KR20180109972A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 상기 기판의 일방 주면에, 불산 용액에 오존이 용해된 오존 함유 불산 용액을 공급하는 오존 함유 불산 용액 공급 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에, 상기 기판의 상기 일방 주면에 세정 브러시를 접촉시킴으로써, 당해 일방 주면을 세정하는 브러시 세정 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 상기 브러시 세정 공정에 병행하여, 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
이 발명은, 기판의 주면을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리의 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토 마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 공정 사이에 있어서의, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 세정 처리가 불가결하다. 기판을 1 장씩 세정하는 매엽형의 기판 처리 장치는, 예를 들어, 기판을 대략 수평으로 유지하면서 회전시키는 스핀 척과, 이 스핀 척에 의해 유지되어 회전되고 있는 기판의 주면 (예를 들어 상면) 을 스크러브하는 예를 들어 스펀지상의 세정 브러시와, 스핀 척에 의해 유지되어 회전되고 있는 기판에 세정 약액을 공급하는 노즐을 포함한다.
상기 세정 처리는, 약액의 에칭 작용을 이용하여 반도체 웨이퍼 주면의 이물질을 제거하는 처리를 포함한다. 하기 특허문헌 1 에 기재된 바와 같이, 세정 약액으로서 SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액) 을 사용하여, 실리콘 기판으로 이루어지는 기판을 처리하는 경우, SC1 에 포함되는 과산화수소 성분의 산화 작용에 의해 기판의 주면이 산화되어, 당해 주면에 실리콘 산화막이 형성된다. 그리고, SC1 에 포함되는 암모니아 성분에 의해, 기판의 주면의 실리콘 산화막이 당해 주면에 부착되어 있는 이물질째로 제거된다. 더하여, 기판의 주면을 세정 브러시로 스크러브함으로써, 기판의 주면에 부착되어 있는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
일본 공개특허공보 2006-278957호
그러나, 세정 약액으로서 SC1 을 사용하는 경우, 산화력이 비교적 약한 과산화수소수로 기판의 주면을 산화하기 때문에, 기판의 주면에 형성되는 산화막의 양은 적다. 즉, SC1 에 의한 에칭 성능 (이물질 제거 성능) 은 그다지 높지 않다. 이 경우, 세정 브러시에 의한 당해 주면의 스크러브를, SC1 의 공급과 병행하여 실시해도, 세정 효율은 낮다. 따라서, 세정 대상의 기판의 주면에, 대량의 이물질 등이 부착되어 있는 경우에는, 당해 주면을 세정하는 데에 장시간을 필요로 하여, 스루풋이 나쁘다는 문제가 있다.
그 때문에, 본원 발명자들은, 세정 약액으로서, 불산에 오존을 용해시킨 불산 오존 용액을 사용하는 것을 검토하고 있다.
그러나, 소수화 작용을 갖는 불산을 포함하는 약액을 세정 약액으로서 사용하는 경우, 당해 약액에 포함되는 불산의 작용에 의해 기판의 주면이 소수화될 우려가 있다. 기판의 주면이 소수성을 나타내고 있는 상태에서 당해 주면에 브러시가 맞닿음되면, 세정 브러시에 의해 긁어내진 이물질이 기판의 주면에 재부착될 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 세정 브러시를 통한 이물질의 재부착을 억제 또는 방지하면서, 불산 오존 용액을 사용하여 기판의 주면을 효율적으로 세정할 수 있는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명은, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 상기 기판의 일방 주면에, 불산 용액에 오존이 용해된 오존 함유 불산 용액을 공급하는 오존 함유 불산 용액 공급 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에, 상기 기판의 상기 일방 주면에 세정 브러시를 접촉시킴으로써, 당해 일방 주면을 세정하는 브러시 세정 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 상기 브러시 세정 공정에 병행하여, 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에 실시되는 브러시 세정 공정에 병행하여, 기판의 일방 주면에 오존수를 공급한다.
오존 함유 불산 용액 공급 공정에서는, 기판의 일방 주면에 오존 함유 불산 용액이 공급되고, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 오존의 산화 작용에 의해 기판의 일방 주면에 산화막이 형성된다. 또한, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산의 산화막 에칭 작용에 의해, 기판의 일방 주면에 형성된 산화막이 당해 일방 주면으로부터 박리 (리프트 오프) 된다. 이에 의해, 기판의 일방 주면에 부착 또는 형성되어 있는 이물질 (파티클, 불순물, 당해 일방 주면의 박리 등) 을 제거하거나, 기판의 일방 주면에 형성되어 있는 흠집 (결손, 함몰 등) 을 제거할 수 있다. 산화력이 강한 오존을 사용하기 때문에 기판의 일방 주면에 다량의 산화막을 형성할 수 있고, 이에 의해, 다량의 산화막을 기판의 일방 주면으로부터 박리할 수 있다. 이에 의해, 기판의 일방 주면의 이물질 및/또는 흠집을 효율적으로 제거할 수 있다.
오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에 실행되는 브러시 세정 공정에서는, 기판의 일방 주면에 세정 브러시가 맞닿음됨으로써, 박리된 이물질이 세정 브러시에 의해 긁어내진다. 이에 의해, 박리 후의 산화막 및 이물질을 기판의 일방 주면으로부터 제거할 수 있다.
한편, 오존 함유 불산 용액 공급 공정에서는, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산에 의해, 기판의 일방 주면이 소수화될 우려가 있다. 상기 오존 함유 불산 용액은 불산 용액을 용매로 하고 있기 때문에, 그 불산 농도가 낮은 것, 및 오존 함유 불산 용액에 포함되는 오존의 친수화 작용에 의해, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산에 의한, 기판의 일방 주면의 소수화는 억제되지만, 기판의 일방 주면에 공급되는 오존 함유 불산 용액의 공급 유량이나 농도에 따라서는, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료 후에 기판의 일방 주면의 적어도 일부가 소수성을 나타낼 우려가 있다. 따라서, 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에 계속해서 브러시 세정 공정을 실시하면, 세정 브러시에 의해 긁어내진 이물질이 기판의 일방 주면에 재부착될 우려가 있다.
그러나, 본 발명에서는, 브러시 세정 공정의 개시에 앞서 또는 브러시 세정 공정에 병행하여 실시되는 오존수 공급 공정에서, 기판의 일방 주면에 오존수가 공급된다. 그 때문에, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료 후에 기판의 일부가 소수성을 나타내고 있어도, 그 후에 오존수 공급 공정을 실시함으로써, 당해 소수성을 나타내고 있던 영역을 친수화할 수 있다.
따라서, 기판의 일방 주면의 전역이 친수화된 상태에서 브러시 세정 공정을 실시할 수 있다. 이에 의해, 세정 브러시를 통한, 기판의 일방 주면으로의 이물질의 재부착을 방지할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 오존수 공급 공정은, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 일방 주면의 전역이 친수화된 상태로 브러시 세정 공정을 개시할 수 있다. 이에 의해, 기판의 일방 주면으로의 이물질의 재부착을, 보다 확실하게 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정은, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 상기 기판의 일방 주면의 중앙부를 향하여 오존 함유 불산 용액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 기판 처리 방법은, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 병행하여, 상기 기판을 소정의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 회전 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 일방 주면의 중앙부에 공급된 오존 함유 불산 용액은, 기판의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판의 일방 주면을 외주부를 향하여 방사상으로 확산된다. 그 때문에, 기판의 일방 주면의 전역에 오존 함유 불산 용액을 널리 퍼지게 할 수 있고, 다시 말하면, 기판의 일방 주면의 전역에 불산 및 오존을 널리 퍼지게 할 수 있다.
또한, 상기 오존수 공급 공정은, 상기 기판의 상기 일방 주면의 중앙부를 향하여 오존수를 토출하는 중앙부 오존수 토출 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 일방 주면의 중앙부에 공급된 오존수는, 기판의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판의 일방 주면을 외주부를 향하여 방사상으로 확산된다. 그 때문에, 기판의 일방 주면의 전역에 오존수를 널리 퍼지게 할 수 있고, 다시 말하면, 기판의 일방 주면의 중앙부뿐만 아니라, 기판의 일방 주면의 외주부를 친수화할 수 있다.
또한, 상기 오존수 공급 공정은, 상기 기판의 상기 일방 주면의 외주부를 향하여 오존수를 토출하는 외주부 오존수 토출 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 일방 주면의 외주부를 향하여 토출된 오존수는, 기판의 회전에 의해, 기판의 일방 주면의 외주부의 전역에 공급된다. 이에 의해, 기판의 일방 주면의 외주부를 효율적으로 친수화할 수 있고, 이에 의해, 브러시 세정 공정에 있어서의, 기판의 일방 주면으로의 이물질의 재부착을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 상기 오존수 공급 공정에 있어서 상기 기판의 상기 일방 주면에 공급되는 상기 오존수의 오존 농도는, 50 ppm 이상이어도 된다.
이 방법에 의하면, 오존수 공급 공정에 있어서 공급되는 오존수의 오존 농도가 50 ppm 이상이기 때문에, 기판의 일방 주면을 양호하게 친수화할 수 있다. 이에 의해, 기판의 일방 주면의 전역이 친수화된 상태로, 브러시 세정 공정을 실시할 수 있다.
또한, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정과 병행하여, 타방 주면으로의 상기 오존 함유 불산 용액의 돌아 들어감을 방지 또는 억제하기 위하여, 상기 타방 주면에 보호 유체를 공급하는 보호 유체 공급 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 디바이스 형성면에 공급되는 보호 유체에 의해, 기판의 디바이스 형성면을 보호할 수 있다. 따라서, 기판의 타방 주면을 보호하면서, 기판의 일방 주면에 대하여, 오존 함유 불산 용액 및 세정 브러시를 사용한 세정 처리를 실시할 수 있다.
또한, 상기 기판은 반도체 기판을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 기판의 상기 타방 주면은, 디바이스를 형성하기 위한 디바이스 형성면이어도 된다. 또한, 상기 기판의 상기 일방 주면은, 상기 디바이스가 형성되지 않는 디바이스 비형성면이어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 디바이스 형성면을 보호하면서, 기판의 디바이스 비형성면에 대하여, 오존 함유 불산 용액 및 세정 브러시를 사용한 세정 처리를 실시할 수 있다. 이에 의해, 디바이스 비형성면에 부착 또는 형성되어 있는 이물질이나 당해 디바이스 비형성면에 형성되어 있는 흠집을 제거할 수 있다.
상기 디바이스 형성면은 메탈층을 포함하고 있어도 된다.
상기 보호 유체 공급 공정은, 상기 타방 주면에 보호 기체를 공급하는 보호 기체 공급 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 타방 주면에 보호 기체가 공급된다. 타방 주면이 디바이스 형성면인 (특히, 상기 디바이스 형성면이 수처리를 싫어하는 메탈층을 포함하는) 경우에, 당해 타방 주면에 물을 공급하지 않고, 당해 타방 주면을 보호할 수 있다.
이 경우, 오존 함유 불산 용액의 공급 유량이 많으면, 기판의 타방 주면에 형성되는 보호 기체의 기류에 거역하여, 오존 함유 불산 용액이 타방 주면으로 돌아 들어갈 우려가 있다. 그 때문에, 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 있어서의 오존 함유 불산 용액의 공급 유량에는 제약이 있다.
오존 함유 불산 용액 공급 공정에 있어서의 오존 함유 불산 용액의 공급 유량에 제약이 있는 상황에서는, 당해 오존 함유 불산 용액에 포함되는 오존의 양이 적고, 그 때문에, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료 후에 기판의 일방 주면의 적어도 일부가 소수성을 나타낼 우려가 있다.
특히, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정이 상기 기판의 일방 주면의 중앙부를 향하여 오존 함유 불산 용액을 토출하는 공정을 포함하고, 또한, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 병행하여 상기 기판을 소정의 회전 축선 주위로 회전시키는 경우에는, 오존 함유 불산 용액 공급 공정 중에, 기판의 일방 주면의 외주부까지 오존이 도달하지 않는다. 이 경우, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료시에, 당해 일방 주면의 외주부가 소수성을 나타낸다.
그러나, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료 후에 기판의 일부가 소수성을 나타내고 있어도, 그 후에 오존수 공급 공정을 실시함으로써, 당해 소수성을 나타내고 있던 영역이 친수성으로 바뀐다. 따라서, 기판의 일방 주면의 전역이 친수화된 상태로, 브러시 세정 공정을 실시할 수 있다. 이에 의해, 보호 기체의 공급에 의해 기판의 타방 주면을 보호하는 경우에 있어서, 오존 함유 불산 용액의 타방 주면으로의 돌아 들어감을 방지하면서, 세정 브러시를 통한, 기판의 일방 주면으로의 이물질의 재부착을 방지할 수 있다.
또한, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 있어서의 상기 오존 함유 불산 용액의 토출 유량은, 0.5 리터/분 이상 1.0 리터/분 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 기판의 타방 주면으로의 오존 함유 불산 용액의 돌아 들어감을 방지할 수 있다. 또한, 당해 토출 유량은, 0.8 리터/분 이하인 것이 더욱 바람직하고, 이 경우, 기판의 타방 주면으로의 오존 함유 불산 용액의 돌아 들어감을, 보다 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 기판 유지 공정은, 상기 기판을 수평 자세로 유지시키는 공정을 포함하고, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정은, 상기 기판의 상면에 상기 오존 함유 불산 용액을 토출하는 공정을 포함하고, 상기 브러시 세정 공정은, 상기 기판의 상기 상면을 세정하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 있어서, 기판의 상면에 대하여, 오존 함유 불산 용액 및 세정 브러시를 사용한 처리를 실시할 수 있다.
