KR20230047021A - 세정 장치 - Google Patents

Abstract

기판에의 세정액의 재부착을 저감하고, 기판을 청정하게 유지할 수 있는 세정 장치를 제공한다.
실시 형태의 세정 장치(1)는, 기판(W)에 접해서 기판(W)을 회전시키는 전달부(101)와, 전달부(101)로부터 직경이 확장되고, 기판(W)의 하방에 위치하는 상면(102a)을 갖는 기체부(102)를 갖는 복수의 롤러(100)와, 기판(W)에 대하여 세정액(L)을 토출하는 세정액 토출부(40)와, 회전하는 기판(W)의 적어도 한쪽 면에, 브러시(25)를 접촉시킴으로써, 기판(W)의 면을 세정하는 세정부를 갖고, 기체부(102)의 상면(102a)에는, 롤러(100)의 회전 중심측으로부터 외주에 달하는 홈(103)이 형성되어 있다.

Description

세정 장치{CLEANING APPARATUS}

본 발명은 세정 장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 기판인 반도체의 웨이퍼의 표면을 높은 청정도로 세정할 것이 요구되는 경우가 있다. 예를 들어, 기판의 표면을 평탄화하기 위해서, 화학 기계 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)를 행한 후에는, 기판의 표면에, 유기물, 금속을 포함하는 연마 부스러기나 슬러리의 잔사 부스러기 등의 파티클(이하, 오염물이라 한다)이 부착되어 있다.

오염물은, 평탄한 성막의 방해나, 회로 패턴의 쇼트로 이어지기 때문에, 제품 불량을 일으키게 된다. 그 때문에, 기판을 세정액으로 세정함으로써, 제거할 필요가 있다. 이러한 세정을 행하는 장치로서, 회전하는 브러시를 사용하는 세정 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

이 세정 장치는, 기판을 회전 구동함과 함께, 회전하는 브러시를, 세정액을 개재하여 기판의 표면에 접촉시켜서, 기판과 평행한 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 세정액에 의해 기판의 표면에 부착된 오염물이 떠서, 브러시에 의해 기판 밖으로 배출되므로, 기판이 전체에 걸쳐서 세정된다.

기판은, 외주를 복수의 원형의 롤러에 의해 보유 지지되고, 그 롤러를 동일 방향으로 회전 구동함으로써 회전된다. 롤러는 기판에 접해서 기판을 회전시키는 전달부 아래에, 대경의 기체부가 마련되어 있다. 기체부의 상면은, 외주로부터 회전 중심을 향해서 높아지도록 경사진 테이퍼면이 마련되어 있다. 기판으로부터 이격한 상태에서 대기한 롤러가, 기판에 접하는 방향으로 이동할 때에, 기판의 이면측의 외주가, 테이퍼면에 접해서 상방으로 안내되어, 전달부에 접하는 위치까지 달함으로써, 기판이 보유 지지된다.

일본특허공개 제2013-089797호 공보

여기서, 세정 중에 있어서 회전하는 롤러에 부착된 세정액은, 원심력에 의해 외측으로 배출된다. 그러나, 전달부에 접하고 있는 기판의 이면측의 외주와, 테이퍼면은 접근한 위치에 있고, 양자간에는 매우 좁은 공간이 발생하고 있다. 이 때문에, 기판의 이면측의 외주와 롤러의 테이퍼면 사이의 공간으로 들어간 세정액은, 표면 장력에 의해 공간에 고이기 쉬워져서, 액 고임이 된다. 그리고, 이 부분은, 항상 액 고임이 발생하고 있는 상태가 되기 때문에, 세정액의 배출성이 나쁘다. 이 때문에, 세정액은 원심력에 의해 소량씩 배출되는 것이 아니고, 체류할 수 없게 될 때까지의 양이 고였을 때에, 외측으로 비산하게 되어, 기판에의 재부착의 원인이 된다.

게다가, 롤러의 전달부는, 기판의 외주 단부면과 접촉하면서 회전하기 때문에, 롤러의 기판과 접촉하는 부분이 깎여서 진애(이하, 파티클이라 한다)가 발생한다. 이 파티클은, 상기와 같은 롤러의 테이퍼면의 액 고임에 세정액과 함께 고여 간다. 그러면, 세정액이 외측으로 비산할 때에, 파티클도 비산해서 기판의 이면측에 부착되게 되므로, 기판의 청정도가 악화된다.

