KR20230144478A

KR20230144478A - 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20230144478A
Application number: KR1020230043437A
Authority: KR
Inventors: 히로키 다카하시; 반 이토; 승호 윤; 고헤이 사토
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2023-04-03
Publication date: 2023-10-16
Also published as: US20230321696A1; TW202341271A

Abstract

처리액의 공급 라인의 도중에 사이즈가 큰 기포를 발생시키지 않고, 또한 고농도의 미세 기포를 포함한 처리액을 피처리 기판에 공급하는 것이 가능한 기판 처리 시스템이 제공된다.
가스 용해수 생성 탱크(51)와, 약액 희석 모듈(52)과, 기판 처리 모듈을 구비하는, 기판 처리 시스템(50)이 제공된다. 기판 처리 모듈은, 기판 W를 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급 노즐을 구비한다. 처리액 공급 노즐은, 희석 약액으로부터 가스의 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖고 있다. 처리액 공급 노즐은, 기판 W를 스크럽 처리하는 공정에 있어서, 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급한다.

Description

기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 발명은, 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법에 관한 것이며, 특히 기판을 연마 처리 또는 세정 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조에 있어서, 기판의 표면을 평탄화 처리하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치에서는, 지립과 연마 보조제를 포함하는 현탁액(슬러리)을 사용하여 기판의 표면을 연마 처리한 후에 세정액을 사용하여 기판의 표면 및 이면에 부착된 슬러리를 제거하는 세정 처리와, 세정 처리에 의해 기판의 표면 및 이면에 부착된 액적을 제거하는 건조 처리가 행해진다.

세정 처리가 적절하지 않은 경우, 소자의 구조에 결함이 발생하고, 그것에 의해 소자의 특성 불량이 발생하기 때문에, 소자의 파괴나 부식을 발생시키지 않고, 단시간에 확실하게 슬러리를 제거하는 세정 처리 방법의 선택이 필요하다.

예를 들어 특허문헌 1에 기재된 기판 세정 방법에 나타내어지는 바와 같이, 롤상 혹은 펜슬상의 스펀지 부재에 의한 스크럽 세정이 적용되고, 그 스크럽 세정의 과정에 있어서 각종 약액으로 이루어지는 세정액이 공급된다.

특허문헌 2에 기재된 기판 처리 장치는, 기판을 스크럽 세정할 때, 세정 효과가 높은 나노 버블을 함유하는 세정액을 세정 부재(스펀지 부재)의 내부에 공급하여, 세정액을 세정 부재의 표면으로부터 기판 상에 도달시키도록 구성되어 있다. 나노 버블을 함유하는 세정액의 공급부는, 세정액 공급원과, 기체 용해부와, 필터와, 공급 라인을 갖는다. 세정액 공급원은, 미리 소정의 농도로 또한 탈기된 세정액을 조정함과 함께 공급 라인에 접속되어 있다. 기체 용해부는, 공급 라인을 흐르는 세정액에 대하여, 예를 들어 멤브레인을 통해 기체를 가압함으로써, 세정액에 기체를 용해시킨다. 이때 과포화 상태까지 세정액에 기체를 포함시킴으로써 세정액 내에 나노 버블을 발생시키는 것을 가능하게 하고 있다.

일본 특허 제5866227호 공보 일본 특허 공개 제2020-174081호 공보

그러나, 특허문헌 2에 기재된 기판 처리 장치에서는, 기체 용해부가 멤브레인을 통한 기체의 가압에 의해 과포화 상태까지 기체를 용해시키기 때문에, 세정액 내에 잉여 기체 성분이 사이즈가 큰 버블로서 발생한다. 사이즈가 큰 버블은, 공급 라인의 도중에 있는 굴곡 개소에 체류하여 세정액의 흐름을 현저하게 저해하는 과제가 있고, 그 대책으로서 공급 라인에 필터를 마련하거나 하여 사이즈가 큰 버블을 제거하는 기구의 추가가 필요하다. 또한, 멤브레인을 통한 용해 방법의 경우, 세정액의 압력을 일정값 미만으로 낮출 필요가 있지만, 한편 기체의 포화 용해 농도는 액체의 압력에도 의존하기 때문에, 고농도의 기체의 용해 및 고농도의 버블의 발생이 곤란하다고 하는 과제가 있다.

따라서, 본 발명은, 처리액의 공급 라인의 도중에 사이즈가 큰 기포를 발생시키지 않고, 또한 고농도의 미세 기포를 포함한 처리액을 피처리 기판에 공급하는 것이 가능한 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 양태에서는, 가스를 순수 중에 제1 압력으로 용해시키는 가스 용해수 생성 탱크와, 약액과, 상기 가스 용해수 생성 탱크에서 생성된 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시키는 약액 희석 모듈과, 기판을 처리하는 기판 처리 모듈을 구비하는 기판 처리 시스템이 제공된다. 상기 기판 처리 모듈은, 상기 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 스크럽 처리하는 스크럽 처리 부재와, 상기 기판을 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급 노즐을 구비하고, 상기 처리액 공급 노즐은, 상기 약액 희석 모듈에서 혼합된 희석 약액을 상기 제1 압력으로부터 제2 압력까지 감압시킴으로써, 상기 희석 약액으로부터 상기 가스의 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖고 있고, 상기 처리액 공급 노즐은, 상기 기판을 스크럽 처리하는 공정에 있어서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급한다.

일 양태에서는, 상기 감압 개방부는, 상기 처리액 공급 노즐의 내부 유로 또는 그 직전의 유로에 배치된, 적어도 하나 이상의 오리피스판으로 구성되어 있고, 상기 오리피스판은, 자신이 갖는 압력 손실 작용에 의해, 상기 희석 약액을 상기 제2 압력까지 감압시킴과 동시에 상기 미세 기포를 발생시킨다.

일 양태에서는, 상기 기판 처리 시스템은, 상기 가스 용해수 생성 탱크의 상류측의 유로에 배치된 가스 공급원과, 순수 공급원과, 송수 펌프를 구비하고 있고, 상기 송수 펌프는, 상기 가스 용해수 생성 탱크 내의 압력이 상기 제1 압력이 되도록 순수를 상기 가스 용해수 생성 탱크로 이송한다.

일 양태에서는, 상기 가스는, 질소, 수소, 산소, 오존, 이산화탄소, 네온, 아르곤, 크세논, 크립톤 중 적어도 하나 이상의 성분으로 구성되어 있다.

일 양태에서는, 상기 기판 처리 시스템은, 상기 약액 희석 모듈의 상류측의 유로에 배치된 송액 펌프를 구비하고 있고, 상기 송액 펌프는, 상기 제1 압력이 되도록 상기 약액을 상기 약액 희석 모듈로 이송한다.

일 양태에서는, 상기 기판 처리 모듈은, 세정 모듈을 구비하고 있고, 상기 약액은, 세정액의 원액이며, 상기 스크럽 처리 부재는, 스펀지 세정 부재 및 버프 세정 부재 중 적어도 하나를 구비하고 있다.

일 양태에서는, 상기 처리액 공급 노즐은, 상기 세정 모듈에 있어서, 회전하고 있는 상기 기판의 반경 방향에 대하여 요동하는 요동 암에 배치되어 있고, 상기 기판의 중심부로부터 주연부에 걸쳐 균일하게 상기 미세 기포를 포함하는 세정액을 공급한다.

일 양태에서는, 상기 처리액 공급 노즐은, 상기 세정 모듈에 있어서, 상기 기판의 위치로부터 이격된 셀프 세정 위치에 배치되어 있고, 상기 셀프 세정 위치에서 대기하고 있는 상기 스크럽 처리 부재를 향하여 상기 미세 기포를 포함하는 세정액 또는 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급한다.

일 양태에서는, 상기 기판 처리 모듈은, 연마 모듈을 구비하고 있고, 상기 약액은, 슬러리의 원액이며, 상기 스크럽 처리 부재는, 연마 패드를 구비하고 있다.

일 양태에서는, 상기 처리액 공급 노즐은, 상기 연마 모듈에 있어서, 회전하고 있는 상기 연마 패드의 상방에 배치되어 있고, 회전하고 있는 상기 기판과 상기 연마 패드의 접촉 계면에 침입하도록 상기 미세 기포를 포함하는 상기 슬러리를 공급한다.

일 양태에서는, 기판 처리 시스템은, 상기 연마 패드의 반경 방향으로 연장되고, 또한 상기 가스 용해수로부터 상기 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖는 순수 공급 노즐을 구비하고 있고, 상기 순수 공급 노즐은, 상기 기판의 연마 종료 후, 상기 연마 패드의 드레싱 중에 있어서, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급한다.

일 양태에서는, 상기 기판 처리 시스템은, 상기 연마 패드의 반경 방향으로 요동 가능한 노즐 암에 배치된, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급하는 단수 또는 복수의 가스 용해수 노즐을 구비하고 있고, 상기 가스 용해수 노즐은, 상기 기판의 연마 종료 후, 상기 기판을 상기 연마 패드에 접촉시킨 상태에서, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급한다.

일 양태에서는, 기판을 처리하는 기판 처리 방법이 제공된다. 기판 처리 방법은, 가스 용해수 생성 탱크에 있어서, 가스를 순수 중에 제1 압력으로 용해시키고, 약액 희석 모듈에 있어서, 약액과, 상기 가스 용해수 생성 탱크에서 생성된 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시키고, 상기 약액 희석 모듈에서 혼합된 희석 약액을, 처리액 공급 노즐의 내부 유로 또는 그 직전의 유로에 배치된 감압 개방부를 통과시켜, 상기 제1 압력으로부터 제2 압력까지 감압시킴으로써, 상기 희석 약액으로부터 상기 가스의 미세 기포를 발생시켜, 상기 기판을 스크럽 처리하는 공정에 있어서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급한다.

일 양태에서는, 상기 약액은, 세정액의 원액이며, 스펀지 세정 부재 및 버프 세정 부재 중 적어도 하나를 구비하는 스크럽 처리 부재를 상기 기판에 접촉시키면서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급한다.

일 양태에서는, 상기 약액은, 슬러리의 원액이며, 연마 패드를 구비하는 스크럽 처리 부재를 상기 기판에 접촉시키면서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급한다.

일 양태에서는, 상기 기판의 연마 종료 후, 상기 연마 패드의 드레싱 중에 있어서, 상기 가스 용해수로부터 상기 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖는 순수 공급 노즐로부터 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급한다.

일 양태에서는, 상기 기판의 연마 종료 후, 상기 기판을 상기 연마 패드에 접촉시킨 상태에서, 상기 연마 패드의 반경 방향으로 요동 가능한 노즐 암에 배치된, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급하는 단수 또는 복수의 가스 용해수 노즐로부터, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급한다.

일 양태에서는, 상기 기판을 스크럽 처리한 후, 상기 스크럽 처리 부재를, 상기 기판의 위치로부터 이격된 셀프 세정 위치로 반송하고, 상기 셀프 세정 위치에서 대기하고 있는 상기 스크럽 처리 부재를 향하여 상기 미세 기포를 포함하는 세정액 또는 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급한다.

처리액 공급 노즐은, 가스의 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖고 있다. 따라서, 공급 라인의 도중에서 사이즈가 큰 기포는 발생하지 않고, 기판의 처리가 이루어지는 유스 포인트 부근에서 미세 기포가 발생한다. 이에 의해, 고농도의 미세 기포를 포함한 약액을 피처리 기판에 공급할 수 있다.

도 1은 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 기판 처리 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 세정 모듈을 도시하는 도면이다.
도 4는 제2 세정 모듈을 도시하는 도면이다.
도 5는 제1 세정 모듈에 있어서 미세 기포를 포함한 희석 약액을 공급하는 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 6은 제2 세정 모듈에 있어서 미세 기포를 포함한 희석 약액을 공급하는 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 7은 기판 처리 시스템의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 8은 연마 모듈을 도시하는 도면이다.
도 9는 연마 모듈에 있어서 미세 기포를 포함한 슬러리를 공급하는 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 10은 제1 세정 모듈에 의한 기판의 표면 및 이면의 세정 공정을 도시하는 도면이다.
도 11은 제2 세정 모듈에 의한 기판의 표면 및 이면의 세정 공정을 도시하는 도면이다.
도 12는 연마 모듈에 의한 기판의 연마 공정을 도시하는 도면이다.
도 13은 미세 기포를 포함하는 세정액으로 기판을 세정하였을 때의 효과를 도시하는 도면이다.
도 14는 미세 기포를 포함하는 슬러리로 기판을 연마하였을 때의 효과를 도시하는 도면이다.
도 15는 액체 공급 기구를 도시하는 도면이다.
도 16은 제어 장치에 의한, 기판의 처리 플로를 도시하는 도면이다.
도 17은 연마 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 18은 제어 장치에 의한, 기판의 처리 플로의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 19는 제1 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도 20은 도 19에 도시한 제1 세정 모듈을 도시하는 단면도이다.
도 21은 제2 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도 22는 도 21에 도시한 제2 세정 모듈을 도시하는 단면도이다.

