KR20180109987A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 프로그램 기록 매체 - Google Patents

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KR20180109987A
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노부아키 오키타
다카시 시노하라
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 수평한 자세로 유지하고, 상기 기판(W)의 주면을 통과하는 연직인 회전축선(AX) 둘레로 상기 기판(W)을 회전시키는 기판 유지 회전 기구(41)와, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면에 맞닿아 상기 기판(W)의 상기 주면을 세정하는 브러시(30)와, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면에 처리액을 토출하는 제1 노즐(10)과, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시(30)가 상기 기판(W)의 상기 주면에 맞닿는 당접 영역(AR)에 대해서 상기 기판(W)의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 토출하는 제2 노즐(20)을 포함한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 프로그램 기록 매체
본 발명은, 처리 대상의 기판에 대해서 처리액을 이용한 처리를 실시하기 위한 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 프로그램 기록 매체에 관한 것이다. 처리 대상의 기판에는, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 포토마스크용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판 등의 각종 기판이 포함된다.
기판의 처리 공정 중 하나에, 기판의 주면을 세정하는 공정이 있다. 기판의 주면을 세정하는 공정에서는, 예를 들면 처리액을 토출하는 노즐을 통해, 기판의 주면에 처리액이 공급된다. 처리액의 공급만으로는 기판의 주면의 세정이 불충분한 경우, 브러시에 의해 기판의 주면을 세정하는 브러시 세정 공정이 행해진다.
브러시 세정 공정에서는, 브러시가 기판의 주면의 오염 등에 미치는 작용과, 처리액이 기판의 주면의 오염 등에 미치는 작용이 협력함으로써, 기판의 주면이 효율적으로 세정되는 것이 경험적으로 알려져 있다.
브러시 세정 공정은, 매엽형의 세정 장치에 있어서 실시될 수 있다. 매엽형의 세정 장치에서는, 수평한 자세로 회전한 기판의 주면에 처리액이 공급된 상태로, 브러시에 의해 당해 기판의 주면이 세정된다. 이러한 처리를 실행하는 구조의 기판 처리 장치의 일례가 특허 문헌 1의 도 12에 개시되어 있다.
일본국 특허공개 2009-123800호 공보
브러시 세정 공정에서는, 기판의 주면에 있어서의 브러시의 주위에 있어서, 처리액으로 덮여있지 않은 영역, 또는, 처리액의 액막의 막두께가 작아지는 영역(이하, 「막두께 저하 영역」이라고 한다.)이 형성되는 경우가 있다.
브러시의 주위에 막두께 저하 영역이 형성되어 있는 경우, 브러시에 의해 제거된 오염이 기판의 외측으로 배출되지 않고, 당해 막두께 저하 영역 내에 체류하는 경우가 있다. 또, 브러시의 주위에 막두께 저하 영역이 형성되어 있는 경우, 브러시로 제거된 파티클 등이, 기판의 주면에 재차 부착하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
특히, 기판의 회전 방향의 상류측의 영역으로부터 흘러 오는 처리액은, 브러시의 상류측의 둘레 가장자리에 의해서 막힌다. 그 때문에, 기판의 주면에 있어서 브러시보다 하류측의 영역에서는, 처리액의 액막의 막두께가 작아지는 결과, 상기 문제가 발생하기 쉽다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 처리액의 액막은 기판의 주면, 특히 브러시의 주위에 있어서, 막두께 저하 영역의 형성을 억제할 수 있는 정도의 소정의 두께로 유지될 필요가 있다.
그래서, 본 발명은, 기판의 주면에 있어서의 브러시보다 기판의 회전 방향의 하류측의 영역에 있어서, 처리액의 액 끊김 또는 처리액의 액막의 막두께의 저하를 억제하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 발명은, 기판(W)을 수평한 자세로 유지하고, 또한, 상기 기판(W)의 주면을 통과하는 연직인 회전축선(AX) 둘레로 상기 기판(W)을 회전시키는 기판 유지 회전 기구(41)와, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면에 처리액을 토출하는 제1 노즐(10)과, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면에 맞닿아 상기 기판(W)의 상기 주면을 세정하는 브러시(30)와, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시(30)가 상기 기판(W)의 상기 주면에 맞닿는 당접(當接) 영역(AR)에 대해서 상기 기판(W)의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 토출하는 제2 노즐(20)을 포함하는, 기판 처리 장치(1)를 제공한다.
또한, 괄호 내의 영숫자는, 후술의 실시 형태에 있어서의 대응 구성 요소 등을 나타내지만, 특허 청구의 범위를 실시 형태로 한정하는 취지는 아니다. 이하, 이 항에 있어서 동일하다.
이 기판 처리 장치(1)에 의하면, 제2 노즐(20)로부터 하류 인접 영역(DR)에 처리액이 토출된다. 이로 인해, 하류 인접 영역(DR)에 처리액이 보충된다.
따라서, 하류 인접 영역(DR)에 있어서 처리액의 액막의 막두께가 작아지는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 장치(1)를 제공할 수 있다. 이 기판 처리 장치(1)에 의하면, 브러시(30)로 제거한 파티클 등의 오염을 처리액에 의해 적절히 배출할 수 있기 때문에, 파티클 등의 오염이, 기판(W)의 주면에 재차 부착하는 것을 억제할 수 있다.
상기 기판 처리 장치(1)는, 상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판(W)의 상기 주면을 따라서 상기 브러시(30)를 이동시키는 이동 기구(60)를 더 포함하고 있어도 된다.
상기 기판 처리 장치(1)에 있어서, 상기 제2 노즐(20)은, 상기 브러시(30)와 일체적으로 이동하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 기판 처리 장치(1)에 있어서, 상기 제2 노즐(20)은, 상기 기판(W)의 상기 주면에 있어서 상기 당접 영역(AR) 및 상기 하류 인접 영역(DR) 사이의 영역(B)에 처리액을 토출하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 기판 처리 장치(1)에 있어서, 상기 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량은, 상기 기판(W)의 상기 주면에 대한 상기 당접 영역(AR)의 위치에 따라 변화하도록 구성되어 있어도 된다.
이 기판 처리 장치(1)에 의하면, 기판(W)의 주면에 따르는 처리액의 액막의 막두께의 크기에 따라 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 처리액의 액막의 막두께가 저하하는 영역의 발생을 적절히 억제할 수 있다.
상기 기판 처리 장치(1)에 있어서, 상기 제2 노즐(20)은, 상기 기판(W)의 상기 주면의 둘레 가장자리부에 상기 브러시(30)가 맞닿은 상태에 있어서, 상기 당접 영역(AR)보다 상기 기판(W)의 중앙부측에, 처리액의 토출 위치(20A)를 갖고 있어도 된다.
상기 기판 처리 장치(1)에 있어서, 상기 제1 노즐(10)은, 상기 기판(W)의 상기 주면의 중앙부에 처리액을 토출하도록 구성되어 있어도 된다.
본 발명은, 또, 기판(W)을 수평한 자세로 유지하고, 또한, 상기 기판(W)의 주면을 통과하는 연직인 회전축선(AX) 둘레로 상기 기판(W)을 회전시키는 기판 유지 회전 공정과, 회전하는 상기 기판(W)의 상기 주면에, 제1 노즐(10)로부터 처리액을 토출하는 제1 토출 공정과, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판(W)의 상기 주면에 브러시(30)를 맞닿게 하는 브러시 당접 공정과, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판(W)의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시(30)가 상기 기판(W)의 상기 주면에 맞닿는 당접 영역(AR)에 대해서 상기 기판(W)의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역(DR)에, 제2 노즐(20)로부터 처리액을 토출하는 제2 토출 공정를 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 처리액을 토출하는 제1 토출 공정과 병행하여, 제2 노즐(20)로부터 하류 인접 영역(DR)에 처리액이 토출된다. 이로 인해, 하류 인접 영역(DR)에 처리액이 보충된다.
