 실린더가 사용된다. 회전 기구(80, 81), 하중 발생 기구(82) 및 하측의 롤 스펀지(78)를 상하 이동시키는 하중 발생 기구(도시하지 않음)는, 상기한 제어부(5)(도 1 참조)에 접속되어, 이들 회전 기구 및 하중 발생 기구의 동작은 제어부(5)에 의해 제어된다.
웨이퍼(W)의 세정 시에는, 롤 스펀지(77, 78)는 서로 근접하는 방향으로 이동해서 웨이퍼(W)의 상하면에 접촉한다. 롤 스펀지(77, 78)가 웨이퍼(W)의 상하면에 접촉하는 위치가, 롤 스펀지(77, 78)의 세정 위치이다. 도시하지 않지만, 웨이퍼(W)를 수직으로 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구를 사용하여, 해당 웨이퍼(W)를 수직 자세로 회전시켜도 된다. 이 경우, 롤 스펀지(77, 78)는 수평 방향으로 이동된다.
웨이퍼(W)의 세정이 끝난 후에, 도시하지 않은 이동 기구를 사용하여, 롤 스펀지(77, 78)를 대기 위치로 이동시켜도 된다. 상측의 롤 스펀지(77)의 대기 위치는, 예를 들어 기판 보유 지지 기구(52)의 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)의 측방(가로 방향) 또는 상방(세로 방향)에 있다. 하측의 롤 스펀지(78)의 대기 위치는, 예를 들어 기판 보유 지지 기구(52)의 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)의 하방(세로 방향)에 있다. 롤 스펀지(77)의 대기 위치가 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)의 측방에 있는 경우에는, 롤 스펀지(77)는, 세정 위치로부터 상승한 후에 수평 방향으로 이동해서 대기 위치에 도달하여, 대기 위치에서 대기한다. 롤 스펀지(77, 78)의 대기 위치가 상방 및 하방에 있는 경우에는, 롤 스펀지(77, 78)는, 각각, 세정 위치로부터 대기 위치로 상승 및 하강하여, 대기 위치에서 대기한다. 롤 스펀지(77)의 대기 위치가 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)의 측방에 있는 경우에, 롤 스펀지(77)는, 세정 위치로부터 상승한 후에 수평 방향으로 이동하고, 그 후, 하강해서 대기 위치에 도달하여, 대기 위치에서 대기하는 경우도 있다.
기판 세정 장치는, 롤 스펀지(77, 78)에 접속된 흡인 시스템(60)을 더 구비하고 있다. 흡인 시스템(60)은, 롤 스펀지(77, 78)가 웨이퍼(W)를 세정하고 있는 동안에, 세정액의 일례인 약액을 롤 스펀지(77, 78)를 통해서 웨이퍼(W)로부터 흡인하도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 흡인 시스템(60)은, 기액 분리 조(61)와, 기액 분리 조(61)에 접속된 진공 라인(64)과, 롤 스펀지(롤 세정구)(77, 78)를 기액 분리 조(61)에 접속하는 세정액 흡인 배관(62)을 갖는다. 세정액 흡인 배관(62)은, 롤 스펀지(77, 78)에 각각 접속된 분기관(62a, 62b)을 갖고 있다. 세정액 흡인 배관(62)의 분기관(62a, 62b)은, 분기점(62c)에서 분기하여, 분기관(62a)은 상측의 롤 스펀지(77)에 접속되고, 분기관(62b)은 하측의 롤 스펀지(78)에 접속된다. 분기관(62a, 62b)과는 반대측의, 세정액 흡인 배관(62)의 단부는 기액 분리 조(61)에 접속되어 있다. 따라서, 세정액 흡인 배관(62)은, 기액 분리 조(61)를 통해서 진공 라인(64)에 연결되어 있다.
도시하지 않지만, 진공 라인(64)은, 기판 처리 장치가 설치되는 공장에 부설되어 있는 진공 시스템, 또는 진공 펌프에 접속되어 있다. 세정액 흡인 배관(62)의 분기관(62a)에는 흡인 밸브(69)가 설치되고, 세정액 흡인 배관(62)의 분기관(62b)에는 흡인 밸브(70)가 설치되고, 진공 라인(64)에는 진공원 밸브(66)가 설치되어 있다. 흡인 밸브(69), 흡인 밸브(70) 및 진공원 밸브(66)는, 상기한 제어부(5)(도 1 참조)에 접속되어, 흡인 밸브(69), 흡인 밸브(70) 및 진공원 밸브(66)의 개폐 동작은 제어부(5)에 의해 제어된다. 흡인 밸브(69)의 개폐 동작은, 흡인 밸브(70)의 개폐 동작과는 독립적으로 제어부(5)에 의해 제어된다.
기액 분리 조(61)의 상부에는 통기관(90)이 접속되고, 기액 분리 조(61)의 저부에는 드레인관(93)이 접속되어 있다. 통기관(90)에는 통기 밸브(91)가 배치되고, 드레인관(93)에는 드레인 밸브(94)가 배치되어 있다. 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)는, 상기한 제어부(5)(도 1 참조)에 접속되어, 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)의 개폐 동작은 제어부(5)에 의해 제어된다.
도 3은, 도 2에 도시되는 롤 스펀지(77)의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 롤 스펀지(77)는, 원기둥 형상의 샤프트(77a)와, 이 샤프트(77a)의 외주면을 덮는 원통 형상의 스펀지 부재(77b)로 구성된다. 스펀지 부재(77b)는, PVA(폴리비닐알코올) 스펀지로 구성되어도 되고, 섬유를 수지 등으로 굳혀서, 섬유의 간극에 의해 미세한 구멍이 형성된 부직포로 구성되어도 된다. PVA 스펀지로 이루어지는 스펀지 부재(77b)는, 웨이퍼(W)의 표면에 존재하는 미세한 파티클을 제거하기 쉽다. 부직포로 이루어지는 스펀지 부재(77b)는, PVA 스펀지보다 단단하므로, 웨이퍼(W)의 표면에 견고하게 부착된 파티클을 제거할 수 있다.
