KR100739478B1 - Apparatus and method for treating substrate in a single wafer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a sheet type substrate processing apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 평면도이다.2 is a plan view of a sheet type substrate processing apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a sheet type substrate processing apparatus according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 보호 커버의 내부 구성도이다.4 is a diagram illustrating an internal configuration of the protective cover of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 커버의 내부 구성도이다.5 is an internal configuration of a protective cover according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호 커버의 내부 구성도이다.6 is an internal configuration of a protective cover according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.7 is a flow chart showing a single wafer processing method according to the present invention.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.8A to 8F are diagrams for describing a process of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 커버의 효과를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the effect of the protective cover according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 커버의 효과를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the effect of the protective cover according to another embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호 커버의 효과를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining the effect of the protective cover according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
10 : 기판 처리 장치10: substrate processing apparatus
100 : 공정 챔버100: process chamber
200 : 제1 공급부200: first supply part
300 : 제2 공급부300: second supply unit
400 : 제어부400: control unit
본 발명은 매엽식 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 처리유체를 사용하여 반도체 기판을 세정 및 건조시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sheet type substrate processing apparatus and method, and more particularly, to an apparatus and method for cleaning and drying a semiconductor substrate using a plurality of processing fluids.
일반적으로 반도체 제조 장치는 증착, 포토리소그래피, 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 이러한 단위 공정들 중 세정 및 건조공정은 각각의 단위 공정들을 수행하는 동안 반도체 기판 표면에 잔류하는 이물질 또는 불필요한 막을 제거하는 공정이다.In general, semiconductor manufacturing apparatus are manufactured by repetitive performance of unit processes such as deposition, photolithography, etching, chemical mechanical polishing, cleaning, drying, and the like. Among the unit processes, the cleaning and drying processes are used to remove foreign substances or unnecessary films remaining on the surface of the semiconductor substrate during the respective unit processes.
세정 및 건조공정을 수행하는 장치는 중 매엽식 세정 장치는 낱장의 웨이퍼를 스핀척에 의해 지지 및 회전시킨 후, 회전되는 기판의 처리면으로 세정액, 린스액, 그리고 건조가스를 순차적 또는 선택적으로 분사함으로써 웨이퍼를 처리한다. 이때, 매엽식 세정 장치는 웨이퍼의 건조 공정시 기판 표면이 외부 산소와 접촉되는 것을 최대한 방지하기 위해, 웨이퍼의 처리면과 일정간격 이격되는 하부면을 가지는 커버를 웨이퍼와 인접하게 위치시킨 후, 커버의 하부면에 제공되는 분사홀을 통해 웨이퍼의 처리면으로 건조가스를 분사하여 웨이퍼를 건조하였다.In the apparatus for performing the cleaning and drying process, the single sheet cleaning apparatus supports and rotates a single wafer by a spin chuck, and then sequentially or selectively sprays the cleaning liquid, rinse liquid, and dry gas onto the processed surface of the rotating substrate. Thereby processing the wafer. In this case, the sheet cleaning apparatus places the cover having a lower surface spaced apart from the processing surface of the wafer adjacent to the wafer in order to maximize the prevention of contact of the substrate surface with external oxygen during the wafer drying process. The drying gas was sprayed to the processing surface of the wafer through the injection hole provided in the lower surface of the wafer to dry the wafer.