또한, 상기 기판의 상기 일방 주면은, 실리콘 성분을 포함하는 실리콘 함유면을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 오존의 산화 작용에 의해 기판의 일방 주면에 실리콘 산화막이 형성된다. 또한, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산의 산화막 에칭 작용에 의해, 기판의 일방 주면에 형성된 실리콘 산화막이 당해 일방 주면으로부터 박리된다. 이에 의해, 기판의 일방 주면에 부착 또는 형성되어 있는 이물질 (파티클, 불순물, 당해 일방 주면의 박리 등) 을 제거하거나, 기판의 일방 주면에 형성되어 있는 흠집 (결손, 함몰 등) 을 제거할 수 있다. 산화력이 강한 오존을 사용하기 때문에 기판의 일방 주면에 다량의 실리콘 산화막을 형성할 수 있고, 이에 의해, 다량의 실리콘 산화막을 기판의 일방 주면으로부터 리프트 오프할 수 있다. 이에 의해, 기판의 일방 주면의 이물질 및/또는 흠집을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 기판의 상기 일방 주면은, 티탄나이트라이드를 포함하는 티탄나이트라이드 함유면을 포함하고 있어도 된다.
이 발명은, 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 일방 주면에, 불산 용액에 오존이 용해된 오존 함유 불산 용액을 공급하기 위한 오존 함유 불산 용액 공급 유닛과, 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하기 위한 오존수 공급 유닛과, 상기 일방 주면에 접촉하여 당해 일방 주면을 세정하기 위한 세정 브러시와, 상기 세정 브러시를 구동하기 위한 세정 브러시 구동 유닛을 포함하고, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 유닛, 상기 오존수 공급 유닛 및 상기 세정 브러시 구동 유닛을 제어하여, 상기 기판의 일방 주면에 상기 오존 함유 불산 용액을 공급하는 오존 함유 불산 용액 공급 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에, 상기 기판의 상기 일방 주면에 세정 브러시를 접촉시킴으로써, 당해 일방 주면을 세정하는 브러시 세정 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 상기 브러시 세정 공정에 병행하여, 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정을 실행하는 제어 장치를 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에 실시되는 브러시 세정 공정에 병행하여, 기판의 일방 주면에 오존수를 공급한다.
오존 함유 불산 용액 공급 공정에서는, 기판의 일방 주면에 오존 함유 불산 용액이 공급되고, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 오존의 산화 작용에 의해 기판의 일방 주면에 산화막이 형성된다. 또한, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산의 산화막 에칭 작용에 의해, 기판의 일방 주면에 형성된 산화막이 당해 일방 주면으로부터 박리 (리프트 오프) 된다. 이에 의해, 기판의 일방 주면에 부착 또는 형성되어 있는 이물질 (파티클, 불순물, 당해 일방 주면의 박리 등) 을 제거하거나, 기판의 일방 주면에 형성되어 있는 흠집 (결손, 함몰 등) 을 제거할 수 있다. 산화력이 강한 오존을 사용하기 때문에 기판의 일방 주면에 다량의 산화막을 형성할 수 있고, 이에 의해, 다량의 산화막을 기판의 일방 주면으로부터 박리할 수 있다. 이에 의해, 기판의 일방 주면의 이물질 및/또는 흠집을 효율적으로 제거할 수 있다.
오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에 실행되는 브러시 세정 공정에서는, 기판의 일방 주면에 세정 브러시가 맞닿음됨으로써, 박리된 이물질이 세정 브러시에 의해 긁어내진다. 이에 의해, 박리 후의 산화막 및 이물질을 기판의 일방 주면으로부터 제거할 수 있다.
한편, 오존 함유 불산 용액 공급 공정에서는, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산에 의해, 기판의 일방 주면이 소수화될 우려가 있다. 상기 오존 함유 불산 용액은 불산 용액을 용매로 하고 있기 때문에, 그 불산 농도가 낮은 것, 및 오존 함유 불산 용액에 포함되는 오존의 친수화 작용에 의해, 오존 함유 불산 용액에 포함되는 불산에 의한, 기판의 일방 주면의 소수화는 억제되지만, 기판의 일방 주면에 공급되는 오존 함유 불산 용액의 공급 유량이나 농도에 따라서는, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료 후에 기판의 일방 주면의 적어도 일부가 소수성을 나타낼 우려가 있다. 따라서, 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에 계속해서 브러시 세정 공정을 실시하면, 세정 브러시에 의해 긁어내진 이물질이 기판의 일방 주면에 재부착될 우려가 있다.
그러나, 본 발명에서는, 브러시 세정 공정의 개시에 앞서 또는 브러시 세정 공정에 병행하여 실시되는 오존수 공급 공정에서, 기판의 일방 주면에 오존수가 공급된다. 이에 의해, 기판의 일방 주면의 전역이 친수화된다.
따라서, 오존 함유 불산 용액 공급 공정의 종료 후에 기판의 일부가 소수성을 나타내고 있어도, 그 후에 오존수 공급 공정을 실시함으로써, 당해 소수성을 나타내고 있던 영역을 친수성으로 바꿀 수 있다.
따라서, 기판의 일방 주면의 전역이 친수화된 상태로, 브러시 세정 공정을 실시할 수 있고, 이에 의해, 세정 브러시를 통한, 기판의 일방 주면으로의 이물질의 재부착을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2 는 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3 은 상기 기판 처리 장치에 구비된 스핀 척의 보다 구체적인 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4 는 도 3 의 구성의 저면도이다.
도 5 는 도 3 의 절단면선 V-V 로부터 본 단면도이다.
도 6 은 도 5 의 구성의 일부를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 7 은 스핀 척에 구비된 가동 핀의 근방의 구성을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 8 은 FOM 노즐의 구성을 나타내는 도해적인 단면도이다.
도 9 는 세정 브러시의 이동을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 10 은 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11 은 상기 기판 처리 장치에 의해 실행되는 세정 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12A - 12B 는 상기 세정 처리의 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 12C - 12D 는 도 12B 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 12E - 12F 는 도 12D 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 13 은 기판의 외주부에 있어서의, FOM 및 불활성 가스의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 14 는 제 1 세정 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 웨이퍼 (반도체 기판) 로 이루어지는 원판상의 기판 (W) 을, 처리액이나 처리 가스에 의해 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 복수의 캐리어 (C) 를 유지하는 로드 포트 (LP) 와, 기판 (W) 의 자세를 상하 반전시키는 반전 유닛 (TU) 과, 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 을 포함한다. 로드 포트 (LP) 및 처리 유닛 (2) 은, 수평 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 반전 유닛 (TU) 은, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 반송되는 기판 (W) 의 반송 경로 상에 배치되어 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 추가로, 로드 포트 (LP) 와 반전 유닛 (TU) 사이에 배치된 인덱서 로봇 (IR) 과, 반전 유닛 (TU) 과 처리 유닛 (2) 사이에 배치된 센터 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 로드 포트 (LP) 에 유지되어 있는 캐리어 (C) 로부터 반전 유닛 (TU) 에 복수 장의 기판 (W) 을 1 장씩 반송하고, 반전 유닛 (TU) 으로부터 로드 포트 (LP) 에 유지되어 있는 캐리어 (C) 에 복수 장의 기판 (W) 을 1 장씩 반송한다. 동일하게, 센터 로봇 (CR) 은, 반전 유닛 (TU) 으로부터 처리 유닛 (2) 에 복수 장의 기판 (W) 을 1 장씩 반송하고, 처리 유닛 (2) 으로부터 반전 유닛 (TU) 에 복수 장의 기판 (W) 을 1 장씩 반송한다. 센터 로봇 (CR) 은, 추가로, 복수의 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다.
인덱서 로봇 (IR) 은, 기판 (W) 을 수평하게 지지하는 핸드 (H1) 를 구비하고 있다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 핸드 (H1) 를 수평으로 이동시킨다. 또한, 인덱서 로봇 (IR) 은, 핸드 (H1) 를 승강시켜, 당해 핸드 (H1) 를 연직 축선 주위로 회전시킨다. 동일하게, 센터 로봇 (CR) 은, 기판 (W) 을 수평하게 지지하는 핸드 (H2) 를 구비하고 있다. 센터 로봇 (CR) 은, 핸드 (H2) 를 수평으로 이동시킨다. 또한, 센터 로봇 (CR) 은, 핸드 (H2) 를 승강시켜, 당해 핸드 (H2) 를 연직 축선 주위로 회전시킨다.
캐리어 (C) 에는, 디바이스 형성면인 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 위를 향한 상태 (상향 자세) 로 기판 (W) 이 수용되어 있다. 제어 장치 (3) 는, 인덱서 로봇 (IR) 에 의해, 표면 (Wa) 이 상향인 상태로 캐리어 (C) 로부터 반전 유닛 (TU) 에 기판 (W) 을 반송시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 반전 유닛 (TU) 에 의해, 기판 (W) 을 반전시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 위를 향한다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 센터 로봇 (CR) 에 의해, 이면 (Wb) 이 상향인 상태로 반전 유닛 (TU) 으로부터 처리 유닛 (2) 에 기판 (W) 을 반송시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 처리시킨다.
기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 처리된 후에는, 제어 장치 (3) 는, 센터 로봇 (CR) 에 의해, 이면 (Wb) 이 상향인 상태로 처리 유닛 (2) 으로부터 반전 유닛 (TU) 에 기판 (W) 을 반송시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 반전 유닛 (TU) 에 의해 기판 (W) 을 반전시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 위를 향한다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 인덱서 로봇 (IR) 에 의해, 표면 (Wa) 이 상향인 상태로 반전 유닛 (TU) 으로부터 캐리어 (C) 에 기판 (W) 을 반송시킨다. 이에 의해, 처리가 완료된 기판 (W) 이 캐리어 (C) 에 수용된다. 제어 장치 (3) 는, 인덱서 로봇 (IR) 등에 이 일련 동작을 반복 실행시킴으로써, 복수 장의 기판 (W) 을 1 장씩 처리시킨다.
도 2 는, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
처리 유닛 (2) 은, 내부 공간을 갖는 상자형의 처리 챔버 (4) 와, 처리 챔버 (4) 내에서 1 장의 기판 (W) 을 수평의 자세로 유지하여, 기판 (W) 의 중심을 통과하는 연직의 회전 축선 (A1) 주위로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 유닛) (5) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면 (이면 (일방 주면) (Wb)) 을 향하여, 오존 함유 불산 용액 (이하, FOM 이라고 한다) 및 오존수를 선택적으로 토출하기 위한 FOM 노즐 (6) 과, FOM 노즐 (6) 에 FOM 및 오존수를 선택적으로 공급하기 위한 FOM 공급 장치 (7) 와, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 물을 공급하기 위한 물 공급 유닛 (8) 과, 기판 (W) 의 상면에 접촉하여 당해 상면을 스크러브 세정하기 위한 세정 브러시 (10) 와, 세정 브러시 (10) 를 구동하기 위한 세정 브러시 구동 유닛 (11), 과 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 하면 (표면 (타방 주면) (Wa)) 에 불활성 가스 (보호 기체) 를 공급하기 위한 보호 기체 공급 유닛 (12) 과, 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 통상의 처리 컵 (도시하지 않음) 을 포함한다. FOM 노즐 (6) 과 FOM 공급 장치 (7) 에 의해, FOM 공급 유닛이 구성되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는, FOM 노즐 (6) 과 FOM 공급 장치 (7) 에 의해, 오존수 공급 유닛이 구성되어 있다. 즉, FOM 공급 유닛이 오존수 공급 유닛을 겸하고 있다.
처리 챔버 (4) 는, 상자형의 격벽 (도시하지 않음) 과, 격벽의 상부로부터 격벽 내 (처리 챔버 (4) 내에 상당) 에 청정 공기를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU (팬·필터·유닛. 도시하지 않음) 와, 격벽의 하부로부터 처리 챔버 (4) 내의 기체를 배출하는 배기 장치 (도시하지 않음) 를 포함한다. FFU 및 배기 장치에 의해, 처리 챔버 (4) 내에 다운 플로우 (하강류) 가 형성된다.
스핀 척 (5) 은, 연직 방향을 따른 회전 축선 (A1) 의 주위로 회전 가능한 회전대 (107) 를 구비하고 있다. 회전대 (107) 의 회전 중심의 하면에 보스 (109) 를 통하여 회전 축 (108) 이 결합되어 있다. 회전 축 (108) 은, 중공 축이고, 연직 방향을 따라 연장되어 있고, 회전 구동 유닛 (103) 으로부터의 구동력을 받아, 회전 축선 (A1) 주위로 회전하도록 구성되어 있다. 회전 구동 유닛 (103) 은, 예를 들어, 회전 축 (108) 을 구동 축으로 하는 전동 모터여도 된다. 스핀 척 (5) 은, 추가로, 회전대 (107) 의 상면의 주연부에 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성된 복수개 (이 실시형태에서는 6 개) 의 유지 핀 (110) 을 구비하고 있다. 유지 핀 (110) 은, 대략 수평의 상면을 갖는 회전대 (107) 로부터 일정한 간격을 둔 상방의 기판 유지 높이에 있어서, 기판 (W) 을 수평으로 유지하도록 구성되어 있다.
