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KR102135060B1 - 기판의 이면을 세정하는 장치 및 방법 - Google Patents

기판의 이면을 세정하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR102135060B1
KR102135060B1 KR1020170057962A KR20170057962A KR102135060B1 KR 102135060 B1 KR102135060 B1 KR 102135060B1 KR 1020170057962 A KR1020170057962 A KR 1020170057962A KR 20170057962 A KR20170057962 A KR 20170057962A KR 102135060 B1 KR102135060 B1 KR 102135060B1
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cleaning
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wafer
unit
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겐이치 고바야시
유 이시이
게이스케 우치야마
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

이면으로부터 연마 부스러기 등의 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있는 장치를 제공한다.
기판(W)의 이면을 세정하기 위한 장치는, 기판(W)의 이면을 상향으로 한 상태에서, 기판(W)을 보유 지지하면서 회전시키는 기판 보유 지지부(105)와, 회전 가능하게 구성된 스크럽 세정구(108)와, 기판 보유 지지부(105)의 상방에 배치된 이류체 노즐(109)과, 기판 보유 지지부(105), 스크럽 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)이 배치되는 세정실(99)을 형성하는 하우징(100)을 구비한다.

Description

기판의 이면을 세정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING A BACK SURFACE OF A SUBSTRATE}
본 발명은, 웨이퍼 등의 기판의 이면을 세정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 메모리 회로, 로직 회로, 이미지 센서(예를 들어 CMOS 센서) 등의 디바이스는, 보다 고집적화되어 있다. 이들의 디바이스를 형성하는 공정에 있어서는, 미립자나 진애 등의 이물이 디바이스에 부착되는 경우가 있다. 디바이스에 부착된 이물은, 배선 간의 단락이나 회로의 결함을 야기해 버린다. 따라서, 디바이스의 신뢰성을 향상시키기 위해, 디바이스가 형성된 웨이퍼를 세정해서, 웨이퍼 상의 이물을 제거하는 것이 필요해진다. 웨이퍼의 이면(비디바이스면)에도, 상술한 바와 같은 미립자나 분진 등의 이물이 부착되는 경우가 있다. 이러한 이물이 웨이퍼의 이면에 부착되면, 웨이퍼가 노광 장치의 스테이지 기준면으로부터 이격하거나, 웨이퍼 표면이 스테이지 기준면에 대하여 기울어져, 결과적으로 패터닝의 어긋남이나 초점 거리의 어긋남이 발생하게 된다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 웨이퍼의 이면에 부착된 이물을 제거하는 것이 필요해지고 있다. 그러나 종래의, 웨이퍼를 회전시키면서 펜형의 브러시나 롤 스펀지로 웨이퍼를 스크럽 세정하는 등의 세정 기술에서는, 특별히 이물 상에 막이 퇴적된 상태의 이물을 제거하거나, 웨이퍼의 이면 전체로부터 이물을 제거하는 것이 곤란하였다. 따라서, 이러한 과제에 대응하기 위해, 최근 들어 웨이퍼 등의 기판 이면의 베벨부 및 외주 영역부뿐만 아니라, 이면 전체에 부착된 이물을 높은 제거율로 제거할 수 있는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2014-150178호 공보
이 새로운 기술에 의하면, 연마구를 웨이퍼의 이면에 미끄럼 접촉시킴으로써, 웨이퍼의 이면을 약간 깍아내므로, 이면으로부터 이물을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 그러나 웨이퍼 이면을 연마한 후에 행하여지는 종래의 세정 기술에서는, 연마 부스러기가 웨이퍼 이면에 남아 버리는 경우가 있다. 이러한 연마 부스러기는, 웨이퍼가 건조된 후, 웨이퍼 카세트 내에서 웨이퍼로부터 떨어져, 웨이퍼 카세트 내의 다른 웨이퍼 상으로 낙하해 버린다.
따라서, 본 발명은 웨이퍼 등의 기판의 이면으로부터 연마 부스러기 등의 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 웨이퍼 등의 기판의 이면을 연마하고, 또한 해당 이면을 세정하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태는, 기판의 이면을 세정하기 위한 장치이며, 기판의 이면을 상향으로 한 상태에서, 기판을 보유 지지하면서 회전시키는 기판 보유 지지부와, 회전 가능하게 구성된 스크럽 세정구와, 상기 기판 보유 지지부의 상방에 배치된 이류체 노즐과, 상기 기판 보유 지지부, 상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐이 배치되는 세정실을 형성하는 하우징을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐이 고정된 아암과, 상기 아암, 상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐을, 소정의 선회축선을 중심으로 소정의 각도로 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 선회 모터를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 스크럽 세정구와 상기 소정의 선회축선과의 거리는, 상기 이류체 노즐과 상기 소정의 선회축선과의 거리와 동등한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 기판 보유 지지부는, 기판의 주연부를 보유 지지하는 회전 가능한 복수의 보유 지지 롤러를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 이면이 세정된 기판을 일시적으로 수용하기 위한 제1 기판 스테이션과, 이면이 세정되어 있지 않은 기판을 일시적으로 수용하기 위한 제2 기판 스테이션을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 제1 기판 스테이션 및 상기 제2 기판 스테이션의 각각은, 내부에 밀폐 공간이 형성되는 용기와, 상기 용기 내에 배치된 순수(純水) 분무 노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태는, 기판의 이면을 세정하기 위한 복수의 이면 세정 유닛과, 이면이 세정된 기판을 일시적으로 수용하기 위한 제1 기판 스테이션과, 이면이 세정되어 있지 않은 기판을 일시적으로 수용하기 위한 제2 기판 스테이션과, 이면이 세정되어 있지 않은 기판을 상기 제2 기판 스테이션으로부터 상기 복수의 이면 세정 유닛 중 어느 하나로 반송하고, 또한 이면이 세정된 기판을 상기 복수의 이면 세정 유닛 중 어느 하나로부터 상기 제1 기판 스테이션으로 반송하기 위한 반송 장치를 구비하고, 상기 이면 세정 유닛은, 기판의 이면을 상향으로 한 상태에서, 기판을 보유 지지하면서 회전시키는 기판 보유 지지부와, 회전 가능하게 구성된 스크럽 세정구와, 상기 기판 보유 지지부의 상방에 배치된 이류체 노즐과, 상기 기판 보유 지지부, 상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐이 배치되는 세정실을 형성하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는 이면 세정 장치이다.