그러나, 상술한 매엽식 기판 처리 장치는 공정시 웨이퍼의 건조 공정시 기판의 처리면으로 분사되는 건조가스가 웨이퍼의 처리면과 커버의 하부면 사이 공간을 원활히 빠져나가지 못했다. 즉, 건조 공정시 웨이퍼의 처리면으로 분사되는 건조가스는 웨이퍼의 처리면과 충돌한 후 웨이퍼의 처리면과 커버의 하부면 사이에서 기류가 불규칙하게 변화되어 와류 및 난류가 발생되었다. 이러한 건조가스의 와류 및 난류의 발생은 웨이퍼의 처리면과 커버의 하부면 사이 공간에 파티클과 같은 부유성 오염물질을 유입시키게 되어 웨이퍼 표면을 오염시켜 공정 수율을 저하시킨다. However, in the above-described sheet type substrate processing apparatus, the dry gas injected into the processing surface of the substrate during the drying process of the wafer during the process did not smoothly escape the space between the processing surface of the wafer and the lower surface of the cover. That is, the dry gas injected into the processing surface of the wafer during the drying process collides with the processing surface of the wafer and irregularly changes the airflow between the processing surface of the wafer and the lower surface of the cover to generate vortices and turbulence. The generation of the vortex and turbulence of the dry gas introduces a floating contaminant such as particles into the space between the processing surface of the wafer and the lower surface of the cover, contaminating the surface of the wafer and reducing the process yield.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판의 세정 및 건조 효율을 향상시키는 매엽식 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 기판의 건조 공정시 사용되는 건조가스가 기판의 처리면과 충돌하여 난류 및 와류가 발생되는 것을 방지하는 매엽식 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a sheet type substrate processing apparatus and method for improving the cleaning and drying efficiency of a substrate. In particular, it is an object of the present invention to provide a sheet type substrate processing apparatus and method for preventing dry gas and turbulence generated by collision of a dry gas used in a substrate drying process with a processing surface of a substrate.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 내부에 기판을 세정 및 건조 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징, 공정 진행시 상기 하우 징 내부에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지부재, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지고, 상기 하부면 중앙에는 상기 처리면으로 건조가스를 분사시키는 적어도 하나의 분사라인이 형성되는 커버를 포함하되, 상기 하부면은 중앙영역으로부터 가장자리영역으로 갈수록 상향경사진다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object is a housing that provides a space for performing a cleaning and drying process of the substrate therein, a support member for supporting and rotating the substrate in the housing during the process, the process The cover has a lower surface facing the processing surface of the substrate supported by the support member in the progress, the lower surface includes a cover formed with at least one injection line for injecting dry gas to the processing surface, the lower The face is inclined upwardly from the center region to the edge region.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하부면은 아래로 볼록한 형상을 가진다.According to an embodiment of the present invention, the lower surface has a convex shape downward.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 매엽식 기판 처리 장치는 상기 하우징 및 상기 지지부재 사이에 제공되어, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 분사된 처리액들을 분리회수시키는 복수의 회수통들을 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the sheet type substrate processing apparatus is provided between the housing and the support member to separate and recover the processing liquids injected into the processing surface of the substrate supported by the support member during the process. The recovery container further includes.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분사라인은 상기 기판의 중앙영역을 향해 수직하게 건조가스를 분사시키는 제1 라인을 포함하되, 상기 제1 라인은 아래로 갈수록 개구지름이 증가되도록 형성되어, 상기 건조가스 중 일부는 아래 방향으로 수직하게 분사시키고, 상기 건조가스 중 나머지는 상기 하부면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사시킨다.According to one embodiment of the invention, the injection line includes a first line for injecting dry gas vertically toward the center region of the substrate, the first line is formed so that the opening diameter increases downwards, Some of the dry gas is injected vertically downward, and the other of the dry gas is injected in a direction away from the center of the lower surface.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 라인의 내측면은 라운드진다.According to one embodiment of the invention, the inner side of the first line is rounded.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 분사라인은 상기 기판의 중앙영역을 제외한 영역으로 건조가스를 분사시시키는 제2 라인을 포함하되, 상기 제2 라인은 상기 기판 처리면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 건조가스를 분사시킨다.According to another embodiment of the present invention, the injection line includes a second line for injecting dry gas into a region other than the central region of the substrate, wherein the second line is directed away from the center of the substrate processing surface. Inject dry gas.