스핀 척 (5) 은, 추가로, 회전대 (107) 의 상면과 유지 핀 (110) 에 의한 기판 유지 높이 사이에 배치된 보호 디스크 (115) 를 구비하고 있다. 보호 디스크 (115) 는, 회전대 (107) 에 대하여 상하동 가능하게 결합되어 있고, 회전대 (107) 의 상면에 가까운 하위치와, 당해 하위치보다 상방에 있어서 유지 핀 (110) 으로 유지된 기판 (W) 의 하면에 미소 간격을 두고 접근한 접근 위치 사이에서 이동 가능하다. 보호 디스크 (115) 는, 기판 (W) 보다 약간 큰 직경의 크기를 갖는 원반상의 부재로서, 유지 핀 (110) 에 대응하는 위치에는 당해 유지 핀 (110) 을 회피하기 위한 절결이 형성되어 있다.
회전 축 (108) 은, 중공 축으로서, 그 내부에, 불활성 가스 공급관 (170) 이 삽입 통과되어 있다. 불활성 가스 공급관 (170) 의 하단에는 불활성 가스 공급원으로부터의, 보호 기체의 일례로서의 불활성 가스를 유도하는 불활성 가스 공급로 (172) 가 결합되어 있다. 불활성 가스 공급로 (172) 에 유도되는 불활성 가스로서, CDA (저습도의 청정 공기) 나 질소 가스 등의 불활성 가스를 예시할 수 있다. 불활성 가스 공급로 (172) 의 도중에는, 불활성 가스 밸브 (173) 및 불활성 가스 유량 조정 밸브 (174) 가 개재 장착되어 있다. 불활성 가스 밸브 (173) 는, 불활성 가스 공급로 (172) 를 개폐한다. 불활성 가스 밸브 (173) 를 여는 것에 의해, 불활성 가스 공급관 (170) 으로 불활성 가스가 송입된다. 이 불활성 가스는, 후술하는 구성에 의해, 보호 디스크 (115) 와 기판 (W) 의 하면 사이의 공간에 공급된다. 이와 같이, 불활성 가스 공급관 (170), 불활성 가스 공급로 (172) 및 불활성 가스 밸브 (173) 등에 의해, 전술한 보호 기체 공급 유닛 (12) 이 구성되어 있다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 스핀 척 (5) 의 보다 구체적인 구성을 설명하기 위한 평면도이다. 도 4 는, 도 3 의 구성의 저면도이다. 도 5 는, 도 3 의 절단면선 V-V 로부터 본 단면도이다. 도 6 은, 도 5 의 구성의 일부를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다. 도 7 은, 스핀 척 (5) 에 구비된 가동 핀 (112) 의 근방의 구성을 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 8 은, FOM 노즐 (6) 의 구성을 나타내는 도해적인 단면도이다. 도 9 는, 세정 브러시 (10) 의 이동을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
회전대 (107) 는, 수평면을 따른 원반상으로 형성되어 있고, 회전 축 (108) 에 결합된 보스 (109) 에 결합되어 있다. 복수개의 유지 핀 (110) 은, 회전대 (107) 의 상면의 주연부에 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 유지 핀 (110) 은, 회전대 (107) 에 대하여 부동인 고정 핀 (111) 과, 회전대 (107) 에 대하여 가동인 가동 핀 (112) 을 포함한다. 이 실시형태에서는, 서로 이웃하여 배치된 2 개의 유지 핀 (110) 이 가동 핀 (112) 으로 되어 있다. 유지 핀 (110) 은, 도 5 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 각각, 회전대 (107) 에 결합된 하축부 (151) 와, 하축부 (151) 의 상단에 일체적으로 형성된 상축부 (152) 를 포함하고, 하축부 (151) 및 상축부 (152) 가 각각 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 상축부 (152) 는, 하축부 (151) 의 중심 축선으로부터 편심하여 형성되어 있다. 하축부 (151) 의 상단과 상축부 (152) 의 하단 사이를 연결하는 표면은, 상축부 (152) 로부터 하축부 (151) 의 둘레면을 향하여 하강하는 테이퍼면 (153) 을 형성하고 있다.
가동 핀 (112) 은, 도 7 에 도해되어 있는 바와 같이, 하축부 (151) 가 그 중심축선과 동축의 회전 축선 (112a) 주위로 회전 가능하도록 회전대 (107) 에 결합되어 있다. 보다 상세하게는, 하축부 (151) 의 하단부에는, 회전대 (107) 에 대하여 베어링 (154) 을 통하여 지지된 지지축 (155) 이 형성되어 있다. 지지축 (155) 의 하단에는, 핀 구동용 영구 자석 (156) 을 유지한 자석 유지 부재 (157) 가 결합되어 있다. 핀 구동용 영구 자석 (156) 은, 예를 들어, 자극 방향을 가동 핀 (112) 의 회전 축선 (112a) 에 대하여 직교하는 방향을 향하여 배치되어 있다.
보호 디스크 (115) 는, 기판 (W) 과 동일한 정도의 크기를 갖는 대략 원반상의 부재이다. 보호 디스크 (115) 의 외주부에는, 유지 핀 (110) 에 대응하는 위치에, 유지 핀 (110) 의 외주면으로부터 일정한 간격을 확보하여 당해 유지 핀 (110) 을 가선을 두르도록 절결 (116) 이 형성되어 있다. 보호 디스크 (115) 의 중앙 영역에는, 보스 (109) 에 대응한 원형의 개구가 형성되어 있다.
도 3 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 보스 (109) 보다 회전 축선 (A1) 으로부터 먼 위치에는, 보호 디스크 (115) 의 하면에, 회전 축선 (A1) 과 평행하게 연직 방향으로 연장된 가이드 축 (117) 이 결합되어 있다. 가이드 축 (117) 은, 이 실시형태에서는, 보호 디스크 (115) 의 둘레 방향으로 등간격을 둔 3 개 지점에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 회전 축선 (A1) 으로부터 보아, 1 개 간격의 유지 핀 (110) 에 대응하는 각도 위치에 3 개의 가이드 축 (117) 이 각각 배치되어 있다. 가이드 축 (117) 은, 회전대 (107) 의 대응 지점에 형성된 리니어 베어링 (118) 과 결합되어 있고, 이 리니어 베어링 (118) 에 의해 안내되면서, 연직 방향, 즉 회전 축선 (A1) 에 평행한 방향으로 이동 가능하다. 따라서, 가이드 축 (117) 및 리니어 베어링 (118) 은, 보호 디스크 (115) 를 회전 축선 (A1) 에 평행한 상하 방향을 따라 안내하는 안내 유닛 (119) 을 구성하고 있다.
가이드 축 (117) 은, 리니어 베어링 (118) 을 관통하고 있고, 그 하단에, 외향으로 돌출된 플랜지 (120) 를 구비하고 있다. 플랜지 (120) 가 리니어 베어링 (118) 의 하단에 맞닿음으로써, 가이드 축 (117) 의 상방으로의 이동, 즉 보호 디스크 (115) 의 상방으로의 이동이 규제된다. 즉, 플랜지 (120) 는, 보호 디스크의 상방으로의 이동을 규제하는 규제 부재이다.
가이드 축 (117) 보다 회전 축선 (A1) 으로부터 먼 외방이고, 또한 유지 핀 (110) 보다 회전 축선 (A1) 에 가까운 내방의 위치에는, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 을 유지한 자석 유지 부재 (161) 가, 보호 디스크 (115) 의 하면에 고정되어 있다. 보호 디스크측 영구 자석 (160) 은, 이 실시형태에서는, 자극 방향을 상하 방향을 향하여 자석 유지 부재 (161) 에 유지되어 있다. 예를 들어, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 은, 하측에 S 극을 갖고, 상측에 N 극을 갖도록 자석 유지 부재 (161) 에 고정되어 있어도 된다. 자석 유지 부재 (161) 는, 이 실시형태에서는, 둘레 방향으로 등간격을 두고 6 개 지점에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 회전 축선 (A1) 으로부터 보아, 이웃하는 유지 핀 (110) 의 사이 (이 실시형태에서는 중간) 에 대응하는 각도 위치에, 각 자석 유지 부재 (161) 가 배치되어 있다. 또한, 회전 축선 (A1) 으로부터 보아 6 개의 자석 유지 부재 (161) 에 의해 분할 (이 실시형태에서는 등분) 되는 6 개의 각도 영역 중, 1 개 간격의 각도 영역 내 (이 실시형태에서는 당해 각도 영역의 중앙 위치) 에, 3 개의 가이드 축 (117) 이 각각 배치되어 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 회전대 (107) 에는, 6 개의 자석 유지 부재 (161) 에 대응하는 6 개 지점에, 관통공 (162) 이 형성되어 있다. 각 관통공 (162) 은, 대응하는 자석 유지 부재 (161) 를 각각 회전 축선 (A1) 과 평행한 연직 방향으로 삽입 통과시킬 수 있도록 형성되어 있다. 보호 디스크 (115) 가 하위치에 있을 때, 자석 유지 부재 (161) 는 관통공 (162) 을 삽입 통과하여 회전대 (107) 의 하면보다 하방으로 돌출되어 있고, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 은, 회전대 (107) 의 하면보다 하방에 위치하고 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 회전대 (107) 의 하방에는, 승강 영구 자석 (125) 이 배치되어 있다. 승강 영구 자석 (125) 에는, 당해 승강 영구 자석 (125) 을 승강시키는 자석 승강 유닛 (126) 이 연결되어 있다. 자석 승강 유닛 (126) 은, 예를 들어, 상하 방향으로 신축 가능하게 형성된 실린더를 포함하는 구성이고, 당해 실린더에 의해 지지되어 있다.
승강 영구 자석 (125) 은, 회전 축선 (A1) 과 동축의 원환상으로 형성되어 있고, 회전 축선 (A1) 에 직교하는 평면 (수평면) 을 따라 배치되어 있다. 승강 영구 자석 (125) 은, 보다 구체적으로는, 회전 축선 (A1) 에 대하여, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 보다 멀고, 또한 핀 구동용 영구 자석 (156) 보다 가까운 위치에 배치되어 있다. 요컨대, 평면에서 보아, 원환상의 승강 영구 자석 (125) 은, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 과 핀 구동용 영구 자석 (156) 사이에 위치하고 있다. 또한, 승강 영구 자석 (125) 은, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 보다 낮은 위치에 배치되어 있다. 승강 영구 자석 (125) 의 자극 방향은, 이 실시형태에서는, 수평 방향, 즉 회전대 (107) 의 회전 반경 방향을 따르고 있다. 보호 디스크측 영구 자석 (160) 이 하면에 S 극을 갖는 경우에는, 승강 영구 자석 (125) 은, 회전 반경 방향 내방으로 동일한 자극, 즉 S 극을 링상으로 갖도록 구성된다.
승강 영구 자석 (125) 이, 링상의 자극을 핀 구동용 영구 자석 (156) 에 대하여 수평 방향으로 대향시키는 상위치 (도 12B 참조) 에 배치된 상태에서는, 승강 영구 자석 (125) 과 핀 구동용 영구 자석 (156) 사이에 작용하는 자력에 의해, 가동 핀 (112) 이 유지 위치로 구동되어, 그 유지 위치에 유지되게 된다.
가동 핀 (112) 은, 회전 축선 (112a) 으로부터 편심한 위치에 상축부 (152) 를 가지고 있다 (도 7 참조). 따라서, 하축부 (151) 의 회전에 의해, 상축부 (152) 는, 회전 축선 (A1) 으로부터 떨어진 먼 개방 위치와, 회전 축선 (A1) 에 가까워진 유지 위치 사이에서 변위하게 된다. 가동 핀 (112) 의 상축부 (152) 는, 스프링 등의 탄성 압압 부재 (도시하지 않음) 의 탄성 압압력에 의해 개방 위치로 탄성 지지되어 있다. 따라서, 핀 구동용 영구 자석 (156) 이 승강 영구 자석 (125) 으로부터의 흡인 자력을 받지 않을 때에는, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어진 개방 위치에 가동 핀 (112) 이 위치하고 있다.
핀 구동용 영구 자석 (156) 은, 승강 영구 자석 (125) 으로부터의 흡인 자력 (탄성 압압 부재에 의한 탄성 압압력을 상회하는 자력) 을 받았을 때에, 상축부 (152) 가 회전 축선 (A1) 에 가까워진 유지 위치로 이동하도록 배치되어 있다. 승강 영구 자석 (125) 은 회전 축선 (A1) 과 동축의 원환상으로 형성되어 있기 때문에, 가동 핀 (112) 의 회전 축선 (A1) 주위의 회전 위치에 상관없이, 즉 회전대 (107) 가 회전 중이어도, 승강 영구 자석 (125) 과 핀 구동용 영구 자석 (156) 사이의 흡인 자력이 유지되고, 그에 따라, 가동 핀 (112) 은 기판 (W) 을 유지하는 유지 위치에 유지된다.
한편, 승강 영구 자석 (125) 이 상위치 (도 12B 참조) 에 있을 때, 승강 영구 자석 (125) 과 보호 디스크측 영구 자석 (160) 사이에 반발 자력이 작용하여, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 은, 상향의 외력을 받는다. 그에 따라, 보호 디스크 (115) 는, 보호 디스크측 영구 자석 (160) 을 유지하고 있는 자석 유지 부재 (161) 로부터 상향의 힘을 받아, 기판 (W) 의 하면에 접근한 처리 위치에 유지된다.
