KR20210122141A - 세정 부재의 세정 장치, 기판 세정 장치 및 세정 부재 어셈블리 - Google Patents

세정 부재의 세정 장치, 기판 세정 장치 및 세정 부재 어셈블리 Download PDF

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KR20210122141A
KR20210122141A KR1020210039228A KR20210039228A KR20210122141A KR 20210122141 A KR20210122141 A KR 20210122141A KR 1020210039228 A KR1020210039228 A KR 1020210039228A KR 20210039228 A KR20210039228 A KR 20210039228A KR 20210122141 A KR20210122141 A KR 20210122141A
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다카유키 가지카와
다케시 이이즈미
마사요시 이마이
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명의 일 양태로서, 세정 부재의 세정 장치는, 더미 기판(Wd)을 보지하는 기판 지지부(200)와, 세정 부재(90)를 가지는 세정 부재 어셈블리(1)를 보지하는 보지부(100)와, 상기 세정 부재(90)를 회전시키는 부재 회전부(80)와, 상기 세정 부재(90) 내에 세정액을 공급하는 이너 세정액 공급부(110)와, 상기 세정 부재(90) 밖으로부터 세정액을 공급하는 아우터 세정액 공급부(120)와, 상기 세정 부재(90)를 상기 더미 기판(Wd)에 제 1 압력으로 누르면서 상기 아우터 세정액 공급부(120)로부터 더미 기판(Wd)에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 상기 세정 부재(90)를 상기 더미 기판(Wd)으로부터 이간하거나 또는 상기 세정 부재(90)를 상기 기판(Wd)에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어하는 제어부(350)를 가지고 있다.

Description

세정 부재의 세정 장치, 기판 세정 장치 및 세정 부재 어셈블리{CLEANING DEVICE OF CLEANING MEMBER, SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND CLEANING MEMBER ASSEMBLY}
본 발명은, 세정 부재를 세정하기 위한 세정 부재의 세정 장치, 기판 세정 장치 및 세정 부재 어셈블리에 관한 것이다.
종래부터, 새로운 세정 부재에는 오염물이 부착되어 있어, 이들을 제거하고 초기화하고 나서 사용할 필요가 있었다. 또한, 청정화한 세정 부재로 기판을 계속 세정하면, 예를 들면 처리 대상의 기판 상에 존재하고 있던 연마 슬러리 등의 기판 상의 파티클이 세정 부재에 퇴적하여, 세정 능력을 저하시킨다는 문제도 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 일본공개특허 특개2016-152345호에서는, 기판을 회전시키고, 회전하는 기판에 세정 부재를 접촉시키면서 기판을 세정하는 기판 세정 장치가 제안되어 있다. 이 기판 세정 장치에서는, 세정 부재를 지지하는 아암에 마련되고, 세정 부재에 접촉하여 세정 부재를 자기(自己) 세정하는 셀프 클리닝 부재와, 세정 부재를 지지하는 아암에 마련되고, 셀프 클리닝 부재를 세정 부재에 접촉시키는 위치와 세정 부재로부터 이간시키는 위치의 사이에서 이동시키는 이동 기구가 마련되어 있다.
일본공개특허 특개2016-152345호에서는 세정 부재와 셀프 클리닝 부재와의 접촉부에 세정액을 공급하는 양태도 개시되어 있지만, 이와 같이 종래의 세정 부재와 셀프 클리닝 부재와의 접촉부에 외방으로부터 세정액을 공급하는 양태에서는, 예를 들면 근래 검토되고 있는 특정한 슬러리를 이용한 기판 연마 후의 세정 프로세스에 있어서 입자 제거 성능이 기대한 성능에 미치지 않을 가능성이 있는 등의 과제를 알게 되었다.
본 발명은, 효율적으로 세정 부재를 세정할 수 있는 세정 부재의 세정 장치, 기판 세정 장치 및 세정 부재 어셈블리를 제공한다.
[개념 1]
본 발명에 의한 세정 부재의 세정 장치는,
기판을 보지(保持)하는 기판 지지부와,
세정 부재를 가지는 세정 부재 어셈블리를 보지하는 보지부와,
상기 세정 부재를 회전시키는 부재 회전부와,
상기 세정 부재 내에 세정액을 공급하는 이너 세정액 공급부와,
상기 세정 부재 밖으로부터 세정액을 공급하는 아우터 세정액 공급부와,
상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력으로 누르면서 상기 아우터 세정액 공급부로부터 기판에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 상기 세정 부재를 상기 기판으로부터 이간하거나 또는 상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어하는 제어부를 구비해도 된다.
[개념 2]
개념 1에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제 2 처리의 동안, 상기 아우터 세정액 공급부로부터 상기 기판으로의 세정액의 공급을 정지해도 된다.
[개념 3]
개념 1에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제 2 처리의 동안에도, 상기 아우터 세정액 공급부로부터 상기 기판으로의 세정액의 공급을 행해도 된다.
[개념 4]
개념 1 내지 3 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제 2 처리에 있어서의 상기 세정 부재의 제 2 회전 속도는, 상기 제 1 처리에 있어서의 상기 세정 부재의 제 1 회전 속도보다 빨라져도 된다.
[개념 5]
개념 1 내지 4 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
이너 세정액 공급부는 린스액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부는 약액을 공급하거나, 이너 세정액 공급부는 약액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부는 린스액을 공급하거나, 또는 이너 세정액 공급부 및 아우터 세정액 공급부는 약액을 공급해도 된다.
[개념 6]
개념 1 내지 5 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
이너 세정액 공급부는 제 1 약액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부는 제 1 약액과는 상이한 제 2 약액을 공급해도 된다.
[개념 7]
개념 1 내지 6 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제어부는, 상기 세정 부재를 상기 기판에 제 2 압력으로 누르고 있는 동안에 이너 세정액 공급부로부터 세정액을 공급하고,
상기 제 2 압력은 상기 제 1 압력의 1/2 이하가 되어도 된다.
[개념 8]
개념 1 내지 7 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기판을 교체하도록 반송부를 제어하고, 상기 제 1 처리 및 상기 제 2 처리에 의한 처리와 상기 기판의 교체 처리를 복수회의 세트로서 행하도록 제어해도 된다.
[개념 9]
개념 8에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
후반의 세트에 있어서의 제 1 압력은, 전반의 세트에 있어서의 제 1 압력보다 작아져도 된다.
[개념 10]
개념 1 내지 9 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제어부는, 제 1 압력이 문턱값 이상인 경우에는 기판과 세정 부재의 회전 방향이 역방향이 되고, 제 1 압력이 상기 문턱값 미만인 경우에는 기판과 세정 부재의 회전 방향은 동일한 방향이 되도록 제어해도 된다.
[개념 11]
개념 1 내지 10 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 아우터 세정액 공급부는, 상기 제 1 처리 및 상기 제 2 처리의 동안, 세정액을 계속 공급하고,
상기 이너 세정액 공급부는 린스액을 공급하고, 상기 제 1 처리의 동안에는 린스액의 공급을 정지해도 된다.
[개념 12]
개념 1 내지 11 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 이너 세정액 공급부는 린스액을 공급하고,
상기 제어부는, 상기 제 1 처리를 행하는 제 1 시간이 상기 제 2 처리를 행하는 제 2 시간보다 길어지도록 제어해도 된다.
[개념 13]
개념 1 내지 12 중 어느 하나에 의한 세정 부재의 세정 장치에 있어서,
상기 제어부는, 세정 처리가 행해지는 기판을 세정하기 전에 플러싱 처리를 행하도록 상기 아우터 세정액 공급부를 제어해도 된다.
[개념 14]
개념 1 내지 13 중 어느 하나에 의한 세정 부재 어셈블리는,
전술한 세정 부재의 세정 장치에 의해 세정된 세정 부재를 구비해도 된다.
[개념 15]
본 발명에 의한 기판 세정 장치는,
기판의 세정을 행하는 기판 세정 장치로서,
기판을 보지하는 기판 지지부와,
상기 기판에 세정액을 공급하는 기판 세정액 공급부와,
세정 부재를 가지는 세정 부재 어셈블리를 보지하는 보지부와,
상기 세정 부재를 회전시키는 부재 회전부와,
상기 세정 부재 내에 세정액을 공급하는 이너 세정액 공급부와,
상기 세정 부재 밖으로부터 세정액을 공급하는 아우터 세정액 공급부와,
상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력으로 누르면서 상기 아우터 세정액 공급부로부터 기판에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 상기 세정 부재를 상기 기판으로부터 이간하거나 또는 상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어하는 제어부를 구비해도 된다.
[개념 16]
개념 15에 의한 세정 부재 어셈블리는,
전술한 기판 세정 장치에 의해 세정된 세정 부재를 구비해도 된다.
본 발명에 의하면, 효율적으로 세정 부재를 세정할 수 있는 세정 부재의 세정 장치 등을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에서 이용될 수 있는 기판 세정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태의 일례로서 이용되는 세정 부재의 세정 장치를 나타낸 도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태의 다른 예로서 이용되는 세정 부재의 세정 장치를 나타낸 도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에서 이용되는 롤 세정 부재의 세정 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태의 양태에 의해, 세정 부재 내의 이물질이 제거되는 모습을 설명하기 위한 도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태에서 이용될 수 있는 일체 성형의 세정 부재를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태에서 이용될 수 있는 세정 부재의 세정 장치의 블록도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태의 실시예 1에 의한 세정 부재의 세정 장치를 이용했을 때에 기판 상에 남은 19㎚ 이상의 파티클과, 비교예 1에 의한 세정 부재의 세정 장치를 이용했을 때에 기판 상에 남은 19㎚ 이상의 파티클을 나타낸 사진(defect map)이다.
도 10a 및 도 10b는, 본 발명의 실시형태의 실시예 1에 의한 세정 부재의 세정 장치를 이용했을 때에 기판 상에 남은 19㎚ 이상의 파티클의 수와, 비교예 1에 의한 세정 부재의 세정 장치를 이용했을 때에 기판 상에 남은 19㎚ 이상의 파티클의 수를 비율로 나타낸 그래프이다.
도 11a는, 더미 기판과 롤 세정 부재가 접촉하는 개소에 있어서, 더미 기판과 롤 세정 부재가 반대의 방향으로 회전하고 있는 양태를 나타내고, 도 11b는, 더미 기판과 롤 세정 부재가 접촉하는 개소에 있어서, 더미 기판과 롤 세정 부재가 동일한 방향으로 회전하고 있는 양태를 나타내고 있다.
도 12는, 본 발명의 실시형태에서 이용되는 펜슬 세정 부재의 세정 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 13은, 본 발명의 실시형태에서 이용되는 롤 세정 장치의 구성의 개략을 나타내는 구성도이다.
도 14는, 본 발명의 실시예 2에서 이용되는 롤 세정 부재의 세정 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 15는, 본 발명의 실시예 3에서 이용되는 롤 세정 부재의 세정 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 16은, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 의한 기판 상에 남은 19㎚ 이상의 파티클의 수를 비율로 나타낸 그래프이다.
도 17은, 본 발명의 실시형태에서 이용될 수 있는 브레이크 인 장치의 사시도이다.
