KR20100004043A - 기판세정장치 - Google Patents

Abstract

세정 처리시에 바깥쪽으로 비산하는 세정액에 의한 미스트의 발생을 억제하고, 기판에의 재부착의 방지를 도모하도록 한 기판세정장치를 제공한다.

반도체 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하고, 연직축 둘레에 회전하는 스핀 척 (20)과, 연직축 둘레로 회전 가능한 세정부재(30)와, 세정부재를 연직축 둘레로 회전시키는 서보 모터(39)와, 세정부재를 웨이퍼의 피세정면을 따라서 이동시키는 이동기구(63)를 구비한 기판세정장치에 있어서, 세정부재는, 베이스부(32)에 스펀지형상의 세정 기부(31)를 접합하여 이루어지고, 베이스부 및 세정 기부(基部)의 중심부에, 세정액 공급원에 접속하는 토출구(33)를 형성하고, 세정 기부의 표면에, 기단이 세정액 토출구에 연통(連通)함과 함께, 선단이 세정부재의 바깥둘레가장자리부 바로 앞까지 이어지는 복수의 연통홈(35)을 형성하며, 베이스부에서의 연통홈이 위치하는 부위에, 연통홈과 연통하는 배출구멍(36)을 형성한다.

Description

기판세정장치{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}

이 발명은, 예를 들면 반도체 웨이퍼나 FPD(플랫 패널 디스플레이) 기판 등의 기판면에 부착하는 파티클을 세정 제거하는 기판세정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스의 제조에서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼나 FPD 기판 등(이하에 웨이퍼 등이라고 한다)의 위에 전극 패턴을 형성하기 위해서, 포토리소그래피 기술이 이용되고 있다. 이 포토리소그래피 기술에서는, 스핀 코팅법에 의해 웨이퍼 등에 포토레지스트액을 도포하고, 이에 의해 형성된 레지스트막을 소정의 회로 패턴에 따라 노광하여, 이 노광 패턴을 현상 처리하는 것에 의해 레지스트막에 회로 패턴이 형성되고 있다.

또한, 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 웨이퍼 등을 청정한 상태로 두는 것이 매우 중요하다. 이 때문에, 각각의 처리 프로세스의 전후에는, 필요에 따라서 웨이퍼 등에 부착하는 파티클을 세정 제거하는 세정장치가 마련되어 있다.

종래에, 웨이퍼를 수평으로 유지하여, 연직축 둘레에 회전하는 스핀 척과, 스핀 척의 바깥쪽을 둘러싸는 컵과, 연직축 둘레로 회전 가능한 세정부재와, 세정부재를 회전시키는 회전기구와, 세정부재를 웨이퍼의 피세정면을 따라서 이동시키 는 이동기구를 구비한 기판세정장치가 사용되고 있다.

또한, 이러한 종류의 기판세정장치에서, 세정부재로서 예를 들면 PVA(폴리비닐알코올)제 스펀지를 사용하고, 이 스펀지의 세정면에, 중심으로부터 옆쪽에 개구하는 홈형상 오목부를 형성하여, 각 홈형상 오목부의 중심부에 세정액 토출구를 연통한 구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이와 같이 각 홈형상 오목부의 중심부에 세정액 토출구를 연통함으로써, 세정부재의 중앙부에 항상 새로운 세정액이 공급된다.

[특허문헌 1] 일본 특허 제3059641호 공보(단락 0027, 도 5, 도 6)

그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술은, 세정부재의 세정면에 바깥둘레에 개구하는 홈형상 오목부를 형성하기 때문에, 세정 처리중에 홈형상 오목부로부터 배출된 세정액이 바깥둘레쪽으로 비산하여, 컵에 부딪힌 일부의 액이 튀어올라 미스트가 발생하고, 그 미스트가 웨이퍼 표면에 재부착한다고 하는 문제가 있었다.

이 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 세정 처리시에 바깥쪽으로 비산하는 세정액에 의한 미스트의 발생을 억제하고, 기판에의 재부착의 방지를 도모하도록 한 기판세정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명의 기판세정장치는, 피처리 기판을 수평으로 유지하고, 연직축 둘레에 회전하는 유지수단과, 연직축 둘레로 회전 가능한 세정부재와, 상기 세정부재를 회전시키는 회전기구와, 상기 세정부재를 상기 피처리 기판의 피세정면을 따라서 이동시키는 이동기구를 구비한 기판세정장치에 있어서, 상기 세정부재는, 베이스부에 스펀지형상의 세정 기부를 접합하여 이루어지고, 상기 베이스부 및 세정 기부의 중심부에, 세정액 공급원에 접속하는 세정액 토출구를 형성하고, 상기 세정 기부에, 기단이 상기 세정액 토출구에 연통함과 함께, 선단이 세정부재의 바깥둘레가장자리부 바로 앞까지 이어지는 복수의 연통홈을 형성하며, 상기 베이스부에서의 상기 연통홈이 위치하는 부위에, 연통홈과 연통하는 배출구멍을 형성한 것을 특징으로 한다(청구항 1). 이 경우, 상기 세정 기부의 중심부에, 베이스부의 세정액 토출구보다 큰 지름으로 형성되고, 세정액 토출구 및 각 연통홈에 연통하는 버퍼용 연통구멍을 더 형성하는 편이 바람직하다(청구항 2).

이렇게 구성함으로써, 피처리기판의 피세정면과 세정부재의 세정면을 근접시킨 상태에서, 연직축 둘레에 회전하는 세정부재의 중심부의 세정액 토출구로부터 토출되는 세정액에 의해서 치환되는 청정한 액막을 형성하여 세정 처리를 행할 수 있고, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 연통홈 및 배출구멍으로부터 세정 이면측에 배출할 수 있다. 또한, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 세정부재의 바깥둘레측(둘레가장자리측)으로부터 배출하지 않고 세정 이면측에 배출하므로, 세정부재의 회전수를 높게 설정하는 것이 가능해진다. 이 경우, 세정 기부의 중심부에, 베이스부의 세정액 토출구보다 큰 지름으로 형성되고, 세정액 토출구 및 각 연통홈에 연통하는 버퍼용 연통구멍을 형성하는 것에 의해, 세정액 토출구로부터 토출(공급)되는 세정액을 각 연통홈에 균등하고 원활하게 흐르게 할 수 있다(청구항 2).

이 발명에 있어서, 상기 연통홈 및 배출구멍 중의 적어도 연통홈은, 세정부재의 회전 방향을 따라서 세정 표면측으로부터 세정 이면측을 향하는 경사면을 가진 편이 바람직하다(청구항 3).

이렇게 구성함으로써, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 세정부재의 회전에 따라서 신속하게 배출할 수 있다.