본 발명의 실시 형태는, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 제안된 것이며, 그 목적은 기판에의 세정액의 재부착을 저감하여, 기판을 청정하게 유지할 수 있는 세정 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 실시 형태의 세정 장치는, 기판에 접해서 상기 기판을 회전시키는 전달부와, 상기 전달부로부터 직경이 확장되고, 상기 기판의 하방에 위치하는 상면을 갖는 기체부를 갖는 복수의 롤러와, 상기 기판에 대하여 세정액을 토출하는 세정액 토출부와, 회전하는 상기 기판의 적어도 한쪽 면에 브러시를 접촉시킴으로써, 상기 기판의 면을 세정하는 세정부를 갖고, 상기 상면에는, 상기 롤러의 회전 중심측으로부터 외주에 달하는 홈이 형성되어 있다.

본 발명의 실시 형태는, 기판에의 세정액의 재부착을 저감하여, 기판을 청정하게 유지할 수 있는 세정 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태의 세정 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 롤러의 형상을 도시하는 평면도 (A) 및 측면도 (B)이다.
도 3은 실시 형태의 롤러가 기판에 접하고 있는 상태 (A), 홈이 없는 롤러가 기판의 외주에 접하고 있는 상태 (B)를 도시하는 도면이고, 우측 도면이 평면도, 좌측 도면이 우측 도면의 D-D 화살표 방향으로 본 종단면도이다.
도 4는 해방 위치에 있는 롤러 (A), 보유 지지 위치에 있는 롤러 (B)를 도시하는 측면도이다.
도 5는 해방 위치에 있는 롤러 (A), 보유 지지 위치에 있는 롤러 (B)를 도시하는 평면도이다.
도 6은 세정부를 도시하는 측면도이다.
도 7은 세정의 개시 위치에 있는 세정부 (A), 세정 중인 세정부 (B), 종료 위치에 있는 세정부 (C)를 도시하는 평면도이다.
도 8은 실시 형태의 롤러의 변형예를 도시하는 평면도 (A) 및 측면도 (B)이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(W)을 회전시키면서, 세정액(L)과 브러시(25)(도 4, 도 6 참조)에 의해 세정하는 세정 장치(1)이다. 세정 대상이 되는 기판(W)은, 전형적으로는 반도체의 웨이퍼이지만, 표시 장치용 기판 등이어도 된다. 기판(W)은 원형이며, 그 외주에는 베벨 가공이 실시되어 있다. 즉 모서리를 연삭하는 것에 의한 모따기가 이루어져 있다.

[구성]

세정 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전 구동부(10), 세정부(20), 브러시 구동부(30), 세정액 토출부(40)를 갖는다.

(회전 구동부)

회전 구동부(10)는, 기판(W)의 외주를 보유 지지하는 복수의 롤러(100)를 회전시킴으로써, 기판(W)을 회전 구동한다. 회전 구동부(10)는, 제1 보유 지지부(11), 제2 보유 지지부(12), 제1 구동부(13) 및 제2 구동부(14)를 갖는다. 제1 보유 지지부(11) 및 제2 보유 지지부(12)는, 기판(W)을 사이에 두고 대향하는 위치에 배치된다.

제1 보유 지지부(11), 제2 보유 지지부(12)는, 각각 한 쌍의 롤러(100)를 갖는다. 롤러(100)는, 기판(W)에 직교하는 축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있다. 도 2의 (A), (B)에 나타내는 바와 같이, 제1 보유 지지부(11)와 제2 보유 지지부(12)에 있어서의 각 롤러(100)는, 전달부(101) 및 기체부(102)를 갖는다. 전달부(101)는 기판(W)에 접해서 회전시킨다(도 3의 (A) 참조). 전달부(101)는, 원기둥 형상이며, 그 측면은, 기판(W)의 외주에 접촉함으로써, 기판(W)을 보유 지지한다.

기체부(102)는, 전달부(101)와 동심이며, 전달부(101)로부터 직경이 확장된 원기둥 형상이다. 기체부(102)의 상면(102a)은, 전달부(101)에 보유 지지된 기판(W)의 하방에 위치하는 경사면으로 되어 있다. 이 상면(102a)은, 전체 둘레에 걸쳐서, 외주측으로부터 전달부(101)를 향해서 높아지도록, 원추의 측면 형상인 우산모양의 테이퍼면을 이루고 있다. 기체부(102)의 측면(102b)은, 회전의 축과 평행하며, 상면(102a)에 곡면으로 연속하고 있다.

