KR20120007452A - 기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법 - Google Patents

기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법 Download PDF

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Abstract

기판의 베벨부를 간편하고 효율적으로 세정할 수 있고, 공간 절약화에도 유리한 기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 기판의 이면 중심부를 보지하여, 해당 기판을 회전시키는 기판 보지 회전부와, 제 1 세정부, 상기 제 1 세정부의 주위에 배치되는 제 2 세정부, 및 상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부가 장착되는 받침대를 포함하는 세정 부재와, 상기 기판 보지 회전부에 보지되는 상기 기판의 이면에 상기 제 1 세정부와 상기 제 2 세정부를 접촉 가능하도록, 상기 기판 보지 회전부 및 상기 세정 부재를 상대적으로 승강시키는 승강부와, 상기 제 2 세정부의 일부를 상기 기판의 외측에 노출 가능하도록, 상기 기판의 이면을 따른 방향으로 상기 기판 및 상기 세정 부재를 상대적으로 구동시키는 구동부를 구비한다.

Description

기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS, COATING AND DEVELOPING APPARATUS HAVING THE SAME AND SUBSTRATE CLEANING METHOD}
본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 플랫 패널 디스플레이용의 글라스 기판(FPD용 기판) 등의 기판을 세정하는 기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로 또는 FPD의 제조 프로세스에서는 에칭 마스크로서 사용되는 포토레지스트 패턴을 기판 상에 형성하는 포토리소그래피를 빼놓을 수 없다. 포토리소그래피에서는 구체적으로, 예를 들면 반도체 웨이퍼 또는 FPD용 기판 등의 기판 상에 포토레지스트액을 도포함으로써 포토레지스트막을 형성하고, 소정의 패턴을 가지는 포토마스크(레티클)를 이용하여 포토레지스트막을 노광하고, 노광된 포토레지스트막을 현상함으로써 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이러한 처리에는 일반적으로 포토레지스트액의 도포와 현상을 행하는 도포 현상 장치에 노광 장치가 접속되어 구성되는 포토레지스트 패턴 형성 시스템이 이용된다.
그런데, 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 주연부에는 웨이퍼 표면(및 이면)으로부터 측면을 향해 경사진 경사면이 형성되어 있다. 이러한 형상을 가지는 주연부는 베벨부라고 불리우고 있다. 베벨부에 의해 웨이퍼 표면에 도포되는 포토레지스트액은 주연부 근방에서 축적되지 않으며, 따라서 대략 균일한 막 두께를 가지는 포토레지스트막을 웨이퍼 표면 상에 형성하는 것이 가능해진다. 그러나, 포토레지스트액이 베벨부로 유입되면 베벨부에도 레지스트막이 남는 경우가 있다. 이러한 레지스트막은 에칭 후에 행해지는 애싱에 의해서도 제거하지 못하는 경우가 있어, 오염원으로서 문제가 되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 베벨부를 연마하는 베벨 연마 기구를 기판 세정 유닛에 설치하는 것이 제안되고 있다(특허 문헌 1). 이 베벨 연마 기구는 기판 세정 유닛에서 스핀 척에 보지(保持)되는 웨이퍼의 베벨부의 측방에 배치된다. 베벨 연마 기구의 세정부가 스핀 척에 보지되어 회전하는 웨이퍼의 베벨부에 접촉함으로써, 베벨부가 기계적으로 세정된다.
일본특허공개공보 2008-288447호
그러나, 상기와 같은 베벨 연마 기구를 기판 세정 유닛에 설치하는 경우에는 기판 세정 유닛 내에 베벨 연마 기구를 위한 스페이스가 필요해지므로, 기판 세정 유닛이 대형화되는 경향이 있다. 이 때문에, 기판 세정 유닛을 구비하는 도포 현상 장치의 풋프린트도 아울러 커진다. 또한, 베벨 연마 기구의 동작을 위하여 소정의 시간이 필요해져, 반도체 집적 회로 등의 제조 스루풋의 저하를 초래한다. 또한, 베벨 연마 기구의 제조 비용이 필요해지므로, 기판 세정 유닛 및 이를 구비하는 도포 현상 장치의 제조 비용이 상승하고, 나아가서는 반도체 집적 회로 등의 제조 비용의 상승을 초래한다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 기판의 베벨부를 간편하고 효율적으로 세정할 수 있고, 공간 절약화에도 유리한 기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법을 제공한다.
상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 태양은, 기판의 이면 중심부를 보지(保持)하여 해당 기판을 회전시키는 기판 보지 회전부와, 제 1 세정부, 상기 제 1 세정부의 주위에 배치되는 제 2 세정부 및 상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부가 장착되는 받침대를 포함하는 세정 부재와, 상기 기판 보지 회전부에 보지되는 상기 기판의 이면에 상기 제 1 세정부와 상기 제 2 세정부를 접촉 가능하도록 상기 기판 보지 회전부 및 상기 세정 부재를 상대적으로 승강시키는 승강부와, 상기 제 2 세정부의 일부를 상기 기판의 외측에 노출 가능하도록 상기 기판의 이면을 따른 방향으로 상기 기판 및 상기 세정 부재를 상대적으로 구동시키는 구동부를 구비하는 기판 세정 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 태양은, 포토레지스트막을 기판에 형성하는 포토레지스트막 형성 유닛과, 상기 포토레지스트막이 형성된 상기 기판을 세정하는 상기 기판 세정 장치와, 상기 포토레지스트막이 노광된 후에 상기 포토레지스트막을 현상하는 현상 유닛을 구비하는 도포 현상 장치를 제공한다.
본 발명의 제 3 태양은, 기판의 이면 중심부를 보지(保持)하여 상기 기판을 회전시키는 단계와, 제 1 세정부, 상기 제 1 세정부의 주위에 배치되는 제 2 세정부를 상기 기판의 이면에 접촉시키는 단계와, 상기 제 2 세정부의 일부가 상기 기판의 외측에 노출되도록 상기 기판의 이면을 따른 방향으로 상기 기판 및 상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부를 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 기판 세정 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판의 베벨부를 간편하고 효율적으로 세정할 수 있고, 공간 절약화에도 유리한 기판 세정 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 세정 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도포 현상 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 도포 현상 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 도포 현상 장치에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 기판 세정 장치의 상면도이다.
도 5는 도 3의 기판 세정 장치의 측면도이다.
도 6은 도 3의 기판 세정 장치에 구비되는 건조부(에어나이프)를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 도 3의 기판 세정 장치에 구비되는 세정 헤드를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 도 8에 이어서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는 도 7의 세정 헤드에 의해, 웨이퍼의 베벨부가 세정되는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법의 효과를 확인하기 위하여 행한 실험의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 세정 헤드의 다른 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시예에 대하여 설명한다. 첨부한 전체 도면 중 동일 또는 대응되는 부재 또는 부품에 대해서는 동일 또는 대응되는 참조 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은 부재 또는 부품 간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않으며, 따라서 구체적인 치수는 이하의 한정적이지 않은 실시예에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 할 것이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 도포 현상 장치를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 도포 현상 장치(1)는 캐리어 블록(B1)과, 처리 블록(B2)과, 인터페이스 블록(B3)을 구비한다. 또한, 도포 현상 장치(1)의 인터페이스 블록(B3)에는 노광 장치(B4)가 접속되어 있다. 노광 장치(B4)는, 예를 들면 액침 노광 장치여도 좋다.
캐리어 블록(B1)에는 웨이퍼 캐리어(C1)를 각각 재치(載置) 가능한 복수의(도시한 예에서는 5 개의) 재치대(120)와, 재치대(120)의 배후의 벽에 설치되는 개폐 도어(121)와, 개폐 도어(121)를 통해 웨이퍼 캐리어(C1)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고 웨이퍼 캐리어(C1)에 수용하는 반송 기구(A1)가 설치되어 있다. 이 반송 기구(A1)는 웨이퍼 캐리어(C1)와 후술하는 처리 블록(B2)의 선반 유닛(U1)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 수 있도록 승강 가능, 수직축 중심으로 회전 가능, 웨이퍼 캐리어(C1)의 배열 방향(Y 방향)으로 이동 가능 및 웨이퍼 캐리어(C1)의 방향(X 방향)으로 신축(伸縮) 가능하게 구성되어 있다.
처리 블록(B2)은 캐리어 블록(B1)의 배면(개폐 도어(121)가 설치된 벽과 반대측의 면)에 접속되어 있다. 처리 블록(B2)에는 다양한 처리 유닛을 포함하는 처리 유닛군(U4 및 U5)과, 소정의 간격을 두고 X 방향으로 배열되는 선반 유닛(U1, U2, U3)과, 처리 유닛군(U4), 선반 유닛(U1) 및 선반 유닛(U2)에 둘러싸이도록 배치되는 반송 기구(A2)와, 처리 유닛군(U5), 선반 유닛(U2) 및 선반 유닛(U3)에 둘러싸이도록 배치되는 반송 기구(A3)가 설치되어 있다.
