KR102629308B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

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유키마사 사이토
도시키 히나타
가즈야 도바시
교코 이케다
슈지 모리야
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

가스 클러스터를 웨이퍼(W)에 조사함으로써 웨이퍼(W)를 세정하는 기판 세정 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 수용하는 챔버(1)와, 챔버(1) 내에서 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지(4)와, 회전 스테이지(4)에 지지된 웨이퍼(W)에 가스 클러스터를 조사하는 노즐부(13)와, 웨이퍼(W) 위에서의 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 노즐 이동 부재(10)와, 챔버(1)를 배기하기 위한 배기구(32)와, 회전 스테이지(4)에 의한 웨이퍼(W)의 회전 방향과, 가스 클러스터의 조사 위치의 스캔 방향을 제어하여, 웨이퍼(W)에의 파티클의 재부착이 억제되도록 파티클의 비산 방향을 제어하는 제어 기구(50)를 갖는다.

Description

기판 세정 장치
본 발명은 가스 클러스터를 조사(照射)하여 기판을 세정하는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서는, 반도체 기판(반도체 웨이퍼)에의 파티클의 부착이 제품의 수율을 좌우하는 큰 요인의 하나로 되어 있다. 이 때문에 기판에 대하여 미리 정해진 처리를 행하기 전 또는 후에, 기판에 대하여 파티클을 제거하기 위한 세정 처리가 행해지고 있다.
반도체 제조 공정에 있어서, 기판에 부착된 파티클을 제거하는 기술로서는, 종래, 2유체 세정이나, Ar이나 N2 등을 이용한 에어로졸 세정이 채용되고 있지만, 이들의 기술은, 최근의 반도체 장치의 미세화에 대응하는 것이 곤란하다.
그래서, 미세한 패턴 내에서도 세정 가능한 장치로서, 가스 클러스터를 이용한 기판 세정 장치가 주목받고 있다(예컨대 특허문헌 1∼3 등).
가스 클러스터는, 고압의 가스를 진공 중에 분출하고, 단열 팽창에 의해 가스를 응축 온도까지 냉각함으로써, 가스의 원자 또는 분자의 일부가 반데르발스 힘에 의해 응집하여 형성된 것이다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2013-026327호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2015-026745호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2015-041646호 공보
그러나, 이러한 가스 클러스터를 이용한 기판 세정 장에서는, 세정 처리 중에 기판으로부터 제거된 파티클이나 일단 챔버벽에 부착된 파티클이 기판에 재부착하는 것이 판명되었다. 기판에 부착되는 파티클의 개수는 매우 적은 것이 요구되고 있어, 재부착되는 파티클을 극력 억제하는 것이 요구된다.
따라서, 본 발명은, 가스 클러스터를 이용하여 기판 세정할 때에, 기판에의 파티클의 재부착을 억제할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와, 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버를 배기하기 위한 배기구와, 상기 회전 스테이지에 의한 피처리 기판의 회전 방향과, 상기 가스 클러스터의 조사 위치의 스캔 방향을 제어하여, 피처리 기판에의 파티클의 재부착이 억제되도록 파티클의 비산 방향을 제어하는 제어 기구를 갖는, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 복수의 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 복수의 피처리 기판을 각각 회전 가능하게 지지하는 복수의 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 복수의 피처리 기판에 각각 가스 클러스터를 조사하는 복수의 조사부와, 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버를 배기하기 위한 배기구와, 상기 각 회전 스테이지에 의한 피처리 기판의 회전 방향과, 상기 각 피처리 기판에 있어서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치의 스캔 방향을 제어하여, 상기 피처리 기판에의 파티클의 재부착 및 상기 복수의 피처리 기판 상호간의 파티클의 간섭이 억제되도록, 파티클의 비산 방향을 제어하는 제어 기구를 갖는, 기판 세정 장치가 제공된다.
상기 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 제어 기구는, 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 상기 파티클의 비산 방향을 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 가스 클러스터 조사 위치가 상기 배기구를 향하는 스캔 궤적을 그리는 것이 가능하도록, 상기 구동부가 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 챔버의 내벽에 있어서의, 상기 피처리 기판으로부터의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상이 곡면 형상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 배기구는, 상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구와, 상기 챔버의 상기 피처리 기판 위 영역의 기류를 상방으로 배출하는 상부 배기구를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 챔버에 대하여 상기 피처리 기판을 반입출하는 반송구를 가지고, 상기 반송구는, 그 개구 범위가 세정 처리 시의 상기 회전 스테이지 상의 피처리 기판의 높이 위치로부터 어긋나도록 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 조사부와 상기 챔버의 벽면의 거리가, 상기 조사부로부터의 기류의 상기 벽면에의 충돌 속도가 100 m/sec 이하가 되는 거리로 유지되는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 관점에서, 상기 구동부는, 상기 구동부를 선회시키는 선회 축부와, 상기 조사부가 장착되고, 상기 선회 축부에 의해 선회하는 선회 아암과, 상기 선회 축부를 회전시키는 구동 기구를 갖는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 2장의 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 2장의 피처리 기판을 각각 회전 가능하게 지지하는 2개의 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 복수의 피처리 기판에 각각 가스 클러스터를 조사하는 2개의 조사부와, 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구를 가지고, 상기 주배기구는, 상기 2장의 피처리 기판의 배치 위치 사이에 1개 마련되어 있는, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 2장의 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 2장의 피처리 기판을 각각 회전 가능하게 지지하는 2개의 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 복수의 피처리 기판에 각각 가스 클러스터를 조사하는 2개의 조사부와, 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 배기구를 가지고, 상기 2개의 회전 스테이지는, 2개의 피처리 기판이 파티클의 상호 간섭을 억제 가능한 배치, 방향, 또는 각도가 되도록 설정되는, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제5 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버를 배기하기 위한 배기구를 가지고, 상기 챔버의 내벽에 있어서의, 상기 피처리 기판으로부터의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상이 곡면 형상인, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제6 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구와, 상기 챔버의 상기 피처리 기판 위 영역의 기류를 상방으로 배출하는 상부 배기구를 갖는, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제7 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 배기구와, 상기 챔버에 대하여 상기 피처리 기판을 반입출하는 반송구를 가지고, 상기 반송구는, 그 개구 범위가 세정 처리 시의 상기 회전 스테이지 상의 피처리 기판의 높이 위치로부터 어긋나도록 마련되는, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제8 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와, 상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와, 상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 배기구를 가지고, 상기 조사부와 상기 챔버의 벽면의 거리가, 상기 조사부로부터의 기류의 상기 벽면에의 충돌 속도가 100 m/sec 이하가 되는 거리로 유지되는, 기판 세정 장치가 제공된다.
본 발명의 제9 관점에 따르면, 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서, 피처리 기판을 수용하며, 원통형의 상부와 원추형의 하부를 가지고, 바닥부에 배기구를 갖는 사이클론형의 챔버와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판을 지지하는 스테이지와, 상기 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와, 상기 피처리 기판의 외주를 따라 원환형으로 마련된 정류 부재를 가지고, 상기 정류 부재는, 원주 방향으로 복수개 마련된 정류판을 가지고, 그 상부가 원환형의 커버 링으로 폐색되고, 상기 피처리 기판의 상방의 기류가, 상기 정류판 사이의 공간 및 상기 챔버의 벽부와 상기 정류 부재 사이의 외측 공간을 통하여 상기 배기구로부터 배기되는, 기판 세정 장치가 제공된다.
상기 제1 내지 제9 관점에 있어서, 상기 피처리 기판의 외주에 배치된 링 부재를 더 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 챔버 내벽의 상기 피처리 기판보다 하방 위치에 마련된 방해판을 더 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 챔버 내에 상기 배기구를 향하는 수평 방향의 사이드 플로우를 공급하는 사이드 플로우 공급 기구를 더 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 챔버 내에 다운 플로우를 공급하는 다운 플로우 공급 기구를 더 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 가스 클러스터를 이용하여 기판 세정할 때에, 기판에의 파티클의 재부착을 억제할 수 있는 기판 세정 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 세정 장치의 II-II′선에 의한 수평 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판 세정 장치의 III-III′선에 의한 수직 단면도이다.