상면(102a)에는, 롤러(100)의 회전 중심측으로부터 외주에 달하는 복수의 홈(103)이 형성되어 있다. 복수의 홈(103)은, 원주를 따라 등간격으로 마련되어 있다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는 홈(103)의 수는 18이다. 홈(103)은, 회전 중심측으로부터 외주를 향함에 따라 폭이 넓어지고 있다. 또한, 홈(103)은 곡선상이다. 보다 구체적으로는, 복수의 홈(103)이, 회전 방향을 따르는(회전 방향에 거스르지 않는 방향으로 구부러지는) 소용돌이 형상이 되도록 만곡되어 있다. 이 때문에, 각 홈(103)의 내벽은, 롤러(100)의 회전 중심측으로부터 외주로 됨에 따라서, 회전 방향을 향해서 볼록해지는 곡면으로 되어 있다. 각 홈(103)에 있어서, 회전 방향의 후방의 내벽의 곡률을, 전방의 내벽의 곡률보다 크게 함으로써, 외주를 향해서 홈(103)의 폭이 넓어지도록 해도 된다. 또한, 홈(103)은, 상면(102a)으로부터 연속해서 측면(102b)에까지 형성되어 있다. 이와 같이 홈(103)이 형성되어 있기 때문에, 상면(102a)(홈(103) 이외의 면)도, 회전 중심측으로부터 외주를 향함에 따라, 폭이 넓어지고 있음과 함께, 홈(103)과의 경계는 곡선을 그리고 있다.

또한, 롤러(100)는, 예를 들어 PCTFE, PEEK 등의 세정액(L)에 대한 내성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 내마모성이 우수하고, 기판(W)과의 접촉에서의 파티클이 발생하기 어려운 PCTFE를 사용하는 것이, 보다 바람직하다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 구동부(13) 및 제2 구동부(14)는, 각각 제1 보유 지지부(11), 제2 보유 지지부(12)를 지지하고, 롤러(100)를, 그 축을 중심으로 회전시킴과 함께, 롤러(100)가 기판(W)에 접촉 분리하는 방향으로 이동한다. 제1 구동부(13), 제2 구동부(14) 내에는, 롤러(100)를 구동하는 회동 기구(도시하지 않음)가 수납되어 있다.

회동 기구는, 예를 들어 벨트 드라이브 기구이다. 즉, 구동원인 모터의 구동축과 한쪽 롤러(100)의 구동축에 마련된 풀리의 사이, 한 쌍의 롤러(100)의 구동축에 마련된 풀리의 사이에, 각각 구동력을 전달하는 벨트가 걸쳐져 있음으로써, 구동원에 의해 한 쌍의 롤러(100)가 회전 가능하게 마련되어 있다. 또한, 회동 기구는, 이것에 한정되지는 않고, 예를 들어 각 롤러(100)에 각각 마련된 모터에 의해, 각 롤러(100)를 회전시키도록 구성해도 된다.

또한, 제1 구동부(13) 및 제2 구동부(14)는, 상기한 바와 같이 기판(W)에 대하여 접촉 분리하는 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 즉, 제1 구동부(13)와 제2 구동부(14)의 각각의 하단에, 도시하지 않은 구동 기구가 마련되고, 이 구동 기구에 의해, 제1 구동부(13)와 제2 구동부(14)가 기판(W)에 대하여 접촉 분리하는 방향으로 이동한다. 이에 의해, 제1 보유 지지부(11)와 제2 보유 지지부(12)도, 기판(W)에 대하여 접촉 분리하는 방향으로 이동한다. 예를 들어, 구동 기구로서는, 제1 구동부(13) 및 제2 구동부(14)의 하단에 각각 마련된 구동축을, 기판(W)의 면에 평행한 방향을 따라서, 서로 역방향으로 이동시키는 로터리 실린더를 사용할 수 있다.

구동 기구에 의해, 제1 보유 지지부(11) 및 제2 보유 지지부(12)가 서로 이격되는 방향으로 이동함으로써, 도 4의 (A), 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 롤러(100)의 전달부(101)가 기판(W)으로부터 이격되는 해방 위치가 된다. 구동 기구에 의해, 제1 보유 지지부(11) 및 제2 보유 지지부(12)가 서로 접근하는 방향으로 이동함으로써, 도 4의 (B), 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 롤러(100)의 전달부(101)가 기판(W)에 접해서 보유 지지하는 보유 지지 위치가 된다. 또한, 도 4에 있어서는, 대향해서 위치하는 한 쌍의 롤러(100)가, 도면 중, 좌우 방향을 따라 배치되어 있는 상태를 나타내고 있고, 기타 롤러(100)는 도시를 생략하고 있다.

(세정부)

세정부(20)는, 회전하는 기판(W)의 면에, 회전하는 브러시(25)를 접촉시킴으로써, 기판(W)의 면을 세정한다. 또한, 여기에서 말하는 접촉은, 브러시(25)가 직접 접하는 경우도, 세정액(L)이 개재되어 접하는 경우도 포함한다. 도 6의 측면도에 나타내는 바와 같이, 세정부(20)는, 동체부(21), 브러시 홀더(23), 지지체(24), 브러시(25)를 갖는다. 동체부(21)는, 원통 형상의 용기이며, 내부에 모터(도시하지 않음)를 수용하고 있다. 모터는, 브러시(25)를 회전시키는 구동원이다.

