KR20210062562A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치의 동작을 경감할 수 있고, 기판 처리에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판을 유지하는 유지부와, 상기 유지부로 유지한 상태의 상기 기판의 주면(主面)에 대해, 제1 처리액 및 상기 제1 처리액과는 상이한 제2 처리액을 순서대로 공급하는 액 공급부와, 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 상기 주면과 접촉하여, 상기 주면을 문지르는 마찰체와, 상기 기판의 상기 주면에서의 상기 마찰체의 접촉 위치를, 상기 기판의 상기 주면에 평행한 방향이며 서로 교차하는 제1 축 방향 및 제2 축 방향으로 이동시키는 이동부와, 상기 액 공급부와 상기 이동부를 제어하여, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 일방향으로 이동시키고, 이어지는 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 타방향으로 이동시키는 제어부를 구비하는 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재된 기판 처리 장치는, 반입 처리와, 하면 세정 처리를 행한다. 반입 처리에서는, 2개의 흡착 패드로 기판의 하면의 둘레 가장자리부를 유지한다. 하면 세정 처리에서는, 먼저, 기판을 유지한 흡착 패드를 X축 정방향으로 이동시키고(특허문헌 1의 도 6), 계속해서, 세정체를 기판의 하면에 밀어붙인다(특허문헌 1의 도 7). 그 후, 2개의 흡착 패드를 X축 부방향으로 이동시키는 것과, 세정체를 2개의 흡착 패드 사이에서 Y축 정방향 또는 Y축 부방향으로 이동시키는 것을 교대로 반복한다(특허문헌 1의 도 8). 이에 의해, 기판의 하면의 중앙 영역이 세정된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2019-106531호 공보
본 개시의 일 양태는, 기판 처리 장치의 동작을 경감할 수 있고, 기판 처리에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태의 기판 처리 장치는,
기판을 유지하는 유지부와,
상기 유지부로 유지한 상태의 상기 기판의 주면(主面)에 대해, 제1 처리액 및 상기 제1 처리액과는 상이한 제2 처리액을 순서대로 공급하는 액 공급부와,
상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 상기 주면과 접촉하여, 상기 주면을 문지르는 마찰체와,
상기 기판의 상기 주면에서의 상기 마찰체의 접촉 위치를, 상기 기판의 상기 주면에 평행한 방향이며 서로 교차하는 제1 축 방향 및 제2 축 방향으로 이동시키는 이동부와,
상기 액 공급부와 상기 이동부를 제어하여, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 일방향으로 이동시키고, 이어지는 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 타방향으로 이동시키는 제어부를 구비한다.
본 개시의 일 양태에 의하면, 기판 처리 장치의 동작을 경감할 수 있고, 기판 처리에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 스핀 척과 에어 나이프와 액 공급부를 도시한 사시도.
도 3은 일 실시형태에 따른 기판 처리 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 도 3의 S2의 일례를 도시한 흐름도.
도 5는 도 3의 S4의 일례를 도시한 흐름도.
도 6a는 도 3의 S1의 완료 시의 기판 처리 장치를 도시한 단면도.
도 6b는 도 6a의 일부를 기판을 투시하여 도시한 평면도.
도 7a는 도 4의 S21의 개시 시의 기판 처리 장치를 도시한 단면도.
도 7b는 도 7a의 일부를 기판을 투시하여 도시한 평면도.
도 8a는 도 4의 S21의 완료 시의 기판 처리 장치를 도시한 단면도.
도 8b는 도 8a의 일부를 기판을 투시하여 도시한 평면도.
도 9는 도 4의 S22의 개시 시의 기판 처리 장치의 일부를 기판을 투시하여 도시한 평면도.
도 10은 도 4의 S22의 완료 시의 기판 처리 장치의 일부를 기판을 투시하여 도시한 평면도.
도 11은 도 3의 S4의 개시 시의 기판 처리 장치를 도시한 단면도.
이하, 본 개시의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서 동일한 또는 대응하는 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향은 서로 수직인 방향이다. X축 방향 및 Y축 방향은 수평 방향, Z축 방향은 연직 방향이다.
기판(W)이 수평으로 유지되는 경우, X축 방향 및 Y축 방향이 기판(W)의 주면에 대해 평행한 방향이다. X축 방향은 한 쌍의 흡착 패드(24)의 이동 방향이고, Y축 방향은 마찰체(70)의 이동 방향이다. X축 방향이 제1 축 방향에 상당하고, Y축 방향이 제2 축 방향에 상당한다. 한편, 제1 축 방향과 제2 축 방향은, 본 실시형태에서는 직교하는 방향이지만, 비스듬히 교차하는 방향이어도 좋다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(10)는, 유지부(20)와, 액 공급부(30)와, 마찰체(70)와, 이동부(80)와, 제어부(90)를 구비한다. 유지부(20)는, 기판(W)의 하면에 접촉하여, 기판(W)을 수평으로 유지한다. 액 공급부(30)는, 유지부(20)로 유지한 상태의 기판(W)의 하면에 대해, 제1 처리액 및 제1 처리액과는 상이한 제2 처리액을 순서대로 공급한다. 마찰체(70)는, 제1 처리액 및 제2 처리액의 공급 중에, 기판(W)의 하면에 접촉하여, 기판(W)의 하면을 문지른다. 기판(W)의 하면을 문질러 씻을 수 있다. 이동부(80)는, X축 방향 및 Y축 방향으로, 유지부(20)와 마찰체(70)를 상대적으로 이동시켜, 기판(W)의 주면에서의 마찰체(70)의 접촉 위치를 이동시킨다. 제어부(90)는, 액 공급부(30)와 이동부(80)를 제어하여, 기판(W)의 하면을 처리한다.