하측의 롤 스펀지(78)의 구성은, 상측의 롤 스펀지(77)의 구성과 동일한데, 하측의 롤 스펀지(78)의 스펀지 부재는, 상측의 롤 스펀지(77)의 스펀지 부재(77b)와 동일한 재료로 구성되어도 되고, 상이한 재료로부터 구성되어도 된다. 예를 들어, 상측의 롤 스펀지(77)의 스펀지 부재(77b)는 PVA로 구성되는 한편, 하측의 롤 스펀지(78)의 스펀지 부재는 부직포로 구성되어도 된다.
샤프트(77a)는, 해당 샤프트(77a)의 길이 방향으로 연장되는 주류로(77c)를 그 내부에 갖고 있다. 이 주류로(77c)는, 샤프트(77a)의 중심축 상에 형성된다. 샤프트(77a)의 외주면에는, 복수의 개구(77d)가 형성되어 있다. 샤프트(77a)는, 주류로(77c)와 이들 개구(77d)를 연통시키는 복수의 가지 유로(77e)를 더 갖고 있다. 개구(77d)는, 샤프트(77a)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치됨과 함께, 샤프트(77a)의 길이 방향을 따라서 등간격으로 배치된다. 각 가지 유로(77e)는, 샤프트(77a)의 반경 방향으로 주류로(77c)로부터 개구(77d)까지 연장되어 있다.
주류로(77c)의 일단부는, 흡인 시스템(60)의 세정액 흡인 배관(62)의 분기관(62a)에 접속되어 있고, 타단부는 폐쇄되어 있다. 주류로(77c)와 세정액 흡인 배관(62)이란, 시일 부재(68)에 의해 연결되어 있다. 이 시일 부재(68)는, 롤 스펀지(77)가 그 축심 주위로 회전하는 것을 허용하면서, 주류로(77c)와 세정액 흡인 배관(62)과의 간극을 밀봉하는 기능을 갖고 있다. 이러한 시일 부재(68)로서, 예를 들어 다이나립(등록 상표) 시일 등의 회전용 시일이 사용되는 것이 바람직하다.
이어서, 웨이퍼(W)의 세정 공정에 대해 설명한다. 먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주연부가 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)에 보유 지지된 상태에서, 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74) 중 적어도 2개가 롤러 회전 기구(도시하지 않음)에 의해 회전되고, 이에 의해, 웨이퍼(W)가 그 축심 주위로 회전한다. 흡인 밸브(69), 흡인 밸브(70), 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)가 폐쇄되어 있는 상태에서, 제어부(5)는 진공원 밸브(66)를 개방하고, 기액 분리 조(61) 내 및 세정액 흡인 배관(62)의 일부에 진공을 형성한다.
이어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 상측 약액 공급 노즐(87, 88) 및 하측 약액 공급 노즐(도시하지 않음)로부터 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 세정액으로서의 약액이 공급된다. 또한, 제어부(5)는, 흡인 밸브(69) 및 흡인 밸브(70)를 개방하고, 롤 스펀지(77, 78) 내에 진공을 형성한다. 이 상태에서, 롤 스펀지(77, 78)가 그 축심 주위로 회전하면서 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 각각 미끄럼 접촉함으로써, 웨이퍼(W)의 상면 및 하면을 약액의 존재 하에서 세정한다.
롤 스펀지(77, 78)가 웨이퍼(W)를 세정하고 있는 동안에, 제어부(5)는, 흡인 밸브(69), 흡인 밸브(70) 및 진공원 밸브(66)를 개방한 상태로 유지하면서, 통기 밸브(91)와 드레인 밸브(94)를 폐쇄한 상태로 둔다. 따라서, 웨이퍼(W)의 세정 중, 흡인 시스템(60)은, 웨이퍼(W)로부터 세정액인 약액을 흡인한다. 보다 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 상하면에 존재하는 약액은, 롤 스펀지(77, 78)를 통해서 흡인되어, 롤 스펀지(77, 78)의 스펀지 부재(77b), 가지 유로(77e), 주류로(77c), 및 세정액 흡인 배관(62)을 이 순서로 지나서 기액 분리 조(61)로 이송된다. 웨이퍼(W)의 상하면으로부터 흡인된 약액은, 기액 분리 조(61) 내에 저류된다.
스크럽 세정 후, 회전하는 웨이퍼(W)에 상측 순수 공급 노즐(85, 86) 및 도시하지 않은 하측 순수 공급 노즐로부터, 세정액의 다른 예인 순수를 공급함으로써 웨이퍼(W)의 헹굼(린스)이 행해진다. 웨이퍼(W)의 린스는, 롤 스펀지(77, 78)를 웨이퍼(W)의 상하면에 미끄럼 접촉시키면서 행해도 되고, 롤 스펀지(77, 78)를 웨이퍼(W)의 상하면으로부터 이격시킨 상태에서 행해도 된다. 롤 스펀지(77, 78)를 웨이퍼(W)의 상하면에 미끄럼 접촉시키면서 웨이퍼(W)의 린스를 하는 경우에는, 상술한 약액을 사용한 웨이퍼 세정과 동일하도록, 웨이퍼(W)의 상하면에 순수를 공급하면서 롤 스펀지(77, 78)를 통해서 흡인 시스템(60)에 의해 순수가 웨이퍼(W)의 상하면으로부터 흡인된다. 본 실시 형태에 사용되는 약액 및 순수는, 모두 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정액을 구성한다.
본 실시 형태에 의하면, 롤 스펀지(77, 78)에 의해 웨이퍼(W)의 상하면으로부터 제거된 연마 부스러기나 지립 등의 파티클은, 롤 스펀지(77, 78)를 통해서 세정액(약액 및/또는 순수)과 함께 즉시 웨이퍼(W)의 상하면으로부터 흡인 제거된다. 웨이퍼(W)의 세정 중에는 롤 스펀지(77, 78) 내에 흡인력이 발생하므로, 롤 스펀지(77, 78) 내에 축적된 파티클은 롤 스펀지(77, 78)로부터 이격되기 어렵다. 게다가 일단 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클은, 웨이퍼(W)의 상하면에 재부착되기 전에 세정액과 함께 흡인되어, 롤 스펀지(77, 78) 내에 도입된다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 역 오염을 방지할 수 있다.
