KR19980032335A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

Abstract

스크럽 부재에 의한 기판의 스크럽 처리를 적절히 행하게 하기 위하여, 구동 제어부(20)에 의해서 승강모터(17)가 제어되어, 요동아암(14)의 선단에 마련된 세정브러시(15)가 압력센서(30)에 눌려진다. 위치검출부(21)는 요동아암(14)의 높이를 검출한다. 이 검출된 높이는 연산부(22)에 주어진다. 압력센서(30)의 검출압력이 기준압력(P)이 될 때의 연산부(22)의 출력에 따라, 구동제어부(20)는 웨이퍼(W)를 세정브러시(15)로 스크럽할 때의 요동아암(14)의 높이(B)를 결정한다. 이것에 의해, 세정브러시(15)를 기준압력(P)으로 웨이퍼(W)에 누르는 것이 가능하다. 스크럽 처리때의 요동아암(14)의 높이를 자동조정하기 때문에, 작업자에 의한 번거로운 작업이 불필요하다. 더구나, 작업자마다의 개인차나 작업때마다의 조정오차가 생길 여지가 없다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법

제1도는 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 웨이퍼 세정장치의 기본구성을 나타내는 개념도.

제2도는 세정 브러시를 세정하기 위한 구성을 나타내는 도해도.

제3도는 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 웨이퍼 세정장치의 기본구성을 나타내는 개념도.

제4도는 본 발명의 제3의 실시형태에 관한 웨이퍼 세정장치의 기본구성을 나타내는 개념도.

제5도는 자전·공전하는 브러시를 사용한 웨이퍼 세정장치의 구성을 나타내는 도해적인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11:스핀 척12:자전 공전하는 브러시 장치

13:요동축14:요동아암

15:세정 브러시16:요동 모터

17:승강 모터20:구동 제어부

21:위치 검출부22:연산부

25:비교부30:압력 센서

31:압력 전달부재33:세정수 토출 노즐

41:척42:롤 브러시

43:지지부재44:승강 모터

45:압력 센서46:비교부

47:위치검출부48:연산부

45:구동 제어부48A:연산부

55:광학식 센서60:구동 제어부

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 표시장치용 유리기판 및 PDP(플라즈마·디스플레이·패널) 기판같은 각종의 피처리 기판에 대하여 처리를 하는 기판처리장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

반도체 장치의 제조공정에는, 반도체 웨이퍼(이하, 단지「웨이퍼」라고 말한다.)의 표면에 성막(成膜)이나 에칭 등의 처리를 되풀이 하여 미세패턴을 형성해가는 공정이 포함된다. 미세가공을 위하여는 웨이퍼 자체의 표면 및 웨이퍼 표면에 형성된 박막의 표면을 청정하게 유지할 필요가 있기 때문에, 필요에 따라서 웨이퍼의 세정이 행하여진다. 예를 들면, 웨이퍼나 그 표면상에 형성된 박막을 연마제를 사용하여 연마한 뒤에는, 연마제가 웨이퍼 표면에 잔류하고 있으므로 이 연마제를 제거하기 위한 세정이 필요하다.

웨이퍼 표면에 잔류하고 있는 연마제의 제거를 위한 웨이퍼 세정처리로는, 종래부터, 소위 자전·공전(自轉 公轉)하는 브러시 장치가 쓰여져 왔고, 그 개념적인 구성은 제5도에 나타나 있다. 즉, 스핀척(도시하지 않음)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방에 세정용 브러시(1)가 배치되어 있다. 세정용 브러시(1)는, 요동축(4)주위에서 요동하는 요동아암(3)의 선단에 아래쪽으로 향하여 설치되어 있다. 이 세정용브러시(1)는 자전할 수가 있고, 또한 요동아암(3)의 요동에 의해서 공정할 수가 있게 되어 있다. 더욱이, 요동축(4)은 승강할 수 있도록 되어 있어, 이것에 의해, 세정용 브러시(1)는, 웨이퍼(W)에 접촉하는 처리 위치와, 웨이퍼(W)의 상방으로 퇴피(退避)하는 대기 위치와의 사이에서 상하 이동이 가능하게 되어 있다.