본 발명의 다른 형태는, 기판의 이면을 연마하는 이면 연마부와, 상기 이면 연마부에 의해 연마된 기판의 이면을 세정하기 위한 상기 이면 세정 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명의 또 다른 형태는, 기판의 이면을 세정하기 위한 방법이며, 세정실 내에 기판을 수용하여 해당 기판을 보유 지지하고, 상기 세정실 내에서 보유 지지된 기판을 회전시키고, 스크럽 세정구를 회전시키면서, 상기 세정실 내의 기판 이면에 미끄럼 접촉시키고, 그 후, 상기 세정실 내의 기판 이면에 이류체 분류를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 스크럽 세정구를 기판의 이면에 미끄럼 접촉시키는 공정은, 상기 스크럽 세정구를 회전시키면서 기판의 이면에 미끄럼 접촉시키고, 또한 상기 회전하는 스크럽 세정구를 기판의 중심과 에지부 사이에서 왕복 이동시키는 공정인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 기판의 이면에 이류체 분류를 공급하는 공정은, 이류체 노즐로부터 기판의 이면에 이류체 분류를 공급하면서, 상기 이류체 노즐을 기판의 중심과 에지부 사이에서 왕복 이동시키는 공정인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 형태는, 기판의 이면을 세정하기 위한 방법이며, 세정실 내에 기판을 수용하여 해당 기판을 보유 지지하고, 상기 보유 지지된 기판을 회전시켜, 기판의 이면에 이류체 분류를 공급하고, 그 후, 스크럽 세정구를 회전시키면서 기판의 이면에 미끄럼 접촉시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 스크럽 세정 및 이류체 세정 중 어느 한쪽인 제1 이면 세정 공정이 행하여지고, 이어서 스크럽 세정 및 이류체 세정 중 다른 쪽인 제2 이면 세정 공정이 연속해서 행하여진다. 기판의 이면은, 스크럽 세정과 이류체 세정과의 조합에 의해 세정되므로, 높은 제거율로 연마 부스러기 등의 파티클을 기판의 이면으로부터 제거할 수 있다. 특히, 제1 이면 세정 공정과 제2 이면 세정 공정은, 동일한 세정실 내에서 기판이 기판 보유 지지부에 보유 지지된 채 연속해서 행하여지므로, 짧은 세정 시간에 고제거율의 이면 세정을 행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 기판의 이면을 연마한 후의 기판 상의 연마 부스러기가 세정 후의 기판 이면 상에 남지 않는 이면 세정부를 구비한 기판 처리 장치로 할 수 있으므로, 기판 카세트 내의 다른 기판 상에 연마 부스러기가 낙하해 버리는 등의 것을 방지할 수 있다.
도 1은, 웨이퍼 등의 기판의 이면을 연마하고, 또한 해당 이면을 세정하기 위한 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2의 (a) 및 도 2의 (b)는, 웨이퍼의 단면도이다.
도 3은, 웨이퍼 이면의 외주측 영역을 연마하기 위한 제1 이면 연마 유닛을 도시하는 모식도이다.
도 4는, 도 3에 도시하는 제1 연마 헤드가 이동하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5는, 웨이퍼 이면의 중심측 영역을 연마하기 위한 제2 이면 연마 유닛을 도시하는 모식도이다.
도 6은, 제2 이면 연마 유닛의 평면도이다.
도 7은, 이면 세정부의 전체를 도시하는 모식도이다.
도 8은, 제1 웨이퍼 스테이션의 수평 단면도이다.
도 9는, 이면 세정 유닛의 상세를 도시하는 사시도이다.
도 10은, 아암, 펜형 세정구 및 이류체 노즐의 상면도이다.
도 11은, 웨이퍼의 처리 전체의 일 실시 형태를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 웨이퍼 등의 기판의 이면을 연마하고, 또한 해당 이면을 세정하기 위한 기판 처리 장치의 개략도이다. 이하에 설명하는 실시 형태에서는, 기판의 일례로서 웨이퍼가 사용된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치는 복수의 웨이퍼가 수용된 웨이퍼 카세트(또는 기판 카세트)가 적재되는 로드 포트(5)와, 웨이퍼의 이면을 연마하는 이면 연마부(7)와, 이면 연마부(7)에서 연마된 웨이퍼의 이면을 세정하는 이면 세정부(10)와, 웨이퍼의 표면을 세정하고, 건조시키는 표면 세정부(15)를 구비하고 있다. 기판 처리 장치는, 이면 연마부(7), 이면 세정부(10), 표면 세정부(15) 및 이하에 설명하는 각 반송 로봇의 동작을 제어하는 동작 제어부(12)를 더 구비하고 있다.
로드 포트(5)와 이면 연마부(7) 사이에는, 반송 로봇(21)이 배치되어 있다. 반송 로봇(21)은, 복수의 웨이퍼 카세트 중 어느 하나에 수용되어 있는 웨이퍼를 취출하고, 이면 연마부(7)에 인접해서 배치된 임시 받침대(22)에 웨이퍼를 두도록 동작한다. 이면 연마부(7)와 임시 받침대(22)에 인접하여, 반송 로봇(24)이 배치되어 있다.
이면 연마부(7)는, 2대의 제1 이면 연마 유닛(8)과, 2대의 제2 이면 연마 유닛(9)을 구비하고 있다. 2대의 제1 이면 연마 유닛(8)은, 반송 로봇(24)에 인접해서 배치되어 있다. 임시 받침대(22) 상의 웨이퍼는, 반송 로봇(24)에 의해 2대의 제1 이면 연마 유닛(8) 중 어느 한쪽으로 반송된다.
웨이퍼의 이면 연마는, 제1 연마 공정과 제2 연마 공정으로 구성된다. 제1 연마 공정은, 웨이퍼 이면의 외주측 영역을 연마하는 공정이며, 제2 연마 공정은 웨이퍼 이면의 중심측 영역을 연마하는 공정이다. 중심측 영역은 웨이퍼의 중심을 포함하는 영역이며, 외주측 영역은 중심측 영역의 반경 방향 외측에 위치하는 영역이다. 중심측 영역과 외주측 영역은 서로 인접하고, 중심측 영역과 외주측 영역을 조합한 영역은, 웨이퍼의 이면 전체에 미친다.
도 2의 (a) 및 도 2의 (b)는, 웨이퍼의 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 2의 (a)는, 소위 스트레이트형의 웨이퍼의 단면도이며, 도 2의 (b)는, 소위 라운드형의 웨이퍼의 단면도이다. 본 명세서에서는, 웨이퍼(기판)의 표면이라 함은, 디바이스 및 배선(회로)이 형성되는 면을 말하고, 웨이퍼(기판)의 이면이라 함은, 디바이스 및 배선(회로)이 형성되어 있는 면과는 반대측의 평탄한 면을 말한다. 웨이퍼의 최외주면은 베벨부라고 불린다. 웨이퍼의 이면은 베벨부의 반경 방향 내측에 있는 평탄한 면이다. 웨이퍼 이면의 외주측 영역은 베벨부에 인접한다. 일례로서, 외주측 영역의 폭은 수십밀리의 링 형상의 영역이며, 중심측 영역은 그 내측의 원형 영역이다.
도 3은, 웨이퍼 이면의 외주측 영역을 연마하기 위한 제1 이면 연마 유닛(8)을 도시하는 모식도이다. 이 제1 이면 연마 유닛(8)은, 웨이퍼(기판)(W)를 보유 지지해서 회전시키는 제1 기판 보유 지지부(32)와, 제1 기판 보유 지지부(32)에 보유 지지되고 있는 웨이퍼(W)의 이면에 연마구를 누르는 제1 연마 헤드(34)를 구비하고 있다. 제1 기판 보유 지지부(32)는, 웨이퍼(W)를 진공 흡착에 의해 보유 지지하는 기판 스테이지(37)와, 기판 스테이지(37)를 회전시키는 스테이지 모터(39)를 구비하고 있다.
웨이퍼(W)는 그 이면이 하향인 상태에서 기판 스테이지(37) 상에 적재된다. 기판 스테이지(37)의 상면에는 홈(37a)이 형성되어 있고, 이 홈(37a)은 진공 라인(40)에 연통하고 있다. 진공 라인(40)은 도시하지 않은 진공원(예를 들어 진공 펌프)에 접속되어 있다. 진공 라인(40)을 통해서 기판 스테이지(37)의 홈(37a)에 진공이 형성되면, 웨이퍼(W)는 진공 흡인에 의해 기판 스테이지(37) 상에 보유 지지된다. 이 상태에서 스테이지 모터(39)는 기판 스테이지(37)를 회전시키고, 웨이퍼(W)를 그 축선을 중심으로 회전시킨다. 기판 스테이지(37)의 직경은 웨이퍼(W)의 직경보다도 작고, 웨이퍼(W) 이면의 중심측 영역은 기판 스테이지(37)에 의해 보유 지지된다. 웨이퍼(W) 이면의 외주측 영역은, 기판 스테이지(37)로부터 외측으로 비어져 나와 있다.