세정된 웨이퍼(W)는, 기판 보유 지지 기구(52)로부터 취출되어, 도 1에 나타내는 건조실(194) 내의 건조 유닛에 반송된다. 다음의 웨이퍼가 기판 보유 지지 기구(52)에 반송될 때까지, 기액 분리 조(61)에 저류된 세정액(약액 및/또는 순수)은 해당 기액 분리 조(61)로부터 배출된다. 보다 구체적으로는, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어부(5)에 의해, 흡인 밸브(69), 흡인 밸브(70) 및 진공원 밸브(66)가 폐쇄되고, 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)가 개방된다. 기액 분리 조(61)의 내부 공간은, 통기관(90)을 통해서 클린 룸 내의 청정 분위기에 연통하고, 한편 세정액이 기액 분리 조(61)로부터 드레인관(93)을 지나서 배출된다. 단시간에 세정액을 기액 분리 조(61)로부터 배출하기 위해서, 압축 공기를 통기관(90)을 통해서 기액 분리 조(61)에 공급해도 된다.
세정액의 배출이 완료되면, 제어부(5)는 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)를 폐쇄한다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 다음의 웨이퍼가 기판 보유 지지 기구(52)에 보유 지지된 후, 제어부(5)는 진공원 밸브(66)를 개방한다. 흡인 밸브(69) 및 흡인 밸브(70)는 폐쇄된 상태 그대로이다. 이와 같이, 도 4에 도시하는 세정 스탠바이 상태, 도 5에 도시하는 스크럽 세정 상태, 및 도 6에 도시하는 드레인 상태가 반복된다. 도 6에 도시하는 기액 분리 조(61)로부터의 세정액의 배출은, 1매의 웨이퍼를 세정할 때마다 행해도 되고, 복수매의 웨이퍼를 세정한 후에 행해도 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 기판 세정 장치의 흡인 시스템(60)은, 분기관(62a, 62b)에 각각 배치되는 흡인 밸브(69, 70) 대신에, 롤 스펀지(77, 78)에서 공통의 흡인 밸브(75)를 구비해도 된다. 도 7은, 도 2에 도시되는 기판 세정 장치의 변형예를 도시하는 모식도이다. 흡인 밸브(75)는, 분기점(62c)과 기액 분리 조(61)와의 사이에 위치하고 있다. 흡인 밸브(75)는, 상기한 제어부(5)(도 1 참조)에 접속되어, 흡인 밸브(75)의 개폐 동작은 제어부(5)에 의해 제어된다.
흡인 밸브(75)의 개폐 동작은, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 흡인 밸브(69, 70)의 개폐 동작과 동일하다. 보다 구체적으로는, 제어부(5)는, 세정 스탠바이 상태와 드레인 상태에서는 흡인 밸브(75)를 폐쇄하고, 스크럽 세정 상태에서는 흡인 밸브(75)를 개방한다. 또한, 본 실시 형태의 진공원 밸브(66), 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)의 개폐 동작은, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 진공원 밸브(66), 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)의 개폐 동작과 동일하다. 보다 구체적으로는, 제어부(5)는, 세정 스탠바이 상태에서는 진공원 밸브(66)를 개방하고, 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)를 폐쇄하고, 스크럽 세정 상태에서는 진공원 밸브(66)를 개방한 상태로 유지하고, 통기 밸브(91)와 드레인 밸브(94)를 폐쇄한 상태 그대로 둔다. 드레인 상태에서는, 제어부(5)는, 진공원 밸브(66)를 폐쇄하고, 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)를 개방한다. 스크럽 세정 상태에서는, 제어부(5)에 의해, 흡인 밸브(75) 및 진공원 밸브(66)가 개방되므로, 웨이퍼(W)의 상하면에 존재하는 세정액은, 롤 스펀지(77, 78)를 통해서 흡인되어, 기액 분리 조(61)에 이송된다.
도 2 및 도 7에 도시하는 실시 형태에서는, 롤 스펀지(77, 78)의 양쪽이 흡인 시스템(60)에 접속되어 있지만, 웨이퍼(W)의 연마된 면을 세정하는 상측의 롤 스펀지(77)만이 흡인 시스템(60)에 접속되어도 된다. 상측의 롤 스펀지(77)만이 흡인 시스템(60)에 접속되는 경우, 도 2에 도시되는 실시 형태에서는, 분기관(62b) 및 흡인 밸브(70)가 생략되고, 도 7에 도시하는 실시 형태에서는, 분기관(62b)이 생략된다.
도 8은, 기판 세정 장치의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시하는 기판 세정 장치는, 롤 스펀지(77, 78)를 그 내측으로부터 린스하기(헹구기) 위한 이너 린스액 공급 시스템(100)을 더 구비한다. 이너 린스액 공급 시스템(100)이 설치되고, 분기관(62a, 62b)에 각각 배치되는 흡인 밸브(69, 70) 대신에, 롤 스펀지(77, 78)에서 공통의 흡인 밸브(75)가 설치되는 것 이외의 본 실시 형태의 구성은, 도 2에 도시되는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이너 린스액 공급 시스템(100)은, 세정액 흡인 배관(62)에 접속된 이너 린스액 공급 라인(102)과, 이너 린스액 공급 라인(102)에 설치된 이너 린스액 공급 밸브(103)를 구비한다. 도시하지 않지만, 이너 린스액 공급 라인(102)은, 기판 처리 장치가 설치되는 공장에 부설되어 있는 순수 공급 포트 등의 이너 린스액 공급원에 접속되어 있다. 이너 린스액 공급 라인(102)은, 접속점(105)에서 세정액 흡인 배관(62)에 접속된다. 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시되는 흡인 밸브(69) 및 흡인 밸브(70) 대신에, 도 7에 도시하는 흡인 밸브(75)가 설치되어 있다. 접속점(105)은, 흡인 밸브(75)와 롤 스펀지(77, 78)와의 사이에 위치하고 있다. 즉, 흡인 밸브(75)는, 접속점(105)과 기액 분리 조(61)와의 사이에 위치하고 있다. 이너 린스액 공급 밸브(103) 및 흡인 밸브(75)는, 제어부(5)(도 1 참조)에 접속되어, 이너 린스액 공급 밸브(103) 및 흡인 밸브(75)의 개폐 동작은 제어부(5)에 의해 제어된다.
