KR20170043664A - 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법 - Google Patents

기판 세정 장치 및 기판 세정 방법 Download PDF

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KR20170043664A
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

세정 헤드가 기판의 반경 방향으로 이동하면서 기판의 표면을 세정하는 신규의 기판 세정 장치를 제공한다. 기판(S)을 세정하는 기판 세정 장치(50)는, 기판(S)을 지지하여 회전시키는 외주 지지 부재(51)와, 외주 지지 부재(51)에 의해 회전하는 기판(S)의 피세정면에 접촉하여 피세정면을 세정하기 위한 세정면을 갖는 스펀지(541)와, 세정면을 피세정면에 접촉시킨 채 스펀지(541)를 기판(S)의 반경 방향으로 이동하는 아암(53)과, 피세정면에 대한 세정면의 접촉압을 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 제어부(60)는 스펀지(541)가 기판(S)의 에지 부근에 있을 때, 스펀지(541)가 기판(S)의 중심 부근에 있을 때보다도, 접촉압을 작게 한다.

Description

기판 세정 장치 및 기판 세정 방법{SUBSTRATE CLEANING DEVICE AND SUBSTRATE CLEANING METHOD}
<관련 출원>
본 출원에서는, 2014년 10월 31일에 일본에 출원된 특허 출원 번호 2014-223715의 이익을 주장하고, 당해 출원의 내용은 인용함으로써 여기에 포함되어 있는 것으로 한다.
본 기술은, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 세정하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것으로, 특히, 세정 헤드가 기판의 반경 방향으로 이동하면서 기판의 표면을 세정하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 미세화에 수반하여, 미세 구조를 갖는 기판(물성이 상이한 다양한 재료막을 형성한 기판)의 가공이 행해지고 있다. 예를 들어, 기판에 형성한 배선 홈을 금속으로 매립하는 다마신 배선 형성 공정에 있어서는, 다마신 배선 형성 후에 기판 연마 장치(CMP 장치)에 의해, 여분의 금속을 연마 제거하고, 기판 표면에 물성이 상이한 다양한 재료막(금속막, 배리어막, 절연막 등)이 형성된다. 이러한 기판 표면에는, CMP 연마에서 사용된 슬러리 잔사나 금속 연마 부스러기(Cu 연마 부스러기 등)가 존재한다. 그로 인해, 기판 표면이 복잡하여 세정이 곤란한 경우 등, 기판 표면의 세정을 충분히 행하지 않은 경우에는, 잔사물 등의 영향에 의해 누설이나 밀착성 불량이 발생하고, 신뢰성 저하의 원인이 될 우려가 있다. 따라서, 반도체 기판의 연마를 행하는 CMP 장치에서는, 연마 후에 세정이 행해진다. 세정 공정에서는, 예를 들어 펜스 클럽 세정이나 2 유체 제트 세정이 행해진다(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 제2013-172019호 공보 일본 특허 공개 평11-40530호 공보
종래의 기판 세정 장치에 있어서는, 기판 표면을 펜스 클럽 세정할 경우, 기판을 회전시킴과 함께, 회전하는 스펀지로 이루어지는 세정 헤드가 기판 표면 상을 기판의 반경 방향으로 이동하여 기판 세정이 행해진다. 도 12는, 기판의 복수의 반경 위치의 각각에 있는 세정 헤드를 도시하는 평면도 및 정면도이다. 도 12에는, 기판 S의 중심 부근에 있는 세정 헤드 H1, 기판의 중심과 에지의 사이에 있는 세정 헤드 H2, 기판 S의 에지 부근에 있는 세정 헤드 H3이 나타나 있다.
기판 S가 에지로 지지되면, 도 12의 정면도에 도시하는 바와 같이, 기판 S의 중앙부는 자중에 의해 가라앉고, 기판 전체로서는 아래로 볼록하게 만곡된 형상이 된다. 이와 같이, 기판 S의 중심 부근과 에지 부근에 있어서는 기판 S의 표면의 높이가 상이하고, 즉, 기판 S의 중심 부근의 표면은, 기판 S의 에지 부근의 표면 높이보다 낮아진다. 세정 헤드가 중심 부근에 있을 때에도 에지 부근에 있을 때에도 스펀지를 동일한 높이에서 보유 지지하면, 세정 헤드의 스펀지가 기판 S의 중심 부근에서 적절한 접촉압으로 기판 S의 표면에 접촉되어 있었다고 하더라도, 세정 헤드가 기판 S의 에지에 가까울수록 접촉압이 커져 버린다. 이러한 접촉압의 불균일은, 기판이 대형화될수록 현저해진다.
도 13a 내지 도 13c는, 각각 도 12의 A-A' 단면도, B-B' 단면도, C-C' 단면도이다. 도 13에 있어서, 기판 S는 도면의 좌측 방향으로 이동하고 있다. 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 세정 헤드의 스펀지는, 기판과의 사이의 마찰력에 의해, 기판에 끌려가서 변형된다. 세정 헤드가 반경 방향으로 이동할 경우에, 기판의 회전 속도가 일정하다고 하면, 세정 헤드에 접촉하는 기판 S의 표면의 세정 헤드에 대한 이동 속도는, 기판 S의 반경 방향의 외측으로 갈수록 빨라진다. 따라서, 도 13a 내지 도 13b에 도시하는 바와 같이, 기판에 끌려감에 따른 세정 헤드의 변형은, 세정 헤드가 기판의 반경 방향의 외측에 있을수록 커진다. 이러한 변형은, 기판의 반경이 커질수록 현저해진다.
세정 헤드가 변형되면, 본래는 원형의 접촉면이고 기판 표면에 미끄럼 접촉해야 할 세정 헤드가, 도 12의 평면도에 도시하는 바와 같이 찌부러져, 세정 성능이 저하되어 버린다. 또한, 세정 헤드가 기판에 수직인 축 주위로 자전을 하면, 스펀지에는, 회전하는 기판에 의한 마찰력과, 세정 헤드가 자전을 하는 토크가 복잡하게 가해져, 스펀지에 국소적으로 큰 응력이 부여되고, 그 결과, 스펀지가 그 홀더로부터 빠져 버리는 경우도 있다.
