KR102525018B1 - 기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 제어 방법 - Google Patents

기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

높은 세정 성능을 갖는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법, 그리고, 그러한 기판 세정 장치의 제어 장치 및 제어 프로그램을 제공한다.
기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지 회전부와, 회전하는 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 긴 형상의 세정 부재와, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측에 배치된 제1 노즐 및 제2 노즐을 구비하고, 상기 제1 노즐은, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제1 노즐측의 제1 영역에, 상기 제2 노즐보다 세차게 액체를 공급하고, 상기 제2 노즐은, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제2 노즐측이며, 적어도 기판의 주연부 외측의 영역을 포함하는 상기 제1 영역보다 넓은 제2 영역에 액체를 공급하는, 기판 세정 장치가 제공된다.

Description

기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치의 제어 방법{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS, SUBSTRATE CLEANING METHOD, AND CONTROL METHOD OF SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}
본 발명은 액체를 공급하면서 기판을 세정하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법, 그리고, 그러한 기판 세정 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
액체를 공급하면서 롤 스펀지로 기판을 세정하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1, 2). 액체를 공급하는 노즐로서, 분무 노즐이나 단관 노즐이 사용된다. 단관 노즐로는 좁은 영역에밖에 액체를 공급할 수 없기 때문에, 넓은 영역에 액체를 공급하기 위해서는 분무 노즐이 유용하다.
그러나, 분무 노즐은 세정에 사용된 액체를 기판 외부로 배출하는 성능이 낮기 때문에, 세정 후에 액체나 이물이 기판 상에 남는 경우가 있다. 그렇게 하면, 기판의 세정 성능이 저하되어 버린다는 문제가 있다.
일본 특허 공개 제2015-15284호 공보 일본 특허 공개 제2015-201627호 공보
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 과제는, 높은 세정 성능을 갖는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법, 그리고, 그러한 기판 세정 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지 회전부와, 회전하는 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 긴 형상의 세정 부재와, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측에 배치된 제1 노즐 및 제2 노즐을 구비하고, 상기 제1 노즐은, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제1 노즐측의 제1 영역에, 상기 제2 노즐보다 세차게 액체를 공급하고, 상기 제2 노즐은, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제2 노즐측이며, 적어도 기판의 주연부 외측의 영역을 포함하는 상기 제1 영역보다 넓은 제2 영역에 액체를 공급하는, 기판 세정 장치가 제공된다.
제1 노즐로부터 세차게 액체를 공급함으로써, 세정에 사용된 액체를 효율적으로 기판으로부터 배출할 수 있어서, 세정력이 향상된다.
상기 제1 노즐은 단관 노즐이며, 상기 제2 노즐은 스프레이형 노즐이어도 된다. 또한, 상기 세정 부재는 롤형이어도 된다.
상기 제1 영역은 상기 기판의 중심 근방이며, 상기 제2 영역은, 일단부의 적어도 일부가 상기 제1 영역의 적어도 일부와 중복되어 있고, 타단부가 상기 기판의 에지까지 연장되어 있어도 된다.
이와 같이 제1 영역 및 제2 영역을 설정함으로써, 세정에 사용된 액체를 효율적으로 기판으로부터 배출할 수 있다.
상기 제2 영역의 긴 쪽 방향은, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향과는 비평행이며, 상기 기판의 에지에 가까울수록 상기 제2 영역은 상기 세정 부재와 이격되는 것이 바람직하다.
이에 의해, 액막이 보호됨과 함께, 제2 노즐로부터 공급되는 액체가 기판 W의 외부를 향하여 흐르는 것이 방해받지 않는다.
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 회전하는 상기 기판이 상기 세정 부재에 접촉한 후의 영역에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 제2 노즐로부터의 액체 공급 방향은, 상기 기판의 회전 방향과 역행하지 않는 것이 바람직하다.
상기 제2 노즐로부터의 액체 공급 방향과, 상기 세정 부재와 상기 기판이 접촉하는 위치에 있어서의 상기 세정 부재의 회전 방향이 일치하는 것이 바람직하다.