도 18은, 브레이크 인 모듈에 더미 기판을 장착했을 때의 상태를 나타낸 사시도이다.
도 19는, 본 발명의 실시형태에서 이용될 수 있는 브레이크 인 모듈의 블록도이다.
실시형태
《구성》
기판 세정 장치 등을 포함하는 기판 처리 장치의 실시형태에 관하여 설명한다. 또한, 이하의 실시의 일 형태에 있어서는 반도체 웨이퍼(피처리체)의 세정 처리, 특히 약액을 이용한 처리에 적용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 웨이퍼의 세정 처리에의 적용에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(310)과, 다수의 기판(W)을 저장하는 기판 카세트가 탑재되는 로드 포트(312)를 가지고 있다. 로드 포트(312)는, 하우징(310)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(312)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Mechanical Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF 포드, FOUP는, 내부에 기판 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다. 기판(W)으로서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다.
하우징(310)의 내부에는, 복수(도 1에 나타내는 양태에서는 4개)의 연마 유닛(314a∼314d)과, 연마 후의 기판(W)을 세정하는 제 1 세정 유닛(316) 및 제 2 세정 유닛(318)과, 세정 후의 기판(W)을 건조시키는 건조 유닛(320)이 수용되어 있다. 연마 유닛(314a∼314d)은, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되고, 세정 유닛(316, 318) 및 건조 유닛(320)도 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 본 실시형태의 기판 처리 장치에 의하면, 직경 300㎜ 또는 450㎜의 반도체 웨이퍼, 플랫 패널, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)나 CCD(Charge Coupled Device) 등의 이미지 센서, MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)에 있어서의 자성막의 제조 공정에 있어서, 다양한 기판(W)을, 연마 처리할 수 있다. 또한, 다른 실시형태의 기판 처리 장치로서는, 하우징(310) 내에 기판(W)을 연마하는 연마 유닛을 마련하지 않고, 기판(W)의 세정 처리 및 건조 처리를 행하는 장치로 해도 된다.
로드 포트(312), 로드 포트(312)측에 위치하는 연마 유닛(314a) 및 건조 유닛(320)에 둘러싸인 영역에는, 제 1 반송 로봇(322)이 배치되어 있다. 또한, 연마 유닛(314a∼314d) 및 세정 유닛(316, 318) 및 건조 유닛(320)과 평행하게, 반송 유닛(324)이 배치되어 있다. 제 1 반송 로봇(322)은, 연마 전의 기판(W)을 로드 포트(312)로부터 수취하여 반송 유닛(324)에 전달하거나, 건조 유닛(320)으로부터 취출된 건조 후의 기판(W)을 반송 유닛(324)으로부터 수취한다.
제 1 세정 유닛(316)과 제 2 세정 유닛(318)의 사이에, 이들 제 1 세정 유닛(316)과 제 2 세정 유닛(318)의 사이에서 기판(W)의 전달을 행하는 제 2 반송 로봇(326)이 배치되고, 제 2 세정 유닛(318)과 건조 유닛(320)의 사이에, 이들 제 2 세정 유닛(318)과 건조 유닛(320)의 사이에서 기판(W)의 전달을 행하는 제 3 반송 로봇(328)이 배치되어 있다. 또한, 하우징(310)의 내부에는, 기판 처리 장치의 각 기기의 움직임을 제어하는 제어부(전체 제어부)(350)가 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 하우징(310)의 내부에 제어부(350)가 배치되어 있는 양태를 이용하여 설명하지만, 이에 한정되지는 않고, 하우징(310)의 외부에 제어부(350)가 배치되어도 되며, 제어부(350)는 원격지에 마련되어도 된다.
제 1 세정 유닛(316)으로서, 세정액의 존재 하에서, 기판(W)의 직경의 대략 전체 길이에 걸쳐 직선 형상으로 연장되는 롤 세정 부재(90)를 접촉시키고, 기판(W)에 평행한 중심축 둘레로 자전시키면서 기판(W)의 표면을 스크럽 세정하는 롤 세정 장치가 사용되어도 된다. 또한, 제 2 세정 유닛(318)으로서, 세정액의 존재 하에서, 연직 방향으로 연장되는 원기둥 형상의 펜슬 세정 부재의 접촉면을 접촉시키고, 펜슬 세정 부재를 자전시키면서 일 방향을 향해 이동시켜, 기판(W)의 표면을 스크럽 세정하는 펜슬 세정 장치가 사용되어도 된다. 또한, 건조 유닛(320)으로서, 수평으로 보지하면서 회전하는 기판(W)을 향해, 이동하는 분사 노즐로부터 IPA 증기를 분출하여 기판(W)을 건조시키고, 기판(W)을 더 고속으로 회전시켜 원심력에 의해 기판(W)을 건조시키는 스핀 건조 유닛이 사용되어도 된다.
또한, 제 1 세정 유닛(316)으로서 롤 세정 장치가 아니라, 제 2 세정 유닛(318)과 마찬가지의 펜슬 세정 장치를 사용하거나, 이류체 제트에 의해 기판(W)의 표면을 세정하는 이류체 제트 세정 장치를 사용해도 된다. 또한, 제 2 세정 유닛(318)으로서 펜슬 세정 장치가 아니라, 제 1 세정 유닛(316)과 마찬가지의 롤 세정 장치를 사용하거나, 이류체 제트에 의해 기판(W)의 표면을 세정하는 이류체 제트 세정 장치를 사용해도 된다.
본 실시형태의 세정액에는, 순수(DIW) 등의 린스액과, 암모니아 과산화수소(SC1), 염산 과산화수소(SC2), 황산 과산화 수소(SPM), 황산 가수(加水), 불산 등의 약액이 포함되어 있다. 또한, 이들을 주성분으로 하는 혼합액이나 희석액이어도 된다. 본 실시형태에서 특별히 기재하지 않는 한, 세정액은, 린스액, 약액, 또는, 린스액 및 약액의 양방을 의미하고 있다. 또한, 본 실시형태의 세정에는, 롤 세정 부재(90)나 펜 세정 부재(90a) 등의 세정 부재를 회전시키면서 기판에 접촉시키면서 세정액을 기판에 공급하여 스크럽 세정하는 양태나, 기판에 부재를 접촉시키지 않고 세정액을 공급할 뿐인 양태가 포함되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 세정 부재 어셈블리(1)는, 세정 부재 장착부(10)와, 세정 부재 장착부(10)의 표면에 장착되는 세정 부재를 가져도 된다. 이하에서는, 일례로서, 세정 부재로서 롤 세정 부재(90)를 이용하여 설명하지만, 이에 한정되지는 않고, 본 실시형태의 양태는 예를 들면 펜슬 세정 부재나 브러시, 맨드릴 등의 세정 부재에도 이용할 수 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 롤 세정 부재(90)는 복수의 노쥴(돌기 부재)(95)을 가지는 스펀지로 이루어져도 된다. 노쥴(95)의 정상부의 면적을 5㎠ 이하로 해도 된다. 세정 부재 장착부(10)의 재료로서, PVDF나 PTFE를 사용해도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 세정 장치는 기판(W)을 보지하는 기판 지지부(200)를 가져도 된다. 기판 지지부(200)는, 기판(W)을 수평 방향으로 연장하도록 하여 보지해도 되고, 연직 방향으로 연장하도록 하여 보지해도 되며, 수평 방향으로부터 경사지게 보지해도 된다. 기판 지지부(200)는 기판(W)을 척 또는 흡착하여 보지하면서 회전해도 되고, 도 2에서 나타내는 스핀들과 같이 기판(W)을 회전시키면서 지지해도 된다. 기판(W)에 약액을 공급하는 약액 공급부(210) 및 기판(W)에 린스액을 공급하는 린스액 공급부(220)가 마련되어도 된다. 본 실시형태에서는, 기판(W)에 세정액을 공급하는 기판 세정액 공급부는 약액 공급부(210) 및 린스액 공급부(220)에 의해 구성되어 있다.
본 실시형태에서는, 세정 부재의 세정 장치가 기판 세정 장치로 이루어지는 양태를 이용하여 설명한다. 즉, 본 실시형태에서는, 반도체 기판 웨이퍼 등을 양산할 때의 일련의 처리 공정에서 이용되는 기판(W)을 세정하기 위해 이용되는 기판 세정 장치에 있어서, 세정 부재를 세정하는 세정 부재의 세정 장치(셀프 클리닝 장치 또는 브레이크 인 장치(600)(도 17 참조))가, 동시에, 기판을 세정하는 기판 세정 장치로서도 이용되는 양태를 이용하여 설명한다. 단, 이와 같은 양태에 한정되지는 않고, 기판 세정 장치와는 별도로 전용의 세정 부재의 세정 장치가 마련되어도 된다. 이와 같은 전용의 세정 부재의 세정 장치를 이용하는 경우에는, 기판(W)의 세정 처리에 이용하는 기판 세정 장치를 세정 부재의 세정 장치에 이용할 필요가 없어진다. 이 때문에, 기판 세정 장치의 가동 시간을 길게 할 수 있어, 기판 처리 매수를 향상시킬 수 있는(장치의 가동률을 높일 수 있는) 점에서 유익하다. 전용의 세정 부재의 세정 장치에 관한, 미국특허출원 No 2019/0088509A1은, 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
또한, 롤 세정 부재(90) 등의 세정 부재를 세정할 때에는, 기판으로서 더미 기판(Wd)을 이용해도 된다. 본 실시형태에서는, 이하, 기판으로서 더미 기판(Wd)을 이용하는 양태에 의해 설명하지만, 이것에 한정되지는 않고, 양산에서 이용되는 웨이퍼 등의 기판(W)을 이용하여 세정 부재의 세정 처리를 행해도 된다. 또한, 금속막을 가지는 더미 기판(Wd)에서는 세정액으로서 약액을 이용한 경우에는 금속막이 용해되어 버릴 가능성이 있기 때문에, 세정액으로서 약액을 이용한 경우에는 더미 기판(Wd)으로서는 산화막 등의 절연막을 가지는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이 절연막은 TEOS(테트라에톡시실란)여도 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 세정 부재의 세정 장치는, 롤 세정 부재(90)를 가지는 세정 부재 어셈블리(1)를 보지하는 보지부(100)와, 롤 세정 부재(90)를 회전시키는 부재 회전부(80)와, 롤 세정 부재(90) 내에 세정액을 공급하는 이너 세정액 공급부(110)와, 롤 세정 부재(90)의 외방으로부터 세정액을 공급하는 아우터 세정액 공급부(120)를 가져도 된다.