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 분사라인은 아래 방향으로 수직하게 건조가스를 분사시키는 제1 라인 및 상기 제1 라인으로부터 복수개로 분기되어 상기 기판의 중앙영역을 제외한 영역으로 건조가스를 분사시시키는 제2 라인을 포함하되, 상기 제1 라인은 아래로 갈수록 개구지름이 증가되도록 형성되어, 상기 건조가스 중 일부는 아래 방향으로 수직하게 분사시키고, 상기 건조가스 중 나머지는 상기 하부면의 중심으로부터 측방향으로 멀어질수록 하향 경사지게 분사시키고, 상기 제2 라인은 상기 기판 처리면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 건조가스를 분사시킨다.According to another embodiment of the present invention, the injection line is a plurality of first lines and a plurality of branches branched from the first line for injecting dry gas in the downward direction and sprays dry gas to a region other than the central region of the substrate Including a second line to the test, wherein the first line is formed so that the opening diameter is increased downwards, some of the dry gas is vertically sprayed in the downward direction, the rest of the dry gas is the center of the lower surface As it moves away from the side toward the side inclined downward, the second line injects dry gas in a direction away from the center of the substrate processing surface.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 라인의 내측면은 라운드진다.According to another embodiment of the invention, the inner side of the first line is rounded.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 적어도 하나의 처리액으로 세정공정이 수행된 기판을 상기 기판의 처리면과 일정 간격이 이격되어 마주보도록 커버를 위치시켜 기판의 처리면을 외부 공기로부터 차단시킨 상태에서 상기 커버의 하부면에 형성된 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면으로 건조가스를 분사하여 기판을 건조시키되, 상기 하부면은 상기 하부면의 중앙영역으로부터 가장자리영역으로 갈수록 상향 경사지도록 하여, 상기 분사홀을 통해 분사된 건조가스가 상기 처리면과 상기 하부면 사이에서 와류 및 난류의 발생없이 상기 하부면을 따라 안내되면서 상기 공간으로부터 빠져나간다.In the substrate processing method according to the present invention for achieving the above object is to cover the processing surface of the substrate by placing a cover facing the processing surface of the substrate spaced apart from the processing surface of the substrate, the cleaning process is performed with at least one processing liquid The substrate is dried by injecting dry gas into the processing surface of the substrate through an injection hole formed in the lower surface of the cover while being blocked from outside air, and the lower surface is upwardly moved from the center region of the lower surface to the edge region. It is inclined so that the dry gas injected through the injection hole is guided along the lower surface without the generation of vortices and turbulence between the treatment surface and the lower surface and escapes from the space.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분사홀을 통해 분사되는 건조가스는 상기 기판의 중앙영역으로 분사되되, 건조가스 중 일부는 아래방향으로 수직하게 분사되고, 건조가스 중 나머지는 상기 기판 처리면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사된다.According to an embodiment of the present invention, the dry gas injected through the injection hole is injected into the central region of the substrate, some of the dry gas is injected vertically downward, the remaining of the dry gas is the substrate processing surface It is sprayed in a direction away from the center of.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 분사홀을 통해 분사되는 건조가스는 상기 기판의 중앙영역을 제외한 영역으로 분사되되, 상기 처리면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사된다.According to another embodiment of the present invention, the dry gas injected through the injection hole is injected to a region except the central region of the substrate, it is injected in a direction away from the center of the processing surface.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 분사홀을 통해 분사되는 건조가스는 상기 기판의 처리면 전반에 분사되되, 기판의 중앙영역으로 분사되는 건조가스 중 일부는 아래방향으로 수직하게 분사되고, 나머지는 상기 기판 처리면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사되며, 상기 중앙영역을 제외한 영역으로 분사되는 건조가스는 상기 기판 처리면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사된다.According to another embodiment of the present invention, the dry gas injected through the injection hole is injected over the entire processing surface of the substrate, some of the dry gas injected to the central region of the substrate is injected vertically downward, The remainder is sprayed in a direction away from the center of the substrate processing surface, and the dry gas injected into an area except the central region is sprayed in a direction away from the center of the substrate processing surface.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey.
또한, 본 실시예에서는 반도체 기판, 즉 웨이퍼를 매엽식으로 식각 및 세정, 그리고 린스 공정을 수행하는 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 소정의 처리액으로 기판을 식각 및 세정, 그리고 린스 공정을 수행하는 모든 반도체 및 평판 디스플레이 제조 장치에 적용될 수 있다.In addition, in the present embodiment, a semiconductor substrate, that is, an apparatus for performing the etching, cleaning, and rinsing process of a wafer by sheet type, has been described as an example. It can be applied to any semiconductor and flat panel display manufacturing apparatus that performs.
