KR100749548B1 - Apparatus for treating substrates - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 부분적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다. 2 is a view showing a state in which the lower chamber is partially open in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 전체적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a state in which the lower chamber is entirely opened in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 4는 상부 챔버를 보여주는 도면이다. 4 shows the upper chamber.
도 5는 상부 챔버의 제1노즐들로부터 분사되는 건조 유체의 흐름을 보여주는 도면이다.5 is a view showing a flow of a drying fluid injected from the first nozzles of the upper chamber.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110: 기판 지지부재110: substrate support member
120 : 하부 챔버120: lower chamber
130 : 상부 챔버130: upper chamber
140 : 간접분사노즐140: indirect injection nozzle
160 : 약액 노즐 부재160: chemical nozzle member
170 : 감압 부재 170: decompression member
본 발명은 반도체 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기판상에 약액이나 기체를 공급하여 기판을 세정 건조하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 반도체 제조공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo-resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되며, 각각의 공정에서 발생하는 이물질의 제거를 위한 공정으로는 순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정공정(Wet Cleaning Process)이 있다.Generally, in the semiconductor manufacturing process, deposition, etching, coating of photo-resist, developing, removing asher, and the like of a dielectric material are repeated several times. A process of removing foreign matters generated in each process includes a cleaning process using deionized water or a chemical.
일반적인 세정건조 장치는 한 장의 웨이퍼를 처리할 수 있는 웨이퍼 척(Wafer chuck)으로 웨이퍼를 고정시킨 후 모터에 의해 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼의 상부에서 분사노즐을 통해 약액 또는 순수를 흘려주어, 웨이퍼의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 웨이퍼의 전면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다. In general, the cleaning and drying apparatus is a wafer chuck capable of processing a single wafer, and then rotates the wafer by a motor while flowing the chemical liquid or pure water through the injection nozzle at the top of the wafer, The chemical liquid or pure water is spread to the entire surface of the wafer by the rotational force so that the process is performed.
이와 같이, 매엽식 세정건조 장치에서는 순수를 이용한 린스 처리후에 N2 가스로 건조하는 방식으로 세정 건조 공정이 이루어지고 있다.As described above, in the single wafer type washing drying apparatus, a washing drying step is performed by drying with N2 gas after rinsing with pure water.
하지만, 웨이퍼가 대형과 되고, 웨이퍼 상에 형성된 패턴이 미세화되면서 세 정 공정에서 사용된 순수가 완전히 제거되지 않고 미건조되는 현상이 발생되고 있다. 또한, 웨이퍼가 대기 중에 노출된 상태에서 세정 및 건조가 이루어지기 때문에 외부 환경에 많은 영향을 받아 건조 불량이 발생된다.However, as the wafer becomes large and the pattern formed on the wafer becomes fine, a phenomenon in which pure water used in the cleaning process is not completely removed but undried occurs. In addition, since the cleaning and drying are performed while the wafer is exposed to the air, drying defects are generated due to a great influence on the external environment.
본 발명의 목적은 신속한 기판 건조가 가능한 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of rapid substrate drying.
본 발명의 목적은 외부 오염원으로 기판을 보호할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus capable of protecting a substrate from external contamination.
본 발명의 목적은 기판 건조 과정에서 발생되는 물반점을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention to provide a substrate processing apparatus that can minimize the water spots generated during the substrate drying process.