승강 영구 자석 (125) 이, 상위치 (도 12B 참조) 로부터 하방으로 이간하는 하위치 (도 12A 등 참조) 에 배치된 상태에서는, 승강 영구 자석 (125) 과 보호 디스크측 영구 자석 (160) 사이의 반발 자력은 작고, 그 때문에, 보호 디스크 (115) 는, 자중에 의해 회전대 (107) 의 상면에 가까운 하위치에 유지된다. 또한, 승강 영구 자석 (125) 이 핀 구동용 영구 자석 (156) 에 대향하지 않기 때문에, 가동 핀 (112) 에는, 당해 가동 핀 (112) 을 그 유지 위치로 탄성 지지하는 외력이 작용하지 않는다.
그 때문에, 승강 영구 자석 (125) 이 하위치에 있을 때, 보호 디스크 (115) 는 회전대 (107) 의 상면에 가까운 하위치에 있고, 가동 핀 (112) 은 그 개방 위치에 유지되게 된다. 이 상태에서는, 스핀 척 (5) 에 대하여 기판 (W) 을 반입 및 반출하는 센터 로봇 (CR) 은, 그 핸드 (H2) 를 보호 디스크 (115) 와 기판 (W) 의 하면 사이의 공간에 진입시킬 수 있다.
보호 디스크측 영구 자석 (160) 과, 승강 영구 자석 (125) 과, 자석 승강 유닛 (126) 은, 영구 자석 (125, 160) 사이의 반발력에 의해 보호 디스크 (115) 를 회전대 (107) 의 표면으로부터 상방으로 부상시켜 처리 위치로 유도하는 자기 부상 유닛 (141) 을 구성하고 있다. 또한, 핀 구동용 영구 자석 (156) 과, 승강 영구 자석 (125) 과, 자석 승강 유닛 (126) 은, 영구 자석 (125, 156) 사이의 자력에 의해 가동 핀 (112) 을 그 유지 위치에 유지하는 자기 구동 유닛 (142) 을 구성하고 있다.
즉, 자기 부상 유닛 (141) 및 자기 구동 유닛 (142) 은, 승강 영구 자석 (125) 과, 자석 승강 유닛 (126) 을 공유하고 있다. 그리고, 승강 영구 자석 (125) 이 상위치에 있을 때에, 승강 영구 자석 (125) 과 보호 디스크측 영구 자석 (160) 사이의 자기 반발력에 의해 보호 디스크 (115) 가 접근 위치에 유지되고, 또한 승강 영구 자석 (125) 과 핀 구동용 영구 자석 (156) 사이의 자기 흡인력에 의해 가동 핀 (112) 이 그 유지 위치에 유지된다.
도 6 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 회전 축 (108) 의 상단에 결합된 보스 (109) 는, 불활성 가스 공급관 (170) 의 상단부를 지지하기 위한 베어링 유닛 (175) 을 유지하고 있다. 베어링 유닛 (175) 은, 보스 (109) 에 형성된 오목한 곳 (176) 에 끼워 넣어져 고정된 스페이서 (177) 와, 스페이서 (177) 와 불활성 가스 공급관 (170) 사이에 배치된 베어링 (178) 과, 동일하게 스페이서 (177) 와 불활성 가스 공급관 (170) 사이에 있어서 베어링 (178) 보다 상방에 형성된 자성 유체 베어링 (179) 을 구비하고 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 보스 (109) 는, 수평면을 따라 외방으로 돌출된 플랜지 (181) 를 일체적으로 가지고 있고, 이 플랜지 (181) 에 회전대 (107) 가 결합되어 있다. 또한, 플랜지 (181) 에는, 회전대 (107) 의 내주연부를 사이에 끼우도록 전술한 스페이서 (177) 가 고정되어 있고, 이 스페이서 (177) 에, 커버 (184) 가 결합되어 있다. 커버 (184) 는, 대략 원반상으로 형성되어 있고, 불활성 가스 공급관 (170) 의 상단을 노출시키기 위한 개구를 중앙에 갖고, 이 개구를 저면으로 한 오목한 곳 (185) 이 그 상면에 형성되어 있다. 오목한 곳 (185) 은, 수평한 저면과, 그 저면의 둘레 가장자리로부터 외방을 향하여 비스듬히 상방으로 솟아오른 도립 원추면상의 경사면 (183) 을 가지고 있다. 오목한 곳 (185) 의 저면에는, 정류 부재 (186) 가 결합되어 있다. 정류 부재 (186) 는, 회전 축선 (A1) 의 주위에 둘레 방향을 따라 간격을 두고 이산적으로 배치된 복수개 (예를 들어 4 개) 의 레그부 (187) 를 갖고, 이 레그부 (187) 에 의해 오목한 곳 (185) 의 저면으로부터 간격을 두고 배치된 저면 (188) 을 가지고 있다. 저면 (188) 의 주연부로부터, 외방을 향하여 비스듬히 상방으로 연장된 도립 원추면으로 이루어지는 경사면 (189) 이 형성되어 있다.
도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 커버 (184) 의 상면 외주연에는 외향으로 플랜지 (184a) 가 형성되어 있다. 이 플랜지 (184a) 는, 보호 디스크 (115) 의 내주연에 형성된 단차부 (115a) 와 정합하도록 되어 있다. 즉, 보호 디스크 (115) 가 기판 (W) 의 하면에 접근한 접근 위치에 있을 때, 플랜지 (184a) 와 단차부 (115a) 가 합쳐져, 커버 (184) 의 상면과 보호 디스크 (115) 의 상면이 동일 평면 내에 위치하여, 평탄한 불활성 가스 유로를 형성한다.
이와 같은 구성에 의해, 불활성 가스 공급관 (170) 의 상단으로부터 유출되는 불활성 가스는, 커버 (184) 의 오목한 곳 (185) 내에 있어서 정류 부재 (186) 의 저면 (188) 에 의해 구획된 공간으로 나온다. 이 불활성 가스는, 또한, 오목한 곳 (185) 의 경사면 (183) 및 정류 부재 (186) 의 경사면 (189) 에 의해 구획된 방사상의 유로 (182) 를 통하여, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지는 방사 방향을 향하여 분출되게 된다. 이 불활성 가스는, 보호 디스크 (115) 와 유지 핀 (110) 에 의해 유지된 기판 (W) 의 하면 사이의 공간에 불활성 가스의 기류를 형성하고, 당해 공간으로부터 기판 (W) 의 회전 반경 방향 외방을 향하여 분출한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 보호 디스크 (115) 의 상면의 외주부 및 보호 디스크 (115) 의 주단은, 원환상의 커버 (191) 에 의해 보호되어 있다. 커버 (191) 는, 상면의 외주부로부터 직경 방향 외방을 향하여 수평 방향으로 돌출되는 원환판부 (192) 와, 원환판부 (192) 의 주단으로부터 늘어지는 원통부 (193) 를 포함한다. 원환판부 (192) 의 외주는, 회전대 (107) 의 주단보다 외방에 위치하고 있다. 원환판부 (192) 및 원통부 (193) 는, 예를 들어, 내약성을 갖는 수지 재료를 사용하여 일체로 형성되어 있다. 원환판부 (192) 의 내주의, 유지 핀 (110) 에 대응하는 위치에는, 그 유지 핀 (110) 을 회피하기 위한 절결 (194) 이 형성되어 있다. 절결 (194) 은, 유지 핀 (110) 의 외주면으로부터 일정한 간격을 확보하여 당해 유지 핀 (110) 을 가선을 두르도록 형성되어 있다. 원환판부 (192) 및 원통부 (193) 는, 예를 들어, 내약성을 갖는 수지 재료를 사용하여 일체로 형성되어 있다.
커버 (191) 의 원환판부 (192) 는, 유지 핀 (110) 에 의해 유지된 기판 (W) 의 외주부에 있어서 불활성 가스의 유로를 조이는 조임부 (190) (도 13 참조) 를 상면에 가지고 있다. 이들 조임부 (190) 에 의해, 커버 (191) 와 기판 (W) 의 하면 (표면 (Wa)) 사이의 공간으로부터 외방으로 분출되는 불활성 가스류의 유속이 고속이 되기 때문에, 기판 (W) 의 상면 (이면 (Wb)) 의 처리액 (FOM) 이 기판 (W) 의 하면 (표면 (Wa)) 측에 진입하는 것을 확실하게 회피 또는 억제할 수 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, FOM 노즐 (6) 은, 예를 들어, 연속류의 상태에서 FOM 및 오존수를 선택적으로 토출하는 스트레이트 노즐이고, 기판 (W) 의 상면에 수직인 방향으로 처리액을 토출하는 수직 자세로, 수평 방향으로 연장되는 노즐 아암 (21) 의 선단부에 장착되어 있다. 또한, FOM 노즐 (6) 은, 토출구보다 내방 (회전 축선 (A1) 측) 의 위치에 FOM 또는 오존수가 착액하도록 기판 (W) 의 상면에 대하여 기울어진 토출 방향으로 FOM 또는 오존수가 토출되는 내향 자세로 노즐 아암 (21) 에 유지되어 있어도 되고, 토출구보다 외방 (회전 축선 (A1) 과는 반대측) 의 위치에 FOM 또는 오존수가 착액하도록 기판 (W) 의 상면에 대하여 기울어진 토출 방향으로 FOM 또는 오존수를 토출하는 외향 자세로 노즐 아암 (21) 에 유지되어 있어도 된다. 노즐 아암 (21) 에는, 노즐 이동 유닛 (22) 이 결합되어 있다.
노즐 이동 유닛 (22) 은, 요동 축선 (도시하지 않음) 주위로 노즐 아암 (21) 을 회동시킴으로써, 평면에서 보아 기판 (W) 의 상면의 중앙부를 통과하는 궤적을 따라 FOM 노즐 (6) 을 수평으로 이동시킨다. 노즐 이동 유닛 (22) 은, FOM 노즐 (6) 로부터 토출된 FOM 또는 오존수가 기판 (W) 의 상면에 착액하는 처리 위치와, FOM 노즐 (6) 이 평면에서 보아 스핀 척 (5) 의 주위에 설정된 홈 위치 사이에서, FOM 노즐 (6) 을 수평으로 이동시킨다. 또한, 노즐 이동 유닛 (22) 은, FOM 노즐 (6) 로부터 토출된 FOM 또는 오존수가 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 착액하는 중앙 위치와, FOM 노즐 (6) 로부터 토출된 FOM 또는 오존수가 기판 (W) 의 상면 외주부에 착액하는 둘레 가장자리 위치 사이에서, FOM 노즐 (6) 을 수평으로 이동시킨다. 중앙 위치 및 둘레 가장자리 위치는, 모두 처리 위치이다.
FOM 공급 장치 (7) 는, FOM 노즐 (6) 에 접속되고, 희불산 공급원 (도시하지 않음) 으로부터의 희불산이 공급되는 불산 배관 (23) 과, 오존수 공급원 (예를 들어 오존 발생 장치를 포함하는 구성. 도시하지 않음) 으로부터의 오존수가 공급되는 오존수 배관 (24) 을 포함한다.
불산 배관 (23) 의 도중부에는, 불산 배관 (23) 을 개폐하기 위한 불산 밸브 (25), 및 불산 유량 조정 밸브 (26) 가 개재 장착되어 있다. 불산 밸브 (25) 는, 제어 장치 (3) 에 의한 제어에 의해 개폐된다. 도시는 하지 않지만, 불산 유량 조정 밸브 (26) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 동일하다.
오존수 배관 (24) 의 도중부에는, 오존수 배관 (24) 을 개폐하기 위한 오존수 밸브 (27) 와, 오존수 배관 (24) 의 개도를 조정하여, 오존수 배관 (24) 의 유통 유량을 조정하는 오존수 유량 조정 밸브 (28) 가 개재 장착되어 있다. FOM 노즐 (6) 에는 오존수가 오존수 배관 (24) 을 통하여 공급된다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, FOM 노즐 (6) 은, 대략 원통상을 이루는 케이싱 (31) 을 구비한다. FOM 노즐 (6) 은, 케이싱 (31) 의 중심 축선이 연직 방향으로 연장되는 연직 자세로, 노즐 아암 (21) (도 2 참조) 에 장착되어 있다. 케이싱 (31) 은, 제 1 원통부 (38) 와, 제 1 원통부 (38) 보다 작은 직경이고 또한 제 1 원통부 (38) 와 동축의 원통 형상의 제 2 원통부 (39) 를 구비한다. 제 2 원통부 (39) 가 제 1 원통부 (38) 보다 작은 직경이기 때문에, 제 2 원통부 (39) 내의 내부의 유로 단면은, 제 1 원통부 (38) 의 유로 단면보다 소면적이다. 제 1 원통부 (38) 및 제 2 원통부 (39) 는 연직 방향을 따른 내벽을 가지고 있다.
케이싱 (31) 의 제 1 원통부 (38) 의 하부분에는, 희불산을 도입하기 위한 불산 도입구 (32) 와, 오존수를 도입하기 위한 오존수 도입구 (33) 가 형성되어 있다. 불산 도입구 (32) 및 오존수 도입구 (33) 의 위치 관계는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 불산 도입구 (32) 가 오존수 도입구 (33) 보다 상방에 배치되어 있어도 되고, 그 반대여도 된다.