유지부(20)는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 하면에 접촉하여, 기판(W)을 수평으로 유지한다. 기판(W)은, 예컨대 반도체 기판 또는 유리 기판이다. 반도체 기판은, 실리콘 웨이퍼 또는 화합물 반도체 웨이퍼 등이다. 기판(W)의 하면 및 상면 중 적어도 하나에는, 미리 디바이스가 형성되어도 좋다. 디바이스는, 반도체 소자, 회로, 또는 단자 등을 포함한다. 유지부(20)는, 제1 유지부(21)와, 제2 유지부(22)를 갖는다.
제1 유지부(21)는, 도 6b에 도시된 기판(W)의 하면의 제1 영역(A1)을 흡착 유지한다. 제1 영역(A1)은, 기판(W)의 하면의 중심을 포함하는 영역이다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계(B)는, 예컨대 직사각형 형상이다. 직사각형의 2변은 X축 방향에 평행하고, 직사각형의 나머지 2변은 Y축 방향에 평행하며, 직사각형의 4모퉁이는 마찰체(70)의 상면의 반경과 동일한 반경의 원호형이다. 제1 유지부(21)는, 예컨대 스핀 척(23)을 포함한다.
스핀 척(23)은, 도 6a에 도시된 바와 같이, 회전 기구(15)와 접속된다. 회전 기구(15)는, 스핀 척(23)을 연직축 주위로 회전시킨다. 그 회전 중심선은, Z축 방향에 평행하다. 스핀 척(23)은, 승강 기구(16)에 의해 Z축 방향으로 이동된다. 한편, 스핀 척(23)은, X축 방향 및 Y축 방향으로는 이동하지 않는다.
스핀 척(23)의 주위에는, 중계 부재(17)가 배치된다. 중계 부재(17)는 예컨대 복수 개의 승강 핀(171)을 포함하고, 복수 개의 승강 핀(171)은 스핀 척(23)의 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 중계 부재(17)는, 스핀 척(23)의 주위에서 승강하여, 도시하지 않은 반송 장치로부터 기판(W)을 수취하고, 수취한 기판(W)을 제2 유지부(22)에 건네준다.
또한, 스핀 척(23)의 주위에는, 가스 토출 링(18)이 배치된다. 가스 토출 링(18)은, 스핀 척(23)을 둘러싸고, 기판(W)의 하면을 향해, 링형의 가스 커튼을 형성한다. 가스 커튼은, 그 외측으로부터 내측으로 제1 처리액 및 제2 처리액이 들어가는 것을 제한하여, 스핀 척(23)을 보호한다. 가스 커튼은, 중계 부재(17)도 보호한다.
가스 토출 링(18)은, 도 2 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 원통체(181)와, 원통체(181)의 상면에 둘레 방향 전체에 걸쳐 배열되는 복수의 토출구(182)를 포함한다. 복수의 토출구(182)는, 바로 위를 향해 가스를 토출하여, 링형의 가스 커튼을 형성한다. 가스는, 질소 가스 등의 불활성 가스, 또는 건조 공기이다.
제2 유지부(22)는, 도 6b에 도시된 기판(W)의 하면의 제2 영역(A2)을 흡착 유지한다. 제2 영역(A2)은, 기판(W)의 하면의 둘레 가장자리를 포함하고, 제1 영역(A1)의 둘레 가장자리에 접하는 영역이다. 제2 유지부(22)는, Y축 방향으로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 흡착 패드(24)를 포함한다.
한 쌍의 흡착 패드(24)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 바(25)의 길이 방향 중앙에 고정된다. 한 쌍의 제1 바(25)는, 스핀 척(23)을 사이에 두고 배치되고, 한 쌍의 제2 바(26)에 가설된다. 한 쌍의 제1 바(25)와 한 쌍의 제2 바(26)는, 사각 프레임형의 프레임(27)을 형성한다.
프레임(27)은, 이동부(80)의 제1 이동부(81)에 접속된다. 제1 이동부(81)는, 프레임(27)을 통해, 한 쌍의 흡착 패드(24)를 X축 방향으로 이동시킨다. 또한, 프레임(27)은, 승강 기구(19)에 접속된다. 승강 기구(19)는, 프레임(27)을 통해, 한 쌍의 흡착 패드(24)를 Z축 방향으로 이동시킨다.
프레임(27)에는, 링 커버(14)가 고정된다. 링 커버(14)는, 기판(W)의 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 기판(W)을 둘러싸고, 기판(W)으로부터의 액적의 비산을 억제한다. 링 커버(14)는, 그 상면에, 기판(W)의 직경보다 큰 개구부를 갖는다. 개구부는, 기판(W)의 통로이다.