본 발명의 목적은 외부 환경으로부터 영향을 최소화 할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention to provide a substrate processing apparatus that can minimize the impact from the external environment.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 기판 처리 장치는 기판이 놓여지는 척을 갖는 기판 지지부재; 상부가 개방되고, 상기 척 주변을 감싸도록 형상지어진 하부 챔버; 기판에 대한 건조 공정이 외부와 격리된 상태에서 진행되도록 상기 하부 챔버의 상부를 개방 또는 폐쇄하는 상부 챔버; 및 상기 상부 챔버의 가장자리에 설치되며 건조 유체가 기판에 간접 분사되도록 상기 상부 챔버의 중앙을 향하여 건조 유체를 분사하는 간접분사노즐을 포함하되; 상기 상부 챔버는 상기 간접분사노즐로부터 분사되는 건조 유체의 액화 현상을 방지하기 위한 가 열부재들을 포함한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a substrate processing apparatus includes a substrate support member having a chuck on which a substrate is placed; A lower chamber having an upper portion open and shaped to surround the chuck; An upper chamber that opens or closes an upper portion of the lower chamber so that a drying process for the substrate is performed in an isolated state from the outside; And an indirect injection nozzle installed at an edge of the upper chamber and spraying the drying fluid toward the center of the upper chamber so that the drying fluid is indirectly injected onto the substrate. The upper chamber includes heating members for preventing liquefaction of the drying fluid injected from the indirect injection nozzle.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가열부재들은 상기 건조 유체가 흐르는 경로를 제공하는 상기 상부 챔버의 내벽을 가열시킨다.According to one embodiment of the invention, the heating members heat the inner wall of the upper chamber providing a path through which the drying fluid flows.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 상부 챔버는 상기 간접분사노즐로부터 분사되는 건조유체가 상기 상부 챔버의 중앙으로 향하도록 안내하는 환형 공간을 더 포함하고, 상기 가열부재들은 상기 환형 공간을 이루는 내벽에 설치된다.According to one embodiment of the invention, the upper chamber further comprises an annular space for guiding the drying fluid injected from the indirect spray nozzle toward the center of the upper chamber, the heating members are the inner wall forming the annular space Is installed on.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가열부재들과 인접한 상기 내벽은 건조 유체와의 접촉 면적을 넓히기 위해 요철 형태로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the inner wall adjacent to the heating members is formed in an uneven form to widen the contact area with the drying fluid.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 상부 챔버는 상부 중앙에 상기 간접분사노즐로부터 분사되는 건조 유체가 기판의 중앙에 가장 먼저 도달되도록 건조 유체의 흐름을 안내하는 기류 유도 부재를 더 포함한다.According to one embodiment of the invention, the upper chamber further comprises an air flow guide member for guiding the flow of the drying fluid in the upper center so that the drying fluid injected from the indirect injection nozzle first reaches the center of the substrate.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 기류 유도 부재는 상기 상부 챔버의 상부 중앙으로부터 기판의 중심부를 향해 설치되는 콘 형상의 안내돌기로 이루어진다.According to one embodiment of the invention, the air flow guide member is made of a guide of the cone shape is installed toward the center of the substrate from the upper center of the upper chamber.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가열부재는 상기 안내 돌기를 가열시킨다.According to an embodiment of the present invention, the heating member heats the guide protrusion.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 상부 챔버는 내부 온도를 체크하기 위한 센서를 갖는다. According to one embodiment of the invention, the upper chamber has a sensor for checking the internal temperature.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예에 한정되지 않고 다른 형태 로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 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 so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.
본 발명은 기판의 건조 효율 증대 및 외부 오염 차단 그리고 산화막 방지 등의 효과를 얻을 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다. 이를 위해 본 발명은 기판의 건조 공정이 대기압 이하에서 처리되도록 기판 처리 공간을 외부와 격리할 수 있는 상하 분리 구조의 챔버(상부챔버와 하부챔버로 이루어짐)와, 기판으로 건조 유체를 간접 분사할 수 있는 상부챔버, 챔버의 처리 공간을 감압하기 위한 감압부재를 갖는데 그 특징이 있습니다.The present invention is to provide a substrate processing apparatus that can achieve the effect of increasing the drying efficiency of the substrate, blocking external contamination and preventing oxide films. To this end, the present invention can indirectly inject the drying fluid into the chamber (upper and lower chamber) of the upper and lower separation structure that can separate the substrate processing space from the outside so that the drying process of the substrate is processed below atmospheric pressure The upper chamber, which has a decompression member for depressurizing the processing space of the chamber, is characterized by its characteristics.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 부분적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 전체적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다.1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a view showing a state in which the lower chamber is partially open in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention. 3 is a view showing a state in which the lower chamber is entirely opened in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 기판(w)을 스피닝하면서 약액 세정, 린스, 그리고 건조 등의 처리 공정을 수행한다. 1 to 3, the substrate processing apparatus 100 performs processing such as chemical cleaning, rinsing, and drying while spinning the substrate w.