상기 제1 노즐은 어태치먼트를 통해 액체 공급원으로부터의 배관에 접속되고, 상기 어태치먼트에 있어서의 액체가 통과하는 구멍의 직경은 상기 배관의 직경보다 작은 것이 바람직하다.
이에 의해, 제1 노즐로부터 공급되는 액체의 기세를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 기판을 보유 지지하여 회전시키는 것과, 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 긴 형상의 세정 부재로 세정하는 것과, 제1 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제1 영역에 액체를 공급하면서, 제2 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제2 영역에 액체를 공급하는 것을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측이며, 상기 제2 영역은, 상기 제1 영역보다 넓고, 상기 제1 노즐은, 상기 제2 노즐보다 세차게 액체를 공급하는, 기판 세정 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 기판 세정 장치를 제어하는 방법이며, 기판을 보유 지지하여 회전시키는 것과, 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 긴 형상의 세정 부재로 세정시키는 것과, 제1 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제1 영역에 액체를 공급하면서, 제2 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제2 영역에 액체를 공급시키는 것을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측이고, 상기 제2 영역은, 상기 제1 영역보다 넓고, 상기 제1 노즐은, 상기 제2 노즐보다 세차게 액체를 공급하는, 기판 세정 장치의 제어 방법이 제공된다.
세정 후의 액체가 효율적으로 기판 외부로 배출되기 때문에, 기판의 세정력이 향상된다. 또한, 결과적으로 단위 시간당의 세정 능력을 향상시킬 수 있으므로, 세정액의 사용량을 삭감할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 상면도.
도 2는 기판 세정 장치(4)를 모식적으로 나타내는 사시도.
도 2a는 롤 스펀지(307)의 측면도.
도 3은 기판 W, 롤 스펀지(307, 308), 세정액 공급 노즐(315, 316) 및 약액 공급 노즐(317, 318)을 모식적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 실시 형태의 효과를 확인하기 위하여 행한 실험 결과를 나타내는 도면.
도 5a는 변형예인 기판 세정 장치의 정면도.
도 5b는 변형예인 기판 세정 장치의 측면도.
이하, 본 발명에 관한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 상면도이다. 본 기판 처리 장치는, 직경 300㎜ 혹은 450㎜의 반도체 웨이퍼, 플랫 패널, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)나 CCD(Charge Coupled Device) 등의 이미지 센서, MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)에 있어서의 자성막의 제조 공정에 있어서, 다양한 기판을 처리하는 것이다.
기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(1)과, 다수의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(2)와, 하나 또는 복수(도 1에 나타내는 양태에서는 4개)의 기판 연마 장치(3)와, 하나 또는 복수(도 1에 나타내는 양태에서는 2개)의 기판 세정 장치(4)와, 기판 건조 장치(5)와, 반송 기구(6a 내지 6d)와, 제어부(7)를 구비하고 있다.
로드 포트(2)는, 하우징(1)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(2)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Mechanical Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF 포드, FOUP는, 내부에 기판 카세트를 수납하고, 격벽으로 피복함으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다. 기판으로서는, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다.
기판을 연마하는 기판 연마 장치(3), 연마 후의 기판을 세정하는 기판 세정 장치(4), 세정 후의 기판을 건조시키는 기판 건조 장치(5)는, 하우징(1) 내에 수용되어 있다. 기판 연마 장치(3)는, 기판 처리 장치의 긴 쪽 방향을 따라서 배열되고, 기판 세정 장치(4) 및 기판 건조 장치(5)도 기판 처리 장치의 긴 쪽 방향을 따라 배열되어 있다.
로드 포트(2), 로드 포트(2)측에 위치하는 기판 연마 장치(3) 및 기판 건조 장치(5)에 둘러싸인 영역에는, 반송 기구(6a)가 배치되어 있다. 또한, 기판 연마 장치(3), 그리고, 기판 세정 장치(4) 및 기판 건조 장치(5)와 평행하게, 반송 기구(6b)가 배치되어 있다. 반송 기구(6a)는, 연마 전의 기판을 로드 포트(2)로부터 수취하여 반송 기구(6b)에 주고 받거나, 기판 건조 장치(5)로부터 취출된 건조 후의 기판을 반송 기구(6b)로부터 수취하거나 한다.
