KR20210094464A

KR20210094464A - 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법

Info

Publication number: KR20210094464A
Application number: KR1020210003280A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 쿠보; 야스시 타키구치; 테루히코 코다마; 요시키 오카모토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-07-29
Also published as: TW202138071A; US20210220878A1; CN113223982A; US11554389B2; JP2021114585A; JP7402698B2

Abstract

기판을 세정함에 있어, 기판 면내의 불순물, 파티클 등의 제거율의 균일성을 향상시킨다. 원형의 기판의 면에 대하여 세정 부재를 접촉시키고, 상기 기판과 세정 부재를 상대적으로 회전시켜 상기 면을 세정하는 기판 세정 장치로서, 상기 세정 부재에 있어서의 상기 면과의 접촉 영역은, 기판 중심측으로부터 기판 주변측을 향해 방사 형상으로 확대되어 있는, 기판 세정 장치.

Description

기판 세정 장치 및 기판 세정 방법 {SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND SUBSTRATE CLEANING METHOD}

본 개시는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 웨이퍼를 유지하여 고속 회전 가능한 스피너 테이블과, 이 웨이퍼에 세정수를 공급하는 세정수 공급 수단과, 작용 위치와 비작용 위치에 선택적으로 위치 선정되고, 작용 위치에 있어서는 이 스피너 테이블의 주위에 있어서, 상면이 이 스피너 테이블의 상면과 대략 면일이 되도록 위치 선정되는 제 1 브러시 수단과, 이 제 1 브러시 수단에 대면하여, 작용 위치와 비작용 위치에 선택적으로 위치 선정되고, 작용 위치에 있어서는 표면이 이 웨이퍼의 상면에 접촉하는 제 2 브러시 수단으로 구성되는 스피너 세정 장치가 개시되어 있다.

일본특허공개공보 2000-260740호

본 개시에 따른 기술은, 기판을 세정함에 있어, 기판 면내의 불순물, 파티클 등의 제거율의 균일성을 향상시킨다.

본 개시의 일태양은, 원형의 기판의 면에 대하여 세정 부재를 접촉시키고, 상기 기판과 세정 부재를 상대적으로 회전시켜 상기 면을 세정하는 기판 세정 장치로서, 상기 세정 부재에 있어서의 상기 면과의 접촉 영역은, 기판 중심측으로부터 기판 주변측을 향해 방사 형상으로 확대되어 있다.

본 개시에 따르면, 기판 면내의 불순물, 파티클 등의 제거율의 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치의 종단면의 설명도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 세정 기구의 사시도이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 중앙 세정 부재와 웨이퍼와의 관계를 나타내는 평면 설명도이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 주변 세정 부재와 웨이퍼와의 관계를 나타내는 평면 설명도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 중앙 세정 부재에 의해 웨이퍼의 중앙부를 세정할 시의 동작을 나타내는 종단면 설명도이다.
도 7은 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 중앙 세정 부재에 의해 웨이퍼의 중앙부를 세정하고 있는 모습을 나타내는 종단면 설명도이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 주변 세정 부재에 의해 웨이퍼의 주변부를 세정할 시의 동작을 나타내는 종단면 설명도이다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치에 있어서의 주변 세정 부재에 의해 웨이퍼의 주변부를 세정하고 있는 모습을 나타내는 종단면 설명도이다.
도 10은 홈이 형성된 중앙 세정 부재의 평면도이다.
도 11은 홈이 형성된 주변 세정 부재의 평면도이다.
도 12는 부채형의 중심이 웨이퍼의 중심과 어긋나 있는 중앙 세정 부재의 평면도이다.
도 13은 부채형의 중심이 웨이퍼의 외측에 위치하는 주변 세정 부재의 평면도이다.

반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라고 함)를 청정한 상태로 유지하기 위하여, 각각의 제조 프로세스 및 처리 프로세스의 전후에 있어서, 필요에 따라 웨이퍼를 세정하는 프로세스가 행해지고 있다.