기판 처리 장치(100)는 기판(W)이 놓여지는 척(112)을 갖는 기판 지지부 재(110), 하부 챔버(low chamber)(120), 상부 챔버(upper chamber)(130), 약액 노즐부재(160) 그리고 감압 부재(170)를 포함한다. The substrate processing apparatus 100 includes a
기판 지지부재(110)는 처리 공정시 기판(w)을 지지한다. 기판 지지부재(110)는 척(112), 스핀들(spindle)(114), 회전 부재(116), 승강 부재(117) 그리고 백 노즐부(118)를 갖는다. The
척(112)은 하부 챔버(120)의 안쪽 공간에 배치된다. 척(112)은 상부에 기판(W)이 로딩(loading)되는 상부면(112a)과, 상부면(112)으로부터 이격된 상태로 기판(W)을 지지하는 지지핀(113a)들 그리고 기판(w)을 고정하는 척킹핀(113b)들을 갖는다. 지지핀(113a)들은 기판을 척(112)의 상부면(112a)으로부터 이격된 상태로 지지하며, 척킹핀(113b)들은 공정 진행시 기판의 가장자리 일부를 척킹한다. The
스핀들(114)은 척(112)의 중앙 하부와 결합된다. 스핀들(130)은 그 내부가 비어 있는 중공축(hollow shaft) 형태로써, 회전 부재(116)의 회전력을 척(112)에 전달한다. 상세하게 도시하지는 않았지만, 회전 부재(116)는 회전력을 발생하는 모터와 같은 구동부와, 구동부로부터 발생된 회전력을 스핀들로 전달하는 벨트, 체인과 같은 동력 전달부 등의 통상적인 구성으로 이루어질 수 있다. Spindle 114 is engaged with the central lower portion of
승강 부재(117)는 공정에 사용되는 유체 종류에 따라(또는 처리 공정에 따라) 하부 챔버(120) 내에서 척(112)의 상대높이가 변화되도록 척(112)을 상하로 이동시키기 위한 것이다. 승강 부재(117)에 의해 척(112)은 사용되는 유체의 종류(또는 처리 공정)에 따라 후술하는 제1,2,3 흡입덕트(122a,122b,122c)에 대응되는 높이로 이동된다. 상술한 예에서는 하부 챔버(120)가 고정되고, 세정 및 린스 그리 고 건조 등의 과정(또는 사용되는 유체 종류)에 따라 척(112)이 상하로 이동되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 반대로 척(112)이 고정되고, 하부 챔버(120)가 상하로 이동될 수도 있다.The
백 노즐부(118)는 기판(w)의 저면으로 세정 및 건조를 위한 유체를 선택적으로 분사하기 위한 것으로, 백 노즐부(118)는 스핀들(114)의 중공 부분(hollow section)을 지나는 유체의 이동경로인 공급관(118a)과 척(112)의 상면 중앙에 설치된 노즐(nozzle)(118b)을 포함한다. 노즐(118b)은 공급관(118a)과 연결되어 척(112)의 중앙부에 노출되어 기판 배면에 세정 및 건조를 위한 유체를 분사하여 기판의 배면 세정 및 건조를 수행한다. 공급관(118a)은 소정의 배관으로 구성될 수 있고, 또는 스핀들(114)의 내부의 관 형태로 비어있는 공간으로 정의될 수 있다. 노즐(118b)을 통해 기판의 배면 중앙부로 분사되는 유체는 기판의 회전에 의해 기판의 가장자리로 쉽게 분산된다. The
하부 챔버(120)는 상부가 개방된 그리고 척(112) 주변을 감싸도록 형상 지어지며, 회전되는 기판상에서 비산되는 유체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1,2,3흡입덕트(122a,122b,122c)가 다단으로 배치되며, 강제 배기가 이루어지도록 진공 라인(174)과 연결되는 배기 포트(124)를 갖는다. 도시하지 않았지만, 하부 챔버(120)에는 약액 회수를 위한 배출라인들이 연결된다. The
도 1 및 도 4 그리고 도 5를 참조하면, 상부 챔버(130)는 하부 챔버(120)의 상부를 개방하거나 또는 폐쇄하는 상부 컵(132)과, 상부 컵(132)에 설치되어 건조를 위한 유체를 기판으로 간접 분사하는 간접분사노즐(140) 그리고 상부 컵(132)이 하부 챔버(120)의 상부를 개방 또는 폐쇄하도록 상부 컵(132)을 구동시키는 개폐 구동부(138)를 포함한다. 1, 4, and 5, the
상부 컵(132)은 하부 챔버(120) 상부를 충분하게 커버할 수 있는 크기로, 환형 공간(134), 안내돌기(139), 중앙 개구(135), 안내면(136), 돌출벽(137) 그리고 가열부재(192a,192b,192c)들을 갖는다. The
환형 공간(134)은 간접분사노즐(140)이 설치되는 가장자리부(134a)와, 가장자리부(134a) 보다 높은 중앙부(134b)로 이루어지는 우산 모양의 공간으로, 간접분사노즐(140)로부터 분사되는 건조 유체를 중앙으로 안내하기 위하여 경사진 통로(134c)를 갖는다. 그리고, 환형 공간(134)을 제공하는 아래쪽 내벽은 울퉁불퉁한 요철(190)들이 형성되어 있다. The