도 1은 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 하우징(10)과, 다수의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(12)를 구비하고 있다. 로드 포트(12)는, 하우징(10)에 인접하여 배치되어 있다.

기판 처리 장치(1)는, 하우징(10)의 내부에 배치된 연마부(2) 및 세정부(4)를 구비하고 있다. 연마부(2)는, 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 연마 모듈(14a 내지 14d)을 구비하고 있다. 세정부(4)는, 연마된 기판을 세정하는 제1 세정 모듈(16) 및 제2 세정 모듈(18)과, 세정된 기판을 건조시키는 건조 모듈(20)을 구비하고 있다.

연마 모듈(14a 내지 14d)은, 기판 처리 장치(1)의 긴 변 방향을 따라서 배열되어 있다. 마찬가지로, 제1 세정 모듈(16), 제2 세정 모듈(18), 및 건조 모듈(20)은, 기판 처리 장치(1)의 긴 변 방향을 따라서 배열되어 있다.

기판 처리 장치(1)는, 로드 포트(12)에 인접하여 배치된 제1 반송 로봇(22)과, 연마 모듈(14a 내지 14d)에 인접하여 배치된 반송 모듈(24)을 구비하고 있다. 제1 반송 로봇(22)은, 연마 전의 기판을 로드 포트(12)로부터 수취하여 반송 모듈(24)에 전달함과 함께, 건조 후의 기판을 건조 모듈(20)로부터 수취하여 로드 포트(12)로 되돌린다. 반송 모듈(24)은, 제1 반송 로봇(22)으로부터 수취한 기판을 반송하여, 각 연마 모듈(14a 내지 14d)과의 사이에서 기판의 전달을 행한다.

기판 처리 장치(1)는, 제1 세정 모듈(16)과 제2 세정 모듈(18) 사이에 배치된 제2 반송 로봇(26)과, 제2 세정 모듈(18)과 건조 모듈(20) 사이에 배치된 제3 반송 로봇(28)을 구비하고 있다. 제2 반송 로봇(26)은, 반송 모듈(24)과, 각 세정 모듈(16, 18) 사이에서 기판의 전달을 행한다. 제3 반송 로봇(28)은, 각 모듈(18, 20)과의 사이에서 기판의 전달을 행한다.

기판 처리 장치(1)는, 하우징(10)의 내부에 배치된 제어 장치(30)를 구비하고 있다. 제어 장치(30)는, 기판 처리 장치(1)의 각 기기의 움직임을 제어하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(30)는, 특히, 후술하는 기판 처리 시스템(50)의 동작을 제어하도록 구성되어 있다.

도 2는 기판 처리 시스템을 도시하는 도면이다. 기판 처리 장치(1)는, 기판 처리 시스템(50)을 구비하고 있다. 기판 처리 시스템(50)은, 가스를 순수 중에 제1 압력으로 용해시키는 가스 용해수 생성 탱크(51)와, 약액과 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시키는 약액 희석 모듈(52)과, 기판을 처리하는 기판 처리 모듈을 구비하고 있다. 일 실시 형태에서는, 약액은 가열된 가열 약액이어도 된다.

본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 기판 처리 모듈로서, 기판을 세정 처리하는 제1 세정 모듈(16) 및 제2 세정 모듈(18)을 구비하고 있지만, 일 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 제1 세정 모듈(16) 및 제2 세정 모듈(18) 중 어느 것을 구비해도 된다.

도 3은 제1 세정 모듈을 도시하는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 세정 모듈(16)은, 기판 W를 보유 지지하면서 회전시키는 기판 보유 지지 기구(60)와, 기판 W에 접촉하여, 기판 W를 스크럽 처리하는 스크럽 처리 부재(본 실시 형태에서는, 세정 부재)(61, 62)와, 기판 W의 표면 및 이면을 향하여, 처리액(본 실시 형태에서는, 희석 약액)을 공급하는 처리액 공급 노즐(본 실시 형태에서는, 약액 공급 노즐)(65, 66)과, 기판 W의 표면 및 이면을 향하여, 처리액(본 실시 형태에서는, 순수)을 공급하는 처리액 공급 노즐(본 실시 형태에서는, 순수 공급 노즐)(67, 68)을 구비하고 있다.

각 세정 부재(61, 62)는, 원통 형상을 갖고, 또한 긴 변 방향의 길이가 기판 W의 직경보다도 긴 스펀지 부재이다. 스펀지 부재의 재질로서, 친수성이 높은 재질이 바람직하고, 예를 들어 PU(폴리우레탄)나 PVAc(폴리비닐아세탈) 등이 바람직하다. 일 실시 형태에서는, 각 세정 부재(61, 62)는, 버프 세정 부재여도 된다.

각 세정 부재(61, 62)는, 그 중심축의 방향이 기판 W의 면(즉, 표면 및 이면)에 대하여 평행으로 배치되어 있다. 이하, 세정 부재(61)를 상측 롤 세정 부재(61)라 칭하는 경우가 있고, 세정 부재(62)를 하측 롤 세정 부재(62)라 칭하는 경우가 있다.

기판 보유 지지 기구(60)는, 기판 W의 표면을 상향으로 하여 기판 W를 수평으로 보유 지지하고, 회전시키는 4개의 롤러(60a 내지 60d)를 구비하고 있다. 롤러(60a 내지 60d)는, 도시하지 않은 구동 기구(예를 들어, 에어 실린더)에 의해, 서로 근접 및 이격하는 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 기판 보유 지지 기구(60)는, 그 구성 요소로서, 롤러(60a 내지 60d)를 구비하고 있지만, 기판 보유 지지 기구(60)는, 기판 W의 측면을 보유 지지할 수 있는 것이면 되고, 롤러에 한정되지는 않는다. 롤러 대신에 예를 들어 복수의 클램프(도시 생략)를 구비해도 된다. 클램프는, 기판 W의 주연부를 보유 지지하는 위치와, 기판 W로부터 이격한 위치 사이를 이동 가능하게 구성되어 있다.

일 실시 형태에서는, 기판 보유 지지 기구(60)는, 기판 W를 연직 방향으로 보유 지지하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 롤러(60a 내지 60d)(또는 클램프)는, 세로 배치로 배치된다. 제1 세정 모듈(16)은, 상측 롤 세정 부재(61) 및 하측 롤 세정 부재(62)를 회전시키는 회전 기구(63a, 63b)를 구비하고 있다.

상측 롤 세정 부재(61) 및 하측 롤 세정 부재(62)의 각각은, 승강 기구(64a, 64b)에 지지되어 있고, 승강 기구(64a, 64b)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하다. 승강 기구(64a, 64b)의 각각의 일례로서, 볼 나사를 사용한 모터 구동 기구 또는 에어 실린더를 들 수 있다.

기판 W의 반입 반출 시에서는, 상측 롤 세정 부재(61) 및 하측 롤 세정 부재(62)는 서로 이격되어 있다. 기판 W의 세정 시에는, 상측 롤 세정 부재(61) 및 하측 롤 세정 부재(62)는, 서로 근접하는 방향으로 이동하여, 기판 W의 표면 및 이면에 접촉한다. 그 후, 상측 롤 세정 부재(61) 및 하측 롤 세정 부재(62)의 각각은, 회전 기구(63a, 63b)에 의해 회전하여, 기판 W를 스크럽한다(스크럽 세정).

도 4는 제2 세정 모듈을 도시하는 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 세정 모듈(18)은, 기판 W를 보유 지지하면서 회전시키는 기판 보유 지지 기구(70)와, 기판 W에 접촉하여, 기판 W를 스크럽 처리하는 스크럽 처리 부재(본 실시 형태에서는, 세정 부재)(71)와, 세정 부재(71)와 연결된 암(보다 구체적으로는, 요동 암)(73)과, 암(73)을 수평 방향으로 요동시키는 암 요동 기구(79)와, 기판 W의 표면 및 이면을 향하여, 처리액(본 실시 형태에서는, 희석 약액)을 공급하는 처리액 공급 노즐(본 실시 형태에서는, 약액 공급 노즐)(75, 76)과, 기판 W의 표면 및 이면을 향하여, 처리액(본 실시 형태에서는, 순수)을 공급하는 처리액 공급 노즐(본 실시 형태에서는, 순수 공급 노즐)(77, 78)을 구비하고 있다.

기판 보유 지지 기구(70)는, 기판 W의 주연부를 보유 지지하는 척(70a 내지 70d)과, 척(70a 내지 70d)에 연결된 모터(70e)를 구비하고 있다. 척(70a 내지 70d)은, 기판 W를 보유 지지하고, 모터(70e)를 구동시킴으로써, 기판 W는 그 축심을 중심으로 회전된다.

세정 부재(71)는, 펜슬 형상을 갖고, 또한 세정 부재(71)의 중심축의 주위로 회전하면서, 기판 W의 표면에 접촉하여, 기판 W를 스크럽하는 스펀지 부재이다. 이하, 세정 부재(71)를 펜슬 세정 부재(71)라 칭하는 경우가 있다.

암(73)은, 기판 W의 상방에 배치되어 있고, 암 요동 기구(79)와 연결되어 있다. 암 요동 기구(79)는, 선회축(79a)과, 회전 기구(79b)를 구비하고 있다. 암(73)의 일단은, 선회축(79a)과 연결되어 있고, 암(73)의 타단에는 펜슬 세정 부재(71)가 연결되어 있다. 펜슬 세정 부재(71)의 중심축의 방향은, 기판 W의 표면(또는 이면)에 대하여 수직이다.

선회축(79a)에는, 암(73)을 선회시키는 회전 기구(79b)가 연결되어 있다. 회전 기구(79b)는, 선회축(79a)을 소정의 각도 회전시킴으로써, 암(73)을 기판 W와 평행인 평면 내에서 선회시키도록 구성되어 있다. 펜슬 세정 부재(71)는, 암(73)의 선회에 의해 기판 W의 반경 방향으로 이동한다. 선회축(79a)은, 승강 기구(도시 생략)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하고, 펜슬 세정 부재(71)를 소정의 압력으로 기판 W의 표면에 압박하여 기판 W를 스크럽한다(스크럽 세정). 승강 기구의 일례로서, 볼 나사를 사용한 모터 구동 기구 또는 에어 실린더를 들 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 세정 모듈(16)은, 롤 세정 부재(61) 및 하측 롤 세정 부재(62)가 기판 W를 스크럽하고 있을 때, 약액 공급 노즐(65, 66)을 통해, 기판 W의 표면 및 이면에 약액을 공급한다. 마찬가지로, 제2 세정 모듈(18)은, 펜슬 세정 부재(71)가 기판 W를 스크럽하고 있을 때, 약액 공급 노즐(75, 76)을 통해, 기판 W의 표면 및 이면에 약액을 공급한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수 생성 탱크(51)의 상류측의 유로에 배치된 가스 공급원 GS 및 순수 공급원 PS와, 송수 펌프(53)를 구비하고 있다. 송수 펌프(53)는, 가스 용해수 생성 탱크(51) 내의 압력이 소정의 압력(즉, 제1 압력)이 되도록 순수를 가스 용해수 생성 탱크(51)로 이송하도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면, 송수 펌프(53)의 토출 압력은 제1 압력에 상당한다. 가스는, 질소, 수소, 산소, 오존, 이산화탄소, 희가스(네온, 아르곤, 크세논, 크립톤) 중 적어도 하나 이상의 성분으로 구성되어 있다.

기판 처리 시스템(50)은, 가스 공급원 GS 및 가스 용해수 생성 탱크(51)를 접속하는 가스 라인 GL과, 순수 공급원 PS 및 가스 용해수 생성 탱크(51)를 접속하는 순수 라인 PL을 구비하고 있다. 송수 펌프(53)는 순수 라인 PL에 접속되어 있다.

가스 및 순수의 각각이 가스 라인 GL 및 순수 라인 PL의 각각을 통해 가스 용해수 생성 탱크(51)에 공급되면, 가스 및 순수가 가스 용해수 생성 탱크(51)에서 제1 압력으로 혼합된다. 가스 및 순수의 혼합액으로서의 가스 용해수는, 가스 용해수 생성 탱크(51)에서 저류된다.

가스 용해수 생성 탱크(51)의 상부에는, 잉여 가스를 배출하는 가스 배출 라인 DL이 접속되어 있다. 가스 배출 라인 DL에는, 밸브 DVL이 접속되어 있다. 밸브 DVL을 개방하면, 가스 용해수 생성 탱크(51) 내의 잉여 가스는, 가스 배출 라인 DL을 통해 외부로 배출된다.