2개의 기판 세정 장치(4) 사이에, 이들 기판 세정 장치(4) 사이에서 기판의 수수를 행하는 반송 기구(6c)가 배치되고, 기판 세정 장치(4)와 기판 건조 장치(5) 사이에, 이들 기판 세정 장치(4)와 기판 건조 장치(5) 사이에서 기판의 수수를 행하는 반송 기구(6c)가 배치되어 있다.
또한, 하우징(1)의 내부에는, 기판 처리 장치의 각 기기의 움직임을 제어하는 제어부(7)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 하우징(1)의 내부에 제어부(7)가 배치되어 있는 양태를 사용하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하우징(1)의 외부에 제어부(7)가 배치되어도 된다.
도 2는, 기판 세정 장치(4)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 기판 세정 장치(4)는, 기판 W를 거의 수평으로 보유 지지하여 회전시키는 4개의 롤러(301 내지 304)(기판 보유 지지 회전부)와, 기판 W의 상하면에 각각 접촉하여 기판 W를 세정하는 롤 스펀지(307, 308)(세정 부재)와, 이들 롤 스펀지(307, 308)를 회전시키는 회전 기구(310, 311)와, 기판 W의 상하면에 세정액(예를 들어 순수)을 공급하는 세정액 공급 노즐(315, 316)과, 기판 W의 상하면에 약액을 공급하는 약액 공급 노즐(317, 318)을 구비하고 있다.
롤러(301)는, 보유 지지부(301a) 및 견부(지지부)(301b)의 2단 구성으로 되어 있다. 견부(301b)의 직경은 보유 지지부(301a)의 직경보다도 크고, 견부(301b) 상에 보유 지지부(301a)가 형성되어 있다. 롤러(302 내지 304)도, 롤러(301)와 동일한 구성을 갖고 있다. 롤러(301 내지 304)는 도시하지 않은 구동 기구(예를 들어 에어 실린더)에 의해, 서로 근접 및 이격하는 방향으로 이동 가능하게 되었다. 또한, 롤러(301 내지 304) 중 적어도 하나는 도시되지 않은 회전 기구에 의해 회전 구동된다.
상측의 롤 스펀지(307)를 회전시키는 회전 기구(310)는, 그 상하 방향의 움직임을 가이드하는 가이드 레일(320)에 장착되어 있다. 또한, 이 회전 기구(310)는 승강 구동 기구(321)에 지지되어 있고, 회전 기구(310) 및 상측의 롤 스펀지(307)는 승강 구동 기구(321)에 의해 상하 방향으로 이동되도록 되어 있다.
또한, 도시하지 않지만, 하측의 롤 스펀지(308)를 회전시키는 회전 기구(311)도 가이드 레일에 지지되어 있고, 승강 구동 기구에 의해 회전 기구(311) 및 하측의 롤 스펀지(308)가 상하 이동하게 되어 있다. 또한, 승강 구동 기구로서는, 예를 들어 볼 나사를 사용한 모터 구동 기구 또는 에어 실린더가 사용된다.
도 2a는, 롤 스펀지(307)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 롤 스펀지(307)의 표면에는 복수의 볼록부(60)가 마련되고, 폴리비닐알코올(PVA) 등의 다공성 중합체 재료로 형성된다.
도 2로 되돌아가, 기판 W의 반입 반출 시에는, 롤 스펀지(307, 308)는 서로 이격된 위치에 있다. 기판 W의 세정 시에는, 이들 롤 스펀지(307, 308)는 서로 근접하는 방향으로 이동하여 기판 W의 상하면에 접촉한다. 롤 스펀지(307, 308)가 기판 W의 상하면을 압박하는 힘은, 각각 승강 구동 기구(321) 및 도시되지 않은 승강 구동 기구에 의해 조정된다. 상측의 롤 스펀지(307) 및 회전 기구(310)는 승강 구동 기구(321)에 의해 하방으로부터 지지되어 있으므로, 상측의 롤 스펀지(307)가 기판 W의 상면에 가하는 압박력은 0[N]으로부터의 조정이 가능하다.