도 2를 참조하면, 처리 유닛군(U4)에는 3 개의 포토레지스트 도포 유닛(COT)과, 2 개의 하층 반사 방지막 도포 유닛(BARC)이 적층되어 있다. 또한, 처리 유닛군(U5)에는 2 개의 상층 반사 방지막 도포 유닛(TC)과 3 개의 현상 유닛(DEV)이 적층되어 있다. 포토레지스트 도포 유닛(COT)은 웨이퍼(W)를 보지(保持)하여 회전하는 스핀 척과, 스핀 척에 보지되는 웨이퍼(W)에 포토레지스트액을 적하(滴下)하는 디스펜서와, 디스펜서로부터 웨이퍼(W) 상에 적하되고, 스핀 척에 의한 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W) 표면으로부터 떨어지는 포토레지스트액을 받는 컵부를 포함하고 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트막이 형성된다. 하층 반사 방지막 도포 유닛(BARC) 및 상층 반사 방지막 도포 유닛(TC)은 포토레지스트 도포 유닛(COT)과 대략 동일한 구성을 가지며, 포토레지스트액 대신에 반사 방지막용의 약액이 웨이퍼(W) 상에 적하된다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 상에 반사 방지막이 형성된다. 또한, 반사 방지막에는 포토레지스트막의 하지(下地)층으로서 형성되는 하층 반사 방지막과, 포토레지스트막 상에 형성되는 상층 반사 방지막이 있다. 현상 유닛(DEV)도 포토레지스트 도포 유닛(COT)과 대략 동일한 구성을 가지며, 포토레지스트액 대신 현상액이 웨이퍼(W) 상에 적하된다. 이에 따라, 노광된 포토레지스트막이 현상되어 소정의 패턴을 가지는 포토레지스트 마스크가 형성된다.
또한, 선반 유닛(U1~U3)(도 1)에는 처리 유닛군(U4 및 U5)에서 행해지는 각 처리에 대한 전처리 및 후처리를 행하는 유닛이 적층되어 있다. 이들 유닛은 웨이퍼(W)를 소수화(疎水化)하기 위한 소수화 처리 유닛, 웨이퍼(W)를 가열(베이킹)하는 가열 유닛, 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 유닛 등이어도 좋다.
다시 도 1을 참조하면, 인터페이스 블록(B3)은 제 1 반송실(126)과 제 2 반송실(127)을 포함하고 있다. 제 1 반송실(126) 및 제 2 반송실(127)은 처리 블록(B2)으로부터 노광 장치(B4)로 향하는 방향(X 방향)으로 이 순서로 배치되어 있다. 제 1 반송실(126)에는 반송 암(A4)이 설치되고, 제 2 반송실(127)에는 반송 암(A5)이 설치되어 있다. 반송 암(A4) 및 반송 암(A5)은 승강 가능하고, 수직축을 중심으로 회전 가능하며, X 방향으로 신축 가능하다. 또한, 반송 암(A5)은 Y 방향으로 이동 가능하다.
또한, 제 1 반송실(126)에는 선반 유닛(U6), 버퍼 카세트(CO) 및 기판 세정 장치(100)(후술)가 설치되어 있다. 선반 유닛(U6)은 가열 유닛, 온도 조정 유닛 및 반송 유닛 등을 포함해도 좋다. 반송 암(A5)은 기판 세정 장치(100)로 웨이퍼(W)를 반입하고, 기판 세정 장치(100)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다.
이어서, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 인터페이스 블록(B3)에 배치되는 기판 세정 장치(100)에 대해 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 기판 세정 장치(100)는 상부 개구를 가지는 박스 형상의 언더 컵(43)과, 인터페이스 블록(B3)의 반송 암(A5)(도 1)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하고 웨이퍼(W)를 보지하는 제 1 기판 보지부로서의 2 개의 흡착 패드(2)와, 흡착 패드(2)로부터 웨이퍼(W)를 수취하고 웨이퍼(W)를 흡착하여 수평으로 보지하는 제 2 기판 보지부로서의 스핀 척(3)과, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부를 세정하는 세정 헤드(5)를 포함하고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 2 개의 흡착 패드(2)는 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 보지하기 위해, 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 2 개의 흡착 패드(2)의 각각에는 흡착 홀(2a)이 형성되고, 흡착 홀(2a)은 흡착관 및 진공 배기 장치(도시하지 않음)와 연통되어 있다. 이에 따라, 흡착 패드(2)는 흡착 홀(2a)을 통해 흡착에 의해 웨이퍼(W)를 보지하는 진공 척으로서 기능할 수 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 흡착 패드(2)는 대응되는 패드 지지부(21)의 대략 중심부에 장착되어 있다. 패드 지지부(21)는 가늘고 긴 로드 형상을 가지고 있다. 패드 지지부(21)의 양단은 2 개의 교형(橋桁)부(22)에 장착되고, 교형부(22)는 정형(井桁)부(20)를 구성하고 있다.
2 개의 교형부(22)의 +Y 방향의 단부는 한 쌍의 풀리(24)에 감겨진 벨트(23)에 장착되고, 교형부(22)의 -Y 방향의 단부도 또 다른 한 쌍의 풀리(24)에 감겨진 벨트(23)에 장착되어 있다. 이들 2 쌍의 풀리(24)는 언더 컵(43)의 측벽에 대향하여 설치되는 측판(側板)(26)에 각각 회전 가능하도록 설치되어 있다. 한 쌍의 풀리(24)의 일방에 구동 기구(25)가 결합되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 구동 기구(25)에 의해 풀리(24)가 일방향으로 회전하면, 풀리(24)에 의해 벨트(23)가 그 방향을 따라 이동하고, 구동 기구(25)에 의해 풀리(24)가 역방향으로 회전하면, 풀리(24)에 의해 벨트(23)가 그 방향을 따라 이동한다. 그 결과, 교형부(22), 나아가서는 정형부(20)가 X 방향으로 왕복할 수 있다. 이에 따라, 교형부(22)가 장착되는 패드 지지부(21), 패드 지지부(21)에 장착되는 흡착 패드(2) 및 흡착 패드(2)에 보지되는 웨이퍼(W)도 또한 X 방향으로 왕복할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 각 측판(26)의 각각은 그 저면에서 슬라이더(27a)와 가이드(27b)로 구성되는 한 조의 승강 기구(27)에 의해 지지되어 있다. 승강 기구(27)는 기판 세정 장치(100)의 하우징 저면(底面)(도시하지 않음)에 장착되어 있다. 슬라이더(27a)를 가이드(27b)를 따라 상하 이동시키기 위해, 승강 기구(27) 중 하나에는 구동 기구(도시하지 않음)가 결합되어 있고, 이 구동 기구에 의해 정형부(20)가 도 3의 Z 방향(상하 방향)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 교형부(22)가 장착되는 패드 지지부(21), 패드 지지부(21)에 장착되는 흡착 패드(2) 및 흡착 패드(2)에 보지되는 웨이퍼(W)도 또한 Z 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 정형부(20) 상에는 대략 환상(環狀)의 어퍼 컵(41)이 설치되어 있다. 어퍼 컵(41)은 세정액의 미스트 또는 액적(液適)이 비산(飛散)하는 것을 방지하기 위해 설치되어 있다. 어퍼 컵(41)은 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 개구를 가지며, 이 개구를 통해 반송 암(A5)과 흡착 패드(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)가 전달된다. 정형부(20) 상에 설치되는 어퍼 컵(41)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 정형부(20)와 함께 X 방향 및 Z 방향으로 이동할 수 있다.
이어서, 제 2 기판 지지부로서의 스핀 척(3)에 대해 설명한다. 스핀 척(3)은 원반 형상을 가지며, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 보지한다. 스핀 척(3)은 서로 평행하게 배열되는 2 개의 흡착 패드(2)의 사이에 배치된다. 이 때문에, 스핀 척(3)에 의해 보지되는 이면 중앙부는 흡착 패드(2)에 의해 보지되는 이면 주연부와 서로 중첩되지 않는다. 도 5에 도시한 바와 같이, 스핀 척(3)은 샤프트(3b)를 개재하여 구동 기구(스핀 척 모터)(33)에 결합되고, 구동 기구(33)에 의해 스핀 척(3)은 수직축을 중심으로 회전 가능하며 승강 가능하다. 이러한 구성에 의해, 스핀 척(3)에 보지되는 웨이퍼(W)를 세정 헤드(5)에 대해 상하 이동시킬 수 있고, 스핀 척(3)의 상하 방향 위치를 조정함으로써, 세정 헤드(5)의 웨이퍼(W) 이면에 대한 압력을 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 스핀 척(3)은 흡착 패드(2)가 흡착관(도시하지 않음)에 접속되는 것과 마찬가지로, 흡착관(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이에 따라, 스핀 척(3)은 흡착 홀(3a)(도 4)을 통한 흡인에 의해 웨이퍼(W)를 보지하는 진공 척으로서 기능한다. 또한, 스핀 척(3)을 둘러싸도록 지지 핀(32)이 배치되어 있다. 지지 핀(32)은 승강 기구(32a)(도 5)에 접속되며, 이에 따라 지지 핀(32)은 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 웨이퍼(W)를 상하 이동시킬 수 있다. 지지 핀(32)과, 기판 세정 장치(100)의 외부의 반송 기구(반송 암(A5))가 협동하여, 웨이퍼(W)를 반송 기구로부터 흡착 패드(2)로, 흡착 패드(2)로부터 스핀 척(3)으로, 그리고 그 반대로 반송할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 원통 형상을 가지는 에어 나이프(31)가 스핀 척(3) 및 지지 핀(32)을 둘러싸고 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 에어 나이프(31)는, 예를 들면 이중 원통으로 구성되며, 이중 원통의 상단(上端)은 밀봉되어 있다. 그 상단에는 복수의 분사구(31a)가 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 에어 나이프(31)는 도시하지 않은 공급부로부터 이중 원통 간의 중공(中空)부를 통해 기체(예를 들면, 질소(N2) 가스 또는 청정 공기)를 분사구(31a)로부터 분출한다. 즉, 에어 나이프(31)는 스핀 척(3)의 표면과, 이 스핀 척(3)과 접촉하는 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 건조시키는 건조기로서 기능할 수 있다.