세정할 때에는, 스핀척이 고속회전되어, 이것에 의해 웨이퍼(W)가 그 중심을 지나 연직축 주위로 회전된다. 그 한쪽에서, 요동아암(3)의 요동에 따라, 세정용 브러시(1)는 자전하면서 웨이퍼(W)의 표면을 그 반경방향을 따라 중심에서 외측을 향하여 스캔한다. 이것에 의해 웨이퍼(W) 표면의 전체에 스크럽(scrub)처리가 되게 되고, 스크럽 처리에 의해서 제거된 오염물질은 웨이퍼(W)의 외측으로 밀어내려져 간다. 이것에 의해 웨이퍼(W)의 세정이 달성된다.

일정한 세정효과를 얻기 위해서는, 세정 브러시(1)를 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 적절한 압력으로 누를 필요가 있다. 그리고, 종래에는, 요동축(4)의 승강이동을 펄스모터에 의하여 행하고, 세정 브러시(1)의 웨이퍼(W)에 대한 밀어넣는 양이 적절하게 되도록 작업자가 눈으로 구동 펄스수를 조정하고 있었다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

그러나, 작업자의 눈에 의한 판단에 의하여서는, 작업자 사이의 개인차나 그때마다의 판단기준이 상이하기 때문에, 조정오차가 생기는 것을 피할 수 없고, 또한, 눈대중에 의하여서는 정확한 조정을 기대할 수가 없다. 그 때문에, 반드시 최선의 세정효과가 얻어지지 않는 문제가 있었다. 더구나, 조정을 위해서는, 장치를 일단정지하지 않을 수 없으므로, 조정의 빈도는 필연적으로 적어진다. 그 때문에, 세정 브러시의 열화(劣化)나 변형이 수반되는 곤란이 있었다. 더욱이, 눈에 의한 조정은 번거롭다.

그래서, 본 발명의 목적은, 전술한 기술적과제를 해결하고, 스크럽 부재에 의한 기판의 스크럽처리를 적절히 할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단 및 발명의 효과]

상기의 목적을 달성하기 위한 청구항 1에 기재된, 기판의 거의 수평으로 유지하는 기판유지 수단과, 이 기판 유지 수단에 유지된 기판을 스크럽하는 스크럽 부재와, 이 스크럽 부재를 유지하는 유지부재와, 상기 유지부재를 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동수단과, 상기 스크럽 부재의 상태를 검출하는 스크럽 부재상태 검출수단과, 상기 유지부재의 상하방향 위치를 검출하는 유지부재 위치검출 수단과, 상기 스크럽 부재 상태 검출수단에 의해서 검출된 상태와, 상기 유지부재 위치 검출수단으로 검출된 위치와를 연산처리하여, 상기 기판을 스크럽할 때의 상기 유지부재의 상하 방향위치를 결정하여, 상기 유지부재 상하 구동수단을 제어하는 유지부재 상하구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치이다.

이 구성에 의하면, 스크럽 부재의 상태가 검출되고, 이 검출된 상태와 유지부재의 위치에 따라서 기판을 스크럽할 때의 유지부재의 상하방향 위치가 결정된다. 결국, 기판을 스크럽할 때의 유지부재의 위치는 스크럽 부재의 상태에 따라 자동적으로 정해진다. 따라서, 작업자에 의한 번거로운 조정작업이 없어질 뿐 아니라 작업자마다의 개인차나 작업할 때마다의 차이가 생길 여지가 없다. 이것에 의해, 기판의 스크럽 처리를 양호하게 할 수 있다. 더구나, 유지부재의 상하방향위치가 자동조정되기 때문에, 스크럽 부재의 상태에 따라 조정처리를 빈번히 할 수 있다. 이것에 의해, 스크럽 부재의 변형이나 열화가 따르지 않아, 이 점에서도 양호한 스크럽처리를 도모하는 것이 가능하다.

청구항 2에 기재된 발명은, 상기 스크럽 부재 상태 검출 수단은, 상기 스크럽 부재의 누르는 압력을 검출하는 압력검출수단이고, 상기 아암 상하구동 제어수단은 미리 설정된 기준압력과 상기 스크럽 부재의 누르는 압력이 같이 되도록 상기 아암상하구동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 기판처리장치에 있다.