따라서, 하류 인접 영역(DR)에 있어서 처리액의 액막의 막두께가 작아지는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다. 이 기판 처리 방법에 의하면, 브러시(30)로 제거한 파티클 등의 오염을 처리액에 의해 적절히 배출할 수 있기 때문에, 파티클 등의 오염이, 기판(W)의 주면에 재차 부착하는 것을 억제할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 브러시 당접 공정 후, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판(W)의 상기 주면에 상기 브러시(30)를 맞닿게 한 상태로, 상기 브러시(30)를 상기 기판(W)의 상기 주면을 따라서 이동시키는 브러시 이동 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 브러시 이동 공정과 병행하여 실행되고, 또한, 상기 브러시(30)와 일체적으로 이동하면서, 상기 제2 노즐(20)로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 제2 노즐(20)로부터 상기 당접 영역(AR) 및 상기 하류 인접 영역(DR) 사이의 영역(B)에 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 기판(W)의 상기 주면에 대한 상기 당접 영역(AR)의 위치에 따라, 상기 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시키는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 기판(W)의 주면에 따르는 처리액의 액막의 막두께의 크기에 따라 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 처리액의 액막의 막두께가 저하하는 영역의 발생을 적절히 억제할 수 있다.
상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 기판(W)의 상기 주면의 둘레 가장자리부에 상기 브러시(30)가 맞닿아 있는 상태에 있어서, 상기 당접 영역(AR)보다 상기 기판(W)의 중앙부측에 처리액의 토출 위치(20A)를 갖는 상기 제2 노즐(20)로부터 상기 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제1 토출 공정은, 상기 기판(W)의 상기 주면의 중앙부에 상기 제1 노즐(10)로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
본 발명은, 또한, 브러시(30)를 이용하여 기판(W)의 주면을 세정하는 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 기록 매체로서, 상기 기판 처리 방법은, 기판(W)을 수평한 자세로 유지하고, 또한, 상기 기판(W)의 주면을 통과하는 연직인 회전축선(AX) 둘레로 상기 기판(W)을 회전시키는 기판 유지 회전 공정과, 회전하는 상기 기판(W)의 상기 주면에, 제1 노즐(10)로부터 처리액을 토출하는 제1 토출 공정과, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판(W)의 상기 주면에 브러시(30)를 맞닿게 하는 브러시 당접 공정과, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판(W)의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시(30)가 상기 기판(W)의 상기 주면에 맞닿는 당접 영역(AR)에 대해서 상기 기판(W)의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역(DR)에 제2 노즐(20)로부터 처리액을 토출하는 제2 토출 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체를 제공한다.
이 프로그램 기록 매체가 적용된 기판 처리 방법에 의하면, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 처리액을 토출하는 제1 토출 공정과 병행하여, 제2 노즐(20)로부터 하류 인접 영역(DR)에 처리액이 토출되는 제2 토출 공정이 실행된다. 이 제2 토출 공정에 의해, 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 보충할 수 있다.
따라서, 하류 인접 영역(DR)에 있어서 처리액의 액막의 막두께가 작아지는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 기록 매체를 제공할 수 있다. 이 프로그램 기록 매체를 이용한 기판 처리 방법에 의하면, 브러시(30)로 제거한 파티클 등의 오염을 처리액에 의해 적절히 배출할 수 있기 때문에, 파티클 등의 오염이, 기판(W)의 주면에 재차 부착하는 것을 억제할 수 있다.
상기 프로그램 기록 매체는, 상기 브러시 당접 공정 후, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판(W)의 상기 주면에 상기 브러시(30)를 맞닿게 한 상태로, 상기 브러시(30)를 상기 기판(W)의 상기 주면을 따라서 이동시키는 브러시 이동 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
상기 프로그램 기록 매체에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 브러시 이동 공정과 병행하여 실행되고, 또한, 상기 브러시(30)와 일체적으로 이동하면서, 상기 제2 노즐(20)로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 프로그램 기록 매체에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 제2 노즐(20)로부터 상기 당접 영역(AR) 및 상기 하류 인접 영역(DR) 사이의 영역(B)에 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 프로그램 기록 매체에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 기판(W)의 상기 주면에 대한 상기 당접 영역(AR)의 위치에 따라, 상기 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시키는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 프로그램 기록 매체가 적용된 기판 처리 방법에 의하면, 기판(W)의 주면에 따르는 처리액의 액막의 막두께의 크기에 따라 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 처리액의 액막의 막두께가 저하하는 영역의 발생을 적절히 억제할 수 있다.
상기 프로그램 기록 매체에 있어서, 상기 제2 토출 공정은, 상기 기판(W)의 상기 주면의 둘레 가장자리부에 상기 브러시(30)가 맞닿아 있는 상태에 있어서, 상기 당접 영역(AR)보다 상기 기판(W)의 중앙부측에 처리액의 토출 위치(20A)를 갖는 상기 제2 노즐(20)로부터 상기 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 프로그램 기록 매체에 있어서, 상기 제1 토출 공정은, 상기 기판(W)의 상기 주면의 중앙부에 상기 제1 노즐(10)로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 상술의, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도 면을 참조하여 다음에 설명하는 실시 형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치의 처리액 공급 기구의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치의 제어 기구의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는, 막두께 저하 영역의 발생의 구조를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 5는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판의 처리 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6은, 처리액 보충의 효과를 설명하기 위한 모식적인 측면도이다.
이하에서는, 기판 처리 장치(1)의 구성 및 동작을 순서대로 설명한다. 도 면에 있어서, 같은 구성 및 기능을 갖는 부분에는 동일한 참조 부호가 붙여지고, 이하에서는, 중복될 수 있는 설명은 생략된다.
＜기판 처리 장치(1)의 구성＞
도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(1)의 구성을 나타내는 모식도이다.
기판 처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼 등의 대략 원판형상의 기판(W)을 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치이다. 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)의 주면의 중앙부를 통과하는 연직인 회전축선(AX) 둘레로, 기판(W)을 수평한 자세로 유지하여 회전시키는 스핀 척(41)을 포함한다.
스핀 척(41)은, 대략 원판형상의 스핀 베이스(115), 스핀 베이스(115)의 하방에 연결된 원주형상의 지축(43), 및, 지축(43)에 연결된 스핀 베이스 회전 기구(55)를 포함한다. 스핀 베이스 회전 기구(55)는, 전동 모터를 포함하고 있어도 된다.
스핀 베이스(115)의 상면의 주연부에는, 척 핀(47)이 복수 설치되어 있다. 복수의 척 핀(47)은, 스핀 베이스(115)의 둘레 방향을 따라서 대략 등간격으로 설치되어 있다. 복수의 척 핀(47)은 기판(W)을 그 둘레 가장자리로부터 유지한다. 복수의 척 핀(47)은, 기판(W)이 올려지는 재치부(47A), 및, 기판(W)의 둘레 가장자리를 압접하고, 또한 기판(W)을 유지하는 유지력을 주는 당접부(47B)를 각각 갖고 있다.
스핀 베이스(115)의 내부에는, 척 핀 이동 기구(40)가 설치되어 있다. 척 핀 이동 기구(40)는, 척 핀(47)에 연결되어 있다. 도 1에 있어서, 척 핀 이동 기구(40)는 점선에 의해 표시되어 있다. 척 핀 이동 기구(40)는, 스핀 베이스(115)의 지름 방향에 따라서 척 핀(47)을 변위시킨다. 이로 인해, 척 핀(47)은, 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 변위한다.
척 핀(47)의 개방 위치는, 척 핀(47)이 스핀 베이스(115)의 지름 방향 외측의 방향으로 이동하고, 또한 당접부(47B)가 기판(W)의 둘레 가장자리로부터 이격하는 위치이다. 척 핀(47)의 폐쇄 위치는, 척 핀(47)이 스핀 베이스(115)의 지름 방향 내측의 방향으로 이동하고, 또한 당접부(47B)가 기판(W)의 둘레 가장자리에 접하는 위치이다.