(실시예)(Example)
도 1은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 평면도이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 보호 커버의 내부 구성도이다.1 is a perspective view of a sheet type substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a sheet type substrate processing apparatus according to the present invention. 3 is a configuration diagram of the sheet type substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is an internal configuration diagram of the protective cover illustrated in FIG. 3.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치(apparatus for treating substrate in a single wafer)(10)는 공정 처리부(process treating member)(100), 제1 공급부(first supply member)(200), 제2 공급부(second supply member)(300), 그리고 제어부(controller)(도 3의(400))를 포함한다. 공정 챔버(100)는 내부에 기판처리공정을 수행하는 공간을 제공한다. 여기서, 상기 기판처리공정은 반도체 기판을 세정 및 린스, 그리고 건조하는 공정이다. 제1 공급부(200)는 공정 진행시 공정 챔버(100) 내부에 위치된 기판의 처리면으로 처리액(treating liquid)을 분사하고, 제2 공급부(300)는 공정 진행시 공정 챔버(100) 내부에 위치된 기판의 처리면으로 건조가스(dry gas)를 분사한다. 여기서, 상기 처리액은 제1 및 제2 약액(first and second chemical) 및 초순수(DIW:Deionized Water)를 포함한다. 그리고, 제어부(400)는 공정 챔버(100), 제1 공급부(200), 그리고 제2 공급부(300)를 제어한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for treating substrate in a
도 2를 참조하면, 제어부(400)는 공정 위치(a) 및 대기 위치(b) 상호간에 제1 공급부(200)를 이동시키고, 공정 위치(a') 및 대기 위치(b') 상호간에 제2 공급부(300)를 이동시킨다. 공정 위치(a)는 공정 진행시 제1 공급부(200)가 공정 챔버(100)에 내부에 로딩(loading)된 기판의 처리면으로 처리액을 분사하기 위한 위치이고, 대기 위치(b)는 공정 위치(a)로 이동되기 전 제1 공급부(200)가 공정 챔버(100) 외측에서 대기하는 위치이다. 또한, 공정 위치(a')는 공정시 제2 공급 부(300)가 공정 챔버(100) 내부에 로딩(loading)된 기판의 처리면으로 건조가스를 분사하기 위한 위치이고, 대기 위치(b')는 공정 위치(a')로 이동되기 전 제2 공급부(300)가 공정 챔버(100) 외측에서 대기하는 위치이다. 따라서, 제어부(400)는 공정시 제1 공급부(200) 및 제2 공급부(300) 각각이 교대로 공정 챔버(100)에 로딩된 기판으로 처리액 및 건조가스를 공급하도록 제1 공급부(200) 및 제2 공급부(300)를 제어한다.Referring to FIG. 2, the
도 3을 참조하면, 공정 챔버(110)는 하우징(housing)(110), 지지부재(support member)(120), 구동부(driven member)(130), 그리고 회수 부재(recycle member)(140)를 포함한다. 하우징(110)은 내부에 상기 기판처리공정을 수행하는 공간을 제공한다. 하우징(110)은 상부가 개방되는 원통형상을 가진다. 하우징(110)의 개방된 상부는 공정시 기판(W)의 출입이 이루어지는 기판 출입구로 사용된다. Referring to FIG. 3, the process chamber 110 may include a housing 110, a support member 120, a driven
지지부재(120)는 공정시 기판(W)을 지지한다. 지지부재(120)는 하우징(110) 내부에서 상하 및 회전 운동한다. 지지부재(120)의 상부에는 척킹핀(chucking pin)(122)들이 제공된다. 척킹핀들(122) 각각은 공정시 기판(W)의 가장자리 일부를 척킹(chucking)하여 기판(W)이 지지부재(120)로부터 이탈되는 것을 방지한다.The support member 120 supports the substrate W during the process. The support member 120 moves up and down and rotates inside the housing 110. Chucking
구동부(130)는 지지부재(120)를 구동한다. 구동부(130)는 지지부재(120)를 회전시키고, 상하로 구동시킨다. 특히, 구동부(130)는 공정시 지지부재(120)에 분사되는 처리액들이 회수 부재(140)로 회수되도록 지지부재(120)를 구동한다.The