본 기술은, 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 세정 헤드가 기판의 반경 방향으로 이동하면서 기판의 표면을 세정하는 신규의 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 형태의 기판 세정 장치는, 기판을 세정하는 기판 세정 장치이며, 상기 기판을 지지하여 회전시키는 기판 회전 지지부와, 상기 기판 회전 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 피세정면에 접촉하여 상기 피세정면을 세정하기 위한 세정면을 갖는 스크럽 세정 부재와, 상기 세정면을 상기 피세정면에 접촉시킨 채 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하는 이동 기구와, 상기 피세정면에 대한 상기 세정면의 접촉압을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 접촉압을 작게 하는 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 제어부가 스크럽 세정 부재의 세정면의 접촉압을 제어하므로, 기판이 에지로 지지됨으로써 에지 부근의 표면 높이가 중심 부근의 표면 높이 보다도 높아져 버리는 경우에도, 그 고저차에 의해 의도치 않은 접촉압이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피세정면의 이동 속도가 빠른 에지 부근에서는 중심 부근보다도 접촉압을 작게 하므로, 기판의 피세정면에 접촉하는 스크럽 부재의 세정면이 기판의 회전에 의해 이동하는 피세정면에 끌려감으로써 스크럽 세정 부재에 가해지는 응력을 경감할 수 있고, 스크럽 세정 부재의 변형이나 탈락의 가능성을 경감할 수 있다.
상기의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 또한, 상기 이동 기구에 의한 상기 스크럽 세정 부재의 이동을 제어해도 되고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 스크럽 세정 부재의 이동 속도를 늦추어도 된다.
이 구성에 의해, 기판의 피세정면의 이동 속도가 빠르고, 단위 면적당 스크럽 세정 부재의 세정면과의 접촉 시간이 짧은 에지 부근에서는, 중심 부근보다 스크럽 세정 부재의 반경 방향의 이동 속도를 늦추어 접촉 횟수를 많게 할 수 있어, 에지 부근에서의 세정성을 향상시킬 수 있다.
상기의 기판 세정 장치는, 상기 스크럽 세정 부재를 회전시키는 회전 기구를 더 구비하고 있어도 되고, 상기 제어부는, 또한, 상기 회전 기구에 의한 상기 스크럽 세정 부재의 회전을 제어하고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 스크럽 세정 부재의 회전 속도를 빠르게 해도 된다.
이 구성에 의해, 기판의 에지 부근에서 기판의 피세정면과 스크럽 세정 부재의 세정면 사이의 접촉압이 작아짐에 따른 세정성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 기판의 에지 부근에서 스크럽 세정 부재의 이동 속도를 저하시키는 경우에도, 스크럽 세정 부재의 회전에 의한 세정성 향상의 효과를 예상할 수 있으므로, 그러한 스크럽 세정 부재의 이동 속도를 저하시키는 정도를 억제할 수 있고, 스크럽 세정 부재의 이동 속도의 저하에 수반되는 생산성의 저하를 억제할 수 있다.
상기의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 기판 회전 지지부에 의한 상기 기판의 회전을 제어하고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 기판의 회전 속도를 빠르게 해도 된다.
스크럽 세정 부재가 일정한 속도로 기판의 반경 방향으로 이동할 경우에는, 기판의 에지에 가까울수록 기판에 대한 접촉 횟수가 감소하게 되지만, 상기의 구성과 같이 스크럽 세정 부재가 기판의 에지 부근에 있을 때, 스크럽 세정 부재가 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 기판의 회전 속도를 빠르게 하면, 그러한 접촉 횟수의 감소를 저감 내지 피할 수 있다. 또한, 상기와 같은 접촉 횟수의 감소를 저감시키기 위해, 스크럽 세정 부재가 기판의 에지 부근에 있을 때, 스크럽 세정 부재가 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 스크럽 세정 부재의 이동 속도를 늦추는 경우에 있어서도, 상기의 구성과 같이 스크럽 세정 부재가 기판의 에지 부근에 있을 때, 스크럽 세정 부재가 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 기판의 회전 속도를 빠르게 하면, 그러한 속도의 감소 정도를 억제할 수 있고, 생산성의 저하를 억제할 수 있다.
상기의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 세정면이 상기 기판의 중심에 접촉하고 있을 동안에, 상기 접촉압을 변화시켜도 된다.
이 구성에 의해, 기판의 중심 부근에 있어서도, 스크럽 세정 부재의 기판의 반경 방향에 있어서의 위치에 따라서 접촉압을 제어할 수 있다.
상기의 기판 세정 장치에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸리는 위치를 포함하는 소정의 이동 궤적 상에서 상기 스크럽 세정 부재를 이동해도 되고, 상기 제어부는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있을 때, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있지 않을 때보다도, 상기 접촉압을 작게 해도 된다.
이 구성에 의해, 스크럽 세정 부재가 높은 접촉압으로 기판의 에지에 걸림에 따른 스크럽 세정 부재의 열화 등의 문제를 경감할 수 있다.
다른 형태의 기판 세정 장치는, 기판을 세정하는 기판 세정 장치이며, 상기 기판을 지지하여 회전시키는 기판 회전 지지부와, 상기 기판 회전 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 피세정면에 접촉하여 상기 피세정면을 세정하기 위한 세정면을 갖는 스크럽 세정 부재와, 상기 스크럽 세정 부재를 회전시키는 회전 기구와, 상기 세정면을 상기 피세정면에 접촉시킨 채 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하는 이동 기구와, 상기 피세정면에 대한 상기 세정면의 접촉압을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 이동 기구는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸리는 위치를 포함하는 소정의 이동 궤적 상에서 상기 스크럽 세정 부재를 이동하고, 상기 제어부는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있을 때, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있지 않을 때보다도, 상기 접촉압을 작게 하는 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 스크럽 세정 부재가 높은 접촉압으로 기판의 에지에 걸림에 따른 스크럽 세정 부재의 열화 등의 문제를 경감할 수 있다.