기판 처리 장치(1)는, 스핀 척(41)의 주위에 배치된 암 이동 기구(60)를 포함한다. 암 이동 기구(60)는, 암(52)과, 암(52)에 연결되고, 또한 암(52)을 이동시키는 가동부(61)와, 가동부(61)를 덮는 커버(62)를 포함한다. 커버(62)는 가동부(61)에서 발생르 파티클 등의 오염물이 외부로 새어 나오는 것을 차폐한다.
암(52)은, 일단 및 타단을 갖는 대략 장축형상으로 형성되어 있다. 암(52)의 일단은, 암 이동 기구(60)의 가동부(61)에 연결되어 있다. 암(52)의 타단에는, 헤드(51)가 연결되어 있다. 헤드(51)의 하방에는, 기판(W)을 세정하기 위한 브러시(30)가 부착되어 있다. 브러시(30)는, 기판(W)의 주면(여기에서는, 기판(W)의 상면. 이하, 동일하다.)에 맞닿는 당접부로서의 하면을 갖고 있다. 브러시(30)의 하면은 기판(W)의 주면을 세정하는 세정면이기도 하다.
헤드(51)에 브러시(30)를 고정하는 형태로서는, 다양한 형태를 취하는 것이 가능하다. 예를 들면, 브러시(30)는, 헤드(51)의 선단이나 측면에 고정되어도 된다. 헤드(51)는, 브러시(30)가 고정된 상태로, 암 이동 기구(60)에 의해 이동된다. 이로 인해, 브러시(30)를 적절히 이동시키는 것이 가능해진다.
암 이동 기구(60)의 가동부(61)는, 축회전 기구(61A) 및 상하 이동 기구(61B)를 포함한다. 축회전 기구(61A)에 의해, 헤드(51) 및 브러시(30)는, 스핀 베이스(115)의 상면에 대해서 평행하게 요동된다. 또, 상하 이동 기구(61B)에 의해, 헤드(51) 및 브러시(30)는, 스핀 베이스(115)의 상면에 대해서 상하 이동된다.
암 이동 기구(60)의 가동부(61)는, 축회전 기구(61A)에 대신하여 또는 이것에 더하여, 도시를 생략한 전후 이동 기구(61C)를 포함하고 있어도 된다. 헤드(51) 및 브러시(30)는, 전후 이동 기구(61C)에 의해, 암(52)의 장축 방향으로 전후 이동 가능해진다.
기판 처리 장치(1)는, 스핀 척(41)에 유지된 기판(W)의 주면에 처리액을 공급하는 제1 노즐(10)과, 스핀 척(41)에 유지된 기판(W)의 주면에 처리액을 공급하는 제2 노즐(20)과, 제1 노즐(10) 및 제2 노즐(20)에 접속된 처리액 공급 기구(200)를 포함한다.
도 1에 더하여 도 2를 적절히 참조하여, 제1 노즐(10), 제2 노즐(20) 및 처리액 공급 기구(200)의 배치 및 구성을 설명한다. 도 2는, 기판 처리 장치(1)의 처리액 공급 기구(200)의 구성을 나타내는 모식도이다.
제1 노즐(10)은, 본 실시 형태에서는, 도시를 생략한 연결 부재에 의해 기판(W)의 주면의 상방에 고정되어 있다. 도시를 생략한 연결 부재는, 제1 노즐(10)을 기판(W)의 주면의 상방에 고정하는 고정구여도 된다. 제1 노즐(10)은, 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 처리액을 토출한다. 제1 노즐(10)은, 제2 노즐(20)이나 헤드(51)와 간섭하지 않는 높이에 배치된다.
제1 노즐(10)은, 처리액을 토출하는 토출구(10A)를 포함한다. 제1 노즐(10)은, 배관(210)을 통해서 처리액 공급 기구(200)에 접속되어 있다. 제1 노즐(10)은, 처리액 공급 기구(200)로부터 공급되는 처리액을 토출구(10A)로부터 토출한다.
보다 구체적으로는, 처리액 공급 기구(200)는, 펌프(P1)에 의해, 처리액 탱크(250)에 저류된 처리액을, 배관(210)을 통해서 제1 노즐(10)에 공급한다. 배관(210)에는, 유량 처리액의 유량을 조정하는 조정 밸브(211)와, 배관(210)을 개폐하는 개폐 밸브(215)가 개재되어 있다.
제1 노즐(10)로부터 토출되는 처리액의 유량은, 펌프(P1)의 구동 출력 및 조정 밸브(211)의 개도에 의해 조절될 수 있다. 제1 노즐(10)에 의한 처리액의 토출의 개시 및 정지는, 개폐 밸브(215)를 개폐함으로써 실행될 수 있다.
제1 노즐(10)의 상기 배치 및 구성은, 어디까지나 일례이다. 제1 노즐(10)의 토출구(10A)로부터 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 처리액이 토출되는 구성으로서는, 여러 가지의 형태가 채용될 수 있다. 예를 들면, 기판(W)의 주면과 대향하도록 기판(W)의 상방에 배치된 이른바 차단판을 포함하고, 제1 노즐(10)의 토출구(10A)는 당해 차단판의 중앙부에 배치되어 있어도 된다.
또, 제1 노즐(10)은, 각종 이동 기구와 조합함으로써, 기판(W)의 주면을 따라서 이동 가능한 구성을 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 제1 노즐(10)은, 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해서 처리액을 토출할 때에, 기판(W)의 회전축선(AX) 상에 배치되고, 그 이외일 때에 기판(W)의 주면에 대향하지 않는 퇴피 위치로 퇴피하는 구성을 갖고 있어도 된다.
또, 제1 노즐(10)은, 기판(W)의 회전축선(AX) 상 외의 영역에 배치된 토출구(10A)를 포함하고, 토출구(10A)로부터 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해서 비스듬하게 처리액이 토출되는 구성을 갖고 있어도 된다.
제2 노즐(20)은, 헤드(51) 및 브러시(30)와 일체적으로 이동하도록 설치되어 있다. 제2 노즐(20)은, 본 실시 형태에서는, 연결 부재(25)를 개재하여 헤드(51)에 고정되어 있다. 연결 부재(25)는, 제2 노즐(20)을 헤드(51)에 고정하는 고정구여도 된다.
제2 노즐(20)은, 기판(W)의 회전축선(AX)에 대해서 소정의 각도를 붙여 헤드(51)의 측면에 고정되어 있다. 제2 노즐(20)은, 기판(W)의 주면에 대해서 연직 경사 하방으로 처리액을 토출한다. 기판(W)의 회전축선(AX)에 대한 제2 노즐(20)의 각도는, 예를 들면 기판(W)의 회전축선(AX)의 하방으로부터 45도~80도이다.
제2 노즐(20)은 처리액을 토출하는 토출구(20A)를 포함한다. 제2 노즐(20)의 토출구(20A)는, 본 실시 형태에서는, 브러시(30)가 기판(W)의 주면의 둘레 가장자리부에 맞닿아 있을 때, 브러시(30)에 대해서 기판(W)의 회전축선(AX)측에 위치하고 있다. 제2 노즐(20)은, 배관(220)을 통해서 처리액 공급 기구(200)에 접속되어 있다. 제2 노즐(20)은, 처리액 공급 기구(200)로부터 공급되는 처리액을, 토출구(20A)로부터 토출한다.
보다 구체적으로는, 처리액 공급 기구(200)는, 펌프(P2)에 의해, 처리액 탱크(250)에 저류된 처리액을, 배관(220)을 통해서 제2 노즐(20)에 공급한다. 배관(220)에는, 처리액의 유량을 조정하는 조정 밸브(221)와, 배관(220)을 개폐하는 개폐 밸브(225)가 개재되어 있다.
도 2를 참조하여, 배관(210) 및 배관(220)은, 공통의 처리액 탱크(250)에 서로 독립한 양태로 연결되어 있어도 된다. 처리액 탱크(250)에 연결된 공통 배관(230)(도시 생략)을 더 포함하고, 배관(210) 및 배관(220)은, 공통 배관(230)(도시 생략)을 통해 처리액 탱크(250)에 연결되어 있어도 된다.