불산 밸브 (25) (도 2 참조) 및 오존수 밸브 (27) (도 2 참조) 가 열리면, 불산 배관 (23) 으로부터의 희불산이, 불산 도입구 (32) 로부터 혼합실 (35) 로 공급됨과 함께, 오존수 배관 (24) 으로부터의 오존수가, 오존수 도입구 (33) 로부터 혼합실 (35) 로 공급된다. 혼합실 (35) 에 유입된 희불산 및 오존수는, 혼합실 (35) 의 하부분에 있어서 충분히 혼합 (교반) 된다. 이 혼합에 의해, 희불산과 오존수가 균일하게 혼합되어, 불산 및 오존의 혼합액 (FOM) 이 생성된다. 케이싱 (31) 의 제 2 원통부 (39) 의 선단 (하단) 에는, 생성된 FOM 을 외부 공간 (36) 을 향하여 토출하기 위한 토출구 (37) 를 가지고 있다. 혼합실 (35) 에 있어서 생성된 FOM 은, 제 2 원통부 (39) 의 내부를 통과하여, 토출구 (37) 로부터 토출된다. 이에 의해, 간단한 구성으로, FOM 노즐 (6) 로부터 FOM 을 토출할 수 있다.
또한, FOM 노즐 (6) 의 내부에서 불산 용액과 오존수를 혼합하기 때문에, 혼합 직후 (생성 직후) 의 오존 함유 불산 용액을, FOM 노즐 (6) 로부터 토출할 수 있다. 불산 용액에 용해된 오존은, 용해 직후부터 분해를 개시하는데, 혼합 직후 (생성 직후) 의 FOM 을 FOM 노즐 (6) 로부터 토출할 수 있기 때문에, 오존의 분해가 진행되어 있지 않은 FOM 을, 기판 (W) 에 공급할 수 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 물 공급 유닛 (8) 은 물 노즐 (41) 을 포함한다. 물 노즐 (41) 은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐로서, 스핀 척 (5) 의 상방에서, 그 토출구를 기판 (W) 의 상면의 중앙부를 향하여 고정적으로 배치되어 있다. 물 노즐 (41) 에는, 물 공급원으로부터의 물이 공급되는 물 배관 (42) 이 접속되어 있다. 물 배관 (42) 의 도중부에는, 물 노즐 (41) 로부터의 물의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 물 밸브 (43) 가 개재 장착되어 있다. 물 밸브 (43) 가 열리면, 물 배관 (42) 으로부터 물 노즐 (41) 에 공급된 연속류의 물이, 물 노즐 (41) 의 하단에 설정된 토출구로부터 토출된다. 또한, 물 밸브 (43) 이 닫히면, 물 배관 (42) 으로부터 물 노즐 (41) 로의 물의 공급이 정지된다. 물은, 예를 들어 탈이온수 (DIW) 이다. DIW 에 한정하지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수의 어느 것이어도 된다.
또한, 물 노즐 (41) 은, 각각, 스핀 척 (5) 에 대하여 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 예를 들어, 스핀 척 (5) 의 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 아암에 장착되어, 이 아암의 요동에 의해 기판 (W) 의 상면에 있어서의 물의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다.
세정 브러시 (10) 는, 예를 들어 PVA (폴리비닐알코올) 로 이루어지는 스펀지상의 스크러브 부재이고, 원기둥형을 이루고 있다. 세정 브러시 (10) 는, 그 하면에, 평탄상의 세정면 (10a) 을 가지고 있다. 세정면 (10a) 이, 기판 (W) 의 상면과 접촉하는 접촉면으로서 기능한다.
세정 브러시 구동 유닛 (11) 은, 세정 브러시 (10) 를 선단부에 유지하는 요동 아암 (47) 과, 요동 아암 (47) 을 구동하기 위한 아암 구동 유닛 (48) 을 포함한다. 아암 구동 유닛 (48) 은, 요동 아암 (47) 을, 연직 방향으로 연장되는 요동 축선 (A2) 회전으로 요동시키거나, 요동 아암 (47) 을 상하동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 기판 (W) 이 스핀 척 (5) 에 유지되어 회전하고 있을 때에, 세정 브러시 (10) 를, 기판 (W) 의 상방의 위치와, 스핀 척 (5) 의 측방에 설정된 홈 위치 사이에서 수평으로 이동시킬 수 있다.
또한, 세정 브러시 (10) 의 세정면 (10a) 을 기판 (W) 의 상면 (이면 (Wb)) 에 가압하고, 세정 브러시 (10) 의 가압 위치를, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 중앙부 (도 9 에서 실선으로 나타내는 위치) 와, 기판 (W) 의 외주부 (도 9 에서 2 점 쇄선으로 나타낸다) 사이에서 기판 (W) 의 반경 방향으로 이동 (스캔) 시킬 수도 있다.
이 스크러브 세정시에, 물 노즐 (41) 로부터 물 (예를 들어 순수 (deionized Water : 탈이온수)) 이 공급됨으로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 이물질이 잡히기 쉬워지고, 또한, 세정 브러시 (10) 에 의해 문질러 떨어진 이물질을 기판 (W) 밖으로 배출할 수 있다.
도 10 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
제어 장치 (3) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, 회전 구동 유닛 (103), 노즐 이동 유닛 (22), 아암 구동 유닛 (48), 자석 승강 유닛 (126) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 불산 밸브 (25), 불산 유량 조정 밸브 (26), 오존수 밸브 (27), 오존수 유량 조정 밸브 (28), 물 밸브 (43), 불활성 가스 밸브 (173), 불활성 가스 유량 조정 밸브 (174) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 11 은, 처리 유닛 (2) 에 의해 실행되는 세정 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12A ∼ 12F 는, 세정 처리의 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다. 도 13 은, 기판 (W) 의 외주부에 있어서의, FOM 및 불활성 가스의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 1, 도 2 ∼ 도 7 및 도 11 을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 12A ∼ 12F 및 도 13 에 대해서는 적절히 참조한다. 또한, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부는, 예를 들어, 직경 300 ㎜ 의 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 있어서, 당해 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 따른 폭 10 ㎜ 정도의 환상 영역이다.
처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 어닐 장치나 성막 장치 등의 전처리 장치로 처리된 후의 기판 (W) (이하, 「미세정 기판」 이라고 하는 경우가 있다) 을 세정 대상으로 하고 있다. 기판 (W) 의 일례로서 원형의 실리콘 기판을 들 수 있다. 기판 (W) 은, 대형 기판 (예를 들어, 외경 300 (㎜) 의 원형 기판) 이어도 된다. 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 에 있어서의 표면 (Wa) (타방 주면. 디바이스 형성면) 과 반대측의 이면 (Wb) (일방 주면. 디바이스 비형성면) 을, 세정하기 위한 매엽식의 세정 처리 유닛이다.
처리 유닛 (2) 에 반입되는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 은, 실리콘 기판 (W) 의 베어 실리콘면이다. 실리콘 대상면은, 폴리실리콘 및 아모르퍼스 실리콘의 적어도 1 개를 포함하고 있어도 된다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에는, 예를 들어 전처리 장치에 있어서의 척 흔적 (예를 들어, 정전 척에 의한 척 흔적) 이 형성되어 있다. 이 척 흔적은, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 있어서의 결손, 함몰 등의 흠집이나, 당해 이면 (Wb) 의 부분적인 박리 등을 포함한다. 이 척 흔적은, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역에 형성되어 있다. 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성되어 있는 척 흔적을 세정에 의해 제거한다. 또한, 이 세정 처리는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 척 흔적을 완전하게 제거할 때까지를 목적으로 하지 않고, 대부분의 척 흔적을 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 제거 (척 흔적을 대략적으로 제거) 하는 것을, 그 목적으로 하고 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에, 메탈층 (M) 이 형성되어 있다. 메탈층 (M) 은, Cu, TiN, W 및 Al 의 적어도 1 개를 포함한다. 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 메탈층 (M) 이 형성되어 있기 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 물을 공급할 수 없다. 따라서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 약액 처리하는 약액 처리 중 (예를 들어 오존 함유 불산 용액 공급 공정 (이하, 「FOM 공급 공정」 이라고 한다) (T6)) 에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 을 물 등의 보호액에 의해 보호할 수 없다 (커버 린스할 수 없다).
미세정 기판 (W) 이 수용된 캐리어 (C) 는, 전처리 장치로부터 기판 처리 장치 (1) 에 반송되어, 로드 포트 (LP) 에 재치 (載置) 된다. 캐리어 (C) 에는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 을 위로 향한 상태로 기판 (W) 이 수용되어 있다. 제어 장치 (3) 는, 인덱서 로봇 (IR) 에 의해, 표면 (Wa) 이 상향인 상태로 캐리어 (C) 로부터 반전 유닛 (TU) 에 기판 (W) 을 반송시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 반송되어 온 기판 (W) 을, 반전 유닛 (TU) 에 의해 반전시킨다 (T1 : 기판 반전). 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 위를 향한다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 에 의해, 반전 유닛 (TU) 으로부터 기판 (W) 을 취출하고, 그 이면 (Wb) 을 상방을 향한 상태로 처리 유닛 (2) 내에 반입시킨다 (스텝 T2). 처리 유닛 (2) 내에 반입된 미세정 기판 (W) 은, 스핀 척 (5) 에 전달되고, 도 12A 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 은, 그 표면 (Wa) 을 하방을 향하고, 또한 그 이면 (Wb) 을 상방을 향한 상태로 스핀 척 (5) 상에 재치된다.
기판 (W) 의 반입에 앞서, FOM 노즐 (6) 은, 스핀 척 (5) 의 측방에 설정된 홈 위치에 퇴피되어 있다. 또한, 세정 브러시 (10) 도, 스핀 척 (5) 의 측방에 설정된 홈 위치에 퇴피되어 있다. 또한, 승강 영구 자석 (125) 은 하위치에 배치되어 있고, 그 때문에 승강 영구 자석 (125) 은 회전대 (107) 로부터 하방으로 크게 떨어져 있기 때문에, 승강 영구 자석 (125) 과 보호 디스크측 영구 자석 (160) 사이에 작용하는 반발 자력은 작다. 그 때문에, 보호 디스크 (115) 는 회전대 (107) 의 상면에 근접한 하위치에 위치하고 있다. 따라서, 유지 핀 (110) 에 의한 기판 유지 높이와 보호 디스크 (115) 의 상면 사이에는, 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 가 들어갈 수 있는 충분한 공간이 확보되어 있다. 또한, 승강 영구 자석 (125) 은 회전대 (107) 로부터 하방으로 크게 떨어져 있기 때문에, 핀 구동용 영구 자석 (156) 이 승강 영구 자석 (125) 으로부터의 흡인 자력을 받지 않고, 이에 의해, 가동 핀 (112) 은 개방 위치에 유지되어 있다.
센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 는, 유지 핀 (110) 의 상단보다 높은 위치에서 기판 (W) 을 유지한 상태로 당해 기판 (W) 을 스핀 척 (5) 의 상방까지 반송한다. 그 후, 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 는, 회전대 (107) 의 상면을 향하여 하강한다. 그 과정에 있어서, 기판 (W) 이, 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 로부터 유지 핀 (110) 에 전달된다. 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) (하면) 과 보호 디스크 (115) 사이의 공간까지 하강하고, 그 후, 유지 핀 (110) 의 사이를 통과하여 스핀 척 (5) 의 측방으로 퇴피해 간다.
다음으로, 제어 장치 (3) 는, 자석 승강 유닛 (126) 을 제어하여, 승강 영구 자석 (125) 을 상위치까지 상승시킨다 (스텝 T3). 승강 영구 자석 (125) 이 상위치로 상승하는 과정에서, 승강 영구 자석 (125) 이 보호 디스크측 영구 자석 (160) 에 하방으로부터 접근하여, 그들 영구 자석 (125, 160) 사이의 거리가 줄어들고, 그에 따라, 그들 사이에 작용하는 반발 자력이 커진다. 이 반발 자력에 의해, 보호 디스크 (115) 가 회전대 (107) 의 상면으로부터 기판 (W) 을 향하여 부상한다. 그리고, 승강 영구 자석 (125) 이 상위치에 이를 때까지, 보호 디스크 (115) 가 기판 (W) 의 표면 (Wa) (하면) 에 미소 간격을 두고 접근한 접근 위치에 이르러, 가이드 축 (117) 의 하단에 형성된 플랜지 (120) 가 리니어 베어링 (118) 에 맞닿는다. 이에 의해, 보호 디스크 (115) 는, 상기 접근 위치에 유지되게 된다. 그에 따라, 가동 핀 (112) 이 개방 위치로부터 유지 위치로 구동되어, 그 유지 위치에 유지된다. 이렇게 하여, 고정 핀 (111) 및 가동 핀 (112) 에 의해 기판 (W) 이 악지된다 (기판 유지 공정).
이 상태에서, 제어 장치 (3) 는 불활성 가스 밸브 (173) 를 열고, 도 12B 에 나타내는 바와 같이, 불활성 가스의 공급을 개시한다 (T4 : 보호 기체 공급 공정). 공급된 불활성 가스는, 불활성 가스 공급관 (170) 의 상단으로부터 토출되고, 정류 부재 (186) 등의 작용에 의해, 접근 위치에 있는 보호 디스크 (115) 와 기판 (W) 의 표면 (Wa) (하면) 사이의 협공간을 향하여, 회전 축선 (A1) 을 중심으로 한 방사상으로 분출된다. 이 불활성 가스는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 추가로, 보호 디스크 (115) 의 주연부에 배치된 커버 (191) 의 원환판부 (192) 에 형성된 조임부 (190) 와 기판 (W) 의 외주부 사이에 형성되는 오리피스에 의해 가속되고, 기판 (W) 의 측방에 고속의 분출 기류를 형성한다. 이 실시형태에서는, 불활성 가스 공급관 (170) 의 상단으로부터의, 불활성 가스의 토출 유량을, 대유량 (예를 들어 180 (리터/분)) 으로 형성하고 있다.