롤 스펀지(77)에 이너 린스액(예를 들어, 순수)을 공급하기 위해서, 제어부(5)는, 흡인 밸브(75)를 폐쇄한 후에, 이너 린스액 공급 밸브(103)를 개방한다. 진공원 밸브(66)는, 폐쇄되어 있어도 되고, 개방되어 있어도 된다. 이너 린스액 공급 밸브(103)를 개방하면, 이너 린스액은, 이너 린스액 공급 라인(102) 및 세정액 흡인 배관(62)을 통해서 롤 스펀지(77, 78)의 내부에 공급된다. 이너 린스액은, 롤 스펀지(77, 78)의 주류로(77c), 가지 유로(77e), 개구(77d) 및 스펀지 부재(77b)(도 3 참조)를 이 순서로 흘러서, 롤 스펀지(77, 78)의 외부로 배출된다. 이너 린스액은, 스펀지 부재(77b) 내에 퇴적된 파티클을 씻어내어, 파티클을 롤 스펀지(77, 78)로부터 제거한다. 이와 같이 하여, 롤 스펀지(77, 78)의 셀프 클리닝이 실시된다.
이 롤 스펀지(77, 78)의 셀프 클리닝은, 세정된 웨이퍼(W)를 기판 보유 지지 기구(52)로부터 취출한 후에, 다음의 웨이퍼를 기판 보유 지지 기구(52)에 반송하기 전에 실시된다. 셀프 클리닝은, 롤 스펀지(77, 78)가 상기한 대기 위치에 있을 때 행하여진다. 셀프 클리닝을, 기액 분리 조(61)로부터의 세정액(약액 및/또는 순수)의 배출과 동시에 행해도 된다. 이 경우, 제어부(5)에 의해, 또한 진공원 밸브(66)가 폐쇄되고, 통기 밸브(91) 및 드레인 밸브(94)가 개방된다. 이러한 롤 스펀지(77, 78)의 셀프 클리닝에 의해, 롤 스펀지(77, 78)의 유지 보수 또는 교환 빈도를 저감시킬 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 상술한 이너 린스액 공급 시스템(100) 대신에, 린스 조(120)를 상측의 롤 스펀지(77)의 대기 위치에 설치해도 된다. 도 9는, 대기 위치에서 상측의 롤 스펀지(77)의 셀프 클리닝을 행하는 린스 조(120)의 일 실시 형태를 도시하는 개략도이다.
린스 조(120)는, 기판 보유 지지 기구(52)의 보유 지지 롤러(71, 72, 73, 74)의 측방에 있는 대기 위치에 배치되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 린스 조(120)에는 순수 등으로 이루어지는 린스액이 저류되어 있다. 린스 조(120) 내에는, 롤 스펀지(77)의 외주면에 접촉하는 클리닝 부재(122)가 배치되어 있다. 본 실시 형태의 클리닝 부재(122)는, 석영판이나 사파이어 유리판 등으로 구성되는 클리닝판이다. 롤 스펀지(77)의 외주면이 접촉하는 클리닝 부재(122)의 표면은, 표면 조도가 엄밀하게 관리된 평탄하고 매끄러운 평면으로 이루어진다.
롤 스펀지(77)는, 도시하지 않은 이동 기구에 의해 린스 조(120)에 이동되어, 린스 조(120)의 린스액에 침지된다. 또한, 롤 스펀지(77)는, 그 축심 주위로 회전하면서, 클리닝 부재(122)에 가압되고, 이에 의해 롤 스펀지(77) 내에 퇴적되어 있는 파티클이 린스액 내에 배출된다. 이러한 롤 스펀지(77)의 셀프 클리닝에 의해, 롤 스펀지(77)의 유지 보수 또는 교환 빈도를 저감시킬 수 있다. 롤 스펀지(77)의 외주면이 접촉하는 클리닝 부재(122)의 표면은, 평탄하고 매끄러운 평면으로 이루어지므로, 표면 요철이 있는 거친 평면과 비교하여, 롤 스펀지(77)의 마모를 저감할 수 있다. 또한, 롤 스펀지(77)로부터 배출된 파티클이 클리닝 부재(122)의 표면에 거의 축적되지 않는다. 따라서, 클리닝 부재(122)의 표면에 남은 파티클에 의해, 롤 스펀지(77)가 오염되지 않으므로, 롤 스펀지(77)의 셀프 클리닝을 효과적으로 행할 수 있다.
이어서, 기판 처리 장치의 또 다른 실시 형태를 설명한다. 이하의 설명에서는, 기판 세정 장치를 세정 모듈이라 칭하지만, 이 세정 모듈은 상술한 실시 형태에서의 세정 유닛과 동의이다.
도 10 및 도 11은, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈(기판 세정 장치)의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 10은 세정 모듈의 부분 단면 정면도이며, 도 11은 세정 모듈의 사시도이다.
도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 세정 모듈(기판 세정 장치)은, 기판(W)의 주연부를 지지해서 기판(W)을 수평한 상태로 회전시키는 복수개의 스핀들(40)과, 스핀들(40)에 의해 회전되는 기판(W)의 표면에 접촉해서 스크럽 세정하는 세정 부재를 구성하는 롤 스펀지(41)를 구비하고 있다. 롤 스펀지(41)는, 롤 아암(42)에 의해 보유 지지되어 있고, 롤 스펀지(41)는 그 축심의 주위로 회전하도록 구성되어 있다. 롤 스펀지(41)는 원기둥 형상이며, 기판(W)의 직경보다 약간 긴 롤 스펀지로 이루어지고, 이 롤 스펀지(41)는, 기판의 표면을 세정할 때 미세한 파티클을 제거하기 쉬운 PVA(폴리비닐알코올) 스펀지 등으로 이루어져 있다.