또한, 이 발명에 있어서, 상기 세정 기부의 세정 표면의 동심원상에, 인접한 연통홈에 연통하는 하나 또는 복수의 유도홈을 형성하여도 좋다(청구항 4).

이렇게 구성함으로써, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 유도홈에 의해 연통홈 및 배출구멍에 적극적으로 유도하여 배출할 수 있다.

또한, 이 발명에 있어서, 상기 각 배출구멍에 연통하는 배액관과, 이 배액관에 설치(介設)되는 흡인수단을 더 구비하는 구성으로 해도 좋다(청구항 5).

이렇게 구성함으로써, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급한 세정액을 효율적으로 배출할 수 있다. 또한, 흡인수단에 의해 적극적으로 배출할 수 있으므로, 세정부재의 회전수의 조정 및 세정액의 공급량의 조정이 가능해진다.

이 발명에 의하면, 상기와 같이 구성되어 있으므로, 이하와 같이 현저한 효과를 얻을 수 있다.

(1) 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 연통홈 및 배출구멍으로부터 세정 이면측에 배출할 수 있으므로, 세정 처리시에 바깥쪽으로 비산하는 세정액에 의한 미스트의 발생을 억제하여, 기판에의 재부착을 방지할 수 있다. 또한, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 세정부재의 바깥둘레측(둘레가장자리측)으로부터 배출하지 않고 세정 이면측에 배출하는 것에 의해, 세정부재의 회전수를 높게 설정할 수 있으므로, 세정 효율의 향상을 도모할 수 있다. 이 경우, 세정 기부의 중심부에, 베이스부의 세정액 토출구보다 큰 지름으로 형성되고, 세정액 토출구 및 각 연통홈에 연통하는 버퍼용 연통구멍을 형성하는 것에 의해, 세정액 토출구로부터 토출(공급)되는 세정액을 각 연통홈에 균등하고 원활하게 흐르게 할 수 있으므로, 항상 청정한 세정액을 공급할 수 있다(청구항 2).

(2) 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 세정부재의 회전에 따라서 신속하게 배출할 수 있으므로, 상기 (1)에 더하여 세정 효율의 향상을 더 도모할 수 있다.

(3) 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 유도홈에 의해 연통홈 및 배출구멍에 적극적으로 유도하여 배출할 수 있으므로, 상기 (1), (2)에 더하여 세정 효율의 향상을 더 도모할 수 있다.

(4) 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 각 배출구멍에 연통하는 배액관에 흡인수단을 접속하는 것에 의해, 세정부재에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급한 세정액을 효율적으로 배출할 수 있으므로, 상기 (1)∼(3)에 더하여 미스트의 발생 을 더 억제하고, 기판에의 재부착을 방지할 수 있다. 또한, 흡인수단에 의해 적극적으로 배출하는 것에 의해, 세정부재의 회전수의 조정 및 세정액의 공급량의 조정이 가능해지므로, 최적의 상태로 세정 처리를 행할 수 있다.

이하에, 이 발명의 최선의 실시형태를 첨부도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 여기서는, 이 발명에 따른 기판세정장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 출구 부근에 설치하고, 레지스트막이 형성된 웨이퍼의 이면을 세정하고 나서 후속의 노광 장치를 향하여 내보내는 경우에 대하여 설명한다.

도 1은, 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 평면도, 도 2는, 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 사시도, 도 3은, 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 종단면도이다.

레지스트 도포·현상 처리 시스템에는 캐리어 블록(S1)이 설치되어 있으며, 그 얹어놓음대(101)상에 놓여진 밀폐형의 캐리어(100)로부터 받아넘김 아암(C)이 웨이퍼(W)를 꺼내어 처리 블록(S2)에 받아넘기고, 처리 블록(S2)로부터 받아넘김 아암(C)이 처리가 끝난 웨이퍼(W)를 받아 들여 캐리어(100)로 되돌리도록 구성되어 있다.

이 발명에 따른 기판세정장치(1){이하에 세정장치(1)라고 한다}는, 처리 블록(S2)으로부터 노광 장치(S4)와 웨이퍼(W)를 받아 넘길 때, 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 인터페이스 블록(S3)의 입구부에서 처리 대상이 되는 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하도록 구성되어 있다.

처리 블록(S2)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 이 예에서는 현상 처리를 행하기 위한 제1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제2 블록(BCT층)(B2), 레지스트막의 도포를 행하기 위한 제3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사 방지막의 형성을 행하기 위한 제4 블록(TCT층)(B4)을, 아래로부터 차례로 적층하여 구성되어 있다.

제2 블록(BCT층)(B2)과 제4 블록(TCT층)(B4)은, 각각 반사 방지막을 형성하기 위한 약액을 스핀 코팅에 의해 도포하는 도포 유닛과, 이 도포 유닛으로 행하여지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 가열·냉각계의 처리 유닛군과, 상기 도포 유닛과 처리 유닛군의 사이에 설치되어, 이들 사이에 웨이퍼(W)의 받아넘김을 행하는 반송 아암(A2,A4)으로 구성되어 있다. 제3 블록(COT층)(B3)에 대해서도 처리액이 레지스트액인 것을 제외하면 동일한 구성이다.

한편, 제1 블록(DEV층)(B1)에 대해서는 도 3에 도시한 바와 같이 하나의 DEV층(B1) 내에 현상 유닛(110)이 2단으로 적층되어 있다. 그리고, DEV층(B1)내에는, 이들 2단의 현상 유닛(110)에 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 아암(A1)이 설치되어 있다. 즉, 2단의 현상 유닛에 대해서 반송 아암(A1)이 공통화된 구성으로 되어 있다.

또한, 처리 블록(S2)에는, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 선반 유닛(U5)이 설치되고, 캐리어 블록(S1)으로부터의 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U5)의 하나의 받아넘김 유닛, 예를 들면 제2 블록(BCT층)(B2)의 대응하는 받아넘김 유닛(CPL2)에, 선반 유닛(U5)의 근방에 설치된 자유로이 승강하는 제1 받아넘김 아암(D1)에 의해 서 차례로 반송된다. 그 다음에, 웨이퍼(W)는 제2 블록(BCT층)(B2) 내의 반송 아암 (A2)에 의해, 이 받아넘김 유닛(CPL2)으로부터 각 유닛(반사 방지막 유닛 및 가열·냉각계의 처리 유닛군)에 반송되고, 이들 유닛에서 반사 방지막이 형성된다.

