KR20180026337A

KR20180026337A - 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법

Info

Publication number: KR20180026337A
Application number: KR1020170109955A
Authority: KR
Inventors: 도모아츠 이시바시
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2018-03-12
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: TWI701728B; KR102215268B1; JP2018037598A; CN107799443A; US20180068877A1; JP6710129B2; SG10201707070RA; US11081373B2; CN107799443B; TW201812876A

Abstract

세정력이 높은 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 제공한다.
기판을 회전시키면서 세정하는 기판 세정 장치에 있어서, 상기 기판의 중심을 향하여 제1 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는 제1 세정액 공급부와, 상기 기판의 중심과 에지 사이를 향해 상기 제1 분무 각도보다 큰 제2 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는 제2 세정액 공급부를 구비하는 기판 세정 장치가 제공된다.

Description

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

본 발명은 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 등의 기판에 세정액을 공급하면서 회전시켜 세정을 행하는 세정 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1). 그러나, 반드시 충분한 세정력이 얻어진다고는 할 수 없다.

일본 특허 공개 제2015-201627호 공보

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 과제는, 세정력이 높은 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 기판을 회전시키면서 세정하는 기판 세정 장치에 있어서, 상기 기판의 중심을 향하여 제1 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는 제1 세정액 공급부와, 상기 기판의 중심과 에지 사이를 향해 상기 제1 분무 각도보다 큰 제2 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는 제2 세정액 공급부를 구비하는 기판 세정 장치가 제공된다.

기판의 중심 부근은 원심력이 작기 때문에, 제1 세정액 공급부로부터의 세정액은 기판의 회전에 의해 기판 상에 복귀된다. 그로 인하여, 기판의 중심 부근을 효율적으로 세정할 수 있어, 세정력이 향상된다. 또한, 스프레이상으로 세정액을 분무함으로써, 기판에 대한 부담을 억제할 수 있다.

상기 제1 세정액 공급부와, 상기 제1 세정액 공급부로부터 분무된 세정액의 도달 영역의 중심을 연결하는 선은, 해당 도달 영역의 긴 쪽 방향과 대략 직교하고, 상기 제2 세정액 공급부와, 상기 제2 세정액 공급부로부터 분무된 세정액의 도달 영역의 중심을 연결하는 선은, 해당 도달 영역의 긴 쪽 방향과 대략 직교하는 것이 바람직하다.

제2 세정액 공급부로부터의 세정액은, 세정에 사용된 후, 원심력에 의해 기판의 외측으로 비산되어 기판 상에는 체류하지 않는다. 그로 인하여, 세정에 사용된 세정액이 기판 상에 체류하지 않아서, 세정력이 향상된다.

해당 기판 세정 장치는, 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 세정부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 세정부의 긴 쪽 방향에 대해 대략 수직으로 세정액을 분무하는 것이 바람직하다.

상기 제1 세정액 공급부 및/또는 상기 제2 세정액 공급부는, 순수를 분무하는 제1 노즐과, 약액을 분무하는 제2 노즐을 갖고, 상기 제2 노즐로부터 분무된 약액은, 상기 제1 노즐로부터 분무된 순수보다 상기 세정부의 근처에 도달하는 것이 바람직하다.

세정부의 근처에 약액이 도달함으로써, 세정부에 의해 효율적으로 기판을 세정할 수 있다.

상기 제1 세정액 공급부 및/또는 상기 제2 세정액 공급부는, 순수를 분무하는 제1 노즐과, 약액을 분무하는 제2 노즐을 갖고, 상기 제1 노즐은, 상기 제2 노즐에 비하여, 상기 기판 W를 포함하는 면의 근처에 위치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제1 노즐 및 제2 노즐을 배치함으로써, 세정부의 근처에 약액이 도달하기 때문에, 세정부에 의해 효율적으로 기판을 세정할 수 있다.

상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판의 상면에 세정액을 분무하고, 상기 제1 세정액 공급부의 분무 방향은, 상기 제2 세정액 공급부의 분무 방향과 동등한 것이 바람직하다.

기판의 상면에 있어서, 분무 방향이 반대 방향이면, 제1 세정액 공급부로부터의 세정액과 제2 세정액 공급부로부터의 세정액이 충돌하여 날려 올라가고, 오염된 세정액이 기판 상에 착지할 수도 있다. 상기한 바와 같이 분무 방향을 동일하게 함으로써, 이러한 것을 방지할 수 있다.

상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판의 하면에 세정액을 분무하고, 상기 제1 세정액 공급부의 분무 방향은, 상기 제2 세정액 공급부의 분무 방향과 반대인 것이 바람직하다.

기판의 하면에서는, 제1 세정액 공급부와 제2 세정액 공급부의 분무 방향을 반대로 함으로써 양쪽 세정액 공급부를 서로 대향하는 위치에 배치할 수 있으며, 기판 세정 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판의 회전 방향과 동일한 방향으로 세정액을 분무하는 것이 바람직하다.