일 실시양태에서는, 부재 회전부(80)는, 예를 들면 모터, 모터의 구동력을 전달하는 벨트 등의 전달부로 구성되어 있고, 부재 회전부(80)와 세정 부재 어셈블리(1)가 보지부(100)를 개재하여 연결되어 있다. 그리고, 부재 회전부(80)에서 발생시킨 회전 구동력을 세정 부재 어셈블리(1)의 롤 세정 부재(90)에 전달되도록 하고 있다. 또한, 부재 회전부(80)는, (기판(W)에 대하여)수직 방향으로 상하 자유롭게 세정 부재 어셈블리(1)를 동작시킴과 함께, 소정의 위치에 정지시킬 수 있는 스토퍼를 가질 수 있다. 일 실시양태에서는, 롤 세정 부재를 상하동시키기 위한 실린더 기구를 마련할 수 있다. 또한, 롤 세정 부재를 회전시킬 때는, 모터가 구동력을 발생시킨 다음에, 구동력을 벨트 등의 전달부에 전달함으로써, 롤 세정 부재(90)가 길이 방향을 따른 축 중심 둘레로 회전하도록 구성되어 있다. 그리고, 롤 세정 부재의 xyz축 각각의 축 방향의 모션 컨트롤이 가능하도록, 롤 세정 부재의 위치를 측정하는 센서를 마련함과 함께, 센서에서 얻은 신호를 제어부가 수신하여, 롤 세정 부재의 위치를 변위시키는 변위 신호를 제어부에서 생성하고, 변위 신호를 부재 회전부 또는 실린더에 송신시킴으로써, 롤 세정 부재의 위치를 최적의 위치로 제어할 수 있다.
보다 구체적인 예를 도 13을 이용하여 설명한다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 롤 세정 부재(90)를 기판(W)에 누르거나 롤 세정 부재(90)를 기판(W)으로부터 이간시키기 위한 롤 가압 구동부(519)가 마련되어도 된다. 또한, 모터 등의 구동부(515)에 의한 회전력을 전달하는 벨트 등으로 이루어지는 전달부(517)가 마련되어도 된다. 또한, 롤 세정 부재(90)의 구동은, 구동부(515)에 의한 직동으로 행해져도 되고, 벨트 등을 개재하는 간접 전동으로 행해져도 된다.
부재 회전부(80)는, 구동부(515)에 가해지는 토크를 검출하는 토크 검출부(516)와, 가압 구동부(519)에 의한 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력을 검출하는 가압력 검출부(518)를 가져도 된다. 가압력 검출부(518)로서는 예를 들면 로드셀을 이용해도 된다.
제어부(350)는, 토크 검출부(516)로부터의 검출 결과에 기초하여, 가압 구동부(519)에 의한 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력을 제어해도 된다. 예를 들면, 구동부(515)에 가해지는 토크가 일정 범위(후술하는 제 2 범위 내)에 들어가도록 또는 일정값이 되도록, 제어부(350)가 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력을 제어한다.
제어부(350)는, 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과에 기초하여, 가압 구동부(519)에 의한 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력을 제어해도 된다.
또한, 제어부(350)는, 롤 세정 부재(90)가 기판(W)에 맞닿고 나서 제 1 시간(예를 들면 1초∼3초)이 도래할 때까지는 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과에 기초하여, 가압 구동부(519)에 의한 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력을 제어하고, 제 1 시간이 경과한 후에는 토크 검출부(516)로부터의 검출 결과에 기초하여 당해 가압력을 제어해도 된다. 또한, 이와 같은 양태가 아니라, 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과에 기초하여, 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력이 과도하게 커지지 않도록 또는 과도하게 작아지지 않도록만 제어(문턱값 제어)해도 된다.
또한, 제어부(350)는, 제 1 시간이 도래했을 때, 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과에 기초하여, 롤 세정 부재(90)의 기판(W)에 대한 가압력이 제 1 범위 내인지 판단하고, 당해 가압력이 제 1 범위의 범위 외인 경우에는 가압력이 제 1 범위 내가 되도록 가압 구동부(519)를 제어해도 된다.
토크 검출부(516)는 토크를 소정 시간 내에서 복수회 검출하고, 제어부(350)가 토크 검출부(516)에서 검출된 복수의 토크의 값에 기초하여(예를 들면 복수의 토크의 값의 평균값을 이용하여) 가압력을 제어해도 된다. 또한, 토크 검출부(516)는 소정 시간마다(예를 들면 0.1∼0.3초마다) 토크를 검출해도 된다. 일례로서, 제어부(350)는, 연속한 2∼5의 검출 결과에 기초하여 가압력을 제어해도 된다. 예를 들면, 0.1초마다 3개의 점을 선택하고, 이들의 평균값을 이용하여 롤 세정 부재(90)로부터 기판(W)에 가해지는 가압력을 제어해도 된다. 일 실시양태에서는, 롤 세정 부재에 의해 기판을 스크럽 세정할 때에, 토크 검출부(516)에서 소정 시간 내에 검출된 복수의 토크의 값에 기초하여, 세정 부재의 기판에 대한 가압력을 제어해도 된다.
또한, 부재 회전부(80)가 미리 정해진 회전수로 회전하는 경우에는, 부재 회전부(80)가 일정한 회전수를 실현하려고 하므로 가해지는 토크는 대소의 값을 반복하여 선택한다. 즉, 어떤 시점에서 토크가 높아지면 롤 세정 부재(90)로부터 기판(W)에 가해지는 가압력이 작아지도록 제어되고, 그 결과, 토크가 작아진다. 이와 같이 토크가 작아지면, 롤 세정 부재(90)로부터 기판(W)에 가해지는 가압력이 커지도록 제어되고, 그 결과, 토크가 커진다. 이 반복에 의해 부재 회전부(80)의 제어가 행해지므로, 평균값을 선택함으로써, 정밀도가 높은 토크의 값을 이용하여 제어할 수 있게 된다. 또한, 토크는, 회전축이 1회전하는 동안에 증감을 반복하기 때문에, 이 증감의 주기를 미리 설정값으로서 기억시켜 두어도 된다. 게다가, 회전축이 1회전하는 동안의 증감의 영향을 계산한 다음에, 상기의 토크 감시를 행하도록 해도 된다. 또한, 1회전 내의 토크의 변동량이 작은 롤 세정 부재(90)일수록, 롤 세정 부재(90)의 회전 위치(기판(W) 등의 피세정체와 접촉하는 노쥴(95)의 둘레 방향의 장소)의 상이에 의한 세정 효과의 편차를 적게 억제하는 것이 가능해진다.
롤 세정 부재(90)가 n회전(「n」은 정수이다.)하는 만큼의 시간 내에 토크 검출부(516)가 토크를 복수회 검출하고, 그 평균값을 이용하여 롤 세정 부재(90)로부터 기판(W)에 가해지는 가압력을 제어해도 된다.
제어부(350)는, 적어도 2개의 상이한 종류의 세정액에 대하여 상이한 값이 되도록 토크를 제어해도 된다. 또한, 제어부(350)는, 기판(W)의 종류가 상이한 경우에는, 상이한 값의 토크가 되도록 롤 세정 부재(90)로부터 기판(W)에 가해지는 가압력을 제어해도 된다.
제어부(350)는, 토크 검출부(516)로부터의 검출 결과에 기초하여 토크가 제 2 범위 내가 되도록 가압 구동부(519)를 제어해도 된다. 또한, 제어부(350)는, 토크 검출부(516)로부터의 검출 결과에 기초하여 토크가 제 2 범위 내인지를 소정의 시간마다 단속적으로 검출하고, 토크가 제 2 범위 외에 있는 경우에, 토크가 제 2 범위 내가 되도록 가압 구동부(519)를 제어해도 된다. 또한, 제어부(350)는, 토크 검출부(516)로부터의 검출 결과에 기초하여 토크가 제 2 범위 내인지를 연속적으로 검출하고, 토크가 제 2 범위로부터 벗어나지 않도록 적절히 조정하도록 해도 된다.
기판 지지부(200)로서 스핀들을 채용한 경우에, 제어부(350)는, 토크 검출부(516)로부터의 검출 결과에 기초하여 토크가 제 1 문턱값 이상이 되지 않도록 가압 구동부(519)를 제어함으로써, 기판(W)의 회전이 정지되는 것을 미리 방지해도 된다. 제 1 문턱값은, 경험적으로 기판(W)이 회전하지 않거나 또는 회전이 멈추어 버릴 때의 값에 기초하여 결정되어도 되고, 이론적으로 기판(W)이 회전하지 않을 때의 값에 기초하여 결정되어도 된다. 예를 들면, 경험적으로 기판(W)이 회전하지 않거나 또는 회전이 멈추어 버릴 때의 토크의 값의 10%∼30%의 이하의 값, 또는, 이론적으로 기판(W)이 회전하지 않을 때의 토크의 값의 10%∼30%의 이하의 값을 제 1 문턱값으로 해도 된다.
제 1 처리를 행할 때에는, 예를 들면, 토크 검출부(516) 및/또는 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과의 피드백을 받음으로써, 제어부(350)가 가압 구동부(519)를 제어하여 롤 세정 부재(90)를 기판(W)에 제 1 압력으로 누르면서, 또한 아우터 세정액 공급부(120)를 제어하여 아우터 세정액 공급부(120)로부터 기판(W)에 세정액을 공급하도록 제어해도 된다.
제 2 처리를 행할 때에는, 예를 들면, 토크 검출부(516) 및/또는 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과의 피드백을 받음으로써, 롤 세정 부재(90)를 기판(W)으로부터 이간하도록 제어부(350)가 가압 구동부(519)를 제어하거나, 롤 세정 부재(90)를 기판(W)에 제 2 압력으로 누르도록 가압 구동부(519)를 제어하도록 해도 된다. 또한, 이 때에는, 제어부(350)가 이너 세정액 공급부(110)를 제어하여 롤 세정 부재(90) 내에 세정액을 공급하도록 해도 된다.
토크 검출부(516) 및/또는 가압력 검출부(518)로부터 제어부(350)에 신호가 송신됨으로써, 토크 검출부(516) 및/또는 가압력 검출부(518)로부터의 검출 결과가 제어부(350)에서 수신되게 된다. 또한 제어부(350)가 가압 구동부(519)에 신호를 송신함으로써, 가압 구동부(519)가 당해 신호를 수신하고, 가압 구동부(519)가 롤 세정 부재(90)를 기판(W)의 법선 방향을 따라 이동시키게 된다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 브레이크 인 장치(600)는, 브레이크 인 박스체(605)와, 브레이크 인 박스체(605) 내에 마련된 브레이크 인 모듈(610)과, 브레이크 인 모듈(610)을 제어하기 위한 브레이크 인 제어부(650)와, 다양한 정보를 기억하는 브레이크 인 기억부(655)(도 19 참조)를 가져도 된다. 브레이크 인 제어부(650)는 예를 들면 터치 패널 등으로 구성되고, 브레이크 인 박스체(605)의 측면에 마련되도록 되어도 된다. 본 실시형태에서는, 2개의 브레이크 인 모듈(610)이 브레이크 인 박스체(605) 내에 마련되어 있는 양태를 이용하여 설명하지만, 이에 한정되지는 않고, 1개의 브레이크 인 모듈(610)이 브레이크 인 박스체(605) 내에 마련되어도 되며, 3개 이상의 브레이크 인 모듈(610)이 브레이크 인 박스체(605) 내에 마련되어도 된다. 복수의 브레이크 인 모듈(610)이 브레이크 인 박스체(605) 내에 마련되는 경우에는, 1개 이상의 브레이크 인 모듈(610)에서 롤 세정 부재(90)의 브레이크 인 처리가 행해지고, 다른 1개 이상의 브레이크 인 모듈(610)에서 펜슬 세정 부재의 브레이크 인 처리가 행해지도록 되어도 된다. 또한, 브레이크 인 장치(600)에 있어서의 제어는 브레이크 인 제어부(650)가 아니라, 전체 제어부인 제어부(350)에 의해 행해져도 된다. 또한, 도 19에 나타내는 바와 같이 브레이크 인 제어부(650)와 전체 제어부인 제어부(350)는 통신 가능하게 접속되어도 된다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 브레이크 인 장치(100)는, 당해 브레이크 인 장치(100)를 이동 가능하게 하는 제 1 이동부(690)를 가져도 된다. 일례로서는, 브레이크 인 박스체(605)의 하면에 캐스터 등의 제 1 이동부(690)가 마련되어도 된다. 또한, 브레이크 인 장치(600)는, 제 1 이동부(690)에 의해 이동하지 않도록 로크하기 위한 로크부(691)를 가져도 된다. 본 실시형태에서는, 4개의 제 1 이동부(690)와, 이들에 대응하여 마련된 4개의 로크부(691)가 마련되어 있는 양태를 이용하여 설명한다.