이어서, 도 7을 참조하여, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부를 세정하는 세정 부재로서의 세정 헤드(5)에 대해 설명한다. 도 7의 (a)는 세정 헤드(5)의 상면도이고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 I - I 선을 따른 단면도이고, 도 7의 (c)는 도 7의 (a)의 II - II 선을 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 세정 헤드(5)는 대략 원 기둥 형상의 외관 형상을 가지며 대략 중앙에 배치되는 중앙부(5a)와, 원환(圓環) 형상의 외관 형상을 가지며 중앙부(5a)의 주위에 배치되는 원환부(5b)와, 중앙부(5a) 및 원환부(5b)가 장착되는 받침대(5c)를 가지고 있다. 중앙부(5a)의 외경은, 예를 들면 약 55 mm 내지 약 75 mm여도 좋고, 원환부(5b)의 외경은, 예를 들면 약 65 mm 내지 약 85 mm여도 좋다. 또한, 중앙부(5a) 및 원환부(5b)의 높이는 도시한 예에서 대략 동일하며, 예를 들면 약 3 mm 내지 약 7 mm여도 좋다.
중앙부(5a) 및 원환부(5b)는 본 실시예에서, 예를 들면 폴리비닐 알코올(PVA)제의 스펀지로 형성되어 있다. 이 때문에, 중앙부(5a) 및 원환부(5b)는 유연성을 가지고 있고, 받침대(5c)가 연결되는 지지부(51)(후술)에 의해, 스핀 척(3)에 의해 보지되는 웨이퍼(W)의 이면에 압압(押壓)될 때 수축하고, 웨이퍼(W)의 이면에 대해 적절한 압력으로 접하게 된다. 또한, 도 7의 (b) 및 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 원환부(5b)는 대략 삼각형 형상의 단면을 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 원환부(5b)에서 중앙부(5a)의 측주면(側周面)에 접하는 내주면(內周面)은 경사지고, 상방을 향함에 따라 넓어지는 공간(S)이 중앙부(5a)와 원환부(5b)의 사이에 형성되어 있다. 또한, 원환부(5b)의 외주면은 받침대(5c)에 대해 대략 직립(直立)하고 있다. 또한, 도시한 예에서 원환부(5b)는 그 하단에서 중앙부(5a)의 측주면에 접하고 있으나, 다른 실시예에서는 이격되어 있어도 좋다.
또한, 중앙부(5a)에는 그 중앙에 위치하고 원형의 상면 형상을 가지는 개구부(5o)와, 이 개구부(5o)에 의해 형성되는 중앙부(5a)의 내주면으로부터 중앙부(5a)의 반경 방향으로 연장되는 4 개의 절결부(5d)가 형성되어 있다. 절결부(5d)에 의해, 중앙부(5a)의 상단에는 모서리(엣지)가 형성되게 된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 이면에 중앙부(5a)가 접하여(또는 압압되어) 회전할 때의 세정 효과를 높일 수 있다.
또한, 도 7의 (a) 및 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 받침대(5c)에는 중앙부(5a)와 원환부(5b)의 경계 부근이며, 절결부(5d)에 대응하는 위치에 관통홀(5h)이 형성되어 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 베벨부를 세정할 때 웨이퍼(W)의 이면에 공급되는 세정액(예를 들면, 탈이온수(DIW) 또는 순수)를 관통홀(5h)을 통해, 중앙부(5a)와 원환부(5b)의 사이로부터 받침대(5c)의 하방의 공간으로 배출할 수 있다.
또한, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 세정 헤드(5)의 받침대(5c)는 지지부(51)의 선단에 설치된 지지 샤프트(5S)에 장착되어 있다. 지지부(51)는 웨이퍼(W) 또는 교형부(22)의 움직임을 방해하지 않도록, 국자와 같은 형상을 가지고 있다. 언더 컵(43)의 Y 방향으로 연장되는 측벽의 일방에는 스핀들(또는 도르래)(53)이 회전 가능하게 설치되고, 스핀들(53)에는 벨트(52)가 감겨져 있다. 벨트(52)에 대하여, 상술한 지지부(51)의 기단이 장착되어 있다. 스핀들(53)의 일방은 구동 기구(54)(도 3 및 도 4)에 접속되어 있고, 이에 의해 스핀들(53)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 벨트(52)를 왕복시킨다. 이와 같이 하여, 지지부(51), 나아가서는 세정 헤드(5)는 Y 방향으로 왕복할 수 있다.
또한, 지지부(51)의 선단의 지지 샤프트(5S)는 도시하지 않은 회전 기구에 의해 회전 가능하고, 세정 헤드(5)를 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 세정 헤드(5)는 웨이퍼(W)의 이면에 접촉하거나 또는 눌려질 때 회전할 수 있고, 이에 의해 웨이퍼(W)의 이면에 부착된 파티클의 제거가 촉진된다. 또한, 지지부(51)의 선단에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 세정액 노즐(51a)과 블로우 노즐(51b)이 설치되어 있다. 세정액 노즐(51a)로부터는 세정 헤드(5)에 의해 웨이퍼(W) 이면으로부터 제거된 파티클을 씻어 내기 위해, 세정액(예를 들면, DIW 또는 순수)이 공급된다. 블로우 노즐(51b)로부터는 세정을 끝낸 후에 웨이퍼(W) 이면에 부착되어 있는 세정액의 건조를 촉진하기 위한, 예를 들면 N2 가스 또는 청정 공기 등의 기체가 분출된다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 기판 세정 장치(100)는 스핀 척(3)에 보지되는 웨이퍼(W)의 표면을 세정하기 위한 표면 세정 노즐(6)을 가지고 있다. 표면 세정 노즐(6)은 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 파티클을 씻어 내기 위해, 세정액(예를 들면, DIW 또는 순수)을 웨이퍼(W)의 표면에 분출하도록 구성되는 세정액 노즐(61)과, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 세정액을 건조시키기 위해, 기체(예를 들면, N2 가스 또는 청정 공기)를 공급하도록 구성된 가스 노즐(62)을 포함하고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 세정액 노즐(61) 및 가스 노즐(62)은 공통의 지지 부재(63)에 의해 지지되고, 구동 기구(64)에 의해 웨이퍼(W)의 직경에 따른 방향으로 이동 가능하고 상하 방향으로 승강 가능하다. 세정액 노즐(61) 및 가스 노즐(62)은 웨이퍼(W) 및 반송 기구를 방해하지 않도록, 반송 중의 웨이퍼(W)의 상방에 위치하고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 언더 컵(43)의 저부에는 언더 컵(43) 내에 모인 세정액을 배출하는 드레인관(43a)과, 기판 세정 장치(100) 내의 기류를 배기하는 2개의 배기관(43b)이 형성되어 있다. 배기관(43b)은 언더 컵(43)의 바닥에 모인 세정액이 배기관(43b)에 유입되는 것을 막기 위해, 언더 컵(43)의 바닥으로부터 상향으로 돌출되어 있다. 또한, 세정액이 배기관(43b)으로 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위해, 링 형상의 이너 컵(42)이 배기관(43b)의 상방에 위치하도록 에어 나이프(31)의 주위에 장착되어 있다.
또한, 어퍼 컵(41)의 상방에는 블로우 노즐(44)이 설치되어 있다. 블로우 노즐(44)은 웨이퍼(W)의 표면 주연부에 위로부터 기체(예를 들면, N2 가스 또는 청정 공기)를 분출할 수 있다. 또한, 블로우 노즐(44)은 승강 기구(45)에 의해 승강 가능하며, 기판 세정 장치(100)로 웨이퍼(W)를 반입출하고 있을 때 웨이퍼(W) 또는 반송 암(A5)(도 3)과 접촉하지 않도록 상방으로 이동할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 언더 컵(43)의 측벽이며 벨트가 설치되어 있지 않은 측벽에는 UV 램프(46)를 수용하는 램프 박스(47)가 장착되어 있다. 웨이퍼(W)는 UV 램프(46)의 상방을 통과하여, 기판 세정 장치(100) 내외로 반입출된다. 따라서, UV 램프(46)는 웨이퍼(W)가 기판 세정 장치(100)로부터 반출되는 동안 웨이퍼(W)의 이면에 자외선 영역의 광을 조사할 수 있다. 웨이퍼(W) 이면에 폴리머에 유래하는 파티클이 잔존하고 있는 경우, 그러한 파티클은 자외선 영역의 광에 의해 수축되어 제거된다.
이어서, 도 5를 참조하면서, 세정액 공급원과 질소 가스 공급원에 대해 설명한다. 표면 세정 노즐(6)의 세정액 노즐(61)과 가스 노즐(62)은 각각 유량 조정 유닛(61b, 62b)을 가지는 공급 라인(61a, 62a)을 개재하여 각각 세정액원(65)과 질소 가스원(66)에 접속되어 있다. 또한, 블로우 노즐(44)은 유량 제어 유닛(44b)을 가지는 공급 라인(44a)을 개재하여 질소 가스원(66)에 접속되어 있다. 유량 제어 유닛(61b, 62b, 및 44b)은 각각 밸브와 유량 조정기(도시하지 않음)를 포함하고, 콘트롤러(200)(후술)의 제어 하에서 세정액 및 질소 가스의 공급의 개시/정지를 제어하여 유량을 제어한다.