기판과 세정액의 상대 속도가 작아지기 때문에, 세정액이 기판 상에 있는 시간이 길어지고, 세정력이 향상된다.

회전하면서 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 롤상의 세정부를 구비하고, 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판과 상기 세정부의 접촉 영역이며, 양자의 회전 방향이 일치하는 영역을 향해, 해당 회전 방향과 동일한 방향으로 세정액을 분무하는 것이 더 바람직하다.

세정부와 세정액의 상대 속도도 작아지기 때문에, 세정액이 세정부에 접하고 있는 시간이 길어져, 세정력이 향상된다.

상기 제2 세정액 공급부에 의한 세정액의 분무량은, 상기 제1 세정액 공급부에 의한 세정액의 분무량보다 많은 것이 더 바람직하다.

상기한 바와 같이 제2 세정액 공급부로부터의 세정액은, 기판과의 상대 속도도 세정부의 상대 속도도 작고, 세정에 사용되는 시간이 길다. 따라서, 제2 세정액 공급부에 의한 세정액의 분무량을 많이 해 두는 것이 좋다.

상기 제1 세정액 공급부는, 제1 순수 공급관으로부터 공급되는 순수를 분무하는 제1 순수 노즐과, 제1 약액 공급관으로부터 공급되는 약액을 분무하는 제1 약액 노즐을 갖고, 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 제1 순수 공급관과는 다른 제2 순수 공급관으로부터 공급되는 순수를 분무하는 제2 순수 노즐과, 상기 제1 약액 공급관과는 다른 제2 약액 공급관으로부터 공급되는 약액을 분무하는 제2 약액 노즐을 갖고, 상기 제1 순수 공급관과 상기 제2 순수 공급관은 서로 다른 유량 조정 기능을 각각 갖고, 상기 제1 약액 공급관과 상기 제2 약액 공급관은 서로 다른 유량 조정 기능을 각각 갖는 것이 바람직하다.

제1 순수 노즐 및 제2 순수 노즐로부터의 순수 공급이 서로 간섭하지 않고, 분무 압력이 안정된다. 마찬가지로, 제1 약액 노즐 및 제2 약액 노즐로부터의 약액 공급이 서로 간섭하지 않고, 분무 압력이 안정된다.

상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 거의 균일하게 세정액을 분무하는 것이 바람직하다.

균일하게 세정액을 분무함으로써, 세정액이 산성 혹은 알칼리성의 경우에도, 기판 상에 pH 분포가 생기는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 회전하는 기판 안을 향하여 제1 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하면서, 상기 기판의 중심과 에지 사이를 향해 상기 제1 분무 각도보다 큰 제2 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는, 기판 세정 방법이 제공된다.

세정력이 향상된다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(100)를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(100)를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2의 기판 세정 장치(100)의 개략 상면도 및 개략 측면도.
도 4는 도 2의 기판 세정 장치(100)의 개략 하면도 및 개략 측면도.
도 5는 세정액 공급부(101, 102)의 분무 방향을 설명하는 모식도.
도 6a는 기판 W를 수직 방향으로 보유 지지하여 세정을 행하는 기판 세정 장치(100a)의 개략 사시도.
도 6b는 기판 W를 수직 방향으로 보유 지지하여 세정을 행하는 기판 세정 장치(100a)의 개략 측면.

이하, 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(100)를 구비한 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치는, 대략 직사각 형상의 하우징(1)과, 다수의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스톡하는 기판 카세트가 적재되는 로드 포트(2)를 구비하고 있다.

로드 포트(2)는, 하우징(1)에 인접하여 배치되어 있다. 로드 포트(2)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. SMIF 포드, FOUP는, 내부에 기판 카세트를 수납하고, 격벽으로 피복함으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.

하우징(1)의 내부에는, 하나 또는 복수(이 예에서는 4개)의 기판 연마 장치(3a 내지 3d)와, 연마 후의 기판을 세정하는 하나 또는 복수(이 예에서는 2개)의 기판 세정 장치(100)와, 세정 후의 기판을 건조시키는 기판 건조 장치(4)가 수용되어 있다. 기판 연마 장치(3a 내지 3d)는, 기판 처리 장치의 긴 쪽 방향을 따라 배열되어, 기판 세정 장치(100) 및 기판 건조 장치(4)도 기판 처리 장치의 긴 쪽 방향을 따라 배열되어 있다. 또한, 기판 연마 장치(3a 내지 3d)는, 기판의 표면을 연마하는 것이어도 되고, 베벨을 연마하는 것이어도 된다.