이 점에 관하여, 특허 문헌 1에 기재된 기술은, 원형의 기판이라 할 수 있는 웨이퍼의 상면에 원형의 브러시를 누르고, 예를 들면 웨이퍼 상을 회전 주사하여 웨이퍼 상면의 불순물을 제거하는 것이 행해지고 있다.

그러나 그와 같이 원형의 브러시에 의해 웨이퍼 상면을 회전 주사하여 제거하는 방법에서는, 웨이퍼의 직경 방향의 위치에 따라 제거율에 불균일이 있는 것을 알았다. 이는 원형의 브러시에 의해 예를 들면 웨이퍼의 주변부를 회전 주사하면, 브러시에 있어서의 웨이퍼의 중심에 가까운 위치와, 그보다 외측의 위치에서는, 원형의 브러시의 원둘레율(원형의 브러시가 커버하는 영역의 원호 길이 / 웨이퍼의 원둘레 길이)이 상이한 것이 원인이라고 판명되었다.

따라서 본 개시의 기술에서는, 그러한 브러시가 가지는 원둘레율을 개선하여, 기판 면내의 불순물, 파티클 등의 제거율의 균일성을 향상시킨다.

이하, 본 실시 형태에 따른 기판 세정 장치의 구성에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 기판 세정 장치(1)의 사시도, 도 2는 동일 종단면도를 각각 나타내고 있다. 이 기판 세정 장치(1)는 웨이퍼(W)를 수평으로 흡착 유지하는 흡착 패드(2, 2)와, 이 흡착 패드(2, 2)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 동일하게 수평으로 흡착 유지하는 스핀 척(3)과, 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 세정 기구(10)를 구비하고 있다. 흡착 패드(2, 2)는 제 1 기판 유지부, 스핀 척(3)은 제 2 기판 유지부를 각각 이룬다. 이들 흡착 패드(2, 2), 스핀 척(3) 및 세정 기구(10)는 상면이 개구된 박스 형상의 언더 컵(4)에 마련되어 있다.

언더 컵(4)은 평면에서 봤을 때 직사각형이며, 서로 대향하는 측벽을 구비하고 있고, 이들 중 도 1을 향해 앞측과 내측과의 대향하는 2 측벽(4a, 4b)이 연장되는 방향을 X 방향으로서 설명한다.

상기한 흡착 패드(2, 2)는, 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 중앙부와는 중첩되지 않는 영역을 수평으로 흡착 유지하여, 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 각 흡착 패드(2, 2)는 예를 들면 좁고 긴 블록으로 구성되어 있다. 흡착 패드(2, 2)는 웨이퍼(W) 이면의 주연부 근방부를 평행으로 지지하여 유지할 수 있도록 배치되어 있다. 이들 흡착 패드(2, 2)는 도시하지 않는 흡인 기구와 접속되어 있고, 상면의 흡착홀(도시하지 않음)을 개재하여 웨이퍼(W)를 흡착하면서 유지하는 진공 척으로서의 기능을 구비하고 있다. 또한 각 흡착 패드(2, 2)는 좁고 긴 봉 형상의 패드 지지부(5, 5)의 각 중앙부에 장착되어 있고, 이들 2 개의 패드 지지부(5, 5)의 양 단부가 각각 2 개의 빔부(6, 6)에 장착되어 있다.

2 개의 빔부(6, 6)의 양 가장자리는, 언더 컵(4)의 대향하는 2 개의 측벽(4a, 4b)의 외측에, 이들의 측벽(4a, 4b)을 따라 마련된 2 개의 벨트(7, 7)에 각각 고정되어 있다. 각 벨트(7, 7)는 2 개 1 조로 이루어지는 롤러(8)에 감겨 있고, 구동 기구(9)의 구동에 의해, 각 벨트(7, 7)는 X 방향으로 이동하며, 이에 의해, 빔부(6, 6)도 X 방향으로 이동하여, 빔부(6, 6)에 지지되어 있는 패드 지지부(5, 5)가 X 방향으로 이동한다.