도 4는 회전 스테이지를 나타내는 평면도이다.
도 5는 웨이퍼의 회로 패턴을 위한 오목부 내에 가스 클러스터를 조사한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 세정 대상의 웨이퍼를 회전시키고, 노즐부를 스캔시키면서 가스 클러스터를 조사한 경우의 파티클의 비산 방향을 확인한 실험 및 그 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 웨이퍼의 회전 방향이 반시계 방향인 경우의 파티클의 비산 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 웨이퍼의 회전 방향이 시계 방향인 경우의 파티클의 비산 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 2개의 웨이퍼 사이에 1개의 배기구를 마련한 경우와, 2개의 웨이퍼에 각각 대응한 배기구를 마련한 경우의, 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 챔버의 벽부가 곡선 형상이며, 챔버 벽부의 웨이퍼 높이에 대응하는 부분을 외측으로 돌출한 R형 오목부로 한 경우와, 수직 벽부로 한 경우의, 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 노즐부가 웨이퍼 중심에 위치하는 경우와, 노즐부가 벽면에 가까운 웨이퍼 둘레 가장자리부에 위치하는 경우의 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 「상방 배기 없음」의 경우와, 「상방 배기 있음」의 경우의, 챔버 내벽으로부터 파티클이 발생하였을 때의 유체 해석 소프트웨어에 의한 파티클 궤적·유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 13은 「상방 배기 없음」의 경우와, 「상방 배기 있음」의 경우의, 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 웨이퍼의 높이 위치가, 반송구의 개구 범위에 있는 경우의, 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 18은 챔버의 벽부에 방해판을 마련하지 않는 경우에 있어서의, 노즐부로부터 챔버 바닥부에 가스 클러스터가 조사되는 것에 따른 파티클을 포함하는 기류의 거동을 나타내는 도면이다.
도 19는 챔버의 벽부에 방해판을 마련한 경우에 있어서의, 노즐부로부터 챔버 바닥부에 가스 클러스터가 조사되는 것에 따른 파티클을 포함하는 기류의 거동을 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이다.
도 21은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이다.
도 22a는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22b는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22c는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 또 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22d는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 또 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22e는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 또 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22f는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 또 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22g는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 또 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 22h는 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 또 다른 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명의 제8 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이다.
도 24는 본 발명의 제9 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이다.
도 25는 도 24의 기판 세정 장치의 XXV-XXV′선에 의한 수평 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
<제1 실시형태>
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이고, 도 2는 그 II-II′선에 의한 수평 단면도이고, 도 3은 도 2의 III-III′선에 의한 수직 단면도이고, 도 4는 회전 스테이지를 나타내는 평면도이다.
기판 세정 장치(100)는, CVD 또는 스퍼터링 등의 성막 처리나 에칭 등의 진공 처리가 행해지기 전 또는 후의 피처리 기판에 대하여, 세정 처리를 행하기 위한 것이다. 상기 세정 처리를 행하는 기판 세정 장치(100)는 상기 진공 처리를 행하는 복수의 진공 처리 장치와 함께, 클러스터 툴형 멀티 챔버 시스템의 진공 반송실에 접속되어 있다.
이 기판 세정 장치(100)는, 세정 처리를 행하기 위한 처리실을 구획하는 챔버(1)를 구비하고 있다. 챔버(1) 내의 바닥부에는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 기재함)(W)가 수평의 자세로 배치되는 2개의 회전 스테이지(4)가 챔버(1)의 길이 방향으로 병렬로 배치되어 있다. 각 회전 스테이지(4)에는 회전축(5)을 통해 모터(6)가 접속되어 있고, 모터(6)는 승강 기구(7)에 의해 승강되도록 되어 있다. 이에 의해 회전 스테이지(4)는, 회전 및 승강되도록 되어 있다. 챔버(1)의 바닥부와 승강 기구(7) 사이는 시일 부재(8)로 시일되어 있다. 각 회전 스테이지(4)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 중심으로부터 연장되는 3개의 아암(4a)을 가지고 있고, 아암의 외단부에 웨이퍼 지지부(4b)와 웨이퍼(W)의 외측에 배치되는 대구경 링(4c)을 가지고 있다. 대구경 링(4c)은, 웨이퍼(W)와 동일한 높이로 웨이퍼(W)의 외측에 5∼10 ㎜ 정도의 폭을 가지고 있다. 또한, 회전 스테이지(4)는, 세정 처리 시에, 챔버(1)의 바닥부로부터 비교적 높은 위치에 웨이퍼(W)를 지지하여, 챔버(1)의 바닥부로부터 말려 올라가는 파티클의 영향을 받기 어렵게 되어 있다.
챔버(1)의 바닥부에는, 2개의 회전 스테이지(4) 사이의 위치에 1개의 주배기구(32)가 마련되어 있고, 주배기구(32)에는 배기 배관(33)이 접속되어 있다. 배기 배관(33)에는, 압력 제어 밸브(34)와 진공 펌프(35)가 마련되어 있고, 진공 펌프(35)에 의해 챔버(1) 내가 진공 배기되며, 압력 제어 밸브(34)의 개방도가 제어되어 챔버(1) 내의 진공도가 제어되도록 되어 있다. 이들에 의해 배기 기구(30)가 구성되고, 이에 의해 챔버(1) 내를 미리 정해진 진공도로 유지하며, 제거한 파티클을 챔버(1) 밖으로 배출한다. 이와 같이, 2개의 회전 스테이지(4) 사이의 위치에 1개의 주배기구(32)를 마련함으로써 기류의 충돌에 의한 기류의 웨이퍼 상방으로의 말려 올라감을 억제할 수 있다.
챔버(1)의 상부에는, 배기구(36)가 챔버(1)의 외주를 따라 환형으로 마련되어 있고, 상부 배기구(36)에는 상부 배기 배관(37)이 접속되어 있다. 상부 배기 배관(37)에는 진공 펌프(도시하지 않음)가 접속되어, 전체 배기량의 1/10 정도의 적은 배기량으로 배기되도록 되어 있다. 이 상부 배기구(36)는 보조적인 배기구이며, 챔버(1) 내의 파티클을 원활하게 배출하기 위한 것이다. 또한, 배기구(36)는, 웨이퍼의 외주에 대응하는 부분에 배치되어 있어도 좋고, 본 예와 같은 2매엽의 장치의 경우에는, 2장의 웨이퍼의 외주를 따라 8자를 그리도록 배치할 수 있다. 또한, 배기구(36)는, 챔버(1)의 외주를 따라, 또는 웨이퍼의 외주에 대응하는 부분을 따라 복수개 마련되어 있어도 좋다.
챔버(1)의 측면에는, 멀티 챔버 시스템의 진공 반송실에 대하여 웨이퍼(W)의 반입출을 행하기 위한 반송구(2)가 마련되고, 반송구(2)에는, 반송구(2)의 개폐를 행하기 위한 게이트 밸브(3)가 마련되어 있다(도 2 참조). 반송구(2)는, 그 개구 범위가, 세정 처리 시의 회전 스테이지(4) 상의 웨이퍼(W)의 높이 위치로부터 어긋나도록 마련된다. 본 예에서는, 반송구(2)가 웨이퍼(W)보다 낮은 위치에 마련되어 있다. 이에 의해, 반송구(2) 내에 제거된 파티클이 기류의 고임 중에 잔존하여 게이트 밸브(3)를 개폐하였을 때에 챔버(1) 내에서의 파티클의 말려 올라감이 방지된다.
2개의 회전 스테이지(4)의 상방에는, 각각 웨이퍼(W)에 가스 클러스터를 조사하기 위한 노즐부(13)가 마련되어 있다. 노즐부(13)는, 회전 스테이지(4)에 배치된 웨이퍼(W) 상을 이동되도록 되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 노즐부(13)는 노즐부 이동 부재(10)에 의해 회동된다. 노즐부 이동 부재(10)는, 챔버의 반송구(2)에서 보아 안쪽측에 마련되어 있고, 선회 축부(10a)와, 선회 아암(10b)을 가지고 있다. 노즐부(13)는 선회 아암(10b)의 선단에 부착되어 있다. 그리고, 구동 기구(11)에 의해, 선회 축부(10a)를 선회축으로 하여 선회 아암(10b)이 선회(회동)되고, 노즐부(13)는, 선회 아암(10b)의 선회에 의해, 웨이퍼(W) 상의 웨이퍼(W)의 중심의 바로 위를 통과하는 궤적을 따라 이동한다. 즉, 노즐부(13)는 회전하는 웨이퍼(W) 상을 스캔한다. 또한, 도 1 및 도 3에서는, 노즐부 이동 부재(10) 및 구동 기구(11)의 도시를 생략하고 있다.