이 구성에 의하면, 압력검출수단에 스크럽 부재가 눌려지고, 이때의 누르는 압력이 기준압력이 되도록 한다. 이것에 의해, 기판의 스크럽 부재의 누르는 압력이 기준 압력이 되도록 유지부재의 상하방향위치를 정하는 것이 가능하므로, 적절한 압력의 스크럽 처리가 가능하게 된다.

청구항 3에 기재된 발명은, 상기 스크럽 부재가 상기 압력검출 수단의 근방위치에 있을 때, 상기 스크럽 부재에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 기판처리장치이다.

이 구성에 의하면, 예를 들면, 스크럽 부재의 누르는 압력의 검출시, 병행하여 스크럽 부재를 세정할 수 있다. 이것에 의해 시간적인 손실이 생기는 일이 없이 스크럽 부재를 세정할 수 있고, 스크럽 부재에 부착한 오염물질에 의한 기판의 재오염을 방지할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 기판을 스크럽하기 위한 스크럽 부재의 상태를 검출하기 위한 상태검출공정과, 상기 상태검출 공정에서 상태가 검출되었을 때의 상기 스크럽 부재의 상하방향 위치를 검출하는 위치검출공정과, 상기 스크럽 부재를 기판유지 수단에 의하여 거의 수평으로 유지되 기판에 근접하도록 이동시키는 스크럽 부재 근접공정과 상기 위치검출 공정에서 검출된 위치에 따라, 상기 스크럽 부재를 상하방향으로 이동시켜 상기 기판을 눌러서 기판을 스크럽하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법이다.

이 방법에 따라 청구항 1의 발명과 관련하여 설명한 작용 및 효과를 달성할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 상기 상태검출 공정은, 기판을 스크럽하기 위한 스크럽 부재를 압력검출 수단의 검출면에 눌러서, 그 압력을 검출하는 압력검출 공정과, 이 압력검출 공정에서 검출된 압력이 미리 정해진 압력과 같이 되도록 상기 스크럽 부재를 상하방향으로 이동시켜 압력을 조정하는 압력조정 공정을 포함하고, 상기 위치검출 공정은 상기 압력조정 공정에 있어 상기 압력검출 공정에서 검출된 압력이 미리 정해진 압력과 같이 될 때의 상기 스크럽 부재의 상하방향 위치를 검출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 기판처리방법이다.

이 방법에 따라, 청구항 2의 발명과 관련하여 설명한 작용 및 효과를 달성한다.

청구항 6에 기재된 발명은, 상기 스크럽 부재가 상기 압력 검출 수단의 근방 위치에 있을 때, 상기 스크럽 부재에 세정액을 공급하는 세정액 공급공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 기판처리방법이다.

이 방법에 의하여, 청구항 3과 관련하여 설명한 작용 및 효과를 달성할 수 있다.

[발명의 실시의 형태]

이하에서는 본 발명의 실시의 형태를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 기판처리장치인 웨이퍼 세정장치의 기본적인 구성을 나타내는 개념도이다. 이 장치는 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하고, 그 중심을 지나는 연직축 주위에 회전할 수가 있는 스핀척(11)(기판유지 수단)과, 스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면을 스크럽 세정하기 위한 자전·공전하는 브러시장치(12)를 갖추고 있다.

자전·공전하는 브러시장치(12)는, 연직방향을 따라 배치된 요동축(13)과, 이 요동축(13)주위에 요동할 수 있는 요동아암(14)(유지부재)과, 이 요동아암(14)의 선단부근에 하향으로 설치된 세정브러시(15)(스크럽 부재)와, 이 세정 브러시(15)를 자전시키기 위한 자전용 모터(도시하지 않음)와, 요동아암(14)을 요동시키기 위한 요동모터(16)와, 요동축(13)을 상하로 움직이기 위한 승강모터(17)(상하구동 수단)를 가지고 있다.

승강모터(17)에 의해서 요동축(13)을 상하 이동시킴에 따라, 요동아암(14)의 높이를, 세정브러시(15)가 적절한 압력으로 웨이퍼(W)의 표면에 접촉하는 처리위치와, 세정브러시(15)가 웨이퍼(W)에 접촉함이 없는 대기위치(처리위치보다도 높은 위치)로 제어할 수 있다. 이하, 적당히 정한 기준위치에 O에 대한 대기위치의 높이를 A로 하고, 같은 기준위치에 대한 처리위치의 높이를 B로 한다.