또한 일측의 롤러(8) 및 구동 기구(9)는 측판(21)에 의해 지지되고, 타측의 롤러(8)는 측판(22)에 의해 지지되어 있다. 이들 측판(21, 22)은 승강 기구(23)에 의해 상하동 가능하다. 즉, 승강 기구(23)의 작동에 의해 벨트(7, 7)는 Z 방향으로 이동 가능하며, 그에 수반하여 패드 지지부(5, 5)가 Z 방향으로 이동한다.

또한 패드 지지부(5, 5) 및 빔부(6, 6)에는, 세정액의 비산을 억제하기 위한 링형상의 어퍼 컵(31)이 마련되어 있다. 따라서 어퍼 컵(31)은, 패드 지지부(5, 5) 및 빔부(6, 6)의 움직임에 수반하여 X 방향과 Z 방향으로 이동한다.

어퍼 컵(31)의 상면에는, 웨이퍼(W)보다 직경이 큰 개구부(31a)가 형성되어 있으며, 이 개구부(31a)를 개재하여, 도포 현상 장치의 반송 기구와 흡착 패드(2, 2) 또는 스핀 척(3)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있도록 되어 있다.

이어서 스핀 척(3)에 대하여 설명한다. 스핀 척(3)은 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부를 수평으로 흡착 유지하고, 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 스핀 척(3)은 원판 형상으로 형성되며, 대략 평행으로 배치된 2 개의 흡착 패드(2, 2)의 중간에 설치되어 있고, 각각의 기판 유지부(흡착 패드(2, 2), 스핀 척(3))에 의해 유지되는 웨이퍼(W) 이면의 영역은 서로 중첩되지 않도록 되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이 스핀 척(3)은 회전 승강축(3b)을 개재하여 구동 기구(32)에 접속되어 있으며, 스핀 척(3)은 이 구동 기구(32)에 의해 회전 및 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한 흡착 패드(2)와 마찬가지로 스핀 척(3)도 도시하지 않는 흡인관과 접속되어 있으며, 상면의 흡착홀(도시하지 않음)을 개재하여 웨이퍼(W)를 흡착하면서 유지하는 진공 척으로서의 기능을 구비하고 있다.

스핀 척(3)의 측방에는, 승강 기구(33)와 접속된 지지 핀(33a)이 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 승강 가능하도록 마련되어 있고, 외부의 반송 기구와의 협동 작용에 의해 반송 기구로부터 흡착 패드(2, 2), 또는 스핀 척(3)으로부터 반송 기구로 웨이퍼(W)를 전달할 수 있도록 구성되어 있다.

또한 스핀 척(3) 및 지지 핀(33a)의 주위에는, 이들 기기를 둘러싸도록 에어 나이프(34)가 설치되어 있다. 에어 나이프(34)는 예를 들면 원통 형상의 포위 부재로 이루어지고, 그 상단에 둘레 방향을 따라 기체의 분사구(도시하지 않음)가 형성되어, 웨이퍼(W)의 이면을 향해 예를 들면 압축 에어 등의 기체를 분출하도록 구성되어 있다. 예를 들면 에어 나이프(34)는 이중 원통으로 구성되고, 도시하지 않는 공급부로부터 공급된 기체를 이 이중 원통 간의 중공부를 개재하여 분사구에 공급할 수 있도록 되어 있다. 이 에어 나이프(34)는, 스핀 척(3)의 표면과 당해 스핀 척(3)으로 지지되는 웨이퍼(W)의 이면을 서로 건조한 상태로 접촉시키기 위하여, 스핀 척(3)에 웨이퍼(W)가 전달될 시에, 웨이퍼(W) 이면의 세정액을 원통의 외측으로 날려 건조시키는 역할을 하고 있다.

언더 컵(4)의 저부(40)에는, 기판 세정 장치(1) 내의 기류를 배기하기 위한 배기관(51)과 언더 컵(4) 내에 모인 세정액을 배출하기 위한 드레인관(52)이 마련되어 있다. 또한 상방으로부터 방울져 떨어진 세정액이 배기관(51)으로 직접 들어가지 않도록, 에어 나이프(34)의 주위에 장착된 링 형상의 커버를 이루는 이너 컵(53)에 의해 배기관(51)의 개구부는 덮여 있다.

