JP2022104785A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置および基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】薬液を節減する基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置1は、基板Wを支持し回転可能な支持モジュール340と、支持モジュールの周囲を囲み第1ボウル260と第2ボウル240を含むハウジング200と、基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュール380と、基板に第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールとを含む。第1ボウルは、基板に対応するように位置し、支持モジュールが第1速度で回転しながら、第1薬液供給モジュールが第1薬液を供給する。第2ボウルは、基板に対応するように位置し、支持モジュールが第1速度より小さい第2速度で回転しながら、第2薬液供給モジュールが第2薬液を第1流量で供給し、さらに、支持モジュールが第2速度より小さい第3速度で回転しながら、第2薬液供給モジュールが第2薬液を第1流量より小さい第2流量で供給する。【選択図】図1

Description

本発明は基板処理装置および基板処理方法に関する。
半導体装置またはディスプレイ装置を製造する際、写真、エッチング、アッシング、イオン注入、薄膜蒸着など多様な工程が実施される。ここで、エッチング工程は基板上に形成された膜質を除去する工程であり、洗浄工程は基板表面に残留する汚染物質を除去する工程である。エッチング/洗浄工程は、工程進行方式によって湿式方式と乾式方式に分類され、湿式方式は配置タイプの方式とスピンタイプの方式に分類される。
スピンタイプの方式は一枚の基板を処理できる支持モジュールに基板を固定した後、基板を回転させながらノズルを介して基板に薬液を供給して遠心力によって薬液が基板全面に広がるようにする。
しかし、エッチング/洗浄工程中に基板を回転させながら薬液を継続して供給するので、エッチング量または洗浄量に比べて過度な薬液が使われる。
本発明が解決しようとする課題は、薬液を節減するための基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
前記課題を達成するための本発明の基板処理装置の一面(aspect)は、基板が安着し、回転可能な支持モジュールと、前記支持モジュールの周囲を囲み、第1ボウルと、前記第1ボウルより内側に配置された第2ボウルを含むハウジングと、前記基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュールと、前記基板に前記第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールを含み、前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは第1速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第1速度と同じであるか小さい第2速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第1流量で供給し、前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度より小さい第3速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を供給しないか、前記第1流量より小さい第2流量で供給することを含む。
前記課題を達成するための本発明の基板処理装置の他の面は、基板が安着し、回転可能な支持モジュールと、前記支持モジュールの周囲を囲み、第1ボウルと、前記第1ボウルより内側に配置された第2ボウルを含むハウジングと、前記基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュールを含み、前記基板に前記第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールを含み、前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは第1速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、前記ハウジングは第2ボウルが前記基板に対応するように移動しながら、前記支持モジュールは前記第1速度より小さい第2速度で回転し、前記第1薬液供給モジュールは第1薬液を供給し、前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第1流量で供給し、前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度より小さい第3速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液の供給を中断し、前記ハウジングは第1ボウルが前記基板に対応するように移動しながら、前記支持モジュールは前記第1速度より大きい第4速度で回転し、前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を前記第1流量より大きい第2流量で供給し、前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは前記第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給することをさらに含み得る。