또, 처리액 탱크(250)는, 제1 노즐(10)용의 처리액 탱크(250A)(도시 생략) 및 제2 노즐(20)용의 처리액 탱크(250B)(도시 생략)를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 제1 노즐(10)은, 배관(210)을 통해 처리액 탱크(250A)(도시 생략)에 연결되어 있어도 된다. 또, 제2 노즐(20)은, 배관(220)을 통해 처리액 탱크(250B)(도시 생략)에 연결되어 있어도 된다.
제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량은, 펌프(P2)의 구동 출력 및 조정 밸브(221)의 개도에 의해 조절될 수 있다. 제2 노즐(20)에 의한 처리액의 토출의 개시 및 정지는, 개폐 밸브(225)를 개폐함으로써 실행될 수 있다.
도 1에 더하여 도 3을 적절히 참조하여, 제어 기구(100)의 구성을 설명한다. 도 3은, 기판 처리 장치(1)의 제어 기구(100)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 및 도 3을 참조하여, 기판 처리 장치(1)는 제어 기구(100)를 포함한다. 제어 기구(100)는, 척 핀 이동 기구(40), 스핀 베이스 회전 기구(55), 암 이동 기구(60)의 가동부(61), 처리액 공급 기구(200)에 연결된 펌프(P1, P2), 조정 밸브(211, 221), 개폐 밸브(215, 225) 등을 제어한다.
제어 기구(100)는, CPU(120), 처리액 공급 기구 제어부(121), 암 구동 기구 제어부(122), 척 핀 구동 기구 제어부(123), 스핀 베이스 회전 기구 제어부(124), 그 외의 제어부(125)를 포함한다. 제어 기구(100)에는, 기억부(110)가 접속되어 있다.
처리액 공급 기구 제어부(121)는, 처리액 공급 기구(200)에 연결된 펌프(P1, P2), 조정 밸브(211, 221), 개폐 밸브(215, 225) 등을 구동 제어한다. 처리액 공급 기구 제어부(121)에는, 제1 노즐(10)측을 제어하는 제1 노즐 제어부(도시 생략)와, 제2 노즐(20)측을 제어하는 제2 노즐 제어부(도시 생략)가 포함되어 있어도 된다.
암 구동 기구 제어부(122)는, 암 이동 기구(60)의 가동부(61)를 구동 제어한다. 척 핀 구동 기구 제어부(123)는, 척 핀 이동 기구(40)를 구동 제어한다. 스핀 베이스 회전 기구 제어부(124)는, 스핀 베이스 회전 기구(55)를 구동 제어한다.
기억부(110)는, 레시피나 각종 알고리즘을 저장하는 기록 매체이다. 레시피에는, 처리 공정의 순서나, 처리 공정의 실시에 필요한 장치 제어 파라미터 등이 저장된다. 각종 알고리즘은, 조작자 지시 정보, 공정마다의 장치 제어 파라미터나 제어 신호의 값을 산출하기 위해서 사용된다.
상기의 각 제어부는, 기억부(110)와 제휴하여 제어 신호의 값을 산출하고, 장치의 처리 공정의 진행 상황에 따른 제어 신호를 접속처에 송신한다.
도시는 하지 않지만, 스핀 베이스(115)의 주위에는, 기판(W)의 처리에 수반하는 처리액의 비말이나 분위기의 오염 등을 억제하기 위한 격벽이 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 제어 기구(100)는, 상기 격벽의 외부, 즉, 상기 격벽을 사이에 두고 스핀 베이스(115)와는 반대측의 영역에 배치되어 있어도 된다. 제어 기구(100)는, 제어 신호를 송수신하기 위한 배선을 통해 상기의 각종 기구와 통신을 행하는 구성을 갖고 있어도 된다.
도 4를 참조하여, 막두께 저하 영역(R)의 발생의 구조를 설명한다. 도 4는, 막두께 저하 영역(R)의 발생의 구조를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 도 4에서는, 간단하기 때문에, 제1 노즐(10) 및 이것에 접속된 배관(210)이나, 제2 노즐(20)에 접속된 배관(220) 등의 도시를 생략하고 있다.
막두께 저하 영역(R)이란, 기판(W)의 주면에 있어서, 처리액의 액 끊김이 발생하는 영역, 또는, 처리액의 액막의 막두께가 허용 범위를 넘어 작아지는 영역을 말한다.
제2 노즐(20)에 의한 기판(W)의 주면에 대한 처리액의 공급은, 회전하는 기판(W)의 주면에 제1 노즐(10)로부터 처리액이 공급되고, 또한, 브러시(30)가 기판(W)의 주면에 맞닿은 상태로 행해진다.
제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 공급된 처리액은, 기판(W)의 회전에 의해 발생한 원심력에 의해, 기판(W)의 지름 방향 내측의 영역으로부터 기판(W)의 지름 방향 외측의 영역을 향해 흐른다. 기판(W)의 지름 방향 내측의 영역은, 기판(W)의 중앙부측의 영역이기도 하다. 기판(W)의 지름 방향 외측의 영역은, 기판(W)의 둘레 가장자리부측의 영역이기도 하다.
도 4를 참조하여, 기판(W)의 주면에 있어서, 브러시(30) 및 기판(W)이 맞닿는 당접 영역(AR)에 대해서, 기판(W)의 회전 방향의 상류측으로부터 인접한 영역에서는, 브러시(30)의 상류측의 측면이 기판(W)의 회전 및 처리액의 흐름에 대해서 대향한다. 그 때문에, 처리액이 브러시(30)의 상류측의 측면에 의해 막힌다.
기판(W)의 주면에 맞닿은 상태에 있어서, 브러시(30)의 하면은, 엄밀하게는, 기판(W)의 주면에 밀착되어 있는 것은 아니다. 따라서, 처리액은, 브러시(30)의 하면 및 기판(W)의 주면 사이의 영역을 통과한다.
그러나, 브러시(30)의 하면 및 기판(W)의 주면 사이에는, 미세한 요철이나 극간이 형성되어 있는 것에 지나지 않기 때문에, 브러시(30)의 하면을 통과하는 처리액의 유량은 한정된다. 그 때문에, 기판(W)의 주면에 있어서 브러시(30)보다 상류측의 영역에서는, 브러시(30)가 기판(W)에 맞닿지 않는 경우에 비해, 처리액의 액막의 막두께가 커진다.
그 한편으로, 기판(W)의 주면에 있어서, 브러시(30) 및 기판(W)이 맞닿는 당접 영역(AR)에 대해서, 기판(W)의 회전 방향의 하류측으로부터 인접한 소정 영역(DR)(이하, 「회전 하류 인접 영역(DR)」라고 한다.)에서는, 브러시(30)가 기판(W)에 맞닿지 않는 경우에 비해, 처리액의 액막의 막두께가 작아진다. 그 결과, 처리액의 액 끊김이 발생하거나, 또는, 처리액의 액막의 막두께가 허용 범위를 넘어 작아지는 영역인 막두께 저하 영역(R)이 형성된다.
즉, 막두께 저하 영역(R)은, 전형적으로는, 회전 하류 인접 영역(DR)에 발생한다. 막두께 저하 영역(R)은, 브러시(30)의 하면의 단면(엣지)에 있어서, 기판(W)의 회전 방향의 하류측의 엣지(30B)(이하, 「브러시(30)의 하류측 엣지(30B)」라고 한다.)에서 시작되어, 당해 하류측 엣지(30B)로부터 회전 하류 인접 영역(DR)을 향해 약간 연장되는 형상이 된다.
따라서, 제2 노즐(20)은, 토출구(20A)로부터 회전 하류 인접 영역(DR)의 임의의 위치를 향해 처리액이 토출되도록 헤드(51)에 고정되는 것이 바람직하다.