제1 연마 헤드(34)는, 기판 스테이지(37)에 인접해서 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 연마 헤드(34)는 노출되어 있는 외주측 영역에 대향해서 배치되어 있다. 제1 연마 헤드(34)는, 연마구로서의 연마 테이프(42)를 지지하는 복수의 롤러(43)와, 연마 테이프(42)를 웨이퍼(W)의 이면에 압박하는 가압 부재(44)와, 가압 부재(44)에 가압력을 부여하는 액추에이터로서의 에어 실린더(45)를 구비하고 있다. 에어 실린더(45)는 가압 부재(44)에 가압력을 부여하고, 이에 의해 가압 부재(44)는 연마 테이프(42)를 웨이퍼(W)의 이면에 압박한다. 또한, 연마구로서, 연마 테이프 대신에 지석을 사용해도 된다.
연마 테이프(42)의 일단부는 조출 릴(51)에 접속되고, 타단부는 조출 릴(52)에 접속되어 있다. 연마 테이프(42)는, 조출 릴(51)로부터 제1 연마 헤드(34)를 경유해서 조출 릴(52)에 소정의 속도로 보내진다. 사용되는 연마 테이프(42)의 예로서는, 표면에 지립이 고정된 테이프, 또는 경질의 부직포로 이루어지는 테이프 등을 들 수 있다. 제1 연마 헤드(34)는, 연마 헤드 이동 기구(55)에 연결되어 있다. 이 연마 헤드 이동 기구(55)는, 제1 연마 헤드(34)를 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있다. 연마 헤드 이동 기구(55)는, 예를 들어 볼 나사와 서보 모터의 조합으로 구성된다.
기판 스테이지(37)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 상방 및 하방에는, 웨이퍼(W)에 연마액을 공급하는 액체 공급 노즐(57, 58)이 배치되어 있다. 연마액으로서는, 순수가 바람직하게 사용된다. 이것은, 에칭 작용이 있는 화학 성분을 포함하는 약액을 사용하면, 이면에 형성되어 있는 오목부가 넓어져 버리는 경우가 있기 때문이다.
웨이퍼(W) 이면의 외주측 영역은 다음과 같이 해서 연마된다. 기판 스테이지(37)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 그 축선을 중심으로 해서 스테이지 모터(39)에 의해 회전시키고, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 액체 공급 노즐(57, 58)로부터 연마액을 공급한다. 이 상태에서, 제1 연마 헤드(34)는 연마 테이프(42)를 웨이퍼(W)의 이면에 압박한다. 연마 테이프(42)는, 웨이퍼(W) 이면의 외주측 영역에 미끄럼 접촉하고, 이에 의해 외주측 영역을 연마한다. 연마 헤드 이동 기구(55)는, 제1 연마 헤드(34)가 연마 테이프(42)를 웨이퍼(W)의 이면에 압박하면서, 도 4의 화살표로 나타낸 바와 같이, 제1 연마 헤드(34)를 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 소정의 속도로 이동시킨다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W) 이면의 외주측 영역 전체가 연마 테이프(42)에 의해 연마된다. 연마 중, 연마액은 웨이퍼(W)의 내측으로부터 외측으로 흐르고, 연마 부스러기는 연마액에 의해 웨이퍼(W)로부터 제거된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 이면 연마 유닛(8)과 제2 이면 연마 유닛(9) 사이에는, 상하 2단의 임시 받침대(60A, 60B)가 배치되어 있다. 상측의 임시 받침대(60A)는, 세정된 웨이퍼를 일시적으로 두기 위해서 사용되고, 하측의 임시 받침대(60B)는, 세정되기 전의 웨이퍼를 일시적으로 두기 위해서 사용된다. 제1 이면 연마 유닛(8)에 의해 연마된 웨이퍼는, 반송 로봇(24)에 의해 하측의 임시 받침대(60B)로 반송된다.
임시 받침대(60A, 60B)와, 2대의 제2 이면 연마 유닛(9)에 인접하여, 반송 로봇(61)이 배치되어 있다. 이 반송 로봇(61)은, 웨이퍼를 반전시키는 기능을 갖고 있다. 반송 로봇(61)은, 하측의 임시 받침대(60B) 상의 웨이퍼를 취출하고, 웨이퍼를 반전시켜서 그 이면을 상향으로 하고, 그리고 웨이퍼를 2대의 제2 이면 연마 유닛(9) 중 어느 한쪽으로 반송한다.
도 5는, 웨이퍼(W) 이면의 중심측 영역을 연마하기 위한 제2 이면 연마 유닛(9)을 도시하는 모식도이며, 도 6은 제2 이면 연마 유닛(9)의 평면도이다. 제2 이면 연마 유닛(9)은, 웨이퍼(W)를 보유 지지해서 회전시키는 제2 기판 보유 지지부(62)와, 웨이퍼(W)의 이면에 연마구(64)를 압박하는 제2 연마 헤드(66)를 구비하고 있다. 제2 기판 보유 지지부(62)는, 웨이퍼(W)의 베벨부를 보유 지지하는 복수의 척(68)과, 이들 척(68)을 웨이퍼(W)의 축선을 중심으로 회전시키는 중공 모터(71)를 구비하고 있다. 각 척(68)은 그 상단부에 클램프(69)를 구비하고 있고, 이 클램프(69)에 의해 웨이퍼(W)의 베벨부가 파지된다. 클램프(69)가 웨이퍼(W)의 베벨부를 파지한 상태에서 중공 모터(71)에 의해 척(68)을 회전시킴으로써, 도 6의 화살표 A로 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)가 그 축선을 중심으로 회전한다.
제2 이면 연마 유닛(9)에서는, 웨이퍼(W)는 그 이면이 상향인 상태에서 제2 기판 보유 지지부(62)에 의해 보유 지지된다. 척(68)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 하면(이면과는 반대측인 면)은, 기판 지지부(72)에 의해 지지되고 있다. 이 기판 지지부(72)는, 연결 부재(73)에 의해 중공 모터(71)에 연결되어 있고, 중공 모터(71)에 의해 기판 지지부(72)는 제2 기판 보유 지지부(62)와 일체로 회전하도록 되어 있다. 기판 지지부(72)는, 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하는 원형의 상면을 갖고 있다. 이 기판 지지부(72)의 상면은, 부직포 또는 배킹 필름 등의 탄성재로 이루어지는 시트로 구성되어 있고, 웨이퍼(W)의 하면에 형성되어 있는 디바이스에 손상을 주지 않도록 되어 있다. 기판 지지부(72)는, 간단히 웨이퍼(W)의 하면을 지지하고 있을 뿐이며, 웨이퍼(W)를 진공 흡착 등으로 보유 지지는 하고 있지 않다. 웨이퍼(W)와 기판 지지부(72)는 일체로 회전하고, 양자의 상대 속도는 0이다.