일 형태의 기판 세정 방법은, 기판을 세정하는 기판 세정 방법이며, 상기 기판을 보유 지지하여 회전시키고, 스크럽 세정 부재의 세정면을 상기 기판의 피세정면에 접촉시킨 채 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 피세정면에 대한 상기 세정면의 접촉압을 작게 하는 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 스크럽 세정 부재의 세정면의 접촉압이 제어되므로, 기판이 에지로 지지됨으로써 에지 부근의 표면 높이가 중심 부근의 표면 높이보다도 높아져 버리고 있을 경우에도, 그 고저차에 의해 의도치 않은 접촉압이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피세정면의 이동 속도가 빠른 에지 부근에서는 중심 부근보다도 접촉압을 작게 하므로, 기판의 피세정면에 접촉하는 스크럽 부재의 세정면이 기판의 회전에 의해 이동하는 피세정면에 끌려감에 따라 스크럽 세정 부재에 가해지는 응력을 경감할 수 있고, 스크럽 세정 부재의 변형이나 탈락의 가능성을 경감할 수 있다.
다른 형태의 기판 세정 방법은, 기판을 세정하는 기판 세정 방법이며, 상기 기판을 보유 지지하여 회전시키고, 스크럽 세정 부재의 세정면을 상기 기판의 피세정면에 접촉시킨 채, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸리는 위치를 포함하는 소정의 이동 궤적 상에서, 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하고, 상기 스크럽 세정 부재를 회전시켜, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있을 때, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있지 않을 때보다도, 접촉압을 작게 하는 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해서도, 스크럽 세정 부재가 높은 접촉압으로 기판의 에지에 걸림에 따른 스크럽 세정 부재의 열화 등의 문제를 경감할 수 있다.
다른 형태의 기판 세정 장치는, 기판을 세정하는 기판 세정 장치이며, 상기 기판을 지지하여 회전시키는 기판 회전 지지부와, 상기 기판 회전 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 피세정면에 대하여 액체와 기체의 혼합물을 분사하는 2 유체 노즐과, 상기 2 유체 노즐을 상기 기판의 반경 방향으로 이동하는 이동 기구와, 상기 2 유체 노즐에 공급하는 액체 및/또는 기체의 유량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 2 유체 노즐이 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 2 유체 노즐이 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 액체의 유량 및/또는 상기 기체의 유량을 작게 하는 구성을 갖고 있다.
기판의 에지 부근은 2 유체 노즐에 대한 기판의 속도가 빨라지므로, 2 유체 제트에 의한 분사에 의해 기판이 대미지를 받는 경우가 있지만, 상기의 구성에 의해, 2 유체 노즐이 기판의 에지 부근에 있을 때, 2 유체 노즐이 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 액체의 유량 및/또는 기체의 유량을 작게 하므로, 2 유체 노즐이 기판의 에지 부근에 있을 때, 2 유체 노즐이 기판의 중심 부근에 있을 때보다도 분사되는 액체의 운동 에너지가 작아져, 상기와 같은 대미지를 경감 내지 회피할 수 있다.
도 1은 본 기술의 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치를 구비한 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 2는 본 기술의 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 사시도이다.
도 3은 본 기술의 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 측면도이다.
도 4는 본 기술의 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 평면도이다.
도 5는 본 기술의 실시 형태에 있어서의 기판 세정 장치의 제어계의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 기술의 실시 형태에 있어서의 스펀지의 이동 궤적을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 기술의 실시 형태에 있어서의 스펀지 중심의 기판 상에서의 위치와, 기판의 회전 속도, 아암의 이동 속도, 세정 헤드의 기판에 대한 접촉압, 및 세정 헤드의 회전 속도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시 형태의 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 9a는 본 기술의 실시 형태의 다른 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 9b는 본 기술의 실시 형태의 다른 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 10a는 본 기술의 실시 형태의 다른 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 10b는 본 기술의 실시 형태의 다른 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 11a는 본 기술의 실시 형태의 다른 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 11b는 본 기술의 실시 형태의 다른 변형예에 있어서의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 12는 종래 기판의 복수의 반경 위치의 각각에 있는 세정 헤드를 도시하는 평면도 및 정면도이다.
도 13a는 도 12의 A-A' 단면도이다.
도 13b는 도 12의 B-B' 단면도이다.
도 13c는 도 12의 C-C' 단면도이다.
이하, 본 기술의 실시 형태의 기판 세정 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 기술을 실시할 경우의 일례를 나타내는 것으로서, 본 기술을 이하에 설명하는 구체적 구성에 한정하는 것은 아니다. 본 기술의 실시에 있어서는, 실시 형태에 따른 구체적 구성이 적절히 채용되어도 된다. 이하의 실시 형태에서는, 반도체 기판의 연마를 행하는 CMP 장치 등에 사용되는 기판 세정 장치의 경우를 예시한다.
도 1은 본 기술의 실시 형태에 따른 기판 세정 장치(세정 유닛)를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(10)과, 다수의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(12)를 구비하고 있다. 로드 포트(12)는 하우징(10)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(12)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF, FOUP는 내부에 기판 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
하우징(10)의 내부에는, 4개의 연마 유닛(14a 내지 14d)과, 연마 후의 기판을 세정하는 세정 유닛[제1 세정 유닛(16) 및 제2 세정 유닛(18)]과, 세정 후의 기판을 건조시키는 건조 유닛(20)이 수용되어 있다. 세정 유닛[제1 세정 유닛(16), 제2 세정 유닛(18)]은 상하 2단으로 배치한 상하 2단 구조로 해도 된다. 연마 유닛(14a 내지 14d)은 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라서 배열되고, 세정 유닛(16, 18) 및 건조 유닛(20)도 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라서 배열되어 있다. 본 기술의 실시 형태의 기판 세정 장치는, 제1 세정 유닛(16)이나 제2 세정 유닛(18)에 적용할 수 있다.