브레이크 인 장치(600)를 이동 가능하게 하는 제 1 이동부(690)가 마련되는 경우에는, 브레이크 인 장치(600)의 배치 위치를 자유롭게 변경할 수 있는 점에서 유익하다. 세정할 기판의 종류가 바뀌거나 세정할 기판의 수가 증가하면 하우징 내에 있어서의 기판 세정 장치의 레이아웃이 바뀌는 경우가 있다. 이 때문에, 브레이크 인 장치(600)를 이동 가능으로 하고, 남은 스페이스에 용이하게 배치할 수 있도록 하는 것은 유익하다.
세정 부재 보지부(100)는, 3개 이상의 롤 세정 부재(90)를 보지 가능하게 구성되어도 된다(도 18 참조). 단, 이에 한정되지는 않고, 세정 부재 보지부(100)는, 1개 또는 2개의 세정 부재(90)를 보지 가능하게 구성되어도 된다. 도 18에 나타내는 양태에서는, 세정 부재 보지부(100)가 4개의 롤 세정 부재(90)를 보지 가능하게 되어 있다.
롤 세정 부재(90)를 실제의 세정과 마찬가지의 환경에서 「적응시키는」 관점에서 보면, 세정 부재 보지부(100)에 의한 롤 세정 부재(90)의 회전 속도는, 기판 세정 장치에 있어서의 세정 공정에서 채용되어 있는 회전 속도와 동일한 속도여도 된다.
기판 지지부(200)는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 더미 기판(Wd)을 연직 방향으로 연장(즉 더미 기판(Wd)의 면내 방향이 상하 방향으로 연장)하도록 하여 보지하도록 구성되어도 된다. 단, 이에 한정되지는 않고, 기판 지지부(200)는, 기판을 수평 방향으로 연장하도록 보지하도록 구성되어도 되며, 수평 방향으로부터 경사지게 보지하도록 구성되어도 된다.
도 18에 나타내는 양태에서는, 4개의 기판 지지부(200)가 균등하게(회전 중심을 중심으로 하여 90°의 각도로) 배치되어 있다. 본 실시형태의 기판 지지부(200)는 스핀들로 구성되어 있고, 더미 기판(Wd)을 회전하면서 보지하도록 구성되어 있다. 기판 지지부(200)로서는, 이와 같은 스핀들이 아니라 척으로 이루어지는 것을 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 척에 의해 더미 기판(Wd)이 보지되고, 척에 의해 보지된 더미 기판(Wd)이 회전부로부터의 구동력을 받아서 회전되게 된다. 기판 지지부(200)의 수는 더미 기판(Wd)을 안정적으로 보지할 수 있으면 되고, 예를 들면 3개, 또는 6개로 해도 된다.
기판 지지부(200)로서 척을 채용하는 경우에는, 기판 지지부(200)는, 더미 기판(Wd)을 보지하고 있지 않은 경우에는 개방 상태로 되어 있고, 더미 기판(Wd)을 보지하는 경우에는 폐쇄 상태로 되어도 된다. 브레이크 인 제어부(650)로부터의 지령에 기초하여 더미 기판(Wd)의 개폐를 제어해도 되며, 더미 기판(Wd)을 탑재함으로써 자동적으로 기판 지지부(200)가 폐쇄 상태가 되고, 더미 기판(Wd)을 제거할 때에(일정 이상의 힘이 가해짐으로써) 자동적으로 기판 지지부(200)가 개방 상태가 되도록 해도 된다.
기판 지지부(200)에 더미 기판(Wd)을 설치할 때에는, 작업자가 더미 기판(Wd)을 기판 지지부(200)에 설치해도 되고, 로봇 아암과 같은 기판 반송부가 더미 기판(Wd)을 기판 지지부(200)에 설치해도 된다.
도 18에 나타내는 양태에서는 4개의 아우터 세정 공급부(120)가 마련되어 있고, 1개의 세정 부재 보지부(100)에 1개의 아우터 세정액 공급부(120)가 대응하도록 마련되어도 된다. 또한, 1개의 세정 부재 보지부(100)에 1개의 이너 세정액 공급부(110)(도 19 참조)가 대응하도록 마련되어도 된다. 이와 같은 양태에 의하면, 각 롤 세정 부재(90)에 대하여 확실하게 세정액을 공급할 수 있는 점에서 유익하다.
세정 부재 보지부(100)에는, 세정 부재 보지부(100)를 더미 기판(Wd)에 대하여 근접 및 이간시키기 위한 제 2 이동부(660)가 연결되어도 된다(도 18의 화살표도 참조). 또한, 제조 비용을 낮추거나 장치 구성을 소형화하기 위해, 제 2 이동부(660)는 세정 부재 보지부(100)를 더미 기판(Wd)에 대하여 근접 및 이간시킬 뿐인 구성이 되고, 세정 부재 보지부(100)를 요동 등 시키지 않는 구성이 되어도 된다.
롤 세정 부재(90)의 길이 방향의 양단부를 포함한 전체에 대하여 브레이크 인 처리하기 위해, 제 2 이동부(660)는 롤 세정 부재(90)를 그 길이 방향 또는 길이 방향에 직교하는 더미 기판(Wd)의 면내 방향을 따라 이동 또는 요동시킬 수 있도록 되어도 된다.
도 18에 나타내는 양태에서는, 더미 기판(Wd)의 표면측 및 이면측의 양측의 각각에 제 2 이동부(660)가 마련되어, 더미 기판(Wd)의 표면측에 위치하는 2개의 롤 세정 부재(90)와, 더미 기판(Wd)의 이면측에 위치하는 2개의 롤 세정 부재(90)를 동기시켜 이동시키도록 구성되어 있다. 제 2 이동부(660)는 예를 들면 액추에이터 등으로 구성되어도 된다.
다음에, 롤 세정 부재(90)의 세정 방법의 일례에 관하여 설명한다.
먼저, 더미 기판(Wd)이 스핀들 등의 기판 지지부(200)에 의해 지지된다.
다음에, 기판(W)이 회전됨과 함께, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 기판(W)에 세정액이 공급된다.
다음에, 제어부(350)가 가압 구동부(519)를 제어하여 롤 세정 부재(90)를 기판(W)에 제 1 압력으로 누른다(제 1 처리). 이 동안, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 기판(W)에 세정액이 계속 공급되고 있다.
다음에, 롤 세정 부재(90)를 기판(W)으로부터 이간하도록 제어부(350)가 가압 구동부(519)를 제어하거나, 롤 세정 부재(90)를 기판(W)에 제 2 압력으로 누르도록 가압 구동부(519)를 제어한다. 이와 같이 제어되고 있는 동안 또는 제어된 후에, 제어부(350)가 이너 세정액 공급부(110)를 제어하여 롤 세정 부재(90) 내에 세정액을 공급한다(제 2 처리). 이 동안, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 기판(W)에 세정액이 계속 공급되고 있다.
다음에, 제어부(350)로부터의 신호를 받아서 반송부(300)가 제어되고, 반송부(300)에 의해 이용된 더미 기판(Wd)이 제거되며, 다른 더미 기판(Wd)이 반입된다.
이후는 상기의 공정이 반복하여 행해진다. 또한, 제 1 처리 및 제 2 처리를 1회 행하는 것만으로 더미 기판(Wd)이 교환되는 것이 아니라, 제 1 처리 및 제 2 처리를 복수회의 세트로 행한 후에, 더미 기판(Wd)이 교환되도록 해도 된다.
제어부(350)는, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 접촉시키도록 제어해도 된다. 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 접촉시키기 위해 제어부(350)가 보지부(100)를 제어하여, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 가까워지도록 또는 더미 기판(Wd)으로부터 이간하도록 제어해도 된다. 이에 한정되지는 않고, 더미 기판(Wd)을 롤 세정 부재(90)에 가까워지도록 또는 롤 세정 부재(90)로부터 이간하도록 제어부(350)가 기판 지지부(200)를 제어해도 된다. 롤 세정 부재(90)의 회전 속도는 예를 들면 50rpm(회전/분)∼400rpm이다. 더미 기판(Wd)의 회전 속도는 예를 들면 50rpm∼400rpm이다. 또한, 세정 부재의 세정 장치로서 기판 세정 장치를 이용하는 경우에는, 아우터 세정액 공급부(120)로서는 도 2에 나타내는 약액 공급부(210) 또는 린스액 공급부(220)를 이용해도 된다.
제어부(350)는, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 제 1 압력으로 누르면서 아우터 세정액 공급부(120)로부터 더미 기판(Wd)에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)으로부터 이간하거나 또는 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어해도 된다.
제 2 처리에서는, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)으로부터 이간시킨 상태에서 200 내지 600회전/분(rpm)으로 회전시키면서 린스액 등으로 이루어지는 이너 세정액을 공급하도록 해도 된다. 특히, 400회전/분 전후로 회전시켜도 된다.
세정액의 온도는 예를 들면 60도 미만이다. 60도 이상의 온도로 하면 롤 세정 부재(90) 등의 세정 부재가 변질되어 버릴 가능성이 있기 때문이다. 또한, 세정액의 온도가 (60도 미만으로)높은 쪽이 이물질을 제거하는 효과가 높은 점에서는 유익하다. 또한 본원에서는, 기판(W) 상에 존재하는 먼지를 파티클이라고 부르고, 롤 세정 부재(90) 등의 세정 부재에 포함되는 파티클이나 잔사물을 이물질이라고 부른다.
롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)으로부터 이간시킬 때(퇴피 위치로 이동시킬 때)에는, 더미 기판(Wd)의 법선 방향을 따라 롤 세정 부재(90)를 이동시켜도 되고, 더미 기판(Wd)의 법선 방향을 따라 롤 세정 부재(90)를 약간 이동시킨 후에 더미 기판(Wd)의 면내 방향을 따라 롤 세정 부재(90)를 이동시키도록 해도 된다.
제 2 처리에 있어서의 롤 세정 부재(90)의 제 2 회전 속도는, 제 1 처리에 있어서의 롤 세정 부재(90)의 제 1 회전 속도보다 빨라져도 된다. 롤 세정 부재(90)의 제 2 회전 속도는 제 1 회전 속도의 1.5배∼6배의 속도가 되어도 되고, 1.5배∼3배의 속도로 하는 것이 특히 좋다.