요동모터(16) 및 승강모터(17)는, 예를 들면, 펄스모터로 이루어지고, 요동아암(14)의 각도위치 및 요동축(13)의 상하방향 위치(즉, 요동아암(14)의 상하방향 위치)는 구동제어부(20)(유지부재 상하구동 제어수단)로부터의 제어신호에 의해 제어할 수 있게 되어 있다.

스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)를 회피한 위치이고 요동아암(14)웨이퍼(W)측과는 다른 방향을 향하고 있을 때에 세정브러시(15)를 배치할 수가 있는 위치에는, 압력센서(30)(압력검출수단)가 배치되어 있다. 이 압력센서(30)의 압력검출면(30a)은, 스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면과 △h만큼 다른 높이로 수평되어 배치되어 있다. 물론, 압력검출면(30a)이 웨이퍼(W)와 동일수평면내에 위치하고 있으면, △h는 영이 된다.

압력센서(30)의 출력은 비교부(25)에 입력되어, 미리 설정된 기준압력(P1)과 비교된다. 그 비교결과는 전술의 구동제어부(20)에 입력된다.

요동아암(14)의 상하방향 위치는 검출하기 위해, 승강모터(17)에 관련하여, 인코더 등을 갖춘 위치검출부(21)(유지부재 위치검출수단)가 마련되어 있다. 이 위치검출부(21)는 요동아암(14)의 높이에 대응하는 위치정보를 출력한다. 이 위치정보는, 예컨대, 상기 기준위치 O로부터의 높이에 상당하며, 연산부(22)에 주어진다. 연산부(22)는 위치검출부(21)가 검출한 요동아암(14)의 높이로부터 상기의 △h의 차를 뺀 값을 연산하여, 그 연산결과를 구동제어부(20)에 입력한다.

구동제어부(20)는, 웨이퍼(W)의 스크럽 세정이 행하여지지 않는 기간 중에, 요동모터(16)를 제어하여 요동아암(14)을 요동시켜 세정 브러시(15)를 압력센서(30)의 상방으로 이끈다. 이때, 요동아암(14)은 높이 A의 대기위치에 있다. 더욱이 구동제어부(20)는 승강모터(17)를 제어하여 요동아암(14)을 하강시킨다. 그 과정에서 구동제어부(20)는 비교부(25)의 출력을 감시한다. 요동아암(14)을 하강시켜 가면 세정브러시(15)가 압력센서(30)의 압력검출면(30a)에 접촉하고, 또 세정브러시(15)는 변형하면서 압력검출면(30a)으로 밀어넣어진다. 이것에 의해, 압력검출면(30a)에 가하는 압력이 증가하고, 드디어는 기준압력(P)에 달한다(바꾸어 말하면, 압력검출면(30a)의 검출압력이 기준압력(P)과 같게 되도록 승강모터(17)가 제어 된다). 이것을 나타내는 출력이 비교부(25)로부터 주어지면, 구동제어부(20)는 연산부(22)의 출력을 받아들인다. 결국, 압력검사(30)의 검출압력이 P가 되었을 때의 요동아암(14)과 기준위치 O로부터의 높이를 X라 하면, 연산부(22)의 출력은 X-△h로 된다.

구동제어부(20)는 처리위치의 높이(B)를 X-△h로 설정한다. 스핀척(11)에 유지된 웨이퍼(W)의 스크럽처리를 할 때에는, 구동제어부(20)는 승강모터(17)를 제어하는 것에 의해, 전술한 바와 같이 하여 설정된 높이(B)에 요동아암(14)을 유도한다. 이때, 세정브러시(15)가 웨이퍼(W)에 밀어넣는 양은, 압력센서(30)가 기준압력(P)을 검출할 때의 세정 브러시(15)의 압력검출면(300)으로 밀어넣는 양과 같게 된다.