노즐부(13)에는, 노즐부 이동 부재(10)의 내부에 마련된 배관(도시하지 않음)을 통해 세정용의 가스(클러스터 생성용의 가스)가 공급되도록 되어 있다.
노즐부(13)는, 챔버(1) 내의 처리 분위기보다 압력이 높은 영역으로부터 세정용의 가스를 챔버(1) 내의 웨이퍼(W)를 향하여 토출하고, 단열 팽창에 의해 세정용 가스를 응축 온도까지 냉각함으로써, 가스의 원자 또는 분자를 반데르발스 힘에 의해 응축시켜 이들의 집합체인 가스 클러스터를 생성시키기 위한 것이다. 생성된 가스 클러스터는 웨이퍼(W)를 향하여 거의 수직으로 조사된다.
본 실시형태에 있어서는, 챔버(1)의 내벽에 있어서의, 상기 웨이퍼로부터의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상이 곡면 형상으로 되어 있다. 이에 의해, 파티클을 포함하는 기류의 충돌 스피드를 완화하여 파티클 발생을 억제하고 있다. 특히, 챔버(1) 내벽의 웨이퍼 높이에 대응하는 부분이 외측으로 돌출한 R형 오목부로 되어 있기 때문에, 그곳에 충돌한 기류가 하향이 되어 파티클이 보다 발생하기 어려워진다.
기판 세정 장치(100)는, 기판 세정 장치(100)의 각 구성부를 제어하는 제어부(50)를 가지고 있다. 제어부(50)는, 기판 세정 장치(100)의 가스의 공급, 가스의 배기, 회전 스테이지(4)의 구동계 등을 제어하는, 마이크로 프로세서(컴퓨터)를 구비한 컨트롤러를 가지고 있다. 컨트롤러에는, 오퍼레이터가 기판 세정 장치(100)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 세정 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등이 접속되어 있다. 또한, 컨트롤러에는, 기판 세정 장치(100)에 있어서의 처리를 컨트롤러의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나 처리 조건에 따라 기판 세정 장치(100)의 각 구성부에 미리 정해진 처리를 실행시키기 위한 제어프로그램인 처리 레시피나, 각종 데이터 베이스 등이 저장된 기억부가 접속되어 있다. 그리고, 필요에 따라, 임의의 레시피를 기억부로부터 호출하여 컨트롤러에 실행시킴으로써, 컨트롤러의 제어 하에서, 기판 세정 장치(100)에서의 원하는 세정 처리가 행해진다.
본 실시형태에서는, 제어부(50)는, 웨이퍼(W)를 회전시키고, 가스 클러스터를 토출하는 노즐부(13)를 웨이퍼(W) 상에서 스캔시키면서, 노즐부(13)로부터 가스 클러스터(C)를 웨이퍼(W) 상에 조사하도록 각 구성부를 제어하지만, 이때, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 노즐부(13)의 스캔 방향을 제어함으로써, 파티클의 비산 방향을 제어할 수 있다. 이에 의해, 챔버(1) 내에서의 파티클의 비산을 억제할 수 있다.
다음에, 이상과 같이 구성되는 기판 세정 장치에 있어서의 세정 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 게이트 밸브(3)를 개방하여 반입출구(2)를 통해 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 챔버(1) 내에 반입하고, 회전 스테이지(4)의 승강에 의해, 회전 스테이지(4)에 웨이퍼(W)를 배치하여, 웨이퍼(W)를 미리 정해진 높이 위치에 위치시킨다. 계속해서 노즐부(13)를 조사 개시 위치에 위치시키고, 회전 스테이지(4)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 노즐부(13)로부터 가스 클러스터를 조사하며, 선회 아암(10b)을 선회시킴으로써 노즐부(13)를 스캔시켜, 웨이퍼(W) 상에서 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시킨다. 이때 회전 스테이지(4)에 의한 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 예컨대 20∼200 rpm이 된다. 이와 같이 웨이퍼(W)를 회전시키면서 노즐부(13)를 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 가스 클러스터가 조사된다. 가스 클러스터의 조사 위치는, 연속적으로 이동시켜도 좋고, 간헐적으로 이동시켜도 좋다. 가스 클러스터의 조사 개시 위치와 조사 종료 위치는 후술과 같이 설정된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 노즐부(13)로부터 조사되는 가스 클러스터(C)는, 웨이퍼(W)를 향하여 거의 수직으로 조사되어, 웨이퍼(W)의 회로 패턴을 위한 오목부(110) 내에 들어간다. 그리고 오목부(110) 내의 파티클(120)은, 가스 클러스터(C), 혹은, 가스 클러스터가 웨이퍼(W)에 충돌함으로써 분해된 가스 클러스터의 구성 분자에 의해, 날려 제거된다.
또한, 노즐부(13)에 공급되는 세정용 가스는, 부스터와 같은 승압 기구에 의해 공급 압력을 상승시켜도 좋다. 또한, 가스 중의 불순물을 제거하기 위한 필터를 마련하여도 좋다.
이와 같이 하여 노즐부(13)로부터 가스 클러스터(C)를 조사하면서, 노즐부(13)를 선회시킴으로써, 가스 클러스터(C)의 조사 위치를 웨이퍼(W) 상에서 스캔시키지만, 이때의 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향은, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 결정된다. 즉, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 웨이퍼(W) 상의 파티클의 비산 방향을 제어할 수 있다.
이것을 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 챔버 내의 회전 스테이지에 세정 대상으로서 입자경 140∼170의 실리카(SiO2)를 도포한 도포 웨이퍼(200 ㎜)를 셋트하고, 챔버 내의 세정 대상 웨이퍼의 주위에 4장의 베어 웨이퍼(300 ㎜)를 챔버의 바닥으로부터 천장 부근에 달하도록 세로로 배치하고, 도포 웨이퍼를 반시계 방향으로 회전시키며, 노즐부를 도면 중 상방의 둘레 가장자리부로부터 웨이퍼 중심을 향하여 선회시키면서 가스 클러스터에 의한 세정 실험을 행하였을 때의, 베어 웨이퍼의 부착 상황을 설명하는 도면이다. 도 6의 중앙에 실험의 상황을 나타내고, 그 주위에 No.1∼4의 베어 웨이퍼의 파티클 부착 상황을 나타낸다. 또한, No.1∼4에 그려져 있는 라인은, 도포 웨이퍼의 높이이다. 또한, 파티클 부착 상황을 나타내는 베어 웨이퍼 중 No.3, No.4는, 실제로는 파티클 부착면을 이면으로부터 투과하도록 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 파티클의 부착량은, 노즐부의 스캔 방향측, 즉 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향측의 No.3 및 No.4에서는 파티클수가 많고, 이들 중에서도 특히 웨이퍼 회전 방향 하류측의 No.4의 파티클수가 많았다. 이에 대하여, 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향 반대측의 No.1 및 No.2에서는 파티클은 적고, 이들 중에서도 특히 웨이퍼 회전 방향 하류측의 No.2의 파티클수가 적었다. 이것으로부터, 웨이퍼의 회전 방향 및 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해, 웨이퍼로부터 제거된 파티클의 비산 방향이 결정되는 것을 알 수 있다.