액 공급부(30)는, 유지부(20)로 유지한 상태의 기판(W)의 하면에 대해, 제1 처리액 및 제1 처리액과는 상이한 제2 처리액을 순서대로 공급한다. 제1 처리액은, 기판(W)의 오물을 제거하는 세정액이고, 예컨대 SC1(암모니아와 과산화수소와 물의 혼합액) 등의 약액이다. 한편, 약액의 종류는, 특별히 한정되지 않는다. 한편, 제2 처리액은, 제1 처리액을 제거하는 린스액이고, 예컨대 DIW(탈이온수)이다. 제1 처리액은, 세정액이 아니어도 좋고, 에칭액, 또는 박리액이어도 좋다. 또한, 제2 처리액은, DIW가 아니어도 좋고, 희석 암모니아수, 또는 오존수여도 좋다.
액 공급부(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 하부 노즐(31, 32)을 포함한다. 마찰체(70)가 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)을 문지를 때에, 하부 노즐(31)이 약액 또는 린스액을 공급한다. 또한, 마찰체(70)가 제2 영역(A2)의 둘레 가장자리를 문지를 때에, 하부 노즐(32)이 약액 또는 린스액을 공급한다.
하부 노즐(31)은, 약액의 토출구(311)와, 린스액의 토출구(312)를 갖는다. 약액의 토출구(311)는, 린스액의 토출구(312)보다, 하방에 배치된다. 그 때문에, 린스액의 토출구(312)에 약액이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 약액의 토출구(311)의 수는, 복수이지만, 하나여도 좋다. 마찬가지로, 린스액의 토출구(312)의 수는, 복수이지만, 하나여도 좋다.
하부 노즐(31)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 배관(33)을 통해 약액 공급원(34)과 접속된다. 배관(33)의 도중에는, 개폐 밸브(35)와 유량 제어기(36)가 설치된다. 개폐 밸브(35)가 배관(33)의 유로를 개방하면, 약액 공급원(34)으로부터 하부 노즐(31)에 약액이 공급되고, 약액이 토출구(311)로부터 토출된다. 그 토출량은, 유량 제어기(36)에 의해 제어된다. 한편, 개폐 밸브(35)가 배관(33)의 유로를 폐색하면, 약액 공급원(34)으로부터 하부 노즐(31)에의 약액 공급이 정지되어, 약액의 토출이 정지된다.
또한, 하부 노즐(31)은, 배관(37)을 통해 린스액 공급원(38)과 접속된다. 배관(37)의 도중에는, 개폐 밸브(39)와 유량 제어기(40)가 설치된다. 개폐 밸브(39)가 배관(37)의 유로를 개방하면, 린스액 공급원(38)으로부터 하부 노즐(31)에 린스액이 공급되고, 린스액이 토출구(312)로부터 토출된다. 그 토출량은, 유량 제어기(40)에 의해 제어된다. 한편, 개폐 밸브(39)가 배관(37)의 유로를 폐색하면, 린스액 공급원(38)으로부터 하부 노즐(31)에의 린스액 공급이 정지되어, 린스액의 토출이 정지된다.
하부 노즐(32)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 노즐(31)과 마찬가지로, 약액의 토출구(321)와, 린스액의 토출구(322)를 갖는다. 또한, 하부 노즐(32)은, 하부 노즐(31)과 마찬가지로, 배관(41)을 통해 약액 공급원(42)과 접속된다. 배관(41)의 도중에는, 개폐 밸브(43)와 유량 제어기(44)가 설치된다. 또한, 하부 노즐(32)은, 배관(45)을 통해 린스액 공급원(46)과 접속된다. 배관(45)의 도중에는, 개폐 밸브(47)와 유량 제어기(48)가 설치된다.
액 공급부(30)는, 또한, 유지부(20)로 유지한 상태의 기판(W)의 상면에 대해, 처리액을 공급한다. 처리액으로서, 예컨대 DIW 등의 린스액이 이용된다. 한편, 처리액으로서, 약액과 린스액이 순서대로 이용되어도 좋다. 액 공급부(30)는, 도 1 등에 도시된 바와 같이, 예컨대 상부 노즐(51, 52)을 포함한다.
상부 노즐(51)은, 기판(W)의 회전 중에, 기판(W)의 상면의 중심에 처리액을 공급한다. 처리액은, 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체로 젖어 확산되고, 기판(W)의 둘레 가장자리에서 떨쳐내어진다. 상부 노즐(51)은, 하부 노즐(31)과 마찬가지로, 배관(53)을 통해 처리액 공급원(54)과 접속된다. 배관(53)의 도중에는, 개폐 밸브(55)와 유량 제어기(56)가 설치된다.