기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수 생성 탱크(51) 내의 가스 용해수를 순환시키는 순환 라인 CL과, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수를 순수 공급 노즐(67, 68)에 공급하는 가스 용해수 공급 라인 SL1과, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수를 순수 공급 노즐(77, 78)에 공급하는 가스 용해수 공급 라인 SL2를 구비하고 있다. 순환 라인 CL에는, 압력계 P1이 접속되어 있다.

가스 용해수 공급 라인 SL1에는, 밸브 VL1이 접속되어 있고, 가스 용해수 공급 라인 SL2에는, 밸브 VL2가 접속되어 있다. 밸브 VL1은, 후술하는 밸브(67b, 68b)(도 5 참조)에 상당하고, 밸브 VL2는, 후술하는 밸브(77b, 78b)(도 6 참조)에 상당한다.

가스 용해수 생성 탱크(51) 내의 가스 용해수는, 순환 라인 CL을 순환한다. 가스 용해수가 순환 라인 CL을 순환하면, 가스 용해수에 포함되는 가스의 버블 농도 및/또는 가스 용해수의 유량이 안정된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(50)은, 공급 라인 SL2의, 순환 라인 CL과의 접속 부분보다도 하류측에 배치된 밸브 Va와, 밸브 Va의 하류측의 순환 라인 CL과 공급 라인 SL1을 접속하는 바이패스 라인 BL과, 바이패스 라인 BL에 접속된 밸브 Vb를 구비하고 있다. 밸브 Va는 순환 라인 CL에 접속되어 있다.

제어 장치(30)가 밸브 Va, Vb를 폐쇄하고, 밸브 VL1, VL2를 개방하면, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수는, 순수 공급 노즐(67, 68, 77, 78)의 각각을 통해 기판 W에 공급된다.

일 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 순환 라인 CL에 접속된 기포 농도계 및/또는 유량계를 구비해도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 제어 장치(30)는, 기포 농도계 및/또는 유량계에 의해 검출된 신호에 기초하여, 밸브 VL1, VL2의 개폐 동작을 제어할 수 있다.

바이패스 라인 BL은, 순환 라인 CL의 순환 유로를 단축시키기 위해 배치되어 있다. 밸브 VL1, VL2, Va를 폐쇄하고, 밸브 Vb를 개방함으로써, 가스 용해수는, 순환 라인 CL의 일부와, 바이패스 라인 BL 사이를 순환한다.

기판 처리 시스템(50)은, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수를 약액 희석 모듈(52)로 이송하기 위한 접속 라인 L1, L2와, 접속 라인 L1, L2에 접속된 밸브 V1, V2를 구비하고 있다.

접속 라인 L1은, 가스 용해수를 약액 희석 모듈(52)로 이송하는 배관이다. 접속 라인 L1은, 순환 라인 CL 및 약액 희석 모듈(52)을 접속하고 있고, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수의 흐름 방향에 있어서, 접속 라인 L2의 상류측에 배치되어 있다. 접속 라인 L2는, 순환 라인 CL 및 접속 라인 L1에 접속되어 있다. 접속 라인 L2는, 가스 용해수를 약액 희석 모듈(52)로 이송하지 않는 경우에, 순환 라인 CL을 통해, 가스 용해수를 가스 용해수 생성 탱크(51)로 되돌리기 위한 배관이다.

밸브 V1을 개방하고, 또한 밸브 V2를 폐쇄하면, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수는, 접속 라인 L1을 통해 약액 희석 모듈(52)로 이송된다. 밸브 V1을 폐쇄하고, 또한 밸브 V2를 개방하면, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수는, 접속 라인 L2(및 접속 라인 L1)를 통해 가스 용해수 생성 탱크(51)로 되돌려진다.

기판 처리 시스템(50)은, 약액 희석 모듈(52)의 상류측의 유로에 배치된 약액 공급원 MS와, 약액 희석 모듈(52) 및 약액 공급원 MS를 접속하는 약액 라인 CML과, 약액 라인 CML에 접속된 송액 펌프(54)를 구비하고 있다. 송액 펌프(54)는, 약액 희석 모듈(52)의 상류측의 유로에 배치되어 있고, 소정의 압력(즉, 제1 압력)이 되도록, 약액을 약액 희석 모듈(52)로 이송하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 약액은, 세정액의 원액이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(50)은, 약액 라인 CML에 접속된 유량 컨트롤러(55)와, 접속 라인 L1에 접속된 유량 컨트롤러(57)를 구비하고 있다. 제어 장치(30)는, 유량 컨트롤러(55, 57)에 의해 검출된 신호에 기초하여, 약액 라인 CML을 흐르는 약액의 유량과, 접속 라인 L1을 흐르는 가스 용해수의 유량을 측정하고, 약액 희석 모듈(52)에 공급되는 약액의 유량 및 가스 용해수의 유량을 제어한다. 이와 같이 하여, 제어 장치(30)는, 약액 희석 모듈(52)에 있어서, 약액과 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시킬 수 있다.

기판 처리 시스템(50)은, 약액 희석 모듈(52)에서 혼합된 희석 약액을 약액 노즐(65, 66) 및 약액 노즐(75, 76)에 공급하는 약액 공급 라인 SLa와, 약액 공급 라인 SLa에 접속된 압력계(56)와, 약액 공급 라인 SLa에 접속된 밸브 VLa 및 밸브 VLb를 구비하고 있다. 밸브 VLa는, 후술하는 밸브(65b, 66b)(도 5 참조)에 상당하고, 밸브 VLb는, 후술하는 밸브(75b, 76b)(도 6 참조)에 상당한다. 이하, 기판 W에 미세 기포를 포함한 약액을 공급하는 기구에 대하여 설명한다.

도 5는 제1 세정 모듈에 있어서 미세 기포를 포함한 희석 약액을 공급하는 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다. 제1 세정 모듈(16)은, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2를 향하여, 희석 약액을 공급하는 약액 공급 노즐(65, 66)을 구비한다. 약액 공급 노즐(65, 66)의 각각은, 약액 공급 라인 SLa에 접속되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 약액 공급 노즐(65, 66)의 각각은, 그 내부 유로에 배치된, 약액 희석 모듈(52)로부터 공급되는 희석 약액의 압력을 저하시키는 감압 개방부(65a, 66a)의 각각을 갖고 있다.

감압 개방부(65a, 66a)는, 높은 압력 손실이 얻어지는 기구이며, 일례로서 오리피스판을 들 수 있다. 감압 개방부(65a, 66a)의 각각은, 약액 희석 모듈(52)에서 혼합된 희석 약액을 제1 압력(예를 들어, 0.4 내지 0.5㎫)으로부터 제2 압력(예를 들어, 정수압(약 0.1㎫))까지 감압시킴으로써 희석 약액으로부터 가스의 미세 기포를 발생시키도록 구성되어 있다. 제2 압력은 제1 압력보다도 작은 압력이다. 미세 기포는, 울트라 파인 버블(즉, 나노 버블), 마이크로 버블을 포함하는 상위 개념이다.

보다 구체적으로는, 감압 개방부(65a, 66a)의 각각은, 가스 용해수 생성 탱크(51)에서 포화 상태까지 혼합된 가스 용해수(즉, 포화 용액)의 급감압에 의해 미세 기포를 발생시키는 가압 용해 방식에 의해, 희석 약액으로부터 가스의 미세 기포를 발생시킨다. 가스 용해수 생성 탱크(51) 내에서 용해되지 않은 잉여 가스는, 가스 배출 라인 DL을 통해 외부로 배출된다.

희석 약액이 감압 개방부(65a, 66a)를 통과하면, 희석 약액의 압력이 급격하게 저하되고, 지금까지 높은 압력 작용으로 약액 내에 용해되어 있던 고농도의 가스가 미세 기포로서 발생한다. 이에 의해, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액이 세정 처리 중(즉, 기판을 스크럽 처리하는 공정에 있어서)인 기판에 공급된다.

본 실시 형태에서는, 감압 개방부(65a, 66a)는, 약액 공급 노즐(65, 66)의 내부에 배치되어 있지만, 일 실시 형태에서는, 감압 개방부(65a, 66a)는, 약액 공급 노즐(65, 66)의 직전의 유로(즉, 밸브(65b, 66b)보다도 약액 공급 노즐(65, 66)에 근접한 약액 공급 라인 SLa)에 구비되어도 된다. 본 실시 형태에 있어서도 마찬가지로, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액을 생성할 수 있다.

감압 개방부(65a, 66a)는 약액 공급 노즐(65, 66)의 구성 요소의 일부이며, 감압 개방부(65a, 66a)가 약액 공급 라인 SLa에 배치된 경우라도, 약액 공급 노즐(65, 66)은 감압 개방부(65a, 66a)를 갖고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 순수 공급 노즐(67, 68)은, 그 내부 유로, 혹은 순수 공급 노즐(67, 68)의 직전의 유로(즉, 밸브(67b, 68b)보다도 약액 공급 노즐(67, 68)에 근접한 약액 공급 라인 SL1)에 배치된 감압 개방부(67a, 68a)를 가져도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수를 세정 처리 중인 기판에 공급할 수 있다.

도 6은 제2 세정 모듈에 있어서 미세 기포를 포함한 희석 약액을 공급하는 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다. 제2 세정 모듈(18)은, 고정된 위치로부터 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2를 향하여, 희석 약액을 공급하는 약액 공급 노즐(75, 76)과, 암(73)의 하면으로부터 기판 W의 표면 W1을 향하여, 희석 약액을 공급하는 이동식 약액 공급 노즐(72)을 구비하고 있다.

이동식 약액 공급 노즐(72)은, 펜슬 세정 부재(71)와 마찬가지로 암(73)의 선회에 의해, 회전하고 있는 기판 W의 반경 방향으로 이동한다. 이동식 약액 공급 노즐(72)은, 펜슬 세정 부재(71)가 기판 W의 중심부로부터 주연부로 이동하는 과정에 있어서, 펜슬 세정 부재(71)보다도 전방에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 이동식 약액 공급 노즐(72)은, 기판 W의 회전 방향에 있어서, 펜슬 세정 부재(71)보다도 전방측에 배치되어 있다.

약액 공급 노즐(72, 75, 76)의 각각은, 그 내부 유로에 배치된, 약액 희석 모듈(52)로부터 공급되는 희석 약액의 압력을 저하시키는 감압 개방부(72a, 75a, 76a)의 각각을 갖고 있다. 희석 약액이 감압 개방부(72a, 75a, 76a)를 통과하면, 희석 약액 중에 용해되어 있던 고농도의 가스가 미세 기포로서 발생한다. 일 실시 형태에서는, 감압 개방부(72a, 75a, 76a)는, 약액 공급 노즐(72, 75, 76)의 직전의 유로에 배치되어도 된다.

순수 공급 노즐(77, 78)의 각각은, 그 내부 유로에 배치된, 혹은 순수 공급 노즐(77, 78)의 각각의 직전의 유로에 배치된, 감압 개방부(77a, 78a)의 각각을 가져도 된다. 감압 개방부(72a, 75a, 76a, 77a, 78a)의 구성은, 감압 개방부(65a, 66a, 67a, 68a)의 구성과 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 따르면, 가스 용해수 생성 탱크(51)에 있어서 높은 압력으로 고농도의 가스가 용해되고, 그 높은 압력을 유지한 채로 약액 희석 모듈(52)에 있어서 희석 약액이 조정된다. 또한 기판 처리 모듈에 구비된 처리액 공급 기구 부근의 감압 개방부에 있어서 미세 기포가 발생한다. 따라서, 공급 라인 SLa, SL1의 도중에서 사이즈가 큰 기포는 발생하지 않고, 기판의 처리가 이루어지는 유스 포인트 부근에서 미세 기포가 발생한다. 결과로서, 기판 처리 시스템(50)은, 고농도의 미세 기포를 포함한 약액(및 가스 용해수)을 피처리 기판에 공급할 수 있다.

도 7은 기판 처리 시스템의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서, 상술한 실시 형태와 동일한 구조에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(50)은, 가스를 순수 중에 제1 압력으로 용해시키는 가스 용해수 생성 탱크(51)와, 약액(본 실시 형태에서는, 슬러리의 원액)과 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시키는 약액 희석 모듈(52)과, 기판 처리 모듈로서, 기판을 연마 처리하는 연마 모듈(14a 내지 14d)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 4대의 연마 모듈(14a 내지 14d)을 구비하고 있지만, 일 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 적어도 1대의 연마 모듈(14)을 구비해도 된다.

본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 연마 모듈(14a 내지 14d)의 수에 대한 수를 갖는 밸브(82b)(즉, 도 7에 도시한 VLa, VLb, VLc, VLd)를 구비하고 있다(후술하는 도 8 참조). 밸브(82b)는, 약액 공급 라인 SLa에 접속되어 있다.