로드 포트(12), 당해 로드 포트(12) 측에 위치하는 연마 유닛(14a) 및 건조 유닛(20)에 둘러싸인 영역에는, 제1 기판 반송 로봇(22)이 배치되고, 또한 연마 유닛(14a 내지 14d)과 평행하게, 기판 반송 유닛(24)이 배치되어 있다. 제1 기판 반송 로봇(22)은 연마 전의 기판을 로드 포트(12)로부터 수취하여 기판 반송 유닛(24)에 전달함과 함께, 건조 후의 기판을 건조 유닛(20)으로부터 수취하여 로드 포트(12)로 되돌린다. 기판 반송 유닛(24)은 제1 기판 반송 로봇(22)으로부터 수취한 기판을 반송하고, 각 연마 유닛(14a 내지 14d)과의 사이에서 기판의 수수를 행한다.
제1 세정 유닛(16)과 제2 세정 유닛(18)의 사이에는, 이들 각 유닛(16, 18)과의 사이에서 기판의 수수를 행하는 제2 기판 반송 로봇(26)이 배치되어 있다. 또한, 제2 세정 유닛(18)과 건조 유닛(20)의 사이에는, 이들 각 유닛(18, 20)과의 사이에서 기판의 수수를 행하는 제3 기판 반송 로봇(28)이 배치되어 있다. 또한, 하우징(10)의 내부에는, 기판 처리 장치의 각 기기의 움직임을 제어하는 제어부(30)가 배치되어 있다.
도 2는 본 실시 형태의 기판 세정 장치(세정 유닛)의 구성을 도시하는 사시도이다. 또한, 도 3은 기판 세정 장치(세정 유닛)의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 4는 기판 세정 장치(세정 유닛)의 구성을 도시하는 평면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판 세정 장치(50)는 기판 S의 외주를 지지하는 4개의 외주 지지 부재(51)를 구비하고 있다. 외주 지지 부재(51)는, 예를 들어 기판 S의 에지를 상하로 끼우고, 또한 회전 가능한 롤러로 구성된다. 본 실시 형태에서는, 4개의 외주 지지 부재(51)는 동일 수평면 상에 위치하고 있으며, 기판 S는, 표면(피연마면)을 위로 향하고, 이들 4개의 외주 지지 부재(51)에 의해 수평하게 지지된다. 4개의 외주 지지 부재(51)의 일부 또는 전부는 회전 구동되고, 이에 의해 지지되는 기판 S는 회전한다. 회전 구동하지 않는 외주 지지 부재(51)는 기판 S의 회전에 종동하여 회전한다. 외주 지지 부재(51)는 기판 회전 지시부에 상당한다.
기판 세정 장치(50)는 수직으로 기립 설치된 아암 지주(52)와, 아암 지주(52)에 승강 가능하며 또한 회전 가능하게 지지되는 아암(53)과, 아암(53)의 선단 아래에 지지되는 세정 헤드(54)를 구비하고 있다. 또한, 외주 지지 부재(51)에 지지된 기판 S의 측방에는, 기판 S의 표면(상면)에 세정액[세정액(약액)이나 슬러리나 순수]을 공급하는 노즐(55)이 기립 설치되어 있다. 아암 지주(52)와 아암(53)으로 이루어지는 구성은, 이동 기구에 상당한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 아암(53)이 요동 중심 OA를 중심으로 회전함으로써, 그 선단에 설치된 세정 헤드(54)는 원호를 그리듯이 기판 S 위를 기판 S의 표면을 따라 요동한다. 아암(53)은 세정 헤드(54)가 기판 S의 중심을 통과하도록, 세정 헤드(54)를 기판 S 위에서 기판 S의 반경 방향으로 이동시킨다. 또한, 아암(53)은 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에까지 이르도록, 세정 헤드(54)를 기판 S 위에서 이동시킨다. 즉, 세정 헤드(54)의 이동 궤적은, 기판 S의 중심을 통과하여 기판 S의 에지까지를 커버하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 세정 헤드(54)는 스크럽 세정 부재로서의 스펀지(541)와, 스펀지를 보유 지지하는 홀더(542)와, 홀더(542)를 승강 구동하고, 또한 회전 구동하는 구동부(543)를 구비하고 있다. 구동부(543)는 아암(53)의 내부에 설치된다. 홀더(542)는 기판 S에 대하여 수직인 자세로 구동부(543)에 지지되고, 구동부(543)는 기판 S에 대하여 수직인 회전축 주위로 홀더(542)를 회전 구동한다. 또한, 구동부(543)는 기판 S에 대하여 수직인 방향으로 홀더(542)를 상승시키거나, 또는 강하시킨다. 구동부(543)는 회전 기구에 상당한다.
스펀지(541)는 홀더(542)의 하단에 고정되고, 홀더(542)와 함께 회전한다. 스펀지(541)는 원기둥 형상이며, 그 원형의 저면(연마면)이 기판 S에 접촉된다. 구동부(543)는 홀더(542)를 하강시킴으로써, 스펀지(541)의 저면을 기판 S의 표면에 접촉시킨다. 또한, 구동부(543)는 스펀지(541)가 기판 S에 접촉된 상태에서, 홀더(542)를 승강시킴으로써, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 조정한다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압은, 즉, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 단위 면적당 압박 하중이다.
도 5는 본 실시 형태의 기판 세정 장치의 제어계의 구성을 도시하는 블록도이다. 기판 세정 장치(50)는 그 세정 동작을 제어하는 제어부(60)를 구비하고 있다. 이 제어부(60)는 기판 처리 장치(도 1 참조)의 제어부(30)여도 되고, 제어부(30)와는 별도로 설치되어 있어도 된다. 제어부(60)는 메모리나 연산 처리 회로를 구비한 컴퓨터가 본 실시 형태의 세정 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 기판 세정 장치(50)는 제어부(60) 이외에, 세정 방법 기억부(61), 아암 요동 구동부(62), 기판 회전 구동부(63), 헤드 회전 구동부(64), 헤드 승강 구동부(65)를 구비하고 있다.
도 5의 예의 기판 세정 장치(50)에서는, 제어부(60)는 세정 방법 기억부(61)에 기억된 세정 레시피(세정 방법)에 따라, 각 구동부(32 내지 35)를 제어한다. 단, 제어부(60)는 기판 세정 장치(50)로부터 얻어진 어떠한 센싱 데이터에 기초하여, 소정의 알고리즘에 따른 피드백 제어를 행해도 된다. 세정 방법 기억부(61)에는, 세정 공정의 진행(시간의 경과)에 따라서 각 구동부(32 내지 35)에 대한 제어값(세정 레시피)이 기억되어 있다.