어퍼 컵(31)의 상방에는, 웨이퍼(W)의 세정 종료 후에 웨이퍼(W) 외주연 근방에 상방으로부터 압축 에어 등을 분사하여, 잔존하는 세정액의 건조를 보조하기 위한 블로 노즐(54)이 배치되어 있다. 또한 에어 나이프(34)의 외측에는, 후술하는 세정 기구(10)에 마련된 세정액 노즐(11)과 함께 세정액을 웨이퍼(W) 이면에 공급하기 위한 세정액 노즐(55)이 마련되어 있다.

여기서 웨이퍼(W)의 높이 위치에 대하여 설명한다. 후술하는 바와 같이 웨이퍼(W)는 외부의 반송 기구로부터 흡착 패드(2, 2)로 전달되고, 흡착 패드(2, 2)에 유지된 상태에서 도 2에 나타내는 오른쪽 X 방향으로 이동하여, 웨이퍼(W) 이면의 중앙부의 세정이 행해진다. 도 2의 세정 위치에서는, 웨이퍼(W) 이면은 에어 나이프(34)의 선단보다 상방측에 위치하고, 웨이퍼(W)가 흡착 패드(2, 2)에 유지된 상태에서 X 방향으로 이동할 때에, 웨이퍼(W) 이면이 에어 나이프(34)에 간섭하지 않도록 되어 있다.

이어서 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하는 세정 기구(10)에 대하여 설명한다. 세정 기구(10)는, 도 3에도 나타낸 바와 같이, 예를 들면 원판으로 이루어지는 회전 기대(12)를 가지고 있다. 회전 기대(12)는 흡착 패드(2) 또는 스핀 척(3)에 유지된 웨이퍼(W)와 대향하도록 배치되어 있다. 회전 기대(12)의 상면에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 중앙 세정 부재(60)와 주변 세정 부재(70)가 마련되어 있다. 또한 회전 기대(12)의 상면에는, 기술한 세정액 노즐(11)이 복수 마련되어 있다.

회전 기대(12)는, 그 이면측에 마련된 선회축(13)을 개재하여 구동 기구(14)에 의해 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성되고, 예를 들면 선회축(13)은 회전 기대(12)의 중심에 마련되어 있다. 따라서 평면에서 봤을 때는 회전 기대(12)의 중심과 선회축(13)의 중심은 일치하고 있고, 이 중심이 선회 중심이 된다. 이 예에서는, 회전 기대(12), 선회축(13), 구동 기구(14)에 의해 선회 기구가 형성되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 중앙 세정 부재(60)는 하면측에 지지부(61)를 가지고, 지지부(61)는 지지체(62)에 의해 지지되어 있다. 지지체(62)는 구동 기구(63)에 의해 승강 가능, 또한 회전 가능하다. 중앙 세정 부재(60)의 재질은 예를 들면 PVA로 이루어져 있는데, 물론 이에 한정되지 않는다.

중앙 세정 부재(60)의 웨이퍼와의 접촉 영역은, 도 4에 나타낸 바와 같이 부채형(이른바 원호 삼각형)이다. 보다 상술하면, 세정 시에는 평면에서 봤을 때 부채형의 중앙 세정 부재(60)의 정상부가, 흡착 패드(2, 2)에 의해 흡착 유지된 웨이퍼(W)의 중심(P)에 위치하도록 배치되는데, 부채형의 중심각(θ)은 54도가 되는 것과 같은 부채형으로 성형되어 있다. 이는 이하의 지견에 기초하는 것이다.