마찬가지로, 기판 처리 시스템(50)은, 연마 모듈(14a 내지 14d)의 수에 대한 수를 갖는 가스 용해수 공급 라인 SL1, SL2, SL3, SL4 및 밸브(85b)(즉, 도 7에 도시한 VL1, VL2, VL3, VL4)를 구비하고 있다(후술하는 도 8 참조). 밸브(85b)는, 가스 용해수 공급 라인 SL1 내지 SL4의 각각에 접속되어 있다. 가스 용해수 공급 라인 SL1 내지 SL3의 각각에는, 바이패스 라인 BL이 접속되어 있다.

도 8은 연마 모듈을 도시하는 도면이다. 이하에 나타내는 실시 형태에서는, 연마 모듈(14a 내지 14d)을 총칭하여 연마 모듈(14)이라 칭하는 경우가 있고, 가스 용해수 공급 라인 SL1 내지 SL4를 총칭하여 가스 용해수 공급 라인 SL이라 칭하는 경우가 있다.

연마 모듈(14)은, 스크럽 처리 부재로서, 연마면(84a)을 갖는 연마 패드(84)를 사용하여 기판 W의 연마를 행할 수 있도록 구성되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 연마 모듈(14)은, 연마 패드(84)를 지지하는 연마 테이블(80)과, 기판 W를 보유 지지하여 연마면(84a)에 압박 접촉시키는 기판 보유 지지 기구(톱링)(81)와, 연마면(84a)의 표면에 슬러리를 공급하는 처리액 공급 노즐(본 실시 형태에서는, 슬러리 공급 노즐)(82)과, 연마면(84a)의 표면에 부착된 슬러리를 제거하기 위한 순수(즉, 가스 용해수)를 공급하는 처리액 공급 노즐(본 실시 형태에서는, 순수 공급 노즐)(85)을 구비하고 있다. 순수 공급 노즐(85)은, 바꿔 말하면, 아토마이저이다. 따라서, 이하, 순수 공급 노즐(85)을 아토마이저(85)라 칭하는 경우가 있다.

연마 모듈(14)은, 연마 패드(84)를 드레싱하기 위한 드레싱 장치(110)를 더 구비하고 있다. 드레싱 장치(110)는, 연마 패드(84)의 연마면(84a)에 미끄럼 접촉되는 드레서(115)와, 드레서(115)를 지지하는 드레서 암(111)과, 드레서 암(111)을 선회시키는 드레서 선회축(112)을 구비하고 있다. 드레서 선회축(112)은, 연마 패드(84)의 외측에 배치되어 있다.

드레서 암(111)의 선회에 수반하여, 드레서(115)는 연마면(84a) 상에서 요동한다. 드레서(115)의 하면은, 다이아몬드 입자 등의 다수의 지립으로 이루어지는 드레싱면을 구성한다. 드레서(115)는, 연마면 상에서 요동하면서 회전하여, 연마 패드(84)를 약간 깎아냄으로써 연마면을 드레싱한다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 슬러리 공급 노즐(82)은 약액 공급 라인 SLa에 접속되어 있고, 아토마이저(85)(즉, 순수 공급 노즐)는 가스 용해수 공급 라인 SL에 접속되어 있다. 따라서, 슬러리 공급 노즐(82)은, 약액 공급 라인 SLa를 통해, 미세 기포를 포함한 희석 슬러리를 연마 패드(84) 상에 공급하고, 아토마이저(85)는, 가스 용해수 공급 라인 SL을 통해, 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급한다. 일 실시 형태에서는, 아토마이저(85)는, 초음파 진동에 의해 여기된 가스 용해수(메가소닉수)를 공급해도 된다.

연마 테이블(80)은, 원반상으로 형성되어 있고, 그 중심축을 회전 축선으로 하여 회전 가능하게 구성되어 있다. 연마 테이블(80)의 상면에는, 연마 패드(84)가 첩부되어 있다. 연마 패드(84)는, 도시하지 않은 모터에 의해 연마 테이블(80)이 회전함으로써, 연마 테이블(80)과 일체로 회전한다.

톱링(81)은, 그 하면에 있어서, 기판 W를 진공 흡착 등에 의해 보유 지지한다. 톱링(81)은, 도시하지 않은 모터로부터의 동력에 의해 기판 W와 함께 회전 가능하게 구성되어 있다. 톱링(81)의 상부는, 샤프트(81a)를 통해 지지 암(81b)에 접속되어 있다. 톱링(81)은, 도시하지 않은 에어 실린더에 의해 상하 방향으로 이동 가능하여, 연마 테이블(80)로부터의 거리가 조절된다. 이에 의해, 톱링(81)은, 보유 지지한 기판 W를 연마 패드(84)의 연마면(84a)에 압박 접촉시킬 수 있다.

지지 암(81b)은, 도시하지 않은 모터에 의해 요동 가능하게 구성되어 있고, 톱링(81)을 연마면(84a)과 평행인 방향으로 이동시킨다. 본 실시 형태에서는, 톱링(81)은, 도시하지 않은 기판 W의 수취 위치와, 연마 패드(84)의 상방 위치에서 이동 가능하게 구성되어 있음과 함께, 연마 패드(84)에 대한 기판 W의 압박 접촉 위치를 변경 가능하도록 구성되어 있다.

슬러리 공급 노즐(82)은, 연마 테이블(80)의 상방에 마련되어 있고, 연마 테이블(80)에 지지되는 연마 패드(84) 상에 미세 기포를 포함하는 슬러리를 공급한다. 슬러리 공급 노즐(82)은, 샤프트(83)에 의해 지지되어 있다. 샤프트(83)는, 도시하지 않은 모터에 의해 이동 가능하게 구성되고, 슬러리 공급 노즐(82)은, 연마 처리 중에 슬러리의 적하 위치를 변경할 수 있다. 이와 같이, 슬러리 공급 노즐(82)은, 회전하고 있는 기판 W와 연마 패드(84)의 접촉 계면에 침입하도록 미세 기포를 포함한 슬러리를 공급한다.

아토마이저(85)는, 연마 테이블(80)의 상방에 마련되어 있고, 연마 테이블(80)의 직경 방향을 따라서 연장되도록 배치되어 있다. 아토마이저(85)는, 슬러리에 의한 기판 W의 연마 처리 공정의 직후에, 소정의 유량으로 연마 패드(84)를 향하여 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 분사하여, 연마면(84a)과 기판 W에 부착되어 있는 일부의 슬러리를 씻어낸다.

또한, 제어 장치(30)는, 연마 모듈(14)의 동작 전반을 제어하도록 구성되어 있다. 제어 장치(30)는, CPU, 메모리 등의 구성 요소를 구비하고 있고, 소프트웨어를 사용하여 원하는 기능을 실현하는 마이크로컴퓨터로서 구성되어도 되고, 전용의 연산 처리를 행하는 하드웨어 회로로서 구성되어도 된다.

제어 장치(30)는, 과거에 실시된 연마 처리에 있어서의 슬러리의 형번과, 연마 패드(84)의 형번과, 각종 센서 출력값과, 연마 처리 레시피와, 실제의 연마 속도의 상관 관계를 미리 기계 학습해 두고, 인공 지능을 사용하여 연마 처리 중인 연마 속도를 추정하도록 구성되어도 된다.

도 9는 연마 모듈에 있어서 미세 기포를 포함한 슬러리를 공급하는 기구의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다. 연마 모듈(14)은, 연마 패드(84)의 연마면(84a)을 향하여, 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 노즐(82)을 구비한다. 슬러리 공급 노즐(82)은, 그 내부 유로에 배치된, 약액 희석 모듈(52)로부터 공급되는 슬러리의 압력을 저하시키는 감압 개방부(82a)를 갖고 있다. 슬러리가 감압 개방부(82a)를 통과하면, 슬러리의 압력이 급격하게 저하되어, 슬러리 중에 용해되어 있던 고농도의 가스가 미세 기포로서 발생한다. 이에 의해, 고농도의 미세 기포를 포함한 슬러리가 연마 처리 중인 연마면(84a)과 기판 W의 계면에 공급된다.

감압 개방부(82a)는, 슬러리 공급 노즐(82)의 직전의 유로(즉, 밸브(82b)보다도 슬러리 공급 노즐(82)에 근접한 약액 공급 라인 SLa)에 구비되어도 된다. 본 실시 형태에 있어서도 마찬가지로, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액을 생성할 수 있다. 감압 개방부(82a)는 슬러리 공급 노즐(82)의 구성 요소의 일부이며, 감압 개방부(82a)가 약액 공급 라인 SLa에 배치된 경우라도, 슬러리 공급 노즐(82)은 감압 개방부(82a)를 갖고 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 아토마이저(85)는, 그 내부 유로, 혹은 아토마이저(85)의 직전의 유로(즉, 밸브(85b)보다도 아토마이저(85)에 근접한 가스 용해수 공급 라인 SL)에 배치된, 감압 개방부(85a)를 가져도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수(즉, 가스 용해수)를 슬러리에 의한 연마 공정 직후의 연마면(84a)과 기판 W의 계면에 공급할 수 있다. 감압 개방부(85a)는 아토마이저(85)의 구성 요소의 일부이며, 감압 개방부(85a)가 가스 용해수 공급 라인 SL에 배치된 경우라도, 아토마이저(85)는 감압 개방부(85a)를 갖고 있다.

도 10은 제1 세정 모듈에 의한 기판의 표면 및 이면의 세정 공정을 도시하는 도면이다. 먼저, 반송 모듈(24)(도 1 참조)에서 대기 중인 기판 W를 제1 세정 모듈(16)로 반송한다. 이하, 일련의 공정에 대하여, 도 5를 참조하면서 설명한다.

기판 보유 지지 기구(60)는, 제1 세정 모듈(16)로 반송된 기판 W를 보유 지지하고, 이 상태에서, 기판 W의 회전이 개시된다(스텝 S101 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(65b, 66b)를 개방하여, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2에 대하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액의 공급을 개시한다(스텝 S102 참조). 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액의 공급이 개시된 후, 제어 장치(30)는, 세정 부재(61, 62)를 소정의 대기 위치로부터 소정의 처리 위치까지 이동시켜, 세정 부재(61, 62)를 기판 W의 양면에 접촉시킨다(스텝 S103 참조).

그 후, 제어 장치(30)는, 기판 W에 대한 세정 부재(61, 62)의 스크럽을 개시하여(스텝 S104 참조), 기판 W의 스크럽 세정을 실행한다. 기판 W의 스크럽 세정이 종료된 후, 세정 부재(61, 62)를 기판 W로부터 이격시켜(스텝 S105 참조), 세정 부재(61, 62)를 대기 위치로 이동시킨다(스텝 S106 참조).

그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(65b, 66b)를 폐쇄하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액의 공급을 정지한다(스텝 S107 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(67b, 68b)를 개방하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수의 공급을 개시하여(스텝 S108 참조), 기판 W의 린스 세정을 실행한다. 일정 시간이 경과하면, 제어 장치(30)는, 밸브(67b, 68b)를 폐쇄하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수의 공급을 정지한다(스텝 S109 참조).

스텝 S106, 스텝 S107, 및 스텝 S108은, 순차적으로 행해도 되고, 또는 동시에 행해도 된다. 이들 스텝을 동시에 행하는 경우, 기판 처리 시스템(50)은, 일련의 세정 시퀀스의 시간 단축을 실현할 수 있다.

스텝 S102 내지 스텝 S107에서는, 희석 약액 대신에 순수를 사용해도 된다. 이 경우, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2에 대하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수가 공급된 상태에서, 기판 W의 스크럽 세정이 실행된다. 그 때문에, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2에 잔류하는 희석 약액을 제거하기 위한 스텝 S108을 생략할 수 있기 때문에, 기판 처리 시스템(50)은, 일련의 세정 시퀀스의 시간 단축을 실현할 수 있다. 또한, 기판 처리 시스템(50)은, 일련의 세정 시퀀스의 약액 사용량을 저감하여, 환경 부하의 저감을 실현할 수 있다.

도 11은 제2 세정 모듈에 의한 기판의 표면 및 이면의 세정 공정을 도시하는 도면이다. 먼저, 제1 세정 모듈(16)(도 1 참조)에서 세정 처리가 완료된 기판 W를 제2 세정 모듈(18)로 반송한다. 이하, 일련의 공정에 대하여, 도 6을 참조하면서 설명한다.

기판 보유 지지 기구(70)는, 제1 세정 모듈(18)로 반송된 기판 W를 보유 지지하고, 이 상태에서, 기판 W의 회전이 개시된다(스텝 S201 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(75b, 76b)를 개방하여, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2에 대하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액의 공급을 개시한다(스텝 S202 참조). 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액의 공급이 개시된 후, 펜슬 세정 부재(71)는, 암(73)의 선회에 의해 대기 위치로부터 처리 위치까지 이동하여, 기판 W의 표면(1)에 접촉한다(스텝 S203 참조).