그리고, 이 결과로부터, 파티클의 비산 방향은, 웨이퍼(W)의 회전 방향이 반시계 방향인 경우는 도 7의 (a)∼(h)와 같이 되고, 웨이퍼(W)의 회전 방향이 시계 방향인 경우는 도 8의 (a)∼(h)와 같이 되는 것이 예상된다. 즉, 웨이퍼(W)를 반시계 방향으로 회전시켜 가스 클러스터 조사 위치를 웨이퍼 중심으로부터 외측으로 이동시키는 경우는, 도 7의 (a)∼(d)에 나타내는 바와 같이, 파티클의 비산 방향은 오른쪽 상측이고, 웨이퍼(W)를 반시계 방향으로 회전시켜 가스 클러스터 조사 위치를 웨이퍼 외측으로부터 중심으로 이동시키는 경우는, 도 7의 (e)∼(h)에 나타내는 바와 같이, 파티클의 비산 방향은 오른쪽 하측이라고 예상된다. 이에 대하여, 웨이퍼(W)를 시계 방향으로 회전시켜 가스 클러스터 조사 위치를 웨이퍼 중심으로부터 외측으로 이동시키는 경우는, 도 8의 (a)∼(d)에 나타내는 바와 같이, 파티클의 비산 방향은 왼쪽 상측이고, 웨이퍼(W)를 시계 방향으로 회전시켜 가스 클러스터 조사 위치를 웨이퍼 외측으로부터 중심으로 이동시키는 경우는, 도 8의 (e)∼(h)에 나타내는 바와 같이, 파티클의 비산 방향은 왼쪽 하측이라고 예상된다. 또한, 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향이 어느 쪽이라도, 웨이퍼(W)의 회전 방향이 반시계 방향일 때는 파티클이 우측으로 비산하고, 시계 방향일 때는 파티클이 좌측으로 비산할 것으로 예상된다.
이와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 웨이퍼(W) 상의 파티클의 비산 방향을 제어할 수 있기 때문에, 장치 설계를 고려하여, 챔버(1) 내에 비산하는 파티클이 웨이퍼(W)에 부착하지 않고 배출되도록, 웨이퍼(W)의 회전 및 가스 클러스터 조사 위치를 제어한다. 또한, 가스 클러스터의 조사 위치의 웨이퍼(W) 상에서의 스캔 궤적도 파티클의 웨이퍼(W)에의 부착을 좌우하기 때문에, 노즐부(13)의 선회 축부의 위치의 설정도 중요하다.
본 실시형태에서는, 이러한 것을 고려하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 좌측의 웨이퍼(W)는 시계 방향, 우측의 웨이퍼(W)는 반시계 방향이 되도록 제어되고, 또한, 노즐부(13)의 선회 방향, 즉 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향은, 좌측의 웨이퍼에서는 좌측 위에서부터 우측 아래를 향하는 방향, 우측의 웨이퍼에서는 우측 위에서부터 좌측 아래를 향하는 방향, 즉 배기구(32)를 향하는 방향으로 제어된다. 그리고, 가스 클러스터 조사 위치가 배기구(32)를 향하는 스캔 궤적을 그리는 것이 가능하도록, 선회 축부(10a)의 위치가 설정되어 있다.
이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 비산한 파티클을 배기구(32)에 원활하게 흐르는 방향으로 비산시킬 수 있고, 또한 한쪽의 웨이퍼로부터의 파티클이 다른쪽의 웨이퍼에 영향을 부여하기 어려운 방향으로 파티클을 비산시킬 수 있다.
세정 처리에 있어서, 노즐부(13)는, 도 2의 외측의 웨이퍼 둘레 가장자리부(A)로부터 웨이퍼 중심부(O)까지 이동시켜도 좋고, 웨이퍼 중심부(O)로부터 내측의 웨이퍼 둘레 가장자리부(B)까지 이동시켜도 좋고, 또한, 둘레 가장자리부(A)로부터 둘레 가장자리부(B)까지 이동시켜도 좋다. 이때, 노즐부(13)의 이동 속도를 빠르게 하면, 노즐부(13)의 1회의 스캔 시간이 짧아지고, 노즐부(13)의 이동 속도를 느리게 하면, 노즐부의 1회의 스캔 시간이 길어진다. 그리고, 스캔 시간이 짧은 경우는, 웨이퍼(W)에 대한 토탈의 가스 클러스터의 조사 에너지가 작고, 스캔 시간이 긴 경우는, 웨이퍼(W)에 대한 토탈의 가스 클러스터의 조사 에너지가 크다. 따라서, 제거하고자 하는 파티클의 부착력에 따라 노즐부(13)의 이동 속도를 적절하게 설정한다. 또한, 웨이퍼의 회전 속도에 대해서도 적절한 조사 에너지를 얻을 수 있도록 적절하게 설정한다.
또한, 본 실시형태에서는, 2개의 회전 스테이지(4) 사이의 위치에 1개의 주배기구(32)를 마련하고 있기 때문에, 양방의 웨이퍼(W)로부터의 기류가 원활하게 주배기구(32)에 흐르고, 기류의 충돌에 의해 파티클이 웨이퍼(W)의 상방으로 말려 올라가는 것이 억제된다. 2매엽의 처리의 경우, 웨이퍼마다 배기구를 마련하는 쪽이 기류가 원활하게 흐르는 것이 예상되었지만, 도 9의 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과에 따르면 배기구(32)가 1개인 쪽이 양호한 결과가 얻어졌다. 즉, 도 9의 (a)는 2개의 웨이퍼 사이에 1개의 배기구를 마련한 경우이지만, 기류의 충돌에 의한 말려 올라감이 보이지 않아, 기류가 원활하게 배기구를 향하여 흐르고 있다. 이에 대하여, 도 9의 (b)는 2개의 웨이퍼에 각각 대응한 2개의 배기구를 마련한 경우이지만, 2개의 웨이퍼 사이의 부분에서 기류가 충돌하여 상방으로 역류하는 부분이 생기고 있다. 이것으로부터 2개의 웨이퍼 사이의 부분에 1개의 배기구를 형성하는 것이 파티클을 포함하는 기류의 말려 올라감을 억제하는 데 있어서 유리한 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 챔버(1)의 내벽의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상을 곡면 형상으로 하고 있기 때문에, 수직벽의 경우보다 파티클을 포함하는 기류가 충돌하였을 때에 그 충돌 스피드를 완화할 수 있다. 이 때문에 파티클의 비산을 억제할 수 있다. 특히, 챔버(1) 내벽의 웨이퍼 높이에 대응하는 부분을 외측으로 돌출한 R형 오목부로 하고 있고, 이에 의해 충돌한 기류가 하향이 되어 파티클이 발생하여도 용이하게 배기구로부터 배출할 수 있다. 이것을 도 10의 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과에 기초하여 설명한다. 도 10의 (a)는 본 실시형태의 곡선 형상의 벽부의 결과이고, 도 10의 (b)는 수직벽의 결과이다. 이들은, 2장의 웨이퍼의 중간에서 기류가 충돌하는 경우의 결과이다. 또한, (a)는 챔버 중앙을 움팬 형상으로 되어 있다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 벽부의 기류가 충돌하는 부분의 속도는 (a)의 곡선 형상의 쪽이 (b)의 수직벽보다 작아져 있고, 또한 충돌 후의 기류의 벡터는 (b)의 수직벽에서는 상향 및 하향인 데 대하여, (a)의 곡선벽에서는 R형상이기 때문에 하향으로 되어 있다. 또한, (a)의 경우는 2개의 웨이퍼 사이의 파티클을 포함한 기류의 충돌 높이 부근은 하향의 벡터로 되어 있어, 파티클의 비산은 억제되는 데 대하여, (b)의 경우는 기류 충돌점이 흔들리고 있어, 파티클이 비산할 우려가 있다. 또한, (a)에 있어서도 2개의 웨이퍼의 중간부에 기류의 말려 올라감이 약간 존재하지만, 파티클을 포함하지 않는 기류이기 때문에 문제는 없다.