도 4 및 도 5를 다시 참조하면, 기판 세정 장치(100)에는 콘트롤러(200)가 구비되어 있다. 콘트롤러(200)는 기판 세정 장치(100) 전체의 동작을 제어한다. 콘트롤러(200)는, 예를 들면 기억 장치(200a)가 접속되는 컴퓨터여도 좋다. 기억 장치(200a)에는 기판 세정 장치(100)의 각 구성 부품 또는 요소에 소정의 동작을 행하게 하는 단계(명령)군을 구비한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있다. 콘트롤러(200)는 기억 장치(200a)로부터 필요에 따라 컴퓨터 프로그램을 판독하고, 이에 기초하여 각 구성 부품 또는 요소의 동작을 제어한다. 구체적으로, 콘트롤러(200)는 반송 기구(A1, A2, A3), 반송 암(A4, A5), 흡착 패드(2) 및 스핀 척(3)을 제어하고, 반송 암(A5), 흡착 패드(2) 및 스핀 척(3)의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하고, 세정 헤드(5) 및 표면 세정 노즐(6)에 의해, 웨이퍼(W)를 세정하기 위해 각 구성 부품 또는 요소에 명령을 출력한다.
이 컴퓨터 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, CD－ROM/RAM, 마그넷 옵티컬 디스크, 다양한 메모리 카드, USB 메모리 등의 기억 매체(200c)에 기억되어, 입출력 장치(200b)를 통해 기억 장치(200a)에 저장된다.
여기서, 도포 현상 장치(1) 및 노광 장치(B4) 내에서 웨이퍼(W)가 어떻게 처리되는지에 대해 설명한다.
우선, 웨이퍼(W)가 수용된 웨이퍼 캐리어(C1)가 캐리어 블록(B1)의 재치대(120)에 재치(載置)되면, 개폐 도어(121)가 웨이퍼 캐리어(C1)의 덮개와 함께 열린다. 이어서, 반송 기구(A1)에 의해 웨이퍼 캐리어(C1)로부터 한 장의 웨이퍼(W)가 취출된다. 이어서, 선반 유닛(U1)의 반송 유닛을 통해 웨이퍼(W)가 반송 기구(A2)에 전달되고, 선반 유닛(U1)의 소수화 처리 유닛으로 반송되고, 여기서 웨이퍼(W)에 대해 소수화 처리가 행해진다. 이어서, 웨이퍼(W)는 처리 유닛군(U4)의 하층 반사 방지막 도포 유닛(BARC)으로 반송되고, 여기서 웨이퍼(W) 상에 반사 방지막이 형성된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 가열 유닛으로 베이킹된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 포토레지스트 도포 유닛(COT)으로 반송되고, 여기서 웨이퍼(W)의 표면에 포토레지스트막이 형성된다. 그리고, 가열 유닛에서 웨이퍼(W)에 대해 열처리가 행해지고, 또한 반송 기구(A3)에 의해 선반 유닛(U3)의 반송 유닛을 거쳐 인터페이스 블록(B3)으로 반송된다. 웨이퍼(W)는 인터페이스 블록(B3)에서 선반 유닛(U6)의 반송 유닛을 거쳐 반송 암(A4)으로부터 반송 암(A5)으로 전달되고, 그리고 반송 암(A5)에 의해 기판 세정 장치(100)로 반송된다.
이어서, 기판 세정 장치(100)의 동작(웨이퍼 세정 방법)에 대해 설명한다. 우선, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, U자 형상(또는 C자 형상)의 표면 형상(도 1 참조)을 가지는 암부를 웨이퍼 지지부로서 가지는 반송 암(A5)은 처리 대상인 웨이퍼(W)를 기판 세정 장치(100) 내에 반입하고 어퍼 컵(41)의 개구부(41a) 상방에 유지한다. 이어서, 지지 핀(32)이 스핀 척(3)의 하방으로부터 상승하여 반송 암(A5)의 하방의 위치에 머문다. 이어서, 반송 암(A5)이 강하하여 웨이퍼(W)를 지지 핀(32)으로 전달하고, 기판 세정 장치(100)로부터 퇴출한다. 이때, 흡착 패드(2)의 상면은 지지 핀(32)에 지지되는 웨이퍼(W)보다 낮고 또한 세정 헤드(5)의 상단보다 높게 위치한다. 또한, 스핀 척(3)의 상면은 세정 헤드(5)의 상단보다 낮게 위치하고 있다. 이어서, 지지 핀(32)이 강하하면, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 흡착 패드(2) 상에 재치된다.
이어서, 흡착 패드(2)는 웨이퍼(W)의 이면에 세정 헤드(5)가 눌려져도 웨이퍼(W)가 들어올려지지 않게 웨이퍼(W)를 흡인에 의해 보지한다. 스핀 척(3), 세정 헤드(5) 및 에어 나이프(31)의 상단보다 높은 위치에서 흡착 패드(2)가 웨이퍼(W)를 보지한 채로 어퍼 컵(41), 흡착 패드(2) 및 웨이퍼(W)가 정형부(20)(도 4) 등과 함께 우측 방향으로 이동한다. 사전에 결정된 위치(예를 들면, 에어 나이프(31)의 좌단이 웨이퍼(W)의 좌단과 대략 일치하는 듯한 위치)까지 웨이퍼(W)가 반송된 후, 흡착 패드(2)는 웨이퍼(W)를 흡착한 채로 강하하고, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면을 세정 헤드(5)로 누른다. 이 상황에서, 스핀 척(3)은 흡착 패드(2)의 하방에 위치하고, 에어 나이프(31)의 상면은 웨이퍼(W)의 이면의 하방에 위치하고 있다.
이어서, 에어 나이프(31)의 분사구(31a)(도 6)로부터 기체를 분사시킨 후, 지지부(51)의 선단의 세정액 노즐(51a)(도 4)로부터 세정액을 웨이퍼(W)의 이면으로 공급하고 또한 세정 헤드(5)를 회전시켜 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 세정한다. 이때, 에어 나이프(31)의 분사구(31a)로부터 분출되는 기체에 의해, 스핀 척(3)의 표면에 세정액이 튀는 것이 방지되고, 스핀 척(3)의 표면은 청정하게 유지된다. 웨이퍼(W)의 이면 중앙부의 세정 중 흡착 패드(2)와 세정 헤드(5)는 협동하여 이동하고, 이면 중앙부를 포함한 넓은 범위가 세정된다. 구체적으로, 예를 들면 도 10에 도시한 바와 같이, 세정 헤드(5)는 도면 중의 Y 방향을 왕복하면서, 세정 헤드(5)가 방향을 반전할 때 세정 헤드(5)의 직경보다 짧은 거리만큼 흡착 패드(2)가 ＋X방향으로 쉬프트한다. 이러한 움직임에 의해, 세정 헤드(5)는 도 10 중의 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W) 이면 상에서 지그재그인 궤적을 따라갈 수 있다. 그 결과, 도 10 중의 영역 T1(이면 중앙부를 포함함)이 빠짐없이 세정된다.
상술한 영역 T1이 세정된 후, 웨이퍼(W)의 중심과 스핀 척(3)의 중심이 일치하도록 흡착 패드(2)가 좌측 방향으로 이동하고, 이하와 같이, 흡착 패드(2)로부터 스핀 척(3)으로 웨이퍼(W)가 전달된다.
우선, 에어 나이프(31)의 분사구(31a)로부터 기체가 분출되고 있는 상태에서, 세정 헤드(5)가 이동과 회전을 정지하고, 지지부(51)의 선단의 세정액 노즐(51a)(도 4)로부터의 세정액을 정지한다. 이어서, 웨이퍼(W)가 흡착 패드(2) 상에 고정된 상태로부터 해방된 후, 스핀 척(3)이 들어 올려져, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부가 스핀 척(3)에 의해 지지된다. 스핀 척(3)은 웨이퍼(W)의 이면에 세정 헤드(5)가 눌려져도 웨이퍼(W)가 들어 올려지지 않도록 웨이퍼(W)를 흡인에 의해 보지한다(도 9의 (a)). 이 후, 어퍼 컵(41) 및 흡착 패드(2)가 강하하고, 흡착 패드(2)로부터 스핀 척(3)으로의 웨이퍼(W)의 전달이 완료된다.
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 스핀 척(3)에 의해 웨이퍼(W)가 보지되면서, 웨이퍼(W)의 표면, 이면 및 베벨부가 바람직하게는 동시에 세정된다. 구체적으로는, 우선 스핀 척(3)에 의해 웨이퍼(W)의 회전이 개시되고, 비교적 느린 회전 속도로 웨이퍼(W)가 계속 회전한다. 또한, 세정액 노즐(61)의 선단이 웨이퍼(W)의 표면 중심부로부터 약 10 mm 상방에 위치하도록 표면 세정 노즐(6)이 강하하고, 세정액 노즐(61)로부터 웨이퍼(W)의 표면 중앙부에 대해 세정액이 공급된다. 웨이퍼(W)의 표면 중앙부에 공급된 세정액은 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W)의 외연을 향해 표면 상을 흘러 간다. 세정액 노즐(61)이 세정액을 공급하면서, 웨이퍼(W)의 반경 방향 외방향으로 쉬프트하면, 가스 노즐(62)도 세정액 노즐(61)과 함께 쉬프트하고, 웨이퍼(W)의 표면 중앙부의 상방에 이른다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 중앙부가 가스 노즐(62)로부터의 N2 가스에 의해 건조된다. 이어서, 세정액 노즐(61)로부터 세정액을 공급하고 가스 노즐(62)로부터 N2 가스를 공급하면서, 양자가 웨이퍼(W)의 반경 방향 외방향으로 연속적으로 쉬프트해 가면, 세정액의 분출의 기세와 웨이퍼(W)의 표면 상의 세정액의 흐름에 의해, 웨이퍼(W) 표면의 전면이 세정되고 가스 노즐(62)로부터의 N2 가스에 의해 웨이퍼(W) 표면이 안쪽으로부터 건조된다.