그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(75b)를 폐쇄함과 함께, 약액 공급 노즐(72)의 밸브(72b)(도 6 참조)를 개방하여(스텝 S204 참조), 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액을 공급하는 공급 노즐을 전환한다. 그 후, 제어 장치(30)는, 암(73)을 선회시켜 기판 W의 반경 방향으로 이동시킴으로써, 회전하고 있는 기판 W의 표면 W1에 대하여, 세정 부재(71)에 의한 스크럽을 개시하여(스텝 S205 참조), 기판 W의 스크럽 세정을 실행한다.

기판 W의 스크럽 세정이 종료된 후, 제어 장치(30)는, 세정 부재(71)를 기판 W로부터 이격시키고(스텝 S206 참조), 약액 공급 노즐(72)의 밸브(72b)를 폐쇄함과 함께, 밸브(75b)를 개방하여(스텝 S207 참조), 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액을 공급하는 공급 노즐을 다시 전환한다.

그 후, 펜슬 세정 부재(71)는, 암(73)의 선회에 의해 대기 위치로 이동한다(스텝 S208 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(75b, 76b)를 폐쇄하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 희석 약액의 공급을 정지한다(스텝 S209 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(77b, 78b)를 개방하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수의 공급을 개시하여(스텝 S210 참조), 기판 W의 린스 세정을 실행한다. 일정 시간이 경과하면, 제어 장치(30)는, 밸브(77b, 78b)를 폐쇄하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수의 공급을 정지한다(스텝 S211 참조).

스텝 S208, 스텝 S209, 및 스텝 S210은, 순차적으로 행해도 되고, 또는 동시에 행해도 된다. 이들 스텝을 동시에 행하는 경우, 기판 처리 시스템(50)은, 일련의 세정 시퀀스의 시간 단축을 실현할 수 있다.

스텝 S202 내지 스텝 S209에서는, 희석 약액 대신에 순수를 사용해도 된다. 이 경우, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2에 대하여, 고농도의 미세 기포를 포함한 순수가 공급된 상태에서, 기판 W의 표면 W1 스크럽 세정이 실행된다. 그 때문에, 기판 W의 표면 W1 및 이면 W2에 잔류하는 희석 약액을 제거하기 위한 스텝 S210을 생략할 수 있기 때문에, 기판 처리 시스템(50)은, 일련의 세정 시퀀스의 시간 단축을 실현할 수 있다. 또한, 기판 처리 시스템(50)은, 일련의 세정 시퀀스의 약액 사용량을 저감하여, 환경 부하의 저감을 실현할 수 있다.

도 12는 연마 모듈에 의한 기판의 연마 공정을 도시하는 도면이다. 먼저, 로드 포트(12)에 수용된 연마 전의 기판을 제1 반송 로봇(22) 및 반송 모듈(24)에 의해 연마 모듈(14)로 반송한다. 이하, 일련의 공정에 대하여, 도 9를 참조하면서 설명한다.

연마 테이블(80)이 회전을 개시하고(스텝 S301 참조), 기판 W를 보유 지지한 톱링(81)이 기판 W의 회전을 개시한다(스텝 S302 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 밸브(82b)를 개방하여, 미세 기포를 포함한 슬러리의 공급을 개시한다(스텝 S303 참조).

스텝 S303 후, 제어 장치(30)는, 톱링(81)을 하강시켜, 기판 W를 연마 패드(84)의 연마면(84a)에 접촉시키고(스텝 S304 참조), 톱링(81)으로부터 기판 W에 가해지는 압박력을 증가시켜, 슬러리 연마를 개시한다(스텝 S305 참조).

소정 시간의 경과 후, 제어 장치(30)는, 밸브(82b)를 폐쇄하여, 슬러리의 공급을 종료한다(스텝 S306 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 톱링(81)으로부터 기판 W에 가해지는 압박력을 감소시켜, 기판 W의 슬러리 연마를 종료한다(스텝 S307 참조).

그 후, 제어 장치(30)는, 기판 W를 연마 패드(84)에 접촉시킨 상태에서(보다 구체적으로는, 정의 압력으로 기판 W를 연마 패드(84)에 압박한 상태, 또는 제로 압력으로 기판 W를 연마 패드(84)에 접촉시킨 상태), 밸브(85b)를 개방하여, 미세 기포를 포함한 가스 용해수를 공급하여, 기판 W의 수연마 및 연마 패드(84)의 세정을 개시한다(스텝 S308 참조). 그 후, 제어 장치(30)는, 톱링(81)을 상승시켜, 기판 W를 연마 패드(84)로부터 이격시키고, 기판 W의 수연마를 종료한다(스텝 S309 참조).

스텝 S309 후, 제어 장치(30)는, 톱링(81)에 의한 기판 W의 회전을 종료하고(스텝 S310 참조), 밸브(85b)를 폐쇄하여, 연마 패드(84)의 세정을 종료한다(스텝 S311 참조). 스텝 S311 후, 제어 장치(30)는, 연마 테이블(80)의 회전을 종료한다(스텝 S312 참조).

도 8에 도시한 바와 같이, 연마 모듈(14)은, 드레싱 장치(110)를 구비하고 있다. 따라서, 기판 W의 수연마의 종료 후, 제어 장치(30)는, 드레서(115)를 연마 패드(84) 상으로 이동시키면서, 밸브(85b)를 개방하여, 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급해도 된다. 이와 같이, 아토마이저(85)는, 기판 W의 연마 종료 후, 연마 패드(84)의 드레싱 중에 있어서, 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급해도 된다.

도 13은 미세 기포를 포함하는 세정액으로 기판을 세정하였을 때의 효과를 도시하는 도면이다. 도 13으로부터 명백한 바와 같이, 미세 기포를 포함하는 세정액으로 기판 W를 세정하였을 때의 결함수는, 종래의 세정액(즉, 미세 기포를 포함하지 않는 세정액)으로 기판 W를 세정하였을 때의 결함수와 비교하여, 현저하게 적다. 본 실시 형태에 따르면, 세정 모듈에 있어서, 고농도의 미세 기포를 포함한 세정액이 공급된 상태에서 기판을 스크럽 세정 처리한다. 따라서, 기판 처리 시스템은, 높은 파티클 제거 성능을 얻을 수 있다.

도 14는 미세 기포를 포함하는 슬러리로 기판을 연마하였을 때의 효과를 도시하는 도면이다. 도 14로부터 명백한 바와 같이, 미세 기포를 포함하는 슬러리로 기판 W를 연마하였을 때의 연마 레이트는, 종래의 슬러리(즉, 미세 기포를 포함하지 않는 슬러리)로 기판 W를 연마하였을 때의 연마 레이트와 비교하여, 현저하게 높다. 본 실시 형태에 따르면, 연마 모듈에 있어서, 고농도의 미세 기포를 포함한 슬러리가 공급된 상태에서 기판 W를 연마 처리한다. 따라서, 기판 처리 시스템(50)은, 높은 연마 레이트를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 고농도의 질소 가스 또는 수소 가스의 미세 기포를 포함한 약액(세정액, 슬러리)이 기판 W에 공급된다. 미세 기포를 포함한 약액은 기판 W의 처리 중에 있어서 대기 성분의 용입을 억제할 수 있다. 따라서, 용존 산소 농도가 낮은 약액으로 연마 처리와 세정 처리가 실행되기 때문에, 기판 W 상에 형성된 금속막의 부식을 억제할 수 있다.

도 15는 액체 공급 기구를 도시하는 도면이다. 이하에서는, 버블의 사이즈 분포를 제어하는 경우의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 15에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(50)은, 액체 공급 기구(104)를 구비해도 된다. 액체 공급 기구(104)는, 연마 테이블(80)의 반경 방향으로 이동 가능한 노즐 암(130)과, 노즐 암(130)의 선단 부분(130a)에 배치된 슬러리 공급 노즐(82)과, 노즐 암(130)의 암 부분(130b)에 배치된 순수 노즐(132) 및 가스 용해수 노즐(133A, 133B, 133C, 133D, 133E)을 구비하고 있다.

노즐 암(130)은, 노즐 암(130)을 선회시키는 노즐 선회축(도시 생략)에 연결되어 있다. 노즐 선회축은, 연마 패드(84)의 외측에 배치되어 있다. 노즐 암(130)은, 노즐 선회축의 구동(보다 구체적으로는, 노즐 선회축에 연결된 모터)에 의해, 연마 패드(84)의 외측에 있는 퇴피 위치와 연마 패드(84)의 상방에 있는 처리 위치 사이를 이동 가능하게 구성되어 있다.

도 15에 도시한 바와 같이, 노즐 암(130)이 처리 위치에 있을 때, 노즐 암(130)의 선단 부분(130a)은, 연마 패드(84)의 중심의 상방에 배치된다. 따라서, 노즐 암(130)의 선단 부분(130a)에 배치된 슬러리 공급 노즐(82)은, 그 분사구가 연마 패드(84)의 중심에 대향하도록, 연마 패드(84)의 중심의 상방에 배치된다.

노즐 암(130)이 처리 위치에 있을 때, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)의 각각은, 그 분사구가 연마 패드(84)의 중심과 연마 패드(84)의 외주부 사이의 영역에 대향하도록, 이 영역의 상방에 배치된다. 순수 노즐(132)은, 슬러리 공급 노즐(82)에 인접하여 배치되어 있고, 가스 용해수 노즐(133A)은, 순수 노즐(132)에 인접하여 배치되어 있다.

가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)은, 노즐 암(130)의 선단측(즉, 선단 부분(130a))으로부터 기단측을 향하여, 이 순으로 배치되어 있다. 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)의 각각은, 단관 형상을 가져도 되고, 스프레이 노즐 형상을 가져도 된다.

도 15에 도시한 실시 형태에서는, 액체 공급 기구(104)는, 복수(보다 구체적으로는, 5개)의 가스 용해수 노즐을 구비하고 있지만, 가스 용해수 노즐의 수는, 본 실시 형태에 한정되지는 않는다. 일 실시 형태에서는, 액체 공급 기구(104)는, 1개의 가스 용해수 노즐을 구비해도 되고, 2개 이상의 가스 용해수 노즐을 구비해도 된다.

액체 공급 기구(104)는, 슬러리 공급 노즐(82)에 접속된 슬러리 라인(142)과, 슬러리 라인(142)을 개폐하는 개폐 밸브(143)와, 슬러리 라인(142)을 통해, 슬러리 공급 노즐(82)에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급원(141)을 구비하고 있다. 마찬가지로, 액체 공급 기구(104)는, 순수 노즐(132)에 접속된 순수 라인(145)과, 순수 라인(145)을 개폐하는 개폐 밸브(146)와, 순수 라인(145)을 통해, 순수 노즐(132)에 순수를 공급하는 순수 공급원(144)을 구비하고 있다.

개폐 밸브(143, 146)는, 제어 장치(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(30)가 개폐 밸브(143)를 개방하면, 슬러리는, 슬러리 라인(142)을 통해, 슬러리 공급원(141)으로부터 슬러리 공급 노즐(82)에 공급된다. 마찬가지로, 제어 장치(30)가 개폐 밸브(146)를 개방하면, 순수는, 순수 라인(145)을 통해, 순수 공급원(144)으로부터 순수 노즐(132)에 공급된다.

기판 처리 시스템(50)은, 순환 라인 CL 및 가스 용해수 노즐(133A)에 접속된 가스 용해수 공급 라인(152)과, 가스 용해수 공급 라인(152)에 접속된 바이패스 라인(157)과, 가스 용해수 공급 라인(152)에 접속된 마이크로 버블 필터(159)와, 바이패스 라인(157)에 접속된 울트라 파인 버블 필터(158)를 구비하고 있다.

기판 처리 시스템(50)은, 파인 버블액 공급 라인(152)에 접속된 처리액 공급 노즐(151)을 구비하고 있다. 처리액 공급 노즐(151)은, 순환 라인 CL을 흐르는 가스 용해수를 제1 압력으로부터 제2 압력까지 감압시킴으로써, 가스 용해수로부터 가스의 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부(151a)를 갖고 있다.

기판 처리 시스템(50)은, 바이패스 라인(157)을 가스 용해수 공급 라인(152)에 접속하는 삼방 밸브(156A, 156B)를 구비하고 있다. 삼방 밸브(156A, 156B)의 각각은, 제어 장치(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(30)는, 삼방 밸브(156A, 156B)의 각각을 동작시킴으로써, 가스 용해수의 흐름을, 마이크로 버블 필터(159)를 통과시키는 흐름과, 울트라 파인 버블 필터(158)를 통과시키는 흐름 사이에서 전환할 수 있다.

마이크로 버블 필터(159)는, 1마이크로미터 내지 100마이크로미터 이하의 버블 직경을 갖는 마이크로 버블의 통과를 허용하고, 마이크로 버블보다도 큰 사이즈의 버블을 포착(제거)한다. 따라서, 가스 용해수가 마이크로 버블 필터(159)를 통과하면, 1마이크로미터 내지 100마이크로미터 이하의 버블 직경을 갖는 마이크로 버블을 포함하는 가스 용해수가 공급된다.