브러시 홀더(23)는, 모터의 구동축에 설치되고, 지지체(24)가 착탈 가능하게 마련된 원반 형상의 부재이다. 브러시 홀더(23)는, 동체부(21)와는 독립적으로 회전 가능하게 마련되어 있다. 지지체(24)는, 브러시(25)가 고정되고, 브러시 홀더(23)에, 척 기구 등에 의해 탈착되는 원반 형상의 부재이다.

브러시(25)는, 유연성과 탄성을 갖는 재질로 형성된 원기둥 형상의 부재이다. 본 실시 형태의 브러시(25)는, PVA(나일론계 수지), PTFE(불소계 수지) 등의 스펀지상의 수지를 사용한다. 또한, 마찬가지 수지제의 모 브러시를 사용해도 된다. 즉, 본 실시 형태의 브러시(25)에는, 스펀지상의 덩어리의 것도, 다수의 모상체가 밀집한 것도 포함된다. 또한, 스펀지상의 덩어리로 된 브러시(25)에는, 복수의 섬유체가 밀집한 것을 덩어리로 한 것도 포함된다. 또한, 지지체(24)에 마련되는 브러시(25)의 수는, 단일이여도, 복수여도 된다.

(브러시 구동부)

도 1에 도시한 바와 같이, 브러시 구동부(30)는, 세정부(20)를 기판(W)의 면에 평행한 방향으로 이동시킨다. 브러시 구동부(30)는, 암(31), 구동 기구(32)를 갖는다. 암(31)은, 기판(W)에 평행한 방향의 부재이며, 일단부에 세정부(20)가 설치되어 있다. 구동 기구(32)는, 요동 기구와 승강 기구를 갖는다.

요동 기구는, 도 7의 (A) 내지 (C)에 나타내는 바와 같이, 세정부(20)와 반대측의 단부를 축으로 하는 원호의 궤적으로, 기판(W)의 외주 상으로부터 반대측의 외주 상까지, 기판(W)에 평행하게 암(31)을 왕복시킨다. 또한, 요동 기구는, 대기 위치로부터 기판(W)의 외주 상까지, 암(31)을 왕복시킨다. 요동 기구는, 암(31)으로부터 기판(W)의 면에 직교하는 방향으로 연장된 지지축과, 지지축을 요동시키는 구동원인 모터(도시하지 않음)를 갖는다. 암(31)은 기판(W)의 세정을 행하지 않을 때는, 기판(W)의 외부에 있는 대기 위치(도시하지 않음)에 위치 부여되어 있다.

승강 기구는, 도 4의 (A), (B)에 나타내는 바와 같이, 암(31)을, 세정부(20)가 기판(W)에 접촉 분리하는 방향으로 이동시킨다. 승강 기구로서는, 암(31)의 지지축을 승강시키는 볼 나사 기구, 실린더 등을 적용할 수 있다.

(세정액 토출부)

세정액 토출부(40)는, 기판(W)에 대하여 세정액(L)을 토출한다. 세정액 토출부(40)는, 노즐(41)을 갖고, 노즐(41)의 선단의 토출구(41a)로부터, 회전하는 기판(W)의 양면을 향해서 세정액(L)을 토출한다(도 7의 (A) 내지 (C) 참조). 본 실시 형태의 세정액(L)은, 오존수나 순수, SC-1(암모니아수와 과산화수소수를 혼합한 세정액) 또는 산계의 약액(불산, 질산, 염산 등)이다. 예를 들어, 브러시(25)가 PVA일 때는, 순수로 세정한다. 또한, 브러시(25)가 PTFE인 경우, 오존수, SC-1 또는 산계의 약액을 사용한다. PTFE는, 내액성이 있기 때문에, 오존수, SC-1, 산계의 약액과 같은 세정액(L)을 병용할 수 있다.

노즐(41)은, 기판(W)을 사이에 두고, 상하로 한 쌍 마련된 통 형상체이다. 노즐(41)의 일단부는, 기판(W)의 면에 대하여, 예를 들어 45°를 이루도록 굴곡되고, 기판(W)의 면을 향해서 세정액(L)을 토출하는 토출구(41a)를 갖는다. 또한, 노즐(41)은, 기판(W)의 외측으로부터 기판(W)의 면의 중앙 부근을 향해서, 즉 브러시(25)의 이동 경로의 도중을 향해서 분사하도록 토출한다.