회수부재(140)는 공정시 사용되는 처리액들을 회수한다. 회수부재(140)는 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)을 포함한다. 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)은 지지부재(120)의 측부에서 상하로 적층된다. 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146) 각각의 내부에는 공정시 사용된 처리액이 수용되는 공간이 제공된다. 또한, 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146) 각각에는 제1 내지 제3 회수라인(142a, 144a, 146a)이 연결된다. 제1 내지 제3 회수라인(142a, 144a, 146a) 각각은 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)으로 회수된 처리액을 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수한다. 여기서, 처리액 재생부는 기판처리공정시 사용된 처리액들의 재사용을 위해, 각각의 처리액들의 온도 및 농도 조절, 그리고 오염물질의 제거 등을 수행하는 설비이다. 본 실시예에서는 세 개의 회수통들(142, 144, 146)을 가지는 회수 부재(140)를 예로 들어 설명하였으나, 회수통들의 수는 회수하고자 하는 처리액의 수에 따라 변경이 가능하다.The
제1 공급부(200)는 공정시 기판(W)상에 처리액을 공급한다. 제1 공급부(200)는 노즐부(nozzle member)(210), 노즐부 구동기(nozzle member driven part)(220), 그리고 처리액 공급부재(treating-liquid supply part)(230)를 포함한다. 노즐부(210)는 공정시 지지부재(120)에 안착된 기판(W)의 처리면으로 처리액을 공급한다. 노즐부(310)에는 세 개의 노즐(nozzle)(미도시됨)이 설치된다. 각각의 노즐은 제1 약액 및 제2 약액, 그리고 초순수를 분사한다.The
노즐부 구동기(220)는 노즐부(210)를 구동한다. 노즐부 구동기(220)는 제 1 아암(222), 제 2 아암(224), 그리고 제1 구동장치(226)를 포함한다. 제1 아암(222)은 공정 챔버(100)의 상부에서 대체로 수평으로 설치되고, 제2 아암(224)은 공정 챔버(100)의 측부에서 대체로 수직하게 설치된다. 제1 구동장치(226)는 제1 및 제2 아암(222, 224)은 서로 유기적으로 동작시켜 노즐부(210)를 공정 위치(a) 및 대기 위치(b) 상호간에 이동시킨다.The
처리액 공급부재(230)는 노즐부(210)로 제1 및 제2 약액, 그리고 초순수를 공급한다. 처리액 공급부재(230)는 제1약액 공급기(first chemical supply part)(232) 및 제2약액 공급기(second chemical supply part)(234), 그리고 초순수 공급기(DIW supply part)(236)를 포함한다. 제1약액 공급기(232)는 제1약액 공급원(232a) 및 제1약액 공급라인(232b)을 가진다. 제2 약액 공급기(234)는 제2약액 공급원(234a) 및 제2약액 공급라인(234b)을 가진다. 그리고, 초순수 공급기(234)는 초순수 공급원(234a) 및 초순수 공급라인(234b)을 가진다.The treatment
제2 공급부(300)는 공정시 기판(W)상에 건조가스를 공급한다. 제2 공급부(300)는 커버(cover)(310), 커버 구동기(cover driven member)(320), 그리고 건조가스 공급기(dry-gas supply part)(330)를 포함한다. 커버(310)는 공정시 지지부재(120)에 안착된 기판(W)의 처리면으로 건조가스를 공급한다. 도 4를 참조하면, 커버(310)는 몸체(312) 및 분사라인(314)을 포함한다. 몸체(312)는 대체로 원반 형상을 가진다. 몸체(312)의 하부면(312a)은 하부면(312a)의 중앙영역으로부터 가장자리영역으로 갈수록 상향 경사진다. 하부면(312a)은 대체로 아래로 볼록한 형상을 가진다. 하부면(312a)은 공정시 기판(W)의 처리면과 일정한 간격을 마주보도록 위치된다. 즉, 공정시 커버(310)가 공정 위치(a')에 위치되면, 하부면(312a)은 기판(W)의 처리면과 대향되되, 하부면(312a)의 중앙영역으로부터 가장자리영역으로 갈수록 기판(W)의 처리면과의 거리가 점진적으로 증가하도록 제작된다. 이때, 하부 면(312a)의 경사각도는 다양하게 변경이 가능하다.The
분사라인(314)은 몸체(312)의 중앙에 상하로 수직하게 형성된다. 분사라인(314)의 끝단에는 공정시 기판(W)의 처리면으로 건조가스를 분사시키는 분사홀(314a)이 형성된다. 분사라인(314)은 상부에서부터 분사홀(314a)로 갈수록 개구지름이 점진적으로 증가하도록 형성된다. 이때, 분사라인(314)의 내측면은 라운드(round)진다. 따라서, 분사라인(314)을 통해 분사되는 건조가스 중 일부는 아래방향으로 수직하게 분사되고, 건조가스 중 나머지는 아래방향으로 갈수록 기판(W) 처리면의 중앙영역으로부터 측방향으로 하향 경사지는 각도로 분사된다.The
본 실시예에서는 하나의 분사라인(314)이 형성되는 커버(310)를 예로 들어 설명하였으나, 커버(310)에 제공되는 분사라인(314)의 개수 및 형상 등은 다양하게 변경 및 변형될 수 있다. 예컨대, 도 5을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버(310')는 몸체(312') 및 분사라인(314')를 가진다. 몸체(312')는 상술한 하부면(312a)과 동일한 구조를 가지는 하부면(312a')을 가진다. 분사라인(314')은 제1 라인(314a') 및 제2 라인(314b')을 가진다. 제1 라인(314a')은 몸체(312') 내부에서 상하로 수직하게 형성되며, 제2 라인(314b')은 복수개가 제1 라인(314a')으로부터 분기된다. 제2 라인(314b')의 끝단에는 기판(W)의 중앙영역을 제외한 영역으로 건조가스를 분사하는 분사홀들(312a')이 형성된다.In this embodiment, the