제2 연마 헤드(66)는, 웨이퍼(W)의 상방에 배치되어 있고, 연마구(64)를 웨이퍼(W)의 이면에 압박한다. 사용되는 연마구(64)의 예로서는, 지립이 표면에 고정된 부직포, 경질의 부직포, 지석, 또는 상술한 제1 이면 연마 유닛(8)으로 사용되는 연마 테이프 등을 들 수 있다. 예를 들어, 연마구(64)는 제2 연마 헤드(66)의 축선 둘레에 배열된 복수의 연마 테이프로 구성해도 된다.
제2 연마 헤드(66)는, 헤드 아암(75)에 의해 지지되고 있다. 이 헤드 아암(75)에는 도시하지 않은 회전 기구가 내장되어 있고, 이 회전 기구에 의해 제2 연마 헤드(66)는 화살표 B로 나타낸 바와 같이 그 축선을 중심으로 회전한다. 헤드 아암(75)의 단부는 요동축(76)에 고정되어 있다. 이 요동축(76)은 모터 등의 구동기(77)에 연결되어 있다. 구동기(77)에 의해 요동축(76)을 소정의 각도로 회전시킴으로써, 제2 연마 헤드(66)는 웨이퍼(W)의 상방 연마 위치와 웨이퍼(W)의 외측 대기 위치와의 사이를 이동한다.
제2 연마 헤드(66)에 인접하여, 웨이퍼(W)의 이면에 연마액을 공급하는 액체 공급 노즐(79)이 배치되어 있다. 연마액으로서는, 순수가 바람직하게 사용된다.
웨이퍼(W)의 중심측 영역은 다음과 같이 해서 연마된다. 웨이퍼(W)의 이면이 상향인 상태에서 웨이퍼(W)의 베벨부가 척(68)에 의해 보유 지지된다. 웨이퍼(W)를 그 축선을 중심으로 해서 중공 모터(71)에 의해 회전시키고, 회전하는 웨이퍼(W)의 이면에 액체 공급 노즐(79)로부터 연마액을 공급한다. 이 상태에서, 제2 연마 헤드(66)는 연마구(64)를 회전시키면서, 연마구(64)를 웨이퍼(W)의 이면 중심을 포함하는 중심측 영역에 압박한다. 연마구(64)는 중심측 영역에 미끄럼 접촉하고, 이에 의해 중심측 영역을 연마한다. 연마 중은, 연마구(64)가 웨이퍼(W)의 중심에 접촉한 상태를 유지하면서, 제2 연마 헤드(66)를 웨이퍼(W)의 대략 반경 방향으로 요동시켜도 된다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W) 이면의 중심측 영역이 연마구(64)에 의해 연마된다. 연마 중에, 연마액은 웨이퍼(W)의 내측으로부터 외측으로 흐르고, 연마 부스러기는 연마액에 의해 웨이퍼(W)로부터 제거된다.
상술한 실시 형태에서는, 웨이퍼(W) 이면의 외주측 영역이 먼저 연마되고, 그 후에 이면의 중심측 영역이 연마된다. 일 실시 형태에서는, 웨이퍼(W) 이면의 중심측 영역을 연마한 후에, 이면의 외주측 영역을 연마 해도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이면 세정부(10)는 이면 연마부(7)에 인접해서 배치되어 있다. 제1 이면 연마 유닛(8) 및 제2 이면 연마 유닛(9)에 의해 이면이 연마된 웨이퍼는, 반송 로봇(61)에 의해 이면 세정부(10)로 반송된다.
도 7은, 이면 세정부(10)의 전체를 도시하는 모식도이다. 이 이면 세정부(10)는, 웨이퍼의 이면이 연마된 후에, 해당 이면을 세정하기 위한 장치이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 이면 세정부(10)는 복수의(본 실시 형태에서는 4개의) 이면 세정 유닛(80)과, 이면 세정 유닛(80)에 의해 이면이 세정된 웨이퍼를 일시적으로 수용하기 위한 제1 웨이퍼 스테이션(제1 기판 스테이션)(81)과, 이면이 세정되어 있지 않은 웨이퍼를 일시적으로 수용하기 위한 제2 웨이퍼 스테이션(제2 기판 스테이션)(82)과, 웨이퍼를 제1, 제2 웨이퍼 스테이션(81, 82)과 이면 세정 유닛(80) 사이에서 반송할 수 있는 반송 로봇(85)을 구비하고 있다. 이면 세정 유닛(80) 및 반송 로봇(85)의 동작은, 도 1에 도시하는 동작 제어부(12)에 의해 제어된다.
이면은 연마되었지만, 아직 세정되어 있지 않은 웨이퍼는, 그 이면이 상부를 향한 상태에서 반송 로봇(61)(도 1 참조)에 의해 제2 웨이퍼 스테이션(82) 내로 반송된다. 이면이 연마되고, 또한 세정된 웨이퍼는, 그 이면이 상부를 향한 상태에서 이면 세정부(10)의 반송 로봇(85)에 의해 제1 웨이퍼 스테이션(81) 내로 반송된다. 본 실시 형태에서는, 제1 웨이퍼 스테이션(81)은 제2 웨이퍼 스테이션(82) 상에 배치되어 있지만, 제1 웨이퍼 스테이션(81)은 제2 웨이퍼 스테이션(82) 하에 배치되어도 된다.
본 실시 형태에서는, 2개의 이면 세정 유닛(80)이 상하로 배열되고, 또한 다른 2개의 이면 세정 유닛(80)이 상하로 배열되어 있다. 단, 이면 세정 유닛(80)의 배열은, 본 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 4개의 이면 세정 유닛(80)이 세로 방향 또는 가로 방향으로 일렬로 배열해도 된다.
반송 로봇(85)은, 4개의 이면 세정 유닛(80)에 액세스할 수 있는 위치에 배치되어 있다. 제1, 제2 웨이퍼 스테이션(81, 82)은, 상하로 배열된 2개의 이면 세정 유닛(80) 사이에 배치되어 있다. 제1 웨이퍼 스테이션(81)과 제2 웨이퍼 스테이션(82)은 동일한 구성을 갖고 있으므로, 이하, 제1 웨이퍼 스테이션(81)에 대해서 설명한다.
도 8은, 제1 웨이퍼 스테이션(81)의 수평 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 웨이퍼 스테이션(제1 기판 스테이션)(81)은, 내부에 웨이퍼(W)를 수용할 수 있는 상자 형상의 용기(87)와, 용기(87)를 구성하는 제1 벽부(87a)에 설치된 제1 셔터(91)와, 용기(87)를 구성하는 제2 벽부(87b)에 설치된 제2 셔터(92)와, 웨이퍼(W)가 놓이는 복수의 지지 기둥(94)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 4개의 지지 기둥(94)이 용기(87) 내에 배치되어 있지만, 5개 이상의 지지 기둥을 배치해도 된다.
제1 벽부(87a)에는, 웨이퍼(W)가 통과 가능한 제1 개구부(87c)가 형성되어 있고, 제1 셔터(91)는 제1 개구부(87c)를 덮고 있다. 마찬가지로, 제2 벽부(87b)에는, 웨이퍼(W)가 통과 가능한 제2 개구부(87d)가 형성되어 있고, 제2 셔터(92)는 제2 개구부(87d)를 덮고 있다. 이들 제1 셔터(91) 및 제2 셔터(92)는, 통상은 폐쇄되어 있다.