안내 돌기(139)는 간접분사노즐(140)로부터 분사되는 건조 유체가 기판의 중앙에 가장 먼저 도달될 수 있도록 건조 유체의 흐름을 안내하는 기류 유도 부재로써, 안내 돌기(139)는 상부 컵(132)의 상부 중앙으로부터 기판의 중심을 향해 설치되는 콘 형상으로 이루어진다. 만약, 안내 돌기(139)가 없다면 건조 유체가 상부 컵(132)의 상부 중앙에서 충돌하게 되면서 기류 흐름이 불균일해지게 된다. 따라서, 안내 돌기(139)는 상부 컵(132)의 상부 중앙에서 발생될 수 있는 건조 유체의 충돌을 방지하는 역할도 갖는다. The
간접분사노즐(140)은 환형 공간(134)의 가장자리부(134a)에 설치되는 링 형태로 이루어질 수 있으며, 간접분사노즐(140)은 일정 간격마다 분사구(142)들이 형성되는데, 분사구(142)들은 상 방향(안내 돌기 방향)으로 건조 유체를 분사하도록 형성된다. 건조 유체는 간접분사노즐(140)의 분사구(142)들을 통해 분사된 후 환형 공간(134)을 따라 환형 공간의 중앙부(134b)에 위치하는 안내 돌기(139)를 향하게 된다. The
환형 공간(134)의 중앙부(134b)에서 모인 건조 유체는 안내 돌기(139)에 의해 중앙 개구(135)를 통해 처리 공간(a)으로 빠져나가서 기판 중앙부로 향하게 된다. 돌출벽(137)은 간접분사노즐(140)로부터 분사되는 건조 유체가 흐르는 환형 공간(134)과, 기판의 처리 공간(a) 사이에 위치하는 돌출 부분으로 이 돌출벽(137)은 간접분사노즐(140)로부터 떨어지는 이물질로부터 기판을 보호하게 된다. Drying fluid collected at the
참고로, 건조 유체는 유기용제(IPA) 및 질소가스가 포함될 수 있으며, 유기용제 및 질소가스는 60도 이상 90도 미만의 온도로 가열된 것이 사용될 수 있다. For reference, the drying fluid may include an organic solvent (IPA) and nitrogen gas, and the organic solvent and nitrogen gas may be used heated to a temperature of 60 degrees or more and less than 90 degrees.
예를 들어, 80도 가열된 건조 유체는 간접분사노즐을 통해 분사되어 환형 공간의 중앙부로 이동되는 과정에서 온도(40도 수준)가 떨어지게 된다. 만약, 건조 유체의 온도가 일정 온도 이하로 내려가게 되면 건조 유체의 액화 현상이 발생될 수 있다. 본 발명에서는 건조 유체의 온도 저하를 방지하기 위해 건조 유체가 흐르는 경로(환형 공간)를 제공하는 아래쪽 내벽과 위쪽 내벽에 각각 가열부재(192a,192b)가 설치된다. 가열부재(192a,192b)는 환형 공간을 이루는 내벽의 온도를 높여 줌으로써 건조 유체의 온도 저하를 방지하게 된다. 환형 공간을 이루는 내벽중에서 아래쪽은 건조 유체와의 접촉 면적을 넓히기 위해 요철(190)들이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 물론, 이러한 요철들은 가열부재(192b)와 인접한 내벽 및 안내 돌기(139) 등에 형성될 수 도 있다. 한편, 또 다른 가열부재(192c)는 안내 돌기(139)의 내부에 설치되어 개구(135)를 통해 빠져나가려는 건조 유체의 온도 저하를 방지하게 된다. 그리고, 상부 컵(132)의 내벽에는 온도 센서(194)가 설치된다. 온도 센서(194)는 건조 유체가 지나가는 경로상의 내벽 온도(또는 건조 유체의 온도)를 체크하여 가열부재(192a,192b,192c)들의 작동 상태를 제어하게 된다. For example, a drying fluid heated to 80 degrees is injected through an indirect spray nozzle and the temperature (40 degrees) is dropped while moving to the center of the annular space. If the temperature of the drying fluid is lowered below a certain temperature, liquefaction of the drying fluid may occur. In the present invention, the