이와 같이 이 실시형태에 의하면, 미리 설정된 기준압력(P)에 따라서, 세정 브러시(15)의 웨이퍼(W)에의 밀어넣는 양이 정확히 정해져, 세정브러시(15)는 기준압력(P)으로 웨이퍼(W)에 접한다. 그 때문에, 눈대중에 의지하고 있는 종래 기술과는 달리, 조정작업자의 개인차나 그때마다의 판단기준의 상이가 문제가 되는 일은 없고, 적절한 밀어넣는 양을 확실하게 설정할 수 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 세정을 양호히 할 수 있다. 더구나, 자동조정기 때문에, 번거로운 조정작업이 불필요하다. 또한, 스크럽처리가 행하여지고 있지 않을때에는 수시로 처리 높이(B)를 조정할 수 있기 때문에, 예를 들면, 웨이퍼 세정공정 중에, 처리높이 조정처리를 짜넣을 수도 있다. 자세히 말하면, 웨이퍼(W)의 스크럽처리가 종료되고 나서 다음 웨이퍼(W)의 스크럽처리가 개시되기까지의 기간에 이 처리높이 조정처리를 할 수도 있다. 이것에 의해, 세정브러시(15)의 열화나 변형에도 양호히 대응할 수 있고, 자동적으로 적절한 처리높이가 설정된다. 그 때문에, 세정 브러시(15)의 열화나 변형이 생기더라도, 충분한 세정효과를 얻을 수 있다.

또, 밀어 넣는 양의 설정을 더욱이 정확히 하기 위해서, 압력센서(30)에 의해서 압력을 검출할 때, 세정 브러시(15)를 압력검출면(30a)상에서 자전시켜, 어떤 일정시간에 걸쳐 압력센서(30)의 출력의 평균치를 기준압력(P)과 비교하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 세정브러시(15)의 웨이퍼 접촉부가 변형되어 있는 경우라도, 적절한 밀어넣는 양을 설정할 수가 있다.

또한, 제2도에 도시한 바와 같이, 압렉선서(30)의 압력검출면(30a)상에 원주모양의 압력전달부재(31)를 배치하여, 이 압력전달부재(31)의 상면 중앙부에 오목한 곳(32)을 형성하여 놓음과 동시에, 이 오목한 곳(32)내에, 상방으로 향하여 세정수를 토출하는 노즐(33)(세정액 공급수단)을 배치하여도 된다. 이 경우에는, 압력전달부재(31)의 상면(31a)을 압력검출면으로 파악하면 된다. 세정수 토출노즐(33)로의 세정수의 공급을 제어하는 급수밸브(35)는, 세정브러시(15)가 압력전달부재(31)의 상면부근에 있는 기간에 열려진다. 이것에 의해, 처리높이(B)의 조정과 동시에 세정 브러시(15)를 세정할 수가 있으므로, 시간의 낭비가 없고, 세정브러시(15)에 부착한 오염물질에 의한 웨이퍼(W)의 재오염을 방지할 수 있다. 또, 급수밸브(35)는, 세정 브러시(15)가 압력전달부재(31)의 상면에 접촉하고 있는 기간(즉, 압력검출중)에 행하여지는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 세정수의 주위에 흩날림을 적게 할 수 있다.

또, 압력전달부재(31)를 사용하는 대신에, 압력센서(30)의 근방에, 세정브러시(15)의 측방에서 세정수를 공급하는 노즐을 마련하고, 이 노즐에 의해서 세정브러시(15)를 세정하도록 하여도 좋다.

제3도는 이 발명의 제2의 실시형태에 관한 웨이퍼 세정장치의 기본적인 구성을 나타내는 개념도이다. 이 웨피어 세정장치는, 척(41)에 수평으로 유지된 웨이퍼(W)를 롤 브러시(42)(스크럽 부재)에 의해서 세정하기 위한 장치이다. 롤브러시(42)는, 척(41)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 평행하게 되도록 수평으로 배치되어 있다. 이 롤브러시(42)의 축과 교차하는 방향을 따라, 척(41)이 롤 브러시(42)에 대하여 상대적으로 이동하는 것에 의해, 롤브러시(42)가 웨이퍼(W)의 표면을 주사(走査)하여, 이것에 의해서 세정이 달성된다.