반송 기구(6b)에 의해 반송되어 온 기판 W는, 먼저 롤러(301 내지 304)의 견부(301b 내지 304b) 상에 적재되고, 그 후 롤러(301 내지 304)가 기판 W를 향해 이동함으로써 보유 지지부(301a 내지 304a)에 보유 지지된다. 롤러(301 내지 304)의 적어도 하나가 회전 구동됨으로써, 기판 W는 그 외주부가 롤러(301 내지 304)에 보유 지지된 상태에서 회전한다.
한편, 반송되어 온 기판 W가 롤러(301 내지 304)에 의해 보유 지지되면, 상측의 롤 스펀지(307)가 하강함과 함께 하측의 롤 스펀지(308)가 상승하고, 기판 W의 상면 및 하면에 각각 접촉한다. 그리고, 롤 스펀지(307, 308)는 회전 기구(310, 311)에 의해 회전 구동된다. 이에 의해, 롤 스펀지(307, 308)는 기판 W의 상면 및 하면에 각각 접촉하면서 회전한다.
이와 같이 기판 W 및 롤 스펀지(307, 308)가 회전된 상태에서, 세정액 공급 노즐(315, 316)로부터 세정액이 공급되어, 약액 공급 노즐(317, 318)로부터 약액이 공급된다. 이에 의해 기판 W가 세정된다. 약액은 암모니아 등 기판 처리 장치에 있어서의 세정에 일반적으로 사용되는 약액이다. 또한, 세정액 및 약액을 총칭하여 간단히 액체라고도 칭한다.
본 실시 형태의 특징 중 하나는 세정액 공급 노즐(315, 316) 및 약액 공급 노즐(317, 318)로부터의 액체 공급 형태에 있고, 이 점에 대해 상세히 설명한다.
도 3은, 기판 W, 롤 스펀지(307, 308), 세정액 공급 노즐(315, 316) 및 약액 공급 노즐(317, 318)을 모식적으로 나타내는 도면이며, 상방 및 측방으로부터 본 도면을 나타내고 있다. 이하, 기판 W는 상방으로부터 보아서 시계 방향으로 회전하고, 롤 스펀지(307)는 측방으로부터 보아서 시계 방향으로 회전하는 것으로 한다. 롤 스펀지(308)는 반시계 주위로 회전하는 것으로 한다.
또한, 기판 W의 중심을 원점, 롤 스펀지(307)이 연장하는 방향을 y축(도면 의 위를 정으로 함), 기판 W를 통하는 평면에 있어서 y축과 직교하는 방향을 x축(도면의 우측을 정으로 함)으로 하는 좌표계를 정의한다. 또한, 좌표(x, y)의 단위는 ㎜이다. 그리고, 이 좌표계에 있어서의 기판 W의 반경을 150㎜로 한다.
롤 스펀지(307)는 긴 형상이며, 기판 W의 중심 상을 통과하도록 배치되고, 기판 W의 직경 이상의 길이를 갖는다. 하측의 롤 스펀지(308)도 동일하다.
세정액 공급 노즐(315, 316) 및 약액 공급 노즐(317, 318)은 x<0의 영역(즉, 롤 스펀지(307)의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측)에 배치된다. 더욱 상세하게는, 세정액 공급 노즐(315) 및 약액 공급 노즐(317)은 스프레이형 노즐(제2 노즐)이며, x<0 또한 y>0의 영역에 배치된다. 한편, 세정액 공급 노즐(316) 및 약액 공급 노즐(318)은 핀형 노즐(제1 노즐)이며, x<0 또한 y<0의 영역에 배치된다.
