KR20100056975A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 표면을 처리하는 기판 처리 장치(10)는, 기판(W)의 표면(S)을 처리하는 물리 도구(40)를 가지는 물리 도구 유닛(23)과, 기판(W)의 표면(S)에 액체를 공급하는 액 공급 노즐(45)과, 기판(W)의 표면(S)에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐(46)을 가지는 노즐 유닛(21)과, 물리 도구 유닛(23)을 기판(W)의 표면(S)을 따라 이동시키는 물리 도구 유닛 이동 기구부(23)와, 노즐 유닛(21)을 기판(W)의 표면(S)을 따라 이동시키는 노즐 유닛 이동 기구부(24)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 특히 처리 대상물인 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일례로서, 기판 처리 장치는, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 제조 공정에 있어서 기판에 대해 약액 등의 액체를 공급하여 처리를 행한다. 기판이 회전 테이블에 유지되어 있고, 처리 노즐이 아암에 부착되어 있으며, 아암과 함께 처리 노즐이 이동함으로써 처리액이 기판에 공급되는 구조가, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
<선행 기술 문헌>
<특허 문헌>
<특허 문헌 1> 일본국 특개 2007－103825호 공보
그런데, 특허 문헌 1에 기재된 기판 처리 장치에서는, 기판의 표면이 소수면(疎水面 : 물을 꺼리는 면)인 경우에, 처리 중에 기판의 표면의 건조가 일어나, 기판에 있어서의 액의 피복성이 악화됨으로써, 워터마크(물 번짐)가 발생한다.
또한, 기판의 표면을 처리하는 물리 도구와 처리액을 공급하는 고정 노즐을 병용하는 기판 처리 장치의 경우에는, 고정 노즐이 움직이지 않음으로써, 처리액이 기판의 표면에서 체류하는 부분이 발생하므로, 그 부분에 파티클이 부착하는 경우가 있다.
또한, 물리 도구가 기판에 대해서 스캔된 경우에, 물리 도구로부터 공급되는 기체(혹은 처리액)와 고정 노즐로부터 공급되는 처리액이 간섭하여 액의 튐이 발생하고, 그 상태에서의 건조에 의해 워터마크(물 번짐)가 발생한다.
또한, 액끼리 간섭하는 것 이외에도, 고정 노즐로부터 공급된 처리액이, 스캔되어 있는 요동 아암체(물리 도구) 자체에 간섭함으로써 액의 튐이 발생하고, 그 상태에서의 건조에 의해 워터마크(물 번짐)가 발생한다.
본 발명은, 상기에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 전면에 있어서의 액의 피복성이 향상되어 처리 중의 건조를 막아 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판의 표면을 처리하는 물리 도구를 가지는 물리 도구 유닛과, 상기 기판의 표면에 액체를 공급하는 액 공급 노즐과, 상기 기판의 표면에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐을 가지는 노즐 유닛과, 상기 물리 도구 유닛을 기판의 표면을 따라 이동시키는 물리 도구 유닛 이동 기구부와, 상기 노즐 유닛을 기판의 표면을 따라 이동시키는 노즐 유닛 이동 기구부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 기판의 표면을 처리하는 물리 도구를 가지는 물리 도구 유닛을, 물리 도구 유닛 이동 기구부에 의해 기판의 표면을 따라 직선 이동시키고, 상기 기판의 표면에 액체를 공급하는 액 공급 노즐과 상기 기판의 표면에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐을 가지는 노즐 유닛을, 노즐 유닛 이동 기구부에 의해, 상기 물리 도구 유닛의 직선 이동 방향과는 반대 방향으로 기판의 표면을 따라 직선 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 전면에 있어서의 액의 피복성이 향상되어 처리 중의 건조를 막아 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 기판 처리 장치의 바람직한 실시 형태를 나타내는 도면이 다. 도 2는, 도 1에 도시하는 기판 처리 장치의 노즐 헤드 장치와 노즐 헤드 장치의 이동 조작부를 나타내는 평면도이다.