예를 들면 새로운 롤 세정 부재(90)를 브레이크 인할 때에 본 실시형태의 세정 부재의 세정 장치가 이용되어도 된다. 새로운 롤 세정 부재(90)에서는 오염이 부착되어 있을 가능성이 높은 점에서 본 실시형태와 같은 세정 부재의 세정 장치를 이용하는 것은 유익하다. 또한, 롤 세정 부재(90)를 일정 정도 사용한 경우에도 롤 세정 부재(90)에 오염이 부착되는 경우가 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 세정 부재의 세정 장치는 일정 정도 이용한 롤 세정 부재(90)를 세정할 때에도 이용할 수 있다.
제어부(350)는, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리를 복수회의 세트로서 행하도록 제어해도 된다. 제어부(350)는, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리를 예를 들면 3회∼150회만큼 반복하여 행해도 된다. 일례로서는, 하기 표의 세트(제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리)를 반복하여 행해도 된다. 즉, 제 1 처리에서는, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르면서 아우터 세정액을 공급하고, 제 2 처리에서는, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)으로부터 이간하면서 이너 세정액 및 아우터 세정액을 공급하도록 해도 된다(도 5 참조). 그 후, 이너 세정액 및 아우터 세정액의 공급을 정지하고, 더미 기판(Wd)의 교체를 행하여, 제 1 처리를 다시 개시해도 된다.
제 1 처리 제 2 처리 더미기판의 교체
더미 기판에의 가압 ON OFF OFF
이너 세정액 공급 OFF ON OFF
아우터 세정액 공급 ON ON OFF
또한, 이와 같은 양태에 한정되지는 않고, 상기 표 1의 제 1 처리 및 제 2 처리를 소정의 횟수(예를 들면 3회∼50회)만큼 반복한 후에 더미 기판(Wd)의 교체를 행해도 된다. 또한 더미 기판(Wd)의 교체를 행할 때에, 아우터 세정액의 공급을 정지하지 않고, 아우터 세정액을 계속 공급해도 된다. 이 양태에 의하면, 교체되는 더미 기판(Wd)을 처음부터 보다 확실하게 적신 상태로 할 수 있다.
제어부(350)는, 후반의 세트에 있어서의 제 1 압력은, 전반의 세트에 있어서의 제 1 압력보다 작아지도록 제어해도 된다. 예를 들면, 1회째의 세트에 있어서의 제 1 압력은, 마지막회의 세트에 있어서의 제 1 압력보다 커져도 된다. 또한, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리를 n회 반복하는 경우에는, n의 절반을 초과하는 횟수에 있어서의 제 1 압력의 평균값은, n의 절반 이하의 횟수에 있어서의 제 1 압력의 평균값보다 작아져도 된다. 보다 구체적으로는, n이 짝수인 경우에는, n/2 이하의 횟수에 있어서의 제 1 압력의 평균값은 (n/2+1) 이상의 횟수에 있어서의 제 1 압력의 평균값보다 커지고, n이 홀수인 경우에는, (n-1)/2 이하의 횟수에 있어서의 제 1 압력의 평균값은 (n+1)/2 이상의 횟수에 있어서의 제 1 압력의 평균값보다 커져도 된다.
새로운 롤 세정 부재(90)의 세정 처리(브레이크 인 처리) 시와 롤 세정 부재(90)를 일정 정도 사용한 후에서의 세정 처리(이하 「유지 처리」라고도 함) 시에서, 레시피(처리 내용)는 동일한 것을 이용해도 되지만, 상이한 레시피를 이용해도 된다. 일반적으로, 롤 세정 부재(90)는, 롤 자체가 스펀지 형상 구조로 제조되고, 추가로 이너 린스를 할 수 있도록 내부에 공간을 마련하는 가공이 실시되므로, 제조 시의 롤 재료의 파편이 내부 공간에 남아 버린다. 이 때문에, 일반적으로는 새로운 롤 세정 부재(90) 쪽이 이미 기판(W)의 세정에서 사용하고 있는 롤 세정 부재(90)보다 오염되어 있어, 유지 처리 시에는, 브레이크 인 처리 시와 비교하여 레시피를 짧은 것으로 해도 된다. 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체에 의한 처리를 복수회의 세트로 행하는 경우에는, 유지 처리 시에는, 브레이크 인 처리 시의 세트 횟수의 1/2∼1/3의 세트 횟수로 행해도 된다.
기판(W)의 오염을 검지하기 위한 검지 장치(250)가 마련되어도 된다(도 8 참조). 검지 장치(250)의 검지 결과로부터 기판(W)의 오염이 소정 이상이 된 경우(예를 들면 파티클의 수가 소정 개수 이상이 된 경우)에, 롤 세정 부재(90) 등의 세정 부재의 세정 처리를 행하도록 제어부(350)가 제어해도 된다. 또한 소정 매수의 기판(W)이 세정된 타이밍에 세정 부재의 세정 처리를 행하도록 해도 되고, 예를 들면 20매의 기판(W)이 세정될 때마다 더미 기판(Wd)을 이용한 세정 부재의 세정 처리가 행해지도록 제어부(350)가 제어해도 된다.
더미 기판(Wd)을 이용하여 세정 부재를 세정한 후에, 모니터 웨이퍼 등의 기판을 당해 세정 부재를 이용하여 세정하고, 당해 기판의 오염을 검지 장치(250)에서 확인하도록 해도 된다. 또한 젖은 롤 세정 부재(90) 등의 세정 부재를 짜서, 얻어진 액체 내의 파티클 등을 검지 장치(250)가 검지하도록 해도 된다. 검지 장치(250)로서는, ICP-MS(ICP 질량 분석), LC(액체 크로마토그래피), 웨이퍼 이물질 검사 장치인 SP5(케이엘에이·텐콜사제) 등을 이용해도 된다.
이너 세정액 공급부(110)와 아우터 세정액 공급부(120)에서 동일한 세정액을 공급해도 되지만, 이와 같은 양태에 한정되지는 않고, 이너 세정액 공급부(110)와 아우터 세정액 공급부(120)에서 상이한 세정액을 공급해도 된다. 예를 들면, 이너 세정액 공급부(110)는 린스액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부(120)는 약액을 공급해도 된다. 또한, 이와 같은 양태와는 달리, 이너 세정액 공급부(110)는 약액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부(120)는 린스액을 공급해도 된다. 또한, 이너 세정액 공급부(110)는 제 1 약액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부(120)는 제 1 약액과는 상이한 제 2 약액을 공급해도 된다.
제어부(350)는, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 제 2 압력으로 누르고 있는 동안에 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액을 공급하도록 제어해도 된다. 이 때의 제 2 압력은 제 1 압력보다 작은 압력을 이용해도 되고, 1/2 이하가 되어도 되며, 추가로 1/3 이하가 되어도 된다. 더미 기판(Wd)에의 가압력은 예를 들면 1N∼20N이고, 예를 들면 6N 정도이다. 그리고, 이와 같이 제 1 압력으로서 6N을 채용하고 있는 경우에는, 제 2 압력을 3N 정도로 해도 된다. 단, 이와 같은 양태에 한정되지는 않고, 제 2 압력은 제 1 압력과 동일한 값으로 해도 되며, 제 2 압력은 제 1 압력보다 커져도 된다.
제어부(350)는, 더미 기판(Wd)을 교체하도록 반송부(300)를 제어해도 된다(도 8 참조). 반송부(300)는, 로드 포트(312), 제 1 반송 로봇(322), 반송 유닛(324) 및 제 2 반송 로봇(326)을 포함해도 된다(도 1 참조). 기판 세정 장치와는 별도로 전용의 세정 부재의 세정 장치를 이용하는 경우에는, 전용의 반송부(300)가 마련되어도 된다.
제어부(350)는, 제 1 압력이 문턱값 이상인 경우에는 더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)의 회전 방향이 역방향이 되고, 제 1 압력이 문턱값 미만인 경우에는 더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)의 회전 방향은 동일한 방향이 되도록 제어해도 된다. 문턱값은 미리 설정되어도 되고, 이용자가 퍼스널 컴퓨터의 키보드 및 마우스 등의 입력부(400)(도 8 참조)로부터 입력함으로써 문턱값이 설정되어도 된다. 본 실시형태에 있어서 「더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)의 회전 방향이 역방향」이 된다는 것은, 더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)가 접촉하는 개소에 있어서, 더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)가 반대의 방향으로 회전하고 있는 것을 의미하고 있다(도 11a 참조). 또한, 「더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)의 회전 방향은 동일한 방향」이 된다는 것은, 더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)가 접촉하는 개소에 있어서, 더미 기판(Wd)과 롤 세정 부재(90)가 동일한 방향으로 회전하고 있는 것을 의미하고 있다(도 11b 참조). 또한, 회전 방향을 바꿀 때에는, 더미 기판(Wd)의 회전 방향을 바꾸어도 되고, 롤 세정 부재(90)의 회전 방향을 바꾸어도 된다.
이너 세정액 공급부(110) 및 아우터 세정액 공급부(120)로부터 공급되는 세정액은 NH4OH 등의 알칼리성의 액체여도 된다.
아우터 세정액 공급부(120)는, 제 1 처리 및 제 2 처리의 동안, 세정액을 계속 공급해도 된다. 이너 세정액 공급부(110)는 린스액을 공급하고, 제 1 처리의 동안에는 린스액의 공급을 정지해도 된다. 이와 같은 세정액 및 린스액의 제어는 제어부(350)에 의해 행해져도 된다.
이너 세정액 공급부(110)는 세정액을 예를 들면 50ml/분∼2500ml/분으로 공급하고, 전형적으로는 400ml/분∼900ml/분으로 공급한다. 아우터 세정액 공급부(120)는 스프레이 형상으로 세정액을 공급해도 되고, 직선 형상으로 세정액을 공급해도 된다. 이너 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 세정액의 양을 50ml/분 미만으로 한 경우에는, 이너 세정액을 공급해도 세정 부재 전체에 마련된 구멍으로부터 균일한 토출압으로 토출할 수 없을 우려가 있고, 또한 오염을 토출압에 의해 물리적으로 제거하는 것을 기대할 수 없다. 또한, 예를 들면 역류 등의 우려를 적게 하여 확실하게 세정 부재 내에 이너 세정액을 공급하기 위해서는, 1500ml/분보다 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 이너 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 약액의 농도를 변화시키면서 공급해도 된다. 또한, 이너 세정액 공급부(110) 및 아우터 세정액 공급부(120)로부터 약액이 공급되는 경우에는, 이너 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 약액과 아우터 세정액 공급부(120)로부터 공급되는 약액은 종류가 상이한 약액이어도 되고, 동일한 약액이어도 상이한 농도의 약액이어도 된다.
제어부(350)는, 제 1 처리를 행하는 제 1 시간이 제 2 처리를 행하는 제 2 시간보다 길어지도록 제어해도 된다.
제어부(350)는, 양산되는 웨이퍼 등의 기판(W)을 세정하기 전에 플러싱 처리를 행하도록 아우터 세정액 공급부(120)를 포함하는 관련된 장치를 제어해도 된다. 또한 플러싱이란, 기판(W)이 마련되어 있지 않은 기판 세정 장치나 전용의 세정 부재의 세정 장치 등의 장치 내에서 린스액을 분무하는 등 하여 장치 내를 세정하는 처리이다.