그 후, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U5)의 받아넘김 유닛(BF2), 선반 유닛(U5)의 근방에 설치된 자유로이 승강하는 제1 받아넘김 아암(D1), 선반 유닛(U5)의 받아넘김 유닛(CPL3) 및 반송 아암(A3)을 거쳐 제3 블록(COT층)(B3)에 반입되어 레지스트막이 형성된다. 또한, 웨이퍼(W)는, 반송 아암(A3)→선반 유닛(U5)의 받아넘김 유닛(BF3)에 받아넘겨진다. 한편, 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 제4 블록(TCT층)(B4)에서 반사 방지막이 더 형성되는 경우도 있다. 이 경우는, 웨이퍼(W)는 받아넘김 유닛(CPL4)을 거쳐 반송 아암(A4)에 받아 넘겨져 반사 방지막이 형성된 후, 반송 아암(A4)에 의해 받아넘김 유닛(TRS4)에 받아넘겨진다.

한편, DEV층(B1)내의 상부에는, 선반 유닛(U5)에 설치된 받아넘김 유닛 (CPL11)으로부터 선반 유닛(U6)에 설치된 받아넘김 유닛(CPL12)에 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용의 반송수단인 셔틀 아암(E)이 설치되어 있다. 레지스트막이나 반사 방지막이 더 형성된 웨이퍼(W)는, 받아넘김 아암(D1)을 개재하여 받아넘김 유닛(BF3,TRS4)으로부터 받아 들이고 받아넘김 유닛(CPL1)에 받아넘겨져, 여기서부터 셔틀 아암(E)에 의해 선반 유닛(U6)의 받아넘김 유닛(CPL12)에 직접 반송된다. 여기서, 도 1에 도시한 바와 같이 선반 유닛(U6)과 세정장치(1)의 사이에 설치된 반송수단인 받아넘김 아암(D2)은, 회전, 진퇴 및 승강이 자유롭도록 구성되고, 세정 전후의 웨이퍼(W)를 각각 전문적으로 반송하는 예를 들면 2개의 아암을 구비하 고 있다. 웨이퍼(W)는, 받아넘김 아암(D2)의 세정전 전용의 아암에 의해서 받아넘김 유닛(TRS12)으로부터 꺼내지고, 이 발명에 따른 세정장치(1)내에 반입되어 이면 세정을 받는다. 세정을 끝낸 웨이퍼(W)는 받아넘김 아암(D2)의 세정후 전용의 아암으로 받아넘김 유닛(TRS13)에 놓여진 후, 인터페이스 블록(S3)에 받아들여지게 된다. 한편, 도 3중의 CPL가 붙어 있는 받아넘김 유닛은 온도 조절용의 냉각 유닛을 겸하고 있으며, BF가 붙어 있는 받아넘김 유닛은 복수매의 웨이퍼(W)를 얹어 놓을 수 있는 버퍼 유닛을 겸하고 있다.

이어서, 인터페이스 아암(B)에 의해 노광 장치(S4)에 반송되고, 여기서 소정의 노광 처리가 이루어진 후, 선반 유닛(U6)의 받아넘김 유닛(TRS6)에 놓여져 처리 블록(S2)으로 되돌아간다. 그 다음에, 웨이퍼(W)는, 제1 블록(DEV층)(B1)에서 현상 처리가 이루어지고, 반송 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U5)의 받아넘김 유닛(TRS)에 받아 넘겨진다. 그 후, 제1 받아넘김 아암(D1)에 의해 선반 유닛(U5)에서의 받아넘김 아암(C)의 액세스 범위의 받아넘김 유닛에 반송되고, 받아넘김 아암(C)을 개재하여 캐리어로 되돌아간다. 한편 도 1에서 U1∼U4는 각각 가열부와 냉각부를 적층한 열계 유닛군이다.

다음에, 이 발명에 따른 세정장치(1)에 대해서, 도 4 내지 도 18을 참조하여 상세하게 설명한다.

<제1 실시형태>

도 4는, 세정장치(1)의 사시도(a) 및 (a)의 I부 확대 사시도(b), 도 5는, 세정장치(1)의 평면도, 도 6은, 세정장치(1)의 종단면도이다.

세정장치(1)는, 레지스트 도포·현상 처리 시스템내의 상기 제2 받아넘김 아암(D2)으로부터 받아들인 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 흡착 유지하는 제1 기판 유지수단으로서의 흡착 패드(10)와, 이 흡착 패드(10)로부터 웨이퍼(W)를 받아들여 마찬가지로 대략 수평으로 흡착 유지하는 제2 기판 유지수단으로서의 역할을 수행하는 스핀 척(20)과, 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 세정부재(30)를 상면이 개구한 박스형상의 하부 컵(40)에 부착한 구조로 되어 있다.

흡착 패드(10)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 세정장치(1)내에 2개 구비되어 있으며, 각각의 흡착 패드(10)는 예를 들면 가늘고 긴 블록으로 구성되어 있다. 2개의 흡착 패드(10)는, 웨이퍼(W)의 이면의 둘레가장자리부 근방부(제1 영역)를 대략 평행하게 지지하여 유지할 수 있도록 배치되어 있다. 흡착 패드(10)는, 도시하지 않은 흡인관과 접속되어 있으며, 도 5에 도시한 흡착구멍(11)을 통하여 웨이퍼 (W)를 흡착하면서 유지하는 진공 척으로서의 기능을 구비하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 흡착 패드(10)는 가늘고 긴 막대형상의 패드 지지부(12)의 대략 중앙부에 부착되어 있으며, 이들 2개의 패드 지지부(12)의 양단부가 각각 2개의 도리부(13)에 부착되는 것에 의해서 패드 지지부(12)와 도리부(13)로 이루어진 우물 정(井)자 난간(14)이 구성되어 있다.

2개의 도리부(13)의 양단은, 하부 컵(40)의 대향하는 2측벽(도 1을 향하여 앞쪽과 안쪽의 측벽)의 바깥쪽에 이들 측벽을 따라서 장설(張設)된 2개의 타이밍 벨트(15)에 각각 고정되어 있다. 각각의 타이밍 벨트(15)는, 2개 1조로 이루어진 풀리(16)에 감겨 있으며, 각 풀리(16)는 상술한 2측벽과 각각 평행하게 설치된 2매 의 측판(17)에 부착되어 있다. 풀리(16)의 하나는 이동수단을 이루는 이동기구(19)에 연결되어 있으며, 풀리(16)나 타이밍 벨트(15)를 통하여 도리부(13)를 움직여, 우물 정(井)자 난간(14) 전체를 도 4, 도 5에 도시한 X방향으로 자유로이 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이 각각의 측판(17)은, 그 저면을 승강부(18a)와, 승강부(18a)를 승강하는 실린더부(18b)로 이루어진 2조의 승강기구(18)에 의해서 지지되고, 세정장치(1)의 도시하지 않은 상자체 마루면에 고정되어 있다. 이들 승강기구(18)의 하나에는 도시하지 않은 구동기구가 설치되어 있으며, 승강부(18a)를 실린더부(18b)내에서 승강시키는 것에 의해, 우물 정(井)자 난간(14) 전체를 도면속의 Z방향으로 승강시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 우물 정(井)자 난간(14)상에는, 세정액의 비산을 억제하기 위한 도넛형상의 상부 컵(41)이 과설(跨設)되어 있다. 상부 컵(41)의 상면에는, 웨이퍼(W)보다 대구경의 개구부(42)를 형성하고 있으며, 이 개구부(42)를 통하여 반송수단과 흡착 패드(10) 등의 사이에서의 웨이퍼(W)를 받아넘길 수 있도록 되어 있다. 한편, 우물 정(井)자 난간(14)상에 과설된 상부 컵(41)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 우물 정(井)자 난간(14)의 움직임에 따라서 X방향과 Z방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