아암 요동 구동부(62)는 아암(53)을 요동 중심 OA 주위에 요동 구동시킴으로써, 세정 헤드(54)를 기판 S의 표면과 평행한 원호 궤도 상에서 이동시킨다. 기판 회전 구동부(63)는 외주 지지 부재(51)를 회전 구동시킴으로써, 기판 S를 그 중심축 주위로 회전시킨다. 헤드 회전 구동부(64)는 구동부(543)를 회전 구동시킴으로써, 홀더(542) 및 그것이 보유 지지하는 스펀지(541)를 그 중심축 주위로 회전시킨다. 헤드 승강 구동부(65)는 구동부(543)를 승강 구동시킴으로써, 스펀지(541)를 기판 S에 접촉시키고, 또는 기판 S에 접촉되어 있는 스펀지(541)를 기판 S로부터 이격하고, 또한, 기판 S에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 조정한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 아암(53)도 아암 지주(52)에 대하여 승강 구동되므로, 세정 헤드(54)의 구동부(543)는 홀더(542)를 승강시키는 기능을 갖고 있지 않아도 되고, 이 경우에는, 아암(53)을 아암 지주(52)에 대하여 승강시키는 구동부가, 구동부(543)를 대신하여, 또는 구동부(543)에 더하여, 헤드 승강 구동부(65)가 되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 스펀지(541)를 기판 S에 접촉시키거나, 또는 기판 S에 접촉되어 있는 스펀지(541)를 기판 S로부터 이격하고, 또한, 기판 S에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 조정하는 것은, 구동부(543)가 행하고, 아암(53)을 아암 지주(52)에 대하여 승강시키는 구동부는, 세정 헤드(54)가 기판 S로부터 이격되어 있는 상태에서, 세정 헤드(54)를 기판 S에 접근시키거나, 또는 기판 S로부터 이격하는 데 사용된다.
이어서, 세정 방법 기억부(61)에 기억된 세정 레시피에 따라서 제어부(60)가 행하는 세정 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 스펀지의 이동 궤적을 도시하는 도면이며, 도 7은 스펀지 중심의 기판 상에서의 위치와, 기판의 회전 속도, 아암의 이동 속도, 세정 헤드의 기판에 대한 접촉압, 및 세정 헤드의 회전 속도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
아암(53)의 이동 속도 AS는, 제어부(60)가 세정 레시피를 따라서 아암 요동 구동부(62)를 제어함으로써 세정 헤드(54)의 위치에 따라서 도 7에 도시하는 바와 같이 변화하고, 기판 S의 회전 속도 SR은, 제어부(60)가 세정 레시피에 따라서 기판 회전 구동부(63)를 제어함으로써 세정 헤드(54)의 위치에 따라서 도 7에 도시하는 바와 같이 변화하고, 세정 헤드(54)의 회전 속도 HR은, 제어부(60)가 세정 레시피에 따라서 헤드 회전 구동부(64)를 제어함으로써 세정 헤드(54)의 위치에 따라서 도 7에 도시하는 바와 같이 변화하고, 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP는, 제어부(60)가 세정 레시피에 따라서 헤드 승강 구동부(55)를 제어함으로써 세정 헤드(54)의 위치에 따라서 도 7에 도시하는 바와 같이 변화한다. 또한, 이하의 설명에서는, 세정 헤드(54)가 기판 S의 중심 부근으로부터 에지를 향하여 이동하는 경우를 설명한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 스펀지(541)의 반경을 Ra라 하면, 제어부(60)는 아암 요동 구동부(62)를 제어하고, 세정 헤드(54)를 기판 S의 중심으로부터 에지를 향하여 이동시킨다. 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 중심으로부터 거리 Rb(Rb≤Ra)의 위치에 도달할 때까지는, 제어부(60)는 아암(53)의 이동 속도 AS, 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP, 및 기판 S의 회전 속도 SR이 일정해지도록, 아암 요동 구동부(62), 헤드 승강 구동부(65), 및 기판 회전 구동부(63)를 각각 제어한다.
스펀지(541)의 중심이 기판 S의 중심으로부터 거리 Rb의 위치에 도달하면, 즉, 스펀지(541)가 기판 S의 중심을 완전히 통과하기 전에, 제어부(60)는 아암 요동 구동부(62) 및 헤드 승강 구동부(65)를 제어하고, 아암(53)의 속도 AS, 및 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP를 감소시키기 시작한다.
그 후에는 제어부(60)는, 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 에지에 가까워질수록(외측으로 이동할수록) 아암(53)의 이동 속도 AS, 및 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP가 작아지도록 아암 요동 구동부(62) 및 헤드 승강 구동부(65)를 각각 제어한다. 이때, 아암(53)의 이동 속도 AS의 감소율, 및 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP의 감소율은, 스펀지(541)의 중심 위치가 기판 S의 에지에 가까워질수록(외측으로 이동할수록) 작아지도록 감소하고, 따라서, 그러한 그래프는 도 7에 도시하는 바와 같이 아래로 볼록해지는 곡선이 된다.
세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 근접하고, 스펀지(541)의 중심 위치가, 기판 S의 에지로부터 Rc(Rc≥Ra)만큼 앞의 위치에 도달하면, 즉, 스펀지(541)의 외측의 에지가 기판 S의 에지에 도달하기 전에, 제어부(60)는 도 7에 도시하는 바와 같이, 아암 요동 구동부(62) 및 헤드 승강 구동부(65)를 각각 제어하고, 아암(53)의 이동 속도 AS, 및 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP를 급격하게 감소시키기 시작하고, 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 에지에 도달했을 때, 그것들을 제로로 한다.
또한, 스펀지(541) 외측의 에지가 기판 S의 에지에 도달하기 전의, 예를 들어 스펀지(541) 외측의 에지와 기판 S의 에지의 거리가 0.5 내지 1.0㎜가 되는 위치에 있어서, 아암(53)의 이동 속도 AS를 0으로 하고, 아암(53)을 정지시켜도 된다. 아암(53)을 정지시킨 후, 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 에지에 도달하는 위치까지, 다시 아암(53)을 움직이게 한다.