도 1에 도시하는 기판 처리 장치(10)는, 일례로서 기판(W)의 표면(S)의 파티클을 제거하는 세정 장치로서 이용되고, 기판 유지부(11)와, 노즐 헤드 장치(12)와, 노즐 헤드 장치의 이동 조작부(13)와, 다운플로우(downflow)용의 필터 부착 팬(14)과, 컵(15)과, 처리실(16)을 가진다.
기판 유지부(11)는, 베이스 부재(17)와, 회전축(18)과, 모터(19)를 가지고 있고, 베이스 부재(17) 상에는 기판(W)이 탈착 가능하게 고정된다. 처리실(16) 내에는, 컵(15)과 베이스 부재(17)와 모터(19)의 회전축(18)이 수용되어 있다. 회전축(18)의 선단부에는 베이스 부재(17)가 고정되어 있다. 모터(19)가 제어부(100)의 지령에 의해 동작함으로써, 베이스 부재(17)와 기판(W)은 R방향으로 연속 회전할 수 있다. 팬(14)은, 제어부(100)의 지령에 의해 동작한다.
다음에, 도 1에 도시하는 노즐 헤드 장치(12)와 노즐 헤드 장치의 이동 조작부(13)의 구조예를, 도 2∼도 6을 참조하여, 설명한다.
도 3은, 노즐 헤드 장치(12)와 노즐 헤드 장치의 이동 조작부(13)를 도시하는 사시도이며, 도 4는, 노즐 헤드 장치(12)의 상부 커버를 제거하여 내부 구조예를 나타내는 평면도이다. 도 5는, 노즐 헤드 장치(12)의 내부 구조를 도시하는 사시도이며, 도 6은, 도 4에 도시하는 노즐 헤드 장치(12)의 B－B선에 있어서의 단면도이다.
우선, 도 3과 도 4를 참조하면, 노즐 헤드 장치(12)는, 긴 상자형상의 케이 스(20)와, 물리 도구 유닛(21)과, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)과, 물리 도구 유닛(21)의 이동 기구부(23)와, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 이동 기구부(24)를 가지고 있다.
케이스(20)는, 물리 도구 유닛(21)과, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)과, 물리 도구 유닛(21)의 이동 기구부(23)와, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 이동 기구부(24)를 수용하고 있다.
도 1과 도 2에 도시하는 케이스(20)는, 예를 들면 금속 재료에 의해 만들어져 있고, 도 3과 도 4, 도 6에 도시하는 바와같이, 상면부(25)와, 측면부(26, 27, 28, 29)와, 저면부(30)에 의해 구성되어 있다. 상면부(25)와, 측면부(26, 27)는, T방향을 따르는 긴 판형상의 부재이다. 측면부(28, 29)는 케이스(20)의 전단부와 후단부에 각각 상당하는데, 측면부(29)는, 노즐 헤드 장치의 이동 조작부(13)의 아암부(31)의 일단부(32)에 고정되어 있다.
여기서, 도 4와 도 5를 참조하여, 물리 도구 유닛(21)과, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)과, 물리 도구 유닛(21)의 이동 기구부(23)와, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 이동 기구부(24)의 구조예에 대해서, 설명한다.
물리 도구 유닛(21)은, 물리 도구(40)와, 이 물리 도구(40)를 유지하는 유지부(41)를 가진다. 물리 도구(40)는, 스프레이 노즐이며, 처리액 공급부(42)와 가스 공급부(42G)에 대해서 밸브(42B)를 통해 접속되어 있다. 처리액 공급부(42)에는, 스프레이용의 액체, 일례로서 순수(純水)가 공급되고, 가스 공급부(42G)에는, 기체, 일례로서 질소 가스가 공급되어 있다. 이에 따라, 처리액 공급부(42)와 가 스 공급부(42G)는, 물리 도구(40)측에 액체와 기체를 혼합한 스프레이용의 액체, 즉 처리용의 액체(미스트)를, 도 1에 도시하는 기판(W)의 표면(S)에 공급할 수 있다.
또한, 물리 도구(40)는, 기판의 표면에 대해서 물리적인 처리를 할 수 있는 도구인데, 예를 들면 스프레이 노즐 이외에 초음파 노즐이나 브러쉬 등이어도 된다. 이 브러쉬에는, 처리액이 공급된다.