그 후, 제어 장치 (3) 는, 회전 구동 유닛 (103) 을 제어하여, 회전대 (107) 의 회전을 개시하고, 이에 의해, 도 12C 에 나타내는 바와 같이 기판 (W) 을 회전 축선 (A1) 주위로 회전시킨다 (스텝 T5). 기판 (W) 의 회전 속도는, 미리 정하는 액 처리 속도 (300 ∼ 1500 rpm 의 범위 내에서, 예를 들어 500 rpm) 까지 상승되고, 그 액 처리 속도로 유지된다.
기판 (W) 의 회전 속도가 액 처리 속도에 이른 후, 제어 장치 (3) 는, FOM 을 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급하는 FOM 공급 공정 (스텝 T6) 을 실시한다. FOM 공급 공정 (T6) 에서는, 제어 장치 (3) 는, 노즐 이동 유닛 (22) 을 제어함으로써, FOM 노즐 (6) 을 홈 위치로부터 중앙 위치로 이동시킨다. 이에 의해, FOM 노즐 (6) 이 기판 (W) 의 중앙부의 상방에 배치된다. FOM 노즐 (6) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된 후, 제어 장치 (3) 는, 불산 밸브 (25) 및 물 밸브 (43) 를 동시에 연다. 이에 의해, 불산 배관 (23) 의 내부를 유통하는 희불산이 FOM 노즐 (6) 에 공급됨과 함께, 오존수 배관 (24) 을 유통하는 오존수가 FOM 노즐 (6) 에 공급된다. 그리고, FOM 노즐 (6) 의 케이싱 내에 있어서 희불산과 오존수가 혼합되어, FOM 이 생성된다. 그 FOM 이, 도 12C 에 나타내는 바와 같이, FOM 노즐 (6) 의 토출구로부터 토출되어, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 착액한다. 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 공급된 FOM 은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 외주부를 향하여 방사상으로 확산된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역에 FOM 이 널리 퍼지게 할 수 있고, 다시 말하면, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역에 불산 및 오존을 널리 퍼지게 할 수 있다. 그 결과, 도 12C 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 전역을 덮는 FOM 의 액막 (LF2) 이 기판 (W) 상에 형성된다.
기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 FOM 이 공급되면, FOM 에 포함되는 오존의 산화 작용에 의해, 실리콘 기판인 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 실리콘 산화막이 형성된다. 또한, FOM 에 포함되는 불산의 산화막 에칭 작용에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성된 실리콘 산화막이 당해 이면 (Wb) 으로부터 박리 (리프트 오프) 된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성되어 있는 흠집 (결손, 함몰 등) 이 제거된다. 더하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 이물질 (파티클, 불순물, 당해 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 박리 등) 도 제거된다. 즉, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 세정할 수 있다.
또한, 세정 약액으로서 FOM 을 사용하는 경우에는, 세정 약액으로서 SC1 을 사용하는 경우와 비교하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성되는 실리콘 산화막의 양을 많게 할 수 있고, 따라서, 높은 에칭 성능 (이물질 제거 성능) 을 발휘한다. 더하여, FOM 에 포함되는 오존수는, SC1 에 포함되는 과산화수소와 비교하여, 런닝 코스트가 낮다. 이에 의해, 세정 처리에 필요로 하는 비용의 저감을 도모할 수 있다.
FOM 공급 공정 (T6) 에 병행하여, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 불활성 가스 (보호 기체) 에 의해 보호되어 있다. 불활성 가스 공급관 (170) 으로부터의 불활성 가스의 토출 유량은 전술한 바와 같이 대유량으로 형성되어 있기 때문에, 불활성 가스 공급관 (170) 으로부터 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급되는 FOM 의 유량이 소유량인 경우에는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 으로의 FOM 의 돌아 들어감은 없다.
그러나, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서의 FOM 의 공급 유량이 많으면, FOM 이 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 형성되는 기류에 거역하여 기판 (W) 의 표면 (Wa) 으로 돌아 들어갈 우려가 있다. 그 때문에, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서의 FOM 의 공급 유량에는 제약이 있다.
FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서의 FOM 의 공급 유량은, 0.5 (리터/분) 이상 1.0 (리터/분) 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 으로의 FOM 의 돌아 들어감을 방지할 수 있다. 또한, 당해 토출 유량은, 0.8 (리터/분) 이하인 것이 더욱 바람직하고, 이 경우, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 으로의 FOM 의 돌아 들어감을, 보다 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
FOM 노즐 (6) 로부터 토출되는 FOM 의 불산 농도는, 0.093 wt. ％ 이상 0.221 wt. ％ 이하이다. 보다 바람직하게는, 0.093 wt. ％ 이상 0.221 wt. ％ 이하이다.
FOM 노즐 (6) 로부터 토출되는 FOM 의 오존 농도는, 22.5 ppm 이상 67.2 ppm 이하이다. 보다 바람직하게는, 22.5 ppm 이상 42.0 ppm 이하이다. 오존 농도가 42.0 ppm 을 초과하면, FOM 에 대량의 기포가 포함되기 때문에, 기판 처리에 적합하지 않다. 또한, FOM 의 오존 농도가 42.0 ppm 을 초과하면, PFA 배관으로 이루어지는 오존수 배관 (24) 의 관벽을 투과하여, 오존이 오존수 배관 (24) 으로부터 노출될 우려가 있다. 또한, 오존의 농도가 높아짐에 따라, 오존의 독성이 높아진다. 토출되는 FOM 의 오존 농도가 42.0 ppm 을 초과하는 것은, 안전면의 관점에서 바람직하지 않다.
즉, 소수화 작용을 갖는 불산을 포함하는 약액으로 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 처리하는 경우, 당해 약액에 포함되는 불산의 작용에 의해 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 소수화될 우려가 있다. 구체적으로는, 불산 용액에 용해된 오존은, 용해 직후부터 분해를 개시하기 때문에, 회전 상태에 있는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부를 향하여 FOM 을 토출하는 경우, FOM 의 토출 유량 및/또는 FOM 의 오존 농도에 따라서는, FOM 공급 공정 (T6) 중에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부까지 오존이 도달하지 않을 우려가 있다. 이 경우, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부에 이른 불산에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수성을 나타낼 우려가 있다. 특히, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급되는 FOM 의 불산 농도가 높은 경우에는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부에 오로지 불산이 도달함으로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수성을 나타낼 가능성이 높아진다.
특히, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 보호액이 아니라 보호 기체에 의해 보호하고 있고, 그 때문에, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서, FOM 이 기판 (W) 의 표면 (Wa) 측으로 돌아 들어가지 않도록, FOM 의 공급 유량에는 제약 (상한) 이 있다. 이와 같은 FOM 의 공급 유량에 제약이 있는 상황에서는, FOM 공급 공정 (T6) 의 종료시에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수성을 나타낼 우려가 높다.
그리고, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수성을 나타내고 있는 상태에서 세정 브러시 (10) 에 의한 스크러브가 실행되면, 세정 브러시 (10) 를 통하여 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부에 이물질이 재부착되고, 그 때문에, 세정 처리 후에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부에 파티클이 원환상으로 형성되는 외주 모드가 발생할 우려가 있다.
FOM 의 토출 개시부터 미리 정하는 FOM 처리 시간이 경과하면, FOM 공급 공정 (T6) 이 종료된다. FOM 공급 공정 (T6) 의 종료에 계속해서, 오존수를 기판 (W) 에 공급하는 오존수 공급 공정 (스텝 (T7)) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부의 상방에 FOM 노즐 (6) 을 배치한 채로, 오존수 밸브 (27) 을 연 상태로 유지하면서 불산 밸브 (25) 만을 닫는다. 이에 의해, 오존수만이 FOM 노즐 (6) 에 공급된다. FOM 노즐 (6) 에 공급된 오존수는, FOM 노즐 (6) 의 케이싱 내를 통과하여, 도 12D 에 나타내는 바와 같이, FOM 노즐 (6) 의 토출구로부터 토출된다. 그 오존수가, 액 처리 속도로 회전하고 있는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 착액한다. 즉, FOM 노즐 (6) 로부터 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부를 향하여 토출되는 처리액이, FOM 으로부터 오존수로 전환된다 (중앙부 오존수 토출 공정).
기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 착액한 오존수는, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 향하여 기판 (W) 상을 외방으로 흐른다. 기판 (W) 상의 FOM 이 오존수로 치환되고, 이윽고, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 전역이, 오존수의 액막 (LF4) 에 의해 덮인다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역에 오존수가 공급되고, 당해 전역이 친수화된다. FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수화된 경우에도, 당해 소수화된 영역 (외주부) 을, 친수성으로 바꿀 수 있다.
오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급되는 오존수의 오존 농도는 50 ppm 이상이다. 그 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을, 양호하게 친수화할 수 있다. 또한, 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서의, 오존수의 토출 유량은, 가능한 한 많은 것이 바람직하지만, 오존수의 표면 (Wa) 측으로의 돌아 들어감을 방지하기 위해서는, 예를 들어 0.8 (리터/분) 이하인 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, FOM 공급 공정 (T6) 의 종료시에는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수화되어 있을 우려가 있다. 그러나, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을 오존수에 의해 친수화함으로써, 소수화된 이면 (Wb) 의 외주부를 친수화할 수 있다.
FOM 노즐 (6) 로부터의 오존수의 토출 개시부터 미리 정하는 오존수 공급 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 오존수 밸브 (27) 를 닫아, FOM 노즐 (6) 로부터의 오존수의 토출을 정지시킨다. 오존수 공급 시간은, 5 초 이상인 것이 바람직하고, 이 경우에는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역 (외주부를 포함한다) 을 양호하게 소수화할 수 있다. 또한, 제어 장치 (3) 는, FOM 노즐 (6) 을 중앙 위치로부터 홈 위치로 이동시킨다. 이에 의해, FOM 노즐 (6) 이 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피된다.
오존수 공급 공정 (T7) 의 종료에 계속해서, 린스액인 물이 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급 개시된다 (스텝 T8).
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 도 12E 에 나타내는 바와 같이, 물 밸브 (43) 를 열어, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부를 향하여 물 노즐 (41) 로부터 물을 토출시킨다. 물 노즐 (41) 로부터 토출된 물은, 오존수에 의해 덮여 있는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 착액한다. 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 착액한 물은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 이면 (Wb) 상을 기판 (W) 의 외주부를 향하여 흘러, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역으로 확산된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 오존수가, 물에 의해 외방으로 밀려나, 기판 (W) 의 주위로 배출된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 오존수의 액막 (LF4) 이, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 전역을 덮는 물의 액막 (LF3) 으로 치환된다.
물 노즐 (41) 의 물의 토출 개시부터, 미리 정하는 시간 (기판 (W) 상의 오존수의 액막 (LF4) 이 물의 액막 (LF3) 으로 치환하는 데에 충분한 기간) 이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 아암 구동 유닛 (48) 을 제어하여, 도 12F 에 나타내는 바와 같이, 세정 브러시 (10) 에 의한 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 스크러브 세정을 실행한다 (T9 : 브러시 세정 공정). 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대하여, 물을 공급하면서 세정 브러시 (10) 에 의한 스크러브 세정이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 아암 구동 유닛 (48) 을 제어하여, 요동 아암 (47) 을 요동 축선 (A2) 주위로 요동시켜, 세정 브러시 (10) 를 홈 위치로부터 기판 (W) 의 상방으로 배치시킴과 함께, 세정 브러시 (10) 를 강하시켜, 세정 브러시 (10) 의 세정면 (10a) 을 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 누른다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 아암 구동 유닛 (48) 을 제어하여, 세정 브러시 (10) 의 가압 위치를, 기판 (W) 의 중앙부 (도 9 에서 실선으로 나타내는 위치) 와, 기판 (W) 의 외주부 (도 9 에서 2 점 쇄선으로 나타낸다) 사이에서 이동 (스캔) 시킨다. 이에 의해, 세정 브러시 (10) 의 가압 위치가 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을 주사하고, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역이 세정 브러시 (10) 에 의해 스크러브된다. 기판 (W) 의 중앙부로부터 외주부로의, 세정 브러시 (10) 의 왕동에는, 예를 들어 6.5 초간 필요로 한다. 브러시 세정 공정 (T9) 에서는, FOM 공급 공정 (T6) 으로 박리된 이물질이, 세정 브러시 (10) 에 의한 스크러브에 의해 긁어내진다. 그리고, 세정 브러시 (10) 에 의해 긁어내진 이물질은, 물에 의해 씻겨 흐르게 된다. 이에 의해, 박리된 이물질을 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 제거할 수 있다.
린스 공정 (T8, T9) 에 있어서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급되는 물의 토출 유량은, 가능한 한 대유량인 것이 바람직하지만, 물의 표면 (Wa) 측으로의 돌아 들어감을 방지하기 위해서는, 예를 들어 0.8 (리터/분) 이하인 것이 바람직하다.
또한, 이 실시형태에서는, 세정 브러시 (10) 에 의해 기판 (W) 의 둘레 가장자리에 매우 가까운 위치까지 세정할 수 있도록 요동 아암 (47) 의 스캔 폭이 설정되어 있다.
그런데, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 소수성을 나타내고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 세정 브러시 (10) 로 스크러브하면, 세정 브러시 (10) 에 의해 긁어내진 이물질이, 소수화되어 있는 이면 (Wb) 으로 이동하여, 당해 이면 (Wb) 에 부착될 우려가 있다. 즉, 세정 브러시 (10) 를 통하여 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 재부착될 우려가 있다.