울트라 파인 버블 필터(158)는, 1마이크로미터 이하의 버블 직경을 갖는 울트라 파인 버블(즉, 나노 버블)의 통과를 허용하고, 울트라 파인 버블보다도 큰 사이즈의 버블을 포착(제거)한다. 따라서, 가스 용해수가 울트라 파인 버블 필터(158)를 통과하면, 1마이크로미터 이하의 버블 직경을 갖는 울트라 파인 버블을 포함하는 가스 용해수가 공급된다. 이와 같이 하여, 기판 처리 시스템(50)은, 마이크로 버블을 포함하는 가스 용해수와, 울트라 파인 버블을 포함하는 가스 용해수를 공급할 수 있다.

기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수의 흐름 방향에 있어서, 삼방 밸브(156A)의 하류측에 배치된 파티클 카운터(160)를 더 구비해도 된다. 파티클 카운터(160)는, 가스 용해수에 포함되는 버블수를 계측하도록 구성되어 있다. 따라서, 기판 처리 시스템(50)은, 파티클 카운터(160)에 의해 계측된 버블수에 기초하여, 가스 용해수에 포함되는 버블수가 소정의 기준수에 도달한 후에, 가스 용해수를 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)의 각각으로부터 공급해도 된다. 소정의 기준수를 충족하는 버블을 갖는 가스 용해수는, 그 성질을 충분히 발휘할 수 있다. 일 실시 형태에서는, 파티클 카운터(160)는, 레이저 회절·산란 방식의 기포 농도계여도 된다.

도 1 내지 도 14에 도시한 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(50)은, 상술한 파티클 카운터(160)를 구비해도 된다. 이 경우에 있어서도, 파티클 카운터(160)는, 감압 개방부의 하류측에 배치되어 있다.

도 15에 도시한 바와 같이, 울트라 파인 버블 필터(158) 및 마이크로 버블 필터(159)는, 노즐 암(130)(보다 구체적으로는, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E))에 인접하여 배치되어 있다. 필터(158, 159)와 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E) 사이의 거리가 크면, 가스 용해수가 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)로 이동하는 동안에, 가스 용해수에 포함되는 버블이 소실되어 버릴 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 배치에 의해, 가스 용해수에 포함되는 버블의 소실을 확실하게 방지할 수 있다.

기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)에 접속된 분기 라인(153A, 153B, 153C, 153D, 153E)을 구비하고 있다. 기판 처리 시스템(50)은, 분기 라인(153A, 153B, 153C, 153D, 153E)에 접속된 개폐 밸브(154A, 154B, 154C, 154D, 154E)와, 가스 용해수 공급 라인(152)에 접속된 개폐 밸브(155)를 구비하고 있다. 개폐 밸브(154A, 154B, 154C, 154D, 154E) 및 개폐 밸브(155)는, 제어 장치(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A, 154B, 154C, 154D, 154E)의 각각의 동작과, 개폐 밸브(155)의 동작을 제어 가능하다.

가스 용해수를 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)로부터 공급하는 경우에는, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E)를 개방하고, 또한 개폐 밸브(155)를 폐쇄한다. 이 동작에 의해, 가스 용해수 공급 라인(152)을 흐르는 가스 용해수는, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)로부터 공급된다.

개폐 밸브(154A 내지 154E)는, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)에 대응하고 있다. 따라서, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E)의 각각을 제어함으로써, 가스 용해수를 공급해야 할 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)을 임의로 선택할 수 있다.

예를 들어, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A)를 개방하고, 개폐 밸브(154B, 154C, 154D, 154E) 및 개폐 밸브(155)를 폐쇄함으로써, 가스 용해수는, 가스 용해수 노즐(133A)로부터만 공급된다. 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(155)를 개방하고, 개폐 밸브(154A, 154B, 154C, 154D, 154E)를 폐쇄함으로써, 가스 용해수는, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E) 중 어느 것으로부터도 공급되지 않고, 가스 용해수 공급 라인(152)을 통해 순환 라인 CL에 배출된다.

도 16은 제어 장치에 의한, 기판의 처리 플로를 도시하는 도면이다. 제어 장치(30)는, 노즐 암(130)을 동작시켜, 노즐 암(130)의 선단 부분(130a)을 연마 패드(84)의 중심 상방에 배치시킨다. 제어 장치(30)는, 연마 테이블(80)을 회전시키면서, 개폐 밸브(143)를 개방하여, 연마 패드(84) 상에 슬러리를 공급한다(도 16의 스텝 S401 참조).

일 실시 형태에서는, 상술한 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 미세 기포를 포함하는 슬러리를 공급해도 된다. 미세 기포를 포함하는 슬러리를 공급하는 구성은, 도 7에 도시한 실시 형태에 관한 구성이어도 되고, 도 15에 도시한 실시 형태에 관한 액체 공급 기구(104)가 미세 기포를 포함하는 슬러리를 공급하는 구성을 가져도 된다.

이 상태에서, 제어 장치(30)는, 톱링(81)으로 보유 지지된 기판 W를 회전시키면서, 연마 패드(84)에 압박하여, 기판 W를 슬러리 연마한다(스텝 S402 참조). 스텝 S402에 있어서, 제어 장치(30)는, 연마 패드(84) 및 톱링(81)을 동일 방향으로 회전시켜, 기판 W를 연마한다.

이때, 제어 장치(30)는, 가스 용해수를 안정적으로 공급하기 위한 공급 준비를, 기판 W의 연마 동작(즉, 스텝 S402)와 병행하여 실행한다(스텝 S403 참조). 보다 구체적으로는, 제어 장치(30)는, 가스 용해수를 공급하기 위해, 삼방 밸브(156A, 156B)를 조작하여, 바이패스 라인(157)을 개방한다. 그렇게 하면, 가스 용해수는, 마이크로 버블 필터(159)를 통과하지 않고, 울트라 파인 버블 필터(158)를 통과하고, 결과적으로, 기판 처리 시스템(50)은, 울트라 파인 버블을 포함하는 가스 용해수를 공급한다.

제어 장치(30)가 개폐 밸브(154A 내지 154E)를 폐쇄하고, 개폐 밸브(155)를 개방함으로써, 가스 용해수는, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E)로부터 공급되지 않고, 가스 용해수 공급 라인(152)을 통해, 순환 라인 CL로 되돌려진다. 제어 장치(30)는, 파티클 카운터(160)에 의해 계측된 버블수에 기초하여, 가스 용해수의 버블수가 안정되어 있는지 여부를 판단한다.

그 후, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(143)를 폐쇄하여, 기판 W의 슬러리 연마를 종료한다. 기판 W의 슬러리 연마 종료 후, 제어 장치(30)는, 기판 W의 수연마(본 실시 형태에서는, 가스 용해수 연마)를 개시한다(스텝 S404 참조). 보다 구체적으로는, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E) 중 적어도 하나를 개방하고, 또한 개폐 밸브(155)를 폐쇄하여, 기판 W를 연마 패드(84)에 접촉시킨 상태에서, 가스 용해수를, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E) 중 적어도 하나로부터, 연마 패드(84) 상에 공급한다.

가스 용해수가 연마 패드(84) 상에 공급되면, 가스 용해수에 포함되는 버블은 파열된다. 파열된 버블의 충격에 의해, 국소적으로 에너지(발광, 고온 고압, 충격파 등)가 방출되고, 이 에너지에 의해 기판 W의 표면에 부착된 연마칩이나 연마액의 지립이 제거된다. 또한, 가스 용해수의 기액 계면이 마이너스의 전위를 띠기 때문에, 가스 용해수는, 플러스의 전위를 띤 전해질 이온이나 오염을 흡착하여, 제거한다.

버블의 충격의 크기는, 버블 직경에 의존한다. 따라서, 연마 패드(84) 상에 공급되는 가스 용해수가 가스 용해수인 경우, 가스 용해수에 포함되는 버블의 파열에 기인하는 충격은, 가스 용해수에 포함되는 버블의 파열에 기인하는 충격보다도 크다.

본 실시 형태에서는, 기판 W는, 가스 용해수로 연마된다. 따라서, 버블의 파열에 기인하여 기판 W에 부여하는 충격은 작다. 기판 W는, 미세한 구조를 갖고 있는 경우가 있기 때문에, 기판 W를 가스 용해수로 연마함으로써, 기판 W가 받는 대미지를 작게 할 수 있다. 결과로서, 기판 W에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성에 의해, 기판 W의 처리 시간을 길게 할 필요는 없어, 기판 W의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

기판 W의 가스 용해수 연마를 종료한 후, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E)를 폐쇄하면서, 개폐 밸브(146)를 개방하여, 순수를 연마 패드(84) 상에 공급한다. 그 후, 제어 장치(30)는, 연마 테이블(80) 및 톱링(81)을 회전시키면서, 기판 W를 톱링(81)에 흡착시킨다(스텝 S405 참조). 이 상태에서, 제어 장치(30)는, 톱링(81)을 상승시켜, 톱링(81)을 연마 패드(84)의 상방에 위치시킨다.

제어 장치(30)는, 가스 용해수를 안정적으로 공급하기 위한 공급 준비를, 기판 W의 반송 동작(즉, 스텝 S405 및 후술하는 스텝 S407)과 병행하여 실행한다(스텝 S406 참조). 보다 구체적으로는, 제어 장치(30)는, 가스 용해수를 공급하기 위해, 삼방 밸브(156A, 156B)를 조작하여, 바이패스 라인(157)을 폐쇄하면서, 가스 용해수 공급 라인(152)의 일부(보다 구체적으로는, 삼방 밸브(156A)의 상류측 및 삼방 밸브(156B)의 하류측)를 개방한다. 그렇게 하면, 가스 용해수는, 마이크로 버블 필터(159)를 통과하고, 결과적으로, 기판 처리 시스템(50)은, 마이크로 버블을 포함하는 가스 용해수를 공급한다.

스텝 S405 후, 제어 장치(30)는, 기판 W를 흡착한 톱링(81)을 연마 패드(84)의 외부로 이동시켜, 기판 W를 다음 공정으로 반송한다(스텝 S407 참조). 스텝 S407 후, 제어 장치(30)는, 드레서(115)를 연마 패드(84) 상으로 이동시키면서, 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급하여, 연마 패드(84)를 드레싱한다(스텝 S408 참조).

연마 패드(84)의 드레싱 시에 있어서, 제어 장치(30)는, 연마 패드(84)의 상방에 배치된 아토마이저(85)로부터 대유량의 세정액을 연마 패드(84)의 표면에 분사시켜도 된다. 일 실시 형태에서는, 노즐 암(130)으로부터 공급되는 가스 용해수의 유량은, 1L/min이며, 아토마이저(85)로부터 공급되는 가스 용해수의 유량은, 10L/min이다.

본 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 노즐 암(130)을 통해, 가스 용해수를 공급하도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 아토마이저(85)를 통해, 가스 용해수를 공급하도록 구성되어도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 기판 처리 시스템(50)은, 노즐 암(130)을 통해 가스 용해수를 공급할 뿐만 아니라, 아토마이저(85)를 통해 대유량의 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급할 수 있다. 아토마이저(85)로부터 가스 용해수를 공급하는 구조에 대해서는, 노즐 암(130)으로부터 가스 용해수를 공급하는 구조(또는 상술한 실시 형태(도 1 내지 도 14)에 관한 구조)와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

연마 패드(84)의 드레싱 중에 있어서, 기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급한다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E) 중 적어도 하나를 개방하고, 또한 개폐 밸브(155)를 폐쇄하여, 마이크로 버블을 포함하는 가스 용해수를, 가스 용해수 노즐(133A 내지 133E) 중 적어도 하나로부터, 연마 패드(84) 상에 공급한다.

상술한 바와 같이, 가스 용해수에 포함되는 버블의 파열에 기인하는 충격은, 가스 용해수에 포함되는 버블의 파열에 기인하는 충격보다도 크다. 따라서, 기판 처리 시스템(50)은, 버블의 파열에 기인하여, 연마 패드(84)의 표면(연마면)에 큰 충격을 부여할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 연마 패드(84)의 눈막힘을 보다 확실하게 해소할 수 있다. 따라서, 연마 패드(84)의 드레싱 시에 있어서, 연마 패드(84)의 깎아내는 양을 작게 할 수 있다. 결과로서, 연마 패드(84)의 장수명화를 실현할 수 있고, 연마 레이트나 기판 W의 프로파일에 악영향을 미치는 일은 없다. 또한, 드레싱 시간이 단축되어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에 따르면, 기판 처리 시스템(50)은, 기판 W의 연마 종료 후에, 높은 세정력을 갖는 가스 용해수(즉, 가스 용해수, 가스 용해수)를 연마 패드(84) 상에 공급함으로써, 기판 W의 연마 프로세스의 안정화를 실현할 수 있다.