상기 스핀 척(20)은, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부(제2 영역)를 아래쪽으로부터 지지하는 원판이다. 스핀 척(20)은 대략 평행하게 배치된 2개의 흡착 패드(10)의 중간에 설치되어 있으며, 각각의 기판유지수단{흡착 패드(10), 스핀 척(20)}에 의 해 지지되어 있는 웨이퍼(W) 이면의 제1 영역과 제2 영역은 겹치지 않도록 되어 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 스핀 척(20)은 축부(21)를 사이에 두고 구동 기구 예를 들면 스핀 척 모터(22)에 연결되어 있으며, 스핀 척(20)은 이 스핀 척 모터 (22)에 의해서 회전 및 승강이 자유롭도록 구성되어 있다. 또한, 흡착 패드(10)와 마찬가지로 스핀 척(20)도 도시하지 않은 흡인관과 접속되어 있으며, 도 5에 도시한 흡착구멍(11)을 통하여 웨이퍼(W)를 흡착하면서 유지하는 진공 척으로서의 기능을 구비하고 있다.

스핀 척(20)의 옆쪽에는, 승강기구(23)에 연결된 지지 핀(24)이 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 승강이 가능하도록 설치되어 있으며, 외부의 반송수단과의 협동 작용에 의해서 반송수단으로부터 흡착 패드(10)에, 또한 스핀 척(20)으로부터 반송수단에 웨이퍼(W)를 받아넘길 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 스핀 척(20)이나 지지 핀(24)의 주위에는, 이들 기기를 둘러싸는 포위 부재를 이루는 에어 나이프(25)가 설치되어 있다. 에어 나이프(25)는, 원통(포위 부재)의 상단에 둘레방향을 따라서 기체의 분사구(26)가 형성되어 있고, 이 분사구(26)로부터 웨이퍼(W) 이면을 향하여 예를 들면 압축 에어 등의 기체를 분출하는 것에 의해 세정액을 원통의 바깥쪽으로 날려 버리고, 스핀 척(20)에 웨이퍼(W)가 받아넘겨질 때에, 스핀 척(20)의 표면과 이 스핀 척(20)으로 지지되는 기판의 이면(제2 영역)을 서로 건조한 상태로 접촉시키도록 하는 건조수단으로서의 역할을 담당한다. 도 17에 도시한 바와 같이, 에어 나이프(25)는 예를 들면 이중 원통으로부터 구성되고, 도시하지 않은 공급부로부터 공급된 기체 를 이 이중 원통간의 중공부를 통하여 분사구(26)에 공급할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하는 세정부재(30)에 대해서, 도 7 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 세정부재(30)는 예를 들면 PVA(폴리비닐알코올)제 스펀지로 형성되는 원판형상의 세정 기부(31)와, 세정 기부(31)의 하면에 접합되는 예를 들면 플라스틱제의 원판형상의 베이스부(32)로 형성되어 있고, 베이스부(32) 및 세정 기부(31)의 중심부에, 세정액 공급원(50)에 접속하는 세정액 토출구(33) {이하에 토출구(33)라 한다}가 설치되어 있다.

이 경우, 세정 기부(31)의 토출구는, 베이스부(32)의 토출구(33)보다 큰 지름으로 형성되어 있다. 또한, 세정 기부(31)의 바깥둘레부에, 기단이 연통 구멍 (34)에 연통함과 함께, 선단이 세정부재(30)의 바깥둘레가장자리부 바로 앞까지 이어지는 복수(도면에서는 4개인 경우를 도시한다)의 연통홈(35)이 형성되어 있다.

또한, 베이스부(32)에서의 연통홈(35)이 위치하는 부위에, 각 연통홈(35)과 각각 연통하는 복수(4개)의 긴 구멍형상의 배출구멍(36)이 형성되어 있다. 또한, 베이스부(32)의 중심부 하면에는, 토출구(33)에 연통함과 함께, 세정액 공급관(51)을 사이에 두고 세정액 공급원(50)에 접속하는 부착부(37)가 설치되어 있다. 한편, 부착부(37)의 바깥둘레에는 수나사(37a)가 각설(刻設)되어 있으며, 커플러(37b)를 사이에 두고 연통로(38a)를 가진 지지축(38)이 부착부(37)에 연결되어 있다. 또한, 지지축(38)의 하단은 회전기구인 서보 모터(39)에 연결되어 있으며, 서보 모터(39)의 구동에 의해서 세정부재(30)가 연직축 둘레로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

또한 세정부재(30)는, 이것을 지지하는 지지 부재(60)의 선단에 부착되어 있 으며, 지지 부재(60)는 웨이퍼(W)나 도리부(13)와 간섭하지 않도록, 크랭크형상으로 굴곡한 형상으로 되어 있다. 이 지지 부재(60)의 기단은, 도 4에서 스핀 척(20)이 설치되어 있는 방향으로부터 세정부재(30)를 보아 안쪽의 측벽을 따라서 장설된 타이밍 벨트(61)에 고정되어 있다. 타이밍 벨트(61)는 2개의 풀리(62)에 감겨 있으며, 이들 풀리(62)는 상술의 안쪽의 측벽 외면에 부착되어 있다. 풀리(62)의 한쪽은 이동기구(63)에 연결되어 있으며, 타이밍 벨트(61)나 지지부재(60)를 통하여 세정부재(30)를 도 4, 도 5에 도시한 Y방향으로 자유로이 이동시킬 수 있다.