또, 제2 노즐(20)로부터 토출된 처리액이 착액하는 목표 위치(X)는, 기판(W)의 주면에 있어서, 회전 하류 인접 영역(DR)의 브러시(30)의 측면 근방에 설정되는 것이 바람직하다. 상기 목표 위치(X)는, 또, 제2 노즐(20)에 의해 보충된 처리액이, 막두께 저하 영역(R)의 전역으로 흐르는 위치에 설정되는 것이 바람직하다.
회전 하류 인접 영역(DR) 중 처리액의 액막의 막두께가 가장 저하하는 영역은, 당접 영역(AR) 및 회전 하류 인접 영역(DR) 사이의 경계선(B)의 근방의 영역이다. 따라서, 제2 노즐(20)로부터, 상기 경계선(B)의 근방의 영역을 향해 처리액이 토출되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관련되는 제2 노즐(20)은, 브러시(30)에 의한 기판(W)의 주면의 세정시에, 막두께 저하 영역(R)의 형성을 억제하는 역할을 담당하고 있다. 보다 구체적으로는, 제2 노즐(20)은, 당접 영역(AR)에 인접하는 회전 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 보충하고, 회전 하류 인접 영역(DR)에 있어서, 막두께 저하 영역(R)의 형성을 억제하는 역할을 담당하고 있다.
＜기판 처리 장치(1)의 동작＞
다음에, 기판 처리 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 5는, 본 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(1)에 의한 기판(W)의 처리 공정을 설명하기 위한 플로차트이다.
＜STEP1:기판(W)의 반입＞
먼저, 도시를 생략한 기판 반송 기구에 의해, 기판(W)이 기판 처리 장치(1) 내에 반입된다. 이때, 척 핀(47)은, 개방 위치에 위치하고 있다. 기판 처리 장치(1) 내에 반입된 후, 기판(W)은, 척 핀(47)의 재치부(47A)에 올려진다.
기판(W)이 재치부(47A)에 올려진 후, 척 핀(47)이 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동된다. 이로 인해, 기판(W)의 둘레 가장자리가 척 핀(47)의 당접부(47B)에 의해 압접되고, 기판(W)이 척 핀(47)에 의해 유지된다. 척 핀(47)은, 제어 기구(100)의 척 핀 구동 기구 제어부(123)에 의해 구동 제어된다.
다음에, 스핀 베이스 회전 기구(55)가 구동된다. 스핀 베이스 회전 기구(55)의 회전 구동력은, 지축(43)을 통해 스핀 베이스(115)에 전달된다. 이로 인해, 기판(W)이 스핀 베이스(115)와 함께 회전된다. 스핀 베이스 회전 기구(55)는, 제어 기구(100)의 스핀 베이스 회전 기구 제어부(124)에 의해 구동 제어된다.
＜STEP2:제1 노즐(10)에 의한 처리액의 공급＞
다음에, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 처리액이 토출된다. 여기에서의 처리는, 예를 들면, 기판(W)의 주면의 오염물의 제거나, 기판(W)의 주면에 부착한 레지스트 등의 잔사의 제거 등의 광의의 세정 처리를 포함한다.
처리액은, 세정의 목적이나 성질에 의해 선택된다. 처리액의 예로서는, 브러시(30)에 의한 기판(W)의 세정에 적합한 처리액이 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 처리액으로서는, 예를 들면 DIW, 약산성, 약알칼리성의 약액 등이 이용되지만, 오염이나 잔사 제거의 성질이나 상태에 따라서는 SC1, SC2 등이 이용되어도 된다. 또, 레지스트 잔사의 성질이나 상태에 따라서는, 황산 과수 등이 이용되어도 된다.
제1 노즐(10)은, 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 처리액을 토출한다. 제1 노즐(10)로부터, 기판(W)의 중앙부에 처리액이 토출되면, 당해 처리액은 기판(W)의 회전에 의해 발생하는 원심력을 받고, 기판(W)의 지름 방향 외측의 방향으로 확대된다.
하나의 형태로서, 기판(W)의 주면의 중앙부 상방에 배치된 토출구(10A)를 갖는 제1 노즐(10)로부터, 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 처리액이 토출되어도 된다. 다른 형태로서, 기판(W)의 주면의 중앙부 외의 영역에서 기판(W)의 주면과 대향하는 위치에 배치된 토출구(10A)를 갖는 제1 노즐(10)로부터, 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 처리액이 토출되어도 된다. 이 경우, 처리액이 기판(W)의 중앙부에 착액하도록, 제1 노즐(10)의 토출구(10A)로부터 기판(W)의 주면에 대해서 경사진 상태로 처리액이 토출되어도 된다.
＜STEP3:브러시(30)의 세정 개시 위치로의 이동＞
제1 노즐(10)에 의한 처리액의 토출 개시 후 또는 이것과 병행하여, 브러시(30)가, 스핀 베이스(115) 외의 퇴피 위치로부터 기판(W)의 주면의 세정 개시 위치로 이동된다.
보다 구체적으로는, 우선, 브러시(30)가, 암 이동 기구(60)에 의해, 상방으로 미소 거리(수㎜에서 수㎝ 정도) 이동된다. 브러시(30)는, 헤드(51)와 일체적으로 이동된다. 또, 브러시(30)는, 암 이동 기구(60)에 의해, 퇴피 위치로부터 기판(W)의 주면의 소정의 세정 개시 위치로 이동된다. 이로 인해, 브러시(30)가, 기판(W)의 주면의 세정 개시 위치에 배치된다.
기판(W)의 주면의 전역에 대해서 브러시 세정을 실행하는 경우, 브러시(30)에 의한 세정 개시 위치는, 기판(W)의 중앙부의 근방이 된다. 기판(W)의 중앙부의 근방의 영역은, 기판(W)의 주면 및 기판(W)의 회전축선(AX)이 교차하는 교차 위치의 근방의 영역이기도 하다.
기판(W)의 둘레 가장자리부에 대해서만 브러시 세정을 실행하는 경우, 브러시(30)에 의한 세정 개시 위치는, 기판(W)의 둘레 가장자리부 중 브러시 세정을 행하는 영역에 있어서, 기판(W)의 지름 방향에 관해서 가장 기판(W)의 중앙부쪽에 있는 위치가 된다.
＜STEP4:제2 노즐(20)에 의한 처리액의 공급＞
상술과 같이, 당접 영역(AR)에 하류측으로부터 인접한 회전 하류 인접 영역(DR)에서는, 막두께 저하 영역(R)이 발생할 우려가 있다(도 4도 아울러 참조). 막두께 저하 영역(R)에서는, 처리액의 액 끊김이 발생하거나, 또는, 처리액의 액막의 막두께가 허용 범위를 넘어 작아진다. STEP4에서는, 제2 노즐(20)로부터 소정 위치를 향해 처리액을 토출함으로써, 막두께 저하 영역(R)의 발생을 억제한다.
도 6을 참조하여, 제2 노즐(20)에 의한 처리액의 보충의 효과를 설명한다. 도 6은, 제2 노즐(20)이 토출한 처리액을 회전 하류 인접 영역(DR)에 보충하는 효과를 모식적으로 설명하기 위한 장치 측면도이다. 도 6에는, 도 6(A)~도 6(C)가 포함된다.
도 6(A)에는, 브러시(30)가 기판(W)의 주면으로부터 이격한 상태에 있어서, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 공급된 처리액의 액막의 막두께 분포가 표시되어 있다.
도 6(B)에는, 브러시(30)가 기판(W)에 맞닿은 상태에 있어서, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 공급된 처리액의 액막의 막두께 분포가 표시되어 있다.
도 6(C)에는, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면에 처리액이 공급되어 있는 상태에 있어서, 제2 노즐(20)로부터 막두께 저하 영역(R)에 처리액이 공급된 상태의 막두께 분포가 표시되어 있다. 도 6(A)~도 6(C)에서는, 기판(W)의 주면에 있어서 회전 하류 인접 영역(DR)측의 막두께 분포가 표시되어 있다.