스프레이형 노즐은 분무 노즐이라고도 불리며, 그 선단에는 액체가 통과하는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있어서 해당 선단으로부터 넓어지도록 무상으로 액체가 공급된다. 한편, 핀형 노즐은 단관 노즐이라고도 불리며, 그 선단으로부터 거의 넓어지지 않고 액체가 세차게 공급된다. 따라서, 스프레이형 노즐로부터 공급된 액체는, 핀형 노즐로부터 공급된 액체보다 넓은 기판 W 상의 영역에 착액한다. 한편, 핀형 노즐로부터는 스프레이형 노즐보다 세차게 액체가 공급된다. 본 실시 형태에서는, 핀형 노즐 및 스프레이형 노즐의 각각의 특징을 살려, 이들 배치를 최적화하는 것이다.
핀형 노즐은 액체 공급원(도시하지 않음)으로부터의 배관에 삽입하는(접속하는) 어태치먼트 구비의 것으로 할 수 있다. 배관 직경(예를 들어 4㎜ 정도)보다 어태치먼트를 소직경(예를 들어 1㎜ 정도)으로 함으로써, 핀형 노즐로부터 공급하는 액체의 기세를 증가시킬 수 있다.
핀형 노즐인 세정액 공급 노즐(316) 및 약액 공급 노즐(318)은, 기판 W의 중심을 향하는 방향으로 액체를 공급하고, 착액 영역 P는 기판 W 상면의 근방, 더 구체적으로는, 기판 W의 중심보다 약간 전방측, 예를 들어 좌표(-20, -20)를 중심으로 하는 좁은 영역이 된다. 착액 영역 P는 기판 W와의 거리가 소정값 이하가 되는 영역이라고도 할 수 있다. 기판 W의 중심 부근은 기판 W의 회전에 의한 작용이 작고 액체의 움직임이 적지만, 핀형 노즐로부터 세차게 액체를 공급함으로써, 액체를 적극적으로 움직이게 할 수 있다.
한편, 스프레이형 노즐인 세정액 공급 노즐(315) 및 약액 공급 노즐(317)은, 기판 W의 회전 방향과 역행되지 않도록, 기판 W의 x<0 또한 y>0의 영역을 향하여 액체를 공급하고, 착액 영역 S는 기판 W 상면의 중심 부근과 에지 사이, 예를 들어 좌표(-20, -25)와 (-60, 135)을 연결하는 선분 근방의 영역이 된다. 기판 W의 중심으로부터 이격된 영역에서는 액체의 공급량이 부족한 경향이 있으므로, 스프레이형 노즐로부터 충분한 양의 액체를 공급할 수 있다.
이와 같이, 핀형 노즐로부터의 착액 영역 P와 스프레이형 노즐로부터의 착액 영역 S는, 롤 스펀지(307)의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측(핀형 노즐 및 스프레이형 노즐이 배치된 측)이 된다. 바꾸어 말하면, 착액 영역 P, S는, 회전하는 기판 W가 롤 스펀지(307)에 접촉한 후의 영역에 위치하고 있다. 또한, 착액 영역 S의 일단부의 적어도 일부는, 착액 영역 P의 적어도 일부와 중복되어 있다. 그리고, 착액 영역 S의 타단부는 기판 W의 에지까지 연장되어 있다.
여기서, 착액 영역 S의 긴 쪽 방향은 롤 스펀지(307)의 긴 쪽 방향과는 비평행이며, 기판 W의 에지에 가까울수록 착액 영역 S가 롤 스펀지(307)로부터 이격되는 것이 바람직하다. 또한, 스프레이형 노즐로부터 공급된 액체의 일부는 기판 W의 외측으로 밀려 나오는(즉, 착액 영역 S가 기판 W의 주연부 외측을 포함하는) 것이 바람직하다.
스프레이형 노즐로부터 공급된 액체는, 기판 W의 회전에 의해, 넓은 착액 영역 S로부터 롤 스펀지(307)쪽을 향한다. 롤 스펀지(307)와 기판 W의 사이에 액체가 개재된 상태에서 롤 스펀지(307)가 기판 W와 접촉하여 회전함으로써, 기판 W가 세정된다. 세정에 사용된 액체는 롤 스펀지(307)와 기판 W의 사이를 통하여 x>0의 영역에 도달한다. 이 액체는 세정에 사용되었기 때문에, 오염되어 있거나 이물을 포함하거나 하고 있다.