상술한 구조를 가지는 커버(310')는 공정시 제1 라인(314a')으로 공급된 건조가스가 제2 라인(314b')으로 균등하게 분배되어 각각의 분사홀들(312a')로 공급된다. 여기서, 각각의 분사홀들(312a')은 공정시 기판(W)의 중앙영역(이하, '제1 영역'이라 함)(X1)을 제외한 영역(이하, '제2 영역'이라 함)으로 건조가스를 분사하되, 건조가스의 경사가 기판(W)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사된다. 따라서, 상술한 구조를 가지는 커버(310')는 공정시 기판(W)의 처리면으로 분사되는 건조가스가 기판(W)의 처리면과 커버(310')의 하부면(312') 사이 공간을 용이하게 빠져나갈 수 있다.In the
또는, 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버(310'')는 몸체(312'') 및 분사라인(314'')을 가진다. 몸체(312'')의 형상은 상술한 몸체(312, 312')과 동일하다. 분사라인(314'')은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사라인(314)과 동일한 제1 라인(314'') 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사라인(314')의 제2 라인(314b')과 동일한 구조의 제2 라인(314a'', 314b'')를 가진다. 따라서, 몸체(312'')의 하부면(312a'')에는 제1 분사홀(314a'') 및 제2 분사홀(314b)이 형성된다. 상술한 구조의 커버(310'')는 공정시 제1 분사홀(312a'')을 통해 기판(W)의기판(W)의 제1 영역(X1)으로 건조가스를 분사하고, 제1 분사홀(314b)을 통해 제2 영역(X2)으로 건조가스를 분사한다. 따라서, 분사라인(314)을 통해 분사된 건조가스는 기판(W)의 처리면 전반을 향해 분사되되, 건조가스 중 일부는 아래방향으로 수직하게 분사되고, 건조가스 중 나머지는 기판(W)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사된다.Alternatively, referring to FIG. 6, the
제어부(400)는 상술한 기판 처리 장치(10)를 제어한다. 즉, 제어부(400)는 구동부(130)를 제어하여 공정시 지지부재(120)의 높이 및 회전 속도를 제어한다. 그리고, 제어부(400)는 제1 구동장치(226)를 제어하여 노즐부(210)를 동작시키고, 제2 구동장치(326)을 제어하여 보호 커버(310)를 동작시킨다. 또한, 제어부(400)는 처리액 공급부재(230) 및 건조가스 공급부재(330)를 제어하여 공정시 제1 및 제2 약액, 초순수, 그리고 건조가스의 공급을 제어한다.The
이하, 상술한 기판 처리 장치(10)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들의 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the process of the
도 7은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이고, 도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 그리고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 및 다른, 그리고 또 다른 실시예에 따른 보호 커버의 효과를 설명하기 위한 도면이다.7 is a flowchart illustrating a sheet-fed substrate processing method according to the present invention, and FIGS. 8A to 8F are diagrams for describing a process of the substrate processing apparatus according to the present invention. 9 to 11 are views for explaining the effect of the protective cover according to one, another, and another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)의 공정이 개시되면, 공정 챔버(110)에 기판(W)이 로딩된다(S110). 즉, 도 8a를 참조하면, 제어부(400)는 구동부(130)를 제어하여 지지부재(120)를 로딩/언로딩 위치(L1)로 이동시킨다. 로딩/언로딩 위치(L1)는 공정시 기판(W)이 지지부재(120)에 로딩(loading)되거나 언로딩(unloading)되기 위한 위치이다. 지지부재(120)가 로딩/언로딩 위치(L1)에 위치되면, 기판(W)은 지지부재(120)에 안착된 후 척킹핀들(122a)에 의해 고정된다. 척킹핀들(122a)에 의해 기판(W)이 고정되면, 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 세정하는 공정이 수행된다(S120). 기판(W)의 세정 공정은 다음과 같다.Referring to FIG. 7, when the process of the
도 8b를 참조하면, 제어부(400)는 구동부(130)를 제어하여, 지지부재(120)를 로딩/언로딩 위치(L1)로부터 제1공정위치(L2)로 이동시킨 후 지지부재(120)를 공정 속도로 회전시킨다. 제1공정위치(L2)는 기판(W)을 제1 약액으로 세정하기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 그리고, 제어부(400)는 제1 구동장치(226)를 제어하여, 노즐부(210)를 대기 위치(b)로부터 공정 위치(a)로 이동시킨다. Referring to FIG. 8B, the