롤 브러시(42)는 그 축(42a) 주위로, 도시하지 않은 브러시용 모터에 의해서 회전구동된다. 이 롤브러시(42)의 축(42a)은, 아암모양의 지지부재(43)(유지부재)에 의해서 지지되어 있고, 이 지지부재(43)는 승강모터(44)를 가진 승강기구(65)에 의해 승강되게 되어 있다. 이것에 의해, 지지부재(43)는 롤 브러시(42)가 웨이퍼(W)에 접촉하는 처리위치와, 롤브러시(42)가 웨이퍼(W)에 접촉하지 않는 대기위치로 이동될 수 있도록 되어 있다. 이하에서는, 적당히 정해진 기준위치 O로부터의 처리 위치의 높이를 B로 하고, 같은 기준위치 O로부터의 대기위치의 높이를 A로 한다.

롤브러시(42)의 상방에는, 압력센서(45)가 배치되어 있다. 이 압력센서(45)는, 아래쪽을 향하여 수평으로 배치된 압력검출면(45a)을 갖고 있다. 그리고, 이 압력검출면(45)과 척(41)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면과의 높이는 △h만큼 다르게 되어 있다. 압력센서(45)가 검출하는 압력은 비교부(46)에 입력되어 미리 설정된 기준압력(P)과 비교되고, 그 비교결과는 구동제어부(50)에 입력된다. 구동제어부(50)는 승강모터(44)를 제어하는 것이다.

한편, 승강모터(44)와 관련하여, 기준위치 O에 대한 지지부재(43)의 높이를 검출하기 위한 위치검출부(47)가 마련되어 있다. 이 위치검출부(47)의 출력의 연산부(48)에 입력되고 있다. 연산부(48)는 압력검출면(45a)의 기준위치 O로부터의 높이 h, 전술한 △h 및 위치검출부(47)에 의해서 검출된 지지부재(43)의 높이(x)에 따라, 다음 식으로 나타내는 값 b를 연산하여 구동제어부(50)에 입력한다.

b=2h-△h-x

구동제어부(50)는 롤브러시(42)에 의한 웨이퍼(W)의 스크럽처리가 행하여지지 않는 기간에 승강모터(44)를 제어하여, 지지부재(43)를 대기위치로부터 상승시킨다. 이것에 의해, 롤 브러시(42)가 압력센서(45)의 압력검출면(45a)에 당접하고, 더욱이 지지부재(43)에 위방향으로 구동력이 주어지는 것에 의해, 압력센서(45)의 검출압력은 기준압력(P)에 달한다(환언하면, 검출압력이 기준압력(P)이 되도록 승강모터(44)가 제어된다). 이것이 비교부(46)의 출력에 기초하여 검출되면, 구동제어부(50)는 그때의 연산부(48)의 출력을 처리위치에 있어서의 지지부재(43)의 높이(B)로서 새롭게 설정한다. 즉, 처리위치에 있어서의 지지부재(43)의 높이(B)는, 압력센서(45)의 검출압력이 기준압력(P)에 달할 때의 지지부재(43)의 높이를 X라 하면, 하기 (1)식으로 주어지게 된다.

B=2h-△h-X ……………………(1)

따라서, 구동제어부(50)는 스크럽 처리시에는 지지부재(43)의 높이를 상기에 설정된 높이(B)로 제어한다. 그 결과, 스크럽 처리시에 있어서, 롤 브러시(42)는 기준압력(P)으로 웨이퍼(W)의 표면에 접촉하게 된다.

상기 제(1)식이 옳다는 것은 다음과 같이 하여 나타낼 수 있다.

롤브러시(42)의 반경을 r이라 하면, 제3도에서 다음 식이 성립하는 것은 분명하다.

△h=r+(X-B)+r

=(h-X)+(X-B)+(h-X) ∴r=h-X

=2h-X-B

이것을 B에 관해서 풀면, 상기 제(1)식을 얻는다. h 및 △h는 이미 알고 있으므로, 위치검출부(44)에 의해서 높이(X)를 검출함에 의해, 적절한 처리위치에서의 지지부재(43)의 높이(B)가 구하여진다.

높이의 기준위치 O를 척(41)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면이라 놓으면, h=△h이기 때문에 다음 식에 의해 높이(B)를 구할 수 있다.