스펀지(541)의 중심이 기판 S의 중심으로부터 거리 Rb의 위치에 도달하면, 즉, 스펀지(541)가 기판 S의 중심을 완전히 통과하기 전에, 제어부(60)는 기판 회전 구동부(63)를 제어하고, 기판 S의 회전 속도 SR을 증대시키기 시작한다. 이때, 제어부(60)는 회전 속도 SR1과 같이, 일정한 증대율로 회전 속도를 증대시켜도 되고, 회전 속도 SR2와 같이, 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 에지에 가까워질수록(외측으로 이동할수록) 증가율이 커지도록 증대시켜도 된다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 회전 속도 SR1의 그래프는 직선이 되고, 회전 속도 SR2의 그래프는 아래로 볼록해지는 곡선이 된다.
제어부(60)는 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 중심으로부터의 거리 Rb의 위치에 도달할 때까지는, 헤드 회전 구동부(64)를 제어하고, 세정 헤드(54)의 회전 속도 HR을 일정하게 한다. 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 중심으로부터 거리 Rb의 위치에 도달하면, 즉, 스펀지(541)가 기판 S의 중심을 완전히 통과하기 전에, 제어부(60)는 스펀지(541)의 중심이 기판 S의 에지에 가까워질수록(외측으로 이동할수록) 세정 헤드(54)의 회전 속도가 증대하도록, 헤드 회전 구동부(64)를 제어한다.
기판 세정 장치(50)에 있어서의 세정 레시피는 이상과 같은데, 이하에서는 이 세정 레시피에 의한 작용을 설명한다. 기판 S의 회전 속도가 가령 일정하다고 하면, 세정 헤드(54)를 기판 S의 에지에 접근할수록, 세정 헤드(54)에 대한 기판 S의 표면의 속도가 빨라지기 때문에, 스펀지(541)와 기판 S의 표면 사이의 1회의 접촉당 접촉 시간이 짧아진다. 그러나, 상기의 본 실시 형태와 같이, 제어부(60)가 아암 요동 구동부(62)를 제어하고, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 접근할수록 아암(53)의 이동 속도 AS, 즉 세정 헤드(54)의 기판 S의 반경 방향의 이동 속도를 감소시키면, 스펀지(541)와 기판 S의 표면 사이의 접촉 횟수가 증가하고, 토탈 접촉 시간을 길게 할 수 있다. 이와 같이, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 가까워질수록 아암(53)의 이동 속도 AS를 늦춤으로써, 아암(53)의 이동 속도가 일정한 기판 세정 장치와 비교하여, 세정성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 접근할수록 아암(53)의 이동 속도 AS를 작게 한다. 이것은, 반대로 말하면, 세정 헤드(54)가 기판 S의 중심에 가까울수록 아암(53)의 이동 속도를 빠르게 하는 것을 의미한다. 기판 S의 중심 부근은, 기판 S의 표면의 세정 헤드(54)에 대한 주위 방향의 이동 속도가 느리기 때문에, 세정성이 낮아져 버리지만, 아암(53)의 이동 속도, 즉 세정 헤드(54)의 직경 방향의 이동 속도를 빠르게 함으로써, 세정성의 저하를 경감하고 있다.
상술한 바와 같이, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 가까울수록 아암(53)의 이동 속도 AS를 작게 함으로써, 세정 헤드(54)에 의한 세정성은 향상시킬 수 있지만, 한편, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 도달할 때까지 요하는 시간, 즉 1매의 기판 S를 세정하는 데 요하는 시간이 길어져, 생산성을 저하시키게 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제어부(60)는 헤드 회전 구동부(64)를 제어하고, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 접근할수록, 세정 헤드(54)의 회전 속도 HR을 증대시켜서, 단위 시간당 세정성을 향상시킨다. 이에 의해, 아암(53)의 이동 속도 AS의 감소 정도를 작게 할 수 있고, 생산성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 기판 S의 에지를 지지하면, 기판 S는 자중에 의해 아래로 볼록하게 휘어 버리고, 450㎜ 기판 등의 대형의 기판이 되면, 이 휨은 현저해진다. 그러나, 상기의 실시 형태에서는, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 적절하게 제어하므로, 기판 S의 표면의 면 내 높이의 변위에 따라 각처에서 설정된 접촉압이 실현되어, 기판 S의 휨에 의한 의도치 않은 접촉압의 증대 내지 감소를 회피할 수 있다.
또한, 도 13a 내지 도 13b에 도시하는 바와 같이, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 가까울수록 기판 S 표면의 세정 헤드(54)에 대한 이동 속도가 빨라지는 점에서, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압이 일정하면, 기판 S의 표면이 세정 헤드(54)의 스펀지(541)의 저면(세정면)을 끌고가, 스펀지(541)가 변형되어 버리지만, 본 실시 형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 접근할수록, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 작게 하므로, 이 끌려감에 따른 변형을 경감할 수 있다. 또한, 도 7에는 도시하고 있지 않지만, 기판 S의 외주측에서의 높은 세정성이 요구될 때에는, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 접근할수록, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 크게 하도록 제어해도 된다.
또한, 기판 S의 에지를 외주 지지 부재(51)로 지지하여 회전시키는 기판 세정 장치에 있어서는, 스펀지(541)의 하면(세정면)은 아암(53)의 요동에 의해 기판 S의 에지를 초과하는 것이 가능하고, 이것에 의해 기판 S의 에지까지 세정할 수 있다. 그러나, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 압력이 일정하다고 하면, 스펀지(541)가 기판 S의 에지에 도달했을 때, 스펀지(541)와 기판 S의 접촉 면적이 작아짐으로써 스펀지(541)에 국소적인 응력 집중이 발생하고, 또한, 기판 S의 에지로부터 비어져 나온 스펀지(541)의 부분이 기판 S의 에지에 문질러져 열화되어 버린다. 이에 반해 본 실시 형태에서는, 아암(53)의 요동에 의해 스펀지(541)가 기판 S의 에지에 당도하기 직전에, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 작게 한다. 이에 의해, 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 도달했을 때의 상기의 결함을 회피 내지 경감할 수 있다.