한편, 세정액 공급관(51)에는 세정액 공급원(50)측으로부터 세정부재(30)측을 향하여 개폐밸브(52)와 유량 조정 밸브(53)가 설치(介設)되어 있다. 유량 조정 밸브(53)와 서보 모터(39)는 도시하지 않은 제어수단인 컨트롤러에 전기적으로 접속되어 있으며, 컨트롤러로부터의 제어신호에 기초하여 세정액의 유량 및 세정부재 (30)의 회전수가 제어되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성되는 세정부재(30)는, 그 상단의 세정면을 웨이퍼(W)의 하면에 근접한 상태로 서보 모터(39)의 구동에 의해서 연직축 둘레에 회전함과 함께, 세정액 공급원(50)으로부터 공급되는 세정액을 토출구(33)로부터 토출(공급)하고, 스핀 척(20)의 구동에 의해서 수평 회전하는 웨이퍼(W)의 사이에 세정액의 액막을 형성한 상태로 미끄럼동작시키는 것에 의해, 웨이퍼(W) 하면의 파티클을 제거할 수 있다. 이때, 도 16에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 하면(피세정면)과 세정부재 (30)의 상면(세정면)의 사이에 형성된 액막(F)중에, 세정에 공급된 세정액은 연통홈(35)을 통하여 아래쪽에 개구하는 배출구멍(36)으로부터 아래쪽으로 배출된다. 따라서, 세정에 공급된 세정액은 상부 컵(41)에 부딪혀 비산하여 미스트가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

한편, 도 10에 도시한 바와 같이, 연통홈(35) 및 배출구멍(36) 중의 적어도 연통홈(35)에, 세정부재(30)의 회전 방향을 따라서 세정 표면측으로부터 세정 이면측을 향하는 경사면(35a)을 마련하는 구조로 해도 좋다. 구체적으로는, 도 10(a)에 도시한 바와 같이, 연통홈(35) 및 배출구멍(36)에, 세정부재(30)의 회전 방향 R을 따라서 세정 표면측으로부터 세정 이면측을 향하는 경사면(35a)을 마련하거나, 혹은, 도 10(b)에 도시한 바와 같이, 연통홈(35)에, 세정부재(30)의 회전 방향 R을 따라서 세정 표면측으로부터 세정 이면측을 향하는 경사면(35a)을 마련하여, 배출구멍(36)을 경사형상의 연통홈(35)의 하단 개구부(35b)에 연통하는 수직형상으로 형성해도 좋다.

상기와 같이, 연통홈(35) 및 배출구멍(36) 중의 적어도 연통홈(35)에, 세정부재(30)의 회전 방향을 따라서 세정 표면측으로부터 세정 이면측을 향하는 경사면 (35a)을 마련하는 것에 의해, 세정부재(30)에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 세정부재(30)의 회전에 따라서 신속하게 배출할 수 있다.

또한, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 세정부재(30)의 세정 기부(31)의 세정 표면의 동심원상에, 인접하는 연통홈(35)에 연통하는 유도홈(35c)을 형성하는 구조로 해도 좋다. 도면에서는 유도홈(35c)이 2개 형성되어 있지만, 1개 혹은 3개 이상이어도 좋다.

이렇게 구성함으로써, 세정부재(30)에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급 된 세정액을 유도홈(35c)에 의해 연통홈(35) 및 배출구멍(36)에 적극적으로 유도하여 배출할 수 있다.

이 외, 도 6에 도시한 바와 같이, 하부 컵(40)의 저부에는, 하부 컵(40)내에 고인 세정액을 배출하기 위한 드레인관(43)과, 세정장치(1)내의 기류를 배기하기 위한 2개의 배기관(44)이 설치되어 있다. 배기관(44)은 하부 컵(40) 저부에 고인 세정액이 배기관(44)에 흘러드는 것을 방지하기 위해서, 하부 컵(40)의 저면으로부터 위쪽으로 연신되어 있는 것과 함께, 위쪽으로부터 방울져 떨어져 내린 세정액이 배기관(44)에 직접 들어가지 않도록, 에어 나이프(25)의 주위에 부착된 링형상의 커버를 이루는 내부 컵(45)에 의해서 덮여 있다.

한편, 상부 컵(41)의 개구부(42)의 위쪽에는, 웨이퍼(W)의 세정 종료후에 웨이퍼(W) 바깥둘레가장자리 근방에 위쪽으로부터 압축 에어 등을 내뿜어 잔존한 세정액의 건조를 보조하기 위한 블로우 노즐(46)이 배치되어 있다. 이 블로우 노즐 (46)은, 도시하지 않은 승강기구를 구비하고, 웨이퍼(W)의 반출입시에는 반송중의 웨이퍼(W)나 반송수단과 간섭하지 않게끔 위쪽으로 퇴피하도록 되어 있다. 또한, 상부 컵(41)의 안쪽에는, 세정부재(30)로부터의 세정액의 공급과 함께 세정액을 웨이퍼(W) 이면에 공급하기 위한 세정액 노즐(47)이 설치되어 있다.

또한, 각 타이밍 벨트(15,61)가 장설되어 있지 않은 하부 컵(40) 측벽에는, UV 램프(48)를 수납한 램프 박스(49)가 부착되어 있다. 처리 대상의 웨이퍼(W)는, 왼쪽 X방향으로부터 세정장치(1)내에 반출입되고, 그 때 UV 램프(48)의 위쪽을 통과하도록 구성되어 있다. UV 램프(48)는, 세정을 끝내고 반출되는 웨이퍼(W)의 이 면에 자외광을 조사하여, 웨이퍼(W) 이면에 잔존하고 있는 파티클을 수축시키는 역할을 담당한다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이 각 이동기구(19,63)나, UV 램프(48), 배기관 (44)에 설치된 도시하지 않은 압력 조정부 등은, 도포, 현상 장치 전체의 동작을 제어하는 제어수단인 컨트롤러(70)에 의해 제어되도록 되어 있다. 컨트롤러(70)는, 예를 들면 도시하지 않은 프로그램 격납부를 가진 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램 격납부에는 외부의 반송 장치로부터 받은 웨이퍼(W)를 흡착 패드(10)와 스핀 척 (20) 사이에 받아넘기거나, 브러시(5)에 의해 세정하거나 하는 동작 등에 대한 스텝(명령)군을 구비한 컴퓨터 프로그램이 격납되어 있다. 그리고, 상기 컴퓨터 프로그램이 컨트롤러(70)에 읽히는 것에 의해, 컨트롤러(70)는 세정장치(1)의 동작을 제어한다. 한편, 이 컴퓨터 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티칼 디스크, 메모리 카드 등의 기억 수단에 수납된 상태로 프로그램 격납부에 격납된다.

이상에 설명한 구성에 기초하여, 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 동작에 대하여 도 14∼도 18을 참조하면서 설명한다. 도 14 및 도 15는, 웨이퍼(W)의 이면 세정과 관련된 세정장치(1)의 각 동작을 설명하기 위한 개략 종단면도이다. 도 16은, 세정부재(30)의 세정 상태를 도시한 개략 단면도, 도 17은, 세정시의 웨이퍼(W) 하면 상태를 도시한 개략 단면도이다. 또한 도 18은, 흡착 패드(10) 또는 스핀 척 (20)에 유지되어 있는 각각의 상태에서, 웨이퍼(W)가 세정되는 영역을 모식적으로 도시한 개략 평면도이다. 한편, 이들 도면에서는, 도시한 편의상 UV 램프(48)나 블 로우 노즐(46) 등의 기재(記載)를 필요에 따라서 적절히 생략하고 있다.