B=△h-X

이렇게 하여, 이 실시형태에 있어서도, 전술과 같이 하여 정해진 높이(B)에 지지부재(43)를 유도함에 따라, 롤 브러시(42)를 기준압력(P)으로 확실하게 웨이퍼(W)의 표면에 누를 수 있다. 이것에 의해, 전술의 제1의 실시형태의 경우와 같은 효과가 달성되는 것이다.

또, 압력센서(45)에 의한 압력검출시, 롤 브러시(42)를 축(42a)주위로 회전시켜, 일정시간에 걸친 압력센서(45)의 출력 평균치를 취해, 이 평균치를 기준압력(P)과 비교하도록 하면, 롤 브러시(42)의 지름이 부분마다 편차가 있는 경우라 하더라도, 처리위치에 있어서의 지지부재(43)의 높이(B)를 적절히 정할 수 있다.

또한, 압력센서(45)의 근방에 세정용 노즐(49)을 마련하고, 웨이퍼(W)가 척(41)에 유지되어 있지 않은 기간에 롤브러시(42)를 향하여 세정수를 분출시키도록 하면 롤 브러시(42)를 세정할 수가 있다. 이것에 의해, 롤 브러시(42)에 부착된 오염물질에 의한 웨이퍼(W)의 재오염을 방지할 수 있다.

제4도는 이 발명의 제3의 실시형태에 관한 웨이퍼 세정장치의 기본구성을 나타내는 개념도이다. 이 제4도에 있어서, 전술의 제3도에 나타내어진 각부에 대응하는 부분에는 동일의 참조부호를 붙여 나타낸다. 이 실시형태에는, 압력센서 대신에 광학식 센서(55)(스크럽 부재 상태 검출수단)이 쓰이고 있는 점이, 상기 제2실시 형태와의 주요한 차이점이다 .즉, 광학식 센서(55)는 롤 브러시(42)의 상방에서 수평한 검출라인(55a)을 형성하는 발광소자(55A) 및 수광소자(55B)의 쌍, 및 이들 소자를 구동하여 검출신호를 출력하는 검출회로(55C)를 갖고 있다. 검출회로(55C)는 검출라인(55a)에 광차폐물이 개재되면 검출신호를 출력한다.

이 실시형태에 있어서는, 롤브러시(42)가 웨이퍼(W)의 스크럽 처리를 할 때의 압력을 기준압력(P)으로 제어하는 대신에, 롤 브러시(42)의 표면이 웨이퍼(W)에 접촉한 뒤의 지지부재(43)에 가라앉는 양(즉, 밀어넣는 양)을, 미리 설정된 기준 밀어넣는 양 △d로 제어한다. 이것에 의해, 결과적으로 일정한 압력으로 롤 브러시(42)가 웨이퍼(W)의 표면에 계속 눌려 붙어지면서 스크럽처리가 행하여지는 상태를 실현하고 있다.

구체적으로 설명하면, 위치검출부(47)의 출력이 주어지는 연산부(48A)에는, 기준위치 O로부터의 검출라인(55a)의 높이 h, 검출라인(55a)과 척(41)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면과의 높이의 차 △h, 전술의 기준 밀어넣는 양 △d가 주어져 있다. 그리고, 연산부(48A)는 위치검출부(47)가 검출하는 지지부재(43)의 높이(x)에 대하여, 다음 값 b를 출력한다.

b=2h-△h-△d-x

구동제어부(60)는, 스크럽처리가 행하여지지 않는 기간에, 대기위치로부터 상방에 지지부재(43)를 상승시킨다. 이것에 의해, 롤브러시(42)의 상단 위치가 검출라인(55a)에 도달하면, 검출회로(55C)에서 검출신호가 발생된다. 이 검출신호에 응답하여, 구동제어부(60)는 연산부(48A)의 출력을 취하고, 그때의 연산부(48A)의 출력치를 처리위치에 있어서의 지지부재의 높이(B)로서 새롭게 설정한다. 즉 검출라인(55a)에 롤 브러시(42)의 상단이 도달할 때의 지지부재(43)의 높이를 X라 하면, 하기 제(2)식이 성립된다.