그러나, 본 실시형태에서는, 브러시 세정 공정 (T9) 에 앞서 오존수 공급 공정 (T7) 을 실행하고 있다. 따라서, 브러시 세정 공정 (T9) 의 개시시에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역이 친수성으로 유지되어 있고, 이에 의해, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서, 세정 브러시 (10) 를 통한 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로의 이물질의 재부착이 발생하지 않는다.
따라서, 브러시 세정 공정 (T9) 에서는, 당해 기판 (W) 의 표면 (Wa) 으로의 이물질의 재부착을 회피 또는 억제하면서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 브러시 세정 (스크러브 세정) 을 실행할 수 있다.
세정 브러시 (10) 의 왕동이 미리 정하는 횟수 (예를 들어 4 회) 실시된 후, 제어 장치 (3) 는, 아암 구동 유닛 (48) 을 제어하여, 세정 브러시 (10) 를 스핀 척 (5) 의 상방으로부터 홈 위치로 되돌린다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 물 밸브 (43) 를 닫아, 물 노즐 (41) 로부터의 물의 토출을 정지시킨다. 제어 장치 (3) 는, 보호액 밸브 (45) 를 닫아, 불활성 가스 공급관 (170) 으로부터의 보호 기체 (불활성 가스) 의 토출을 정지시킨다. 이에 의해, 브러시 세정 공정 (T9) 이 종료된다.
FOM 공급 공정 (T6) 및 브러시 세정 공정 (T9) 을 연속해서 실시함으로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역으로부터 척 흔적의 대부분을 제거할 수 있다. 이에 의해, 일련의 세정 처리의 다음 공정 (예를 들어 노광 공정) 에 있어서의 수율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 기판 (W) 을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (스텝 T10) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 회전 구동 유닛 (17) 을 제어함으로써, FOM 공급 공정 (T6) 으로부터 브러시 세정 공정 (T9) 까지의 회전 속도보다 큰 건조 회전 속도 (예를 들어 수천 rpm) 까지 기판 (W) 을 가속시켜, 건조 회전 속도로 기판 (W) 을 회전시킨다. 이에 의해, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 액체에 가해져, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체가 기판 (W) 의 주위로 뿌리쳐진다. 이와 같이 하여, 기판 (W) 으로부터 액체가 제거되어, 기판 (W) 이 건조된다.
예를 들어, 기판 (W) 의 처리 대상면 (즉 기판 (W) 의 이면 (Wb)) 이 소수성을 나타내고 있는 상태에서, 기판 (W) 에 대하여 스핀 드라이 공정이 실시되면, 스핀 드라이 공정 중에 당해 처리 대상면을 물방울이 이동하는 결과, 기판 처리 불량이 발생할 우려가 있다.
이에 반하여 이 실시형태에서는, FOM 공급 공정 (T6) 후에 오존수 공급 공정 (T7) 이 실행되어 있기 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 친수성을 나타내고 있는 상태에서, 기판 (W) 에 스핀 드라이 공정 (T10) 이 실행된다. 이에 의해, 스핀 드라이 공정 (T10) 에 있어서의 기판 처리 불량의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 회전 구동 유닛 (17) 을 제어함으로써, 스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다 (스텝 T11).
그리고, 제어 장치 (3) 는, 자석 승강 유닛 (126) 을 제어함으로써, 승강 영구 자석 (125) 을 하방 위치로 하강시킨다 (스텝 T12). 이에 의해, 승강 영구 자석 (125) 과 보호 디스크측 영구 자석 (160) 사이의 거리가 확대되어, 그들 사이의 자기 반발력이 감소해 간다. 그에 수반하여, 보호 디스크 (115) 는, 회전대 (107) 의 상면을 향하여 강하해 간다. 이에 의해, 보호 디스크 (115) 의 상면과 기판 (W) 의 표면 (Wa) (하면) 사이에는, 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 를 진입시킬 수 있을 만큼의 공간이 확보된다. 한편, 승강 영구 자석 (125) 이 핀 구동용 영구 자석 (156) 에 대향하지 않게 되기 때문에, 가동 핀 (112) 을 유지 위치로 탄성 지지하는 외력을 잃고, 탄성 압압 부재 (도시하지 않음) 로부터의 탄성 압압력을 받아, 가동 핀 (112) 은 개방 위치로 탄성 지지되게 된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 악지가 해제된다.
다음으로, 처리 챔버 (4) 내로부터 기판 (W) 이 반출된다 (스텝 T13). 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 모든 노즐 등이 스핀 척 (5) 의 상방으로부터 퇴피하고 있는 상태에서, 센터 로봇 (CR) 을 제어하여, 핸드 (H2) 를 보호 디스크 (115) 와 기판 (W) 의 표면 (Wa) (하면) 사이에 확보된 공간에 진입시킨다. 그리고, 핸드 (H2) 는, 유지 핀 (110) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 들어 올리고, 그 후에, 스핀 척 (5) 의 측방으로 퇴피한다. 이에 의해, 세정 처리가 완료된 기판 (W) 이 처리 챔버 (4) 로부터 반출된다.
제어 장치 (3) 는, 센터 로봇 (CR) 의 핸드 (H2) 에 의해, 세정 처리가 완료된 기판 (W) 을 반전 유닛 (TU) 에 반송시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 반송되어 온 기판 (W) 을, 반전 유닛 (TU) 에 의해 반전시킨다 (스텝 T14). 이에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 위를 향한다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 인덱서 로봇 (IR) 의 핸드 (H1) 에 의해, 반전 유닛 (TU) 으로부터 기판 (W) 을 취출하고, 세정 처리가 완료된 기판 (W) 을, 그 표면 (Wa) 을 위로 향한 상태에서 캐리어 (C) 에 수용한다. 그리고, 세정 처리가 완료된 기판 (W) 이 수용된 캐리어 (C) 는, 기판 처리 장치 (1) 로부터, 노광 장치 등의 후처리 장치를 향하여 반송된다.
이상에 의해, 이 실시형태에 의하면, FOM 공급 공정 (T6) 후 브러시 세정 공정 (T9) 의 개시에 앞서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정 (T7) 이 실행된다.
FOM 공급 공정 (T6) 에서는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 FOM 이 공급되고, FOM 에 포함되는 오존의 산화 작용에 의해, 실리콘 기판인 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 실리콘 산화막이 형성된다. 또한, FOM 에 포함되는 불산의 산화막 에칭 작용에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성된 실리콘 산화막이 당해 이면 (Wb) 으로부터 박리 (리프트 오프) 된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 이물질 (파티클, 불순물, 당해 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 박리 등) 을 제거하거나, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성되어 있는 흠집 (결손, 함몰 등) 을 제거할 수 있다. 산화력이 강한 오존을 사용하기 때문에 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 다량의 산화막을 형성할 수 있고, 이에 의해, 다량의 산화막을 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 박리할 수 있다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 이물질 및/또는 흠집을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 브러시 세정 공정 (T9) 의 개시에 앞서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정 (T7) 이 실행된다. 따라서, FOM 공급 공정 (T6) 의 종료 후에 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부가 소수성을 나타내고 있어도, FOM 공급 공정 (T6) 후에 오존수 공급 공정 (T7) 을 실시함으로써, 당해 소수성을 나타내고 있던 영역을 친수화할 수 있다. 그 때문에, 브러시 세정 공정 (T9) 의 개시시에는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역이 친수성을 나타내고 있고, 따라서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역이 친수화된 상태로 브러시 세정 공정 (T9) 을 실시할 수 있다. 이에 의해, 브러시 세정 공정 (T9) 에 있어서, 세정 브러시 (10) 를 통한, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로의 이물질의 재부착을 방지할 수 있다.
FOM 공급 공정 (T6) 에서는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부로 오존이 널리 퍼지지 않는 결과, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부의 세정 효율 (세정 레이트) 이 저하할 우려가 있다. 오존수 공급 공정 (T7) 에서는, 일단 소수화된 영역을, 오존수의 공급에 의해 산화시켜, 당해 영역을 친수화시키는 작용이 있지만, FOM 을 공급하지 않기 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 처리는 진행되지 않는다. 따라서, 이 일련의 세정 처리에서는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부에, 세정 잔여물이 발생할 우려가 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 이 세정 처리는, 대부분의 척 흔적을 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 제거 (척 흔적을 대략적으로 제거) 하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 소량이면, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부에 세정 잔여물이 있어도, 특별한 문제는 없다.
또한, 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급되는 오존수의 오존 농도가 50 ppm 이상이다. 그 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을, 양호하게 친수화할 수 있다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역이 친수화된 상태에서, 브러시 세정 공정 (T9) 을 실시할 수 있다.
또한, FOM 공급 공정 (T6) 과 브러시 세정 공정 (T9) 이 서로 병행하여 실행되지 않고, 기판 (W) 에 공급된 FOM 이 물로 치환된 후에, 세정 브러시를 사용한 스크러브 세정이 실행된다. 그 때문에, FOM 에 포함되는 불산이나 오존에 의해, 세정 브러시 (10) 가 부식되는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해, 세정 브러시 (10) 의 장기 수명화를 도모할 수 있다.
또한, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로의 오존수의 공급을, FOM 공급 공정 (T6) 후가 아니라, FOM 공급 공정 (T6) 의 실행에 앞서 실시하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우에는, FOM 공급 공정 (T6) 의 개시시에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 상에 오존수의 존재로 인하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 상에 공급된 FOM 의 불산 농도 및 오존 농도를 각각 소기의 농도로 유지하는 것이 곤란하다. 즉, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 상에 공급된 FOM 의 농도 밸런스를 적정하게 유지하는 것이 곤란하다.
＜제 1 세정 시험＞
다음으로, 제 1 세정 시험에 대하여 설명한다. 제 1 세정 시험에서는, 합계 11 개의 시료에 대하여, 하기의 실시예 1, 실시예 2 또는 비교예의 양태의 세정 시험을 실시하였다.
실시예 1 : 정전 체크의 척 흔적이 처리 대상면 (비디바이스 형성면) 에 형성된 베어 실리콘 웨이퍼 (직경 300 ㎜) (W) 를 시료로서 채용하고, 세정 약액으로서 FOM 을 처리 대상면에 공급하였다. 실시예 1 에서는, 웨이퍼 (W) 의 처리 대상면에 대하여 도 11 에 나타내는 세정 처리와 동등한 처리를 실시하였다. 이 때, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서 처리 대상면에 공급되는 FOM 의 불산 농도는 0.093 wt. ％ 이고, 당해 FOM 의 오존 농도는 43.75 ppm 이고, 당해 FOM 의 공급 유량은, 0.8 (리터/분) 이다. 또한, 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서 처리 대상면에 공급되는 오존수의 오존 농도는 50 ppm 이고, 당해 오존수의 공급 유량은, 0.8 (리터/분) 이다. 다음에 서술하는 도 14 의 시료 1 (No. 1) ∼ 시료 3 (No. 3) 이, 실시예 1 에 상당하는 시료이다.
실시예 2 : 정전 체크의 척 흔적이 처리 대상면 (비디바이스 형성면) 에 형성된 베어 실리콘 웨이퍼 (직경 300 ㎜) (W) 를 시료로서 채용하고, 세정 약액으로서 FOM 을 처리 대상면에 공급하였다. 실시예 2 에서는, 도 11 에 나타내는 세정 처리로부터 스텝 (T7) 의 공정을 삭제한 처리를, 웨이퍼 (W) 에 대하여 실시하였다. 이 때, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서 처리 대상면에 공급되는 FOM 의 불산 농도는 0.093 wt. ％ 이고, 당해 FOM 의 오존 농도는 50 ppm 이고, 당해 FOM 의 공급 유량은, 0.8 (리터/분) 이다. 다음에 서술하는 도 14 의 시료 4 (No. 4) ∼ 시료 9 (No. 9) 가, 실시예 2 에 상당하는 시료이다.
비교예 : 정전 체크의 척 흔적이 처리 대상면 (비디바이스 형성면) 에 형성된 베어 실리콘 웨이퍼 (직경 300 ㎜) (W) 를 시료로서 채용하고, 세정 약액으로서 SC1 을 처리 대상면에 공급하였다. 비교예에서는, 도 11 에 나타내는 세정 처리로부터 스텝 (T7) 의 공정을 삭제하고, 또한 세정 약액으로서 FOM 대신에 SC1 을 사용한 처리를, 웨이퍼 (W) 에 대하여 실시하였다. 다음에 서술하는 도 14 의 시료 10 (No. 10) 및 시료 11 (No. 11) 이, 비교예에 상당하는 시료이다.
그리고, 시료 1 (No. 1) ∼ 시료 11 (No. 11) 의 각 시료에 대하여, 세정 처리에 의한 파티클 제거율을 조사하였다. 당해 제거율은, 세정 처리에 의해 웨이퍼 (W) 의 처리 대상면 상으로부터 감소한 파티클의 수를, 당해 처리 대상면 상에 세정 처리 전에 존재하는 파티클의 수로 나눈 값이다. 그 결과를 도 14 에 나타낸다.
도 14 로부터, 세정 약액으로서 FOM 을 사용한 실시예에서는, 세정 약액으로서 FOM 을 사용한 비교예와 비교하여, 세정 처리에 의한 파티클 제거율이 현저하게 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
＜제 2 세정 시험＞
또한, 본원 발명자들은, 오존수 공급 공정 (T7) 을 추가하면, 외주 모드의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과 세정 효율이 향상되는 것은 아닌지 생각하고 있다. 그것을 검증하기 위해서 제 2 세정 시험을 실시하였다.