로드 포트(2), 해당 로드 포트(2)측에 위치하는 기판 연마 장치(3a) 및 기판 건조 장치(4)에 둘러싸인 영역에 반송 유닛(5)이 배치되고, 기판 연마 장치(3a 내지 3d)와 평행하게 반송 유닛(6)이 배치되어 있다. 반송 유닛(5)은, 연마 전의 기판을 로드 포트(2)로부터 수취하여 반송 유닛(6)에 주고 받음과 함께, 건조 후의 기판을 기판 건조 장치(4)로부터 수취한다.

기판 세정 장치(100) 사이에, 이들 사이에서 기판의 전달을 행하는 반송 유닛(7)이 배치된다. 또한, 기판 건조 장치(4)측의 기판 세정 장치(100)와 기판 건조 장치(4) 사이에, 이들 사이에서 기판의 전달을 행하는 반송 유닛(8)이 배치되어 있다. 또한, 하우징(1)의 내부에는, 기판 처리 장치의 각 기기의 움직임을 제어하는 제어부(9)가 배치되어 있다.

도 2는, 본 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(100)를 나타내는 사시도이다. 기판 세정 장치(100)는, 거의 동일 수평면 상에 배치된 4개의 롤러(11 내지 14)와, 세정부인 2개의 원주 상의 롤 스펀지(21, 22)와, 롤 스펀지(21, 22)를 각각 회전시키는 회전 기구(31, 32)와, 순수 공급 노즐(41 내지 44)과, 약액 공급 노즐(51 내지 54)을 구비하고 있다.

또한, 기판 세정 장치(100)는, 서로, 격벽 등으로 격리되어 있고, 기판을 세정하고 있는 공정에서는 외부에 세정액 등이 누출되지 않도록 되어 있다. 또한, 이 격벽에는, 기판을 기판 세정 장치(100)에 출납하기 위한 셔터 기구를 설치할 수 있다.

롤러(11)는, 보유 지지부(11a) 및 견부(지지부)(11b)의 2단 구성으로 되어 있다. 견부(11b)의 직경은 보유 지지부(11a)의 직경보다도 크고, 견부(11b) 상으로 유지부(11a)가 설치되어 있다. 롤러(12 내지 14)도 롤러(11)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 롤러(11 내지 14)는 도시되지 않은 기동 기구(예를 들어 에어 실린더)에 의해, 서로 근접 및 이격하는 방향으로 이동 가능하게 되었다. 롤러(11 내지 14)가 서로 근접함으로써, 보유 지지부(11a 내지 14a)는 기판 W를 거의 수평하게 보유 지지할 수 있다. 또한, 롤러(11 내지 14) 중 적어도 하나는 도시되지 않은 회전 기구에 의해 회전 구동되는 구성으로 되어 있고, 이에 의해 기판 W를 수평면 내에서 회전시킬 수 있다.

롤 스펀지(21)는 수평면 내에 연장되어 있고, 롤러(11 내지 14)에 의해 보유 지지된 기판 W의 상면에 접촉하여 이것을 세정한다. 롤 스펀지(21)는 회전 기구(31)에 의해 롤 스펀지(21)의 긴 쪽 방향을 축으로 하여 회전된다. 또한, 회전 기구(31)는, 그 상하 방향의 움직임을 가이드하는 가이드 레일(33)에 설치되고, 또한, 승강 기동 기구(34)에 지지되어 있다. 승강 기동 기구(34)에 의해, 회전 기구(31) 및 롤 스펀지(21)는 가이드 레일(33)에 따라 상하 방향으로 이동한다.

롤 스펀지(22)는 수평면 내에 연장되어 있고, 롤러(11 내지 14)에 의해 보유 지지된 기판 W의 하면에 접촉하여 이것을 세정한다. 롤 스펀지(22)는 롤 스펀지(21)의 하방에 배치되어, 회전 기구(32)에 의해 롤 스펀지(22)의 긴 쪽 방향을 축으로 하여 회전된다. 승강 기동 기구 등의 도시가 생략되어 있지만, 롤 스펀지(21)와 마찬가지로, 회전 기구(32) 및 롤 스펀지(22)도 상하 방향으로 이동한다.

순수 공급 노즐(41, 42)은 기판 W의 경사진 상방에 위치하고, 기판 W의 상면에 순수를 공급한다. 약액 공급 노즐(51, 52)은 기판 W의 경사진 상방에 위치하고, 기판 W의 상면에 약액을 공급한다. 또한, 이하에서는, 약액 및 순수를 총칭하여 세정액이라고 한다. 약액 뿐만 아니라 순수도 사용함으로써 액량을 얻을 수 있어서, 비용을 억제할 수 있다. 또한, 순수 공급 노즐(41) 및 약액 공급 노즐(51)을 합쳐서 세정액 공급부(101)라 하고, 순수 공급 노즐(42) 및 약액 공급 노즐(52)을 합쳐서 세정액 공급부(102)라고 한다.