前記課題を達成するための本発明の基板処理方法の他の面は、基板が安着して回転可能な支持モジュールと、前記支持モジュールの周囲を囲み、第1ボウルと、前記第1ボウルより内側に配置された第2ボウルを含むハウジングと、前記基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュールと、前記基板に前記第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールを含む基板処理装置が提供され、前記第1ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは第1速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、前記第2ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第1速度と同じであるか小さい第2速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第1流量で供給し、前記第2ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度より小さい第3速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を供給しないか、前記第1流量より小さい第2流量で供給することを含む。
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
本発明の一実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。 図1の基板処理装置の駆動方法を説明するための図である。 図1の基板処理装置の効果を説明するための図である。 本発明の他の実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。 図4および図5の基板処理装置の駆動方法の一例を説明するための図である。 図4および図5の基板処理装置の駆動方法の他の例を説明するための図である。 本発明のまた他の実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。 図8の基板処理装置の駆動方法の一例を説明するための図である。 図8の基板処理装置の駆動方法の他の例を説明するための図である。
以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下に開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指すものとする。
素子(elements)または層が他の素子または層「上(on)」または「の上(on)」と称される場合は他の素子または層の真上だけでなく中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。反面、素子が「直接上(directly on)」または「真上」と称される場合は中間に他の素子または層を介在しない場合を示す。
空間的に相対的な用語の「下(below)」、「下(beneath)」、「下部(lower)」、「上(above)」、「上部(upper)」等は図面に示されているように一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使われる。空間的に相対的な用語は図面に示されている方向に加えて使用時または動作時の素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に示されている素子をひっくり返す場合、他の素子の「下(below)」または「下(beneath)」と記述された素子は他の素子の「上(above)」に置かれ得る。したがって、例示的な用語の「下」は下と上の方向をすべて含み得る。素子は他の方向にも配向されることができ、そのため空間的に相対的な用語は配向によよって解釈される。
第1、第2などが多様な素子、構成要素および/またはセクションを叙述するために使われるが、これらの素子、構成要素および/またはセクションはこれらの用語によって制限されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用する。したがって、以下で言及される第1素子、第1構成要素または第1セクションは本発明の技術的思想内で第2素子、第2構成要素または第2セクションであり得るのはもちろんである。
本明細書で使われた用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文面で特記しない限り、複数形も含む。明細書で使われる「含む(comprises)」および/または「含む(comprising)」は言及された構成要素、段階、動作および/または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および/または素子の存在または追加を排除しない。
他に定義のない限り、本明細書で使われるすべての用語(技術的および科学的用語を含む)は本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解される意味で使われる。また、一般に使われる辞典に定義されている用語は明白に特に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。
以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明し、添付図面を参照して説明するにあたり図面符号に関係なく同一であるか対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに係る重複する説明は省略する。
図1は本発明の一実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。図2は図1の基板処理装置の駆動方法を説明するための図である。図3は図1の基板処理装置の効果を説明するための図である。
先ず図1を参照すると、本発明の一実施形態による基板処理装置1は、ハウジング200、支持モジュール340、昇降モジュール360、第1薬液供給モジュール380を含む。