액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)은, 액 공급 노즐(45)과, 가스 공급 노즐(46)과, 액 공급 노즐(45)과 가스 공급 노즐(46)을 T방향을 따라 배열하여 유지하는 유지부(147)를 가진다.
액 공급 노즐(45)은, 처리액 공급부(48)에 대해서 밸브(48B)를 통해 접속되어 있다. 처리액 공급부(48)에는, 처리용의 액체, 예를 들면 에칭액, 세정액, 순수 등이 저장되어 있다. 액 공급 노즐(45)은, 처리용의 액체를 도 1에 도시하는 기판(W)의 표면(S)에 공급할 수 있다.
가스 공급 노즐(46)은, 가스 공급부(47)에 대해서 밸브(47B)를 통해 접속되어 있고, 예를 들면 질소 가스 등의 불활성 가스를 도 1에 나타내는 기판(W)의 상면에 공급할 수 있다.
도 4와 도 5에 도시하는 물리 도구 유닛(121)의 이동 기구부(23)는, 가이드 레일(50)과, 모터(51)와, 이송 나사(52)를 가지고 있다. 가이드 레일(50)은, 케이스(20)의 측면부(26)의 내면에 있어서 T방향을 따라 고정되어 있다. 가이드 레일(50)은 가이드용의 홈부(50M)를 가지고 있고, 물리 도구 유닛(21)의 유지부(41) 의 돌기(41T)가 맞물려 있다. 이송 나사(52)는, 유지부(41)의 너트(53)에 맞물려 있고, 이송 나사(52)가, 모터(51)의 구동에 의해 회전함으로써, 유지부(41)와 물리 도구(40)로 이루어지는 물리 도구 유닛(21)을, T1 방향과 T2 방향을 따라 직선 이동시켜 위치 결정 가능하다.
또한, 도 4와 도 5에 도시하는 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 이동 기구부(24)는, 가이드 레일(60)과, 모터(61)와, 이송 나사(62)를 가지고 있다. 가이드 레일(60)은, 케이스(20)의 측면부(27)의 내면에 있어서 T방향을 따라 고정되어 있다. 가이드 레일(60)은 가이드용의 홈부(60M)를 가지고 있고, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 유지부(147)의 돌기(147T)가 맞물려 있다. 이송 나사(62)는, 유지부(47)의 너트(63)에 맞물려 있고, 이송 나사(62)가, 모터(61)의 구동에 의해 회전함으로써, 유지부(147)와 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)을 T1 방향과 T2 방향을 따라 직선 이동시켜 위치 결정 가능하다.
다음에, 도 3을 참조하여, 노즐 헤드 장치(12)의 이동 조작부(13)의 구조예를 설명한다.
도 3에 도시하는 노즐 헤드 장치(12)의 이동 조작부(13)는, 노즐 헤드 장치(12)를, 회전 중심축(SR)을 중심으로 하여 G방향으로 요동 조작하고, 회전 중심축(SR) 방향과 평행한 Z방향을 따라 상하 이동 조작하는 기능을 가진다.
이 노즐 헤드 장치(12)의 이동 조작부(13)는, 기부(70)와, 상하 이동부(71)와, 회전 지지부(72)와, 모터(73)와, 모터(74)와, 이송 나사(75)를 가지고 있다. 회전 지지부(72)는, 노즐 헤드 장치(12)의 아암부(31)의 타단부(32B)가 고정되어 있고, 아암부(31)와 노즐 헤드 장치(12)는, 회전 지지부(72)의 직경 방향으로 신장되어 있다. 또한, 모터(73)는 기부(70)에, 모터(74)는 상하 이동부(71)에 각각 지지되어 있다.
모터(73)는, 이송 나사(75)를 회전시킬 수 있고, 이송 나사(75)는 상하 이동부(71)의 너트(77)에 맞물려 있다. 이에 따라, 모터(73)를 구동함으로써, 상하 이동부(71)는, 기부(70)에 대해서 가이드(76)에 의해 Z방향을 따라 상하 이동하여 위치 결정할 수 있게 되어 있다.
또한, 모터(74)의 출력축의 기어(74C)는, 회전 지지부(72)의 축(78)의 기어(79)에 맞물려 있다. 이에 따라, 모터(74)를 구동함으로써, 회전 지지부(72)는, 회전 중심축(SR)을 중심으로 하여, G방향으로 요동할 수 있다.