노즐(41)의 타단부는, 배관을 통하여, 도시하지 않은 세정액(L)의 공급 장치에 접속되어 있다. 공급 장치는, 순수 제조 장치(순수 저류 탱크), 오존수 제조 장치(오존수 저류 탱크) 및 SC-1 공급 장치 또는 산계의 약액의 공급 장치에 접속된 송액 장치, 밸브 등을 갖고, 순수, 오존수 및 SC-1 또는 산계의 약액의 어느 것을 전환해서 공급 가능하다. 또한, 노즐(41)은, 기판(W)의 각 면에 대하여 1개씩 마련되어도 되고, 복수개씩 마련되어도 된다. 또한, 기판(W)의 일면에 대하여 마련되는 개수와 다른 면에 대하여 마련되는 개수가 달라도 된다.

상기와 같은 세정부(20), 브러시 구동부(30), 세정액 토출부(40)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(W)의 상하의 면(표면 및 이면이라고도 한다)을 세정 가능해지도록, 기판(W)을 사이에 두고 상하로 한 쌍 마련되어 있다. 즉, 한 쌍의 세정부(20)가, 각각의 브러시(25) 및 토출구(41a)가 기판(W)을 향하도록, 브러시 구동부(30)의 한 쌍의 암(31)이 기판(W)의 상하로 배치된다. 구동 기구(32)는, 한 쌍의 브러시(25)가 기판(W)을 사이에 두도록 접촉하는 접촉 위치(도 4의 (B))와, 기판(W)으로부터 이격되는 이격 위치(도 4의 (A)) 사이에서, 한 쌍의 암(31)을 이동시킨다.

또한, 구동 기구(32)는, 한 쌍의 암(31)을 요동시킴으로써, 도 7의 (A) 내지 (C)에 나타내는 바와 같이, 원호의 궤적으로, 접촉 위치에 있는 한 쌍의 브러시(25)를 이동시킨다. 평면으로 본 경우, 접촉 위치는, 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 브러시(25)가 요동하는 시점이며, 이격 위치는, 도 7의 (C)에 나타내는 바와 같이, 브러시(25)가 요동하는 종점이다. 또한, 접촉 위치는, 기판(W)의 외주상이며, 이격 위치는, 접촉 위치와는 반대의 기판(W)의 외주 상에 있다.

[동작]

상기와 같은 구성의 세정 장치(1)의 동작을 설명한다.

(기판의 반입)

먼저, 기판(W)의 반입 동작을 설명한다. 즉, 전 공정에 있어서, 처리 완료된 기판(W)의 표면에는 오존수가 뿌려져 있고, 산화막이 형성됨으로써, 친수화되어 있다. 이 산화막이 형성된 기판(W)의 표면에는, 전전 공정인 CMP 공정에서 잔존한, 유기계 오염물(슬러리 등)이나 금속 오염물 등이 부착한 상태로 되어 있다. 이것은, 기판(W)의 표리면에 오염물이 부착된 채, 오존수가 공급된 상태로 되어 있는 것, 즉 오염물이 부착된 채, 산화막이 형성되어 있는 것을 의미한다. 오존수에는 유기물을 제거하는 능력은 있지만, 이 전 공정은, 유기물을 제거하는 공정이 아니고, 어디까지나 기판(W)의 표리면을 친수화하는 것이 목적의 공정이다.

반송 로봇은, 전 공정으로부터 기판(W)을 반출하여, 세정 장치(1)로 반송하고, 도 4의 (A), 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제1 보유 지지부(11) 및 제2 보유 지지부(12)의 롤러(100) 사이로 반입한다. 반입된 기판(W)은 롤러(100)의 상면(102a)에 적재된다. 제1 보유 지지부(11) 및 제2 보유 지지부(12)는, 도 4의 (B), 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 서로 접근하는 방향으로 이동한다. 그러면, 4개의 롤러(100)가 기판(W)을 향해서 이동하므로, 기체부(102)의 상면(102a)의 경사가 기판(W)의 외주를 밀어올려서, 전달부(101)의 측면이 기판(W)의 외주에 접함으로써, 기판(W)을 보유 지지한다.

(기판의 세정)

이어서, 기판(W)의 세정 동작을 설명한다. 도 2의 (A), 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 롤러(100)가, 도면 중, 시계 방향으로 회전함으로써, 기판(W)이 반시계 방향으로 회전한다. 예를 들어, 20 내지 60rpm의 저속으로 회전한다. 도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 롤러(100)의 전달부(101)의 측면이 기판(W)의 외주에 접하고 있는 경우에는, 롤러(100)의 회전이 기판(W)에 전달되어, 기판(W)의 회전이 유지된다.