상기와 같이, 웨이퍼(W) 표면의 세정 및 건조가 행해지는 동안, 웨이퍼(W)의 이면에 대해서는 세정 헤드(5)의 지지부(51)의 세정액 노즐(51a)로부터 세정액이 공급되고, 웨이퍼(W)를 회전시키는 스핀 척(3)과 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따라 이동하는 세정 헤드(5)와의 협동 운동에 의해 세정된다. 구체적으로는, 세정 헤드(5)가 에어 나이프(31)의 외측 근방에 위치한 후, 스핀 척(3)의 구동 기구(33)(도 5)가 강하하고, 웨이퍼(W)의 이면이 세정 헤드(5)에 소정의 압력으로 눌려진다. 웨이퍼(W)의 회전의 개시와 함께, 지지부(51)의 세정액 노즐(51a)로부터 웨이퍼(W)의 이면을 향해 세정액이 공급되고, 세정 헤드(5)가 회전을 개시한다. 그리고, 웨이퍼(W)가, 예를 들어 360도 회전하면, 세정 헤드(5)의 직경과 동일한 또는 작은 길이만큼 -Y 방향(도 11)으로 지지부(51) 및 세정 헤드(5)가 쉬프트한다. 이러한 동작이 반복되면, 세정 헤드(5)는 웨이퍼(W)의 이면에 대해 상대적으로 동심원 형상의 경로를 이동하면서, 웨이퍼(W)의 베벨부에 도달한다.
세정 헤드(5)가 베벨부에 도달했을 때에는, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 세정 헤드(5)의 원환부(5b)가 웨이퍼(W)의 베벨부(B)(도 12의 (b) 및 도 12의 (c)의 외측으로 부분적으로 돌출되어 나온다. 베벨부로의 도달 전에는 세정 헤드(5)의 중앙부(5a)도 원환부(5b)도 웨이퍼(W)의 이면에 눌려져 있으나, 세정 헤드(5)가 베벨부(B)에 도달해 원환부(5b)가 돌출되어 나오면, 도 12의 (b)에 모식적으로 도시한 바와 같이, 원환부(5b)가 위로부터 눌려지지 않고, 원환부(5b)의 내주면이 베벨부(B)에 접하게 된다. 게다가, 원환부(5b)가 유연성을 가지고 있으므로, 베벨부(B)는 오히려 원환부(5b)의 경사진 내주면에 대해 횡방향으로부터 적절한 힘으로 눌려지게 된다. 이 상태에서, 웨이퍼(W) 및 세정 헤드(5)가 회전하고 있으므로, 베벨부(B)는 사방에 걸쳐 원환부(5b)와 마찰하게 되어, 베벨부(B)가 효율적으로 세정된다. 또한, 이때, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 중앙부(5a)의 측주면과 원환부(5b)의 내주면과의 사이의 공간에는 세정 노즐(51a)로부터 웨이퍼(W) 이면으로 공급되는 세정액이 모이지만, 도 12의 (c)에 화살표로 도시한 바와 같이, 이 세정액은 받침대(5c)에 형성된 관통홀(5h)로부터 배출된다.
세정 헤드(5)가 웨이퍼(W)의 베벨부(B)에 도달한 후, 웨이퍼(W)가 적어도 1 회전하면, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부(B)의 세정이 종료된다. 이에 의해, 도 11 중의 오른쪽으로 내려가는 사선(우측에서 좌측으로 올라가는 사선)으로 나타내는 영역 T2이 빠짐없이 세정된다.
또한, 에어 나이프(31)의 분사구(31a)로부터 웨이퍼(W)의 이면으로 가스가 분출되므로, 세정액(DIW)은 외향으로 분출되고, 에어 나이프(31)에 대향하는 이면 부분을 마른 상태로 유지할 수 있다. 즉, 에어 나이프(31)는 세정액이 스핀 척(3)에 도달하는 것을 방해하고, 따라서 스핀 척(3)을 마른 상태로 유지할 수 있다.
웨이퍼(W)의 표면, 이면 및 베벨부(B)가 상기와 같이 세정된 후, 표면 세정 노즐(6)이 상방으로 이동하고, 세정 헤드(5)는 회전과 이동을 정지하고, 세정액 노즐(51a)은 세정액의 공급을 정지하고, 스핀 척(3)은 회전을 일시적으로 정지한다. 그리고, 주로 웨이퍼(W)의 이면이 세정액으로 젖어있으므로, 스핀 척(3)에 의해 웨이퍼(W)를 고속으로 회전하여 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 이때, 상방으로 후퇴되어 있던 블로우 노즐(44)이, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 하방으로 이동하고 또한 지지부(51)가 이동하여, 세정 헤드(5)의 주변의 블로우 노즐(51b)이 웨이퍼(W)의 베벨부(B)의 하방에 위치한다. 이에 의해, 베벨부(B)에 대하여 상하로부터 가스가 분출되어, 웨이퍼(W)의 베벨부(B)의 건조를 촉진할 수 있다.
상술한 동작에 의해, 웨이퍼(W)의 세정과 건조를 끝내면, 기판 세정 장치(100)로 웨이퍼(W)를 반입했을 때와는 반대의 방법으로, 반송 암(A5)(도 3)으로 웨이퍼(W)가 반송된다. 반송 중, UV 램프(46)(도 3 및 도 4)가 점등되고, UV 램프(46)로부터, 웨이퍼 지지단이 U자 형상인 반송 암(A5)(도 3)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 이면을 향하여 자외선이 조사된다. 비록 웨이퍼(W)의 이면에 파티클이 남아 있어도, 자외선은 유기물을 분해하므로, 예를 들면 포토레지스트에 기인하는 파티클을 수축시켜 이면으로부터 제거할 수 있고, 디포커스의 문제를 용이하게 해결할 수 있다.
웨이퍼(W)가 반출되는 동안, 흡착 패드(2) 또는 스핀 척(3)은, 예를 들면 도 8의 (a)에 도시한 초기 위치까지 이동하여, 다음의 웨이퍼(W)의 반입을 기다린다. 다음의 웨이퍼(W)가 반입되면, 상술한 동작이 반복되어 복수의 웨이퍼(W)가 차례대로 처리된다.
상기와 같이, 기판 세정 장치(100)에서 세정된 웨이퍼(W)는 노광 장치(B4)(도 1 참조)로 반송되고, 예를 들면 순수의 층이 웨이퍼(W)의 표면 상에 형성된 상태에서 액침 노광이 행해진다. 그리고, 액침 노광을 거친 웨이퍼(W)는 노광 장치(B4)로부터 취출되어, 예를 들면 인터페이스 블록(B3)의 기판 세정 장치(100)로 반송된다. 여기서, 웨이퍼(W)의 표면에 남아 있는 순수가 제거된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U6)의 일단에 상당하는 가열 유닛으로 반송되고, 웨이퍼(W)에 대해 포스트 익스포져 베이킹(PEB)이 행해진다.
이어서, 웨이퍼(W)는 반송 암(A4)에 의해 가열 유닛으로부터 취출되어 반송 기구(A3)로 전달되고, 그리고 반송 기구(A3)에 의해 현상 유닛(DEV)으로 반송된다. 현상 유닛(DEV)에서 소정의 현상 처리를 거친 후, 웨이퍼(W)는 가열 유닛에서 베이킹되고, 그리고 반송 기구(A1)에 의해 캐리어 블록(B1)으로, 최종적으로 원래의 웨이퍼 캐리어(C1)로 되돌려진다.
이상에 의해, 도포 현상 장치(1) 및 노광 장치(B4)에서 웨이퍼(W)에 대해 행해지는 일련의 처리가 종료된다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)에 따르면, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부가 스핀 척(3)에 의해 보지되고, 웨이퍼(W)가 스핀 척(3)에 의해 회전하고 있는 동안에 웨이퍼(W)의 이면(이면 중앙부를 제외함)에 대해 세정 헤드(5)가 눌려지고 또한 회전함으로써, 웨이퍼(W)의 이면이 세정된다. 세정 헤드(5)가 장착되는 지지부(51)의 이동에 의해, 세정 헤드(5)가 웨이퍼(W)의 베벨부(B)에 도달했을 때, 세정 헤드(5)의 원환부(5b)가 웨이퍼(W)의 외측으로 부분적으로 돌출되어 나와, 베벨부(B)에 접하게 된다. 이 상태에서, 웨이퍼(W) 및 세정 헤드(5)가 회전하고 있으므로 베벨부(B)가 원환부(5b)에 마찰함으로써 세정된다.
상술한 바와 같이, 세정 헤드(5)는 웨이퍼(W)의 이면을 세정하고, 또한 이면 세정의 최후에 원환부(5b)의 일부가 웨이퍼(W)의 외측으로 노출되도록(돌출되어 나오도록) 위치함으로써, 웨이퍼(W)의 베벨부(B)도 세정할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 이면 세정에 연속하여, 간편하고 단시간에 베벨부(B)를 세정할 수 있다. 이 때문에, 베벨부(B)의 세정을 위한 공정을 마련할 필요가 없다. 따라서, 스루풋의 대폭적인 저하를 초래하는 일은 없다.
또한, 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 세정 헤드(5)에 의해 베벨부를 세정할 수 있기 때문에, 베벨부를 세정하는 별도의 구성을 마련할 필요가 없고, 따라서 기판 세정 장치(100)가 대형화되는 일은 없고, 추가의 제조 비용이 들 일도 없고, 여분의 스페이스도 필요 없다. 또한, 기판 세정 장치(100)를 구비하는 도포 현상 장치(1)에서, 기판 세정 장치(100)를 위해 여분의 스페이스를 확보할 필요가 없고, 도포 현상 장치(1)의 공간 절약화에 이바지한다.