도 4에 도시하는 모터(51, 61)와, 도 3에 도시하는 모터(73, 74)는, 제어부(100)의 지령에 의해 동작한다. 또한, 도 4에 도시하는 각 밸브(42B, 47B, 48B)의 개폐 제어는, 제어부(100)의 지령에 의해 행해진다. 이들 모터로는, 예를 들면 서보 모터를 이용할 수 있다.
다음에, 상술한 기판 처리 장치(10)의 동작예를 설명한다. 제어부(100)가 모터(19)를 동작시켜, 베이스 부재(17) 상의 기판(W)을 R방향(도 1 참조)으로 연속 회전시킨다.
도 4에 도시하는 바와같이, 제어부(100)가 각 밸브(42B, 47B, 48B)의 개폐 제어를 행함으로써, 물리 도구(40)가 스프레이 노즐인 경우에는 스프레이용의 액체, 즉 처리용의 액체(미스트)를 기판(W)의 표면(S)을 향해 공급할 수 있고, 액 공 급 노즐(45)로부터는, 예를 들면 순수를 기판(W)의 표면(S)을 향해 공급할 수 있고, 가스 공급 노즐(46)로부터는, 예를 들면 불활성 가스의 일예인 질소 가스를 기판(W)의 표면(S)을 향해 공급할 수 있다. 이와 같이 물리 도구(40)로부터의 처리용의 액체의 공급과, 액 공급 노즐(45)로부터의 순수의 공급, 그리고 가스 공급 노즐(46)로부터의 질소 가스의 공급은, 노즐 헤드 장치(아암체라고도 한다)(12)를 요동시키면서 행할 수 있고, 이에 따라 기판(W)의 표면(S)의 처리가 가능하다.
도 4와 도 5에 도시하는 물리 도구 유닛(21)이, 제어부(100)의 지령에 의해, 물리 도구 유닛(21)의 이동 기구부(23)에 의해 T방향으로 직선 이동되는 동작과, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이, 제어부(100)의 지령에 따라 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 이동 기구부(24)에 의해 T방향으로 직선 이동하는 동작은 동기되어 있다.
그러나, 물리 도구 유닛(21)의 이동 방향과, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 이동 방향은, 완전히 반대 방향이다. 즉, 물리 도구 유닛(21)이 T1 방향으로 이동할 때는, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)은 T2 방향으로 이동한다. 또한, 물리 도구 유닛(21)이 T2 방향으로 이동할 때는, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)은 T1 방향으로 이동한다.
도 7(A)∼도 7(C)는, 기판(W)의 상면에 대해서 물리 도구 유닛(21)과 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 T1 방향과 T2 방향으로 이동하는 모습을 도시한다.
도 7(A)의 상태에서는, 물리 도구 유닛(21)이 기판(W)의 중심부 부근(P1)에 위치되어 있고, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 기판(W)의 둘레 가장자리 부분 부근(P2)에 위치되어 있다. 즉, 도 7(A)에서는, 물리 도구(40)가 기판(W)의 중심부 부근(P1)에 위치되어 있고, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 기판(W)의 둘레 가장자리부 부근(P2)에 위치되므로, 물리 도구(40)로부터 스프레이 공급되는 처리용의 액체(미스트)에 의해, 기판(W)의 중심부 부근(P1)이 처리되고 있을 때에는, 기판(W)의 외주부(둘레 가장자리 부분 부근(P2))는, 액 공급 노즐(45)로부터 공급되는 예를 들면 순수에 의해 처리된다.
물리 도구(스프레이 툴)(40)는, 처리액(미스트)을 공급하면서, 중심부 부근(P1) 부근으로부터 둘레 가장자리 부분 부근(P2) 부근으로 이동한다. 이 때의 처리는, 기판(W)에 처리액(미스트)을 공급함으로써, 기판(W) 상의 파티클을 제거하고 있다. 액 공급 노즐(45)은, 노즐로부터 순수를 공급하면서 둘레 가장자리 부분 부근(P2) 부근으로부터 중심부 부근(P1) 부근으로 이동한다. 순수를 공급하는 이유는, 기판(W)의 건조 방지이다. 물리 도구(40)와 상대 방향으로 순수를 공급하는 것은, 물리 도구(40)로 처리된 부분을 건조시키지 않기 위해 행한다. 또한, 물리 처리 후에 기판(W)을 자연 건조시키면, 워터마크(물 번짐)가 발생한다.