롤 아암(42)은, 롤 스펀지(41)의 상방에서 롤 스펀지(41)의 길이 방향을 따라서 연장되는 긴 아암부(42a)와, 아암부(42a)의 양단으로부터 하방으로 연장되는 지지부(42b)를 구비하고, 지지부(42b)에 롤 스펀지(41)의 양단이 지지되어 있다. 롤 아암(42)의 아암부(42a)에는 하우징(43)이 고정되어 있고, 하우징(43)의 내부에는 액추에이터(45)가 수용되어 있다. 액추에이터(45)는, 하우징(43)에 고정되어 있고, 롤 아암(42)의 움직임에 따라서 하우징(43)과 액추에이터(45)가 일체로 움직이도록 구성되어 있다. 하우징(43)은, 세정액 등의 액체가 내부로 들어가지 않도록 방수성의 부재를 사용하는 것이 적합하다.
또한, 롤 아암(42)의 아암부(42a)에는, 하우징(43)을 사이에 두도록 좌우 한 쌍의 브래킷 등으로 이루어지는 설치 부재(44)가 고정되어 있다. 설치 부재(44)에는, 평판 형상의 세정판(48)이 설치되어 있다. 세정판(48)은 석영판이나 사파이어 유리판 등으로 구성되어 있다. 세정판(48)은, 롤 스펀지(41)에 접촉해서 롤 스펀지(41)의 회전에 수반하여 롤 스펀지(41)를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재를 구성하고 있다. 또한, 설치 부재(44)에는, 세정판(48)의 바로 위에 세정액 공급 노즐(49)이 설치되어 있다. 세정액 공급 노즐(49)은, 롤 스펀지(41)를 따라 연장되는 파이프 형상 부재로 이루어지고, 이 파이프 형상 부재에는 셀프 클리닝 액으로서의 세정액을 롤 스펀지(41)에 공급하기 위한 다수의 구멍이 일정한 간격을 두고 형성되어 있다. 세정판(48)과 세정액 공급 노즐(49)은, 롤 스펀지(41)보다 약간 길게 설정되어, 롤 스펀지(41)를 따라 연장되어 있다. 또한 세정액 공급 노즐(49)은, 롤 스펀지(41)의 전체에 세정액을 공급할 수 있으면, 롤 스펀지(41)보다 짧아도 된다.
액추에이터(45)는, 에어 실린더나 전동 실린더로 구성되고, 세정판(48)을 전방으로 밀어서 세정판(48)을 롤 스펀지(41)에 접촉시키기 위한 전진 위치와, 세정판(48)으로부터 후방으로 이격해서 세정판(48)을 롤 스펀지(41)로부터 이격시키기 위한 후퇴 위치와의 사이에서 이동하는 로드(46)를 구비하고 있다. 즉, 액추에이터(45)는, 셀프 클리닝 부재를 구성하는 세정판(48)을 롤 스펀지(41)에 접촉시키는 위치와 롤 스펀지(41)로부터 이격시키는 위치와의 사이에서 이동시키는 이동 기구를 구성하고 있다. 로드(46)가 전진했을 때 로드(46)의 선단이 하우징(43)과 닿지 않도록 하우징(43)에는 구멍이 형성되어 있다. 이 구멍에 해당하는 개소에는, 세정액 등의 액체가 로드(46)에 닿지 않도록, 또한 액체가 하우징(43) 내에 들어가지 않도록, 불소 수지 등으로 이루어지는 통 형상의 주름 상자를 설치해도 된다. 이 경우, 통 형상의 주름 상자의 일단부는 하우징(43)의 구멍의 주위를 둘러싸도록 하우징(43)에 고정되고, 주름 상자의 타단부는 하우징(43)의 로드(46)의 선단부에 고정하는 것이 바람직하다. 액추에이터(45)에는, 액추에이터(45)를 작동시키기 위한 공기 배관(에어 실린더의 경우)이나 전기 배선(전동 실린더의 경우)이 접속되어 있다.
도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이 구성된 세정 모듈(기판 세정 장치)에 있어서는, 액추에이터(45)가 작동해서 로드(46)가 전진했을 때, 로드(46)가 세정판(48)을 밀어, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉한다. 이때, 롤 스펀지(41)와 세정판(48)의 접촉부에는, 세정액 공급 노즐(49)로부터 세정액(셀프 클리닝 액)이 공급된다. 이에 의해, 세정액이 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 사이에 개재된 상태에서, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉해서 롤 스펀지(41)의 회전에 수반하여 롤 스펀지(41)를 자기 세정한다.
롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 때는, 액추에이터(45)에 의해 로드(46)를 후퇴시킴으로써 로드(46)를 세정판(48)으로부터 이격시킨다. 설치 부재(44)는, 예를 들어 판 스프링 등으로 구성되어 있어서 복원성이 있어, 로드(46)가 후퇴해서 로드(46)의 가압력이 없어지면, 설치 부재(44)는 원래의 위치로 복귀되도록 구성되어 있다. 설치 부재(44)가 원래의 위치로 복귀되면, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)로부터 이격되어, 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 수 있다. 세정판(48)을 액추에이터(45)에 의해 직접 원래의 위치로 복귀되도록 구성해도 된다.
또한, 도 10 및 도 11에서는 도시하고 있지 않으나, 기판(W)의 이면측에, 기판(W)의 이면 세정용의 세정 모듈이 설치되어 있고, 롤 스펀지, 롤 스펀지를 지지하는 롤 아암, 롤 스펀지를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재 등의 구성은, 도 10 및 도 11에 도시하는 것과 마찬가지이다.
도 12는, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 12는 세정 모듈의 부분 단면 정면도이며, 도 10에 대응한 도이다.