도 6(A)를 참조하여, STEP4에서는, 기판(W)이 회전하고 있고, 당해 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 제1 노즐(10)로부터 처리액이 토출되어 있다. 토출된 처리액은, 기판(W)의 회전에 의해 발생한 원심력에 의해, 기판(W)의 지름 방향 내측의 영역으로부터 기판(W)의 지름 방향 외측의 영역을 향해 흐른다.
원심력의 작용은, 기판(W)의 지름 방향 내측의 영역보다 기판(W)의 지름 방향 외측의 영역의 쪽이 강하다. 또한, 처리액에 의해서 덮여야 할 기판(W)의 둘레 방향 면적은, 기판(W)의 지름 방향 내측의 영역보다 기판(W)의 지름 방향 외측의 영역의 쪽이 크다. 따라서, 기판(W)의 둘레 가장자리부에 형성되는 처리액의 액막의 막두께는, 기판(W)의 중앙부에 형성되는 처리액의 액막의 막두께보다 작아지는 경향이 있다.
도 6(B)를 참조하여, STEP4에 있어서, 브러시(30)에 의한 세정이 개시되면, 브러시(30) 및 기판(W)이 맞닿는 당접 영역(AR)에 있어서, 파티클 등의 오염이 제거된다. 제거된 파티클 등은, 처리액에 의해, 기판(W)의 지름 방향 내측으로부터 기판(W)의 지름 방향 외측으로 밀려난다.
기판(W)의 주면에 있어서, 기판(W)의 회전 방향의 상류측으로부터 당접 영역(AR)에 인접한 영역에서는, 브러시(30)의 상류측의 측면이 기판(W)의 회전 및 처리액의 흐름에 대해서 대향한다. 그 때문에, 처리액이, 브러시(30)의 상류측의 측면에 의해 막힌다. 그 결과, 기판(W)의 주면에 있어서 브러시(30)보다 상류측의 영역에서는, 브러시(30)가 기판(W)에 맞닿지 않는 경우에 비해, 처리액의 액막의 막두께가 커진다.
그 한편, 회전 하류 인접 영역(DR)에서는, 브러시(30)가 기판(W)에 맞닿지 않는 경우에 비해, 처리액의 액막의 막두께가 작아진다. 그 결과, 회전 하류 인접 영역(DR)에 있어서, 막두께 저하 영역(R)이 형성된다.
도 6(C)를 참조하여, STEP4에서는, 이러한 문제를 억제하기 위해, 브러시(30)의 하류측 엣지(30B) 근방의 영역을 향해, 제2 노즐(20)로부터 처리액이 토출된다. 이로 인해, 브러시(30)의 하류측 엣지(30B)의 근방에 있어서, 제1 노즐(10)로부터 토출된 처리액에 제2 노즐(20)로부터 토출된 처리액이 보충된다.
따라서, 기판(W)의 주면에 있어서의 브러시(30)의 하류측 엣지(30B)의 근방에 있어서, 막두께 저하 영역(R)이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 도 6(C)에 표시되는 바와 같이, 제2 노즐(20)로부터의 처리액의 보충에 의해, 액막의 막두께의 극단적인 저하를 억제할 수 있다.
즉, 제2 노즐(20)은, 회전 하류 인접 영역(DR)에, 처리액을 보충하도록 구성되어 있다. 따라서, 제2 노즐(20)에 의해, 회전 하류 인접 영역(DR)의 임의의 개소, 예를 들면, 막두께 저하 영역(R)에 포함되는 목표 위치(X)(도 4 참조)를 향해 처리액을 보충하는 것이 가능하다. 목표 위치(X)(도 4 참조)를 향해 토출된 처리액은, 목표 위치(X)(도 4 참조)의 주위로 약간 퍼진 후에, 기판(W)의 외측으로 배출된다.
브러시(30)의 하면 및 기판(W)의 주면 사이의 영역에 처리액이 개재하지 않는 경우에는, 기판(W)의 주면에 원치않는 데미지가 발생할 리스크가 높아진다. 본 실시 형태에서는, 제2 노즐(20)로부터 공급되는 처리액에 의해, 브러시(30)의 하면 및 기판(W)의 주면 사이의 영역에 처리액을 보충할 수도 있다. 따라서, 제2 노즐(20)에 의해 처리액을 보충하는 것은, 막두께 저하 영역(R) 등의 형성에 기인하는 기판(W)의 주면의 데미지를 억제하는데 있어서도 유효하다.
＜STEP5:브러시(30)의 미끄럼 이동＞
STEP5에서는, 브러시(30)가, 기판(W)의 주면에 맞닿은 상태로, 세정 개시 위치로부터 기판(W)의 지름 방향을 따라서 이동된다. 브러시(30)는, 기판(W)의 소정의 범위를 미끄럼 이동한다. 기판(W)의 소정의 범위란, 기판(W)에 있어서 세정을 예정하고 있는 영역이다.
이 공정에서는, 기판(W)이, 척 핀(47)에 유지된 상태로 스핀 베이스(115)와 일체적으로 회전하고 있다. 또, 이 공정에서는, 제1 노즐(10) 및 제2 노즐(20)로부터 기판(W)의 주면에 처리액이 토출되고 있다. 또, 이 공정에서는, 브러시(30)는, 세정 개시 위치에 있어서 기판(W)에 미끄럼 접촉되어 있다.
이 공정에 있어서, 브러시(30)는, 암 이동 기구(60)에 의해 기판(W)의 주면 상에서 기판(W)의 지름 방향을 따라서 이동된다. 이로 인해, 브러시(30) 및 기판(W)이 맞닿는 당접 영역(AR)이 이동하고, 기판(W)의 주면의 다른 영역이 세정된다.
보다 구체적으로는, 제2 노즐(20)은, 헤드(51)에 고정되어 있으므로, 헤드(51)와 일체적으로 기판(W)의 주면 상을 이동한다. 본 실시 형태에서는, 브러시(30) 및 제2 노즐(20)이, 서로의 상대 위치 관계를 유지한 상태로, 헤드(51)와 일체적으로 기판(W)의 지름 방향을 따라서 이동한다.
제2 노즐(20)은, 적어도 브러시(30)가 기판(W)의 주면을 세정하기 위해서 이동하고 있는 동안, 회전 하류 인접 영역(DR)에 처리액을 보충한다. 이로 인해, 기판(W)의 주면에 대한 위치가 브러시(30)와 함께 변위하는 회전 하류 인접 영역(DR)에 있어서, 막두께 저하 영역(R)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
제2 노즐(20)의 이동, 및, 헤드(51)의 이동을 동기시키는 제어 및 구동 기구를 구비하는 실시 형태에 의해 같은 동작을 실현해도 된다.
제2 노즐(20) 등이 기판(W)의 지름 방향을 따라서 이동하고 있는 동안, 제1 노즐(10)로부터 기판(W)의 주면의 중앙부에 대해서 처리액이 계속적으로 토출된다. 제1 노즐(10)로부터 토출되는 처리액의 유량은, 레시피에 미리 정해져 있다. 제1 노즐(10)로부터 토출되는 처리액의 유량의 정보는, 기억부(110)에 저장되어 있다.
처리액 공급 기구(200)의 펌프(P1), 조정 밸브(211) 및 개폐 밸브(215)는, 처리액 공급 기구 제어부(121)(예를 들면 도시를 생략한 제1 노즐 제어부)에 의해서 제어된다. 처리액 공급 기구 제어부(121)는, STEP2 및 STEP4 사이의 공정에 있어서, 제1 노즐(10)로부터 토출되는 처리액이 일정 유량이 되도록, 처리액 공급 기구(200)의 펌프(P1), 조정 밸브(211) 및 개폐 밸브(215)를 제어한다.
이와 같이, STEP5에서는, 브러시(30) 및 제2 노즐(20)이 기판(W)의 지름 방향을 따라서 이동하는 동안에 있어서도, 막두께 저하 영역(R)의 발생이 억제된다.