한편, 핀형 노즐로부터 공급된 기세가 있는 액체는, 좁은 착액 영역 P로부터 롤 스펀지(307)와 기판 W의 거의 중심의 사이를 통과하고, 어느 정도 기세를 유지한 채 x>0의 영역에 도달한다. 그리고, 이 핀형 노즐로부터의 액체의 기세에 의해, 세정에 사용된 스프레이형 노즐로부터의 액체는 기판 W의 외부로 배출된다.
이와 같이, 핀형 노즐로부터 세차게 액체를 기판 W의 중심을 향하여 공급함으로써, 세정 후의 액체를 기판 W로부터 효율적으로 배출할 수 있고, 세정 후에 약액이나 이물이 기판 W에 남는 것을 억제할 수 있다.
또한, 스프레이형 노즐로부터의 착액 영역 S를 롤 스펀지(307)와 비평행으로 함으로써, 액막이 보호됨과 함께, 핀형 노즐로부터 공급되는 액체가 기판 W의 외부를 향하여 흐르는 것이 방해받지 않는다. 즉, 가령 롤 스펀지(307)에 대해 착액 영역 S가 평행하면, 기판 W의 에지 근방의 액체는 기판 W의 회전에 의한 작용에 의해 외측으로 배출되기 쉽지만, 기판 W의 중심 근방의 액체는 기판 W의 회전에 의한 작용이 작기 때문에, 배출에 시간을 요하거나, 기판 W 상에 체류하거나 하기 쉬워지는 경향이 있다.
이에 반하여, 본 실시 형태에서는, 롤 스펀지(307)에 대해 착액 영역 S를 비평행으로 한(기판 W의 외측을 향하여 비스듬하게 함) 것으로, 스프레이형 노즐로부터 공급되는 액체는 모두 기판 W의 외측을 향하여 흐르는 방향이 되고, 배출성이 좋아진다. 즉, 기판 W 상에 공급된 액체가 기판 상에 액 고임이 되지 않고 가능한 한 빠르게 기판 W의 외측으로 배출시키고, 기판 W 상의 액체를 리프레시할 수 있다.
또한, 통상 스프레이형 노즐로부터의 착액 영역의 단은 액량이 부족하기 쉽지만, 스프레이형 노즐로부터의 액체의 일부가 기판 W의 외측에 비어져 나오게 함으로써, 기판 W의 에지 근방도 액체의 유량을 확보할 수 있다.
또한, 핀형 노즐로부터의 착액 영역 P와 스프레이형 노즐로부터의 착액 영역 S의 사이에 간극이 생길 수 없도록 중복시킴으로써, 핀형 노즐로부터의 액체와 스프레이형 노즐로부터의 액체를 연동시키고 기판 W의 외측에 원활하게 액체를 배출시킬 수 있다.
도 4는, 본 실시 형태의 효과를 확인하기 위하여 행한 실험 결과를 나타내는 도면이다. 본 실험에서는, Low-K(저유전율)막을 갖는 기판(BD3)과, 구리막을 갖는 기판(Cu) 각각에 대해 실험하고, 각각 세정 후에 기판 W 상에 잔존하는 디펙트의 수를 카운트로 했다. 또한, Low-K막을 갖는 기판(BD3)의 경우는 100㎚ 이상의 디펙트를 카운트하고, 구리막을 갖는 기판(Cu)의 경우는 110㎚ 이상의 디펙트를 카운트했다.
비교예는, 도 3에 있어서의 핀형 노즐(316, 318)을 모두 스프레이형 노즐로 치환한 양태이다. 실시예 1은 도 3에 나타내는 양태이다. 실시예 2는, 도 3에 있어서의 롤 스펀지(307)의 회전 방향을 반시계 방향으로 하여 롤 스펀지(308)의 회전 방향을 시계 방향으로 한 양태이다. 즉, 실시예 2에서는, 롤 스펀지(307)와 기판 W가 접촉하는 위치에 있어서의 롤 스펀지(307)의 회전 방향이, 스프레이형 노즐로부터의 액체 공급 방향과 일치한다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예에 대해 실시예 1, 2에서는 각각 BD3을 30％ 및 50％로 저감할 수 있었다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 핀형 노즐 및 스프레이형 노즐 모두 사용하여, 착액 영역 P, S를 최적화한다. 즉, 스프레이형 노즐로부터 기판 W의 전방측이 넓은 영역에 액체를 공급하고, 핀형 노즐로부터 기판 W의 중심 부근이 좁은 영역에 세차게 액체를 공급한다. 이에 따라, 세정 후의 액체가 기판 W의 외부에 효율적으로 배출되어, 세정력이 향상된다. 또한, 기판 W의 표면(패턴이 형성되는 면)뿐만 아니라, 이면측에 대해서도 상술한 노즐의 배치로 함으로써 세정력이 향상된다.