상부 노즐(52)은, 기판(W)의 회전 중에, 기판(W)의 직경 방향으로 이동하여, 기판(W)의 상면의 직경 방향 전체에 걸쳐 처리액을 공급한다. 액 공급부(30)는, 기판(W)의 직경 방향으로 상부 노즐(52)을 이동시키는 이동 장치(65)를 포함한다. 상부 노즐(52)은, 이류체 노즐이고, N2 가스 등의 가스로 처리액을 분쇄해서, 미립화하여 분사한다. 처리액의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
상부 노즐(52)은, 하부 노즐(31)과 마찬가지로, 배관(57)을 통해 처리액 공급원(58)과 접속된다. 배관(57)의 도중에는, 개폐 밸브(59)와 유량 제어기(60)가 설치된다. 또한, 상부 노즐(52)은, 배관(61)을 통해 가스 공급원(62)과 접속된다. 배관(61)의 도중에는, 개폐 밸브(63)와 유량 제어기(64)가 설치된다. 개폐 밸브(63)가 배관(61)의 유로를 개방하면, 가스 공급원(62)으로부터 상부 노즐(52)에 가스가 공급되고, 가스가 상부 노즐(52)로부터 토출된다. 그 토출량은, 유량 제어기(64)에 의해 제어된다. 한편, 개폐 밸브(63)가 배관(61)의 유로를 폐색하면, 가스 공급원(62)으로부터 상부 노즐(52)에의 가스 공급이 정지되어, 가스의 토출이 정지된다.
액 공급부(30)로부터 토출된 각종의 처리액은, 처리조(11)에 회수된다. 처리조(11)는, 예컨대 상자 형상이다. 처리조(11)의 바닥벽에는, 도 6a 등에 도시된 바와 같이, 처리액을 배출하는 배액관(12)과, 가스를 배출하는 배기관(13)이 설치된다.
마찰체(70)는, 기판(W)의 하면에 접촉하여, 기판(W)의 하면을 문지른다. 마찰체(70)는, 브러시, 또는 스펀지이다. 마찰체(70)는 예컨대 원기둥형이고, 마찰체(70)의 상면은 수평으로 배치된다. 마찰체(70)의 상면은, 기판(W)의 하면보다 작다. 한편, 마찰체(70)는, 본 실시형태에서는 기판(W)의 하방에 배치되지만, 기판(W)의 상방에 배치되어도 좋고, 기판(W)의 상면을 문질러도 좋다.
마찰체(70)는, 연직인 회전축(71)을 통해, 회전 모터(72)에 접속된다. 회전 모터(72)는, 회전축(71)을 중심으로 마찰체(70)를 회전시킨다. 회전 모터(72)는, 아암(73)을 통해, 이동부(80)의 제2 이동부(82)에 접속된다. 제2 이동부(82)는, 마찰체(70)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 제2 이동부(82)는, 또한, 마찰체(70)를 Z축 방향으로 이동시킨다.
이동부(80)는, X축 방향 및 Y축 방향으로, 유지부(20)와 마찰체(70)를 상대적으로 이동시켜, 기판(W)의 하면에서의 마찰체(70)의 접촉 위치를 이동시킨다. 예컨대, 이동부(80)는, 제1 이동부(81)와 제2 이동부(82)를 포함한다. 제1 이동부(81)는, 상기한 바와 같이, 제2 유지부(22)를 X축 방향으로 이동시킨다. 한편, 제2 이동부(82)는, 상기한 바와 같이, 마찰체(70)를 Y축 방향으로 이동시킨다.
제어부(90)는, 예컨대 컴퓨터이고, 도 1에 도시된 바와 같이, CPU(Central Processing Unit)(91)와, 메모리 등의 기억 매체(92)를 구비한다. 기억 매체(92)에는, 기판 처리 장치(10)에 있어서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(90)는, 기억 매체(92)에 기억된 프로그램을 CPU(91)에 실행시킴으로써, 기판 처리 장치(10)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(90)는, 입력 인터페이스(93)와, 출력 인터페이스(94)를 구비한다. 제어부(90)는, 입력 인터페이스(93)로 외부로부터의 신호를 수신하고, 출력 인터페이스(94)로 외부에 신호를 송신한다.
상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기억되고, 그 기억 매체로부터 제어부(90)의 기억 매체(92)에 인스톨된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대, 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등을 들 수 있다. 한편, 프로그램은, 인터넷을 통해 서버로부터 다운로드되어, 제어부(90)의 기억 매체(92)에 인스톨되어도 좋다.
다음으로, 기판 처리 장치(10)의 동작, 즉 기판 처리 방법에 대해, 도 3 등을 참조하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 처리 방법은, 유지 S1과, 하면 처리 S2와, 유지 교체 S3과, 양면 처리 S4와, 건조 S5를 포함한다. 이 처리 방법은, 제어부(90)에 의한 제어하에서 실시된다.
유지 S1에서는, 제2 유지부(22)가 기판(W)을 유지한다. 구체적으로는, 먼저, 도시하지 않은 반송 장치가 기판(W)을 스핀 척(23)의 상방까지 반송하여, 대기한다. 계속해서, 중계 부재(17)가, 스핀 척(23)의 주위에서 상승하고, 링 커버(14)의 개구부로부터 상방으로 돌출하여, 기판(W)을 반송 장치로부터 들어올린다. 계속해서, 반송 장치가 기판 처리 장치(10)로부터 퇴출하면, 이동부(80)가 링 커버(14)와 한 쌍의 흡착 패드(24)를 상승시킨다. 그 후, 중계 부재(17)가, 하강하여, 한 쌍의 흡착 패드(24)에 기판(W)을 건네준다. 계속해서, 한 쌍의 흡착 패드(24)가 기판(W)의 하면의 제2 영역(A2)을 흡착 유지한다. 제2 영역(A2)은, 상기한 바와 같이, 기판(W)의 하면의 둘레 가장자리를 포함하고, 제1 영역(A1)의 둘레 가장자리에 접하는 영역이다.