도 2는 도시되어 있지 않지만, 도 4를 이용하여 후술하는 바와 같이, 순수 공급 노즐(43, 44)은 기판 W의 경사진 하방에 위치하고, 기판 W의 하면에 순수를 공급한다. 약액 공급 노즐(53, 54)은 기판 W의 경사진 하방에 위치하고, 기판 W의 하면에 약액을 공급한다. 순수 공급 노즐(43) 및 약액 공급 노즐(53)을 합쳐서 세정액 공급부(103)라 하며, 순수 공급 노즐(44) 및 약액 공급 노즐(54)을 합쳐서 세정액 공급부(104)라 한다.

본 실시 형태의 특징 중 하나는 세정액의 공급 방법에 있어서, 이 점은 이후에 상세히 설명한다.

기판 세정 장치(100)는 다음과 같이 동작하여 기판 W를 세정한다. 기판 W의 반입 시에는, 롤러(11 내지 14)는 서로 이격된 위치에 있다. 또한, 롤 스펀지(21)는 상승하고 있고, 롤 스펀지(22)는 하강하고 있다.

도시되지 않은 반송 유닛에 의해 반송되어 온 기판 W는, 먼저 롤러(11 내지 14)의 견부(11b 내지 14b) 상에 적재된다. 그 후, 롤러(11 내지 14)가 서로 근접하는 방향 즉 기판 W를 향하는 방향으로 이동함으로써, 기판 W는 보유 지지부(11a 내지 14a)에 의해 거의 수평하게 보유 지지된다.

이어서, 롤 스펀지(21)가 하강하여 기판 W의 상면에 맞닿음과 함께, 롤 스펀지(22)가 상승하여 기판 W의 하면에 접촉한다. 바람직하게는, 롤 스펀지(22)는 롤 스펀지(21)의 바로 아래에 있고, 또한, 기판 W의 중심을 포함하는 영역이 롤 스펀지(21, 22)에 접촉한다. 세정액 공급부(101 내지 104)가 기판 W에 세정액을 공급한다.

그리고, 롤러(11 내지 14)에 의해 기판 W가 수평면 내에서 회전하면서, 롤 스펀지(21, 22)가 그의 축심 주위로 회전되면서 기판 W의 상하면에 각각 접촉함으로써, 기판 W의 상하면이 스크럽 세정된다. 스크럽 세정 후, 롤 스펀지(21)가 상승함과 함께, 롤 스펀지(22)가 하강하고, 도시되지 않은 반송 유닛에 의해 기판 W가 기판 세정 장치(100)로부터 반출된다.

또한, 롤 스펀지(21, 22)가 기판 W에 접촉하지 않는 상태에서 세정액 공급부(101 내지 104)로부터의 세정액에 의해 기판 W를 세정해도 된다. 또한, 롤 스펀지(21, 22)를 설치하지 않고, 세정액에 의한 세정을 행하는 구성이어도 된다.

계속해서, 세정액의 공급 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 세정액의 공급에 관한 복수의 특징을 설명하지만, 본 실시 형태에 관한 기판 세정 장치(100)는 그의 적어도 하나를 구비하고 있으면 된다.

도 3은, 도 2의 기판 세정 장치(100)의 개략 상면도 및 개략 측면도이다. 동 도면에서는, 기판 W가 개략 상면도에서의 지면 전방측(기판 W의 상면측)에서 보아 시계 방향으로 회전하고 있으며, 또한, 롤 스펀지(21)가 개략 측면도에서의 지면 전방측에서 보아 시계 방향으로 회전하고 있는 것으로 한다. 그로 인하여, 롤 스펀지(21)의 지면 하측과 기판 W의 접촉 영역에서, 양자의 회전 방향은 일치한다. 한편, 롤 스펀지(21)의 지면 상측과 기판 W의 접촉 영역에서, 양자의 회전 방향은 반대가 된다.

세정액 공급부(101, 102)는, 롤 스펀지(21)의 긴 쪽 방향과 거의 평행하게 연장하는 지지 부재(61)에 의해 지지된다. 순수 공급 노즐(41, 42)에는, 각각 별개의 순수 공급관(71, 72)에서 개별로 순수가 공급되는 것이 바람직하다. 즉, 순수 공급 노즐(41)은 순수 공급 노즐(42)과는 다른 유량 조정 기능을 갖는 것이 바람직하다. 순수 공급 노즐(41, 42)에 공통된 순수 공급관을 설치하면, 분무 압력이 불안정해지기 때문이다. 동일한 이유에 의해, 약액 공급 노즐(51, 52)에는, 각각 별개의 약액 공급관(81, 82)으로부터 개별로 약액이 공급되는 것이 바람직하다. 즉, 약액 공급 노즐(51)은 약액 공급 노즐(52)과는 다른 유량 조정 기능을 갖는 것이 바람직하다.