또한, 웨이퍼(W)의 이면의 세정 중에는 세정 헤드(5)가 장착되는 지지부(51)의 선단의 세정액 노즐(51a)로부터 세정액이 공급되므로, 스펀지제의 중앙부(5a) 및 원환부(5b)는 세정액을 흡수하고 있고, 이에 의해 베벨부(B)는 효율적으로 세정된다. 단, 세정액의 공급량에 따라서는, 원환부(5b)가 세정액을 모두 흡수할 수 없고, 베벨부(B)가 과도하게 젖는 경우가 있다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 엣지에 형성되는 노치부(N)(도 12의 (a))에 세정액이 남게 된다. 그리고, 이 세정액이 건조되면, 노치부(N)에 워터 마크가 형성되거나, 세정액 중에 포함되어 있던 파티클이 잔류하게 된다. 그러나, 세정 헤드(5)에서, 원환부(5b)의 내주면은 상방으로 향함에 따라 중앙부(5a)와의 간격이 넓어지도록 경사지고, 중앙부(5a)와 원환부(5b)와의 경계의 하방에서 절결부(5d)에 대응하는 위치에는 받침대(5c)를 관통하는 관통홀(5h)이 형성되어 있으므로, 중앙부(5a)와 원환부(5b)와의 사이의 공간에 모이는 세정액이 관통홀(5h)을 통해 배출된다. 따라서, 원환부(5b)는 적당량의 세정액을 포함할 수 있고, 세정액이 노치부(N)에 남지 않도록 할 수 있다. 이에 의해, 노치부(N)의 오염도 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 세정 헤드(5)의 원환부(5b)의 내주면이 상기와 같이 경사져 있으므로, 베벨부(B)의 특히 하측 부분(웨이퍼(W)의 이면으로부터 측면을 향해 경사진 부분)으로부터 측면에 걸쳐 충분히 밀착할 수 있다. 베벨부(B)의 하측 부분은, 예를 들면 애싱 처리로는 청정화하기 어려우므로, 당해 부분을 보다 효율적으로 세정할 수 있는 본 예의 세정 헤드(5)는 유용하다.
이어서, 기판 세정 장치(100)에서의 상기의 웨이퍼 세정 방법에 의해 웨이퍼의 이면이 청정화되는 것을 확인하기 위해 행한 실험에 대해, 도 13을 참조하면서 설명한다.
이 실험은 웨이퍼의 베벨부를 의도적으로 오염시킨 실험용의 웨이퍼를 준비하고, 이 웨이퍼를 세정함으로써 행했다. 구체적으로는, 우선 질화 실리콘막이 퇴적된 웨이퍼를 반송 암(상기의 반송 암(A5)에 상당)으로 반송하고, 이 반송 암의 웨이퍼와 접촉하는 부분(U자 형상 부분)에 질화 실리콘막의 잔여물을 부착시켰다. 이와 같이 하여 오염된 반송 암으로 베어 웨이퍼를 반송함으로써, 베벨부에 잔여물이 부착된 실험용의 웨이퍼를 준비했다. 실험용의 웨이퍼의 베벨부 중 잔여물이 부착된 부분(이하, 부착부)의 면적을 목시(目視) 또는 광학 현미경으로 가늠한 후, 이하의 여러 방법으로 베벨부를 세정하고, 세정 후의 부착부의 면적을 마찬가지로 가늠함으로써 제거율을 산출했다.
세정의 방법은 이하와 같다(이하의 (1) ~ (5)의 표제는 도 13의 그래프의 횡축에 대응하고 있다).
(1) ‘비교예의 브러쉬’
비교예의 세정 부재로서 원 기둥 형상을 가지는 스펀지부를 받침대에 장착하여 제작한 세정 브러쉬를 준비하고, 이 세정 브러쉬를 세정 헤드(5) 대신에, 기판 세정 장치(100)의 지지부(51)의 선단에 장착하고, 이 기판 세정 장치를 이용해 실험용의 웨이퍼의 베벨부를 세정했다.
(2) ‘세정 노즐’
후술하는 베벨 세정 노즐(7)과 같은 세정 노즐을 기판 세정 장치에 설치하고, 실험용의 웨이퍼의 베벨부에 대해 세정액(DIW)을 분출함으로써, 실험용의 웨이퍼의 베벨부를 세정했다.
(3) ‘비교예의 브러쉬와 세정 노즐의 조합’
상기의 세정 브러쉬에 의한 세정 후, 상기의 세정 노즐을 이용한 세정을 행했다.
(4) ‘실험예 1’
세정 헤드(5)를 구비하는 기판 세정 장치(100)에서 실험용의 웨이퍼의 베벨부를 세정했다.
(5) ‘실험예 2’
PVA제의 스펀지 대신에 플라스틱제의 실을 묶은 브러쉬를 이용해 세정 헤드(5)(후술)를 기판 세정 장치(100)에 장착하고, 이 기판 세정 장치(100)를 이용해 실험용의 웨이퍼의 베벨부를 세정했다.
도 13을 참조하면, 비교예의 브러쉬를 이용한 경우에는 약 42% 밖에 잔여물을 제거할 수 없음을 알 수 있다. 이러한 제거율은 비교예의 브러쉬는 중앙부(5a) 및 원환부(5b)를 가지지 않으므로, 비교예의 브러쉬가 실험용의 웨이퍼의 베벨부에 접하는(또는 마찰하는) 일이 없기 때문이라고 생각된다.
세정 노즐로부터 베벨부에 세정액을 분출한 경우에는 베벨부에 부착된 잔여물이 약 47% 제거되고, 비교예의 브러쉬에 비해 높은 제거율을 얻을 수 있었다. 그러나, 세정액의 충격력에 의한 세정은 비접촉식이기도 하므로, 제거율은 충분하지 않다. 또한, 비교예의 브러쉬와 세정 노즐을 조합한 경우에도 제거율은 약 50%에 지나지 않고, 큰 개선은 인정되지 않는다. 단, 세정 노즐로부터 세정액을 분출시키는 압력을 조정함으로써 제거율을 향상시키는 것은 가능하다.
한편, 스펀지제의 세정 헤드(5)를 이용한 경우에는 실험용의 웨이퍼의 베벨부에 부착된 잔여물은 대략 완전히 제거되어 있었다. 또한, 플라스틱제의 브러쉬로 제작한 세정 헤드(5)에 의해서도 약 86%라고 하는 높은 제거율을 얻어졌음을 알 수 있다. 이들 결과는, 베벨부가 원환부(5b)에 접촉하는(또는 마찰하는) 것의 효과에 의한 것이라고 생각된다. 이상으로부터, 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 효과·이점이 확인되었다.
또한, 실험예 1 및 실험예 2에 대해서는 세정 전후에서 실험용의 웨이퍼의 표면의 파티클의 측정을 행한 바, 베벨부 세정에 따른 파티클의 증가는 인정되지 않았다.
이상, 몇 개의 실시예를 참조하면서 본 발명을 설명했으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 첨부의 특허 청구의 범위에 비추어 다양하게 변형할 수 있다.
예를 들면, 세정 헤드(5)는 이하와 같은 형상을 가져도 좋다. 도 14를 참조하면, 이 세정 헤드(5)에는 중앙부(5a)의 반경 방향으로 연장되는 8 개의 절결부(5d)와, 이들 8 개의 절결부(5d)에 대응해 받침대(5c)에 형성된 관통홀(5h)이 형성되어 있다. 그 밖의 구성에 대해서는 도 7에 도시한 세정 헤드(5)와 같다. 이러한 구성에 의해서도, 세정 헤드(5)의 원환부(5b)가 부분적으로 웨이퍼(W)의 외측에 도달했을 때 웨이퍼(W)의 베벨부(B)가 원환부(5b)에 의해 세정될 수 있다. 또한, 절결부(5d)의 수가 많기 때문에, 절결부(5d)에 의한 세정 효과가 더욱 높아지는 것이 기대된다. 또한, 관통홀(5h)의 수가 많기 때문에 세정액이 효율적으로 배출되므로, 예를 들면 세정액 노즐(51a)로부터 비교적 다량의 세정액을 공급하는 경우에 매우 적합하다. 단, 절결부(5d) 및 관통홀(5h)의 수는 도 7의 4 개 또는 도 14의 8 개에 한정되지 않고, 적절히 조정해도 좋음은 당연하다.
또한, 도 15에 도시한 세정 헤드(5)는 중앙부(5a)의 대략 중앙에 형성되는 개구부(5o)와, 중앙부(5a)의 측주면에 개구되고 중앙부(5a) 내에서 받침대(5c) 방향으로 굴곡하는 도관(導管)(5e)을 갖고 있다. 이 도관(5e)은 중앙부(5a)가 웨이퍼(W)의 이면에 눌려져 변형된 경우에도 부서지지 않을 정도의 직경을 가지고 있다. 또한, 받침대(5c)에는 상기의 도관(5e)에 접속하도록 관통홀(5h)이 형성되어 있다. 이 세정 헤드(5)의 원환부(5b)는 도 7에 도시한 원환부(5b)와 같은 구성을 가지고 있다. 이러한 구성에 의해서도, 원환부(5b)에 의해 웨이퍼(W)의 베벨부(B)를 세정할 수 있다. 또한, 중앙부(5a)와 원환부(5b)와의 사이의 공간에 모이는 세정액을, 도관(5e) 및 관통홀(5h)을 통해 배출할 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 특히 노치부(도 12의 (a) 참조)에 세정액이 남지 않도록 할 수 있다. 또한, 도 15에서 4 개의 도관(5e)과 4 개의 관통홀(5h)이 도시되어 있으나, 이들 수는 임의로 결정되어도 좋다.