하면 처리 S2에서는, 제2 유지부(22)가 기판(W)을 유지한 상태에서, 기판(W)의 하면의 제1 영역(A1)을 마찰체(70)가 문지른다. 제1 영역(A1)은, 상기한 바와 같이, 기판(W)의 하면의 중심을 포함하는 영역이고, 한 쌍의 흡착 패드(24) 사이의 영역이다. 하면 처리 S2는, 도 4에 도시된 바와 같이, 약액 처리 S21과, 린스액 처리 S22를 포함한다.
약액 처리 S21에서는, 제어부(90)가, 이동부(80)와 액 공급부(30)를 제어하여, 약액의 공급 중에, 도 7b 및 도 8b에 도시된 바와 같이 기판(W)의 하면에서의 마찰체(70)의 접촉 위치를 제1 영역(A1) 내에서 이동시킨다. 또한, 약액 처리 S21에서는, 제어부(90)가, 회전 모터(72)를 제어하여, 마찰체(70)를 회전시킨다.
제어부(90)는, 제2 유지부(22)를 X축 정방향으로 이동시킴으로써 마찰체(70)의 접촉 위치를 X축 부방향으로 이동시키는 것과, 마찰체(70)를 Y축 정방향 또는 Y축 부방향으로 이동시키는 것을 교대로 반복한다. 마찰체(70)의 회전 중심의 이동 경로는, 도 8b에 도시된 바와 같이 지그재그의 궤적이다.
약액 처리 S21에서는, 상기한 바와 같이, 제2 유지부(22)를 X축 정방향으로 이동시킨다. X축 정방향은, 제2 유지부(22)로 유지된 기판(W)의 중심을, 제1 유지부(21)의 중심으로부터 멀리하는 방향이다. 종래와 같이, 문질러 씻기를 실시하기 전에, 일단, 제2 유지부(22)를 X축 정방향으로 이동시킨 후에, 제2 유지부(22)를 X축 부방향으로 이동시키면서 문질러 씻기를 실시하는 경우에 비해, 쓸데없는 동작을 생략할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
한편, 중계 부재(17)는, 스핀 척(23)의 주위에 배치된다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이 스핀 척(23)의 중심선과, 기판(W)의 중심이 일치하는 위치에서, 제2 유지부(22)가 기판(W)을 수취한다. 그 때문에, 그 후의 제2 유지부(22)의 X축 방향에서의 이동 방향은, 우선은, X축 정방향이 된다. 따라서, 약액 처리 S21에서는, 제2 유지부(22)를 X축 정방향으로 이동시킨다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 제2 유지부(22)를 X축 정방향으로 이동시키면서 문질러 씻기를 실시하기 때문에, 종래와 같이, 제2 유지부(22)를 X축 부방향으로 이동시키면서 문질러 씻기를 실시하는 경우에 비해, 기판(W)에 부착되는 약액의 건조를 억제할 수 있다. X축 정방향은, 기판(W)의 중심을 제1 유지부(21)의 중심으로부터 멀리하는 방향이기 때문에, 제1 영역(A1)을 가스 토출 링(18)으로부터 멀리하는 방향이다. 가스 커튼으로부터 제1 영역(A1)이 멀어지기 때문에, 기판(W)에 부착되는 약액의 건조를 억제할 수 있고, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 약액의 공급 중에, 가스 토출 링(18)이 가스 커튼을 형성하지 않으면, 기판(W)에 부착되는 약액의 건조를 억제할 수 있다. 단, 가스 커튼이 형성되지 않기 때문에, 약액이 스핀 척(23)에 가해져 버린다. 본 실시형태에 의하면, 약액의 공급 중에, 가스 토출 링(18)이 가스 커튼을 형성하기 때문에, 스핀 척(23)을 약액으로부터 보호할 수 있다.
린스액 처리 S22에서는, 제어부(90)가, 이동부(80)와 액 공급부(30)를 제어하여, 린스액의 공급 중에, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 기판(W)의 하면에서의 마찰체(70)의 접촉 위치를 제1 영역(A1) 내에서 이동시킨다. 또한, 린스액 처리 S22에서는, 제어부(90)가, 회전 모터(72)를 제어하여, 마찰체(70)를 회전시킨다.
제어부(90)는, 제2 유지부(22)를 X축 부방향으로 이동시킴으로써 마찰체(70)의 접촉 위치를 X축 정방향으로 이동시키는 것과, 마찰체(70)를 Y축 정방향 또는 Y축 부방향으로 이동시키는 것을 교대로 반복한다. 마찰체(70)의 회전 중심의 이동 경로는, 도 10에 도시된 바와 같이 지그재그의 궤적이다.
약액 처리 S21과 린스액 처리 S22에서는, 마찰체(70)의 접촉 위치가 X축 방향으로 이동하지만, 그 이동 방향이 반대이다. 약액 처리 S21 후, 린스액 처리 S22 전에, 마찰체(70)의 접촉 위치를 이동시키지 않아도 되기 때문에, 쓸데없는 동작을 생략할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다. 이 효과는, 약액 처리 S21과 린스액 처리 S22에서, 마찰체(70)의 접촉 위치의 X축 방향에서의 이동 방향이 반대이면 얻어진다.