노즐부(210)가 공정 위치(a)에 위치되면, 제1 약액을 기판(W)의 처리면으로 분사하여 기판(W)을 세정한다. 즉, 제어부(400)는 밸브(V1)를 오픈시키고, 구동부(130)를 제어하여 지지부재(120)를 회전시킨다. 따라서, 제1약액 공급라인(232b)은 제1약액 공급원(232a)으로부터 노즐부(210)로 제1 약액을 공급한다. 노즐부(210)를 통해 분사된 제1 약액은 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 일차적으로 세정한다. 기판(W)을 세정한 제1 약액은 회전되는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 중앙영역으로부터 기판(W)의 가장자리영역으로 이동한 후 기판(W)으로부터 비산되어 제1 회수통(142)으로 회수된다. 제1 회수통(142)으로 회수된 제1 약액은 제1 회수라인(142a)을 통해 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수된다.When the
기판(W)을 제1 약액을 사용하여 일차적으로 세정하면, 기판(W)을 제2 약액을 사용하여 이차적으로 세정한다(S130). 즉, 도 8c를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V1)를 클로우즈하고, 구동부(130)를 제어하여 지지부재(120)를 제2 공정위치(L2)로부터 제3 공정위치(L3)로 이동시킨다. 여기서, 제3 공정위치(L3)는 제2 약액으로 기판(W)에 잔류하는 이물질을 세정하기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 지지부재(120)가 제3 공정위치(L3)에 위치되면, 제어부(400)는 밸브(V2)를 오픈시켜, 제1약액 공급라인(234b)이 제2약액 공급원(234a)으로부터 노즐부(210)로 제2 약액을 공급하도록 한다. When the substrate W is first cleaned using the first chemical liquid, the substrate W is secondarily cleaned using the second chemical liquid (S130). That is, referring to FIG. 8C, the
노즐부(210)를 통해 분사된 제2 약액은 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 이차적으로 세정한다. 기판(W)을 세정한 제1 약액은 회전되는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 중앙영역으로부터 기판(W)의 가장자리영역으로 이동한 후 기판(W)으로부터 비산되어 제2 회수통(144)으로 회수된다. 제2 회수통(144)으로 회수된 제2 약액은 제2 회수라인(144a)을 통해 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수된다.The second chemical liquid sprayed through the
기판(W)의 세정 공정이 완료되면, 초순수로 기판을 린스(rinse)한다(S130). 즉, 도 8d를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V2)를 클로우즈한 후 제1 구동장치(216)를 구동시켜 노즐부(210)를 지지부재(120)를 제3 공정위치(L3)로부터 제4 공정위치(L4)로 이동시킨다. 여기서, 제4 공정위치(L3)는 기판(W) 표면에 잔류하는 제1 및 제2 약액을 린스하기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 또한, 제4 공정위치(L4)는 기판(W)의 건조 공정이 수행되는 지지부재(120)의 위치이다. When the cleaning process of the substrate W is completed, the substrate is rinsed with ultrapure water (S130). That is, referring to FIG. 8D, the
지지부재(120)가 제4 공정위치(L4)에 위치되면, 제어부(400)는 밸브(V3)를 오픈시킨다. 따라서, 초순수 공급라인(332b)은 초순수 공급원(332a)으로부터 노즐부(210)로 초순수를 공급한다. 노즐부(210)를 통해 분사된 초순수는 기판(W) 표면에 잔류하는 제1 및 제2 약액을 린스한다. 기판(W)을 린스한 초순수는 회전되는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 중앙영역으로부터 기판(W)의 가장자리영역으로 이동한 후 기판(W)으로부터 비산되어 제3 회수통(146)으로 회수된다. 제3 회수통(146)으로 회수된 초순수는 제3 회수라인(146a)을 통해 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수된다.When the support member 120 is positioned at the fourth process position L4, the
기판(W)의 린스 공정이 완료되면, 기판(W)의 건조 공정이 수행된다. 기판(W) 의 건조 공정 과정은 다음과 같다. 도 8e를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V3)를 클로우즈하고, 제1 구동장치(226)을 제어하여 노즐부(210)를 공정 위치(a)로부터 대기 위치(b)로 이동시킨다. 그리고, 제어부(400)는 제2 구동장치(226)를 제어하여, 커버(310)를 대기 위치(b')로부터 공정 위치(a')로 이동시킨다(S140) When the rinse process of the substrate W is completed, the drying process of the substrate W is performed. The drying process of the substrate W is as follows. Referring to FIG. 8E, the