ハウジング200は工程が行われる処理空間を提供し、その上側中央部は開放される。ハウジング200は複数のボウル(bowl、符号220、240、260)を含む。一例によれば、ハウジング200は内部ボウル(または第3ボウルまたは3段ボウル、符号220)、中間ボウル(または第2ボウルまたは2段ボウル、符号240)、そして外部ボウル(または第1ボウルまたは1段ボウル、符号260)を有する。内部ボウル220、中間ボウル240、外部ボウル260は工程に使われた薬液のうち互いに相違する薬液を分離回収することができる。内部ボウル220は支持モジュール340を囲む中空の円筒形状で提供され、中間ボウル240は内部ボウル220を囲む中空の円筒形状で提供され、外部ボウル260は中間ボウル240を囲む中空の円筒形状で提供される。すなわち、外部ボウル260の内側に中間ボウル240が配置され、中間ボウル240の内側に内部ボウル220が配置される。内部ボウル220の内側空間、内部ボウル220と中間ボウル240の間の空間、中間ボウル240と外部ボウル260の間の空間は、それぞれ内部ボウル220、中間ボウル240、外部ボウル260に薬液が流入する流入口として機能する。内部ボウル220、中間ボウル240、外部ボウル260のそれぞれには、その底面に対して下方向に垂直に延びる回収ライン225、245、265が連結される。それぞれの回収ライン225、245、265は、内部ボウル220、中間ボウル240、外部ボウル260のそれぞれを介して流入した薬液を排出する。排出された薬液は外部の薬液再生システム(図示せず)により再使用され得る。
次に、内部ボウル220、中間ボウル240、外部ボウル260の形状についてより詳細に説明する。
内部ボウル220は外壁222、底壁224、内壁226、案内壁228を有する。外壁222、底壁224、内壁226、案内壁228のそれぞれはリング形状を有する。外壁222は支持モジュール340から遠ざかる方向に下向きに傾斜した傾斜壁222aとその下端から下方に垂直に延びる垂直壁222bを有する。底壁224は垂直壁222bの下端から支持モジュール340に向かう方向に水平に延びる。底壁224の終端は傾斜壁222aの上端と同じ位置まで延びる。内壁226は底壁224の内側終端から上方向に垂直に延びる。内壁226はその上端が傾斜壁222aの上端と一定距離離隔する位置まで延びる。内壁226と傾斜壁222aの間の上下方向に離隔した空間は上述した内部ボウル220の流入口227として機能する。
内壁226にはリングをなす配置により複数の開口223が形成される。それぞれの開口223はスリット形状で提供される。開口223は内部ボウル220に流入したガスが支持モジュール340内の下の空間を介して外部に排出されるようにする排気口として機能する。
案内壁228は内壁226の上端から支持モジュール40から遠ざかる方向に下向き傾斜した傾斜壁228aとその下端から下へ上下方向に垂直に延びる垂直壁228bを有する。垂直壁228bの下端は底壁224から一定距離離隔するように位置する。案内壁228は流入口227を介して流入した薬液が外壁222、底壁224、内壁226で囲まれた空間229に円滑に流れるように案内する。
中間ボウル240は外壁242、底壁244、内壁246、突出壁248を有する。中間ボウル240の外壁242、底壁244、内壁246は、内部ボウル220の外壁222、底壁224、内壁226と概して類似の形状を有するか、中間ボウル240が内部ボウル220を囲むように内部ボウル220と比べて大きな大きさを有する。中間ボウル240の外壁242の傾斜壁242aの上端と内部ボウル220の外壁222の傾斜壁222aの上端は上下方向に一定距離離隔するように位置し、離隔した空間は中間ボウル240の流入口247として機能する。突出壁248は底壁244の終端から下方に垂直に延びる。中間ボウル240の内壁246の上端は内部ボウル220の底壁224の終端と接触する。中間ボウル240の内壁246にはガスの排出のためのスリット形状の排気口243がリングをなす配列で提供される。
外部ボウル260は外壁262、底壁264、突出壁270を有する。外部ボウル260の外壁262は中間ボウル240の外壁242と類似の形状を有するか、外部ボウル260が中間ボウル240を囲むように中間ボウル240と比べて大きな大きさを有する。外部ボウル260の傾斜壁262aは垂直壁262bの上端から内側方向に沿って上向き傾斜するように延びる。傾斜壁262aは中央が開放されたハウジングの上壁として提供される。外部ボウル260の傾斜壁262aには排出穴263aが形成される。排出穴263aは垂直壁と隣接するように位置する。排出穴263aは複数個提供される。それぞれの排出穴263aは傾斜壁262aの円周方向に沿って形成される。複数の排出ホール263aは互いに組み合わされて環状のリング形状を有するように提供される。突出壁270は垂直壁262bの上端から上に突出して提供される。突出壁270は垂直壁262bと同じ直径を有する環状のリング形状で提供される。突出壁270と傾斜壁262aは互いに組み合わされて液貯蔵空間270aを形成する。液貯蔵空間270aは排出穴263aを介して外部ボウル220の内部空間と通じるように提供される。外部ボウル260の傾斜壁262aの上端と中間ボウル240の傾斜壁242bの上端は上下方向に一定距離離隔するように位置し、離隔した空間は外部ボウル260の流入口267として機能する。底壁264は概して円板形状を有し、中央に支持軸(回転軸、符号348)が挿入される開口が形成される。外部ボウル260はハウジング200全体の外壁として機能する。
支持モジュール340はハウジング200の処理空間で基板Wを支持して基板Wを回転させる。支持モジュール340は本体342、支持ピン344、チャックピン346、そして支持軸(または回転軸、符号348)を含む。本体342は上部から見るとき概して円形で提供される上部面を有する。本体342の底面にはモータ349により回転可能な支持軸348が固定結合される。
支持ピン344は複数個提供される。支持ピン344は本体342の上部面の縁部に所定間隔で離隔するように配置されて本体342で上部に突出する。支持ピン344は互いに組み合わされることにより全体的に環状のリング形状を有するように配置される。支持ピン344は本体342の上部面から基板Wが一定距離離隔するように基板Wの後面縁を支持する。
チャックピン346は複数個提供される。チャックピン346は本体342の中心から支持ピン344より遠く離れるように配置される。チャックピン346は本体342で上部に突出するように提供される。チャックピン346は支持モジュール340が回転するとき基板Wが定位置から側方向に離脱しないように基板Wの側部を支持する。チャックピン346は本体342の半径方向に沿って待期位置と支持位置の間に直線移動が可能なように提供される。待期位置は支持位置に比べて本体342の中心から遠く離れた位置である。基板Wが支持モジュール340にローディングされるまたはアンローディングされる時に、チャックピン346は待期位置に位置し、基板Wに対して工程が実行されている時に、チャックピン346は支持位置に位置する。支持位置でチャックピン346は基板Wの側部と接触する。