도 12에 도시하는 세정 모듈(기판 세정 장치)에서는, 액추에이터(45)의 로드(46)의 선단에 세정판(48)과 세정액 공급 노즐(49)을 설치하고 있다. 세정판(48)과 세정액 공급 노즐(49)은, 롤 스펀지(41)보다 약간 길게 설정되어, 롤 스펀지(41)를 따라 연장되어 있다. 세정액 공급 노즐(49)은, 세정판(48)의 상방에 위치하도록 로드(46)에 설치되어 있다. 스핀들(40), 롤 스펀지(41), 롤 아암(42), 하우징(43) 등의 구성은, 도 10 및 도 11에 도시하는 세정 모듈과 마찬가지이다.
도 12에 도시하는 바와 같이 구성된 세정 모듈에 있어서는, 액추에이터(45)가 작동해서 로드(46)가 전진했을 때, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉한다. 이때 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 접촉부에는, 세정액 공급 노즐(49)로부터 세정액(셀프 클리닝 액)이 공급된다. 이에 의해, 세정액이 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 사이에 개재된 상태에서, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉해서 롤 스펀지(41)의 회전에 수반하여 롤 스펀지(41)를 자기 세정한다. 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 때는, 액추에이터(45)에 의해 로드(46)를 후퇴시킴으로써 세정판(48)이 롤 스펀지(41)로부터 이격되어, 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 수 있다.
도 13은, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 13은 세정 모듈의 부분 단면 정면도이며, 도 10에 대응한 도이다.
도 13에 도시하는 세정 모듈(기판 세정 장치)에서는, 액추에이터(45)의 로드(46)의 선단에 세정판(48)과 세정액 공급 노즐(49)을 설치하고 있다. 또한, 롤 아암(42)에 설치 부재(50)를 개재해서 액추에이터(45)를 설치함으로써, 롤 아암(42)과 액추에이터(45)를 연결(일체화)하고 있다. 본 실시 형태에서는, 롤 아암(42)과 액추에이터(45)가 일체로 되어 있으므로, 장치의 공간 절약화를 도모할 수 있다. 스핀들(40), 롤 스펀지(41), 롤 아암(42), 세정판(48), 세정액 공급 노즐(49) 등의 구성은, 도 12에 도시하는 세정 모듈과 마찬가지이다.
도 13에 도시하는 바와 같이 구성된 세정 모듈에 있어서는, 액추에이터(45)가 작동해서 로드(46)가 전진했을 때, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉한다. 이때, 롤 스펀지(41)와 세정판(48)의 접촉부에는, 세정액 공급 노즐(49)로부터 세정액(셀프 클리닝 액)이 공급된다. 이에 의해, 세정액이 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 사이에 개재된 상태에서, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉해서 롤 스펀지의 회전에 수반하여 롤 스펀지(41)을 자기 세정한다. 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 때는, 액추에이터(45)에 의해 로드(46)를 후퇴시킴으로써 세정판(48)이 롤 스펀지(41)로부터 이격되어, 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 수 있다.
도 14는, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치에 설치되어 있는 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 14는 세정 모듈의 부분 단면 정면도이며, 도 10에 대응한 도이다.
도 14에 도시하는 세정 모듈(기판 세정 장치)에서는, 액추에이터(45)의 로드(46)의 선단에 세정판(48)과 세정액 공급 노즐(49)을 설치하고 있다. 또한, 롤 아암(42)에 직접 액추에이터(45)를 설치함으로써, 롤 아암(42)과 액추에이터(45)를 연결(일체화)하고 있다. 본 실시 형태에서는, 롤 아암(42)과 액추에이터(45)가 일체로 되어 있으므로, 장치의 공간 절약화를 도모할 수 있다. 스핀들(40), 롤 스펀지(41), 롤 아암(42), 세정판(48), 세정액 공급 노즐(49) 등의 구성은, 도 12에 도시하는 세정 모듈과 마찬가지이다.
도 14에 도시하는 바와 같이 구성된 세정 모듈에 있어서는, 액추에이터(45)가 작동해서 로드(46)가 전진했을 때, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉한다. 이때, 롤 스펀지(41)와 세정판(48)의 접촉부에는, 세정액 공급 노즐(49)로부터 세정액(셀프 클리닝 액)이 공급된다. 이에 의해, 세정액이 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 사이에 개재된 상태에서, 세정판(48)이 롤 스펀지(41)에 접촉해서 롤 스펀지(41)의 회전에 수반하여 롤 스펀지(41)를 자기 세정한다. 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 때는, 액추에이터(45)에 의해 로드(46)를 후퇴시킴으로써 세정판(48)이 롤 스펀지(41)로부터 이격되어, 롤 스펀지(41)의 자기 세정을 종료시킬 수 있다.
이어서, 도 10 내지 도 14에 도시하는 바와 같이 구성된 세정 모듈에 의한 기판 세정 공정 및 셀프 클리닝 공정에 대해서 설명한다.
복수개의 스핀들(40)이 서로 이격하는 방향으로 이동한 상태에서, 기판(W)이 공급되면, 복수개의 스핀들(40)이 전진하고, 기판(W)의 주연부는 스핀들(40)의 상단부의 롤러에 의해 보유 지지된다. 즉, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 기판(W)은, 스핀들(40)에 의해 수평하게 보유 지지된 상태가 된다. 이때, 롤 스펀지(41)는 대기 위치(후술함)에 있다. 복수의 스핀들(40) 중, 모터에 연결되어 있는 스핀들(40)을 회전 구동함으로써, 기판(W)에 회전력을 부여하고, 기판(W)을 회전시킨 상태에서 롤 아암(42)을 이동시켜, 롤 스펀지(41)를 대기 위치로부터 세정 위치로 이동시킨다. 즉, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 롤 스펀지(41)를 회전시키면서 기판(W)의 표면(상면)에 접촉시킨다. 이때, 액추에이터(45), 세정판(48) 및 세정액 공급 노즐(49)은, 롤 아암(42)에 설치되어 있기 때문에, 롤 아암(42)과 함께 이동한다.