또한, 상기의 세정 헤드(54)의 기판 S의 반경 방향의 위치에 따른 아암(53)의 이동 속도 AS, 기판 S의 회전 속도 SR, 세정 헤드(54)의 회전 속도 HR, 세정 헤드(54)의 기판 S에 대한 접촉압 HP의 제어는, 그 일부만이 행해져도 된다. 예를 들어, 세정 헤드(54)의 회전 속도 HR은 일정해도 되고, 기판 S의 회전 속도 SR이 일정해도 된다.
또한, 상기의 설명에서는, 세정 헤드(54)가 기판 S의 중심으로부터 에지에 걸쳐서 이동할 때의 각종 제어를 설명했지만, 세정 헤드(54)가 에지로부터 중심에 걸쳐서 이동해도 된다. 이 경우에도 상기한 바와 마찬가지로 제어할 수 있다. 즉, 세정 헤드(54)가 기판 S의 중심에 접근할수록, 아암(53)의 이동 속도 AS를 빠르게 하고, 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압을 증대시키고, 기판 S의 회전 속도를 감소시켜, 세정 헤드(54)의 회전 속도를 감소시킨다. 또한, 아암(53)의 동작에 의해, 세정 헤드(54)를 기판 S의 한쪽의 에지로부터 중심을 향하여 이동하고, 기판 S의 중심을 통과하여 반대측의 다른 쪽 에지를 향하여 이동시켜도 된다.
이하에서는, 기판 세정 장치의 구조의 다른 예를 설명한다. 상기의 실시 형태에서는, 아암(53)의 일단에서 세정 헤드(54)를 보유 지지하고, 아암(53)의 타단을 중심으로 회전 운동시킴으로써 세정 헤드(54)를 요동시켜서 세정 헤드(54)를 기판 S의 중심으로부터 에지에 걸쳐서 이동시켰지만, 이하에 설명하는 다른 구성을 채용함으로써도, 세정 헤드(54)를 기판 S의 중심으로부터 에지에 걸쳐서 이동시킬 수 있다.
도 8은 변형예의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판 세정 장치(501)는 4개의 외주 지시 부재(51)에 의해 기판 S를 수평하게 보유 지지한다. 아암(53)의 일단의 하면에는 세정 헤드(54)가 설치되어 있고, 아암(53)의 타단은, 기판 S의 측방에서 수직 방향으로 연장되는 레일(521)에, 레일(521)의 길이 방향을 따라서 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 아암(53)의 타단이 레일(521)을 따라 이동함으로써, 아암(53)은 평행 이동하고, 그것에 의해 일단에 설치되어 있는 세정 헤드(54)가 레일(521)에 평행하게, 또한, 기판 S의 표면을 따라 이동한다.
도 9a 및 도 9b는, 다른 변형예의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도 및 측면도이다. 이 예의 기판 세정 장치(502)에서는, 기판 S는, 3개의 외주 지지 부재(51)에 의해 수직으로 보유 지지된다. 하측의 2개의 외주 지지 부재(51)는 회전 구동하고, 상측의 1개의 외주 지지 부재(51)는 기판 S의 회전에 종동하여 회전한다. 아암(53)의 일단에는 세정 헤드(54)가 설치된다. 아암(53)의 타단은 회전 가능하게 지지된다. 또한, 이 예의 기판 세정 장치(502)에서는, 노즐(55)은 비스듬히 상방으로부터 기판 S의 표면(피연마면)을 향하여 약액 등의 액체를 공급한다.
도 10a 및 도 10b는, 다른 변형예의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도 및 측면도이다. 이 예의 기판 세정 장치(503)여도, 기판 S는, 외주 지지 부재(51)에 의해 수직으로 보유 지지된다. 하측의 2개의 외주 지지 부재(51)는 회전 구동하고, 상측의 2개의 외주 지지 부재(51)는 기판 S의 회전에 종동하여 회전한다. 아암(53)의 일단에는 세정 헤드(54)가 설치된다. 아암(53)의 타단은, 기판 S의 하방에서 수평 방향으로 연장되는 레일(522)에, 레일(522)의 길이 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 아암(53)의 타단이 레일(522)을 따라서 이동함으로써, 아암(53)이 수평 방향으로 평행 이동하고, 그것에 의해 세정 헤드(54)가 기판 S의 표면을 따라 수평 방향으로 이동한다.
도 11a 및 도 11b는, 다른 변형예의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 평면도 및 측면도이다. 이 예의 기판 세정 장치(504)에서는, 기판 S는 비스듬히 보유 지지된다. 외주 지지 부재(51), 아암(53), 세정 헤드(54), 노즐(55)은 모두 도 9a 및 도 9b에 도시한 기판 세정 장치(502)와 마찬가지의 구성이지만, 모두 기판 S를 비스듬히 보유 지지하고, 세정하도록 구성되어 있다.
또한, 상기의 실시 형태 및 그 변형예에서는, 세정 헤드(54)가 스펀지(541)를 구비하고, 스펀지(541)를 기판 S의 표면(피연마면)의 표면에 접촉시켜서, 기판 S의 표면을 스크럽 세정했지만, 세정 헤드(54)는 2 유체 제트에 의해 기판 S의 표면을 비접촉으로 세정하는 것이어도 된다. 2 유체 제트의 세정 헤드(54)는 약액 등의 액체와 기체를 혼합시켜서 기판 S의 표면에 분사하여, 기판 S의 표면을 세정한다.
이 경우에는, 상기의 실시 형태에서 설명한 세정 헤드(54)의 회전 속도나 기판 S의 표면에 대한 스펀지(541)의 접촉압의 제어 대신에 유체량이나 분사압을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 세정 헤드(54)가 기판 S의 에지에 가까울수록 유체량을 증가시키고, 기판 S의 단위 면적당 분사되는 액체 및 기체의 양을 일정하게 할 수 있다.