昇降モジュール360はハウジング200を上下方向に直線移動させることができる。ハウジング200が上下に移動することにより支持モジュール340に対するハウジング200の相対高さが変更される。
このような昇降モジュール360はブラケット362、移動軸364、駆動器366を有する。ブラケット362はハウジング200の外壁262に固定設置され、ブラケット362には駆動器366により上下方向に移動する移動軸364が固定結合される。基板Wが支持モジュール340に置かれたり、支持モジュール340から持ち上げるときに支持モジュール340がハウジング200の上部に突出するようにハウジング200は下降したりする。また、工程が行われる際には基板Wに供給された薬液の種類によって薬液が既に設定されたボウル220、240、260に流入できるようにハウジング200の高さが調節される。上述した内容とは逆に、昇降モジュール360は支持モジュール340を上下方向に移動させることができる。
第1薬液供給モジュール380は基板Wに第1薬液を供給する。第1薬液供給モジュール380は第1ノズル384、ノズル支持台382、第1薬液格納部388等を含む。第1ノズル384は第1待期位置で待機してから、第1供給位置に移動して第1薬液を基板W上に吐出し得る。ここで、第1薬液はエッチャント(etchant)であり得、例えば、DHF(Dilute HF)であり得る。第1薬液の種類はターゲット物質によって変わる。
以下では図2を参照して、図1の基板処理装置の駆動方法を説明する。図2(a)は基板処理工程中の支持モジュール340の回転速度を説明するための図であり、図2(b)は基板処理工程中の第1薬液供給モジュール380が吐出する第1薬液の流量を説明するための図である。
図2を参照すると、期間(0~t1)で、支持モジュール340が第1速度RPM1で回転して基板Wを回転させる。第1速度RPM1は例えば約100~500RPMであり得る。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間第1薬液供給モジュール380は第1薬液(エッチャント)を第1流量MF1で供給する。期間(0~t1)の間第1薬液によって、基板W上に液膜が形成される。例えば、期間(0~t1)は10秒以下(例えば、約3~10秒)であり得る。
次に、期間(t1~t2)で、支持モジュール340は回転速度を下げて第2速度RPM2で回転する。第2速度RPM2は例えば、0~50RPMであり得る。特に、第2速度RPM2で回転する間には、第1薬液を供給できない(図2(b)の符号a1を参照)。または、第1薬液を供給しても第1流量MF1に比べて非常に小さい第2流量MF2で第1薬液が供給される(図2(b)の符号a2を参照)。期間(t1~t2)には、期間(0~t1)の間に形成された液膜が維持され、この液膜によって基板Wのエッチングが行われる。期間(t1~t2)は期間(0~t1)に比べて長い時間であり得る。例えば、期間(t1~t2)はエッチング対象物質の種類、形状、位置などによって変われるが、例えば約1分~5分であり得る。
ここで、期間(t1~t2)の間、第1薬液を供給しないか、第1流量MF1より小さい第2流量MF2で供給するので、第1薬液の消耗量を顕著に減らすことができる。
次に、期間(t2~t3)で、支持モジュール340は回転速度を高めて第1速度RPM1より高い第3速度RPM3で回転する。第3速度RPM3は約1000~1400RPMであり得、例えば1300RPMであり得る。また、第1薬液は第1流量MF1より大きい第3流量MF3で供給することができる。期間(t2~t3)は期間(t1~t2)に比べて短い時間であり得、期間(0~t1)と同一であるか長い時間であり得る。期間(t2~t3)は例えば、10~30秒であり得る。
具体的には、期間(t1~t2)では第1薬液を供給しないか、小さい流量MF2で供給し、支持モジュール340の回転速度も小さい。したがって、期間(0~t1)の間に形成された液膜が収縮し得(shrink)、基板Wの一部領域での液膜の厚さは基準厚さ以下に減る場合もある。このように基板Wの一部領域においてでも液膜が乾くと、その領域では欠陥が発生する可能性が高い。したがって、期間(t1~t2)にすぐに続く期間(t2~t3)で、支持モジュール340を第3速度RPM3で速く回転しながら第1薬液を第3流量MF3で供給し、液膜を早く再生成することによって基板Wが乾くことを防止することができる。期間(t2~t3)は期間(t1~t2)に比べて相対的に短い時間であるため、期間(t2~t3)で消耗する薬液の量を抑えることができる。
ただし、期間(t1~t2)で液膜の厚さが基準厚さ以下に減らない場合は、期間(t2~t3)の過程(すなわち、支持モジュール340を第3速度RPM3で回転しながら第1薬液を第3流量MF3で供給)を省略してもよい。
一方、期間(t1~t2)は、内部ボウル(第3ボウル,図1の符号220)が基板Wに対応するように位置した状態で行われる。さらに、前述した全体期間(0~t3)は、内部ボウル220が基板Wに対応するように位置した状態で行われることができる。
本明細書で「ボウルAが基板Wに対応する位置にある」ことの意味は、基板Wの主面(main surface)によって形成された仮想平面がボウルAの流入口に到達する状態を意味する。図1に示すように、基板Wの主面を延長した仮想平面が流入口227に到達すると、内部ボウル220が基板Wに対応するように位置したものと理解することができる。図面に示したものとは異なり、基板Wの主面を延長した仮想平面が流入口267に到達すると、外部ボウル260が基板Wに対応するように位置したものとして理解することができる。
したがって、外部ボウル260が基板Wに対応するように位置すると、基板Wはハウジング200の開放された上側中央部に近く配置される。反面、内部ボウル220が基板Wに対応するように位置すると、基板Wはハウジング200の開放された上側中央部から遠く配置される。
ここで図3を参照すると、内部ボウル220が基板Wに対応するように位置すると、開口率が高まって換気率が良くなり、排気する空気の量が多くなる。図面に示すように、複数のボウル220,240,260の流入口227、247、267を介して空気が流れるからである。したがって、ハウジング200内部の風速が低くなり、基板Wのエッジ付近(領域A)も温和な状態(mild condition)になる。すなわち、基板Wのエッジ付近(領域A)での風速は相対的に低い。