도 7(A)의 상태로부터, 물리 도구 유닛(21)과 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 반대 방향으로 이동하여 도 7(B) 상태로 되면, 물리 도구 유닛(21)이 기판(W)의 둘레 가장자리부 부근(P2)에 위치되고, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 기판(W)의 중심부 부근(P1)에 위치된다. 즉, 도 7(B)에서는, 물리 도구(40)가 기판(W)의 둘레 가장자리부 부근(P2)에 위치되어 있고, 액 공급 노 즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 기판(W)의 중심부 부근(P1)에 위치되므로, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 액 공급 노즐(45)로부터 공급되는 예를 들면 순수에 의해, 기판(W)의 중심부 부근(P1)이 처리되어 있을 때에는, 기판(W)의 외주부(둘레 가장자리 부분(P2))는, 물리 도구 유닛(21)의 물리 도구(40)로부터 스프레이 공급되는 예를 들면 처리용의 액체(미스트)에 의해 처리된다.
또한, 도 7(C)의 상태에서는, 물리 도구 유닛(21)이 기판(W)의 둘레 가장자리부 부근(P2)에 위치되고, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)이 기판(W)의 중심부 부근(P1)에 위치되어 있다. 가스 공급 노즐(46)로부터 공급되는 가스에 의해, 기판(W)의 표면(S)에 대해서 가스 공급을 행할 수 있다. 이 가스가 기판(W)의 표면(S)에 대해서 공급됨으로써, 불활성 가스를 이용하여 기판(W)의 표면(S)은 건조 처리된다. 이와 같이 공급된 가스에 의해 기판(W)의 표면(S)이 곧장 건조되므로, 기판(W)의 표면(S)을 확실하게 건조 처리할 수 있다. 또한, 건조 시는, 기판(W)의 회전 속도를 올려(세정 처리시의 회전 속도보다도 높다), 탈액을 하면서, 가스를 공급한다.
여기서, 예를 들면, 물리 도구(40)가 노즐 헤드 장치(아암체)(12)에 대해서 한창 이동하고 있는 중에도, 물리 도구(40)로부터 액체가 공급되고, 또한, 노즐 헤드 장치(12)가 한창 요동하고 있는 중에도, 물리 도구(40)는 노즐 헤드 장치(12)에 대해서 이동한다. 또한, 액 공급 노즐(45)과 가스 공급 노즐(46)도, 노즐 헤드 장치(12)가 한창 요동하고 있는 중에 노즐 헤드 장치(12)에 대해서 이동한다.
또한, 건조를 행할 때는, 물리 도구(40)나 액 공급 노즐(45)로부터의 공급을 중지시킨다. 중심부 부근(P1) 부근으로부터 둘레 가장자리부 부근(P2) 부근까지 이동시키면서, 가스를 분사시키면서 기판(W)을 건조시킨다. 또한, 추가로서, 세정 처리한 후에 곧장 건조 처리로 넘기는 것도 고려한다. 이는, 물리 도구(40)의 뒤를 쫓도록 가스 공급 노즐(46)이 이동해 가도록 한다. 그렇게 함으로써, 물리 도구(40)의 세정 후 곧장 건조 가스로 건조시킴으로써(건조 치환), 워터마크(물 번짐)의 발생을 방지한다.
또한, 본 발명의 다른 별도의 실시 형태로는, 물리 도구 유닛(21)의 물리 도구(40)는, 전술의 이동 기구부(23)에 의한 T방향의 이동에 추가하여, 도 8에 도시하는 바와같이, 상하 이동부(90)에 의해 Z방향을 따라 위치를 이동하도록 해도 된다. 마찬가지로, 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 액 공급 노즐(45)과 가스 공급 노즐(46)도, 전술의 이동 기구부(24)에 의한 T방향의 이동에 추가하여, 상하 이동부(91)에 의해 Z방향을 따라 위치를 이동하도록 해도 된다. 상하 구동부(90, 91)는, 각각 기어(92)와, 기어(92)에 맞물리는 랙(93)과, 기어가 장착된 모터(94)를 가지고 있다. 모터(94)가 제어부(100)의 지령에 따라 동작하면, 상하 구동부(90)는 물리 도구 유닛(21)의 물리 도구(40)를, Z방향으로 이동하여 위치 결정할 수 있고, 상하 구동부(91)는 액 공급 노즐 및 가스 공급 노즐 유닛(22)의 액 공급 노즐(45)과 가스 공급 노즐(46)을, Z방향으로 이동하여 위치 결정할 수 있다.