도 14(a)에 도시한 바와 같이, 예를 들면 편자형상의 반송수단{제2 받아넘김 아암(D2)}은 처리 대상 웨이퍼(W)를 세정장치(1)내에 반입하여 상부 컵(41)의 개구부(42) 위쪽에서 정지하고, 지지 핀(24)은 스핀 척(20)의 아래쪽으로부터 상승하여 반송수단의 아래쪽에 대기한다. 반송수단은 지지 핀(24)의 위쪽으로부터 하강하여 웨이퍼(W)를 지지 핀(24)으로 넘겨주고, 세정장치(1)의 외부로 퇴출한다. 이 때, 흡착 패드(10)는 웨이퍼(W)를 유지하는 면이 세정부재(30)의 상면보다도 높아지도록 하는 위치에서 대기하고, 스핀 척(20)은 세정부재(30)의 상면보다도 낮은 위치까지 퇴피하고 있다. 이러한 위치 관계에 의해, 지지 핀(24)이 하강하면, 웨이퍼 (W)는 먼저 흡착 패드(10)에 받아넘겨진다(도 14 (b)).

이 후 흡착 패드(10)는 웨이퍼(W)를 흡착 유지하고, 웨이퍼(W)를 유지한 채로 오른쪽 방향으로 이동한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 미리 결정된 위치{예를 들면 에어 나이프(25)의 좌단이 웨이퍼(W)의 좌단과 대략 일치하는 위치}까지 반송한 후, 흡착 패드(10)는 하강하여 웨이퍼(W)의 이면을 세정부재(30)의 상면에 꽉 누른다(도 14(c)).

이어서, 에어 나이프(25)를 작동시켜 스핀 척(20)의 표면에 세정액이 회전하여 부착하는 것을 방지한 후, 웨이퍼(W)의 하면에 근접하는 세정부재(30)를 회전함과 함께, 세정부재(30)의 토출구(33)로부터 세정액을 공급하여 웨이퍼(W)의 이면 세정을 개시한다. 이면 세정은, 흡착 패드(10)에 의한 웨이퍼(W)의 이동과 세정부재(30)의 이동의 조합에 의해 진행한다. 구체적으로는, 예를 들면 도 18(a)에 도시 한 바와 같이 세정부재(30)는 도면속의 Y방향을 왕복하고, 세정부재(30)의 이동 방향이 바뀔 때에 세정부재(30)의 직경보다 짧은 거리만큼 흡착 패드(10)를 왼쪽 X방향으로 이동한다. 이에 따라, 세정부재(30)는 화살표로 도시한 바와 같은 궤도를 그리며 웨이퍼(W) 이면을 이동하여, 동도면속에 왼쪽 위의 사선으로 빈틈없이 칠한 영역 T1를 빠짐없이 세정할 수 있다.

여기서 세정이 이루어지고 있는 기간중에, 웨이퍼(W)의 이면 전체는 도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이 세정액의 액막(F)에 덮여 있으며, 세정부재(30)로 제거된 파티클은, 세정에 공급된 세정액과 함께 세정부재(30)의 연통홈(35) 및 배출구멍(36)을 통하여 아래쪽의 하부 컵(40)으로 흐른다. 따라서, 도 16에 도시한 바와 같이, 세정부재(30)에 의해서 제거된 파티클을 포함한 세정액은 상부 컵(41)의 내벽에 부딪혀 비산하여 미스트를 발생하는 것을 억제할 수 있다. 기타 세정부재 (30)로 제거된 파티클은, 웨이퍼(W)이면으로부터 흘러 떨어지는 세정액과 함께 하부 컵(40)에 씻겨 흘러간다. 또한, 에어 나이프(25)의 분사구(26)로부터는 웨이퍼 (W) 이면을 향하여 기체가 분출되고, 세정액이 에어 나이프(25)의 바깥쪽을 향하여 날려 버려지는 것에 의해, 에어 나이프(25)와 대향하는 웨이퍼(W) 이면은 건조한 상태가 유지되고 있다(도 17 참조). 이러한 구성에 의해, 웨이퍼(W) 이면을 덮는 세정액이 에어 나이프(25) 안쪽에까지 돌아 들어가 버리는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 스핀 척(20)의 표면은 항상 건조 상태로 유지되고, 처리된 세정액에 의한 오염이나 워터 마크의 형성을 방지하는 것이 가능해진다.

상술한 영역(T1)의 세정을 끝내면, 흡착 패드(10)를 이동시켜 스핀 척(20)의 위쪽에 웨이퍼(W) 중앙부를 위치시키고(도 15(a)), 다음에 흡착 패드(10)로부터 스핀 척(20)에 웨이퍼(W)를 받아넘긴다. 웨이퍼(W)의 받아넘김은, 예를 들면 에어 나이프(25)를 작동시킨 채로 세정부재(30)의 이동이나 회전, 세정액의 공급을 정지하고, 흡착 패드(10)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착을 해제하는 한편으로, 퇴피하고 있는 스핀 척(20)을 상승시켜 웨이퍼(W)의 이면을 지지하고, 다음에 흡착 패드(10)를 아래쪽으로 퇴피시키는 것에 의해 이루어진다.

웨이퍼(W)가 받아 넘겨진 스핀 척(20)은, 흡착 패드(10)와 대략 동일한 높이로 웨이퍼(W)를 흡착 유지하므로, 세정부재(30)는 웨이퍼(W) 하면(피세정면)에 근접한 상태가 된다. 거기서 다시 세정부재(30)를 회전시켜, 세정액을 공급하는 것에 의해 이면 세정이 재개된다(도 15(b)). 이 때, 이면 세정은 스핀 척(20)의 회전과 세정부재(30)의 이동의 조합에 의해 진행한다. 구체적으로는, 예를 들면 도 18(b)에 도시한 바와 같이, 먼저 웨이퍼(W)의 가장바깥둘레를 세정할 수 있는 위치까지 세정부재(30)를 이동시키고 나서 웨이퍼(W)를 천천히 회전시켜, 웨이퍼(W)가 일회전하면 선동작으로 세정된 둥근 형상의 영역보다도 세정부재(30)의 직경분만큼 안둘레면을 세정할 수 있는 위치까지 세정부재(30)를 이동시키고 나서 동일한 동작을 반복한다. 이러한 동작에 의해, 동심원형상의 궤도를 그리면서 웨이퍼(W) 이면을 이동하여, 동도면속에 오른쪽 위의 사선으로 빈틈없이 칠한 영역(T2)을 빠짐없이 세정할 수 있다.