反面、図示された形態とは異なり、外部ボウル260が基板Wに対応するように位置する場合、主に外部ボウル260の流入口267を介して空気が流れるので、基板のエッジ付近での風速は相対的に高くなる。
期間(t1~t2)では、薬液を供給しないか、小さい流量MF2で供給し、支持モジュール340の回転速度も小さい。期間(t1~t2)で外部ボウル260が基板Wに対応するように位置する場合、基板Wのエッジ付近での風速が相対的に高いので、基板W上に形成された液膜の厚さを維持することが難しい。
反面、本発明の一実施形態のように、期間(t1~t2)で内部ボウル220が基板Wに対応するように位置する場合、基板Wのエッジ付近での風速が相対的に低いので、基板W上に形成された液膜の厚さを維持することが容易である。したがって、期間(t1~t2)で薬液を供給しなくても、液膜が適正水準に維持されることができ、そのため、エッチング率(Etch Rate)を目標水準に維持することができる。
図4および図5は本発明の他の実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。図6は図4および図5の基板処理装置の駆動方法の一例を説明するための図である。以下では説明の便宜上、図1ないし図3を用いて説明した内容と実質的に同じ内容は省略する。
まず、図4および図5を参照すると、本発明の他の実施形態による基板処理装置2は、ハウジング200、支持モジュール340、昇降モジュール360、第1薬液供給モジュール380、第2薬液供給モジュール390を含む。
第2薬液供給モジュール390は基板Wに第2薬液を供給する。第2薬液供給モジュール390は第2ノズル394a、394b、第2薬液格納部398等を含む。ここで、第2薬液はリンス液であり得、例えば、DIW(DeIonized Water)であり得る。第2薬液の種類はターゲット物質によって変わる。
第2ノズル394a、394bは複数個で構成されることができ、一部のノズル394aは基板Wのセンター領域に第2薬液を吐出し、他のノズル394bは基板Wのエッジ領域に第2薬液を吐出し得る。複数の第2ノズル394a、394bは同時に第2薬液を吐出することもでき、設計によっては一部のノズル(例えば、符号394b)が先に吐出し、他のノズル(例えば、符号394a)が後に吐出することもできる。
第2ノズル394a、394bは移動型で、第2待期位置で待機してから、第2供給位置に移動して第2薬液を基板W上に吐出することができる。または図面に示した形態とは異なり、第2ノズル394a、394bは固定型で、チャンバの特定位置に設けられて移動できないこともある。
ここで、第1薬液供給モジュール380が基板Wに第1薬液を吐出するときのハウジング200の位置(高さ)と、第2薬液供給モジュール390が基板Wに第2薬液を吐出するときのハウジング200の位置(高さ)は互いに異なり得る。
具体的に説明すると、図4に示すように、第2薬液供給モジュール390の第2ノズル394a、394bは第2供給位置に移動し、第2薬液を吐出する。第1薬液供給モジュール380の第1ノズル384は第1待期位置で待機する。ここで第2薬液供給モジュール390が基板Wに第2薬液を吐出するとき、外部ボウル260が基板Wに対応するように位置し得る。すなわち、基板Wの主面を延長した仮想平面が流入口267に到達する。
図5に示すように、第1薬液供給モジュール380の第1ノズル384は第1供給位置に移動して第1薬液を吐出する。第2薬液供給モジュール390の第2ノズル394a,394bは第2待期位置に移動して待機する。ここで第1薬液供給モジュール380が基板Wに第1薬液を吐出するときには、内部ボウル220が基板Wに対応するように位置し得る。すなわち、基板Wの主面を延長した仮想平面が流入口227に到達する。
図6を参照すると、先洗浄段階(S10)、エッチング段階(S20)および後洗浄段階(S30)の順に行われる。エッチング段階(S20)は図2を用いて説明した内容と実質的に同一である。
期間(0~ta)で、支持モジュール340が第1速度RPM1で回転して基板Wを回転させる。第1速度RPM1は例えば約100~500RPMであり得る。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間第2薬液供給モジュール390は第2薬液(リンス液)を供給する。期間(0~ta)の間第1薬液によって基板Wが洗浄される。
ここで、第2薬液供給モジュール390が基板Wに第2薬液を吐出するときには、外部ボウル(すなわち、第1ボウル,260)が基板Wに対応するように位置し得る。
期間(ta~tb)で、支持モジュール340が第1速度RPM1で回転し、第2薬液供給モジュール390は第2薬液を供給する。
第2薬液供給モジュール390が第2薬液を供給する間、昇降モジュール360はハウジング200を上方に移動させる。第2薬液供給モジュール390が第2薬液を供給する間、第1薬液供給モジュール380の第1ノズル384は第1待期位置から第1供給位置に移動する。期間(ta~tb)の終了時点(すなわち、時間tb)では、内部ボウル(すなわち、第3ボウル、符号220)が基板Wに対応し、第1ノズル384が第1供給位置に到達する。
期間(tb~t1)で、支持モジュール340が第1速度RPM1で回転して基板Wを回転させ、第1薬液供給モジュール380は第1薬液(エッチャント)を第1流量MF1に供給する。期間(tb~t1)の間第1薬液によって基板W上に液膜が形成される。
第1薬液供給モジュール380が第1薬液を供給する間、第2ノズル394a、394bは第2供給位置から第2待期位置に移動し得る。
期間(t1~t2)で、支持モジュール340は回転速度を下げて第2速度RPM2で回転する。第2速度RPM2で回転する時間の間には、第1薬液を供給しない。または第1薬液を供給しても第1流量MF1に比べて非常に小さい第2流量MF2で第1薬液が供給される。期間(t1~t2)には、期間(0~t1)の間形成された液膜が維持され、この液膜によって基板Wのエッチングが行われる。
期間(t2~t3)で、支持モジュール340は回転速度を高めて第1速度RPM1より高い第3速度RPM3で回転する。第1薬液は第1流量MF1より大きい第3流量MF3で供給し得る。