도 16을 참조하면, 이 세정 헤드(5)는 중앙부(5a)의 대략 중앙에 형성되는 개구부(5o)와, 이 개구부(5o)에 의해 형성되는 중앙부(5a)의 내주면으로부터 중앙부(5a)의 반경 방향으로 연장되는 4 개의 절결부(5d)와, 중앙부(5a)의 외주면에 개구되고 절결부(5d)에 연통하는 도관(5f)을 가지고 있다. 도관(5f)은 중앙부(5a)가 웨이퍼(W)의 이면에 눌려져 변형된 경우에도 부서지지 않을 정도의 직경을 가지고 있다. 또한, 받침대(5c)의 관통홀(5h)은 절결부(5d)의 저부에 상당하는 위치에 형성되어 있다. 이 세정 헤드의 원환부(5b)는 도 7에 도시한 원환부(5b)와 같다. 이러한 구성에 의하면, 도 7의 세정 헤드(5)와 마찬가지로, 절결부(5d)에 의한 세정 효과를 얻을 수 있고, 또한 중앙부(5a)와 원환부(5b)와의 사이의 공간에 모이는 세정액을 도관(5f), 절결부(5d) 및 관통홀(5h)을 통해 배출할 수 있다. 도관(5e) 및 절결부(5d)의 수는 임의로 결정해도 좋고, 또한 관통홀(5h)은 개구부(5o)의 저부에 상당하는 위치에 형성되어도 좋다. 관통홀(5h)의 수는 절결부(5d)의 수와 동일한 수가 아니어도 좋다.
도 17에 도시한 세정 헤드(5)는 도 7의 세정 헤드(5)에 대해 원환부(5b)의 형상이 다르다는 점에서 상위하고, 그 밖의 구성은 같다. 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 세정 헤드(5)의 원환부(5b)는 대략 사다리꼴의 단면 형상을 갖고, 이 사다리꼴 형상의 경사면은 중앙부(5a)의 외주면에 접하고 있다. 이러한 구성에 의해서도, 원환부(5b)의 내면(특히, 경사진 면)이 웨이퍼(W)의 베벨부(B)에 접할 수 있어, 베벨부(B)를 세정하는 것이 가능하다. 또한, 중앙부(5a)와 원환부(5b)의 사이의 공간에 모이는 세정액은 스펀지제의 중앙부(5a) 및 원환부(5b)를 통해 관통홀(5h)로부터 배출되게 되므로, 세정액 노즐(51a)로부터의 세정액이 비교적 소량인 경우에 매우 적합하다.
도 18에 도시한 세정 헤드(5)는 중앙부(5a)와, 중앙부(5a)의 주위에 배치되는 복수의 필러(5p)와, 이들이 장착되는 받침대(5c)를 가지고 있다. 중앙부(5a)에는 원형의 상면 형상을 가지는 개구부(5o)와, 4 개의 절결부(5d)가 형성되어 있다. 필러(5p)는 도 7의 세정 헤드(5)의 중앙부(5a) 및 원환부(5b)와 마찬가지로 PVA로 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해서도, 필러(5p)의 일부가 웨이퍼(W)의 외측으로 돌출되어 나오도록 세정 헤드(5)가 위치할 때 웨이퍼(W)의 베벨부(B)가 필러(5p)에 접함으로써, 베벨부(B)를 세정할 수 있다. 또한, 이 경우 세정액이 필러(5p) 간의 간극 및 필러(5p)와 중앙부(5a)와의 사이의 간극으로부터 배출될 수 있으므로, 받침대(5c)에 관통홀(5h)은 불필요하다. 또한, 관통홀(5h)이 형성되어 있지 않으므로, 중앙부(5a)의 절결부(5d)는 중앙부(5a)의 측주면에는 도달해 있지 않다.
도 19에는 세정 헤드(5)의 또 다른 변형예가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 이 세정 헤드(5)의 원환부(5b)는 구형(矩形)의 단면 형상을 가지고 있으며, 이 점을 제외하고, 도 7에 도시한 세정 헤드(5)와 같은 구성을 가지고 있다. 이 구성에 의해서도, 세정 헤드(5)의 원환부(5b)가 부분적으로 웨이퍼(W)의 외측에 도달했을 때 웨이퍼(W)의 베벨부(B)가 원환부(5b)에 의해 세정될 수 있다.
도 20에 도시한 세정 헤드(5)는 8 각 기둥의 표면 형상을 가지는 중앙부(5a)와, 이것의 주위에 배치되는 다각 환부(環部)(5b)를 가지고 있다. 지금까지의 예와 같이, 중앙부(5a) 및 다각 환부(5b)는 받침대(5c)에 장착되어 있다. 다각 환부(5b)의 내연은 중앙부(5a)의 외연 형상을 반영해 8 각 기둥의 상면 형상을 가지고, 중앙부(5a)의 외연에 대략 접해 있다. 이러한 형상을 가지는 다각 환부(5b)에 의하면, 웨이퍼(W)의 베벨부(B)에 접할 때의 접촉 면적 및 접촉력이 다각 환부(5b)의 내연을 따라 변화할 수 있으므로 세정 효율의 향상이 기대된다.
또한, 세정 헤드(5)는 스펀지가 아니라, 예를 들면 다수의 플라스틱제의 실을 묶은 브러쉬에 의해 형성해도 좋다. 플라스틱제의 실은 바람직하게는, 예를 들면 폴리비닐 클로라이드(PVC), 우레탄, 나일론 등으로 만들어진다. 또한, 세정 헤드(5)의 중앙부(5a) 및 원환부(5b)의 쌍방 또는 어느 일방을 브러쉬로 해도 좋다. 또한, 원환부(5b)를 브러쉬로 형성하는 경우에도, 중앙부(5a)의 측주면에 접하는 내주면을 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 경사시켜도 좋다.
또한, 도 21을 참조하면, 또 다른 변형예에 의한 세정 헤드(5)에서는 원환부(5b)의 내주면이 받침대(5c)에 대해 대략 직립하고, 원환부(5b)의 외주면이 외향으로 경사져 있다. 이 점을 제외하면, 이 변형예에 의한 세정 헤드(5)는 도 7에 도시한 세정 헤드(5)와 동일한 구성을 가지고 있다. 구체적으로, 원환부(5b)의 외주면은 원환부(5b)의 외경이 위를 향해(받침대(5c)로부터 멀어지는 방향을 따라) 작아지도록 경사져 있다. 이러한 형상에 의하면, 원환부(5b)의 상부는 원환부(5b)의 하부에 비해 얇고, 적절한 유연성을 가질 수 있으므로, 베벨부(B)(도 12의 (b) 및 도 12의 (c) 참조)에 대해 적절한 힘으로 눌려질 수 있다. 이 때문에, 베벨부(B)의 세정 효과를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 형상을 가지는 세정 헤드(5)에는 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 경우에 당해 이면에 눌려질 때에는, 도 21의 (c)에 도시한 바와 같이, 원환부(5b)는 내향으로 눌려진다. 이 때문에, 이 세정 헤드(5)를 비교적 긴 기간 사용한 경우, 원환부(5b)의 상부 부근이 내측으로 변형되게 된다. 이리하면 장기간 사용했다고 해도, 세정 헤드(5)가 베벨부(B)에 도달해, 원환부(5b)가 부분적으로 돌출되어 나왔을 때, 원환부(5b)의 내주면에 대해 베벨부(B)가 제대로 눌려질 수 있다. 즉, 베벨부(B)의 세정 효과가 장기간 계속되므로, 이 변형예의 세정 헤드(5)에는 수명이 길다고 하는 이점이 있다.
또한, 원환부(5b)는 중앙부(5a)보다 높아도 좋다. 구체적으로는, 원환부(5b)의(받침대(5c)로부터의) 높이를 Hb로 하고, 중앙부(5a)의(받침대(5c)로부터의) 높이를 Ha로 하면, 0 ≤ Hb - Ha ≤약 2 mm이면 바람직하고, 약 1 mm ≤ Hb - Ha ≤약 2 mm이면 더욱 바람직하다. 원환부(5b)가 중앙부(5a)보다 높은 경우에는 세정 헤드(5)의 웨이퍼(W) 이면에 대한 압력이 약한 경우에도 원환부(5b)가 웨이퍼(W)의 표면보다 높은 위치까지 연장될 수 있으므로, 베벨부(B)의 전체를 세정하는 것이 가능해진다. 또한, 중앙부(5a) 및/또는 원환부(5b)를 브러쉬로 형성하는 경우에도 원환부(5b)가 중앙부(5a)보다 높으면 바람직하다.
또한, 원환부(5b)의 내주면이 베벨부(B)에 대해 눌려 들어가기 쉬워지도록, 원환부(5b)가 중앙부(5a)보다 큰 유연성을 가지고 있으면 바람직하다.
또한, 중앙부(5a) 및/또는 원환부(5b)를 스펀지로 형성하는 경우, 스펀지는 PVA제가 아니라 다른 재료제의 스펀지를 이용해도 좋음은 물론이다.