커버(310)가 공정 위치(a')에 위치되면, 제어부(400)는 밸브(V4)를 오픈시켜, 건조가스 공급라인(334)이 건조가스 공급원(322)으로부터 커버(310)로 건조가스를 공급하도록 한다(S150). 도 9를 참조하면, 커버(310)로 공급된 건조가스는 분사라인(314)을 따라 이동된 후 분사홀(314a)을 통해 기판(W)의 처리면으로 분사된다. 이때, 건조가스는 아래로 갈수록 개구지름이 점진적으로 증가하는 분사라인(314)에 의해 건조가스 중 일부는 기판(W)의 중앙영역으로 수직하게 분사되고, 나머지는 기판(W)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 분사된다. 그리고, 기판(W)의 처리면과 충돌되는 건조가스는 기판(W)의 처리면과 커버(310)의 하부면(312a) 사이 공간을 따라 기판(W)의 제1 영역(X1)으로부터 제2 영역(X2)으로 이동되면서 배출된다. 이때, 가장자리로 갈수록 처리면과 하부면(312a) 사이 간격이 점진적으로 증가되도록 라운드처리가 되어 있으므로, 기판(W)의 제1 영역(X1)으로 분사되는 건조가스는 기판(W)의 처리면과 하부면(312a) 사이 공간에서 와류 및 난류의 발생 없이 효과적으로 상기 공간을 빠져나간다.When the
또한, 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버(310')는 공정시 기판(W)의 제1 영역을 제외한 나머지 부분에 건조가스를 분사시키되, 각각의 분사홀들(314a')은 기판(W)의 중심으로부터 멀어지도록 건조가스를 분사함으로써, 종 래에 기판(W)의 제1 영역(X1)에서 난류 및 와류가 집중적으로 발생되는 현상을 방지할 수 있다. 그러나, 상술한 커버(310')는 기판(W)의 제1 영역(X1)을 효과적으로 건조하지 못할 수도 있으므로, 도 11와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버(310'')는 공정시 기판(W)의 제1 영역(X1) 및 제2 영역(X2)을 향해 동시에 건조가스를 분사함으로써, 기판(W)을 건조시킬 수 있다. 이때의 건조가스의 흐름은 본 발명의 일 및 다른 실시예에서의 건조가스의 흐름을 모두 포함한다.In addition, referring to FIG. 10, the
기판(W)의 건조 공정이 완료되면, 제어부(400)는 제2 구동장치(326)을 제어하여 커버(310)를 공정 위치(a')로부터 대기 위치(b')로 이동시킨다(S160). 그리고, 도 8f를 참조하면, 구동부(130)를 제어하여 지지부재(120)를 제4 공정위치(L4)로부터 로딩/언로딩 위치(L1)로 이동시킨다. 지지부재(120)가 로딩/언로딩 위치(L1)에 위치되면, 척킹핀들(122a)은 기판(W)을 언척킹(unchucking)하고, 기판(W)은 지지부재(120)로부터 언로딩(unloading)되어 후속 공정이 수행되는 설비(미도시됨)로 반송된다.When the drying process of the substrate W is completed, the
상술한 기판 처리 장치 및 방법은 기판(W)의 건조 공정시 기판(W)의 처리면과 대향되어 기판(W)의 처리면을 외부 공기와 차단시키는 커버(310)를 구비하되, 커버(310)의 하부면(312a)은 중앙으로부터 가장자리로 갈수록 상향경사지도록 제작된다. 따라서, 커버(310)를 통해 분사되는 건조가스는 기판(W)의 처리면과 커버(310)의 하부면(312a) 사이 공간을 효과적으로 빠져나갈 수 있어, 종래의 분사된 건조가스의 기류가 상기 공간 내에서 와류 및 난류화되어 외부 오염물질이 상기 공간으로 유입됨으로써 기판(W)을 오염시키는 현상을 방지한다.The above-described substrate processing apparatus and method includes a
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치 및 방법은 기판의 건조 공정시 기판의 처리면으로 분사되는 건조가스의 기류가 기판의 처리면과 커버의 하부면 사이 공간에서 난류 및 와류화되어 기판 건조 효율을 저하시키는 것을 방지하여 기판의 건조 효율을 향상시킨다.As described above, in the sheet-fed substrate processing apparatus and method according to the present invention, the air flow of the dry gas injected into the processing surface of the substrate during the drying process of the substrate is turbulent and vortexized in the space between the processing surface of the substrate and the lower surface of the cover This prevents the substrate drying efficiency from being lowered, thereby improving the drying efficiency of the substrate.
Claims (7)
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KR1020060080578A KR100739478B1 (en) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Apparatus and method for treating substrate in a single wafer |
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