제1 셔터(91) 및 제2 셔터(92)가 폐쇄된 상태에서는, 용기(87) 내에는 밀폐 공간이 형성된다. 이것은, 웨이퍼(W)의 건조를 방지하기 위해서이다. 용기(87) 내의 웨이퍼(W)를 습한 상태로 유지하기 위해, 용기(87) 내에는 복수의 순수 분무 노즐(96)이 배치되어 있다. 각 순수 분무 노즐(96)은 순수 공급관(97)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 순수 분무 노즐(96)이 웨이퍼(W)의 하면(이면과는 반대측인 면)을 향해 배치되어 있다. 2개 이하의 순수 분무 노즐을 배치해도 되고, 4개 이상의 순수 분무 노즐을 배치해도 된다.
반송 로봇(85)(도 7 참조)이, 이면 세정 유닛(80)에 의해 세정된 웨이퍼를 제1 웨이퍼 스테이션(81) 내로 반입할 때는, 제2 셔터(92)가 개방된다. 반송 로봇(61)(도 1 참조)이, 세정된 웨이퍼를 제1 웨이퍼 스테이션(81)으로부터 취출할 때는, 제1 셔터(91)가 개방된다. 한편, 반송 로봇(61)(도 1 참조)이 세정 전의 웨이퍼를 제2 웨이퍼 스테이션(82) 내로 반입할 때는, 제2 웨이퍼 스테이션(82)의 제1 셔터(91)가 개방된다. 반송 로봇(85)(도 7 참조)이 세정 전의 웨이퍼를 제2 웨이퍼 스테이션(82)으로부터 취출할 때는, 제2 웨이퍼 스테이션(82)의 제2 셔터(92)가 개방된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 이면 세정부(10)의 반송 로봇(85)은, 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다. 반송 로봇(85)은, 웨이퍼의 이면이 상부를 향한 상태에서, 웨이퍼를 4개의 이면 세정 유닛(80) 중 하나로 반송한다. 4개의 이면 세정 유닛(80)은 동일한 구성을 갖고 있다. 각 이면 세정 유닛(80)은, 내부에 세정실(99)을 형성하는 하우징(100)을 갖고 있다. 하우징(100)의 측벽(100a)에는, 웨이퍼가 통과할 수 있는 개구부(100b)가 형성되어 있고, 이 개구부(100b)를 덮는 셔터(101)가 측벽(100a)에 설치되어 있다. 웨이퍼를 이면 세정 유닛(80)의 세정실(99) 내로 반입할 때 및 이면 세정 유닛(80)의 세정실(99)로부터 웨이퍼를 반출할 때에, 셔터(101)가 개방된다.
도 9는, 이면 세정 유닛(80)의 상세를 도시하는 사시도이다. 도 9에서는, 하우징(100) 및 셔터(101)의 도시는 생략되어 있다. 이면 세정 유닛(80)은, 웨이퍼(W)를 유지하고, 또한 웨이퍼(W)의 축선을 중심으로 해서 회전시키는 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)와, 웨이퍼 보유 지지부(105)에 보유 지지되고 있는 웨이퍼(W)의 이면(상면)에 약액을 공급하는 약액 공급 노즐(107)과, 웨이퍼(W)의 이면에 린스액으로서의 순수를 공급하는 린스액 공급 노즐(106)과, 자신의 축선을 중심으로 회전하면서 웨이퍼(W)의 이면에 접촉할 수 있는 스크럽 세정구로서의 펜형 세정구(108)와, 웨이퍼(W)의 이면에 이류체 분류를 공급하는 이류체 노즐(109)을 구비하고 있다. 펜형 세정구(108)는, 스펀지 등의 다공재로 구성되어 있다. 스펀지로 구성된 펜형 세정구(108)는, 펜 스펀지라고도 불린다.
웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)는, 웨이퍼(W)의 주연부를 보유 지지하는 복수의 보유 지지 롤러(111)와, 이들 보유 지지 롤러(111)를 회전시키는 롤러 모터(112)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 4개의 보유 지지 롤러(111)가 설치되어 있다. 세정되는 웨이퍼(W)는 그 이면이 상향인 상태에서, 반송 로봇(85)에 의해 보유 지지 롤러(111) 위에 놓이고, 보유 지지 롤러(111)에 의해 회전된다. 이하에 설명하는 웨이퍼(W)의 이면 세정은, 이면이 상향인 상태에서 행하여진다.
4개의 보유 지지 롤러(111) 중 2개는, 토크 전달 기구(113)에 의해 연결되어 있고, 다른 2개도 다른 토크 전달 기구(113)에 의해 연결되어 있다. 토크 전달 기구(113)는, 예를 들어 풀리 및 벨트의 조합으로 구성된다. 본 실시 형태에서는, 2개의 롤러 모터(112)가 설치되어 있다. 2개의 롤러 모터(112) 중 한쪽은, 토크 전달 기구(113)에 의해 서로 연결되어 있는 2개의 보유 지지 롤러(111)에 연결되어 있고, 다른 쪽의 롤러 모터(112)는, 다른 토크 전달 기구(113)에 의해 서로 연결되어 있는 다른 2개의 보유 지지 롤러(111)에 연결되어 있다.
웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 다른 실시 형태를 적용해도 된다. 예를 들어, 일 실시 형태에서는, 1개의 롤러 모터가 토크 전달 기구를 개재해서 모든 보유 지지 롤러(111)에 연결되어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는 모든 보유 지지 롤러(111)가 롤러 모터(112)에 연결되어 있지만, 복수의 보유 지지 롤러(111) 중 몇 가지가 롤러 모터(112)에 연결되어 있어도 된다. 복수의 보유 지지 롤러(111) 중 적어도 2개가 롤러 모터(112)에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 4개의 보유 지지 롤러(111) 중 2개는, 도시하지 않은 이동 기구에 의해, 다른 2개의 보유 지지 롤러(111)에 근접하는 방향 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 웨이퍼(W)가 반송 로봇(85)에 의해 4개의 보유 지지 롤러(111)의 상단부에 놓인 후, 2개의 보유 지지 롤러(111)가 다른 2개의 보유 지지 롤러(111)를 향해 이동함으로써, 4개의 보유 지지 롤러(111)는 웨이퍼(W)의 주연부를 보유 지지한다. 웨이퍼(W)의 이면 세정 후, 2개의 보유 지지 롤러(111)가 다른 2개의 보유 지지 롤러(111)로부터 이격되는 방향으로 이동함으로써, 4개의 보유 지지 롤러(111)는 웨이퍼(W)의 주연부를 해방한다. 일 실시 형태에서는, 모든 보유 지지 롤러(111)가 도시하지 않은 이동 기구에 의해 이동 가능하게 구성되어도 된다. 보유 지지 롤러(111)는, 웨이퍼(W)의 주연부 전체를 파지하지 않는 기구이므로, 펜형 세정구(108)는 웨이퍼(W)의 에지부(이면의 가장 외측의 주연부)를 포함하는 이면 전체를 세정할 수 있다.
이면 세정 유닛(80)은, 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)이 고정된 아암(115)과, 펜형 세정구(108)에 연결된 액추에이터(116)와, 아암(115)을 지지하는 지지축(118)과, 지지축(118)에 연결된 선회 모터(120)를 더 구비하고 있다. 아암(115), 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)은, 보유 지지 롤러(111)보다도 높은 위치에 배치되어 있다. 액추에이터(116)는, 펜형 세정구(108)(예를 들어, 펜 스펀지)를 그 축선을 중심으로 회전시킬 수 있고, 또한 회전하는 펜형 세정구(108)를 그 축선의 방향으로 이동시킬 수 있게 구성되어 있다. 즉, 액추에이터(116)는 펜형 세정구(108)를 그 축선을 중심으로 해서 회전시키면서, 해당 펜형 세정구(108)를, 보유 지지 롤러(111)에 보유 지지되고 있는 웨이퍼(W)의 이면에 압박할 수 있게 구성되어 있다. 펜형 세정구(108)의 축선은, 보유 지지 롤러(111)에 보유 지지되고 있을 때의 웨이퍼(W) 이면에 대하여 수직이다. 본 실시 형태에서는, 펜형 세정구(108)의 축선은 연직 방향으로 연장되고, 웨이퍼(W)는 보유 지지 롤러(111)에 의해 수평하게 보유 지지된다.