린스액 처리 S22에서는, 상기한 바와 같이, 제2 유지부(22)를 X축 부방향으로 이동시킨다. X축 부방향은, 제2 유지부(22)로 유지된 기판(W)의 중심을, 제1 유지부(21)의 중심에 근접시키는 방향이다. 그 때문에, 린스액 처리 S22 후, 유지 교체 S3 전에, 제2 유지부(22)와 제1 유지부(21)의 위치 맞춤에 요하는 동작을 경감할 수 있고, 기판(W)의 처리 시간을 단축할 수 있다.
유지 교체 S3에서는, 제어부(90)는, 제2 유지부(22)로부터 제1 유지부(21)에의 기판(W)의 전달을 실시한다. 먼저, 제1 이동부(81)가, 제2 유지부(22)를 X축 부방향으로 이동시켜, 제2 유지부(22)로 유지된 기판(W)의 중심과, 제1 유지부(21)의 중심을 맞춘다. 계속해서, 승강 기구(19)가, 제2 유지부(22)를 하강시켜, 기판(W)을 제1 유지부(21)에 놓는다. 그때, 제2 유지부(22)가 기판(W)의 흡착 유지를 해제하고, 제1 유지부(21)가 기판(W)의 하면의 제1 영역(A1)을 흡착 유지한다.
한편, 승강 기구(19)가 제2 유지부(22)를 하강시키는 대신에, 승강 기구(16)가 제1 유지부(21)를 상승시켜, 제2 유지부(22)로부터 제1 유지부(21)에의 기판(W)의 전달을 실시해도 좋다. 어쨌든 간에, 유지 교체 S3 후에 기판(W)의 하면의 제2 영역(A2)을 처리할 수 있고, 유지 교체 S3 전에 기판(W)의 하면의 제1 영역(A1)을 처리할 수 있기 때문에, 기판(W)의 하면 전체를 처리할 수 있다.
양면 처리 S4에서는, 기판(W)의 하면의 제2 영역(A2)의 처리와, 기판(W)의 상면 전체의 처리를 실시한다. 하면의 제2 영역(A2)의 처리는, 도 5에 도시된 바와 같이 약액 처리 S41과 린스액 처리 S42를 포함한다. 또한, 상면 전체의 처리는, 도 5에 도시된 바와 같이 스핀 처리 S43과, 스캔 처리 S44를 포함한다. 한편, 하면의 제2 영역(A2)의 처리 중에, 하면의 제1 영역(A1)의 일부도 처리해도 좋다. 제1 유지부(21)와 마찰체(70)가 간섭하지 않으면 된다.
약액 처리 S41에서는, 제어부(90)가, 제1 유지부(21)로 기판(W)을 유지하고 또한 회전 기구(15)로 제1 유지부(21)를 회전시킨 상태에서, 액 공급부(30)와 제2 이동부(82)를 제어하여, 약액의 공급 중에, 마찰체(70)의 접촉 위치를 제2 영역(A2)의 전체에 걸쳐 이동시킨다. 마찰체(70)의 접촉 위치는, 제2 영역(A2)의 전체에 걸쳐 이동하는 동안에, 제2 영역(A2)으로부터 제1 영역(A1)으로 비어져 나와도 좋다. 제2 이동부(82)는, 마찰체(70)의 접촉 위치를, 기판(W)의 직경 방향 외측으로 서서히 이동시킨다. 또한, 약액 처리 S41에서는, 제어부(90)가, 회전 모터(72)를 제어하여, 마찰체(70)를 회전시킨다.
린스액 처리 S42에서는, 제어부(90)가, 제1 유지부(21)로 기판(W)을 유지하고 또한 회전 기구(15)로 제1 유지부(21)를 회전시킨 상태에서, 액 공급부(30)와 제2 이동부(82)를 제어하여, 린스액의 공급 중에, 마찰체(70)의 접촉 위치를 제2 영역(A2)의 전체에 걸쳐 이동시킨다. 마찰체(70)의 접촉 위치는, 제2 영역(A2)의 전체에 걸쳐 이동하는 동안에, 제2 영역(A2)으로부터 제1 영역(A1)으로 비어져 나와도 좋다. 제2 이동부(82)는, 마찰체(70)의 접촉 위치를, 기판(W)의 직경 방향 외측으로 서서히 이동시킨다. 또한, 린스액 처리 S42에서는, 제어부(90)가, 회전 모터(72)를 제어하여, 마찰체(70)를 회전시킨다.
스핀 처리 S43에서는, 회전 기구(15)가 스핀 척(23)과 함께 기판(W)을 회전시키고, 상부 노즐(51)이 기판(W)의 상면의 중심에 처리액을 공급한다. 처리액은, 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체로 젖어 확산되고, 기판(W)으로부터 분리한 오물을 기판(W)의 직경 방향 외측으로 흘려보낸다. 처리액으로서, 예컨대 DIW 등의 린스액이 이용된다. 한편, 처리액으로서, 약액과 린스액이 순서대로 이용되어도 좋다.