여기서, 영역(T1)과 영역(T2)을 합한 영역은, 도 18(b)에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W) 이면 전체를 포함하고 있으며, 세정되지 않은 데드 스페이스가 발생하지 않도록 각 기기의 사이즈나 이동 범위가 조정되고 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 스핀 척(20)으로 유지하여 세정을 행하고 있는 기간중에는, 세정부재(30)로부터의 세정액의 공급뿐만 아니라, 도 15(b)에서 에어 나이프(25)의 좌측방에 설치되어 있는 세정 노즐(47)로부터도 세정액을 공급하고 있다. 이와 같이 세정 노즐(47)로부터도 세정액을 공급하는 이유는, 웨이퍼(W) 표면에 젖어 있는 영역과 건조되어 있는 영역이 혼재하고 있으면 세정액을 건조시켰을 때에 워터 마크를 일으키는 원인이 되므로, 세정액을 빠짐없이 널리 퍼뜨려 워터 마크의 발생을 억제하기 위해서이다.

이렇게 해서 웨이퍼(W) 이면 전체의 세정을 완료하면, 세정부재(30)의 회전이나 이동, 세정액의 공급, 스핀 척(20)의 회전을 정지하고, 세정액의 스핀 건조의 동작으로 이행한다. 스핀 건조는, 스핀 척(20)을 고속으로 회전시켜 웨이퍼(W) 이면에 부착하고 있는 세정액을 떨어내는 것에 의해 이루어진다. 이미 설명한 바와 같이 빠짐없이 젖은 웨이퍼(W)를 단번에 스핀 건조시키는 것에 의해, 워터 마크의 발생이 억제된다. 이 때, 위쪽에 퇴피하고 있던 블로우 노즐(46)을 하강시키고, 동시에 세정부재(30) 옆의 블로우 노즐(46)을 웨이퍼(W) 둘레가장자리부에 위치시키도록 지지부재(60)를 이동시켜, 웨이퍼(W) 둘레가장자리부의 상면과 하면으로부터 기체를 내뿜는 것에 의해, 스핀 건조가 촉진된다. 한편, 스핀 척(20)에 유지되는 제2 영역에 대해서는 스핀 건조를 행할 수 없지만, 에어 나이프(25)에 의해서 건조된 상태로 스핀 척(20)과 접촉하도록 되어 있으므로 워터 마크가 발생하는 경우는 거의 없다.

이상에 설명한 동작에 의해 웨이퍼(W) 이면 전체의 세정과 건조를 종료하면, 반입시와는 반대의 동작으로 웨이퍼(W)를 반송수단에 넘겨주어 반출한다. 이 때 도 4∼도 6에 도시한 UV 램프(48)를 점등하여 편자형상으로 반송수단의 아래쪽으로부터 웨이퍼(W) 이면을 향하여 자외선을 조사하여, 만일 파티클이 부착하고 있는 경우라 하더라도, 예를 들면 유기물은 자외선의 조사에 의해 분해되므로, 이러한 타입의 파티클을 수축시켜, 디포커스 등의 영향을 작게 할 수 있다.

웨이퍼(W)의 반출 동작과 병행하여, 흡착 패드(10)나 스핀 척(20)은 도 14 (a)에 도시한 위치까지 이동하여 다음 웨이퍼(W)의 반입을 기다린다. 그리고 도 14∼도 18을 참조하여 설명한 동작을 반복하여, 복수의 웨이퍼(W)를 순차 세정한다.

<제2 실시형태>

도 19는, 이 발명에 따른 세정장치의 제2 실시형태를 도시한 개략 단면도이다.

제2 실시형태는, 세정부재(30)에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 적극적으로 배출하도록 한 경우이다. 즉, 도 19에 도시한 바와 같이, 세정부재(30)에 형성된 각 배출구멍(36)에 배액관(81)을 연통(접속)하고, 이 배액관 (81)에 흡인수단인 흡인 펌프(80)를 접속하여, 세정부재(30)에 의해서 제거된 파티클 및 세정에 공급된 세정액을 적극적으로 배출하도록 한 경우이다. 이 경우, 흡인 펌프(80)와 세정부재(30)의 회전기구 즉 서보 모터(39) 및 세정액 공급관(51)에 설치(介設)되는 유량 조정 밸브(53)는, 제어수단인 컨트롤러(70)에 전기적으로 접속되어 있으며, 컨트롤러(70)로부터의 제어신호에 기초하여 제어되도록 구성되어 있다. 한편, 제2 실시형태에 있어서, 기타 부분은 제1 실시형태와 동일하므로, 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성되는 제2 실시형태의 세정장치(1)에 의하면, 세정에 의해 제거된 파티클 및 세정에 공급한 세정액을 효율적으로 배출할 수 있다. 또한, 흡인 펌프(80)의 흡인 작용에 의해서 적극적으로 배출할 수 있으므로, 세정부재(30)의 회전수의 조정 및 세정액의 공급량의 조정이 가능해져, 최적의 상태로 세정 처리를 행하는 것이 가능해진다.

한편, 제2 실시형태의 세정장치(1)를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 하면의 세정 이외에 웨이퍼(W)의 상면의 세정 처리에도 적용이 가능해진다.

<기타 실시형태>

한편, 도 1∼도 3에 나타낸 레지스트 도포·현상 처리 시스템에서는 실시형태에 따른 세정장치(1)를 인터페이스 블록(S3)의 입구부에 설치한 예를 나타냈지만, 세정장치(1)를 설치하는 위치는 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 인터페이스 블록(S3) 내에 상기 세정장치(1)를 설치하더라도 좋고, 처리 블록(S2)의 입구부, 예를 들면 선반 유닛(U5)에 설치하여 레지스트막이 형성되기 전의 웨이퍼 (W)를 이면 세정하도록 구성해도 좋고, 캐리어 블록(S1)내에 설치해도 좋다.

또한, 본 실시형태에 따른 세정장치(1)를 적용할 수 있는 장치는, 레지스트 도포·현상 처리 시스템에 한정되지 않는다. 예를 들면 이온 주입후의 어닐 행정을 행하는 열처리 장치에도 본 세정장치(1)는 적용할 수 있다. 웨이퍼(W)의 이면에 파티클이 부착한 채로 어닐 행정을 행하면, 이 행정중에 파티클이 웨이퍼 이면으로부터 들어가, 이 파티클과 표면의 트랜지스터의 사이에 전류로가 형성되어 버리기도 한다. 이 때문에, 이 행정의 전에 웨이퍼(W)를 이면 세정하는 것에 의해 제품의 생산수율을 향상시킬 수 있다

한편, 상기 실시형태에서는, 이 발명에 따른 세정장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상 처리 시스템에 적용하는 경우에 대하여 설명했지만, 반도체 웨이퍼 이외의 피처리 기판, 예를 들면 FPD(플랫 패널 디스플레이) 기판, 마스크 기판 등에도 적용할 수 있다.