도 4나 도 6에 있어서 설명한 바와 같이, 막두께 저하 영역(R)은, 기판(W)의 지름 방향 내측의 영역보다 기판(W)의 지름 방향 외측의 영역에서 형성되기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 브러시(30) 및 제2 노즐(20)이 기판(W)의 지름 방향을 따라서 이동되는 경우, 기판(W)의 지름 방향에 대한 당접 영역(AR)의 위치에 따라, 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시키는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량은, 당접 영역(AR)(브러시(30))이 기판(W)의 둘레 가장자리부에 위치할 때의 처리액의 유량이, 당접 영역(AR)(브러시(30))이 기판(W)의 중앙부에 위치할 때의 처리액의 유량보다 커지도록 조정되는 것이 바람직하다.
적절한 초기 유량 및 그 제어 데이터에 관한 정보, 및, 기판(W)의 지름 방향을 따라 유량을 변화시키기 위한 관계식의 데이터는, 기억부(110)에 있어서 기판(W)의 처리 레시피마다 저장되어 있다. 그리고, 기판(W)의 주면에 대한 브러시(30)의 위치에 따른 유량이, 연산부(도시 생략)에 의해 산출된다.
기판(W)의 지름 방향에 따라 유량이 변화되는 경우, 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량(L)은, 하기의 식 (1) 또는 (2)로부터 산출되어도 된다.
유량(L)=C0*(C1＋C2*D*D)…(1)
유량(L)=C0*(C1＋C2*D)…(2)
상기의 식 (1) 및 (2)에 있어서, 「D」는, 평면에서 볼 때의 기판(W)의 회전 중심 및 브러시(30) 사이의 거리(「D」≥0)여도 된다. 이 경우, 기판(W)의 회전 중심이 영점이다.
상기의 식 (1) 및 (2)에 있어서, 「C0」는, 예를 들면 기판(W)의 회전수에 따라 정해지는 소정값(「C0」≥0)이어도 된다. 「C0」는, 예를 들면 기판(W)의 회전수가 클수록 큰 값으로 설정되고, 기판(W)의 회전수가 작을수록 작은 값으로 설정되어도 된다.
상기 식 (1) 및 (2)에 있어서, 「C1」은, 예를 들면 회전 하류 인접 영역(DR)에 형성된 막두께 저하 영역(R)의 액막의 두께에 따라 정해지는 소정값(「C1」≥0)이어도 된다. 「C1」은, 예를 들면 막두께 저하 영역(R)에 대해서 보충되어야 할 처리액의 유량에 대응하는 소정값이어도 된다.
「C1」은, 예를 들면 막두께 저하 영역(R)에 형성된 액막의 두께가 클수록 작은 값으로 설정되고, 막두께 저하 영역(R)에 형성된 액막의 두께가 작을수록 큰 값으로 설정되어도 된다. 물론, 브러시(30)의 치수가 커지면 막두께 저하 영역(R)도 커지므로, 「C1」은 브러시(30)의 치수에 따라 정해지는 소정값이어도 된다.
상기의 식 (1) 및 (2)에 있어서, 「C2」는, 예를 들면 막두께 저하 영역(R)이 존재하지 않는 경우에 있어서, 기판(W)의 임의의 위치에 형성된 처리액의 액막의 두께에 따라 정해지는 소정값(「C2」≥0)이어도 된다.
「C2」는, 예를 들면 막두께 저하 영역(R)이 존재하지 않고, 또한, 기판(W)의 둘레 가장자리부에 형성된 처리액의 액막의 두께가, 기판(W)의 중앙부에 형성된 처리액의 액막의 두께보다 작은 경우에 있어서, 기판(W)의 둘레 가장자리부에 대해서 보충되어야 할 처리액의 유량에 대응하는 소정값이어도 된다.
「C2」는, 예를 들면 기판(W)의 둘레 가장자리부에 형성된 처리액의 액막의 두께가 클수록 작은 값으로 설정되고, 기판(W)의 둘레 가장자리부에 형성된 처리액의 액막의 두께가 작을수록 큰 값으로 설정되어도 된다. 「C0」, 「C1」 및 「C2」의 바람직한 값은, 예를 들면 실험을 통해 미리 구해질 수 있다.
기판(W)의 주면에 대한 브러시(30)의 지름 방향의 위치에 따른 제2 노즐(20)로부터의 처리액의 유량의 값은, 룩업 테이블에 있어서 레시피마다 지정되어 있어도 된다. 이 경우, 처리 후의 파티클 오염이 낮은 적합한 처리 결과가 되는 값이, 제2 노즐(20)로부터 토출되는 처리액의 유량으로서 지정된다. 적합한 처리 결과가 되는 값은, 예를 들면 실험을 통해서 미리 구해질 수 있다.
처리액 공급 기구(200)의 펌프(P2), 조정 밸브(221) 및 개폐 밸브(225)는, 처리액 공급 기구 제어부(121)(예를 들면 도시를 생략한 제2 노즐 제어부)에 의해서 제어된다. 처리액 공급 기구 제어부(121)는 상기 산출값, 제2 노즐(20)의 위치 정보 등에 의거하여, 처리액 공급 기구(200)에 있어서의 펌프(P2), 조정 밸브(221), 개폐 밸브(225)를 제어한다.
＜STEP6:브러시(30)의 퇴피 위치로의 이동＞
브러시(30)에 의한 세정이 종료한 후, 브러시(30)가, 스핀 베이스(115)의 주위에 설치된 퇴피 위치로 이동된다. 보다 구체적으로는, 브러시(30)가, 암 이동 기구(60)에 의해 기판(W)의 주면으로부터 미소 거리(수㎜에서 수㎝)만큼 상방으로 이동된다. 그 후, 브러시(30)가 퇴피 위치로 이동된다.
이들 동작은, 암 구동 기구 제어부(122)가, 암 이동 기구(60)를 제어함으로써 실행된다. 암 구동 기구 제어부(122)는, 기억부(110)에 저장된 레시피에 따른 제어 신호를 보내고, 암 이동 기구(60)를 제어한다.
브러시(30)의 이동 개시와 동시에 또는 브러시(30)의 이동과 병행하여, 제1 노즐(10) 및 제2 노즐(20)로부터의 처리액의 토출이 정지된다.
제1 노즐(10)로부터의 처리액의 토출의 정지는, 처리액 공급 기구 제어부(121)(도시를 생략한 제1 노즐 제어부)가 처리액 공급 기구(200)의 펌프(P1), 조정 밸브(211), 및, 개폐 밸브(215)를 제어함으로써 실행된다. 처리액 공급 기구 제어부(121)는, 기억부(110)에 저장된 레시피에 따른 제어 신호를 보내고, 처리액 공급 기구(200)의 펌프(P1), 조정 밸브(211), 및, 개폐 밸브(215)를 제어한다.
제2 노즐(20)로부터의 처리액의 토출의 정지는, 처리액 공급 기구 제어부(121)(도시를 생략한 제2 노즐 제어부)가 처리액 공급 기구(200)의 펌프(P2), 조정 밸브(221), 및, 개폐 밸브(225)를 제어함으로써 실행된다. 처리액 공급 기구 제어부(121)는 기억부(110)에 저장된 레시피에 따른 제어 신호를 보내고, 처리액 공급 기구(200)의 펌프(P2), 조정 밸브(221), 및, 개폐 밸브(225)를 제어한다.
＜STEP7:기판(W)의 반출＞
브러시(30)가 퇴피 위치로 이동한 후, 기판(W)이, 기판 처리 장치(1) 외로 반출된다. 기판(W)의 반출 공정에서는, 예를 들면 브러시(30)가 퇴피 위치로 이동한 후, 척 핀(47)이 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동된다.
척 핀(47)이 개방 위치로 이동한 후, 또는, 척 핀(47)이 폐쇄 위치로부터 개방 위치가 되는 동작과 병행하여, 도시를 생략한 기판 반송 기구의 핸드부가, 스핀 베이스(115) 및 기판(W) 사이의 영역에 침입된다.