이류체 노즐(109)은, 펜형 세정구(108)에 인접하고 있다. 보다 구체적으로는, 이류체 노즐(109)은 아암(115)의 측면에 고정된 노즐 홀더(121)로부터 하방으로 연장되어 있다. 이류체 노즐(109)은, 노즐 홀더(121)를 개재하여 이류체 공급 라인(122)에 접속되어 있다. 펜형 세정구(108)는 아암(115)의 선단부 하방에 위치하고 있다. 선회 모터(120)는, 지지축(118)을 시계 방향 및 반시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킬 수 있게 구성되어 있다. 선회 모터(120)가 지지축(118)을 회전시키면, 아암(115), 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)이 지지축(118)의 선회축선(P)을 중심으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 소정의 각도로 선회한다.
도 10은, 아암(115), 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)의 상면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 보유 지지 롤러(111), 아암(115), 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)은, 하우징(100)에 의해 형성된 세정실(99) 내에 배치되어 있다. 웨이퍼(W)는 이면이 상향인 상태에서, 반송 로봇(85)에 의해 세정실(99) 내로 반송되고, 보유 지지 롤러(111) 위에 놓인다. 보유 지지 롤러(111)는, 웨이퍼(W)의 주연부를 보유 지지하고, 또한 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 웨이퍼(W)의 이면 세정은, 웨이퍼(W)가 회전되면서 행하여진다.
아암(115)의 선회 운동에 수반하여, 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)은, 보유 지지 롤러(111)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 중심(O)을 지나는 원호 형상의 궤도를 그리며 일체로 이동한다. 펜형 세정구(108)와 지지축(118)의 선회축선(P)과의 거리는, 이류체 노즐(109)과 지지축(118)의 선회축선(P)과의 거리와 다름없다. 따라서, 아암(115)의 선회 운동에 수반하여, 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)은 같은 궤도를 그리며 이동한다. 보다 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 이면 세정 중은, 펜형 세정구(108) 및 이류체 노즐(109)은, 웨이퍼(W)의 중심(O)과 웨이퍼(W)의 에지부(이면의 가장 외측의 주연부)와의 사이를 왕복 이동한다. 또한, 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)로서는, 보유 지지 롤러 방식에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 이면이 상향이 된 웨이퍼(W) 표면의 중앙부 부근을 수평하게 흡착 보유 지지할 수 있도록 하여, 웨이퍼(W)가 회전할 수 있도록 구성해도 된다.
본 실시 형태에 관한 이면 세정 유닛(80)은, 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)의 보유 지지 롤러(111)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 펜형 세정구(108)에 의한 스크럽 세정 및 이류체 노즐(109)에 의한 이류체 세정을 동일한 세정실(99) 내에서 연속해서 실행할 수 있다. 스크럽 세정 및 이류체 세정 중 어느 쪽도, 웨이퍼(W)의 이면이 상향인 상태에서 행하여진다. 물리적인 스크럽 세정 및 이류체 세정을, 시간적으로 연속된 형태에서의 처리로서 행함으로써, 각각의 세정 프로세스의 특성을 살린 웨이퍼(W)의 세정을 행할 수 있다.
스크럽 세정은, 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)의 보유 지지 롤러(111)에 의해 웨이퍼(W)를 그 축선을 중심으로 회전시키면서, 약액 공급 노즐(107)로부터 약액을 웨이퍼(W)의 이면에 공급하고, 또한 약액의 존재 하에서 펜형 세정구(108)(즉 스크럽 세정구)를 웨이퍼(W)의 이면에 미끄럼 접촉시킴으로써 행하여진다. 스크럽 세정 중, 펜형 세정구(108)는 액추에이터(116)에 의해 회전되면서, 웨이퍼(W)의 이면에 압박된다. 또한, 스크럽 세정 중, 펜형 세정구(108)는 웨이퍼(W)의 이면에 압박된 채, 회전하는 웨이퍼(W)의 중심(O)과 웨이퍼(W)의 에지부(이면의 가장 외측의 주연부)와의 사이를 소정 횟수만큼 왕복 이동한다. 스크럽 세정 중은, 이류체 노즐(109)은 이류체 분류를 웨이퍼(W)의 이면에 공급하지 않는다. 스크럽 세정이 종료된 후, 펜형 세정구(108)로부터의 약액의 적하를 방지하기 위해, 펜형 세정구(108)를 웨이퍼(W)의 이면으로부터 이격시킨다. 또한, 약액의 적하를 방지하기 위해, 후퇴시킨 펜형 세정구(108) 밑에 위치할 수 있게 한 커버 부재(도시하지 않음)를 아암(115) 등에 설치할 수도 있다.
이류체 세정은, 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)의 보유 지지 롤러(111)에 의해 웨이퍼(W)를 그 축선을 중심으로 회전시키면서, 이류체 노즐(109)로부터 이류체 분류를 웨이퍼(W)의 이면에 공급함으로써 행하여진다. 이류체 분류는, 액체(예를 들어, 탄산수)와 기체(예를 들어, 질소 가스)와의 혼합물이다. 이류체 세정 중은, 이류체 노즐(109)은, 회전하는 웨이퍼(W)의 중심(O)과 웨이퍼(W)의 에지부와의 사이를 소정 횟수만큼 왕복 이동한다. 이류체 세정 중은, 펜형 세정구(108)는 웨이퍼(W)의 이면에 접촉하지 않고, 또한 약액은 웨이퍼(W)의 이면에 공급되지 않는다.
또한, 웨이퍼(W)에 분사한 이류체 분류(噴流)가 비산해 버려 웨이퍼(W)의 표면으로 돌아 들어가 버리는 것을 방지하기 위해, 보유 지지 롤러(111)의 외측에 회전 컵(도시하지 않음)을 설치해도 된다. 이 회전 컵은, 회전하는 웨이퍼(W)와 동일한 회전 속도 및 동일한 방향으로 회전하도록 구성할 수 있다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)와 회전 컵 사이에서 상대 속도가 없어지므로, 회전 컵에 충돌한 액적에 가속도를 부여해 버리는 것을 방지할 수 있어, 결과적으로 액적의 비산을 방지할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 이면 세정 유닛(80)은 펜형 세정구(108)로 웨이퍼(W)의 이면을 스크럽 세정하는 제1 이면 세정 공정을 행하고, 그 후 이류체 분류로 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 제2 이면 세정 공정을 행한다. 이류체 분류로 웨이퍼(W)를 세정한 후에, 린스액 공급 노즐(106)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 린스액(통상은 순수)을 공급해도 된다. 일 실시 형태에서는, 이면 세정 유닛(80)은 이류체 분류로 웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 제1 이면 세정 공정을 행하고, 그 후 펜형 세정구(108)로 웨이퍼(W)의 이면을 스크럽 세정하는 제2 이면 세정 공정을 행해도 된다. 이 경우에는, 스크럽 세정한 후에, 린스액 공급 노즐(106)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 린스액이 공급되어, 약액이 웨이퍼(W)의 이면으로부터 씻겨진다.