상하의 암(31)은, 처음에는, 기판(W)의 외부에 있는 대기 위치에 대기한 상태에 있다. 대기 위치에 있는 상하의 암(31)은, 모터에 의해 브러시(25)를 회전시키면서, 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 외주 위까지 요동하고, 일단 정지한다. 그리고, 상하의 암(31)이 서로 기판(W)에 접근하는 방향으로 이동함으로써, 상하의 세정부(20)의 브러시(25)가, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면, 이면에 접촉함으로써, 기판(W)을 사이에 둔다. 또한, 도면 중의 흑색의 화살표는, 기판(W)의 회전 방향을 나타낸다.

그리고, 상하의 암(31)이 회동함으로써, 상하의 브러시(25)가 수평 이동한다. 이때, 노즐(41)의 토출구(41a)는, 세정액(L)을 토출하고 있으므로, 브러시(25)와 기판(W) 사이에 세정액(L)이 흐르고 있다. 즉, 도 7의 (A), (B)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 외주의 한쪽으로부터 이동을 개시한 브러시(25)가, 도면 중, 흰색의 화살표로 나타내는 원호의 궤적으로 이동하면서, 세정액(L)과 함께 오염물을 기판(W)의 외주로 밀어내 간다. 도 7의 (C)에 나타내는 바와 같이, 브러시(25)가 기판(W)의 외주의 다른 쪽을 넘어가서, 기판(W)으로부터 벗어나면, 브러시(25)는 회전을 정지하고, 토출구(41a)로부터의 세정액(L)의 토출을 정지하여, 세정 처리를 종료한다.

그리고, 상하의 암(31)이 서로 이격되는 방향으로 이동함으로써, 상하의 브러시(25)가 이격되고, 또한 암(31)이 요동함으로써, 기판(W)의 외주의 밖에 있는 대기 위치로 퇴피한다. 또한, 그 후, 상기의 동작을 반복함으로써, 브러시(25)에 의한 세정을 복수회 행해도 된다. 이 경우, 1회의 세정마다, 암(31)은 세정을 개시하는 위치로 복귀된다(도 4의 (A), 도 7의 (A) 참조).

도시는 하지 않았지만, 전달부(101)의 측면에는, 기판(W)의 단부면이 들어가는 홈이 설치되어 있기 때문에, 기판(W)의 단부면이, 회전하는 전달부(101)에 접해서 보유 지지되었을 때, 홈에 기판(W)의 단부면이 들어감으로써, 도 3의 (A)에 나타내는 바와 같이, 상면(102a)으로부터 약간 뜬 상태가 된다. 그리고, 롤러(100)의 기체부(102)의 상면(102a)에는, 세정액(L)이 통과하는 경로가 되는 홈(103)이, 측면(102b)에 달하고 있기 때문에, 기판(W)과 상면(102a) 사이로 흐르는 세정액(L)은, 상면(102a)으로부터 홈(103)으로 떨어져서, 측면(102b)측으로 이동해서 배출된다. 결과적으로, 기판(W)과 상면(102a) 사이에 존재하는 세정액(L)(표면 장력으로 붙인 상태의 세정액(L))의 양은, 홈(103)이 없는 종래의 롤러(100)보다, 매우 적어진다.

또한, 상면(102a)에 홈(103)이 마련되어 있음으로써, 상면(102a)의 면적이, 홈(103)이 없는 경우에 비해서 좁아지기 때문에, 애당초 상면(102a)에 부착되는 세정액(L)의 액량이, 종래보다 적은 상태가 된다. 즉, 기판(W)으로부터 노출되어 있는 롤러(100)의 상면(102a)에 부착되는 세정액(L)은, 롤러(100)의 회전에 의한 원심력으로, 홈(103)으로부터 배출된다. 이에 의해, 세정액(L)이 체류하지 않고 거의 배출되어버리기 때문에, 롤러(100)의 상면(102a)이 기판(W)의 이면으로 들어갈 때에는, 상면(102a)에 부착되는 세정액(L)의 양이 적어진다. 그 때문에, 기판(W)과 상면(102a)에 흘러들어가는 세정액(L)과 하나가 되어도, 애당초 액량이 적기 때문에, 기판(W)에 대하여 비산하는 액량도 적어진다.