또는, 기판 S의 에지 근방은 세정 헤드(54)에 대한 기판의 속도가 빨라지므로, 2 유체 제트에 의한 분사에 의해 기판(특히 low-K 재료 등)이 대미지를 받는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 외주 시의 쪽이 중심 시보다 운동 에너지 1/2MV2(M: 분사의 질량, V: 분사의 속도)가 작아지도록, 액체의 유량을 낮추거나(M이 낮아짐), 기체의 유량을 낮추거나(V가 낮아짐), 또는 그 양쪽을 낮추어도 된다. 또한, 기판의 회전 속도, 아암의 이동 속도 등의 제어에 대해서는, 상기의 실시 형태와 마찬가지로 적용할 수 있고, 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기의 실시 형태 및 그 변형예에서는, 스펀지(541)의 세정면과 기판 S의 피세정면 사이의 접촉압을 변화시키는 데, 스펀지(541)를 기판 S에 대하여 상하 이동시켰지만, 반대로 기판 S를 승강 구동함으로써, 접촉압을 변화시켜도 된다.
또한, 상기의 실시 형태에서는, 기판의 회전 속도 SR, 아암의 이동 속도 AS, 세정 헤드의 기판에 대한 접촉압 HP, 및 세정 헤드의 회전 속도 HR이, 기판 S의 중심으로부터 에지에 걸쳐서 연속적으로 변화했지만, 단계적으로 변화해도 된다.
이상으로 현시점에서 생각할 수 있는 적합한 실시 형태를 설명했지만, 본 기술의 실시 형태에 대하여 다양한 변형이 가능하고, 그리고, 본 기술의 진실한 정신과 범위 내에 있는 그러한 모든 변형을 첨부의 청구범위가 포함하는 것이 의도되고 있다.
본 기술은, 세정 헤드가 기판의 반경 방향으로 이동하면서 기판의 표면을 세정하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법 등으로서 유용하다.
10: 하우징
12: 로드 포트
14a 내지 14d: 연마 유닛
16: 제1 세정 유닛
18: 제2 세정 유닛
20: 건조 유닛
22: 제1 기판 반송 로봇
24: 기판 반송 유닛
26: 제2 기판 반송 로봇
28: 제3 기판 반송 로봇
30: 제어부
50: 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)
51: 외주 지지 부재
52: 아암 지주
53: 아암
54: 세정 헤드
541: 스펀지(스크럽 세정 부재)
542: 홀더
543: 구동부
55: 노즐
60: 제어부
61: 세정 방법 기억부
62: 아암 요동 구동부
63: 기판 회전 구동부
64: 헤드 회전 구동부
65: 헤드 승강 구동부
S: 기판

Claims (10)

  1. 기판을 세정하는 기판 세정 장치이며,
    상기 기판을 지지하여 회전시키는 기판 회전 지지부와,
    상기 기판 회전 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 피세정면에 접촉하여 상기 피세정면을 세정하기 위한 세정면을 갖는 스크럽 세정 부재와,
    상기 세정면을 상기 피세정면에 접촉시킨 채 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하는 이동 기구와,
    상기 피세정면에 대한 상기 세정면의 접촉압을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 접촉압을 작게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 또한, 상기 이동 기구에 의한 상기 스크럽 세정 부재의 이동을 제어하고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 스크럽 세정 부재의 이동 속도를 늦추는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스크럽 세정 부재를 회전시키는 회전 기구를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 또한, 상기 회전 기구에 의한 상기 스크럽 세정 부재의 회전을 제어하고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 스크럽 세정 부재의 회전 속도를 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 기판 회전 지지부에 의한 상기 기판의 회전을 제어하고, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 기판의 회전 속도를 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 세정면이 상기 기판의 중심에 접촉되어 있는 동안에, 상기 접촉압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 기구는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸리는 위치를 포함하는 소정의 이동 궤적 상에서 상기 스크럽 세정 부재를 이동하고,
    상기 제어부는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있을 때, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있지 않을 때보다도, 상기 접촉압을 작게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  7. 기판을 세정하는 기판 세정 장치이며,
    상기 기판을 지지하여 회전시키는 기판 회전 지지부와,
    상기 기판 회전 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 피세정면에 접촉하여 상기 피세정면을 세정하기 위한 세정면을 갖는 스크럽 세정 부재와,
    상기 스크럽 세정 부재를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 세정면을 상기 피세정면에 접촉시킨 채 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하는 이동 기구와,
    상기 피세정면에 대한 상기 세정면의 접촉압을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 이동 기구는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸리는 위치를 포함하는 소정의 이동 궤적 상에서 상기 스크럽 세정 부재를 이동하고,
    상기 제어부는, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있을 때, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있지 않을 때보다도, 상기 접촉압을 작게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  8. 기판을 세정하는 기판 세정 방법이며,
    상기 기판을 보유 지지하여 회전시키고,
    스크럽 세정 부재의 세정면을 상기 기판의 피세정면에 접촉시킨 채 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하고,
    상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 스크럽 세정 부재가 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 피세정면에 대한 상기 세정면의 접촉압을 작게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  9. 기판을 세정하는 기판 세정 방법이며,
    상기 기판을 보유 지지하여 회전시키고,
    스크럽 세정 부재의 세정면을 상기 기판의 피세정면에 접촉시킨 채, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸리는 위치를 포함하는 소정의 이동 궤적 상에서, 상기 스크럽 세정 부재를 상기 기판의 반경 방향으로 이동하고,
    상기 스크럽 세정 부재를 회전시키고,
    상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있을 때, 상기 세정면이 상기 기판의 에지에 걸려 있지 않을 때보다도, 접촉압을 작게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  10. 기판을 세정하는 기판 세정 장치이며,
    상기 기판을 지지하여 회전시키는 기판 회전 지지부와,
    상기 기판 회전 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 피세정면에 대하여 액체와 기체의 혼합물을 분사하는 2 유체 노즐과,
    상기 2 유체 노즐을 상기 기판의 반경 방향으로 이동하는 이동 기구와,
    상기 2 유체 노즐에 공급하는 액체 및/또는 기체의 유량을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 2 유체 노즐이 상기 기판의 에지 부근에 있을 때, 상기 2 유체 노즐이 상기 기판의 중심 부근에 있을 때보다도, 상기 액체의 유량 및/또는 상기 기체의 유량을 작게 하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
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