도 17은 연마 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 17에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수를 연마 모듈(14)의 구성 요소(본 실시 형태에서는, 톱링(81), 액체 공급 기구(104) 및 드레싱 장치(110))에 분배하는 가스 용해수 분배 장치(170)를 구비해도 된다.

가스 용해수 분배 장치(170)는, 가스 용해수 공급 라인(152)에 접속된 분배 라인(171A)과, 분배 라인(171A)에 접속된 세정 노즐(172A)과, 분배 라인(171A)에 접속된 개폐 밸브(173A)를 구비하고 있다.

세정 노즐(172A)은, 퇴피 위치에 배치된 톱링(81)에 인접하여 배치되어 있고, 기판 처리 시스템(50)은, 톱링(81)의 하방으로부터 톱링(81)을 향하여 가스 용해수를 분사한다. 높은 세정력을 갖는 가스 용해수의 분사에 의해, 톱링(81)을 보다 효과적으로 세정할 수 있다.

도 16의 스텝 S409에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(30)는, 기판 W의 반송 후, 톱링(81)을 연마 패드(84)의 외부에 위치하는 퇴피 위치로 이동시키고, 가스 용해수를, 퇴피 위치에 배치된 톱링(81)에 공급하여, 톱링(81)을 세정한다. 기판 처리 시스템(50)은, 톱링(81)이 퇴피 위치에 배치된 상태에서, 톱링(81)을 세정하기 때문에, 톱링(81)을 세정한 가스 용해수가 연마 패드(84) 상에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

개폐 밸브(173A)는, 제어 장치(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E)를 폐쇄하면서, 개폐 밸브(155)(도 15 참조) 및 개폐 밸브(173A)를 개방하여, 가스 용해수를 톱링(81)에 공급한다. 스텝 S408에 있어서, 기판 처리 시스템(50)은, 가스 용해수를 공급하기 위해, 스텝 S409에 있어서도, 기판 처리 시스템(50)은, 톱링(81)에 가스 용해수를 공급한다.

도 17에 도시한 바와 같이, 가스 용해수 분배 장치(170)는, 가스 용해수 공급 라인(152)에 접속된 분배 라인(171B)과, 분배 라인(171B)에 접속된 세정 노즐(172B, 172D)을 구비해도 된다.

세정 노즐(172B)은, 퇴피 위치에 배치된 노즐 암(130)에 인접하여 배치되어 있다. 세정 노즐(172B)에는, 분배 라인(171B)으로부터 분기된 분기 라인(171Ba)이 접속되어 있고, 분기 라인(171Ba)에는, 개폐 밸브(173B)가 접속되어 있다.

세정 노즐(172D)은, 퇴피 위치에 배치된 드레서(115)에 인접하여 배치되어 있다. 세정 노즐(172D)에 인접하여, 분배 라인(171B)에 접속된 개폐 밸브(1173D)가 배치되어 있다.

제어 장치(30)는, 개폐 밸브(154A 내지 154E)를 폐쇄하면서, 개폐 밸브(155) 및 개폐 밸브(173B, 173D)를 개방하여, 가스 용해수를 노즐 암(130) 및 드레서(115)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(30)는, 도 16의 스텝 S409에 있어서, 톱링(81)뿐만 아니라, 노즐 암(130) 및 드레서(115) 중 적어도 하나를 세정해도 된다.

도 18은 제어 장치에 의한, 기판의 처리 플로의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 도 18에 도시한 바와 같이, 제어 장치(30)는, 연마 패드(84) 상에 슬러리를 공급하여, 기판 W를 슬러리 연마한다(스텝 S501, S502 참조). 제어 장치(30)는, 가스 용해수를 안정적으로 공급하기 위한 공급 준비를, 기판 W의 연마 동작(즉, 스텝 S502)과 병행하여 실행하고(스텝 S503 참조), 가스 용해수 분배 장치(170)를 통해, 가스 용해수를 드레서(115)에 공급해도 된다(스텝 S504 참조). 일 실시 형태에서는, 제어 장치(30)는, 드레서(115)뿐만 아니라, 아토마이저(85)도 세정해도 된다.

그 후, 제어 장치(30)는, 기판 W의 가스 용해수 연마를 개시하고(스텝 S505 참조), 스텝 S505가 종료된 후, 제어 장치(30)는, 기판 W를 톱링(81)에 흡착시킨다(스텝 S506 참조).

스텝 S507에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(30)는, 가스 용해수를 안정적으로 공급하기 위한 공급 준비를, 기판 W의 반송 동작(즉, 스텝 S506 및 후술하는 스텝 S508)과 병행하여 실행하고, 기판 W를 다음 공정으로 반송한 후(스텝 S508 참조), 가스 용해수를 연마 패드(84) 상에 공급하여, 연마 패드(84)를 드레싱한다(스텝 S509 참조).

제어 장치(30)는, 기판 W의 반송 후, 가스 용해수를, 퇴피 위치에 배치된 톱링(81)에 공급하여, 톱링(81)을 세정한다(스텝 S510 참조). 도 18에 도시한 실시 형태에서는, 기판 처리 시스템(50)은, 스텝 S504에 있어서, 드레서(115)를 세정하고 있기 때문에, 스텝 S510에 있어서, 드레서(115)를 세정할 필요는 없다.

도시하지는 않지만, 도 1 내지 도 14에 도시한 실시 형태와, 도 15 내지 도 18에 도시한 실시 형태는, 적절히, 조합해도 된다.

도 19는 제1 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다. 도 19에 도시한 바와 같이, 제1 세정 모듈(16)은, 기판 W를 보유 지지하면서, 회전시키는 스핀 척(120)과, 기판 W의 직경보다도 긴 세정 롤러(121)와, 세정 롤러(121)에 권취된 세정 부재(122)와, 기판 W의 표면을 향하여 세정액을 공급하는 세정액 노즐(123)과, 세정 롤러(121)를 이동 가능하게 지지하는 지지 기둥(128)을 구비하고 있다.

도 19에 도시한 실시 형태에서는, 세정 롤러(121) 및 세정 부재(122)는, 상술한 세정 부재(61, 62)(도 3 참조)에 상당하는 구성을 갖고 있다. 스핀 척(120)은, 기판 W의 주연부를 보유 지지하는 핀부재(127)와, 핀부재(127)를 회전 가능하게 보유 지지하는 스핀들(126)을 구비하고 있다.

본 실시 형태에서는, 스핀 척(120)은, 복수의 스핀들(126)과, 스핀들(126)의 수에 대응하는 수의 핀부재(127)를 구비하고 있다. 스핀들(126)의 상단에 보유 지지된 핀부재(127)가 회전하면, 핀부재(127)의 회전력이 기판 W에 전달되어, 기판 W는, 핀부재(127)와 함께 회전한다.

제1 세정 모듈(16)은, 세정된 기판 W의 위치로부터 이격된 셀프 세정 위치(세정 롤러(121) 및 세정 부재(122)의 대기 위치)에 배치된 셀프 클리닝부(124)와, 셀프 클리닝부(124)에 배치된 처리액 공급 노즐(셀프 클리닝액 노즐)(180)을 구비하고 있다.

셀프 클리닝부(124)는, 스핀 척(120)에 인접하여 배치되어 있다. 지지 기둥(128)은, 도 19의 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향으로 이동 가능하다. 따라서, 지지 기둥(128)은, 스핀 척(120)이 배치된 기판 세정 위치와, 셀프 클리닝부(124)가 배치된 셀프 세정 위치 사이에서, 세정 롤러(121)를 이동시키도록 구성되어 있다.

세정액 노즐(123)은, 스핀 척(120)에 보유 지지된 기판 W의 표면에 세정액을 공급하고, 기판 W 상에 배치된 세정 부재(122)(및 세정 롤러(121))는, 회전하는 기판 W의 표면을 스크럽 세정한다(예를 들어, 도 10의 스텝 S104 참조). 기판 W의 스크럽 세정에 의해, 세정액 노즐(123)로부터 공급된 세정액에 포함되는 파티클은, 세정 부재(122)에 부착된다.

그래서, 기판 W의 스크럽 세정을 종료한 후, 지지 기둥(128)은, 세정 롤러(121)를 기판 세정 위치로부터 셀프 세정 위치로 이동시킨다(도 19의 화살표 참조). 셀프 세정 위치로 이동된 세정 롤러(121)(및 세정 부재(122))는, 셀프 클리닝액 노즐(180)로부터 공급된 세정액에 의해, 셀프 클리닝부(124)에서 세정된다.

도 20은 도 19에 도시한 제1 세정 모듈을 도시하는 단면도이다. 도 20에 도시한 바와 같이, 셀프 클리닝부(124)는, 셀프 클리닝액 노즐(180)로부터 공급된 세정액을 받아내는 셀프 클리닝조(140)와, 셀프 클리닝조(140)에 공급된 세정액을 배출하는 배액 배관(181)과, 셀프 클리닝조(140)에 배치된 석영판(129)을 구비하고 있다.

셀프 클리닝액 노즐(180)은, 약액 희석 모듈(52)로부터 공급되는 세정액의 압력을 저하시키는 감압 개방부(180a)를 갖고 있다. 감압 개방부(180a)는, 상술한 감압 개방부(예를 들어, 감압 개방부(65a, 66a, 67a, 68a))와 동일한 구성을 갖고 있다.

셀프 클리닝액 노즐(즉, 처리액 공급 노즐)(180)은, 셀프 세정 위치에서 대기하고 있는 세정 부재(122)(즉, 스크럽 처리 부재)를 향하여, 미세 기포를 포함하는 세정액 또는 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급한다. 미세 기포는, 감압 개방부(180a)에 의해 발생된다. 이와 같이 하여, 셀프 클리닝액 노즐(180)은, 세정 부재(122)에 부착된 파티클을 제거한다. 세정 부재(122)의 세정 중에 있어서, 세정 부재(122)를 석영판(129)에 압박하여, 세정 부재(122)로부터의 파티클의 제거를 촉진해도 된다.

도 21은 제2 세정 모듈의 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다. 도 21에 도시한 바와 같이, 제2 세정 모듈(18)은, 기판 W를 보유 지지하면서, 회전시키는 스핀 척(202)과, 기판 W를 스크럽 처리하는 세정 부재(203)(즉, 스크럽 처리 부재)와, 세정 부재(203)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(210)과, 회전축(210)을 개재시켜 세정 부재(203)를 요동시키는 요동 암(207)과, 기판 W의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 노즐(208)을 구비하고 있다.

기판 W가 스핀 척(202)에 보유 지지된 상태에서, 스핀 척(202)이 회전하면, 기판 W는, 스핀 척(202)과 함께 회전한다. 세정액 노즐(208)은, 스핀 척(202)에 보유 지지된 기판 W의 표면에 세정액을 공급하고, 기판 W 상에 배치된 세정 부재(203)는, 기판 W의 표면을 스크럽 세정한다(예를 들어, 도 10의 스텝 S104 참조). 기판 W의 스크럽 세정에 의해, 세정액 노즐(208)로부터 공급된 세정액에 포함되는 파티클은, 세정 부재(203)에 부착된다.

제2 세정 모듈(18)은, 세정된 기판 W의 위치로부터 이격된 셀프 세정 위치(세정 부재(203)의 대기 위치)에 배치된 셀프 클리닝부(209)와, 셀프 클리닝부(209)에 배치된 처리액 공급 노즐(셀프 클리닝액 노즐)(216)을 구비하고 있다.

셀프 클리닝부(209)는, 스핀 척(202)에 인접하여 배치되어 있다. 요동 암(207)은, 스핀 척(202)이 배치된 기판 세정 위치와, 셀프 클리닝부(209)가 배치된 셀프 세정 위치 사이에서, 세정 부재(203)를 이동시키도록 구성되어 있다.

기판 W의 스크럽 세정을 종료한 후, 요동 암(207)은, 세정 부재(203)를 기판 세정 위치로부터 셀프 세정 위치로 이동시킨다. 셀프 세정 위치로 이동된 세정 부재(203)는, 셀프 클리닝부(209)에서 세정된다.

도 22는 도 21에 도시한 제2 세정 모듈을 도시하는 단면도이다. 도 22에 도시한 바와 같이, 셀프 클리닝액 노즐(216)은, 약액 희석 모듈(52)로부터 공급되는 세정액의 압력을 저하시키는 감압 개방부(216a)를 갖고 있다. 감압 개방부(216a)는, 상술한 감압 개방부(예를 들어, 감압 개방부(65a, 66a, 67a, 68a))와 동일한 구성을 갖고 있다.