다음에, 이 발명에 따른 세정장치에서의 세정부재(30)와 종래의 세정부재의 세정 효율을 조사하기 위해서 행한 평가 실험에 대하여 설명한다.

<평가 조건>

·시료 : 비교예{중앙부에 세정액 토출구를 가진 세정부재}

실시예{제1 실시형태에 따른 세정부재(30)}

·가압력 : 0.8N

·세정부재의 회전수 : 500rpm

·세정부재 린스 : 0.0L/min.

·배스(Bath) DIW유량 : 0.2L/min.

·시료 기판: PSL(Polystyrene Latex) 부착의 웨이퍼

(친수성:0.309㎛ 15000개 정도 부착)

·계측기 : SP1(#1 2F) =SurfscanSp1TB1(BZ-0200, BZ-0104){KLA-Tencor Ltd.제 상품명}

·검사 조건 : 검사 입자지름 0.10㎛, 0.16㎛, 0.20㎛, 1.0㎛

·검사 영역 : Ø65-296mm

·실험기 : 브러시 세정 모듈

<평가방법>

먼저, 비교예와 실시예의 세정부재를 세정 배스에서 충분히 물에 담근다. 다음에, 세정부재압이 제로가 되는 위치를, 세정부재 압입량 제로로 하고, 압입량 2.5mm로 맞춘 후, 웨이퍼(시료 기판)의 이니셜을 계측기(SP1)로 측정한다. 다음에, 파라미터를 설정하고, 소정 시간 배스세정기구로 세정을 행하여 실제의 시료를 처리하여, 처리후의 파티클수를 계측기(SP1)로 측정한다.

상기 평가 실험의 결과, 비교예에서는 표 1에 도시한 결과가 얻어지고, 실시예에서는 표 2에 도시한 결과가 얻어졌다.

파티클 사이즈(㎛)	세정전	세정후	제거율(%)
0.10㎛	11616	9295	20.0
0.16㎛	11572	8811	23.9
0.20㎛	11564	8709	24.7
1.0㎛	6	21	-162.5

파티클 사이즈(㎛)	세정전	세정후	제거율(%)
0.10㎛	12783	1968	84.6
0.16㎛	12702	1436	88.7
0.20㎛	12673	1351	89.3
1.0㎛	21	18	14.285714

상기 평가 실험의 결과, 이 발명에 따른 세정장치에서의 세정부재를 이용한 실시예에 의하면 종래의 세정부재(비교예)에 비해 파티클의 제거율을 대폭 웃도는 것을 알 수 있다.

도 1은 이 발명에 따른 기판세정장치를 적용한 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 일례를 도시한 개략 평면도이다.

도 2는 상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 사시도이다.

도 3은 상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 종단면도이다.

도 4는 이 발명에 따른 기판세정장치의 제1 실시형태를 도시한 사시도(a) 및 (a)의 일부 확대 사시도(b)이다.

도 5는 상기 기판세정장치의 평면도이다.

도 6은 상기 기판세정장치의 단면도이다.

도 7은 이 발명에서의 세정부재를 도시한 단면 사시도이다.

도 8은 상기 세정부재의 평면도이다.

도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.

도 10은 이 발명에서의 연통홈과 배출구멍의 다른 변형예를 도시한 단면도이고, 도 8의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.

도 11은 이 발명에 있어서의 세정부재의 다른 형태를 도시한 평면도이다.

도 12는 도 11의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.

도 13은 제1 실시형태의 기판세정장치에 있어서의 에어 나이프를 도시한 사시도이다.

도 14는 제1 실시형태의 기판세정장치의 동작을 설명하기 위한 제1 공정의 개략 단면도이다.

도 15는 제1 실시형태의 기판세정장치의 동작을 설명하기 위한 제2 공정의 개략단면도이다.

도 16은 이 발명에서의 세정부재의 세정 상태를 도시한 개략 단면도이다.

도 17은 세정시의 웨이퍼 하면 상태를 도시한 개략 단면도이다.

도 18은 제1 실시형태의 기판세정장치의 각 동작에서 세정되는 영역을 도시한 개략 평면도이다.

도 19는 이 발명에 따른 기판세정장치의 제2 실시형태를 도시한 단면도이다.

[부호의 설명]

W : 반도체 웨이퍼(피처리 기판)

F : 액막

R : 회전 방향

10 : 흡착 패드(유지수단)

20 : 스핀 척(유지수단)

22 : 스핀 척 모터

30 : 세정부재

31 : 세정 기부

32 : 베이스부

33 : 토출구(세정액 토출구)

34 : 연통구멍(세정액 토출구)

35 : 연통홈

35a : 경사면

35c : 유도홈

36 : 배출구멍

50 : 세정액 공급원

51 : 세정액 공급관

53 : 유량조정밸브

70 : 컨트롤러(제어수단)

80 : 흡인 펌프(흡인수단)

81 : 배액관

Claims (5)

1. 피처리 기판을 수평으로 유지하고 연직축 둘레로 회전하는 유지수단과, 연직축 둘레로 회전 가능한 세정부재와, 상기 세정부재를 회전시키는 회전기구와, 상기 세정부재를 상기 피처리기판의 피세정면을 따라서 이동시키는 이동기구를 구비한 기판세정장치에 있어서,

   상기 세정부재는, 베이스부에 스펀지형상의 세정 기부(基部)를 접합하여 이루어지고,

   상기 베이스부 및 세정 기부의 중심부에, 세정액 공급원에 접속하는 세정액 토출구를 형성하고, 상기 세정 기부에, 기단이 상기 세정액 토출구에 연통함과 함께, 선단이 세정부재의 바깥둘레 가장자리부 앞까지 이어지는 복수의 연통홈을 형성하며,

   상기 베이스부에서의 상기 연통홈이 위치하는 부위에, 연통홈과 연통하는 배출구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세정 기부의 중심부에, 베이스부의 세정액 토출구보다 큰 지름으로 형성되고, 세정액 토출구 및 각 연통홈에 연통하는 버퍼용 연통구멍을 더 형성한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 연통홈 및 배출구멍중의 적어도 연통홈은, 세정부재의 회전 방향을 따라서 세정 표면측으로부터 세정 이면측을 향하는 경사면을 가진 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 세정 기부의 세정 표면의 동심원상에, 인접한 연통홈에 연통하는 하나 또는 복수의 유도홈을 형성한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 각 배출구멍에 연통하는 배액관과, 이 배액관에 설치되는 흡인수단을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.

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