회전 기구(15)는, 기판(W)의 하면의 잔액이 원심력에 의해 기판(W)의 둘레 가장자리를 통해 기판(W)의 상면으로 돌아 들어가지 않도록, 스핀 척(23)을 저속으로 회전시킨다. 기판(W)의 하면의 잔액이 기판(W)의 둘레 가장자리에 도달하기 전에, 기판(W)의 상면 전체에 처리액의 액막이 형성되도록, 제어부(90)가 스핀 척(23)의 회전수와 상부 노즐(51)로부터의 처리액의 공급량을 제어한다.
제어부(90)는, 스핀 척(23)의 저속 회전 중에, 기판(W)의 베벨 처리를 실시한다. 기판(W)의 베벨 처리에서는, 도시하지 않은 브러시 또는 스펀지 등의 마찰체를 기판(W)의 둘레 가장자리에 밀어붙여, 기판(W)의 둘레 가장자리를 문지른다. 제어부(90)는, 스핀 척(23)의 저속 회전 중에, 기판(W)의 베벨 처리를 종료시키고, 기판(W)의 둘레 가장자리로부터 마찰체를 분리시킨다. 저속 회전 중에는 원심력이 작아, 기판(W)의 둘레 가장자리로부터 떨쳐내어지는 액적의 속도가 작기 때문에, 액적과 마찰체의 충돌에 의한 액 튀김을 억제할 수 있다.
스캔 처리 S44에서는, 회전 기구(15)가 스핀 척(23)과 함께 기판(W)을 회전시키고, 상부 노즐(52)이 기판(W)의 상면의 중심에 처리액을 공급하며, 이동 장치(65)가 상부 노즐(52)을 기판(W)의 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측으로 이동시킨다. 기판(W)으로부터 분리한 오물은, 기판(W)의 직경 방향 외측으로 흘려보내진다.
상부 노즐(52)은, 기판(W)의 상면을 향해 처리액을 토출하면서, 기판(W)의 중심 바로 위의 위치로부터, 기판(W)의 둘레 가장자리 바로 위의 위치까지 서서히 이동하고, 기판(W)의 둘레 가장자리 바로 위의 위치에서 설정 시간 동안 정지한다. 기판(W)의 둘레 가장자리에는 오물이 부착되기 쉽기 때문이다. 본 실시형태에 의하면, 기판(W)의 둘레 가장자리에 고착하는 오물을 제거할 수 있다.
한편, 상부 노즐(52)의 이동 방향은, 본 실시형태에서는 기판(W)의 직경 방향 외측이지만, 기판(W)의 직경 방향 내측이어도 좋다. 또한, 상부 노즐(52)의 스캔 횟수는, 본 실시형태에서는 1회이지만, 복수 회여도 좋다.
제어부(90)는, 스캔 처리 S44에서는, 스핀 처리 S43에 비해, 스핀 척(23)의 회전수를 크게 하여, 스핀 척(23)을 고속으로 회전시킨다. 상부 노즐(52)을 기판(W)의 직경 방향으로 이동시킬 때에, 기판(W)의 둘레 방향 전체에 걸쳐 처리액을 분무할 수 있다.
상부 노즐(52)은, 예컨대, 이류체 노즐이고, N2 가스 등의 가스로 처리액을 분쇄해서, 미립화하여 분사한다. 처리액의 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 상부 노즐(52)은, 가스와 처리액의 혼합 유체를 분사하기 전에, 가스만을 분사한다. 처리액을 확실히 분쇄할 수 있고, 기판(W)에의 충돌 시에 액 튀김을 억제할 수 있다.
건조 S5에서는, 스핀 척(23)을 고속으로 회전시켜, 기판(W)에 부착되는 처리액을 떨쳐낸다. 그 후, 기판(W)은, 기판 처리 장치(10)의 외부로 반송된다. 이에 의해, 기판(W)의 처리가 종료된다.