또한, 일 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)를 린스한 후, 웨이퍼(W)를 소정 시간 회전시켜서, 웨이퍼(W) 상의 액적을 원심력에 의해 비산시켜서 스핀 건조하도록 해도 된다. 또한, 일 실시 형태에서는, 세정한 웨이퍼(W)의 이면을 우선은 린스한 후에, 웨이퍼(W)의 표면으로 돌아 들어간 액체를 씻어 버리기 위해, 예를 들어 린스액 공급 노즐(106)을 요동시키면서 웨이퍼(W)의 이면 중심으로부터 외주부에 걸쳐 린스액이 공급되도록 하고, 계속해서 웨이퍼(W)의 표면 중 적어도 베벨부 또는 에지부에 린스액이 공급되도록 하고, 그 후 웨이퍼(W)를 소정 시간 회전시켜서, 웨이퍼(W) 상의 액적을 원심력에 의해 비산시켜서 스핀 건조하도록 해도 된다.
상술한 실시 형태에 따르면, 스크럽 세정 및 이류체 세정 중 어느 한쪽인 제1 이면 세정 공정이 행하여지고, 이어서 스크럽 세정 및 이류체 세정 중 다른 쪽인 제2 이면 세정 공정이 연속해서 행하여진다. 웨이퍼(W)의 이면은, 스크럽 세정과 이류체 세정의 조합에 의해 세정되므로, 높은 제거율로 연마 부스러기 등의 파티클을 웨이퍼(W)의 이면으로부터 제거할 수 있다. 또한, 예를 들어 웨이퍼(W)의 이면을 스크럽 세정하는 데 있어서 약액을 사용해서 세정할 경우에는, 웨이퍼(W)의 이면 상태에 따른 약제에서의 세정 처리를 행할 수 있다. 제1 이면 세정 공정과 제2 이면 세정 공정은, 동일한 세정실(99) 내에서 웨이퍼(W)가 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)(105)에 보유 지지된 채 연속해서 행하여지므로, 짧은 세정 시간에 고제거율의 이면 세정을 행할 수 있다.
제1 이면 세정 공정과 제2 이면 세정 공정의 동작은, 도 1에 도시하는 동작 제어부(12)에 의해 제어된다. 이면 세정 유닛(80)은, 웨이퍼(W)의 이면 상태를 감시하는 표면 감시 장치를 더 구비해도 된다. 표면 감시 장치는, 예를 들어 적외선을 웨이퍼면에 조사하고, 웨이퍼면 상의 파티클의 수를 계측하는 장치, 또는 웨이퍼면의 화상을 생성하고, 해당 화상에 기초하여 웨이퍼면의 상태를 판단하는 장치 등의 공지된 장치이다. 표면 감시 장치는, 웨이퍼(W)의 이면 상태를 나타내는 데이터를 동작 제어부(12)로 보내고, 동작 제어부(12)는 해당 데이터에 기초하여, 제1 이면 세정 공정과 제2 이면 세정 공정의 동작을 제어해도 된다. 예를 들어, 동작 제어부(12)는, 표면 감시 장치로부터 보내진 데이터에 기초하여, 제1 이면 세정 공정으로부터 제2 이면 세정 공정으로 전환하는 타이밍을 결정해도 되고, 또는 제1 이면 세정 공정과 제2 이면 세정 공정의 각각의 시간을 결정해도 된다.
이면 세정 유닛(80)에 의해 이면이 세정된 웨이퍼(W)는, 반송 로봇(85)에 의해 이면 세정 유닛(80)으로부터 꺼내어져, 제1 웨이퍼 스테이션(91)으로 반송된다.
도 1로 돌아와, 이면이 세정된 웨이퍼는 반송 로봇(61)에 의해 이면 세정부(10)의 제1 웨이퍼 스테이션(91)으로부터 꺼내어져, 이면이 하부를 향하도록 반전되고, 그리고 상측의 임시 받침대(60A)로 보내진다. 웨이퍼는, 이어서 표면 세정부(15)에서 세정된다. 표면 세정부(15)는, 웨이퍼의 표면(표측의 면)을 세정하는 1차 세정 유닛(131), 2차 세정 유닛(132) 및 3차 세정 유닛(133)을 구비하고 있고, 또한 세정된 웨이퍼를 건조시키는 건조 유닛(135)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 1차 세정 유닛(131) 및 2차 세정 유닛(132)은, 롤 스펀지를 웨이퍼의 상하면에 미끄럼 접촉시킴으로써 웨이퍼를 세정하는 롤형 세정기이며, 3차 세정 유닛(133)은 이류체 분류를 웨이퍼의 상면에 공급하는 이류체형 세정기가 사용되고 있다. 이류체형 세정기 대신에, 펜 스펀지를 채용한 펜 스펀지형 세정기를 사용해도 된다.
1차 세정 유닛(131)과 2차 세정 유닛(132) 사이에는 반송 로봇(141)이 배치되어 있고, 2차 세정 유닛(132)과 3차 세정 유닛(133) 사이에는 반송 로봇(142)이 배치되어 있다. 반송 로봇(142)은, 상측의 임시 받침대(60A)에 인접해서 배치되어 있다. 3차 세정 유닛(133)과 건조 유닛(135) 사이에는 반송 로봇(143)이 배치되어 있다.
이면이 세정된 웨이퍼는, 반송 로봇(142)에 의해 상측의 임시 받침대(60A)로부터 취출된다. 또한, 반송 로봇(142) 및 반송 로봇(141)에 의해, 2차 세정 유닛(132)을 경유해서 1차 세정 유닛(131)으로 반송된다. 웨이퍼의 표면은, 1차 세정 유닛(131), 2차 세정 유닛(132) 및 3차 세정 유닛(133)에 의해 차례로 세정된다. 3차 세정 유닛(133)에 의해 세정된 웨이퍼는, 반송 로봇(143)에 의해 건조 유닛(135)으로 반송되고, 여기에서 웨이퍼가 건조된다. 건조된 웨이퍼는, 반송 로봇(21)에 의해 건조 유닛(135)으로부터 로드 포트(5) 상의 웨이퍼 카세트로 반송된다.
이어서, 도 11의 흐름도를 참조하여, 웨이퍼의 처리 전체의 일 실시 형태를 설명한다. 스텝 1에서는, 웨이퍼 이면의 외주측 영역이 제1 이면 연마 유닛(8)에 의해 연마된다. 스텝 2에서는, 웨이퍼의 이면이 상향이 되도록 반송 로봇(61)에 의해 웨이퍼가 반전된다. 스텝 3에서는, 웨이퍼 이면의 중심측 영역이 제2 이면 연마 유닛(9)에 의해 연마된다. 또한, 웨이퍼 이면의 중심측 영역의 연마를 스텝 1로서 행하고, 웨이퍼 이면의 외주측 영역의 연마를 스텝 3으로서 행해도 된다.