B=2h-△h-△d-X …………………… (2)

구동제어부(60)는, 스크럽 처리시에는 지지부재(43)의 높이가 상기한 바와 같이 하여 설정된 높이(B)가 되도록, 승강모터(44)를 구동제어하게 된다. 이것에 의해서, 밀어넣는 양이 △d가 되는 것은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

먼저, 제4도로부터, 분명히 다음 식이 성립된다.

△h+△d=r+(X-B)+r

=2h-X-B

이것을 B에 관해서 풀면, 상기 제(2)식이 얻어진다.

이렇게 하여, 이 실시형태에 있어서도, 전술의 제1 및 제2의 실시형태와 같은 효과가 얻어진다.

이 발명의 세 번째 실시형태에 관해서 설명하였지만, 이 발명은 다른 실시형태를 취하는 것도 가능하다. 예컨데, 제1의 실시형태에 있어서의 세정브러시(15)는, PVA(폴리비닐 알콜)로 이루어지는 스폰지 모양의 것이라도 좋고, 나일론 브러시나 모헤어 브러시와 같은 털 모양의 것으로도 좋다.

또한, 상기의 예에서는 웨이퍼의 세정이 행하여지는 경우에 관해서 설명하였지만, 이 발명은 액정표시 장치용 유리기판 등 다른 각종의 피처리기판의 세정에 대하여 넓게 적용 가능하다. 기타, 특허청구의 범위에 기재된 사항의 범위로 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다.

Claims (6)

1. 기관을 거의 수평으로 유지하는 기판유지 수단과,

   이 기판 유지 수단에 유지된 기판을 스크럽하는 스크럽 부재와,

   이 스크럽 부재를 유지하는 유지부재와,

   상기 유지부재를 상하 방향으로 이동시키는 상하구동 수단과,

   상기 스크럽 부재의 상태를 검출하는 스크럽 부재 상태검출 수단과,

   상기 유지부재의 상하방향 위치를 검출하는 유지부재 위치검출 수단과,

   상기 스크럽 부재 상태 검출수단에 의해서 검출된 상태와 상기 유지부재 위치 검출 수단으로 검출된 위치와를 연산처리하여 상기 기판을 스크럽할 때의 상기 유지부재의 상하 방향 위치를 결정하여, 상기 유지부재 상하구동 수단을 제어하는 유지부재 상하구동 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스크럽 부재 상태검출 수단은 상기 스크럽 부재의 누르는 압력을 검출하는 압력검출수단이고,

   상기 유지부재 상하구동 제어수단은, 미리 설정된 기준압력과 상기 스크럽 부재의 누르는 압력이 같게 되도록 상기 유지부재 상하 구동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 스크럽 부재가 상기 압력검출 수단의 근방 위치에 있을 때 상기 스크럽 부재에 세정액을 공급하는 세정액 공급 수단을 더욱 포함하게 하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
4. 기판을 스크럽하기 위한 스크럽 부재의 상태를 검출하기 위한 상태검출 공정과,

   상기 상태검출 공정에서 상태가 검출되었을 때 상기 스크럽 부재의 상하방향위치를 검출하는 위치검출 공정과,

   상기 스크럽 부재를, 기판 유지수단에 의하여 거의 수평으로 유지된 기판으로 근접하도록 이동시키는 스크럽 부재 근접 공정과,

   상기 위치검출 공정에서 검출된 위치에 기초하여, 상기 스크럽 부재를 상하방향으로 이동시켜 상기 기판이 눌러 기판을 스크럽하는 공정을 포함하는 것을 특징으로하는 기판처리방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 상태 검출 공정은,

   기판을 스크럽하기 위한 스크럽 부재를 압력 검출수단의 검출면으로 누르고 그 압력을 검출하는 압력검출 공정과,

   이 압력검출 공정에서 검출된 압력이 미리 정하여진 압력과 같게 되도록 상기 스크럽 부재를 상하 방향으로 이동시켜 압력을 조정하는 압력조정 공정을 포함하며,

   상기 위치검출 공정은, 상기 압력조정 공정으로서 상기 압력 검출 공정에서 검출된 압력이 미리 정해진 압력과 같게 될 때 상기 스크럽 부재의 상하방향 위치를 검출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 스크럽 부재가 상기 압력검출 수단의 근방에 있을 때, 상기 스크럽 부재에 세정액을 공급하는 세정액 공급공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방 법.