척 핀(47)이 개방 위치로 이동한 후, 기판 반송 기구의 핸드부가 상승된다. 이로 인해, 기판(W)이 핸드부에 의해 들어 올려진다. 그 후, 기판(W)은, 기판 반송 기구의 핸드부에 올려진 상태로 기판 처리 장치(1)의 외부로 반출된다. 이로 인해, 기판(W)을 세정하는 일련의 공정이 종료된다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 또 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들면, 상술의 실시 형태에 관련된 암 구동 기구, 척 회전 기구, 척 핀 제어 기구, 자전 기구 등의 각종 구동 기구의 구성으로서는, 공지의 다양한 형태가 채용될 수 있다. 당업자는, 상술의 실시 형태에 따른 암 구동 기구, 척 회전 기구, 척 핀 제어 기구, 자전 기구 등의 각종 구동 기구의 구성에 구애받지 않고, 여러 가지의 설계 변경을 실시하는 것이 가능하다.
또, 상술의 실시 형태에 관련된 암의 구조, 헤드의 구조, 스핀 척의 구조, 및, 척 핀의 구조 등으로서는, 공지의 다양한 형태가 채용될 수 있다. 당업자는, 상술의 실시 형태에 관련된 암의 구조, 헤드의 구조, 스핀 척의 구조, 및, 척 핀의 구조 등에 구애받지 않고, 여러 가지의 설계 변경을 실시하는 것이 가능하다.
또, 척 핀의 개폐나, 헤드의 높이 및 수평 이동 등을 행하기 위한 제어 정보의 저장이나 제어의 구체적인 양태에 대해서도, 여러 가지 설계 변경을 실시하는 것이 가능하다.
이 출원은, 2016년 3월 30일에 일본국 특허청에 제출된 특원2016-068582호 및 2017년 2월 20일에 일본 특허청에 제출된 특원2017-29336호에 대응하고 있고, 이들 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이것들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
1:기판 처리 장치 10:제1 노즐
10A:제1 노즐의 토출구 20:제2 노즐
20A:제1 노즐의 토출구 25:연결 부재
30:브러시 30B:브러시의 하류측 엣지
40:척 핀 이동 기구 41:스핀 척
43:지축 47:척 핀
47A:재치면 47B:당접면
51:헤드 52:암
55:스핀 베이스 회전 기구 60:암 이동 기구
61:가동부 61A:축회전 기구
61B:상하 이동 기구 62:커버
100:제어 기구 110:기억부
115:스핀 베이스 120:CPU
121:처리액 공급 기구 제어부 122:암 구동 기구 제어부
123:척 핀 구동 기구 제어부 124:스핀 베이스 회전 기구 제어부
125:제어부 200:처리액 공급 기구
210:배관 211:조정 밸브
215:개폐 밸브 220:배관
221:조정 밸브 225:개폐 밸브
250:처리액 탱크 AX:회전축선
P1:펌프 P2:펌프
R:막두께 저하 영역 W:기판
X:목표 위치

Claims (21)

  1. 기판을 수평한 자세로 유지하고, 또한, 상기 기판의 주면을 통과하는 연직인 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 유지 회전 기구와,
    상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판의 상기 주면에 처리액을 토출하는 제1 노즐과,
    상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판의 상기 주면에 맞닿아 상기 기판의 상기 주면을 세정하는 브러시와,
    상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시가 상기 기판의 상기 주면에 맞닿는 당접(當接) 영역에 대해서 상기 기판의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역에 처리액을 토출하는 제2 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 유지 회전 기구에 의해 유지된 상기 기판의 상기 주면을 따라서 상기 브러시를 이동시키는 이동 기구를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 노즐은, 상기 브러시와 일체적으로 이동하는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 노즐은, 상기 기판의 상기 주면에 있어서 상기 당접 영역 및 상기 하류 인접 영역 사이의 영역에 처리액을 토출하는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 노즐로부터 토출되는 처리액의 유량은, 상기 기판의 상기 주면에 대한 상기 당접 영역의 위치에 따라 변화하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 노즐은, 상기 기판의 상기 주면의 주연부에 상기 브러시가 맞닿은 상태에 있어서, 상기 당접 영역보다 상기 기판의 중앙부측에, 처리액의 토출 위치를 갖고 있는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 노즐은, 상기 기판의 상기 주면의 중앙부에 처리액을 토출하는, 기판 처리 장치.
  8. 기판을 수평한 자세로 유지하고, 또한, 상기 기판의 주면을 통과하는 연직인 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 유지 회전 공정과,
    회전하는 상기 기판의 상기 주면에, 제1 노즐로부터 처리액을 토출하는 제1 토출 공정과,
    상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판의 상기 주면에 브러시를 맞닿게 하는 브러시 당접 공정과,
    상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시가 상기 기판의 상기 주면에 맞닿는 당접 영역에 대해서 상기 기판의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역에, 제2 노즐로부터 처리액을 토출하는 제2 토출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 브러시 당접 공정 후, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판의 상기 주면에 상기 브러시를 맞닿게 한 상태로, 상기 브러시를 상기 기판의 상기 주면을 따라서 이동시키는 브러시 이동 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 브러시 이동 공정과 병행하여 실행되고, 또한, 상기 브러시와 일체적으로 이동하면서, 상기 제2 노즐로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 제2 노즐로부터 상기 당접 영역 및 상기 하류 인접 영역 사이의 영역에 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 기판의 상기 주면에 대한 상기 당접 영역의 위치에 따라, 상기 제2 노즐로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 기판의 상기 주면의 주연부에 상기 브러시가 맞닿아 있는 상태에 있어서, 상기 당접 영역보다 상기 기판의 중앙부측에 처리액의 토출 위치를 갖는 상기 제2 노즐로부터 상기 하류 인접 영역에 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  14. 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 토출 공정은, 상기 기판의 상기 주면의 중앙부에 상기 제1 노즐로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 브러시를 이용하여 기판의 주면을 세정하는 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 기록 매체로서,
    상기 기판 처리 방법은,
    기판을 수평한 자세로 유지하고, 또한, 상기 기판의 주면을 통과하는 연직인 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 유지 회전 공정과,
    회전하는 상기 기판의 상기 주면에, 제1 노즐로부터 처리액을 토출하는 제1 토출 공정과,
    상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판의 상기 주면에 브러시를 맞닿게 하는 브러시 당접 공정과,
    상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판의 상기 주면에 있어서, 상기 브러시가 상기 기판의 상기 주면에 맞닿는 당접 영역에 대해서 상기 기판의 회전 방향의 하류측으로부터 인접하는 하류 인접 영역에 제2 노즐로부터 처리액을 토출하는 제2 토출 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 브러시 당접 공정 후, 상기 제1 토출 공정과 병행하여 실행되고, 상기 기판의 상기 주면에 상기 브러시를 맞닿게 한 상태로, 상기 브러시를 상기 기판의 상기 주면을 따라서 이동시키는 브러시 이동 공정을 더 포함하는, 프로그램 기록 매체.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 브러시 이동 공정과 병행하여 실행되고, 또한, 상기 브러시와 일체적으로 이동하면서, 상기 제2 노즐로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체.
  18. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 제2 노즐로부터 상기 당접 영역 및 상기 하류 인접 영역 사이의 영역에 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체.
  19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 기판의 상기 주면에 대한 상기 당접 영역의 위치에 따라, 상기 제2 노즐로부터 토출되는 처리액의 유량을 변화시키는 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체.
  20. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 토출 공정은, 상기 기판의 상기 주면의 주연부에 상기 브러시가 맞닿아 있는 상태에 있어서, 상기 당접 영역보다 상기 기판의 중앙부측에 처리액의 토출 위치를 갖는 상기 제2 노즐로부터 상기 하류 인접 영역에 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체.
  21. 청구항 15 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 토출 공정은, 상기 기판의 상기 주면의 중앙부에 상기 제1 노즐로부터 처리액을 토출하는 공정을 포함하는, 프로그램 기록 매체.
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