또한, 홈(103)의 부분에 있어서, 기판(W)의 이면과의 간격이, 상면(102a)과 기판(W)의 이면과의 간격보다 넓게 마련되는 점에서, 롤러(100)가 회전하는 원심력에 의해, 홈(103)으로 흐른 세정액(L)이 배출되기 쉬워진다. 즉, 상기한 바와 같이 홈(103)이 없는 종래의 롤러(100)의 상면(102a)의 면적과 비교했을 때, 홈(103)이 있는 본 실시 형태의 상면(102a)쪽이, 면적이 작아진다. 이 때문에, 기판(W)의 이면측의 외주면과 접촉하는 개소(면적)가, 종래보다 적어진다. 상면(102a)의 면적이 작으면, 종래에 비하여, 상면(102a)과 기판(W)의 이면 사이로 흘러들어가서 체류하는 세정액(L)의 양이 매우 작아진다. 따라서, 세정액(L)이 상면(102a)과 기판(W)의 이면 사이로 흘러들어간다 하더라도, 상면(102a)과 기판(W)의 이면 사이로부터 홈(103)으로 세정액(L)이 배출됨으로써, 체류하는 양이 적어진다. 이 때문에, 롤러(100)가 기판(W)의 단부면과 접촉하는 부분, 즉 전달부(101)가 깍임으로써 발생하는 파티클이, 상면(102a)과 기판(W)의 이면 사이에 액 고임과 함께 계속 고이는 일이 없어져서, 롤러(100)로부터 비산하는 세정액(L)의 양을 억제할 수 있기 때문에, 기판(W)을 향해서 비산하는 세정액(L)이 적어지고, 기판(W)에의 재부착이 저감한다.

여기서, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이, 홈(103)이 존재하지 않는 경우, 상면(102a)과 기판(W)의 이면 사이의 좁은 간격에, 항상 세정액(L)의 액 고임이 발생하고, 거기에, 기판(W)의 단부면과 접촉하는 전달부(101)가 깍임으로써 발생한 파티클이 고인다. 이 때문에, 체류할 수 없게 될 때까지의 양의 세정액(L)이 고였을 때에, 한번에 외측으로 비산하게 되어, 기판(W)에 재부착된다. 또한, 상면(102a)의 경사면의 각도를 급하게 함으로써, 액 고임을 발생하기 어렵게 하는 것도 생각된다. 그러나, 이 경우, 기판(W)의 보유 지지 동작 시에, 기판(W)의 외주가 경사면을 따라 이동하기 어려워진다. 즉, 상면(102a)의 경사 각도는 얕게 해야 하기 때문에, 기판(W)과의 간격은 좁아져서, 액고임이 발생하기 쉬워진다.

(작용 효과)

(1) 이상과 같은 본 실시 형태의 세정 장치(1)는, 기판(W)에 접해서 기판(W)을 회전시키는 전달부(101)와, 전달부(101)로부터 직경이 확장되어, 기판(W)의 하방에 위치하는 상면(102a)을 갖는 기체부(102)를 갖는 복수의 롤러(100)와, 기판(W)에 대하여 세정액(L)을 토출하는 세정액 토출부(40)와, 회전하는 기판(W)의 적어도 한쪽 면에, 브러시(25)를 접촉시킴으로써, 기판(W)의 면을 세정하는 세정부(20)를 갖고, 기체부(102)의 상면(102a)에는, 롤러(100)의 회전 중심측으로부터 외주에 달하는 홈(103)이 형성되어 있다.

이 때문에, 회전하는 롤러(100)에 부착된 세정액(L)에 의해, 기판(W)과의 사이에 액 고임이 발생하는 것이 억제되고, 홈(103)을 통하여, 세정액(L)이 파티클과 함께 효율적으로 배출되므로, 기판(W)에의 재부착이 저감하여, 기판(W)을 청정하게 유지할 수 있다.

(2) 홈(103)은 복수 마련되어 있다. 이 때문에, 홈(103)의 수가 복수 있는 것에 의해, 상면(102a)의 면적이 좁아져서, 기판(W)의 이면과의 간격이 넓어진 부분이 많아지므로, 보다 액 고임이 발생하기 어려워진다.

(3) 홈(103)은 회전 중심측으로부터 외주를 향함에 따라 폭이 넓어지고 있다. 또한, 홈(103)은 곡선상이다. 게다가, 회전 방향을 따르는(회전 방향에 거스르지 않는 방향으로 구부러지는) 소용돌이 형상이 되도록 만곡한 상태에서 넓어지고 있다. 이에 의해, 홈(103)으로 흘러들어간 세정액(L)이, 롤러(100)의 회전 방향에 거스르지 않고 원활하게 배출된다. 또한, 만곡면을 보다 급한 곡면으로 함으로써, 홈(103)으로 들어간 세정액(L)의 배출성을 좋게 할 수 있다. 또한, 홈(103)이 회전 중심측으로부터 외주를 향해서 폭이 넓어지고 있는 것, 곡선상으로서 직선보다 거리를 길게 하고 있는 것은, 상면(102a)의 면적을 좁게 해서, 액고임을 발생하기 어렵게 하는 것으로도 된다.