제 2 세정 시험에서는, 정전 체크의 척 흔적이 처리 대상면 (비디바이스 형성면) 에 형성된 베어 실리콘 웨이퍼 (직경 300 ㎜) (W) 를 시료로서 채용하고, 제 2 실시형태에 관련된 도 11 에 나타내는 세정 처리로부터 스텝 (T7) 의 공정을 삭제한 처리를, 웨이퍼 (W) 에 대하여 실시하였다. 이 때, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서 처리 대상면에 공급되는 FOM 은, 불산 농도 1.106 wt. ％ (불산과 물의 체적 비 1 : 50) 의 희석 불산과 오존수를, 1 : 7 의 비율로 혼합시켜 생성한다. 이 때의 FOM 의 불산 농도는, 0.138 wt. ％ 이다. 또한, 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서의, 처리 대상면에 공급되는 오존수의 오존 농도는 50 ppm 이고, 당해 오존수의 공급 유량은, 0.7 (리터/분) 이다. 또한, 브러시 세정 공정 (T9) 에 있어서의 물 (DIW) 의 공급 유량은 500 (밀리 리터/분) 이다.
그리고, 오존수 공급 공정 (T7) 의 실행 시간을, 2 초간 및 5 초간으로 다르게 하여, 세정 후의 웨이퍼 (W) 의 처리 대상면을 육안으로 관찰하였다.
오존수 공급 공정 (T7) 의 실행 기간이 2 초간인 경우에는, 웨이퍼 (W) 의 처리 대상면에 외주 모드가 발생해 있었다. 한편, 오존수 공급 공정 (T7) 의 실행 기간이 5 초간인 경우에는, 외주 모드의 발생을 볼 수 없었다.
이상, 이 발명의 일 실시형태에 대하여 설명했지만, 이 발명은, 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 오존수 공급 공정 (T7) 을, FOM 공급 공정 (T6) 후 브러시 세정 공정 (T9) 의 개시에 앞서 실행하는 것으로서 설명했지만, 오존수 공급 공정 (T7) 을, 브러시 세정 공정 (T9) 의 개시에 앞서 실행해도 된다. 다시 말하면, FOM 공급 공정 (T6) 에 이어, 오존수를 공급하면서 세정 브러시 (10) 를 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 스크러브시키도록 해도 된다. 이 경우, 세정 브러시 (10) 의 재질로서, PVA 가 아니라, PTFE 를 사용하는 것이 바람직하다. PTFE 는, 오존수에 대한 내성을 가지고 있기 때문에, 오존수에 의한 세정 브러시 (10) 의 부식을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부에 FOM 을 착액시키는 구성을 예로 들어 설명했지만, FOM 공급 공정 (T6) 의 실행에 병행하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 FOM 의 착액 위치를 중앙부와 외주부 사이에서 이동시켜, FOM 의 착액 위치를 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을 주사시키도록 해도 된다.
또한, FOM 공급 공정 (T6) 에 있어서, 기판 (W) 을 회전시키지 않아도 된다. 또한, 브러시 세정 공정 (T9) 에 있어서, 기판 (W) 을 회전시키지 않고, 세정 브러시 (10) 를 이동시킴으로써, 기판 (W) 에 대한 세정 브러시 (10) 의 가압 위치를, 기판 (W) 의 면 내에서 이동시키도록 해도 된다.
또한, 전술한 세정 처리에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 불산을 공급하는 불산 공급 공정을, FOM 공급 공정 (T6) 의 전 및/또는 후에, 추가해도 된다. 이 실시형태에서는, 제어 장치 (3) 가, 오존수 밸브 (27) 을 연 상태로 유지하면서 불산 밸브 (25) 만을 닫음으로써, FOM 노즐 (6) 의 토출구 (37) 로부터 오존수를 토출할 수 있다.
불산 공급 공정의 제 1 예로서, 기판 (W) 의 회전 개시 (T5) 후, FOM 공급 공정 (T6) 전에 실행되는 불산 공급 공정을 예시할 수 있다.
또한, 불산 공급 공정의 제 2 예로서, FOM 공급 공정 (T6) 의 종료 후, 오존수 공급 공정 (T7) 전에 실행되는 불산 공급 공정을 예시할 수 있다.
또한, 불산 공급 공정의 제 3 예로서, 기판 (W) 의 회전 개시 (T5) 후 FOM 공급 공정 (T6) 전에 불산 공급 공정을 실행함과 함께, FOM 공급 공정 (T6) 의 종료 후 오존수 공급 공정 (T7) 전에 불산 공급 공정을 실행하는 경우를 예시할 수 있다.
불산 공급 공정에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 형성되어 있는 실리콘 산화막을 제거할 수 있다. 또한, 이 경우, 불산 공급 공정의 실행에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 소수화되는 것이지만, 불산 공급 공정 후에 반드시 오존수 공급 공정 (T7) 이 실행되어 있고, 그 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 친수화된다. 그 때문에, 소수화되어 있는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 세정 브러시 (10) 에 의한 스크러브 처리가 실시되는 경우가 없기 때문에, 브러시 세정 공정 (T9) 에 있어서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 이물질이 재부착될 우려가 없다. 또한, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 소수화된 상태인 채로 건조되는 경우가 없기 때문에, 스핀 드라이 공정 (T10) 에 있어서 기판 처리 불량의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, FOM 공급 유닛으로서, 희불산 및 오존수의 혼합을 FOM 노즐 (6) 의 내부에서 실시하는 노즐 혼합 타입의 것을 예로 들어 설명했지만, FOM 노즐 (6) 의 상류측에 배관을 통하여 접속된 혼합부를 형성하고, 이 혼합부에 있어서, 희불산과 오존수의 혼합이 실시되는 배관 혼합 타입의 것을 채용해도 된다.
또한, 희불산과 오존수를 혼합시켜 FOM 을 생성시키는 수법에 한정되지 않고, 희불산에 오존을 직접 용해시킴으로써, FOM 을 생성시키도록 해도 된다.
또한, 희불산을 토출하는 희불산 노즐과, 오존수를 토출하는 오존수 노즐을 형성하고, 희불산 노즐로부터의 희불산과, 오존수 노즐로부터의 오존수를 기판 (W) 의 이면 (Wb) 상에서 혼합시킴으로써 FOM 을 생성시켜도 된다.
또한, 전술한 실시형태에서는, FOM 공급 유닛을 오존수 공급 유닛과 겸용시키도록 했지만, 오존수 공급 유닛을 FOM 공급 유닛과 별도로 형성해도 된다. 이 경우, 오존수를 토출하는 오존수 노즐을, FOM 노즐 (6) 과는 별도로 형성하고, 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서, 오존수 노즐로부터의 오존수를 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급시키도록 해도 된다.
이 경우, 오존수 노즐을, 그 토출구가 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부를 향하도록 배치하고, 오존수 공급 공정 (T7) 에 있어서, 오존수 노즐로부터 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부를 향하여 오존수를 토출하도록 해도 된다 (외주부 오존수 토출 공정). 이 경우, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부를 향하여 토출된 오존수는, 기판 (W) 의 회전에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부의 전역에 공급된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주부를 효율적으로 친수화할 수 있고, 이에 의해, 브러시 세정 공정 (T9) 에 있어서의, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로의 이물질의 재부착을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 처리 대상면의 반대면을 보호액으로 보호하는 구성을 폐지해도 된다.
또한, 일련의 세정 처리가, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 이물질의 제거, 특히 이면 (Wb) 에 형성되는 척 흔적의 제거인 것으로서 설명했지만, 일련의 세정 처리가, 척 흔적뿐만 아니라, 막 박리나 미소 스크래치 등을 포함하는 결함을 제거하는 것을 목적으로 하는 것이어도 된다.
또한, 처리 대상면이, 기판 (실리콘 기판) (W) 의 베어 실리콘면인 것으로서 설명했지만, 실리콘 대상면은, 베어 실리콘면에 한정되지 않고, 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막의 어느 것을 포함하고 있어도 된다.
또한, 처리 대상면이, 기판 (W) 의 이면 (디바이스 비형성면) (Wb) 인 것으로서 설명했지만, 기판 (W) 의 표면 (디바이스 형성면) (Wa) 을 처리 대상면으로 해도 된다. 이 경우, 처리 대상면은, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막 (예를 들어 티탄나이트라이드 등) 을 포함한다. 또한, 이 경우에 있어서, 일련의 세정 처리는, 이물질의 제거에 한정되지 않고, 금속의 제거, 막 중에 매설된 불순물의 제거를 목적으로 한다.
또한, 처리 대상면이, 기판 (W) 의 상면인 것으로서 설명했지만, 기판 (W) 의 하면을 처리 대상면으로 해도 된다.
또한, 기판 처리 장치 (1) 가 원판상의 반도체 기판을 처리하는 장치인 경우에 대하여 설명했지만, 기판 처리 장치 (1) 는, 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 다각형의 기판을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2016년 3월 25일에 일본 특허청에 제출된 특원 2016-61909호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
1 : 기판 처리 장치
2 : 처리 유닛
3 : 제어 장치
4 : 처리 챔버
5 : 스핀 척
6 : FOM 노즐 (오존 함유 불산 용액 공급 유닛)
7 : FOM 공급 장치 (오존 함유 불산 용액 공급 유닛)
8 : 물 공급 유닛
10 : 세정 브러시
10a : 세정면
21 : 노즐 아암
22 : 노즐 이동 유닛
23 : 불산 배관
24 : 오존수 배관
25 : 불산 밸브
26 : 불산 유량 조정 밸브
27 : 오존수 밸브
28 : 오존수 유량 조정 밸브
47 : 요동 아암
48 : 아암 구동 유닛
103 : 회전 구동 유닛
107 : 회전대
110 : 유지 핀
111 : 고정 핀
112 : 가동 핀
115 : 보호 디스크
170 : 불활성 가스 공급관
172 : 불활성 가스 공급로
173 : 불활성 가스 밸브
174 : 불활성 가스 유량 조정 밸브
190 : 조임부
191 : 커버
192 : 원환판부
193 : 원통부
M : 메탈층
W : 기판
Wa : 표면
Wb : 이면

Claims (15)

  1. 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 상기 기판의 일방 주면에, 불산 용액에 오존이 용해된 오존 함유 불산 용액을 공급하는 오존 함유 불산 용액 공급 공정과,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에, 상기 기판의 상기 일방 주면에 세정 브러시를 접촉시킴으로써, 당해 일방 주면을 세정하는 브러시 세정 공정과,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 상기 브러시 세정 공정에 병행하여, 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오존수 공급 공정은, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정은, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 상기 기판의 일방 주면의 중앙부를 향하여 오존 함유 불산 용액을 토출하는 공정을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 병행하여, 상기 기판을 소정의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 회전 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오존수 공급 공정은, 상기 기판의 상기 일방 주면의 중앙부를 향하여 오존수를 토출하는 중앙부 오존수 토출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 오존수 공급 공정은, 상기 기판의 상기 일방 주면의 외주부를 향하여 오존수를 토출하는 외주부 오존수 토출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존수 공급 공정에 있어서 상기 기판의 상기 일방 주면에 공급되는 상기 오존수의 오존 농도는, 50 ppm 이상인, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정과 병행하여, 타방 주면으로의 상기 오존 함유 불산 용액의 돌아 들어감을 방지 또는 억제하기 위하여, 상기 타방 주면에 보호 유체를 공급하는 보호 유체 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 기판을 포함하고,
    상기 기판의 상기 타방 주면은, 디바이스를 형성하기 위한 디바이스 형성면이고,
    상기 기판의 상기 일방 주면은, 상기 디바이스가 형성되지 않는 디바이스 비형성면인, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 디바이스 형성면은, 메탈층을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 유체 공급 공정은, 상기 타방 주면에 보호 기체를 공급하는 보호 기체 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정에 있어서, 상기 오존 함유 불산 용액의 토출 유량은, 0.5 리터/분 이상 1.0 리터/분 이하인, 기판 처리 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 공정은, 상기 기판을 수평 자세로 유지시키는 공정을 포함하고,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정은, 상기 기판의 상면에 상기 오존 함유 불산 용액을 토출하는 공정을 포함하고,
    상기 브러시 세정 공정은, 상기 기판의 상기 상면을 세정하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 일방 주면은, 실리콘 성분을 포함하는 실리콘 함유면을 포함하는, 기판 처리 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 일방 주면은, 티탄나이트라이드를 포함하는 티탄나이트라이드 함유면을 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 일방 주면에, 불산 용액에 오존이 용해된 오존 함유 불산 용액을 공급하기 위한 오존 함유 불산 용액 공급 유닛과,
    상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하기 위한 오존수 공급 유닛과,
    상기 일방 주면에 접촉하여 당해 일방 주면을 세정하기 위한 세정 브러시와,
    상기 세정 브러시를 구동하기 위한 세정 브러시 구동 유닛을 포함하고,
    상기 오존 함유 불산 용액 공급 유닛, 상기 오존수 공급 유닛 및 상기 세정 브러시 구동 유닛을 제어하여, 상기 기판의 일방 주면에 상기 오존 함유 불산 용액을 공급하는 오존 함유 불산 용액 공급 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후에, 상기 기판의 상기 일방 주면에 세정 브러시를 접촉시킴으로써, 당해 일방 주면을 세정하는 브러시 세정 공정과, 상기 오존 함유 불산 용액 공급 공정 후 상기 브러시 세정 공정의 개시에 앞서, 또는 상기 브러시 세정 공정에 병행하여, 상기 기판의 상기 일방 주면에 오존수를 공급하는 오존수 공급 공정을 실행하는 제어 장치를 포함하는, 기판 처리 장치.
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