第1薬液供給モジュール380が第1薬液を供給する間、昇降モジュール360はハウジング200を下の方向に移動させる。第1薬液供給モジュール380は第1薬液を供給する間、第2薬液供給モジュール390の第2ノズル394a、394bは第2待期位置から第2供給位置に移動する。期間(t2~t3)の終了時点(すなわち、時間t3)では、外部ボウル(すなわち、第1ボウル、符号260)が基板Wに対応し、第2ノズル394a、394bが第2供給位置に到達する。
期間(t3~t4)で、支持モジュール340が第3速度RPM3で回転して基板Wを回転させる。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間第2薬液供給モジュール390は第2薬液(リンス液)を供給する。期間(t3~t4)の間第2薬液によって基板Wが洗浄される。図面に示したこととは異なり、期間(t3~t4)の間の支持モジュール340の回転速度は期間(t2~t3)での回転速度より大きくてもよい。
図7は図4および図5の基板処理装置の駆動方法の他の例を説明するための図である。以下で説明の便宜上、図4ないし図6を用いて説明した内容と実質的に同じ内容は省略する。
図7を参照すると、先洗浄段階(S10)、エッチング段階(S20)および後洗浄段階(S30)順に行われる。
先洗浄段階(S10)の期間(ta~tb)で、支持モジュール340が第1速度RPM1より速度を下げて第4速度(RPM1)で回転して基板Wを回転させる。第4速度(RPM1)は約100~300RPMであり得る。
次に、エッチング段階(S20)の期間(tb~t1)でも、支持モジュール340は第4速度(RPM1)で回転して基板Wを回転させる。
図8は本発明のまた他の実施形態による基板処理装置を説明するための断面図である。図9は図8の基板処理装置の駆動方法の一例を説明するための図である。以下で説明の便宜上、図1ないし図7を用いて説明した内容と実質的に同じ内容は省略する。
まず図8を参照すると、本発明のまた他の実施形態による基板処理装置3は、ハウジング200、支持モジュール340、昇降モジュール360、第1薬液供給モジュール380、第2薬液供給モジュール390、乾燥モジュール370を含む。
乾燥モジュール370は基板Wを乾燥するためのものである。乾燥モジュール370は第3ノズル372a、第4ノズル372b、乾燥液格納部378a、乾燥ガス格納部378b等を含む。乾燥液および乾燥ガスはリンス液の種類によって変わる。リンス液がDIWである場合、例えば、乾燥液はIPA(isopropyl alcohol)であり、乾燥ガスは窒素ガスであり得る。
図面では第3ノズル372aと第4ノズル372bが互いに分離された形態で図示したが、これに限定されない。すなわち、一つのボディに第3ノズル372aおよび第4ノズル372bが形成されることもできる。
第4ノズル372bは動かない状態で、例えば、基板Wのセンター領域で動かない状態で乾燥ガスを基板W上に噴射することができる。または第4ノズル372bが移動しながら、例えば、基板Wのセンター領域からエッジ領域方向に移動しながら(すなわち、スキャンアウト(scan out))、乾燥ガスを基板W上に噴射することができる。
または第3ノズル372aが移動しながら、基板W上に乾燥液を噴射し、第4ノズル372bが第3ノズル372aに沿って移動しながら、基板W上に乾燥ガスを噴射することもできる。
ここで図9を参照すると、先洗浄段階(S10)、エッチング段階(S20)および後洗浄段階(S30)、乾燥段階(S40、S50)の順に行われる。乾燥段階(S40)は乾燥液による乾燥が行われ、乾燥段階(S50)は乾燥ガスによる乾燥が行われる。
エッチング段階(S20)は図2を用いて説明した内容と実質的に同様であり、先洗浄段階(S10)、および後洗浄段階(S30)は図6を用いて説明した内容と実質的に同一である。したがって、以下でS10、S20、S30段階に係る説明は省略する。
期間(t4~t5)で、支持モジュール340が第3速度RPM3で回転して基板Wを回転させる。第3速度RPM3は、例えば約1000~1400RPMであり得、例えば1300RPMであり得る。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間乾燥モジュール370は第3ノズル372aを介して乾燥液を供給する。すなわち、期間(t4~t5)で、乾燥液にリンス液の表面を置き換える表面置換工程が行われる。
ここで、乾燥モジュール370が基板Wに乾燥液を吐出するときには、外部ボウル(すなわち、第1ボウル,260)が基板Wに対応するように位置し得る。
期間(t5~t6)で、支持モジュール340は回転速度を下げて第1速度RPM1で回転し、これにより基板Wは回転する。乾燥モジュール370は第3ノズル372aを介して乾燥液を継続して供給することもできる。または乾燥液供給を中止することもできる。低い回転速度(RPM1)で回転することによって、乾燥液と第2薬液(すなわち、リンス液)がよく混合されることができる。すなわち、期間(t5~t6)で、リンス液が乾燥液に分散するようにする攪拌工程が行われる。
期間(t6~t7)で、支持モジュール340は回転速度を高めて第5速度(RPM5)で回転し、これにより基板Wは回転する。乾燥モジュール370は第4ノズル372bを介いて乾燥ガスを供給する。乾燥ガスを供給し、期間(t5~t6)の間攪拌された液体を除去することができる。
図10は図8の基板処理装置の駆動方法の他の例を説明するための図である。以下で説明の便宜上、図8および図9を用いて説明した内容と実質的に同じ内容は省略する。
図10を参照すると、先洗浄段階(S10)、エッチング段階(S20)および後洗浄段階(S30)、乾燥段階(S40、S50)の順に行われる。
後洗浄段階(S30)の期間(t3~t3a)で、支持モジュール340が第3速度RPM3で回転して基板Wを回転させる。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間第2薬液供給モジュール390は第2薬液(リンス液)を供給する。
次に、期間(t3a~t4)で、支持モジュール340は回転速度を下げて第1速度RPM1で回転し、これにより基板Wは回転する。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間第2薬液供給モジュール390は第2薬液(リンス液)を継続して供給する。
次に、期間(t4~t6)で、支持モジュール340が第3速度RPM3で回転して基板Wを回転させる。また、支持モジュール340が基板Wを回転させる間乾燥モジュール370は第3ノズル372aを介して乾燥液を供給する。