순수 공급 노즐(41)의 상방에 약액 공급 노즐(51)이 배치된다. 즉, 순수 공급 노즐(41)은, 약액 공급 노즐(51)에 비하여, 기판 W를 포함하는 수평면의 근처에 배치된다. 또한, 순수 공급 노즐(41) 및 약액 공급 노즐(51)을 포함하는 세정액 공급부(101)에 있어서의 세정액의 분무 방향은 롤 스펀지(21)의 긴 쪽 방향과 거의 직교하고 있으며, 또한, 기판 W의 중심을 향하고 있다.

그리고, 세정액 공급부(101)는, 상대적으로 작은 분무 각도 θ1로, 기판 W의 중심을 향하면서, 또한, 롤 스펀지(21)의 긴 쪽 방향에 대해 거의 수직으로 세정액을 스프레이상으로 분무한다. 분무된 약액은 기판 W의 중심의 앞(편의상, 롤 스펀지(21)보다 세정액 공급부(101)에 가까운 측을 「앞」이라 칭하고, 먼 측을 「안」이라 칭함)을 포함하는 좁은 영역 A1에 도달하고, 순수는 영역 A1보다 앞이 좁은 영역 A2에 도달한다.

바꾸어 말하면, 세정액 공급부(101)는, 기판 W 상이며, 기판 W의 중심과 세정액 공급부(101) 자신 사이의 영역에 세정액을 분무한다. 더 구체적으로는, 약액 공급 노즐(51)은 기판 W의 중심보다 약간 앞의 영역 A1에 약액을 분무하고, 순수 공급 노즐(41)은 영역 A1보다 앞의 영역 A2에 순수를 분무한다.

이와 같이, 약액이 도달하는 영역 A1은 순수가 도달하는 영역 A2보다 롤 스펀지(21)에 가깝다. 또한, 영역 A1, A2가 이러한 위치 관계가 되는 것이면, 반드시 순수 공급 노즐(41)의 상방에 약액 공급 노즐(51)이 배치되지 않아도 된다. 또한, 영역 A1, A2에는 약액(순수)이 균일하게 도달하는 것이 바람직하다. 약액이 산성 혹은 알칼리성인 경우에도, 기판 W 상의 pH 분포가 편중되는 것을 억제하기 때문이다.

순수 공급 노즐(42)의 상방에 약액 공급 노즐(52)이 배치된다. 즉, 순수 공급 노즐(42)은, 약액 공급 노즐(52)에 비하여, 기판 W를 포함하는 수평면의 근처에 배치된다. 또한, 순수 공급 노즐(42) 및 약액 공급 노즐(52)을 포함하는 세정액 공급부(102)에 있어서의 세정액의 분무 방향은 롤 스펀지(21)의 긴 쪽 방향과 거의 직교하고 있으면서, 또한, 기판 W의 중심과 에지의 중앙을 향하고 있다.

그리고, 세정액 공급부(102)는, 상대적으로 큰 분무 각도 θ2로, 기판 W의 중심과 에지와 사이를 향하고, 롤 스펀지(21)의 긴 쪽 방향에 대해 거의 수직으로, 또한, 기판 W의 회전 방향과 동일한 방향으로 세정액을 스프레이상으로 분무한다. 분무된 약액은 기판 W의 중심과 에지와 사이의 앞이 넓은 영역 A3에 도달하고, 순수는 영역 A3보다 앞이 넓은 영역 A4에 도달한다.

바꾸어 말하면, 세정액 공급부(102)는, 기판 W 상이며, 기판 W의 중심의 약간 외측으로부터 에지와, 세정액 공급부(102) 자신과의 사이의 영역에 세정액을 분무한다. 보다 구체적으로는, 약액 공급 노즐(52)은 기판 W의 중심보다 약간 외측으로부터 에지까지의 더 약간 앞의 영역 A3에 약액을 분무하고, 순수 공급 노즐(42)은 영역 A3보다 앞의 영역 A4에 순수를 분무한다.

이와 같이, 약액이 도달하는 영역 A3은 순수가 도달하는 영역 A4보다 롤 스펀지(21)에 가깝다. 또한, 영역 A3, A4가 이러한 위치 관계가 되는 것이면, 반드시 순수 공급 노즐(42)의 상방에 약액 공급 노즐(52)이 배치되지 않아도 된다. 또한, 영역 A3(A4)에는 약액(순수)이 균일하게 도달하는 것이 바람직하다. 또한, 영역 A1 내지 A4가 완전히 분리되지 않아도 되며, 일부가 중복되어 있어도 된다.

단관 노즐로부터 세정액을 공급하는 데 비하여, 본 실시 형태에서는 스프레이상으로 세정액을 분무하기 때문에, 세정액의 기세를 억제하여 기판 W의 부하를 경감시킬 수 있다. 또한, 순수보다 약액 쪽이 롤 스펀지(21)의 근방에 도달함으로써, 롤 스펀지(21)에 의한 세정력이 향상된다.