즉, 종래의 원형의 브러시를 웨이퍼의 중심 둘레로 선회시켜 웨이퍼를 세정한 경우, 면내의 제거율에 불균일이 있는 것은 이미 기술한 바와 같은데, 그 원인을 조사하면, 원형의 브러시 원둘레율이, 원형의 브러시의 장소에 따라 상이한 것에 기인하는 것을 알았다. 즉 원형의 브러시의 중심을 지나는 선회 궤적에서는, 원둘레율이 가장 높고, 브러시의 단부로 갈수록 원둘레율이 저하되어, 단부 부근에서는 가장 낮아진다. 실제로 검증한 바, 원둘레율이 15% 이상 확보되어 있는 브러시의 영역에서는 불순물의 제거율이 높은 것을 지견할 수 있었다. 따라서, 브러시 전역에서 원둘레율 15% 이상을 확보할 수 있으면, 면내 제거율의 균일성이 향상된다.

이러한 점에서, 중앙 세정 부재(60)의 웨이퍼와의 접촉 영역 전역에 걸쳐 원둘레율 15%를 확보하기 위해서는, 부채형의 중심각(θ)을 360도 × 15% = 54도로 설정하면 되게 된다. 이러한 관점으로부터 실시의 형태에 따른 부채형의 중앙 세정 부재(60)의 중심각(θ)은 예를 들면 54도로 설정되어 있다. 물론 그 이상의 원둘레율을 확보하기 위해서는, 중심각(θ)을 54도 이상으로 설정하면 된다.

한편, 주변 세정 부재(70)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 하면측이 지지부(71)로 지지되며, 이 지지부(71)는 지지체(72)에 의해 지지되어 있다. 지지체(72)는 구동 기구(73)에 의해 승강 가능하다. 주변 세정 부재(70)의 재질은 예를 들면 PVA로 이루어져 있는데, 물론 이에 한정되지 않는다.

그리고 주변 세정 부재(70)의 웨이퍼와의 접촉 영역은, 도 5에 나타낸 바와 같이 부채형이다. 이 경우의 부채형은, 도시와 같이 원의 2 개의 반경과 그 사이에 있는 원호에 의해 둘러싸인 도형이다. 그리고 웨이퍼(W)의 주변 세정 시에는 웨이퍼(W)는 스핀 척(3)에 의해 흡착 유지되지만, 그 때의 중심각(θ)의 중심이 웨이퍼(W)의 중심(P)과 일치하도록 배치되고, 중심각(θ)은 상기한 원둘레율 15%를 확보하기 위하여 54도로 설정되어 있다.

이상의 기판 세정 장치(1)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 제어부(100)가 마련되어 있다. 제어부(100)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 세정 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)에 대한 이하의 세정 처리 등을 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한 프로그램 저장부에는, 예를 들면 본 기판 세정 장치(1)가 탑재되는 기판 처리 시스템에 있어서의 각종 처리 장치 및 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하는 프로그램도 저장되어 있어도 된다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 당해 기억 매체로부터 제어부(100)에 인스톨된 것이어도 된다.

실시의 형태에 따른 기판 세정 장치(1)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이어서 이 기판 세정 장치(1)를 이용하여 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 경우에 대하여 설명한다. 상기한 바와 같이 이 기판 세정 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부와 접촉하여 당해 중앙부를 세정하는 중앙 세정 부재(60)와, 웨이퍼(W)의 이면의 주변부와 접촉하여 당해 주변부를 세정하는 주변 세정 부재(70)를 가지고 있고, 이 2 개의 세정 부재에 의해 웨이퍼(W)의 이면 전면을 세정하도록 되어 있다. 그리고 통상, 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부를 세정하고, 이어서 웨이퍼(W)의 이면의 주변부를 세정한다.

즉, 먼저 도 6에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)가 흡착 패드(2, 2)에 의해 흡착 유지된 상태에서 스핀 척(3)이 하강하고, 이어서 벨트(7, 7)를 이동시켜, 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 중앙 세정 위치까지 X 방향으로 이동시킨다. 그와 함께, 회전 기대(12)를 회전시켜, 중앙 세정 부재(60)를, 예를 들면 도 4에 나타낸 정해진 위치까지 이동시킨다. 이 후 구동 기구(63)를 작동시켜 중앙 세정 부재(60)를 웨이퍼(W)의 이면에 접촉할 때까지 상승시키고, 동시에 세정액 노즐(11)로부터 세정액을 웨이퍼(W)의 이면에 공급하면서, 중앙 세정 부재(60)를 회전시킨다. 이 때의 중앙 세정 부재(60)의 회전 중심은, 도 4에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 중심(P)과 일치하고 있다.