세정 부재 어셈블리(1)의 일단부는 세정 부재 보지부(100)에 의해 종동적으로 보지되고, 타단부는 모터를 가지는 부재 회전부(80)에 의해 구동되어도 된다(도 3 참조). 즉, 세정 부재 보지부(100)는, 부재 회전부(80)에 의해 구동되는 제 2 세정 부재 보지부(100b)와, 종동적으로 구동되는 제 1 세정 부재 보지부(100a)를 가져도 된다.
롤 세정 부재(90)는 외팔보 구조여도 되고, 양팔보 구조여도 된다. 외팔보 구조인 경우에는, 세정 부재를 더미 기판(Wd)으로부터 이간하여 회전시키는 것은 구조상의 관점에서 우려가 있었지만, 발명자들이 확인한 바에 의하면, 400rpm 이하이면 특별한 문제가 없는 것이 확인되었다. 롤 세정 부재(90)가 외팔보 구조인 경우에는, 롤 세정 부재(90)가 보지되어 있는 단부측에 부재 회전부(80)가 마련되고, 또한 당해 단부로부터 이너 세정액이 공급되도록 해도 된다(도 4 참조). 또한, 양팔보 구조인 경우에는, 필요하면 400rpm 이상의 회전수여도 된다. 또한, 외팔보 구조라도, 설계 사양에 따라서는 400rpm 이상의 회전수로도 사용할 수 있다.
이너 세정액 및 아우터 세정액의 세정액을 공급할 때에는, 대상이 되는 기판에도 따르지만, 망 눈금이 1㎚ 정도 이상으로 이루어지는 필터(112, 122)를 이용해도 된다(도 3 참조). 단, 금후 기판의 가일층의 미세화 등에 맞춘 요구로, 가일층의 눈금이 좁은 필터를 이용하는 경우도 있을 수 있다. 이와 같은 필터(112,122)를 이용함으로써, 세정액에 포함되는 이물질을 제거할 수 있다. 아우터 세정액 공급부(120)는, 아우터 세정액 저류부(124)와, 아우터 세정액 저류부(124)에 연결된 노즐 등으로 이루어지는 아우터 세정액 공급 부재(121)를 가져도 된다. 이 경우, 아우터 세정액 저류부(124)와 아우터 세정액 공급 부재(121)의 사이에 필터(122)가 마련되어도 된다. 또한, 이너 세정액 공급부(110)와 세정 부재 보지부(100)의 사이에 필터(112)가 마련되어도 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 세정 부재 장착부(10)는, 본체(20)와, 본체(20)의 내부에서 연장되는 세정액 도입부(공극)(30)와, 세정액 도입부(30)에 연통된 복수의 세정액 공급 구멍(40)을 가져도 된다. 세정 부재 장착부(10)는 중공 영역을 가지는 원통 형상으로 구성되어도 된다. 이 중공 영역이 세정액 도입부(30)가 되고, 세정액 도입부(30)에 세정액 공급 구멍(40)이 연통되어, 세정액 도입부(30)에 공급된 세정액이 롤 세정 부재(90)에 젖어, 기판(W)을 세정할 때에 이용되어도 된다. 도 3은 노쥴(95)이 마련되어 있지 않는 개소에서 롤 세정 부재(90) 등을 절단한 단면이다.
세정액 도입부(30)에의 세정액은, 제 1 세정 부재 보지부(100a)의 내부에 마련된 공급관(115)을 개재하여 도입되어도 된다.
더미 기판(Wd)은 수평 방향에 대하여 경사지게 배치되어도 되고, 연직 방향으로 연장되도록 하여 배치되어도 된다. 또한, 더미 기판(Wd)의 표면과 이면의 양면을 이용하여 롤 세정 부재(90)의 세정 처리를 행하도록 해도 된다. 더미 기판(Wd)의 표면과 이면의 양면을 이용한 처리는 동시에 행해져도 되고, 편면씩 행해져도 된다.
세정 부재 어셈블리(1)는, 세정 부재 장착부(10)와 롤 세정 부재(90)가 일체로 구성되어도 되고, 세정 부재 장착부(10) 상에 롤 세정 부재(90)가 성형되어도 된다. 또한, 세정 부재 장착부(10)와 롤 세정 부재(90)는 별도 부재로서 구성되고, 분해 자유롭게 되어도 된다. 롤 세정 부재(90)는 PVA(polyvinyl alcohol) 스펀지 재료나 PVA를 반응시킨 PVFM(polyvinyl formal) 등의 다공질 수지 재료로 이루어져도 된다. 이 PVA 스펀지 재료(예를 들면, PVA-t(polyvinyl acetal) 수지 재료를 포함함)는, 폴리비닐아세테이트의 호모폴리머 등으로부터 조정할 수 있다. 롤 세정 부재(90)의 재료로서는, 나일론, 폴리우레탄, 또는, 폴리우레탄 및 PVA의 조합, 또는 기판 표면에 상처를 내지 않고, 프로세스를 위한 적합한 재료 제거를 제공하는 다른 코폴리머 등의 다른 성형 가능 재료를 사용할 수 있다.
일 실시양태에 있어서는, 제 1 단부(11)를 구성하는 캡 부재, 구멍(951a)을 가지는 내측 프레임(951) 및 외측 프레임(952)에 의해 형(型)이 형성된다(도 7 참조). 형을 형성하는 내측 프레임(951)의 내부에 세정 부재 장착부(10)를 삽입한다. 또한, 세정 부재 장착부(10)의 내부에 필러(예를 들면 납)를 충전시킨 다음에, 세정액 공급 구멍(40)의 각각의 개구부를 캡하는 캡 부재를 장착할 수 있다. 이어서, 롤 세정 부재(90)를 구성하는 PVA 소재를, 중합도 500∼4000으로 비누화도 80% 이상의 폴리비닐알코올을 적어도 포함하는 수용액과, 알데히드계 가교제, 촉매 및 기공 형성제로서의 전분을 혼합한 혼합액(또는 발포성 용액)을, 내측 프레임(951)과 세정 부재 장착부(10)의 사이에 도시하지 않은 노즐을 이용하여 흘려 넣는다. 그 후, 제 2 단부(12)를 구성하는 캡 부재를 세정 부재 장착부(10), 내측 프레임(951) 및 외측 프레임(952)에 장착하고, 40∼80도에서 가열하여, 액체를 반응시킨다. 이와 같이 하면, 내부에서 연장되는 공극을 가지는 장척(長尺) 형상의 세정 부재 장착부(10)와, 세정 부재 장착부(10)의 외표면을 덮는 다공질의 세정층(PVA 다공질층)이 세정 부재 장착부(10)와 일체로 형성되고, 또한, 세정층과 동일한 다공질의 PVA로 이루어지는 복수의 노쥴이 바깥쪽을 향해 돌출하도록 형성된다.
내측 프레임(951) 및 외측 프레임(952)의 각각은 개폐 가능하게 되어 있고, 이어서, 이들 내측 프레임(951) 및 외측 프레임(952)을 개방함으로써, 세정 부재 장착부(10)를 형으로부터 취출한다. 그리고, 세정 부재 장착부(10)의 내부에 충전된 필러(예를 들면 납)를 소정의 방법으로 제거함과 함께 세정액 공급 구멍(40)의 각각의 개구부를 캡하고 있던 캡 부재를 분리한다.
이어서, 세정 부재 장착부(10)의 내부 및 세정액 공급 구멍(40)의 각 개구부, 롤 세정 부재(90)의 각각을 수세한다. 이 일련의 공정에 의해, 사용 시에 있어서의 역오염의 문제 발생을 억제한 형태로, 세정 부재 장착부(10) 상에 PVA 소재로 이루어지는 롤 세정 부재(90)를 일체 성형에 의해 제조(몰드 성형)할 수 있다.
세정 부재 장착부(10) 상에 PVA 소재로 이루어지는 롤 세정 부재(90)를 일체 성형에 의해 제조할 때에, 롤 세정 부재(90)의 세정액 공급 구멍(40)의 각 개구부에 대응하는 개소에 패임이 생기도록, PVA 소재로 이루어지는 롤 세정 부재(90)를 성형시킬 수 있다. 이와 같은 세정 부재 어셈블리(1)로 함으로써, 세정 부재 장착부(10)로부터 세정부(90)에 토출하는 세정액이 내부에서 역류하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
세정 부재 어셈블리(1)는, 세정 부재 장착부(10)와 롤 세정 부재(90)를 접착제로 고착시킬 수 있다.
일 실시양태에 있어서는, 세정 부재 어셈블리(1)는, 롤 세정 부재(90)의 내경을 세정 부재 장착부(10)의 외경보다 작아지도록 형성하고, 세정 부재 장착부(10)에 롤 세정 부재(90)를 압입함으로써, 롤 세정 부재(90)의 탄성력에 의해, 세정 부재 장착부(10)와 롤 세정 부재(90)를 고정적으로 지지시킨다. 또한, 일 실시양태에 있어서는, 세정 부재 장착부(10)의 표면에 표면 활성제를 도포해 두고, 세정 부재 장착부(10)에 롤 세정 부재(90)를 삽입시킨 다음에, 세정 부재 장착부(10) 및 롤 세정 부재(90)를 물로 린스 세정하여 표면 활성제를 제거할 수도 있다.
일 실시양태에 있어서는, 롤 세정 부재(90)의 평균 기공 직경을 50㎛∼250㎛로 할 수 있다(여기서의 평균 기공 직경은 대상 영역의 복수의 기공으로부터 랜덤으로 추출된 소정수의 기공의 장경(長徑)의 평균값을 말한다). 또한, 일 실시양태에 있어서는, 롤 세정 부재(90)의 겉보기 밀도를 0.05g/㎤ 이상, 보수율(保水率)을 500%∼1200%로 할 수 있다. 또한, 일 실시양태에 있어서는, 롤 세정 부재(90)의 적정한 함수(含水) 상태에 있어서의 30% 압축 응력을 3kPa 이상 200kPa 이하로 할 수 있다. 또한, 적정한 함수 상태란, 건조 상태에 대한 함수 상태의 중량%로서, 기판(W)의 세정 처리 등에 있어서, 롤 세정 부재(90)가 적절한 탄성력을 가지는 함수 상태를 말한다. 또한, 30% 압축 응력은, 롤 세정 부재(90)를 적정한 함수 상태로 한 다음에, 양측의 단면(端面)으로부터 하중을 걸어 길이 방향으로 30% 눌렀을 때의 하중을 디지털 하중 측정기로 측정한 값을 기초로, 측정값을 단면의 면적으로 나눈, 단위 면적당의 하중을 말한다.
전술한 대로, 세정 부재로서 펜 세정 부재(90a)를 이용해도 된다. 이와 같이 세정 부재로서 펜 세정 부재(90a)를 이용하는 경우에는, 제 2 처리 시에는 펜 세정 부재(90a)를 회전시킴과 함께 또는 회전시키는 대신에, 세정 부재 어셈블리(1a)(펜슬 세정 부재(90a)를 가지는 세정 부재 어셈블리를 부호 「1a」로 나타냄)에 연결된 흡인부(260)(도 12 참조)에 의해, 펜 세정 부재(90a) 내의 세정액을 흡인하도록 해도 된다.