또한, 이상 설명한 기판 세정 장치(4)의 동작의 적어도 일부는, 제어 장치에 의해 제어되어도 된다. 구체적으로는, 제어 장치가, 기판 W를 보유 지지하여 회전시키거나, 롤 스펀지(307, 308)로 기판 W를 세정시키거나, 핀형 노즐 및 스프레이형 노즐로부터 액체를 공급시키거나 해도 된다. 그리고, 제어 장치는 소정의 프로그램을 실행함으로써 기판 처리 장치를 제어해도 된다.
또한, 기판 W를 수평 방향으로 보유 지지하는 것이 아니고, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 기판 W를 수직 방향으로 보유 지지해도 된다. 또한, 기판 W의 표면을 세정하는 롤 스펀지(307)는 시계 방향으로 회전하는 경우, 기판 W의 이면을 세정하는 롤 스펀지(308)(도 5b 참조)는 반시계 주위로 회전한다. 이와 같이 기판 W를 수직 방향으로 보유 지지하는 경우에도, 스프레이형 노즐로부터 기판 W의 전방측(상측)의 넓은 영역에 액체를 공급하고, 핀형 노즐로부터 기판 W의 중심 부근이 좁은 영역에 세차게 액체를 공급하면 된다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명을 실시할 수 있음을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해야 한다.
4: 기판 세정 장치
301 내지 304: 롤러
307, 308: 롤 스펀지
310, 311: 회전 기구
315, 316: 세정액 공급 노즐
317, 318: 약액 공급 노즐

Claims (11)

  1. 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지 회전부와,
    회전하는 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 긴 형상의 세정 부재와,
    상기 기판의 동일한 제1면에 대향하고, 또한 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측에 배치된 제1 노즐 및 제2 노즐을 구비한 기판 세정 장치이며,
    상기 제1 노즐은,
    단관 노즐이며,
    상기 기판이 시계 방향으로 회전함과 함께 상기 긴 형상의 세정 부재가 회전축 주위로 시계 방향으로 회전할 때, 상기 기판의 제1면에 있어서의 중심을 원점, 상기 긴 형상의 세정 부재가 연장되는 방향을 y축, 상기 기판을 통과하는 평면에 있어서 y축과 직교하는 방향을 x축으로 하는 좌표계에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제1 노즐측이고 상기 기판의 중심 근방에 위치하는 x<0 및 y<0의 제1 영역에,
    상기 제1 노즐로부터의 액체의 적어도 일부를 상기 세정 부재와 상기 기판 사이를 통과하여 x>0및 y>0의 영역에 도달시키는 기세로 액체를 공급하고,
    상기 제2 노즐은,
    액체를 분무하는 스프레이형 노즐이며,
    상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제2 노즐측이며, 적어도 기판의 주연부 외측의 영역을 포함하며, 상기 제1 영역의 적어도 일부와 중복되고, x<0 및 y>0의 영역과 x<0 및 y<0의 영역의 일부인 제2 영역에 액체를 공급하는, 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정 부재는 롤형인, 기판 세정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 영역은, 일단부의 적어도 일부가 상기 제1 영역의 적어도 일부와 중복되어 있고, 타단부가 상기 기판의 에지까지 연장되어 있는, 기판 세정 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 영역의 긴 쪽 방향은, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향과는 비평행이며, 상기 기판의 에지에 가까울수록 상기 제2 영역은 상기 세정 부재와 이격되는, 기판 세정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 노즐로부터의 액체 공급 방향은, 상기 기판의 회전 방향과 역행하지 않는, 기판 세정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 세정 부재는 롤형이고, 상기 제2 노즐로부터의 액체 공급 방향과, 상기 세정 부재와 상기 기판이 접촉하는 위치에 있어서의 상기 세정 부재의 회전 방향이 일치하는, 기판 세정 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 노즐은 어태치먼트를 통해 액체 공급원으로부터의 배관에 접속되고,
    상기 어태치먼트에 있어서의 액체가 통과하는 구멍의 직경은 상기 배관의 직경보다 작은, 기판 세정 장치.