도 22에 도시한 바와 같이, 셀프 클리닝부(209)는, 셀프 클리닝액 노즐(216)로부터 공급된 세정액을 받아내는 셀프 클리닝조(220)와, 셀프 클리닝조(220)에 공급된 세정액을 배출하는 배액 배관(221)과, 셀프 클리닝조(220)에 배치된 석영판(215)과, 석영판(215)을 지지하는 지지판(214)을 구비하고 있다. 지지판(214)은, 도시하지 않은 지지축에 고정되어 있다.

셀프 클리닝액 노즐(216)(즉, 처리액 공급 노즐)은, 셀프 세정 위치에서 대기하고 있는 세정 부재(203)(즉, 스크럽 처리 부재)를 향하여, 미세 기포를 포함하는 세정액 또는 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급한다. 미세 기포는, 감압 개방부(216a)에 의해 발생된다. 이와 같이 하여, 셀프 클리닝액 노즐(216)은, 기판 W의 스크럽 세정에 의해, 세정 부재(203)에 부착된 파티클을 제거한다. 세정 부재(203)의 세정 중에 있어서, 세정 부재(203)를 석영판(215)에 압박해도 된다.

도시하지 않지만, 도 19 내지 도 22는, 적절히, 도 1 내지 도 18에 적용되어도 된다. 예를 들어, 도 19 및 도 20을 참조하여 설명한 셀프 클리닝부(124) 및 처리액 공급 노즐(180)은, 도 3을 참조하여 설명한 제1 세정 모듈(16)에 적용되어도 된다. 마찬가지로, 도 21 및 도 22를 참조하여 설명한 셀프 클리닝부(209) 및 처리액 공급 노즐(216)은, 도 4를 참조하여 설명한 제2 세정 모듈(18)에 적용되어도 된다.

상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되지는 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해야 한다.

1: 기판 처리 장치
2: 연마부
4: 세정부
10: 하우징
12: 로드 포트
14a 내지 14d: 연마 모듈
16: 제1 세정 모듈
18: 제2 세정 모듈
20: 건조 모듈
22: 제1 반송 로봇
24: 반송 모듈
26: 제2 반송 로봇
28: 제3 반송 로봇
30: 제어 장치
50: 기판 처리 시스템
51: 가스 용해수 생성 탱크
52: 약액 희석 모듈
53: 송수 펌프
54: 송액 펌프
55: 유량 컨트롤러
56: 압력계
57: 유량 컨트롤러
60: 기판 보유 지지 기구
61, 62: 스크럽 처리 부재(세정 부재)
63a, 63b: 회전 기구
64a, 64b: 승강 기구
65, 66: 처리액 공급 노즐(약액 공급 노즐)
65a, 66a: 감압 개방부
65b, 66b: 밸브
67, 68: 처리액 공급 노즐(순수 공급 노즐)
67a, 68a: 감압 개방부
67b, 68b: 밸브
70: 기판 보유 지지 기구
70a 내지 70d: 척
70e: 모터
71: 스크럽 처리 부재(세정 부재)
72: 이동식 약액 공급 노즐
72a: 감압 개방부
72b: 밸브
73: 암
75, 76: 처리액 공급 노즐(약액 공급 노즐)
75a, 76a: 감압 개방부
75b, 75b: 밸브
77, 78: 처리액 공급 노즐(순수 공급 노즐)
77a, 78a: 감압 개방부
77b, 78b: 밸브
79: 암 요동 기구
79a: 선회축
79b: 회전 기구
80: 연마 테이블
81: 기판 보유 지지 기구(톱링)
81a: 샤프트
81b: 지지 암
82: 처리액 공급 노즐(슬러리 공급 노즐)
82a: 감압 개방부
82b: 밸브
83: 샤프트
84: 연마 패드
84a: 연마면
85: 처리액 공급 노즐(순수 공급 노즐)
85a: 감압 개방부
85b: 밸브
104: 액체 공급 기구
110: 드레싱 장치
111: 드레서 암
112: 드레서 선회축
115: 드레서
120: 스핀 척
121: 세정 롤러
122: 세정 부재
123: 세정액 노즐
124: 셀프 클리닝부
126: 스핀들
127: 핀부재
128: 지지 기둥
129: 석영판
130: 노즐 암
130a: 선단 부분
130b: 암 부분
132: 순수 노즐
133A 내지 133E: 가스 용해수 공급 노즐
140: 셀프 클리닝조
141: 슬러리 공급원
142: 슬러리 라인
143: 개폐 밸브
144: 순수 공급원
145: 순수 라인
146: 개폐 밸브
151: 처리액 공급 노즐
151a: 감압 개방부
152: 가스 용해수 공급 라인
153A 내지 153E: 분기 라인
154A 내지 154E: 개폐 밸브
155: 개폐 밸브
156A, 156B: 삼방 밸브
157: 바이패스 라인
158: 울트라 파인 버블 필터
159: 마이크로 버블 필터
160: 파티클 카운터
170: 가스 용해수 분배 라인
171A, 171B: 분배 라인
171Ba: 분기 라인
172A, 172B, 172D: 세정 노즐
180: 셀프 클리닝액 노즐(처리액 공급 노즐)
180a: 감압 개방부
202: 스핀 척
203: 세정 부재(스크럽 처리 부재)
207: 요동 암
208: 세정액 노즐
209: 셀프 클리닝부
210: 회전축
214: 지지판
215: 석영판
216: 셀프 클리닝액 노즐(처리액 공급 노즐)
216a: 감압 개방부
220: 셀프 클리닝조
221: 배액 배관
GS: 가스 공급원
GL: 가스 라인
PS: 순수 공급원
PL: 순수 라인
DL: 가스 배출 라인
DVL: 밸브
MS: 약액 공급원
CML: 약액 라인
CL: 순환 라인
SL1 내지 SL4: 가스 용해수 공급 라인
SLa: 약액 공급 라인
P1: 압력계
VL1(67b, 68b): 밸브
VL2(77b, 78b): 밸브
VLa 내지 VLd: 밸브
Va, Vb: 밸브
V1, V2: 밸브
BL: 바이패스 라인
L1, L2: 접속 라인

Claims

가스를 순수 중에 제1 압력으로 용해시키는 가스 용해수 생성 탱크와,
약액과, 상기 가스 용해수 생성 탱크에서 생성된 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시키는 약액 희석 모듈과,
기판을 처리하는 기판 처리 모듈을 구비하고,
상기 기판 처리 모듈은,
상기 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와,
상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 스크럽 처리하는 스크럽 처리 부재와,
상기 기판을 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급 노즐을 구비하고,
상기 처리액 공급 노즐은, 상기 약액 희석 모듈에서 혼합된 희석 약액을 상기 제1 압력으로부터 제2 압력까지 감압시킴으로써, 상기 희석 약액으로부터 상기 가스의 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖고 있고,
상기 처리액 공급 노즐은, 상기 기판을 스크럽 처리하는 공정에 있어서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급하는, 기판 처리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 감압 개방부는, 상기 처리액 공급 노즐의 내부 유로 또는 그 직전의 유로에 배치된, 적어도 하나 이상의 오리피스판으로 구성되어 있고,
상기 오리피스판은, 자신이 갖는 압력 손실 작용에 의해, 상기 희석 약액을 상기 제2 압력까지 감압시킴과 동시에 상기 미세 기포를 발생시키는, 기판 처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 처리 시스템은, 상기 가스 용해수 생성 탱크의 상류측의 유로에 배치된 가스 공급원과, 순수 공급원과, 송수 펌프를 구비하고 있고,
상기 송수 펌프는, 상기 가스 용해수 생성 탱크 내의 압력이 상기 제1 압력이 되도록 순수를 상기 가스 용해수 생성 탱크로 이송하는, 기판 처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가스는, 질소, 수소, 산소, 오존, 이산화탄소, 네온, 아르곤, 크세논, 크립톤 중 적어도 하나 이상의 성분으로 구성되어 있는, 기판 처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 처리 시스템은, 상기 약액 희석 모듈의 상류측의 유로에 배치된 송액 펌프를 구비하고 있고,
상기 송액 펌프는, 상기 제1 압력이 되도록 상기 약액을 상기 약액 희석 모듈로 이송하는, 기판 처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 처리 모듈은, 세정 모듈을 구비하고 있고,
상기 약액은, 세정액의 원액이며,
상기 스크럽 처리 부재는, 스펀지 세정 부재 및 버프 세정 부재 중 적어도 하나를 구비하고 있는, 기판 처리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 처리액 공급 노즐은, 상기 세정 모듈에 있어서, 회전하고 있는 상기 기판의 반경 방향에 대하여 요동하는 요동 암에 배치되어 있고, 상기 기판의 중심부로부터 주연부에 걸쳐 균일하게 상기 미세 기포를 포함하는 세정액을 공급하는, 기판 처리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 처리액 공급 노즐은, 상기 세정 모듈에 있어서, 상기 기판의 위치로부터 이격된 셀프 세정 위치에 배치되어 있고, 상기 셀프 세정 위치에서 대기하고 있는 상기 스크럽 처리 부재를 향하여 상기 미세 기포를 포함하는 세정액 또는 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급하는, 기판 처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 처리 모듈은, 연마 모듈을 구비하고 있고,
상기 약액은, 슬러리의 원액이며,
상기 스크럽 처리 부재는, 연마 패드를 구비하고 있는, 기판 처리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 처리액 공급 노즐은, 상기 연마 모듈에 있어서, 회전하고 있는 상기 연마 패드의 상방에 배치되어 있고, 회전하고 있는 상기 기판과 상기 연마 패드의 접촉 계면에 침입하도록 상기 미세 기포를 포함하는 상기 슬러리를 공급하는, 기판 처리 시스템.
제9항에 있어서,
기판 처리 시스템은, 상기 연마 패드의 반경 방향으로 연장되고, 또한 상기 가스 용해수로부터 상기 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖는 순수 공급 노즐을 구비하고 있고,
상기 순수 공급 노즐은, 상기 기판의 연마 종료 후, 상기 연마 패드의 드레싱 중에 있어서, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급하는, 기판 처리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 기판 처리 시스템은, 상기 연마 패드의 반경 방향으로 요동 가능한 노즐 암에 배치된, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급하는 단수 또는 복수의 가스 용해수 노즐을 구비하고 있고,
상기 가스 용해수 노즐은, 상기 기판의 연마 종료 후, 상기 기판을 상기 연마 패드에 접촉시킨 상태에서, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급하는, 기판 처리 시스템.
기판을 처리하는 기판 처리 방법이며,
가스 용해수 생성 탱크에 있어서, 가스를 순수 중에 제1 압력으로 용해시키고,
약액 희석 모듈에 있어서, 약액과, 상기 가스 용해수 생성 탱크에서 생성된 가스 용해수를 소정의 체적비로 혼합시키고,
상기 약액 희석 모듈에서 혼합된 희석 약액을, 처리액 공급 노즐의 내부 유로 또는 그 직전의 유로에 배치된 감압 개방부를 통과시켜, 상기 제1 압력으로부터 제2 압력까지 감압시킴으로써, 상기 희석 약액으로부터 상기 가스의 미세 기포를 발생시키고,
상기 기판을 스크럽 처리하는 공정에 있어서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급하는, 기판 처리 방법.
제13항에 있어서,
상기 가스는, 질소, 수소, 산소, 오존, 이산화탄소, 네온, 아르곤, 크세논, 크립톤 중 적어도 하나 이상의 성분으로 구성되어 있는, 기판 처리 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 약액은, 세정액의 원액이며,
스펀지 세정 부재 및 버프 세정 부재 중 적어도 하나를 구비하는 스크럽 처리 부재를 상기 기판에 접촉시키면서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급하는, 기판 처리 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 약액은, 슬러리의 원액이며,
연마 패드를 구비하는 스크럽 처리 부재를 상기 기판에 접촉시키면서, 상기 미세 기포를 포함하는 희석 약액을 공급하는, 기판 처리 방법.
제16항에 있어서,
상기 기판의 연마 종료 후, 상기 연마 패드의 드레싱 중에 있어서, 상기 가스 용해수로부터 상기 미세 기포를 발생시키는 감압 개방부를 갖는 순수 공급 노즐로부터 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급하는, 기판 처리 방법.
제16항에 있어서,
상기 기판의 연마 종료 후, 상기 기판을 상기 연마 패드에 접촉시킨 상태에서, 상기 연마 패드의 반경 방향으로 요동 가능한 노즐 암에 배치된, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급하는 단수 또는 복수의 가스 용해수 노즐로부터, 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 상기 연마 패드 상에 공급하는, 기판 처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 기판을 스크럽 처리한 후, 상기 스크럽 처리 부재를, 상기 기판의 위치로부터 이격된 셀프 세정 위치로 반송하고,
상기 셀프 세정 위치에서 대기하고 있는 상기 스크럽 처리 부재를 향하여 상기 미세 기포를 포함하는 세정액 또는 상기 미세 기포를 포함하는 가스 용해수를 공급하는, 기판 처리 방법.