또한, 상면(102a)의 면적을 작게 할수록, 액고임을 방지하는 효과는 있지만, 기판(W)의 이면측의 외주면과 상면(102a)이 접촉하는 개소가 적어진다. 이에 의해, 상면(102a)에 대한 저항이 커져서, 기판(W)을 보유 지지할 때, 기판(W)이 상면(102a)을 미끄러지면서 밀려 올라가는 것이 어려워져서, 상면(102a)과 기판(W)의 마찰에 의해, 상면(102a)이 깎여서, 절삭칩이 생기기 쉬워진다. 이 때문에, 최적의 상면(102a)의 폭, 상면(102a)의 수 혹은 홈(103)의 수, 곡선의 곡률 등은, 실험 등으로 구하는 것이 바람직하다.

(5) 기체부(102)는, 상면(102a)의 외주에 연속한 측면(102b)을 갖고, 홈(103)은, 상면(102a)으로부터 연속해서 측면(102b)에 형성되어 있다. 이 때문에, 측면(102b)의 홈(103)으로 흐르는 세정액(L)은, 기판(W)으로부터 이격한 위치로부터 배출되게 되므로, 기판(W)의 재부착이 방지된다.

(변형예)

본 실시 형태는, 상기의 양태에 한정되는 것이 아니고, 이하와 같은 변형예도 구성 가능하다.

(1) 홈(103)의 수는, 1개 이상이면 된다. 예를 들어, 도 8의 (A), (B)에 나타내는 바와 같이, 4개로 할 수도 있다. 또한, 홈(103)의 수를 많게 할수록, 기판(W) 아래의 빈 공간을 증대시킬 수 있어, 액 고임을 억제하여, 세정액(L)의 배출을 한층 더 촉진할 수 있다.

(2) 홈(103)의 형상은 직선상이어도 된다. 이 경우에도, 기판(W) 아래의 빈 공간을 발생시키고, 외측을 향하는 흐름을 발생시킬 수 있다. 단, 홈(103)을 곡선상으로 함으로써, 특히 복수의 홈(103)이, 회전 방향을 따르는 소용돌이 형상이 되도록 만곡 하고 있음으로써, 외측을 향하는 흐름을 촉진시킬 수 있어서 보다 좋다.

(3) 롤러(100)의 수도 상기의 양태에 한정되지는 않는다. 또한, 세정부(20)의 구성은, 상기의 양태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 기판(W)의 한쪽 면만을 브러시(25)로 세정하는 구성이어도 된다. 기판(W)의 면에 평행한 축의 원통 형상의 브러시(25)를 사용하여, 브러시(25)의 측면을 기판(W)에 접촉시킴으로써 세정하는 구성이어도 된다.

[다른 실시 형태]

이상, 본 발명의 실시 형태 및 각 부의 변형예를 설명했지만, 이 실시 형태나 각 부의 변형예는, 일례로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도치 않고 있다. 상술한 이들 신규의 실시 형태는, 기타 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명에 포함된다.

1: 세정 장치
10: 회전 구동부
11: 제1 보유 지지부
12: 제2 보유 지지부
13: 제1 구동부
14: 제2 구동부
20: 세정부
21: 동체부
23: 브러시 홀더
24: 지지체
25: 브러시
30: 브러시 구동부
31: 암
32: 구동 기구
40: 세정액 토출부
41: 노즐
41a: 토출구
100: 롤러
101: 전달부
102: 기체부
102a: 상면
102b: 측면
103: 홈

Claims (5)

1. 기판에 접해서 상기 기판을 회전시키는 전달부와, 상기 전달부로부터 직경이 확장되고, 상기 기판의 하방에 위치하는 상면을 갖는 기체부를 갖는 복수의 롤러와,
   상기 기판에 대하여 세정액을 토출하는 세정액 토출부와,
   회전하는 상기 기판의 적어도 한쪽 면에 브러시를 접촉시킴으로써, 상기 기판의 면을 세정하는 세정부
   를 갖고,
   상기 상면에는, 상기 롤러의 회전 중심측으로부터 외주에 달하는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홈은, 복수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 홈은, 상기 롤러의 회전 중심측으로부터 외주를 향함에 따라 폭이 넓어지고 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 홈은, 곡선상인 것을 특징으로 하는 세정 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 기체부는, 상기 상면의 외주에 연속한 측면을 갖고,
   상기 홈은, 상기 상면으로부터 연속해서 상기 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.

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