노즐을 상하로 하는 것은, 처리 상태에 따라 상하의 위치를 제어하기 위함이다. 예를 들면, 기판 세정력을 높이기 위해서는, 노즐을 기판(W)에 근접하도록 하여, 스프레이 공급을 행한다. 이에 따라, 스프레이의 토출구에 근접하면 근접할수 록, 토출 압력이 높으므로, 세정력이 강하고, 기판(W) 상의 파티클을 제거할 수 있다. 반대로 세정력을 너무 강하게 하면, 기판(W)의 패턴 무너짐을 일으킬 가능성이 있으므로, 노즐을 높게 하여, 기판(W)에 걸리는 압력을 완화시키면서 기판 세정을 행할 수 있다.
종래에는, 기판(W)의 표면(S)이 소수면인 경우에, 물리 도구만으로 기판(W)의 표면(S)을 처리하면, 기판(W)의 표면(S)에 있어서의 액의 피복성이 악화되고, 그 상태로 건조시키면 워터마크(물 번짐)가 발생한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태에서는, 기판(W)의 표면(S)은, 물리 도구(40)와, 액 공급 노즐(45)과 가스 공급 노즐(46)을 구비하는 세정 도구에 의해 세정할 수 있다. 물리 도구(40)와 액 공급 노즐(45)을 병용하여, 상호 반대 방향으로 직선 이동시킴으로써, 다양한 구경의 기판(W)의 표면(S)의 파티클을 제거하면서, 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있다.
즉, 큰 사이즈의 기판(W)이나 작은 사이즈의 기판(W)에 대해서도, 물리 도구(40)나 액 공급 노즐(45), 가스 건조 노즐(46)의 이동 거리를 바꿈으로써 대응하는 것이 가능하고, 다양한 구경(口徑)의 기판(W)에 대응할 수 있다. 또한, 물리 도구(40)로 기판 세정 후 곧장 순수를 공급함으로써, 세정 처리한 영역을 건조시키지 않거나, 세정 처리한 영역을 곧장 건조시킴으로써, 워터마크(물 번짐)의 발생을 방지할 수 있다.
물리 도구(40)가 이동하는데 동기하여 액 공급 노즐(45)이, 물리 도구(40)와는 반대 방향으로 이동하면서 처리액을 공급한다. 물리 도구(40)와 액 공급 노 즐(45)의 이동에는, 상술한 것처럼 서보 모터와 이송 나사(볼 나사)를 사용하고 있고, 제어부(100)가 서보 모터에 지령을 함으로써, 물리 도구(40)와 액 공급 노즐(45)의 위치와 속도 제어를 행할 수 있다.
여기서, 회전하고 있는 기판(W)의 둘레 가장자리 부분의 속도와 중심부의 속도는 다르기 때문에, 위치에 따라 속도를 변화시키는 것이 필요해진다. 즉, 기판(W)을 균일하게 처리하기 위해서는, 기판 중심부로부터 둘레 가장자리에 걸쳐, 물리 도구(40)나 액 공급 노즐(45)의 속도가 감속하도록 변속을 행한다. 제어부(100)가 물리 도구(40)와 액 공급 노즐(45)의 위치에 따라 서보 모터에 지령을 함으로써, 이들 속도 제어를 행한다. 또한, 물리 도구(40)나 액 공급 노즐(45)은 둘레 가장자리로부터 중심부에 걸쳐서도 이동한다. 이 경우에는, 둘레 가장자리로부터 서서히 속도를 올린다.