또한, 노즐부(13)로부터 분사되는 기류가 웨이퍼(W)에서 반사되어, 챔버(1)의 벽면에 고속으로 충돌하면 파티클 발생의 리스크가 높아진다. 파티클의 발생을 억제하는 관점에서는 벽면에의 충돌 기류의 속도는 100 m/sec 이하가 바람직하다. 또한, 노즐부(13)가 챔버(1)의 벽면에 가까울수록 벽면에의 기류의 충돌 속도가 높아진다. 도 11은 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이고, (a)는 노즐부가 웨이퍼 중심에 위치하는 경우, (b)는 노즐부가 벽면에 가까운 웨이퍼 둘레 가장자리부에 위치하는 경우를 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 노즐부가 중심부에 위치하는 경우보다 벽면에 가까운 둘레 가장자리부에 위치하는 경우 쪽이 벽면에 닿는 기류의 속도가 한 자릿수 높다. 따라서, 노즐부(13)가 챔버 벽면에 가장 근접하였을 때라도, 노즐부(13)와 챔버(1)의 벽면의 거리를, 기류의 충돌 속도가 100 m/sec 이하가 되는 거리로 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 챔버(1)에는, 주배기구(32) 외에, 상부 배기구(36)가 마련되어 전체 배기 유량의 1/10 정도 배기하기 때문에, 챔버(1) 내의 웨이퍼(W) 위 영역에서 기류가 체류하지 않고 배출될 수 있다. 이 때문에, 챔버(1)의 내벽면으로부터 파티클이 발생한 경우에도 파티클을 기류와 함께 상하의 배기구로부터 원활하게 배출할 수 있어, 챔버 벽면이나 웨이퍼에의 파티클의 재부착을 억제할 수 있다. 도 12는 챔버 내벽으로부터 파티클이 발생하였을 때의 유체 해석 소프트웨어에 의한 파티클 궤적·유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이고, (a)는 「상방 배기 없음」의 경우, (b)는 「상방 배기 있음」의 경우이다. 「상방 배기 없음」의 경우는, (a)에 나타내는 바와 같이, 파티클이 챔버 중에 흩어지는 데 대하여, 「상방 배기 있음」의 경우는, (b)에 나타내는 바와 같이, 파티클을 포함하는 기류가 상방 및 하방으로 원활하게 배출되어, 파티클은 거의 챔버 내에 흩어지지 않는 것을 알 수 있다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 상방 배기의 배기량은 전체 배기량의 1/10 정도의 적은 배기량이기 때문에, 상방 배기는 챔버(1) 내의 전체적인 유속 분포에는 거의 영향을 끼치지 않는다. 도 13은 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이고, (a)는 「상방 배기 없음」의 경우, (b)는 「상방 배기 있음」의 경우이지만, 상방 배기의 유무에 따라 유속 분포는 변화하지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 반송구(2)는, 그 개구 범위가 세정 처리 시의 회전 스테이지(4) 상의 웨이퍼(W)의 높이 위치로부터 어긋나도록[본 예에서는, 웨이퍼(W)보다 낮은 위치에] 마련되기 때문에, 웨이퍼(W)로부터 제거된 입자가, 반송구(2) 내의 기류의 고임에 갇혀 게이트 밸브를 개폐하였을 때에 챔버(1) 내에서의 파티클의 말려 올라감이 방지된다. 회전 스테이지(4) 상의 웨이퍼(W)의 높이 위치가, 반송구(2)의 개구 범위에 있는 경우에는, 도 14의 유체 해석 소프트웨어에 의한 유속 분포의 시뮬레이션 결과에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼에서 반사된 파티클을 포함하는 기류가 반송구에 들어가, 반송구 내에 기류의 고임과 함께 파티클이 갇혀, 게이트 밸브(3)를 개폐하였을 때에, 갇힌 파티클이 말려 올라가 웨이퍼(W)에 부착할 우려가 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 배치하는 회전 스테이지(4)가 웨이퍼(W)와 동일한 높이로 웨이퍼(W)의 외측에 5∼10 ㎜ 정도의 폭의 대구경 링(4c)을 가지고 있기 때문에, 웨이퍼 엣지에 가스 클러스터를 조사하였을 때의 기류의 혼란을 억제할 수 있다. 대구경 링(4c)이 존재하지 않는 경우에는, 웨이퍼 엣지에 가스 클러스터가 닿으면 기류의 거동이 복잡해져, 챔버(1)의 바닥이나 챔버 측벽으로부터의 발진이나 파티클 말려 올리감이 발생하지만, 웨이퍼(W)의 외측에 5∼10 ㎜ 정도의 폭의 대구경 링(4c)을 웨이퍼(W)와 동일한 높이로 마련함으로써, 웨이퍼 엣지에 가스 클러스터를 조사하여도 복잡한 기류의 거동은 생기지 않는다.
또한, 회전 스테이지(4)는, 세정 처리 시에, 챔버(1)의 바닥부로부터 비교적 높은 위치에 웨이퍼(W)를 지지하고 있기 때문에, 챔버(1)의 바닥부로부터 말려 올라가는 파티클의 영향을 받기 어렵다.
<제2 실시형태>
도 15는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이다. 본 실시형태는 제1 실시형태의 기판 세정 장치의 주배기구(32)를 측벽에 마련하며, 챔버(1) 내에 배기구를 향하는 수평 방향의 사이드 플로우를 공급하는 사이드 플로우 공급 기구(60)를 부가한 것이다.
사이드 플로우 공급 기구(60)는, 챔버(1)의 주배기구(32)와는 반대측의 측벽의 웨이퍼(W)의 상방 위치에 마련된 사이드 플로우 공급 부재(61)와, 사이드 플로우 공급 부재(61)에 N2 가스 등을 공급하는 가스 공급원(62)을 가지고, 가스 클러스터에 의한 기판 세정 시에, 사이드 플로우 공급 부재(61)에 다수 마련된 가스 토출구(63)로부터 가스를 토출하여, 주배기구(32)를 향한 사이드 플로우를 형성한다. 이 사이드 플로우에 의해, 챔버(1) 내에서 날아올라 떨어지는 파티클이 웨이퍼(W)에 부착하기 전에 배기할 수 있다.
<제3 실시형태>
도 16은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이다. 본 실시형태는 제1 실시형태의 기판 세정 장치에, 상기 챔버(1) 내에 다운 플로우를 공급하는 다운 플로우 공급 기구(70)를 부가한 것이다. 또한, 도 16에서는, 노즐부 이동 부재(10) 및 구동 기구(11)의 도시를 생략하고 있다.
다운 플로우 공급 기구(70)는, 챔버(1)의 천장벽에 마련된 다운 플로우 공급 부재(71)와, 다운 플로우 공급 부재(71)에 N2 가스 등을 공급하는 가스 공급원(72)을 가지고, 가스 클러스터에 의한 기판 세정 시에, 다운 플로우 공급 부재(71)에 다수 마련된 가스 토출구(73)로부터 가스를 토출하여, 다운 플로우를 형성한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 웨이퍼(W) 상측으로의 말려 올라감을 억제할 수 있어, 파티클의 재부착을 억제할 수 있다.
<제4 실시형태>
도 17은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 본 실시형태에서는, 본 발명의 제1 실시형태와는 다르게, 웨이퍼 회전 스테이지(4)에 대구경 링(4c)이 마련되지 않고, 그 대신에 챔버(1)의 측벽(내벽)의 웨이퍼 배치 위치보다 하방 위치에, 방해판(80)을 마련하고 있다.
방해판을 마련하지 않는 경우, 도 18에 나타내는 바와 같이, 노즐부(13)로부터 분사되는 가스 클러스터가 웨이퍼로부터 벗어나면, 빠른 분류가 챔버(1)의 바닥의 파티클을 휩쓸어, 파티클을 포함하는 기류가 챔버(1) 측벽을 상승하여 그 파티클이 웨이퍼(W)에 부착된다. 이에 대하여, 방해판(80)을 마련한 경우에는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 챔버(1) 측벽을 상승해 온 파티클을 포함하는 기류를 방해판(80)에 의해, 기류가 가로로 돌아, 웨이퍼(W)에의 파티클의 말려 올라감을 억제할 수 있다.
<제5 실시형태>
도 20은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이다. 본 실시형태는 상기 제1 실시형태와 배기구의 수와 위치가 상이하고, 또한, 노즐부(13)의 웨이퍼(W) 상의 선회 위치가 상이하고, 또한, 실드 부재가 마련되어 있는 점이 제1 실시형태와는 상이하고, 그 외에는 기본적으로 제1 실시형태와 동일하다. 이하, 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 하여 설명한다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 챔버(1) 내의 2개의 회전 스테이지(4)에 각각 웨이퍼(W)가 배치된다. 회전 스테이지(4)는 제1 실시형태와 동일하게 구성되어 있다.