세정액 공급부(101)로부터의 세정액이 롤 스펀지(21)와 기판 W 사이를 통과할 때에, 영역 A1 근방(기판 W의 상면 중심 근방)에 있어서의 기판 W와 롤 스펀지(21)의 접촉 영역이 세정된다. 그 후, 세정액은 롤 스펀지(21)의 안에 침입한다. 기판 W의 중심 근방에서는 원심력이 그 정도 크지 않기 때문에, 세정액은 기판 W의 회전에 따라 롤 스펀지(21)측에 반환된다(도 3의 화살표 F1 참조). 이에 의해, 기판 W의 상면에 있어서의 안측도 롤 스펀지(21)에 의해 세정된다.

한편, 세정액 공급부(102)로부터의 세정액이 롤 스펀지(21)와 기판 W 사이를 통과할 때에, 영역 A3 근방(기판 W의 상면에 있어서의 중앙에서 약간 외측으로부터 에지의 부분)에 있어서의 기판 W와 롤 스펀지(21)의 접촉 영역이 세정된다. 여기서, 영역 A3 근방에서는, 기판 W의 회전 방향과, 롤 스펀지(21)의 회전 방향과, 세정액 공급부(102)로부터의 세정액 분무 방향이 일치한다. 그로 인하여, 이들의 상대 속도가 작아지고, 세정액이 기판 W 및 롤 스펀지(21)와 접촉하고 있는 시간이 길어진다. 따라서, 세정력이 높아진다.

이와 같이, 세정액 공급부(102)로부터의 세정액이 롤 스펀지(21)와 접촉하고 있는 시간이 길기 때문에, 세정액 공급부(102)로부터의 세정액 분무량을, 세정액 공급부(101)로부터의 세정액 분무량보다 많게 하는(예를 들어 1 내지 2배 정도) 것이 효과적이다.

그 후, 세정액은 롤 스펀지(21)의 안에 침입한다. 세정액의 분무 방향은 롤 스펀지(21)와 수직이면서, 또한, 기판 W의 회전 방향과 세정액의 분무 방향이 일치하기 때문에, 이 세정액은 기판 W의 회전에 의해 기판 W의 내측으로 되돌려지지 않고, 원심력에 의해 기판 W의 외측으로 비산한다(도 3의 화살표 F2 참조). 이에 의해, 장시간 세정에 사용된 후의 세정액이 기판 W에 머무는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 기판 W의 상면에 있어서는, 세정액 공급부(101)로부터의 분무 방향과, 세정액 공급부(102)로부터의 분무 방향이 일치하는 것이 바람직하다. 도 3에 있어서는, 세정액 공급부(101, 102)가 모두 롤 스펀지(21)의 지면 우측에 배치되고, 어느 분무 방향도 지면 우측으로부터 좌측이다. 가령 분무 방향이 반대이면, 세정액 공급부(101)로부터의 세정액과 세정액 공급부(102)로부터의 세정액이 충돌한 경우에, 대류가 발생하여 세정액이 날려 올라가 버린다. 그렇게 하면, 날려 올라감에 의해 공기 중의 먼지 등을 포함한 세정액이 기판 W에 착지하여, 기판 W가 오염되어 버릴 우려가 있기 때문이다.

계속해서, 기판 W의 하면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(103, 104)에 대해 설명한다. 이들은 기판 W의 하면에 세정액을 분무하는 점 및 다음에 설명하는 점을 제외하고, 세정액 공급부(101, 102)와 거의 동일하다.

도 4는, 도 2의 기판 세정 장치(100)의 개략 하면도 및 개략 측면도이다. 동 도면의 예에서는, 기판 W의 하면에서, 세정액 공급부(103)는 롤 스펀지(22)의 지면 좌측에 배치되고, 세정액 공급부(104)는 롤 스펀지(22)의 지면 우측에 배치된다. 이와 같이, 세정액 공급부(103)와 세정액 공급부(104)가 롤 스펀지(22)(바꾸어 말하면 기판 W의 중심)를 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해 기판 세정 장치(100)를 소형화할 수 있기 때문이다.

이 경우, 세정액 공급부(103)로부터의 분무 방향은, 세정액 공급부(104)로부터의 분무 방향과 반대가 된다. 더 구체적으로는, 세정액 공급부(103)로부터의 분무 방향은 지면 좌측으로부터 우측인 것에 반해, 세정액 공급부(104)로부터의 분무 방향은 지면 우측으로부터 좌측이다. 그러나, 이러한 것은 문제가 되지 않는다. 기판 W의 하면에서는, 세정액 공급부(103)로부터의 세정액과 세정액 공급부(104)로부터의 세정액이 충돌해도, 그 세정액은 중력에 의해 낙하하기 때문에 기판 W 상에 착지하는 것은 거의 없기 때문이다. 또한, 물론, 기판 세정 장치(100)의 크기를 신경쓰지 않는 경우 등에는, 세정액 공급부(103, 104)를 롤 스펀지(22)에 대해 동일한 측에 배치해도 상관없다.