이상, 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법의 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 개시는 상기 실시형태 등에 한정되지 않는다. 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에서, 각종의 변경, 수정, 치환, 부가, 삭제, 및 조합이 가능하다. 이들에 대해서도 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
10: 기판 처리 장치 20: 유지부
30: 액 공급부 70: 마찰체
80: 이동부 90: 제어부
W: 기판

Claims (15)

  1. 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부로 유지한 상태의 상기 기판의 주면(主面)에 대해, 제1 처리액 및 상기 제1 처리액과는 상이한 제2 처리액을 순서대로 공급하는 액 공급부와,
    상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 상기 주면과 접촉하여, 상기 주면을 문지르는 마찰체와,
    상기 기판의 상기 주면에서의 상기 마찰체의 접촉 위치를, 상기 기판의 상기 주면에 평행한 방향이며 서로 교차하는 제1 축 방향 및 제2 축 방향으로 이동시키는 이동부와,
    상기 액 공급부와 상기 이동부를 제어하여, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 일방향으로 이동시키고, 이어지는 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 타방향으로 이동시키는 제어부를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지부는, 상기 기판의 상기 주면에 접촉하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판의 상기 주면은, 상기 기판의 하면이고,
    상기 유지부는, 상기 기판의 상기 하면의 중심을 포함하는 제1 영역을 흡착 유지하는 제1 유지부와, 상기 기판의 상기 하면의 둘레 가장자리를 포함하고 또한 상기 제1 영역의 둘레 가장자리에 접하는 제2 영역을 흡착 유지하는 제2 유지부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제2 유지부로 상기 기판을 유지한 상태에서, 상기 액 공급부와 상기 이동부를 제어하여, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 영역 내에서 상기 제1 축 방향의 일방향으로 이동시키고, 이어지는 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 영역 내에서 상기 제1 축 방향의 타방향으로 이동시키는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 또한, 상기 제1 유지부의 주위에서 승강하여, 외부의 반송 장치로부터 상기 기판을 수취하고, 수취한 상기 기판을 상기 제2 유지부에 건네주는 중계 부재를 구비하고,
    상기 이동부는, 상기 제2 유지부를 상기 제1 축 방향으로 이동시키는 제1 이동부와, 상기 마찰체를 상기 제2 축 방향으로 이동시키는 제2 이동부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제2 유지부로 상기 기판을 유지한 상태에서, 상기 액 공급부와 상기 제1 이동부를 제어하여, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 중심을 상기 제1 유지부의 중심으로부터 멀리하는 방향으로 상기 제2 유지부를 이동시키고, 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 중심을 상기 제1 유지부의 중심에 근접시키는 방향으로 상기 제2 유지부를 이동시키는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 또한, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 제1 유지부의 주위에서, 상기 기판의 상기 하면을 향해, 링형의 가스 커튼을 형성하는 가스 토출 링을 갖는 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 또한, 상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부를 상대적으로 승강하여, 상기 제2 유지부로부터 상기 제1 유지부에 상기 기판을 전달하는 승강 기구와, 상기 제1 유지부를 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 유지부로 상기 기판을 유지하고 또한 상기 회전 기구로 상기 제1 유지부를 회전시킨 상태에서, 상기 액 공급부와 상기 제2 이동부를 제어하여, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제2 영역의 전체에 걸쳐 이동시키는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 액 공급부는, 상기 기판의 상면에 대해 처리액을 공급하는 상부 노즐을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제2 영역의 전체에 걸쳐 이동시키는 동안에, 상기 액 공급부를 제어하여, 상기 기판의 상기 상면에 대해 처리액을 공급하는 것인 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액 공급부는, 상기 제1 처리액인 약액의 토출구와, 상기 제2 처리액인 린스액의 토출구를 갖고,
    상기 약액의 토출구는, 상기 린스액의 토출구보다 하방에 배치되는 것인 기판 처리 장치.
  9. 기판을 유지부로 유지하는 것과,
    상기 기판의 주면에 대해 제1 처리액 및 상기 제1 처리액과는 상이한 제2 처리액을 순서대로 공급하는 것과,
    상기 기판의 상기 주면에 접촉하는 마찰체로, 상기 기판의 상기 주면을 문지르는 것과,
    상기 기판의 상기 주면에서의 상기 마찰체의 접촉 위치를, 상기 기판의 상기 주면에 평행한 방향이며 서로 교차하는 제1 축 방향 및 제2 축 방향으로 이동시키는 것
    을 포함하고,
    상기 마찰체의 상기 접촉 위치의 이동은, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 일방향으로 이동시키고, 이어지는 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 축 방향의 타방향으로 이동시키는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유지부는, 상기 기판의 상기 주면에 접촉하는 것인 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기판의 상기 주면은, 상기 기판의 하면이고,
    상기 유지부는, 상기 기판의 상기 하면의 중심을 포함하는 제1 영역을 흡착 유지하는 제1 유지부와, 상기 기판의 상기 하면의 둘레 가장자리를 포함하고 또한 상기 제1 영역의 둘레 가장자리에 접하는 제2 영역을 흡착 유지하는 제2 유지부를 가지며,
    상기 제2 유지부로 상기 기판을 유지한 상태에서, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 영역 내에서 상기 제1 축 방향의 일방향으로 이동시키고, 이어지는 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제1 영역 내에서 상기 제1 축 방향의 타방향으로 이동시키는 것을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 유지부의 주위에서 승강하는 중계 부재로, 외부의 반송 장치로부터 상기 기판을 수취하고, 수취한 상기 기판을 상기 제2 유지부에 건네주는 것과,
    상기 제2 유지부로 상기 기판을 유지한 상태에서, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 중심을 상기 제1 유지부의 중심으로부터 멀리하는 방향으로 상기 제2 유지부를 이동시키고, 상기 제2 처리액의 공급 중에, 상기 기판의 중심을 상기 제1 유지부의 중심에 근접시키는 방향으로 상기 제2 유지부를 이동시키는 것
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 또한, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 제1 유지부의 주위에서, 상기 기판의 상기 하면을 향해, 링형의 가스 커튼을 형성하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 또한, 상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부를 상대적으로 승강하여, 상기 제2 유지부로부터 상기 제1 유지부에 상기 기판을 전달하는 것과,
    상기 제1 유지부로 상기 기판을 유지하고 또한 상기 제1 유지부를 회전시킨 상태에서, 상기 제1 처리액의 공급 중에, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제2 영역의 전체에 걸쳐 이동시키는 것
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 마찰체의 상기 접촉 위치를 상기 제2 영역의 전체에 걸쳐 이동시키는 동안에, 상기 기판의 상면에 대해 처리액을 공급하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
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