챔버(1)의 바닥부에는 4개의 주배기구(32a, 32b, 32c, 32d)가 마련되어 있다. 이들 주배기구(32a, 32b, 32c, 32d)는, 챔버(1)의 4 코너 근방에서, 또한 일부 웨이퍼(W)에 걸리는 위치에 마련되어 있다. 또한, 2개의 웨이퍼(W)는 챔버(1)의 장변을 따라 병치되어 있고, 챔버(1)의 한쪽의 장변에는 웨이퍼(W)의 반입출을 행하는 반송구(2)가 마련되어 있다. 또한, 반송구(2)의 안쪽측에는, 2개의 웨이퍼(W)로부터 발생한 파티클이 서로 간섭하지 않도록 실드 부재(90)가 마련되어 있다. 상기 4개의 주배기구 중 주배기구(32a, 32c)는 실드 부재(90)의 내측 부분에 마련되어 있다.
양 웨이퍼(W)의 노즐부(13)의 선회 축부(10a)는, 양 웨이퍼(W)의 중심을 통과하는 직선 상이며 또한 챔버(1)의 단부에 마련되어 있다. 노즐부(13)는, 선회 축부(10a)에 의해 선회 아암(10b)을 통해 웨이퍼(W) 상을 선회하도록 되어 있다.
세정 처리 시에는, 노즐부(13)로부터 가스 클러스터(C)를 조사하면서, 노즐부(13)를 선회시킴으로써, 가스 클러스터(C)의 조사 위치를 웨이퍼 상에서 스캔시키지만, 본 실시형태에 있어서도 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향은, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 결정된다. 즉, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향을 제어할 수 있다.
본 실시형태에서는, 좌측의 웨이퍼(W)는 반시계 방향, 우측의 웨이퍼(W)는 시계 방향으로 회전되도록 제어되고, 가스 클러스터 조사 위치가 되는 노즐부(13)는, 도 20의 화살표 방향으로 이동되어, 종점이 실드 부재(90)측의 웨이퍼(W) 단부가 되도록 제어된다.
이에 의해, 노즐부(13)로부터의 가스 클러스터로 비산된 제거 파티클이 실드 부재(90)측의 주배기구(32a, 32c)에 유도되어 배출된다. 이와 같이, 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향 및 웨이퍼의 회전 방향을 제어함으로써, 제거 파티클 자체 및 기류를 탄 파티클이 그 웨이퍼 자체에 재부착하는 것이 억제된다. 이와 함께, 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향 및 그 궤도가 최적화됨으로써, 가스 클러스터에 의해 비산된 제거 파티클 자체가 2개의 웨이퍼 서로에게 간섭하는 것이 억제되고, 또한 이에 더하여 가스 클러스터 조사 위치의 종점 위치가 최적화되고, 또한 실드 부재(90)가 설치되어 있음으로써, 분류를 타고 비산한 파티클이 2개의 웨이퍼 서로에게 간섭하는 것도 억제된다.
<제6 실시형태>
도 21은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이다. 본 실시형태는 상기 제5 실시형태와 배기구의 배치가 상이하고, 또한, 노즐부(13)의 웨이퍼(W) 상의 선회 위치가 상이하고, 그 외에는 기본적으로 제5 실시형태와 동일하다. 이하, 제5 실시형태와 상이한 점을 중심으로 하여 설명한다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 챔버(1) 내의 2개의 회전 스테이지(4)에 각각 웨이퍼(W)가 배치된다. 회전 스테이지(4)는 제1 실시형태와 동일하게 구성되어 있다.
챔버(1)의 바닥부에는 4개의 주배기구(32e, 32f, 32g, 32h)가 마련되어 있다. 이들 4개의 주배기구(32e, 32f, 32g, 32h) 중, 주배기구(32e, 32f)는, 2개의 웨이퍼(W) 사이의 반송구(2)측 및 실드 부재(90)측에 마련되어 있고, 주배기구(32g, 32h)는, 양 웨이퍼(W)의 중심을 통과하는 직선 상에서 또한 챔버(1)의 단부에 마련되어 있다. 또한, 제5 실시형태와 마찬가지로, 2개의 웨이퍼(W)는 챔버(1)의 장변을 따라 병치되어 있고, 챔버(1)의 한쪽의 장변에는 웨이퍼(W)의 반입출을 행하는 반송구(2)가 마련되고, 반송구(2)의 안쪽측에는 실드 부재(90)가 마련되어 있다.
양 웨이퍼(W)의 노즐부(13)의 선회 축부(10a)는, 반송구(2)측에 마련되어 있다. 노즐부(13)는, 선회 축부(10a)에 의해 선회 아암(10b)을 통해 웨이퍼(W) 상을 선회하도록 되어 있다.
세정 처리 시에는, 노즐부(13)로부터 가스 클러스터(C)를 조사하면서, 노즐부(13)를 선회시킴으로써, 가스 클러스터(C)의 조사 위치를 웨이퍼 상에서 스캔시키지만, 본 실시형태에 있어서도 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향은, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 결정된다. 즉, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향을 제어할 수 있다.
본 실시형태에서는, 좌측의 웨이퍼(W)는 시계 방향, 우측의 웨이퍼는 반시계 방향으로 회전되도록 제어되고, 가스 클러스터 조사 위치가 되는 노즐부(13)는, 도 21의 화살표 방향으로 이동되어, 종점이 챔버(1)벽의 단변측의 웨이퍼(W) 단부가 되도록 제어된다.
이에 의해, 노즐부(13)로부터의 가스 클러스터에 의해 비산된 제거 파티클이 챔버(1)의 단부측의 주배기구(32g, 32h)에 유도되어 배출된다. 이와 같이, 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향 및 웨이퍼의 회전 방향을 제어함으로써, 제거 파티클 자체 및 기류를 탄 파티클이 그 웨이퍼 자체에 재부착하는 것이 억제된다. 이와 함께, 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향 및 그 궤도가 최적화됨으로써, 가스 클러스터로 날려진 제거 파티클 자체가 2개의 웨이퍼 서로에게 간섭하는 것이 억제되고, 또한 이에 더하여 가스 클러스터 조사 위치의 종점 위치가 최적화되고, 또한 실드 부재(90)가 설치되어 있음으로써, 분류를 타고 비산한 파티클이 2개의 웨이퍼 서로에게 간섭하는 것도 억제된다. 본 실시형태는, 노즐부(13)의 종점이 2개의 웨이퍼에서 가장 먼 위치인 것 및 구동 유닛의 배치를 고려하면, 웨이퍼 서로의 파티클의 간섭을 억제하는 데 있어서, 제5 실시형태보다 바람직하다고 할 수 있다.
<제7 실시형태>
상기 제1∼제6 실시형태에서는, 2장의 웨이퍼를 챔버(1)의 장변을 따라 병치한 경우를 나타내었지만, 인접하는 웨이퍼의 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위해서는, 챔버(1) 내에서의 웨이퍼(W)의 배치, 방향, 각도 등의 고안도 중요하다. 본 실시형태에서는, 파티클의 상호 간섭을 억제하기 위한 바람직한 웨이퍼 자세의 몇 가지의 예에 대해서 설명한다.
도 22a는 2장의 웨이퍼(W)에 고저차를 둔 예이다. 이것은 승강 기구에 의해 2개의 회전 스테이지(4)에 고저차를 둠으로써 달성할 수 있다. 2장의 웨이퍼가 수평으로 배치되어 있는 경우보다 파티클의 상호 간섭을 적게 할 수 있다. 단, 챔버(1)의 높이를 높게 할 필요가 있어, 챔버(1)의 체적이 늘어난다.
도 22b는 2장의 웨이퍼(W)를 동일한 방향으로 경사시킨 예이다. 이것은 틸트 기구를 새롭게 마련함으로써 실현할 수 있다. 경사 각도에 따라서는 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(4)에 유지하는 척 기구가 필요로 된다. 2장의 웨이퍼에 고저차를 두고 배치하는 경우보다 파티클의 상호 간섭을 적게 할 수 있다.