이렇게 기판(W)을 회전시킨 상태에서, 도시되지 않는 세정액 공급 노즐로부터 기판(W)의 표면(상면)에 세정액을 공급하면서, 롤 스펀지(41)를 회전시키면서 기판(W)의 표면에 접촉시킨다. 이에 의해, 세정액의 존재 하에서 기판(W)의 표면을 롤 스펀지(41)에 의해 스크럽 세정한다.
상기 세정 공정 중에, 이동 기구를 구성하는 액추에이터(45)를 작동시켜, 셀프 클리닝 부재를 구성하는 세정판(48)을 롤 스펀지(41)에 접촉시켜, 롤 스펀지(41)의 셀프 클리닝을 행한다. 또한, 세정액 공급 노즐(49)로부터 셀프 클리닝 액을 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 접촉부에 공급하도록 해도 된다. 이 셀프 클리닝은, 세정 개시부터 세정 종료까지의 어느 타이밍에 개시해도 상관없다. 또한, 셀프 클리닝 시간도 세정 개시부터 세정 종료까지의 사이에서 임의로 설정할 수 있다.
세정 종료 후에, 롤 아암(42)을 이동시켜, 롤 스펀지(41)를 세정 위치로부터 대기 위치로 이동시킨다. 액추에이터(45), 세정판(48) 및 세정액 공급 노즐(49)은, 롤 아암(42)에 설치되어 있기 때문에, 롤 아암(42)과 함께 이동한다.
롤 스펀지(41)의 대기 위치는, 스핀들(40)에 의해 보유 지지된 기판(W)의 측방(가로 방향) 또는 상방(세로 방향)에 있다. 대기 위치가 측방에 있는 경우에는, 롤 스펀지(41)는, 세정 위치로부터 상승한 후에 수평 방향으로 이동해서 대기 위치에 도달하여, 대기 위치에서 대기한다. 대기 위치가 상방에 있는 경우에는, 롤 스펀지(41)는, 세정 위치로부터 대기 위치로 상승하여, 대기 위치에서 대기한다. 또한, 대기 위치가 측방에 있는 경우에, 롤 스펀지(41)는, 세정 위치로부터 상승한 후에 수평 방향으로 이동하고, 그 후, 하강해서 대기 위치에 도달하여, 대기 위치에서 대기하는 경우도 있다.
상기 대기 공정 중에, 이동 기구를 구성하는 액추에이터(45)를 작동시켜, 셀프 클리닝 부재를 구성하는 세정판(48)을 롤 스펀지(41)에 접촉시키고, 또한 세정액 공급 노즐(49)로부터 셀프 클리닝 액을 롤 스펀지(41)와 세정판(48)과의 접촉부에 공급하여, 롤 스펀지(41)의 셀프 클리닝을 행한다. 이 셀프 클리닝은, 롤 스펀지(41)가 대기 위치에서 대기를 개시하고 나서 대기가 종료될 때까지의 어느 타이밍에 개시해도 상관없다. 또한, 셀프 클리닝 시간도 대기 개시부터 대기 종료까지의 사이에서 임의로 설정할 수 있다.
또한, 기판(W)의 이면 세정용의 롤 스펀지는, 기판(W)의 하방에, 대기 위치가 있다. 따라서, 롤 스펀지는 승강 동작만으로 세정 위치와 대기 위치와의 사이를 왕복한다. 이 경우, 세정 위치 및 대기 위치에서의 롤 스펀지의 셀프 클리닝은, 기판(W)의 표면 세정용의 롤 스펀지(41)와 마찬가지로 행하여진다.
도 10 내지 도 14에 도시하는 실시 형태에 있어서, 롤 스펀지(41)의 길이는 기판(W)의 직경보다 약간 길고, 세정판(48)의 길이는, 롤 스펀지(41)의 미세정 부분이 남는 것을 방지하기 위해서 롤 스펀지(41)의 길이보다도 긴 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 기판의 직경이 300mm인 것에 반해 롤 스펀지(41)의 길이는 309mm로 설정되어 있다.
도 10 내지 도 14에 도시하는 실시 형태에서는, 기판을 세정하는 세정 부재는 롤 스펀지를 사용하고 있지만, 롤 스펀지 이외의 세정 부재이어도 된다. 또한, 롤 스펀지(41)를 세정하기 위해서 세정액 공급 노즐(49)을 설치하고 있지만, 세정액 공급 노즐(49)을 설치하지 않고 세정판(48) 등으로 이루어지는 셀프 클리닝 부재만을 설치한 장치이어도 된다.
도 10 내지 도 14에 도시하는 실시 형태에서는, 셀프 클리닝 부재를 이동시키는 이동 기구로서, 직선 이동 기구를 예시했지만, 셀프 클리닝 부재를 회전 이동시키는 로터리 액추에이터 등의 회전 이동 기구이어도 된다.
상술한 실시 형태는, 이하에 열거하는 효과를 발휘한다.
(1) 기판의 세정 중에, 셀프 클리닝 부재를 세정 부재에 접촉시켜서 세정 부재의 셀프 클리닝을 실시할 수 있어, 세정 부재에 오염이 축적되지 않는다. 따라서, 세정 부재를 청정하게 유지할 수 있어, 높은 기판 세정 효과를 기대할 수 있음과 함께 세정 부재의 장수명화를 기대할 수 있다.
(2) 세정 부재의 위치(세정 위치 또는 대기 위치)나 상태(세정 중 또는 대기 중)에 관계없이, 임의의 타이밍에서 세정 부재의 셀프 클리닝을 실시할 수 있다. 따라서, 기판 처리 공정 중, 세정 부재의 세정 타이밍 및 세정 시간을 자유롭게 설정할 수 있다. 또한 세정 부재의 마모를 억제하면서 높은 셀프 클리닝 효과를 얻을 수 있어, 세정 부재의 장수명화를 기대할 수 있다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 갖는 사람이 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 해서 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형 예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.