  8. 기판을 보유 지지하여 회전시키는 것과,
    상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 긴 형상의 세정 부재로 세정하는 것과,
    단관 노즐인 제1 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제1 영역에 액체를 공급하면서, 액체를 분무하는 스프레이형 노즐인 제2 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제2 영역에 액체를 공급하는 것을 포함하고,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐은, 상기 기판의 동일한 제1면에 대향하고, 또한, 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측에 배치되며,
    상기 제1 영역은, 상기 기판이 시계 방향으로 회전함과 함께 상기 긴 형상의 세정 부재가 회전축 주위로 시계 방향으로 회전할 때, 상기 기판의 제1면에 있어서의 중심을 원점, 상기 긴 형상의 세정 부재가 연장되는 방향을 y축, 상기 기판을 통과하는 평면에 있어서 y축과 직교하는 방향을 x축으로 하는 좌표계에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제1 노즐측이고 상기 기판의 중심 근방에 위치하는 x<0 및 y<0의 영역이며,
    상기 제2 영역은, 상기 기판에 있어서의 상기 세정부재보다 상기 제2 노즐측이며, 적어도 기판의 주연부 외측의 영역을 포함하고, 상기 제1 영역의 적어도 일부와 중첩하고, x<0 및 y>0의 영역과 x<0 및 y<0의 영역의 일부이며,
    상기 제1 노즐로부터의 액체의 적어도 일부를 상기 세정 부재와 상기 기판 사이를 통과하여 x>0 및 y>0의 영역에 도달시키는 기세로 상기 제1 노즐로부터 액체를 공급하는, 기판 세정 방법.
  9. 기판 세정 장치를 제어하는 방법이며,
    기판을 보유 지지하여 회전시키는 것과,
    상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 긴 형상의 세정 부재로 세정시키는 것과,
    단관 노즐인 제1 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제1 영역에 액체를 공급하면서, 액체를 분무하는 스프레이형 노즐인 제2 노즐로부터 상기 기판에 있어서의 제2 영역에 액체를 공급시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐은, 상기 기판의 동일한 제1면에 대향하고, 또한 상기 세정 부재의 긴 쪽 방향에 대해 동일한 측에 배치되며,
    상기 제1 영역은, 상기 기판이 시계 방향으로 회전함과 함께 상기 긴 형상의 세정 부재가 회전축 주위로 시계 방향으로 회전할 때, 상기 기판의 제1면에 있어서의 중심을 원점, 상기 긴 형상의 세정 부재가 연장되는 방향을 y축, 상기 기판을 통과하는 평면에 있어서 y축과 직교하는 방향을 x축으로 하는 좌표계에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 세정 부재보다 상기 제1 노즐측이고 상기 기판의 중심 근방에 위치하는 x<0 및 y<0의 영역이며,
    상기 제2 영역은, 상기 기판에 있어서의 상기 세정부재보다 상기 제2 노즐측이며, 적어도 기판의 주연부 외측의 영역을 포함하고, 상기 제1 영역의 적어도 일부와 중첩하고, x<0 및 y>0의 영역과 x<0 및 y<0의 영역의 일부이며,
    상기 제1 노즐로부터의 액체의 적어도 일부를 상기 세정 부재와 상기 기판 사이를 통과하여 x>0 및 y>0의 영역에 도달시키는 기세로 상기 제1 노즐로부터 액체를 공급하는, 기판 세정 장치의 제어 방법.
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