도 22c는 2장의 웨이퍼(W)를 반대 방향으로 경사시킨 예이다. 이것은 틸트 기구를 새롭게 마련함으로써 실현할 수 있다. 경사 각도에 따라서는 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(4)에 유지하는 척 기구가 필요로 된다. 이 경우는, 도 22b의 경우보다 파티클의 상호 간섭을 적게 할 수 있다.
도 22d는 2장의 웨이퍼(W)를 세로 배치로 하고, 2장의 웨이퍼를 서로 반대측에 배치한 예이다. 이 경우, 회전 스테이지(4)의 회전 기구 등을 상이한 기구로 할 필요가 있어, 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(4)에 유지하는 척 기구가 필요로 된다. 이 경우는, 도 22c의 경우보다 파티클의 간섭을 적게 할 수 있다.
도 22e는 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(4)를 하향으로 배치한 경우이다. 반송된 웨이퍼(W)를 반전하는 기구 및 웨이퍼(W)를 회전 스테이지(4)에 유지하는 척 기구가 필요로 된다. 배기구가 챔버(1)의 바닥부에 있는 경우, 이와 같이 웨이퍼(W)를 하향으로 배치함으로써 파티클이 웨이퍼(W)에 부착하기 어려워진다.
도 22f는 2장의 웨이퍼(W)는 수평으로 동일한 높이로 배치되어 있지만, 챔버(1) 내에서 안쪽 방향으로 어긋나게 배치되어 있다. 이 경우는, 2장의 웨이퍼(W)의 거리를 길게 할 수 있어, 그만큼, 제1 실시형태의 경우보다 파티클의 상호 간섭을 적게 할 수 있다. 단, 챔버(1)의 체적이 커진다.
도 22g, 도 22h는, 도 22f와 마찬가지로, 2장의 웨이퍼를 챔버(1) 내에서 안쪽 방향으로 어긋나게 배치하고, 또한 22c와 마찬가지로, 서로 반대측으로 경사시킨 경우이다. 이에 의해, 도 22f보다 파티클의 상호 간섭을 적게 할 수 있다. 단, 도 22f와 마찬가지로, 챔버(1)의 체적이 커진다.
<제8 실시형태>
도 23은 본 발명의 제8 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이다. 제1∼제7 실시형태에서는 챔버 내에 2장의 웨이퍼를 배치하여 세정 처리를 행하는 2매엽의 기판 세정 장치를 나타내었지만, 본 발명은 1장의 웨이퍼에 대해서 세정 처리를 행하는 매양식(single wafer processing)의 기판 세정 장치여도 좋고, 본 실시형태는 그 예를 나타낸다.
본 실시형태의 기판 세정 장치는, 매엽 장치인 것 이외에는, 기본적으로 제1 실시형태의 기판 세정 장치와 동일하게 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서도, 세정 처리 시에는, 노즐부(13)로부터 가스 클러스터(C)를 조사하면서, 노즐부(13)를 선회시킴으로써, 가스 클러스터(C)의 조사 위치를 웨이퍼 상에서 스캔시키고, 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향은, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 결정된다. 즉, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향에 의해 웨이퍼(W)로부터 제거된 파티클의 비산 방향을 제어할 수 있다.
본 실시형태의 장치는 매엽 장치이기 때문에, 웨이퍼 상호의 파티클의 간섭을 고려할 필요는 없지만, 이와 같이 가스 클러스터 조사 위치의 스캔 방향 및 웨이퍼의 회전 방향을 제어함으로써, 제거 파티클 자체 및 기류를 탄 파티클이 그 웨이퍼 자체에 재부착하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서도 제1 실시형태와 마찬가지로, 챔버(1)의 내벽의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상이 곡면 형상으로 되어 있고, 또한, 배기구(36)로부터 상방 배기되도록 구성되어 있기 때문에, 제1 실시형태와 동일하게, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
<제9 실시형태>
도 24는 본 발명의 제9 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 일례를 나타내는 수직 단면도이고, 도 25는 그 XXV-XXV′선에 의한 수평 단면도이다. 본 실시형태에서는, 사이클론형의 챔버(111)를 가지고, 웨이퍼(W)의 주위에 마련된 정류 부재(113)를 가지고 있다.
챔버(111)는, 원통형의 상부(111a)와, 원추형의 하부(111b)를 가지고 있고, 하부(111b)의 바닥부에 배기구(116)가 마련되어 있다. 웨이퍼(W)는 도시하지 않는 회전 스테이지에 의해, 챔버(111)의 상부(111a)와 하부(111b) 사이의 부분에 배치되고, 웨이퍼(W)와 챔버(111)의 벽부와는 일정 간격을 가지고 있다. 정류 부재(113)는, 웨이퍼(W)의 외주를 따라 원환형으로 마련되어 있고, 내부에 원주 방향으로 복수의 정류판(블레이드)(112)이, 웨이퍼측으로부터 외주측으로, 직경 방향으로부터 경사한 상태로 마련되어 있다. 또한, 정류 부재(113)의 상부는, 원환형의 커버 링(114)으로 폐색되어 있다. 그리고, 웨이퍼(W)의 상방의 기류가, 정류판(블레이드)(112) 사이의 공간(115) 및 챔버(111)의 벽부와 정류 부재(113) 사이의 외측 공간(117)을 통하여 바닥부의 배기구(116)로부터 배기되도록 되어 있다.
이와 같이, 정류 부재(113)를 마련하여, 웨이퍼(W)의 하방에 배기를 취하면, 정류 부재(113)의 작용에 의해, 웨이퍼(W)의 상방으로 말려 올라가는 기류를 억제할 수 있어, 웨이퍼(W)에 파티클이 재부착하는 것을 억제할 수 있다. 정류판(블레이드)(112)과 웨이퍼 사이에 간극이 없으면 기류 차단 효과를 얻을 수 있다.
<다른 적용>
이상, 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일없이 본 발명의 사상의 범위 내에서 여러 가지 변형 가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 기판 세정 장치에 있어서 노즐부를 선회에 의해 이동시킴으로써, 가스 클러스터 조사 위치를 스캔하는 경우를 예시하였지만, 노즐부를 리니어 이동시켜 가스 클러스터 조사 위치를 스캔시켜도 좋다. 또한, 노즐부의 장치 위치나, 구동부의 위치, 배기부의 위치 등의 장치 구성은 도 1에 한정되는 것이 아니다.
또한, 상기 실시형태에서는, 2장의 웨이퍼를 세정 처리하는 2매엽의 장치 및 매엽식의 장치를 예시하였지만, 3장 이상의 웨이퍼를 처리하는 것이어도 좋다. 또한, 피처리 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아니며, 액정 표시 장치 등의 FPD(플랫 패널 디스플레이)에 이용하는 유리 기판이나, 세라믹 기판 등의 다른 기판에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또한, 상기 복수의 실시형태는, 임의로 조합하여 실시할 수 있다.