次に、期間(t6~t7)で、支持モジュール340は回転速度を高めて第5速度(RPM5)で回転し、そのため基板Wは回転する。乾燥モジュール370は第4ノズル372bを介して乾燥ガスを供給する。
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
200 ハウジング
220 内部ボウル(第3ボウルまたは3段ボウル)
240 中間ボウル(第2ボウルまたは2段ボウル)
260 外部ボウル(第1ボウルまたは1段ボウル)
340 支持モジュール
360 昇降モジュール
370 乾燥モジュール
380 第1薬液供給モジュール
390 第2薬液供給モジュール

Claims (20)

  1. 基板が安着し、回転可能な支持モジュールと、
    前記支持モジュールの周囲を囲み、第1ボウルと、前記第1ボウルより内側に配置された第2ボウルを含むハウジングと、
    前記基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュールと、
    前記基板に前記第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールを含み、
    前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは第1速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、
    前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第1速度と同じであるか小さい第2速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第1流量で供給し、
    前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度より小さい第3速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を供給しないか、前記第1流量より小さい第2流量で供給することを含む、基板処理装置。
  2. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を供給しないか、第2流量で供給した後に、前記支持モジュールが前記第2速度より大きい第4速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第3流量で供給することをさらに含む、請求項1に記載の基板処理装置。
  3. 前記第3流量は前記第1流量より大きい、請求項2に記載の基板処理装置。
  4. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第3流量で供給する間、前記ハウジングは前記第1ボウルが前記基板に対応する位置に移動するようにすることをさらに含む、請求項2に記載の基板処理装置。
  5. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第3流量で供給した後に、前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置した状態で、前記支持モジュールが前記第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給することを含む、請求項4に記載の基板処理装置。
  6. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第1流量で供給することは第1時間の間に行われ、前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を供給しないか、第2流量で供給することは、前記第1時間より長い第2時間の間に行われる、請求項1に記載の基板処理装置。
  7. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を供給しないか、第2流量で供給した後に、前記第1時間より長く前記第2時間より短い第3時間の間、前記支持モジュールが前記第2速度より大きい第4速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第3流量で供給することをさらに含む、請求項6に記載の基板処理装置。
  8. 前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置した状態で前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を供給しないか、第2流量で供給した後に、前記支持モジュールが前記第2速度より大きい第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給することをさらに含む、請求項1に記載の基板処理装置。
  9. 前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置した状態で、前記支持モジュールが前記第4速度より小さい第5速度で回転しながら乾燥モジュールは前記基板上に乾燥液を供給し、続いて前記支持モジュールが前記第4速度より大きい第6速度で回転しながら前記乾燥モジュールは前記基板上に乾燥ガスを供給することをさらに含む、請求項8に記載の基板処理装置。
  10. 前記第1薬液供給モジュールが前記第1薬液を供給することと前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第1流量で供給することの間に、前記第1薬液供給モジュールが前記第1薬液を供給しながら、前記ハウジングは前記第2ボウルが前記基板に対応する位置に移動するようにすることをさらに含む、請求項1に記載の基板処理装置。
  11. 前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置するとき前記基板のエッジ付近での風速は第1風速であり、前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置するとき前記基板のエッジ付近での風速は第2風速であり、前記第2風速は前記第1風速より小さい、請求項1に記載の基板処理装置。