Claims (21)

  1. 기판을 회전시켜, 회전하는 기판에 세정 부재를 접촉시키면서 기판을 세정하는 기판 세정 장치에 있어서,
    상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치되고, 상기 세정 부재에 접촉해서 세정 부재를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재와,
    상기 세정 부재를 지지하는 상기 아암에 설치되고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시키는 위치와 상기 세정 부재로부터 이격시키는 위치와의 사이에서 직선상으로 이동시키는 직선 이동 기구를 구비하고,
    상기 세정 부재를 회전하는 기판에 접촉시켜서 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 직선 이동 기구를 작동시키고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 대하여 직선상으로 이동시킴으로써 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시켜서 상기 세정 부재를 자기 세정하는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정 부재는 롤 스펀지로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀프 클리닝 부재는, 설치 부재를 개재해서 상기 아암에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셀프 클리닝 부재는, 상기 아암에 설치된 상기 직선 이동 기구에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀프 클리닝 부재는 세정판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 직선 이동 기구는 방수성의 하우징에 수용되고, 상기 하우징에는, 상기 직선 이동 기구의 이동부의 이동 동작을 허용하기 위한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징의 구멍의 주위 및 상기 직선 이동 기구의 이동부를 둘러싸도록 주름 상자를 설치한 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치되고, 상기 세정 부재와 상기 셀프 클리닝 부재와의 접촉부에 세정액을 공급하는 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  9. 기판에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리부와, 상기 기판 처리부에서 소정의 처리를 실시한 기판을 세정하는 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판 세정 장치는, 제1항에 기재된 기판 세정 장치인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 처리부는, 기판을 연마하는 연마부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  11. 기판을 회전시켜, 회전하는 기판에 세정 부재를 접촉시키면서 기판을 세정하는 세정 방법에 있어서,
    상기 세정 부재에 접촉하여 세정 부재를 자기 세정하는 셀프 클리닝 부재를, 상기 세정 부재를 지지하는 아암에 설치하고,
    상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시키는 위치와 상기 세정 부재로부터 이격시키는 위치 사이에서 직선상으로 이동시키는 직선 이동 기구를, 상기 세정 부재를 지지하는 상기 아암에 설치하고,
    상기 세정 부재를 회전하는 기판에 접촉시켜서 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 직선 이동 기구를 작동시키고, 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 대하여 직선상으로 이동시킴으로써 상기 셀프 클리닝 부재를 상기 세정 부재에 접촉시켜서 상기 세정 부재를 자기 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 세정 후에, 상기 세정 부재를 기판으로부터 이격시켜서 대기 위치로 이동시키고, 상기 대기 위치에서 대기 중의 상기 세정 부재에 셀프 클리닝 부재를 접촉시켜서 세정 부재를 자기 세정하는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 세정 부재의 자기 세정 중에, 상기 세정 부재와 상기 셀프 클리닝 부재와의 접촉부에 세정액을 공급하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는, 기판 세정 방법.
  14. 기판 보유 지지 기구와,
    상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 세정액의 존재 하에서 상기 기판에 미끄럼 접촉함으로써 상기 기판을 세정하는 롤 세정구와,
    상기 롤 세정구에 접속되고, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 롤 세정구를 통해서 상기 기판으로부터 상기 세정액을 흡인하는 흡인 시스템을 구비하고,
    상기 흡인 시스템은,
    상기 롤 세정구에 연결된 세정액 흡인 배관과,
    상기 세정액 흡인 배관에 연결된 진공 라인을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 흡인 시스템은,
    상기 세정액 흡인 배관에 설치된 흡인 밸브를 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판 세정 장치는, 상기 흡인 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고 있고,
    상기 제어부는, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 흡인 밸브를 개방한 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 롤 세정구는, 샤프트와, 상기 샤프트의 외면을 덮는 스펀지 부재를 구비하고,
    상기 샤프트는, 해당 샤프트의 내부를 뻗어나가는 주류로와, 해당 샤프트의 외면에 형성된 복수의 개구와, 상기 주류로와 상기 복수의 개구를 연통시키는 복수의 가지 유로를 갖고,
    상기 세정액 흡인 배관은 상기 주류로에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 기판 세정 장치는, 상기 세정액 흡인 배관에 접속된 이너 린스액 공급 라인을 더 구비하고,
    상기 세정액 흡인 배관과 상기 이너 린스액 공급 라인과의 접속점은, 상기 흡인 밸브와 상기 롤 세정구와의 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는, 기판 세정 장치.
  19. 세정액 공급 노즐로부터 세정액을 기판에 공급하면서, 상기 세정액의 존재 하에서 롤 세정구를 상기 기판에 미끄럼 접촉시켜서, 상기 기판을 세정하고,
    상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 롤 세정구에 접속된 흡인 시스템에 의해서, 상기 롤 세정구를 통해서 상기 기판으로부터 상기 세정액을 흡인하고,
    상기 흡인 시스템은,
    상기 롤 세정구에 연결된 세정액 흡인 배관과,
    상기 세정액 흡인 배관에 연결된 진공 라인을 갖고 있는 것을 특징으로 기판 세정 방법.
  20. 기판을 연마하는 연마 유닛과,
    상기 연마 유닛에서 연마된 기판을 세정하는 기판 세정 장치를 구비하고,
    상기 기판 세정 장치는,
    기판 보유 지지 기구와,
    상기 기판 보유 지지 기구에 보유 지지된 상기 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐과,
    상기 세정액의 존재 하에서 상기 기판에 미끄럼 접촉함으로써 상기 기판을 세정하는 롤 세정구와,
    상기 롤 세정구에 접속되고, 상기 롤 세정구가 상기 기판을 세정하고 있는 동안에, 상기 롤 세정구를 통해서 상기 기판으로부터 상기 세정액을 흡인하는 흡인 시스템을 구비하고,
    상기 흡인 시스템은,
    상기 롤 세정구에 연결된 세정액 흡인 배관과,
    상기 세정액 흡인 배관에 연결된 진공 라인을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  21. 삭제
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