본 실시형태의 일 양태를 실시예로서 나타낸다.
<실시예 1>
실시예 1의 양태는, 수지 재료로 이루어지는 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르고 있는 동안은 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액을 공급하지 않고, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)으로부터 이간시키는 동안에 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액을 공급하는 양태이다(도 5 참조). 롤 세정 부재(90)의 회전수는 400rpm(회전/분)으로 되어 있다. 아우터 세정액 공급부(120)로부터는 약액을 계속 공급하고 있다. 또한, 약액으로서는 NH4OH를 이용하고, 린스액으로서는 순수(DIW)를 이용하고 있다. 실시예 1에서는, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리를 반복하여 행했다.
<비교예 1>
비교예 1에서는 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누른 상태에서 아우터 세정액 공급부(120)로부터는 약액을 계속 공급하고 있는 양태이다. 이 때, 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액은 공급하고 있지 않다.
실시예 1에 의하면 60분 후에 있어서 비교예 1과 비교하여 42% 정도로 할 수 있고, 180분 경과 후에 있어서 60분 후에 있어서의 비교예 1의 결과와 비교하여 12% 정도로 할 수 있었다(도 10a 및 도 10b 참조). 비교예 1에 의하면 일정 개수까지 파티클의 수를 줄일 수 있지만, 그 이상 줄이는 것은 어려웠다. 이 결과를 사진으로 나타낸 것이 도 9에 나타내는 defect map이다. 또한, 본건의 실시예 1에서 말하는(도 10a 및 도 10b에 나타냄) 파티클이란, 검사 장치로 관측할 수 있는 파티클의 최대 직경이 19㎚ 이상인 것이다. 단, 금후 기판의 가일층의 미세화 등의 요구에 맞추어, 검사 장치의 정밀도가 향상되어, 가일층의 미세한 파티클을 보는 경우도 있을 수 있다.
<실시예 2>
실시예 2에서는, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 약액을 공급하고 있는 동안은 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액을 공급하지 않고, 아우터 세정액 공급부(120)로부터의 약액의 공급을 정지한 후에, 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액의 공급을 900ml/분으로 행했다(도 14 참조). 이 동안, 수지 재료로 이루어지는 롤 세정 부재(90)는 더미 기판(Wd)에 9N으로 눌려져 있고, 롤 세정 부재(90)의 더미 기판(Wd)에의 가압력은 항상 동일한 값 9N으로 했다(즉, 제 1 압력=제 2 압력으로 했다.).
<실시예 3>
실시예 3에서는, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 약액을 계속 공급하고, 일정한 타이밍에 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액의 공급을 900ml/분으로 행했다(도 15 참조). 이 동안, 실시예 2와 마찬가지로, 수지 재료로 이루어지는 롤 세정 부재(90)는 더미 기판(Wd)에 9N으로 눌려져 있고, 롤 세정 부재(90)의 더미 기판(Wd)에의 가압력은 항상 동일한 값 9N으로 했다(즉, 제 1 압력=제 2 압력으로 했다.).
또한, 실시예 2 및 3에서의 실험은, 실시예 1 및 비교예 1을 행한 실험과 파티클의 확인 방법(레시피)이 상이한 점에서, 실시예 1과 마찬가지로, 수지 재료로 이루어지는 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르고 있는 동안은 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액을 공급하지 않고, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)으로부터 이간시키는 동안에 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액을 공급하는 양태(도 5 참조)에 관하여, 실시예 2 및 3과 마찬가지의 레시피로 측정한 결과를 실시예 4로서 나타낸다(도 16 참조).
본건의 실시예 2 및 3에서도 실시예 1과 마찬가지로, 검사 장치로 관측할 수 있는 파티클의 최대 직경이 19㎚ 이상인 것을 파티클로서 취급하고, 그 수를 카운트하여, 60분 후에 있어서의 비교예 1의 결과와 비교한(당해 결과를 100%로 한) 바, 도 16에 나타내는 결과가 되었다. 또한, 실시예 2 및 3에서도, 실시예 1과 마찬가지로, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리를 반복하여 행했다. 더미 기판(Wd)의 교체를 행할 때에는, 더미 기판(Wd)으로부터 롤 세정 부재(90)를 이간하여 행했다. 전술한 바와 같이, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리에 관해서는 복수회의 세트로 행해도 되고, 예를 들면 2∼10회의 세트로 행해도 된다. 이 점은 실시예 1에서도 마찬가지이다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 실시예 3에서는 60분 후에 있어서의 비교예 1의 결과와 비교하여 3% 정도로 할 수 있고, 실시예 2에서는 60분 후에 있어서의 비교예 1의 결과와 비교하여 5% 정도로 할 수 있었다. 실시예 1에 대응하는 실시예 4에서는 60분 후에 있어서의 비교예 1의 결과와 비교하여 8% 정도가 되는 점으로부터, 실시예 2 및 3에서는, 당해 실시예 4와 비교해도 유익한 효과를 얻을 수 있었다.
실시예 2 및 3의 각각에 있어서 60분이라는 짧은 시간에 파티클의 수를 상당히 줄일 수 있었던 것은 유익하다. 특히 실시예 2의 양태에 의하면, 실시예 3의 양태와 비교해도 더 우수한 결과가 되어 있어, 당해 양태를 이용하는 것이 유익한 것을 확인할 수 있었다. 즉, 제 2 처리의 동안, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르면서, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 더미 기판(Wd)에의 세정액의 공급을 정지하는 양태가 특히 유익하지만, 제 2 처리의 동안, 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르면서, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 더미 기판(Wd)으로의 세정액의 공급을 행하는 양태도 유익한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 2 내지 4에서는 9N의 힘으로 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르고 있지만, 5N 이상의 힘으로 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르는 것이 유익하고, 9N 이상의 힘으로 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르는 것이 보다 유익하며, 15N 이상의 힘으로 롤 세정 부재(90)를 더미 기판(Wd)에 누르는 것이 보다 더 유익하다.
《효과》
다음에, 상술한 구성으로 이루어지는 본 실시형태에 의한 효과로서, 아직 설명하지 않은 것을 중심으로 설명한다. 「구성」에서 기재되어 있지 않은 경우라도, 「효과」에서 설명하는 모든 구성을 본건 발명에 있어서 채용할 수 있다. 또한 「효과」에 있어서는, 세정 부재의 일례인 「롤 세정 부재」라는 용어가 아니라, 「세정 부재」라는 용어를 이용하여 설명한다.
제어부(350)가, 세정 대상인 세정 부재를 더미 기판(Wd)에 제 1 압력으로 누르면서 아우터 세정액 공급부(120)로부터 더미 기판(Wd)에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 세정 부재를 더미 기판(Wd)으로부터 이간하거나 또는 세정 부재를 더미 기판(Wd)에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어하는 경우에는, 세정 부재의 세정 시간을 현격히 짧게 할 수 있다(도 10a 및 도 10b 참조). 아우터 세정액 공급부(120)로부터 세정액을 공급하면서 더미 기판(Wd)에 세정 부재를 누름으로써, 세정 부재의 외면에 있어서의 오염을 제거할 수 있다. 또한, 세정 부재를 더미 기판(Wd)으로부터 이간시키거나, 또는 세정 부재를 더미 기판(Wd)에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액을 공급함으로써, 세정 부재 내의 이물질을 효율적으로 외부에 압출할 수 있다(도 6 참조).
근래, 작은 사이즈의 이물질의 제거가 요구되고 있는데, 본 실시형태의 양태에 의하면 작은 사이즈의 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 점에서 유익하다. 또한, 세정 부재의 청정도를 높게 유지할 수 있기 때문에, 세정 부재의 장수명화 및 생산의 안정화에도 연결된다.
본원의 발명자들에 의하면, 제 2 처리에 있어서의 세정 부재의 제 2 회전 속도를 제 1 처리에 있어서의 세정 부재의 제 1 회전 속도보다 빠르게 함으로써, 세정 부재의 세정 효과를 높일 수 있는 것이 확인되었다.
이너 세정액 공급부(110)와 아우터 세정액 공급부(120)에서 상이한 세정액을 공급하는 경우에는, 세정 부재의 재질에 따라서는 세정을 보다 효과적으로 행할 수 있다.
이너 세정액 공급부(110)가 린스액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부(120)가 약액을 공급하는 경우에 있어서, 제 1 처리를 행하는 제 1 시간이 제 2 처리를 행하는 제 2 시간보다 길어지는 양태를 채용한 경우에는, 세정 부재를 약액 풍부하게 할 수 있어, 세정 효과를 높일 수 있는 점에서 유익하다.
세정 부재를 더미 기판(Wd)에 제 2 압력으로 누르고 있는 동안에 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액을 공급하는 경우에는, 더미 기판(Wd)에 부착된 오염이 세정 부재에 되돌아오는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 세정 부재를 보다 효과적으로 세정할 수 있다.
제어부(350)가 더미 기판(Wd)을 교체하도록 반송부(300)를 제어하는 경우에는, 세정 부재의 세정 처리에 있어서의 더미 기판(Wd)의 교체도 자동으로 행할 수 있다.
제어부(350)가, 제 1 처리 및 제 2 처리에 의한 처리와 더미 기판(Wd)의 교체 처리를 복수회의 세트로서 행하도록 제어하는 경우에는, 효과적인 세정 부재의 세정 처리를 자동으로 행할 수 있다.
제어부(350)가 후반의 세트에 있어서의 제 1 압력이 전반의 세트에 있어서의 제 1 압력보다 작아지도록 제어하는 경우에는, 역오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 세정 처리가 종료하면 웨이퍼 등의 기판(W)의 세정 처리를 행하게 되지만, 세정 처리의 과정에서 더미 기판(Wd)의 오염이 세정 부재에 부착되는 등의 사태가 발생할 가능성을 부정할 수 없다. 이와 같은 오염은 세정 부재를 더미 기판(Wd)에 강하게 누를 경우에 발생할 가능성이 있는 점에서, 후반의 세트에 있어서의 제 1 압력이 전반의 세트에 있어서의 제 1 압력보다 작게 하는 것은 역오염의 리스크를 저감시킬 수 있는 점에서 유익하다.
제 1 압력이 문턱값 이상인 경우에는 더미 기판(Wd)과 세정 부재의 회전 방향이 역방향이 되는 양태를 채용함으로써, 더미 기판(Wd)과 세정 부재의 접촉 개소에 보다 많은 세정액을 모은 상태에서, 세정 부재의 세정 처리를 행할 수 있다. 일반적으로는 더미 기판(Wd)에 대하여 세정 부재를 강하게 누른 경우 쪽이 세정을 효과적으로 행할 수 있지만, 본 양태에 의하면, 그와 같은 경우에 보다 많은 세정액을 더미 기판(Wd)과 세정 부재의 접촉 개소에 모을 수 있다.