스텝 4에서는, 이면이 연마된 웨이퍼는, 이면 세정부(10)의 제2 웨이퍼 스테이션(82)(도 7 참조)으로 반송된다. 스텝 5에서는, 웨이퍼의 이면에 대하여 스크럽 세정과 이류체 세정이 이면 세정 유닛(80)에 의해 행하여진다. 스크럽 세정과 이류체 세정의 순서는, 세정 레시피에 의해 미리 정해진다. 스텝 6에서는, 이면이 세정된 웨이퍼는, 이면 세정부(10)의 제1 웨이퍼 스테이션(81)(도 7 참조)으로 반송된다. 스텝 7에서는, 웨이퍼는 반송 로봇(61)에 의해 제1 웨이퍼 스테이션(81)으로부터 취출되고, 또한 이면이 하향이 되도록 웨이퍼가 반송 로봇(61)에 의해 반전된다. 스텝 8에서는, 표면 세정부(15)에 의해 웨이퍼의 표면이 세정되고, 건조된다. 이와 같이 하여, 기판 처리 장치는, 웨이퍼의 이면 연마, 이면 세정, 표면 세정 및 웨이퍼 건조의 일련의 처리를 연속해서 실행한다. 이들의 동작은, 동작 제어부(12)에 의해 제어되고 있다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 해서 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 한정되지 않고, 특허 청구의 범위에 의해 정의되는 기술적 사상을 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
5 : 로드 포트
7 : 이면 연마부
8 : 제1 이면 연마 유닛
9 : 제2 이면 연마 유닛
10 : 이면 세정부
12 : 동작 제어부
15 : 표면 세정부
21 : 반송 로봇
22 : 임시 받침대
24 : 반송 로봇
32 : 제1 기판 보유 지지부
34 : 제1 연마 헤드
37 : 기판 스테이지
39 : 스테이지 모터
40 : 진공 라인
42 : 연마 테이프
43 : 롤러
44 : 가압 부재
45 : 에어 실린더
51 : 조출 릴
52 : 권취 릴
55 : 연마 헤드 이동 기구
57, 58 : 액체 공급 노즐
60A, 60B : 임시 받침대
62 : 제2 기판 보유 지지부
64 : 연마구
66 : 제2 연마 헤드
68 : 척
69 : 클램프
71 : 중공 모터
72 : 기판 지지부
75 : 헤드 아암
76 : 요동축
77 : 구동기
79 : 액체 공급 노즐
80 : 이면 세정 유닛
81 : 제1 웨이퍼 스테이션(제1 기판 스테이션)
82 : 제2 웨이퍼 스테이션(제2 기판 스테이션)
85 : 반송 로봇
87 : 용기
91 : 제1 셔터
92 : 제2 셔터
94 : 지지 기둥
97 : 순수 공급관
99 : 세정실
100 : 하우징
105 : 웨이퍼 보유 지지부(기판 보유 지지부)
107 : 약액 공급 노즐
106 : 린스액 공급 노즐
108 : 펜형 세정구(스크럽 세정구)
109 : 이류체 노즐
111 : 보유 지지 롤러
112 : 롤러 모터
113 : 토크 전달 기구
115 : 아암
116 : 액추에이터
118 : 지지축
120 : 선회 모터
121 : 노즐 홀더
122 : 이류체 공급 라인
131 : 1차 세정 유닛
132 : 2차 세정 유닛
133 : 3차 세정 유닛
135 : 건조 유닛
141, 142, 143 : 반송 로봇

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  8. 기판의 이면을 연마하는 이면 연마부와,
    상기 이면 연마부에 의해 연마된 기판의 이면을 세정하기 위한 이면 세정 장치를 구비하고,
    상기 이면 세정 장치는,
    기판의 이면을 세정하기 위한 복수의 이면 세정 유닛과,
    이면이 세정된 기판을 일시적으로 수용하기 위한 제1 기판 스테이션과,
    이면이 세정되어 있지 않은 기판을 일시적으로 수용하기 위한 제2 기판 스테이션과,
    이면이 세정되어 있지 않은 기판을 상기 제2 기판 스테이션으로부터 상기 복수의 이면 세정 유닛 중 어느 하나로 반송하고, 이면이 세정된 기판을 상기 복수의 이면 세정 유닛 중 어느 하나로부터 상기 제1 기판 스테이션으로 반송하기 위한 제1 반송 로봇을 구비하고,
    상기 이면 세정 유닛은,
    기판의 이면을 상향으로 한 상태에서, 기판을 보유 지지하면서 회전시키는 기판 보유 지지부와,
    회전 가능하게 구성된 스크럽 세정구와,
    상기 기판 보유 지지부의 상방에 배치된 이류체 노즐과,
    상기 기판 보유 지지부, 상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐이 배치되는 세정실을 형성하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
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  13. 삭제
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  15. 제8항에 있어서, 상기 이면 세정 장치에 의해 이면이 세정된 기판의 표면을 세정하기 위한 표면 세정부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 제2 반송 로봇을 더 구비하고 있으며,
    상기 제2 반송 로봇은, 상기 이면 연마부에 의해 연마된 상기 기판을 상기 이면 세정 장치로 반송하고, 상기 이면 세정 장치에 의해 세정된 상기 기판을 반전시켜, 상기 기판을 상기 표면 세정부로 반송하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 이면 연마부는, 기판의 이면을 연마하는 제1 이면 연마 유닛 및 제2 이면 연마 유닛을 갖고, 상기 기판 처리 장치를 위에서 볼 때, 상기 제1 이면 연마 유닛 및 상기 제2 이면 연마 유닛의 배열 방향은, 상기 복수의 이면 세정 유닛의 배열 방향과 수직인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 표면 세정부는, 기판의 표면을 세정하기 위한 복수의 표면 세정 유닛을 갖고 있으며,
    상기 기판 처리 장치를 위에서 볼 때, 상기 복수의 표면 세정 유닛의 배열 방향은, 상기 복수의 이면 세정 유닛의 배열 방향과 수직인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 표면 세정 유닛은, 기판의 표면을 세정하는 1차 세정 유닛과, 상기 1차 세정 유닛에 의해 세정된 상기 기판의 표면을 세정하는 2차 세정 유닛과, 상기 2차 세정 유닛에 의해 세정된 상기 기판의 표면을 세정하는 3차 세정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 1차 세정 유닛 및 상기 2차 세정 유닛 각각은, 기판에 미끄럼 접촉하는 롤 스펀지를 갖는 롤형 세정기이며, 상기 3차 세정 유닛은, 이류체 제트 노즐을 갖는 이류체형 세정기 또는 기판에 미끄럼 접촉하는 펜 스펀지를 갖는 펜 스펀지형 세정기인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  21. 제8항에 있어서, 이면이 세정되어 있지 않은 기판을 상기 제2 기판 스테이션으로부터 상기 복수의 이면 세정 유닛 중 어느 하나로 반송하고, 이면이 세정된 기판을 상기 복수의 이면 세정 유닛 중 어느 하나로부터 상기 제1 기판 스테이션으로 반송하는 것을 상기 제1 반송 로봇에 지시하도록 구성된 동작 제어부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 기판 스테이션 및 상기 제2 기판 스테이션 각각은,
    기판을 수용하기 위한 용기와,
    상기 용기의 개구부를 덮는 셔터와,
    상기 용기 내에 배치된 순수 분무 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  23. 제8항에 있어서, 상기 복수의 이면 세정 유닛 각각은,
    상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐이 고정된 아암과,
    상기 아암, 상기 스크럽 세정구 및 상기 이류체 노즐을, 소정의 선회축선을 중심으로 소정의 각도로 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 선회 모터를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 스크럽 세정구와 상기 소정의 선회 축선과의 거리는, 상기 이류체 노즐과 상기 소정의 선회축선과의 거리와 동등한 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  25. 제8항에 있어서, 상기 기판 보유 지지부는, 기판의 주연부를 보유 지지하기 위한 회전 가능한 복수의 보유 지지 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
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