그러면, 도 4의 이점 쇄선의 내측의 중앙 영역이 중앙 세정 부재(60)에 의해 세정되어, 웨이퍼(W)의 이면에 부착하고 있던 불순물, 파티클 등이 제거된다. 이러한 경우, 중앙 세정 부재(60)는 부채형이며, 또한 원둘레율이 15%이기 때문에, 이점 쇄선의 내측의 중앙 영역의 전역에 있어서 균일한 제거를 달성할 수 있다.

이와 같이 하여 웨이퍼(W)의 이면의 중앙 영역의 세정이 끝나면, 중앙 세정 부재(60)가 하강하고, 이어서 벨트(7, 7)를 구동시켜 도 8에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 주변 세정 위치까지 도면 중의 화살표 방향으로 이동시킨다. 웨이퍼(W)의 주변 세정 위치란 웨이퍼(W)의 중심(P)을 스핀 척(3)의 중심으로 흡착 유지하는 위치이다. 또한 그와 함께 회전 기대(12)를 회전시켜 주변 세정 부재(70)를 정해진 주변 세정 위치까지 이동시킨다.

웨이퍼(W)를 주변 세정 위치까지 이동시키면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스핀 척(3)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 흡착 유지하고, 정해진 속도로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고 주변 세정 부재(70)를 상승시켜, 웨이퍼(W) 이면의 주변 위치에 접촉하여 누른다. 이에 의해 도 5의 이점 쇄선의 외측의 주변 영역이 주변 세정 부재(70)에 의해 세정되어, 웨이퍼(W)의 이면에 부착하고 있던 불순물, 파티클 등이 제거된다. 이러한 경우, 주변 세정 부재(70)는 부채형이며, 또한 원둘레율이 15%이기 때문에, 이점 쇄선의 외측의 주변 영역의 전역에 있어서 균일한 제거를 달성할 수 있다.

중앙 세정 부재(60)에는, 도 10에 나타낸 바와 같이 홈(64)을 형성해도 된다. 이 예에서는 홈(64)은, 비스듬하게 교차하도록 복수 평행하여 형성되어 있다. 이에 의해, 중앙 세정 부재(60)에 있어서의 웨이퍼(W)와의 접촉면을 분할할 수 있고, 각 분할된 접촉면을 균일하게 웨이퍼(W)에 누를 수 있어, 전체로서 더 균일한 제거를 달성할 수 있다. 또한 형성된 홈(64) 내에 세정액이 용이하게 침입하므로, 중앙 세정 부재(60)의 중앙 부분에까지 세정액을 도달하게 할 수 있어, 결과적으로 중앙 세정 부재(60)의 접촉 영역 전체에서 빠짐없이 세정액의 세정 효과를 얻을 수 있다.

또한 동일한 관점으로부터, 도 11에 나타낸 바와 같이, 주변 세정 부재(70)에 대해서도, 홈(64)과 동일한 홈(74)을 형성해도 된다. 이에 의해, 주변 세정 부재(70)에 있어서의 웨이퍼(W)와의 접촉면을 분할하여 세분화하여, 주변 세정 부재(70) 전체로서 웨이퍼(W)에 균일하게 누를 수 있어, 전체로서 더 균일한 제거를 달성할 수 있다. 또한 형성된 홈(74) 내에 세정액이 용이하게 침입하므로, 주변 세정 부재(70)의 중앙 부분에까지 세정액을 도달하게 할 수 있어, 결과적으로 주변 세정 부재(70)의 접촉 영역 전체에서 세정액의 세정 효과를 균일하게 얻을 수 있다.