제 1 압력이 문턱값보다 작은 경우에는 더미 기판(Wd)과 세정 부재의 회전 방향은 동일한 방향이 되도록 제어하는 경우에는, 상대적으로 세정을 보다 효과적으로 행하지 않는 경우에, 대량의 세정액에 의해 세정 부재가 잠기지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 대량의 세정액에 의해 세정 부재가 잠기지 않도록 함으로써, 더미 기판(Wd)으로부터 세정 부재로의 역오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일례로서는, 제 1 압력이 커지는 전반의 세트에 있어서는 더미 기판(Wd)과 세정 부재의 회전 방향이 역방향이 되도록 제어부(350)가 제어하고(도 11b 참조), 제 1 압력이 작아지는 후반의 세트에 있어서는 더미 기판(Wd)과 세정 부재의 회전 방향이 동일한 방향이 되도록 제어부(350)가 제어해도 된다(도 11a 참조).
세정액으로서 약액을 이용함으로써 마이너스 전위를 발생시킬 수 있고, 그 결과로서 높은 제타 전위를 생성할 수 있다. 이 때문에, 세정 부재와 이물질의 사이에서 반발력을 생성하거나, 이물질끼리에서 반발력을 생성할 수 있어, 이물질을 제거하기 쉽게 할 수 있다. 이 관점에서 보면 약액으로서 알칼리성인 것을 이용하는 것이 유익하다. NH4OH 등의 알칼리성의 약액에서는 산성의 약액과 비교하여 마이너스 전위가 커지기 때문이다. 또한, 기판(W)의 세정 처리에서 이용되는 세정액이 산성의 약액으로 이루어지는 경우라도, 세정 부재의 세정 처리 시에는 알칼리성의 약액을 이용하도록 해도 된다. 한편, 기판(W)의 세정 처리에서 이용하는 약액과 동일한 약액을 이용하여 세정 부재의 세정 처리를 행하도록 해도 된다. 이 경우에는 장치 구성을 변경할 필요가 없어지는 점에서는 유익하다.
아우터 세정액 공급부(120)가 제 1 처리 및 제 2 처리의 동안에 세정액을 계속 공급하는 양태를 채용한 경우에는, 더미 기판(Wd)을 상시 적신 상태로 할 수 있다. 더미 기판(Wd)이 마른 상태가 되면, 세정 부재에 이물질이 부착될 가능성이 높아지는 점에서, 아우터 세정액 공급부(120)에 의해 더미 기판(Wd)을 상시 적신 상태로 하는 것은 유익하다. 이 관점에서 보아, 더미 기판(Wd)을 세정액으로 적신 후에 브레이크 인 처리를 포함하는 세정 부재의 세정 처리를 개시하는 것이 유익하다.
새로운 세정 부재를 세정 처리할 때(브레이크 인 처리 시)에는 세정 부재를 미리 세정액으로 적시도록 해도 된다. 세정 부재가 마른 상태에서 세정 처리를 행하면, 세정 부재에 역오염이 발생할 가능성이 있는 점에서, 이와 같은 양태를 채용하는 것은 유익하다. 세정 부재를 세정액으로 적시기 위해 세정 부재를 세정액에 침지시키도록 제어부(350)가 제어해도 되고, 이너 세정액 공급부(110)로부터 세정액이 공급되어, 일정량의 세정액이 공급된 후에, 세정 부재의 세정 처리를 개시하도록 제어부(350)가 제어해도 된다. 또한 발명자들에 의하면, 세정 부재를 적시기 위한 세정액으로서는 린스액이 아니라 약액을 이용한 경우에 있어서 세정 효과가 높은 것이 확인되었다.
이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액이 공급되고, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 약액이 공급되는 경우에는, 세정 부재가 더미 기판(Wd)에 접촉하고 있는 동안은 이너 세정액 공급부(110)로부터의 린스액의 공급을 정지해도 된다. 이너 세정액 공급부(110)로부터 린스액이 계속 공급되고 있으면, 아우터 세정액 공급부(120)로부터 공급되는 약액이 옅어져 버려, 세정 효과가 떨어져 버리기 때문이다. 또한, 이너 세정액 공급부(110)로부터 약액이 공급되는 경우에는, 세정 부재가 더미 기판(Wd)에 접촉하고 있는 동안에도, 이너 세정액 공급부(110)로부터 약액이 공급되도록 해도 된다.
세정 부재를 회전시킴으로써 세정액이 장치 내에서 비산되어 버려, 양산되는 기판(W)의 세정에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 이 관점에서 보면, 세정 부재의 세정 장치로서 기판 세정 장치를 이용하는 경우에, 양산되는 기판(W)의 세정을 개시하기 전에 장치 내를 플러싱하는 것은, 비산된 세정액에 의한 악영향을 방지할 수 있어, 유익하다. 또한, 장치 내에 세정액이 비산되어 버리는 것을 방지하는 관점에서 보면, 세정 부재의 세정 장치로서 기판 세정 장치를 이용하는 경우에는, 기판(W)을 세정할 때와 비교하여, 세정 부재의 세정 처리를 행하는 동안, 장치 내에서의 다운 플로우를 크게 해도 된다.
또한, 일 실시양태에 있어서의, 세정 부재가 세정하는 처리 대상물은, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 실리콘 웨이퍼, 유리 기판, 프린트 배선 기판, 액정 패널, 태양광 패널이어도 된다. 또한, 처리 대상물의 평면의 형상은 원형이어도 직사각형이어도 되고, 평면의 두께가 면내의 휨을 허용하는 두께여도 된다. 처리하는 기판은, 각형 기판, 원형 기판을 포함한다. 또한, 각형 기판은, 직사각형 등의 다각형의 유리 기판, 액정 기판, 프린트 기판, 그 밖의 다각형의 도금 대상물을 포함한다. 원형 기판은, 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 그 밖의 원형의 도금 대상물을 포함한다.
세정액으로서는, 고온의 순수, APM(A㎜onium Hydrogen-peroxide Mixture, 암모니아와 과산화수소수의 혼합액), SPM(Sulfuric- Acid Hydrogen Peroxide Mixture, 황산과 과산화수소수의 혼합액), 탄산수, 초음파수, 오존수 등을 적용할 수 있다.
상술한 각 실시형태의 기재 및 도면의 개시는, 특허 청구의 범위에 기재된 발명을 설명하기 위한 일례에 불과하고, 상술한 각 실시형태의 기재 또는 도면의 개시에 의해 특허 청구의 범위에 기재된 발명이 한정되는 경우는 없다. 또한, 출원 당초의 청구항의 기재는 어디까지나 일례이며, 명세서, 도면 등의 기재에 기초하여, 청구항의 기재를 적절히 변경할 수도 있다.
80 : 부재 회전부
90 : 세정 부재
100 : 보지부
110 : 이너 세정액 공급부
120 : 아우터 세정액 공급부
350 : 제어부
Wd : 더미 기판

Claims (16)

  1. 기판을 보지하는 기판 지지부와,
    세정 부재를 가지는 세정 부재 어셈블리를 보지하는 보지부와,
    상기 세정 부재를 회전시키는 부재 회전부와,
    상기 세정 부재 내에 세정액을 공급하는 이너 세정액 공급부와,
    상기 세정 부재 밖으로부터 세정액을 공급하는 아우터 세정액 공급부와,
    상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력으로 누르면서 상기 아우터 세정액 공급부로부터 기판에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 상기 세정 부재를 상기 기판으로부터 이간하거나 또는 상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어하는 제어부
    를 구비하는 세정 부재의 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 처리의 동안, 상기 아우터 세정액 공급부로부터 상기 기판으로의 세정액의 공급을 정지하는 세정 부재의 세정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 처리의 동안에도, 상기 아우터 세정액 공급부로부터 상기 기판으로의 세정액의 공급을 행하는 세정 부재의 세정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 처리에 있어서의 상기 세정 부재의 제 2 회전 속도는, 상기 제 1 처리에 있어서의 상기 세정 부재의 제 1 회전 속도보다 빨라지는 세정 부재의 세정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이너 세정액 공급부는 린스액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부는 약액을 공급하거나, 이너 세정액 공급부는 약액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부는 린스액을 공급하거나, 또는 이너 세정액 공급부 및 아우터 세정액 공급부는 약액을 공급하는 세정 부재의 세정 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이너 세정액 공급부는 제 1 약액을 공급하고, 아우터 세정액 공급부는 제 1 약액과는 상이한 제 2 약액을 공급하는 세정 부재의 세정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 세정 부재를 상기 기판에 제 2 압력으로 누르고 있는 동안에 이너 세정액 공급부로부터 세정액을 공급하고,
    상기 제 2 압력은 상기 제 1 압력의 1/2 이하로 되어 있는 세정 부재의 세정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판을 교체하도록 반송부를 제어하고, 상기 제 1 처리 및 상기 제 2 처리에 의한 처리와 상기 기판의 교체 처리를 복수회의 세트로서 행하도록 제어하는 세정 부재의 세정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    후반의 세트에 있어서의 제 1 압력은, 전반의 세트에 있어서의 제 1 압력보다 작아지는 세정 부재의 세정 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 제 1 압력이 문턱값 이상인 경우에는 기판과 세정 부재의 회전 방향이 역방향이 되고, 제 1 압력이 상기 문턱값 미만인 경우에는 기판과 세정 부재의 회전 방향은 동일한 방향이 되도록 제어하는 세정 부재의 세정 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아우터 세정액 공급부는, 상기 제 1 처리 및 상기 제 2 처리의 동안, 세정액을 계속 공급하고,
    상기 이너 세정액 공급부는 린스액을 공급하고, 상기 제 1 처리의 동안에는 린스액의 공급을 정지하는 세정 부재의 세정 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 세정 처리가 행해지는 기판을 세정하기 전에 플러싱 처리를 행하도록 상기 아우터 세정액 공급부를 제어하는 세정 부재의 세정 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 세정 부재의 세정 장치에 의해 세정된 세정 부재를 구비하는 세정 부재 어셈블리.
  14. 기판의 세정을 행하는 기판 세정 장치에 있어서,
    기판을 보지하는 기판 지지부와,
    상기 기판에 세정액을 공급하는 기판 세정액 공급부와,
    세정 부재를 가지는 세정 부재 어셈블리를 보지하는 보지부와,
    상기 세정 부재를 회전시키는 부재 회전부와,
    상기 세정 부재 내에 세정액을 공급하는 이너 세정액 공급부와,
    상기 세정 부재 밖으로부터 세정액을 공급하는 아우터 세정액 공급부와,
    상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력으로 누르면서 상기 아우터 세정액 공급부로부터 기판에 세정액을 공급하는 제 1 처리와, 상기 세정 부재를 상기 기판으로부터 이간하거나 또는 상기 세정 부재를 상기 기판에 제 1 압력 이하인 제 2 압력으로 누르면서 이너 세정액 공급부로부터 세정액을 공급하는 제 2 처리를 행하도록, 제어하는 제어부
    를 구비하는 기판 세정 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 세정 부재를 상기 기판에 누를 때의 토크를 소정 시간 내에서 복수회 검출하는 토크 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 토크 검출부에서 검출된 복수의 토크의 값에 기초하여, 상기 세정 부재의 상기 기판에 대한 가압력을 제어하는, 기판 세정 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 기재된 기판 세정 장치에 의해 세정된 세정 부재를 구비하는 세정 부재 어셈블리.
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