  12. 前記第1薬液はリンス液であり、前記第2薬液はエッチング液である、請求項1に記載の基板処理装置。
  13. 基板が安着し、回転可能な支持モジュールと、
    前記支持モジュールの周囲を囲み、第1ボウルと、前記第1ボウルより内側に配置された第2ボウルを含むハウジングと、
    前記基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュールを含み、
    前記基板に前記第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールを含み、
    前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは第1速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、
    前記ハウジングは前記第2ボウルが前記基板に対応するように移動しながら、前記支持モジュールは前記第1速度より小さい第2速度で回転し、前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、
    前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第1流量で供給し、
    前記第2ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度より小さい第3速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液の供給を中断し、
    前記ハウジングは前記第1ボウルが前記基板に対応するように移動しながら、前記支持モジュールは前記第1速度より大きい第4速度で回転し、前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を前記第1流量より大きい第2流量で供給し、
    前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは前記第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給することをさらに含む、基板処理装置。
  14. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第1流量で供給することは第1時間の間に行われ、前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液の供給を中断することは、前記第1時間より長い第2時間の間に行われ、前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を第2流量で供給することは、前記第1時間より長く前記第2時間より短い第3時間の間に行われる、請求項13に記載の基板処理装置。
  15. 前記支持モジュールは前記第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給した後に、前記第1ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第4速度より小さい第5速度で回転しながら乾燥モジュールは前記基板上に乾燥液を供給し、続いて前記支持モジュールが前記第4速度より大きい第6速度で回転しながら前記乾燥モジュールは前記基板上に乾燥ガスを供給することをさらに含む、請求項13に記載の基板処理装置。
  16. 基板が安着して回転可能な支持モジュールと、前記支持モジュールの周囲を囲み、第1ボウルと、前記第1ボウルより内側に配置された第2ボウルを含むハウジングと、前記基板に第1薬液を吐出する第1薬液供給モジュールと、前記基板に前記第1薬液と異なる第2薬液を吐出する第2薬液供給モジュールを含む基板処理装置が提供され、
    前記第1ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールは第1速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給し、
    前記第2ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第1速度と同じであるか小さい第2速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を第1流量で供給し、
    前記第2ボウルは前記基板に対応するように位置し、前記支持モジュールが前記第2速度より小さい第3速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を供給しないか、前記第1流量より小さい第2流量で供給することを含む、基板処理方法。
  17. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を供給しないか、第2流量で供給した後に、前記支持モジュールが前記第2速度より大きい第4速度で回転しながら前記第2薬液供給モジュールは前記第2薬液を前記第1流量より大きい第3流量で供給することをさらに含む、請求項16に記載の基板処理方法。
  18. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第3流量で供給する間、前記ハウジングは前記第1ボウルが前記基板に対応する位置に移動するようにすることをさらに含む、請求項17に記載の基板処理方法。
  19. 前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を前記第3流量で供給した後に、前記第1ボウルが前記基板に対応するように位置した状態で、前記支持モジュールが前記第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給することを含む、請求項18に記載の基板処理方法。
  20. 前記第1ボウルは前記基板に対応するように位置した状態で前記第2薬液供給モジュールが前記第2薬液を供給しないか、第2流量で供給した後に、前記支持モジュールが前記第2速度より大きい第4速度で回転しながら前記第1薬液供給モジュールは前記第1薬液を供給することをさらに含む、請求項16に記載の基板処理方法。
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