또한, 세정 헤드(5)의 중앙부(5a)는 개구부(5o)와 절결부(5d)를 가지지 않아도 좋다. 단, 중앙부(5a)의 중심부(회전 중심축 부근)는 세정 헤드(5)의 회전에 따른 선속도(線速度)가 작으므로, 중앙부(5a)의 주연부 또는 원환부(5b)에 비해 세정 효과가 낮다. 이 때문에, 개구부(5o)를 형성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 절결부(5d)는 세정 효과를 높인다고 하는 이점을 가지므로, 개구부(5o)를 형성하지 않고 절결부(5d)만을 형성해도 좋다. 이 경우, 예를 들면 십자형의 절결부가 바람직하다.
또한, 세정 헤드(5)가 장착되는 지지부(51)에, 예를 들면 측판(26)(도 3)의 승강 기구(27)와 동일한 승강 기구를 설치하고, 세정 헤드(5)의 웨이퍼(W) 이면으로의 압압 및 그 압력을 지지부(51)를 통해 제어해도 좋다. 이 경우, 스핀 척(3)의 구동 기구(33)는 스핀 척(3)을 회전시키는 기능만을 가지고 있어도 좋다. 단, 세정 헤드(5)의 지지부(51)가 승강 가능한 경우라도 스핀 척(3)의 구동 기구(33)를 승강 가능하게 하고, 지지부(51) 및 구동 기구(33)가 협동하여 세정 헤드(5)의 웨이퍼(W) 이면으로의 압압 및 그 압력을 제어해도 좋다.
또한, 세정 헤드(5)가 장착되는 지지부(51)를 신축 가능하게 구성하고, 세정 헤드(5)를 도 4에 도시한 X 방향으로 이동시켜도 좋다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 이면을 따른 방향으로 세정 헤드(5)를 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부(B)를 세정할 수 있다. 이 경우, 지지부(51)는 Y 방향으로 이동 가능해도 상관 없다.
또한, 기판 세정 장치(100)에서의 세정 헤드(5)에 의한 베벨부(B)의 청정 후, 추가로 세정액을 이용하여 베벨부(B)를 세정해도 좋다. 이 목적을 위해, 어퍼 컵(41)에, 도 5에 도시한 바와 같이, 베벨부(B)를 세정하기 위한 베벨 세정 노즐(7)을 설치해도 좋다. 베벨 세정 노즐(7)은 베벨부(B)를 세정하기 위한, 예를 들면 DIW와 같은 세정액을 토출하고, 베벨부(B)에 부착되는 파티클을 씻어 내도록 구성되어 있다. 상세하게, 베벨 세정 노즐(7)에는 웨이퍼(W)의 외측 및 상방으로부터 경사 방향으로 베벨부(B)의 상측 부분에 세정액을 토출하는 상부 노즐(71)과, 웨이퍼(W)의 외측 및 하방으로부터 경사 방향으로 베벨부(B)의 하측 부분에 세정액을 토출하는 하부 노즐(72)이 포함된다. 웨이퍼(W)가 스핀 척(3)에 의해 회전되는 동안, 상부 노즐(71) 및 하부 노즐(72)로부터 베벨부(B)로 세정액이 분출되고, 이 때문에 베벨부(B)에 부착된 파티클을 세정액의 충격력에 의해 제거할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼(W)가 회전하고 있으므로, 베벨부(B)의 전체에 세정액을 도달시킬 수 있고, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 베벨부(B)로부터 세정액이 제거된다. 이에 의해, 파티클을 베벨부(B)로부터 흘려 보낼 수 있다.
또한, 기판 세정 장치(100)에는 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 세정하는 이면 주연 세정 노즐(8)이 설치되어도 좋다(도 3부터 도 5 참조). 웨이퍼(W)의 이면 주연부는 포토레지스트막의 형성 전에 행해지는 소수화 처리에 사용되는 소수화제의 영향을 받는다. 즉, 소수화 처리에서, 소수화제가 웨이퍼(W)의 베벨부(B)로부터 웨이퍼(W)의 이면 주연부로 유입되는 경우가 있다. 이 경우, 이면 주연부는 소수성을 가지게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부(B)를 젖은 상태로 유지하고 또한 세정 헤드(5)에 의해 제거된 파티클을 씻어내므로 이면 주연 세정 노즐(8)로부터 세정액 등을 공급하는 것은 유용하다.
구체적으로, 이면 주연 세정 노즐(8)은, 예를 들면 이류체 노즐로서 구성하면 바람직하다. 웨이퍼(W)의 이면 세정용의 세정액은 DIW와 N2 가스의 혼합물이면 좋다. 즉, 이류체 노즐은 액체 성분(DIW)과 기체 성분(질소)이 이류체 노즐의 선단 및 부근에서 혼합되는 것을 허용하고, 따라서 이들 혼합물을 웨이퍼(W)의 이면에 토출하면 바람직하다. 이에 따르면, DIW와 질소 버블의 충격력에 의해, 파티클을 확실히 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 승강 기구(81)에 의해 승강 가능하다. 이에 의해, 이면 주연 세정 노즐(8)은 웨이퍼(W)가 흡착 패드(2)에 의해 수평으로 쉬프트될 때, 어퍼 컵(41) 또는 에어 나이프(31) 등에 간섭하지 않게 강하된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 베벨 세정 노즐(71, 72)은 유량 제어 유닛(7b)을 가지는 공급 라인(7a)을 개재하여 세정액원(65)에 접속되어도 좋고, 이면 주연 세정 노즐(8)은 각각 유량 제어 유닛(81b, 82b)을 가지는 공급 라인(81a, 82a)을 개재하여 각각 세정액(DIW)원(65)과 질소 가스원(66)에 접속되어도 좋다.
또한, 이상의 실시예에서는 인터페이스 블록(B3)의 제 1 반송실(126)에 기판 세정 장치(100)를 배치했으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 처리 블록(B2) 내의 처리 유닛군(U4, U5) 또는 선반 유닛(U1, U2, U3)에 기판 세정 장치(100)를 배치해도 좋다.
또한, 지금까지 반도체 웨이퍼(W)를 세정하는 경우를 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 FPD용 기판을 세정하는 경우에도 적용할 수 있다.
1 : 도포 현상 장치
B1 : 캐리어 블록
B2 : 처리 블록
B3 : 인터페이스 블록
B4 : 노광 장치
U1~U3 : 선반 유닛
U4, U5 : 처리 유닛군
A1~A3 : 반송 기구
A4, A5 : 반송 암
100 : 기판 세정 장치
5 : 세정 헤드
5a : 중앙부
5b : 원환부
5c : 받침대
5d : 절결부
5h : 관통홀
41 : 어퍼 컵
43 : 언더 컵
51 : 지지부
W : 웨이퍼

Claims (13)

  1. 기판의 이면 중심부를 보지(保持)하여, 상기 기판을 회전시키는 기판 보지 회전부와,
    제 1 세정부, 상기 제 1 세정부의 주위에 배치되는 제 2 세정부 및 상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부가 장착되는 받침대를 포함하는 세정 부재와,
    상기 기판 보지 회전부에 보지되는 상기 기판의 이면에 상기 제 1 세정부와 상기 제 2 세정부를 접촉 가능하도록 상기 기판 보지 회전부 및 상기 세정 부재를 상대적으로 승강시키는 승강부와,
    상기 제 2 세정부의 일부를 상기 기판의 외측에 노출 가능하도록 상기 기판의 이면을 따른 방향으로 상기 기판 및 상기 세정 부재를 상대적으로 구동시키는 구동부
    를 구비하는 기판 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세정부가 원 기둥 형상을 가지고, 상기 원 기둥 형상의 제 1 세정부의 주위에 배치되는 상기 제 2 세정부가 원환(圓環) 형상을 가지는 기판 세정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 원환 형상의 제 2 세정부는, 상기 원 기둥 형상의 제 1 세정부의 측주면(側周面)과의 간격이, 상기 받침대로부터 멀어지는 방향을 따라 넓어지도록 경사지는 내주면(內周面)을 가지는 기판 세정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 세정부가 상기 제 1 세정부의 중심부에 형성되는 개구부 및 상기 개구부와 연통되는 절결부 중 적어도 하나를 포함하는 기판 세정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 받침대가 상기 받침대를 관통하는 관통홀을 구비하는 기판 세정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 세정부가 상기 제 1 세정부의 중심부에 형성되는 개구부 및 상기 개구부와 연통되는 절결부 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 관통홀이 상기 절결부와, 상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부의 경계와의 하방에 형성되는 기판 세정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세정부의 상기 받침대로부터의 높이가, 상기 제 1 세정부의 상기 받침대로부터의 높이보다 높은 기판 세정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 부재를 회전시키는 회전 기구를 더 구비하는 기판 세정 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 이면으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 더 구비하는 기판 세정 장치.
  10. 포토레지스트막을 기판에 형성하는 포토레지스트막 형성 유닛과,
    상기 포토레지스트막이 형성된 상기 기판을 세정하는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 기판 세정 장치와,
    상기 포토레지스트막이 노광된 후에 상기 포토레지스트막을 현상하는 현상 유닛
    을 구비하는 도포 현상 장치.
  11. 기판의 이면 중심부를 보지(保持)하여 상기 기판을 회전시키는 단계와,
    제 1 세정부, 상기 제 1 세정부의 주위에 배치되는 제 2 세정부를 상기 기판의 이면에 접촉시키는 단계와,
    상기 제 2 세정부의 일부가 상기 기판의 외측에 노출되도록 상기 기판의 이면을 따른 방향으로 상기 기판 및 상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부를 상대적으로 이동시키는 단계
    를 포함하는 기판 세정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판의 이면으로 세정액을 공급하는 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 세정부 및 상기 제 2 세정부를 회전시키는 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.
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