또한 도 11에 나타낸 주변 세정 부재(70)의 홈(74)은, 상기한 중앙 세정 부재(60)의 홈(64)보다 크게 형성되어 있다. 이는 주변 세정 부재(70)가 중앙 세정 부재(60)보다 세정 대상 접촉 영역이 넓기 때문에, 보다 세정액을 주변 세정 부재(70) 전체에 도달시킬 필요가 있기 때문이다. 또한 그와 같이 홈(74) 자체의 폭을 크게 하는 것 대신에, 형성하는 홈의 개수를 증가시켜도 된다.

또한 그와 같이 중앙 세정 부재(60), 주변 세정 부재(70)에 홈(64, 74)을 형성하면 그 만큼, 중앙 세정 부재(60), 주변 세정 부재(70)의 실제의 웨이퍼(W)의 이면과의 접촉 면적이 감소하고, 그에 따라 상기한 15%의 원둘레율이 확보할 수 없는 경우도 있다. 이러한 경우, 부채형의 중앙 세정 부재(60), 주변 세정 부재(70)의 중심각(θ)을 54도로부터 크게 함으로써, 15%의 원둘레율을 확보할 수 있다.

또한 상기한 예에서는, 중앙 세정 부재(60), 주변 세정 부재(70) 모두 부채형의 중심을, 웨이퍼(W)의 중심(P)과 일치하는 것과 같은 형상으로 하고 있었지만, 이에 한정되지 않고 예를 들면 중앙 세정 부재(60)에 대해서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심(P)을 접촉 영역에 포함하는 형태로, 부채형의 중심(Q)을 웨이퍼(W)의 중심(P)으로부터 비켜 놓은 형상의 중앙 세정 부재(60A)로 해도 된다. 이에 의해 웨이퍼(W)의 중심(P) 근방의 불순물도 확실히 제거할 수 있다. 이러한 경우, 중심각(θ)은 54도보다 크게 해도 되며, 필요한 정해진 원둘레율, 즉 15% 이상의 원둘레율을 확보하는 범위에서 중심각(θ)을 54도보다 작게 해도 된다.

또한 주변 세정 부재(70)에 대해서도, 도 13에 나타낸 바와 같이, 부채형의 중심(R)을 웨이퍼(W)의 중심(P)으로부터 비켜 놓은 위치, 예를 들면 웨이퍼(W)의 외측으로 설정한 형상으로 해도 된다. 이 경우에는, 원둘레율 15%를 확보하면서, 웨이퍼(W)의 중앙부측의 제거율을 향상시키고자 할 시에 유효하다. 또한 이러한 경우에는, 충분한 불순물 등의 제거 성능을 유지하면서 주변 세정 부재(70)를 극력 소형화하기 위하여, 15% 이상의 원둘레율을 확보하는 범위에서 부채형의 중심각(θ)을 54도보다 작게 해도 된다.

이와 같이 보면, 중앙 세정 부재(60), 주변 세정 부재(70)는 모두 그 웨이퍼(W)의 면과의 접촉 영역은, 웨이퍼(W) 중심측으로부터 웨이퍼(W) 주변측을 향해 방사 형상으로 확대되어 있는 형상의 것이면, 종래의 원형의 세정 브러시보다 원둘레율을 접촉 영역 전역에서 향상시킬 수 있고, 그에 따라 웨이퍼(W) 면내에 있어서 불순물 등의 제거율의 균일화를 향상시키는 것이 가능하다. 또한 중앙 세정 부재(60), 주변 세정 부재(70)의 2 개의 세정 부재를 그러한 형상으로 하지 않고서도, 적어도 일방의 세정 부재를 그러한 웨이퍼(W) 중심측으로부터 웨이퍼(W) 주변측을 향해 방사 형상으로 확대되어 있는 형상의 것을 사용하면, 종래의 원형의 브러시와 조합하여 사용해도, 면내의 제거율의 균일성은 향상된다.

또한 상기한 실시의 형태에서는, 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 개시에 따른 기술은 예를 들면 CMP 처리 후 등, 웨이퍼(W)의 표면을 세정하는 경우에도 적용 가능하다.