이러한 본 발명의 실시 형태의 구조를 채용함으로써, 기판(W)의 전면에 있어서의 액의 피복성이 향상되고, 처리 중에 기판(W)의 표면(S)이 건조되는 것을 막아, 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 도 7(C)에 도시하는 바와같이, 물리 도구(40)와 액 공급 노즐(45)에 의한 처리를 정지하여, 가스 공급 노즐(46)로부터 질소 가스와 같은 불활성 가스를 토출함으로써, 기판(W)의 표면(S)이 곧장 건조되므로, 워터마크(물 번짐)의 발생의 저감을 도모하면서, 기판(W)의 표면(S)의 건조 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 기판을 회전시키면서 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 장치로서, 기판의 표면을 처리하는 물리 도구를 가지는 물리 도구 유닛 과, 기판의 표면에 액체를 공급하는 액 공급 노즐과, 기판의 표면에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐을 가지는 노즐 유닛과, 물리 도구 유닛을 기판의 표면을 따라 이동시키는 물리 도구 유닛 이동 기구부와, 노즐 유닛을 기판의 표면을 따라 이동시키는 노즐 유닛 이동 기구부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 전면에 있어서의 액의 피복성이 향상되어 처리 중의 건조를 막아 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 처리 장치는, 물리 도구 유닛과, 노즐 유닛과, 물리 도구 유닛 이동 기구부와, 그리고 노즐 유닛 이동 기구부를 수용하는 케이스를 구비하는 노즐 헤드 장치와, 노즐 헤드 장치를 기판의 표면에 대해서 이동시키는 노즐 헤드 장치의 이동 조작부를 구비한다. 이에 따라, 노즐 헤드 장치는, 기판의 표면에 대해서 이동하여, 물리 도구 유닛과 노즐 유닛이 기판의 표면의 적절한 위치에 처리를 행할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 상기 노즐 헤드 장치의 이동 조작부는, 노즐 헤드 장치를, 기판의 회전 중심축과 평행한 방향으로 상하 이동시키는 상하 이동부와, 노즐 헤드 장치를, 기판 상에 요동시키는 회전 지지부를 가지는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 노즐 헤드 장치는, 기판의 표면에 대해서 상하 이동하고, 회전함으로써, 물리 도구 유닛과 노즐 유닛이 기판의 표면의 적절한 위치에 처리를 행할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 물리 도구 유닛 이동 기구부는, 모터와, 모터에 의해 회전되어 물리 도구 유닛을 이동시키는 이송 나사를 가지고 있고, 노즐 유 닛 이동 기구부는, 모터와, 모터에 의해 회전되어 노즐 유닛을 물리 유닛의 이동과 동기하여, 이동시키는 이송 나사를 가지고 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 물리 도구 유닛과 노즐 유닛은, 상호 반대 방향을 따라 확실히 이동할 수 있어, 기판의 표면에 물리 유닛이 처리를 행하는 방향과는 반대 방향으로 노즐 유닛이 액체를 공급하고 또한 기체를 기판에 공급할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 기판을 회전시키면서 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 기판의 표면을 처리하는 물리 도구를 가지는 물리 도구 유닛을, 물리 도구 유닛 이동 기구부에 의해 기판의 표면을 따라 직선 이동시키고, 기판의 표면에 액체를 공급하는 액 공급 노즐과 기판의 표면에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐을 가지는 노즐 유닛을, 노즐 유닛 이동 기구부에 의해, 물리 도구 유닛의 직선 이동 방향과는 반대 방향으로 기판의 표면을 따라 직선 이동시키는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 전면에 있어서의 액 피복성이 향상되어 처리 중의 건조를 막아 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있다.