그런데, 롤 스펀지(21, 22)를 설치하는 경우에는, 상술한 바와 같이 롤 스펀지(21, 22)의 긴 쪽 방향에 대해 거의 수직으로 세정액을 분무한다. 한편, 롤 스펀지(21, 22)를 설치하지 않은 경우, 다음과 같이 세정액을 분무한다.

도 5는, 세정액 공급부(101, 102)의 분무 방향을 설명하는 모식도이다. 동 도면에서는, 세정액 공급부(101, 102)로부터 분무된 세정액이 각각 기판 W에서의 영역 P(도 3의 영역 A1, A2에 상당), Q(동 영역 A3, A4에 상당)에 도달하는 것으로 하고 있다. 이 경우, 세정액 공급부(101)는, 세정액 공급부(101)와 영역 P의 중심을 연결하는 선 L1과, 영역 P의 긴 쪽 방향이 직교하도록, 세정액을 분무하면 된다. 마찬가지로, 세정액 공급부(102)는, 세정액 공급부(102)과 영역 Q의 중심을 연결하는 선 L2과, 영역 Q의 긴 쪽 방향이 직교하도록, 세정액을 분무하면 된다.

이상 설명한 기판 세정 장치(100)는 기판 W를 거의 수평 방향으로 보유 지지하여 세정을 행하는 것이지만, 기판 W를 기울여서 보유 지지하거나, 수직 방향으로 보유 지지하거나 하여 세정을 행하는 것이어도 된다.

도 6a 및 도 6b는 각각 기판 W를 수직 방향으로 보유 지지하여 세정을 행하는 기판 세정 장치(100a)의 개략 사시도 및 개략 측면도이다. 도 6a 및 도 6b에서는, 도 2 내지 도 4에 있어서의 대응하는 각 부의 부호 말미에 「a」를 부여하고 있다.

기판 세정 장치(100a)는 2개의 롤러(11a, 12a)로 기판 W를 수직 방향으로 보유 지지하여, 회전시킨다. 또한, 기판 W는 동일 수평면 내에 서로 대향하여 연장하는 2개의 롤 스펀지(21a, 22a)에 의해 사이에 놓인다. 즉, 롤 스펀지(21a)는 기판 W의 제1면에 접촉하여 이것을 세정하고, 롤 스펀지(22a)는 기판 W의 제2면에 접촉하여 이것을 세정한다.

세정액 공급부(101a)는 기판 W의 중심 상방에 배치된다. 세정액 공급부(101a)에서의 순수 공급 노즐(41a)은, 약액 공급 노즐(51a)에 비하여, 기판 W를 포함하는 연직면의 근처에 배치된다. 세정액 공급부(102a)는 세정액 공급부(101a)와는 어긋나게 배치된다. 세정액 공급부(102a)에 있어서의 순수 공급 노즐(42a)는, 약액 공급 노즐(52a)에 비하여, 기판 W를 포함하는 연직면의 근처에 배치된다. 그리고, 도 3에 있어서 세정액 공급부(101, 102)가 기판 W의 상면에 세정액을 공급하는 것과 마찬가지로, 도 6에 있어서의 세정액 공급부(101a, 102a)가 기판 W의 제1면에 세정액을 공급한다.

또한, 도시되지 않지만 기판 W의 제2면에 세정액을 공급하는 2개의 세정액 공급부(도 3의 세정액 공급부(103, 104)에 해당)가 설치된다. 기타는 도 3과 동일하다.

또한, 본 실시예에서는, 예를 들어 도 6a의 롤러(11a, 12a)에, 진공원에 연통되어, 세정 배출액을 흡인하기 위한 도시되지 않은 액체 배출 포트를 설치하고, 세정 중에 세정 배출액을 이 액체 배출 포트로부터 배출하도록 하고, 예를 들어 도시되지 않은 기액 분리조에 이 액체 배출을 유도하게 해도 된다. 혹은, 도 6a의 롤러(11a, 12a)사이에, 더 한층의 롤러(13a)를 배치시켜 두고, 이 롤러(13a)에만 액체 배출 포트를 설치하고, 세정 중에 세정 배출액을 이 액체 배출 포트로부터 배출하도록 하고, 예를 들어 도시되지 않은 기액 분리조에 이 액체 배출을 유도하게 해도 된다. 이들과 같이 구성하면, 액체 배출 중의 잔사를 롤러 등에 체류시켜 버리는 것을 억제하고, 외부에 액체 배출 중인 잔사를 더 원활하게 배출할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 세정액 공급부(101)로부터 기판의 중심을 향하여 세정액을 분무한다. 기판의 중심 부근은 원심력이 작기 때문에, 세정액은 롤 스펀지(21) 아래를 통과한 후, 기판의 회전에 의해 기판 상에 복귀된다. 따라서, 기판의 중심 부근을 효율적으로 세정할 수 있다.