또한 상기한 중앙 세정 부재(60), 홈(64)을 가지는 중앙 세정 부재(60), 중앙 세정 부재(60A)와, 주변 세정 부재(70), 홈(74)을 가지는 주변 세정 부재(70), 주변 세정 부재(70A)는 임의로 조합하여 사용할 수 있다. 또한 조합하는 경우, 중앙 세정 부재(60), 홈(64)을 가지는 중앙 세정 부재(60), 중앙 세정 부재(60A)의 외측 원호부의 길이와, 주변 세정 부재(70), 홈(74)을 가지는 주변 세정 부재(70), 주변 세정 부재(70A)의 내측 원호부의 길이는 일치시키는 것이 바람직하지만, 예를 들면 중앙 세정 부재(60), 홈(64)을 가지는 중앙 세정 부재(60), 중앙 세정 부재(60A)의 외측 원호부가, 주변 세정 부재(70), 홈(74)을 가지는 주변 세정 부재(70), 주변 세정 부재(70A)의 접촉 영역으로 돌출되어 있는 크기, 형상이어도 된다.

금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

예를 들면 상기한 회전 기대(12)에 대해서는, 암 형상의 기대 또는 슬라이드하는 기대로서 구성해도 된다. 요점은 중앙 세정 부재(60)와 주변 세정 부재(70)를 정해진 중앙 세정 위치, 주변 세정 위치로 이동시킬 수 있는 구성의 것이면 된다.

Claims

원형의 기판의 면에 대하여 세정 부재를 접촉시키고, 상기 기판과 세정 부재를 상대적으로 회전시켜 상기 면을 세정하는 기판 세정 장치로서,
상기 세정 부재에 있어서의 상기 면과의 접촉 영역은, 기판 중심측으로부터 기판 주변측을 향해 방사 형상으로 확대되어 있는, 기판 세정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 세정 부재의 상기 접촉 영역은 평면에서 봤을 때 부채형인, 기판 세정 장치.
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 부재의 원둘레율은 15% 이상인, 기판 세정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 부재는, 상기 기판의 중앙부와 접촉시키는 중앙 세정 부재와, 상기 기판의 주변부와 접촉시키는 주변 세정 부재를 가지는, 기판 세정 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 부재의 상기 접촉 영역에는 홈이 형성되어 있는, 기판 세정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 부재는, 상기 기판의 중앙부와 접촉시키는 중앙 세정 부재와, 상기 기판의 주변부와 접촉시키는 주변 세정 부재를 가지고,
상기 중앙 세정 부재와 상기 주변 세정 부재에 있어서의 상기 기판과의 접촉 영역에는, 각각 홈부가 형성되고,
상기 주변 세정 부재의 홈은, 상기 중앙 세정 부재의 홈보다 큰, 기판 세정 장치.
원형의 기판의 면에 대하여 세정 부재를 접촉시켜 상기 기판과 세정 부재를 상대적으로 회전시켜 상기 면을 세정하는 기판 세정 방법으로서,
상기 세정 부재는, 상기 기판의 중앙부와 접촉시키는 중앙 세정 부재와, 상기 기판의 주변부와 접촉시키는 주변 세정 부재를 가지고,
상기 중앙 세정 부재와 상기 주변 세정 부재의 각 접촉 영역은, 기판 중심측으로부터 기판 주변측을 향해 방사 형상으로 확대되어 있는 형상을 가지고,
상기 기판의 면에 접촉하는 상기 세정 부재를 상기 기판의 피세정면에 접촉시키면서, 상기 세정 부재와 상기 기판을 상대적으로 회전하는 것,
상기 중앙 세정 부재로 상기 기판의 중앙부를 세정하는 것,
이 후 상기 주변 세정 부재로, 상기 기판의 주변부를 세정하는 것
을 포함하는 기판 세정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 중앙 세정 부재의 접촉 영역은 평면에서 봤을 때 부채형이며, 상기 부채형의 중심이 되는 부분은, 상기 기판의 중심으로부터 편심하고 있는, 기판 세정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 주변 세정 부재의 접촉 영역은 평면에서 봤을 때 부채형이며, 상기 부채형의 중심이 되는 부분은, 상기 기판의 중심으로부터 편심하고 있는, 기판 세정 방법.