또한, 물리 도구 유닛과 노즐 유닛이 직선 이동함으로써, 물리 도구로부터 공급되는 처리액(미스트)과 노즐 유닛으로부터 공급되는 처리액끼리 간섭하기 어려우므로, 액이 튀는 것을 억제할 수 있고, 그에 따라, 건조에 의한 워터마크(물 번짐)의 발생을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태에서는, 노즐 유닛 이동 기구부가, 노즐 유닛을, 물리 도구 유닛의 직선 이동과 동기하여, 물리 도구 유닛의 직선 이동 방향과는 반대 방 향을 따라 이동시켜도 되고, 특히 동기시키지 않고 노즐 유닛과 물리 도구 유닛을 별개로 이동시키도록 해도 된다. 개별로 이동을 행하는 경우에는, 물리 도구의 뒤를 쫓도록 가스 공급 노즐이 이동하게 한다. 이에 따라, 물리 도구의 세정 후 곧장 건조 가스로 건조시킴으로써, 워터마크(물 번짐)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 물리 도구 유닛과 노즐 유닛을 직선 이동할 수 있도록 함으로써, 처리액이 기판상에 체류하는 일이 없어져, 그 부분에 파티클이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 변형예를 채용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합함으로써 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시의 형태에 나타내는 전체 구성 요소로부터 몇개의 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 다른 실시의 형태에 관한 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.
이상, 본 발명의 실시의 형태를 설명했는데, 구체적인 예를 예시한 것에 불과하고, 특히 본 발명을, 한정하는 것이 아니라, 각 부의 구체적 구성 등은, 적절히 변경 가능하다. 또한, 실시 형태에 기재된 작용 및 효과는, 본 발명으로부터 발생하는 가장 적합한 작용 및 효과를 열거한 것에 불과하고, 본 발명에 의한 작용 및 효과는, 본 발명의 실시 형태에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 예를 들면, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법, 특히 처리 대상예인 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 등으로 이용된다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 기판(W)과 노즐 헤드 장치와 노즐 헤드 장치의 이동 조작부를 나타내는 평면도이다.
도 3은 노즐 헤드 장치와 노즐 헤드 장치의 이동 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 노즐 헤드 장치의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 노즐 헤드 장치의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시하는 노즐 헤드 장치의 B－B선에 있어서의 단면도이다.
도 7은 물리 노즐과 액 공급 노즐과 가스 공급 노즐을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 별도의 실시 형태를 나타내는 도면이다.

Claims (6)

  1. 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판의 표면을 처리하는 물리 도구를 갖는 물리 도구 유닛과,
    상기 기판의 표면에 액체를 공급하는 액 공급 노즐과, 상기 기판의 표면에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐을 갖는 노즐 유닛과,
    상기 물리 도구 유닛을 상기 기판의 표면을 따라 이동시키는 물리 도구 유닛 이동 기구부와,
    상기 노즐 유닛을 상기 기판의 표면을 따라 이동시키는 노즐 유닛 이동 기구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 물리 도구 유닛과, 상기 노즐 유닛과, 상기 물리 도구 유닛 이동 기구부와, 그리고 상기 노즐 유닛 이동 기구부를 수용하는 케이스를 구비하는 노즐 헤드 장치와,
    상기 노즐 헤드 장치를 상기 기판의 표면에 대해서 이동시키는 노즐 헤드 장치의 이동 조작부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐 헤드 장치의 이동 조작부는,
    상기 노즐 헤드 장치를, 상기 기판의 회전 중심축과 평행한 방향으로 상하 이동시키는 상하 이동부와,
    상기 노즐 헤드 장치를, 상기 기판 상에 요동시키는 회전 지지부를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 물리 도구 유닛 이동 기구부는, 모터와, 상기 모터에 의해 회전되어 상기 물리 도구 유닛을 이동시키는 이송 나사를 갖고 있고,
    상기 노즐 유닛 이동 기구부는, 모터와, 상기 모터에 의해 회전되고 상기 노즐 유닛을 상기 물리 유닛의 이동과 동기하여 이동시키는 이송 나사를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐 유닛 이동 기구부는, 상기 노즐 유닛을, 상기 물리 도구 유닛의 직선 이동 방향과는 반대 방향으로 직선 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 기판의 표면을 처리하는 물리 도구를 갖는 물리 도구 유닛을, 물리 도구 유닛 이동 기구부에 의해 상기 기판의 표면을 따라 직선 이동시키고,
    상기 기판의 표면에 액체를 공급하는 액 공급 노즐과 상기 기판의 표면에 가스를 공급하는 가스 공급 노즐을 갖는 노즐 유닛을, 노즐 유닛 이동 기구부에 의해, 상기 물리 도구 유닛의 직선 이동 방향과는 반대 방향으로 상기 기판의 표면을 따라 직선 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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