1; 챔버
4; 회전 스테이지
4c; 대구경 링
5; 회전축
6; 모터
7; 승강 기구
10; 노즐 이동 부재
10a; 선회 축부
10b; 선회 아암
11; 구동 기구
32, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h; 주배기구
33; 배기 배관
34; 진공 펌프
36; 상부 배기구
50; 제어부
60; 사이드 플로우 공급 기구
70; 다운 플로우 공급 기구
80; 방해판
90; 실드 부재
100; 기판 세정 장치
110; 오목부
111; 챔버
112; 정류판(블레이드)
113; 정류 부재
114; 커버 링
115; 공간
116; 배기구
117; 외측 공간
120; 파티클
W; 반도체 웨이퍼

Claims (32)

  1. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사(照射)하는 조사부와,
    피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 회전 스테이지에 의한 피처리 기판의 회전 방향과, 상기 가스 클러스터의 조사 위치의 스캔 방향을 제어하여, 피처리 기판에의 파티클의 재부착이 억제되도록, 또한 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 파티클의 비산 방향을 제어하는 제어 기구
    를 포함하는, 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    가스 클러스터 조사 위치가 상기 배기구를 향하는 스캔 궤적을 그리는 것이 가능하도록, 상기 구동부가 설정되어 있는 것인, 기판 세정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버의 내벽에 있어서의, 상기 피처리 기판으로부터의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상이, 충돌한 상기 기류가 하향이 되도록 하는 곡면 형상인 것인, 기판 세정 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배기구는, 상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구와, 상기 챔버의 상기 피처리 기판 위 영역의 기류를 상방으로 배출하는 상부 배기구를 포함하는 것인, 기판 세정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버에 대하여 상기 피처리 기판을 반입출하는 반송구를 포함하며, 상기 반송구는, 그 개구 범위가 세정 처리 시의 상기 회전 스테이지 상의 피처리 기판의 높이 위치로부터 어긋나도록 마련되는 것인, 기판 세정 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조사부와 상기 챔버의 벽면의 거리는, 상기 조사부로부터의 기류의 상기 벽면에의 충돌 속도가 100 m/sec 이하가 되는 거리로 유지되는 것인, 기판 세정 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 구동부를 선회시키는 선회 축부와, 상기 조사부가 장착되고, 상기 선회 축부에 의해 선회하는 선회 아암과, 상기 선회 축부를 회전시키는 구동 기구를 포함하는 것인, 기판 세정 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피처리 기판의 외주에 배치된 링 부재를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버 내벽의 상기 피처리 기판보다 하방 위치에 마련된 방해판을 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버 내에 상기 배기구를 향하는 수평 방향의 사이드 플로우를 공급하는 사이드 플로우 공급 기구를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버 내에 다운 플로우를 공급하는 다운 플로우 공급 기구를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  12. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    복수의 피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 복수의 피처리 기판을 각각 회전 가능하게 지지하는 복수의 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 복수의 피처리 기판에 각각 가스 클러스터를 조사하는 복수의 조사부와,
    피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 각 회전 스테이지에 의한 피처리 기판의 회전 방향과, 상기 각 피처리 기판에 있어서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치의 스캔 방향을 제어하여, 상기 피처리 기판에의 파티클의 재부착, 및 상기 복수의 피처리 기판 상호간의 파티클의 간섭이 억제되도록, 파티클의 비산 방향을 제어하는 제어 기구
    를 포함하는, 기판 세정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 기구는, 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 상기 파티클의 비산 방향을 제어하는 것인, 기판 세정 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    가스 클러스터 조사 위치가 상기 배기구를 향하는 스캔 궤적을 그리는 것이 가능하도록, 상기 구동부가 설정되어 있는 것인, 기판 세정 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 챔버의 내벽에 있어서의, 상기 피처리 기판으로부터의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상은 곡면 형상인 것인, 기판 세정 장치.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 배기구는, 상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구와, 상기 챔버의 상기 피처리 기판 위 영역의 기류를 상방으로 배출하는 상부 배기구를 포함하는 것인, 기판 세정 장치.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 챔버에 대하여 상기 피처리 기판을 반입출하는 반송구를 포함하며, 상기 반송구는, 그 개구 범위가 세정 처리 시의 상기 회전 스테이지 상의 피처리 기판의 높이 위치로부터 어긋나도록 마련되는 것인, 기판 세정 장치.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 조사부와 상기 챔버의 벽면의 거리는, 상기 조사부로부터의 기류의 상기 벽면에의 충돌 속도가 100 m/sec 이하가 되는 거리로 유지되는 것인, 기판 세정 장치.
  19. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 구동부를 선회시키는 선회 축부와, 상기 조사부가 장착되고, 상기 선회 축부에 의해 선회하는 선회 아암과, 상기 선회 축부를 회전시키는 구동 기구를 포함하는 것인, 기판 세정 장치.
  20. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 피처리 기판의 외주에 배치된 링 부재를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  21. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 챔버 내벽의 상기 피처리 기판보다 하방 위치에 마련된 방해판을 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  22. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 챔버 내에 상기 배기구를 향하는 수평 방향의 사이드 플로우를 공급하는 사이드 플로우 공급 기구를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  23. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 챔버 내에 다운 플로우를 공급하는 다운 플로우 공급 기구를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  24. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    2장의 피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 2장의 피처리 기판을 각각 회전 가능하게 지지하는 2개의 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 복수의 피처리 기판에 각각 가스 클러스터를 조사하는 2개의 조사부와,
    피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구
    를 포함하며,
    상기 주배기구는, 상기 2장의 피처리 기판의 배치 위치 사이에 1개 마련되어 있는 것인, 기판 세정 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 챔버의 상기 피처리 기판 위 영역의 기류를 상방으로 배출하는 상부 배기구를 더 포함하는, 기판 세정 장치.
  26. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    2장의 피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 2장의 피처리 기판을 각각 회전 가능하게 지지하는 2개의 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 복수의 피처리 기판에 각각 가스 클러스터를 조사하는 2개의 조사부와,
    피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버 내를 배기하기 위한 배기구
    를 포함하며,
    상기 2개의 회전 스테이지는, 2개의 피처리 기판이 파티클의 상호 간섭을 억제 가능한 배치, 방향, 또는 각도가 되도록 설정되는 것인, 기판 세정 장치.
  27. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와,
    상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버를 배기하기 위한 배기구
    를 포함하며,
    상기 챔버의 내벽에 있어서의, 상기 피처리 기판으로부터의 파티클을 포함하는 기류가 닿는 부분의 형상이, 충돌한 상기 기류가 하향이 되도록 하는 곡면 형상이고, 상기 기류 중의 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 파티클의 비산 방향이 제어되는 것인, 기판 세정 장치.
  28. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와,
    상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버의 바닥부에 마련되고, 상기 챔버 내를 배기하기 위한 주배기구와,
    상기 챔버의 상기 피처리 기판 위 영역의 기류를 상방으로 배출하는 상부 배기구
    를 포함하고,
    상기 가스 클러스터의 조사에 의해 상기 피처리 기판으로부터 비산되는 파티클이 상기 주배기구 및 상기 상부 배기구에 유도되도록 파티클의 비산 방향이 제어되는 것인, 기판 세정 장치.
  29. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와,
    상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버 내를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 챔버에 대하여 상기 피처리 기판을 반입출하는 반송구
    를 포함하며,
    상기 반송구는, 그 개구 범위가 세정 처리 시의 상기 회전 스테이지 상의 피처리 기판의 높이 위치로부터 어긋나도록 마련되고,
    상기 피처리 기판으로부터 비산되는 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 파티클의 비산 방향이 제어되는 것인, 기판 세정 장치.
  30. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    피처리 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 회전 가능하게 지지하는 회전 스테이지와,
    상기 회전 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와,
    상기 조사부로부터 피처리 기판 상에서의 상기 가스 클러스터의 조사 위치를 스캔시키는 구동부와,
    상기 챔버 내를 배기하기 위한 배기구
    를 포함하며,
    상기 조사부와 상기 챔버의 벽면의 거리는, 상기 조사부로부터의 기류의 상기 벽면에의 충돌 속도가 100 m/sec 이하가 되는 거리로 유지되고,
    상기 피처리 기판으로부터 비산되는 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 파티클의 비산 방향이 제어되는 것인, 기판 세정 장치.
  31. 가스 클러스터를 피처리 기판에 조사함으로써 상기 피처리 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서,
    피처리 기판을 수용하며, 원통형의 상부와 원추형의 하부를 가지고, 바닥부에 배기구를 갖는 사이클론형의 챔버와,
    상기 챔버 내에서 피처리 기판을 지지하는 스테이지와,
    상기 스테이지에 지지된 피처리 기판에 가스 클러스터를 조사하는 조사부와,
    상기 피처리 기판의 외주를 따라 원환형으로 마련된 정류 부재
    를 포함하며,
    상기 정류 부재는, 원주 방향으로 복수개 마련된 정류판을 포함하고, 그 상부가 원환형의 커버 링으로 폐색되고, 상기 피처리 기판의 상방의 기류가, 상기 정류판 사이의 공간 및 상기 챔버의 벽부와 상기 정류 부재 사이의 외측 공간을 통하여 상기 배기구로부터 배기되고,
    상기 기류 중의 파티클이 상기 배기구에 유도되도록 파티클의 비산 방향이 제어되는 것인, 기판 세정 장치.
  32. 삭제
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