상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있는 것이다. 그래서, 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상을 따른 가장 넓은 범위로 해야 한다.

11 내지 14: 롤러
21, 22, 21a, 21b: 롤 스펀지
31, 32: 회전 기구
41 내지 44, 41a 내지 44a: 순수 공급 노즐
51 내지 54, 51a 내지 54a: 약액 공급 노즐
61: 지지 부재
100, 100a: 기판 세정 장치
101 내지 104, 101a 내지 104a: 세정액 공급부

Claims

기판을 회전시키면서 세정하는 기판 세정 장치에 있어서,
상기 기판의 중심을 향하여 제1 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는 제1 세정액 공급부와,
상기 기판의 중심과 에지 사이를 향해 상기 제1 분무 각도보다 큰 제2 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는 제2 세정액 공급부를 구비하는 기판 세정 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부와, 상기 제1 세정액 공급부로부터 분무된 세정액의 도달 영역의 중심을 연결하는 선은, 해당 도달 영역의 긴 쪽 방향과 대략 직교하고,
상기 제2 세정액 공급부와, 상기 제2 세정액 공급부로부터 분무된 세정액의 도달 영역의 중심을 연결하는 선은, 해당 도달 영역의 긴 쪽 방향과 대략 직교하는, 기판 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 세정부를 구비하는, 기판 세정 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 세정부의 긴 쪽 방향에 대해 대략 수직으로 세정액을 분무하는, 기판 세정 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부 및/또는 상기 제2 세정액 공급부는, 순수를 분무하는 제1 노즐과, 약액을 분무하는 제2 노즐을 갖고,
상기 제2 노즐로부터 분무된 약액은, 상기 제1 노즐로부터 분무된 순수보다 상기 세정부의 근처에 도달하는, 기판 세정 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부 및/또는 상기 제2 세정액 공급부는, 순수를 분무하는 제1 노즐과, 약액을 분무하는 제2 노즐을 갖고,
상기 제1 노즐은, 상기 제2 노즐에 비하여, 상기 기판 W를 포함하는 면의 근처에 위치하는, 기판 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판의 상면에 세정액을 분무하고,
상기 제1 세정액 공급부의 분무 방향은, 상기 제2 세정액 공급부의 분무 방향과 동등한, 기판 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판의 하면에 세정액을 분무하고,
상기 제1 세정액 공급부의 분무 방향은, 상기 제2 세정액 공급부의 분무 방향과 반대인, 기판 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판의 회전 방향과 동일한 방향으로 세정액을 분무하는, 기판 세정 장치.
제9항에 있어서, 회전하면서 상기 기판에 접촉하여 상기 기판을 세정하는 롤상의 세정부를 구비하고,
상기 제2 세정액 공급부는, 상기 기판과 상기 세정부의 접촉 영역이며, 양자의 회전 방향이 일치하는 영역을 향하고, 해당 회전 방향과 동일한 방향으로 세정액을 분무하는, 기판 세정 장치.
제10항에 있어서, 상기 제2 세정액 공급부에 의한 세정액의 분무량은, 상기 제1 세정액 공급부에 의한 세정액의 분무량보다 많은, 기판 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부는,
제1 순수 공급관으로부터 공급되는 순수를 분무하는 제1 순수 노즐과,
제1 약액 공급관으로부터 공급되는 약액을 분무하는 제1 약액 노즐을 갖고,
상기 제2 세정액 공급부는,
상기 제1 순수 공급관과는 다른 제2 순수 공급관으로부터 공급되는 순수를 분무하는 제2 순수 노즐과,
상기 제1 약액 공급관과는 다른 제2 약액 공급관으로부터 공급되는 약액을 분무하는 제2 약액 노즐을 갖고,
상기 제1 순수 공급관과 상기 제2 순수 공급관은 서로 다른 유량 조정 기능을 각각 갖고,
상기 제1 약액 공급관과 상기 제2 약액 공급관은 서로 다른 유량 조정 기능을 각각 갖는, 기판 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 세정액 공급부 및 상기 제2 세정액 공급부는, 거의 균일하게 세정액을 분무하는, 기판 세정 장치.
회전하는 기판 안을 향하여 제1 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하면서, 상기 기판의 중심과 에지 사이를 향해 상기 제1 분무 각도보다 큰 제2 분무 각도로 스프레이상으로 세정액을 분무하는, 기판 세정 방법.