상술한 바와 같이, 본 발명은 건조 유체가 기판으로 간접 분사됨으로써 층류 기류를 전면적으로 유지할 수 있고, 기판 표면으로 직접 분사하는 종래 스윙 노즐 방식에 비해 건조 유체의 농도 분포를 균일하게 유지할 수 있다. 특히, 간접분사노즐(140)이 환형 공간(134) 가장자리부(안쪽으로 움푹 들어간 공간)(134a)에 위치됨으로써 간접분사노즐(140)의 분사구(142)들로부터 떨어지는 이물질(액화 현상으로 인한 물방울)이 기판으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 건조 유체는 상부 컵(132) 중앙부에서 모인 후 기판(w)의 중앙부로 흐르는 안정적인 기류 흐름을 갖기 때문에 건조가 균일하게 이루어진다. 그 뿐만 아니라, 본 발명은 상부 컵(132)에 다수의 가열부재(192a,192b,192c)를 설치하여 건조 유체의 온도 저하를 방지하였다. As described above, the present invention can maintain the laminar flow of the entire surface by indirectly spraying the drying fluid onto the substrate, and can uniformly maintain the concentration distribution of the drying fluid compared to the conventional swing nozzle method of spraying directly onto the substrate surface. In particular, the
한편, 상부 컵(132)의 안내면(136)은 중앙에서 가장자리 방향으로 갈수록 높이가 낮아지도록 하향 경사지는 구조로 이루어진다. 안내면(136)은 중앙 개구(135)를 통해 빠져나가는 건조 유체가 기판의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되면서(퍼져나가면서) 흘러가도록 건조 유체를 안내하게 된다. 이러한 구조의 안내면(136)은 기판의 중심에 비해 가장자리로 갈수록 건조 유체의 밀도를 낮아지는 것을 방지하기 위한 것으로, 상부 컵(132)의 안내면(136)은 기판의 중심보다 가장자 리로 갈수록 좁아지는 처리 공간(a)을 제공하게 된다. On the other hand, the
이처럼 기판 상부의 처리 공간(a)은 중앙으로부터 가장자리로 갈수록 줄어들기 때문에 기판의 중앙에서 가장자리로 흐르는 건조 유체의 밀도는 가장자리로 갈수록 높아지게 된다. 또한, 건조 유체는 기판의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되면서(퍼져나가면서) 흘러가기 때문에 기판 전면에 균일하게 제공된다.As described above, since the processing space a of the upper portion of the substrate decreases from the center to the edge, the density of the dry fluid flowing from the center to the edge of the substrate increases toward the edge. In addition, the drying fluid is uniformly provided on the front surface of the substrate because it flows while gradually spreading (spreading) from the center of the substrate to the edge.
특히, 유체의 이동 통로가 되는 기판 상부의 처리 공간(a)은 가장자리로 갈수록 좁아지기 때문에, 건조 유체는 기판 중심보다 기판 가장자리로 갈수록 빠르게 이동하게 된다. 따라서, 기판 표면에 잔류하는 파티클의 제거 효율 및 물기 제거 효율이 향상될 수 있는 것이다. In particular, since the processing space a on the substrate, which becomes the fluid passage, becomes narrower toward the edge, the drying fluid moves faster toward the substrate edge than the center of the substrate. Therefore, the removal efficiency and the moisture removal efficiency of the particles remaining on the substrate surface can be improved.
상부 챔버(130)는 하부 챔버(120)와 접하는 상부 컵(132)의 측면에 기판이 처리되는 공간을 실링하도록 실링부재(133)가 설치된다.The
감압 부재(170)는 하부 챔버(120)와 상부 챔버(130)의 결합에 의해 형성되는 밀폐된 처리 공간(a)을 감압하기 위한 것이다. 감압 부재(170)는 진공펌프(172)와, 일단은 진공펌프(172)와 연결되고 타단은 하부 챔버(120)의 배기포트(124)와 연결되는 진공라인(174)을 갖는다. The
상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 상부 챔버(130)에 의해 기판(w)의 처리 공간(a)이 외부와 격리될 뿐만 아니라, 외부와 격리된 기판(w)의 처리 공간(밀폐 공간;a)이 대기압 이하로 감압될 수 있는 구조적인 특징을 갖는다. 이러한 구조적인 특징에 의하면, 기판의 건조 공정에서 외부 환경에 의한 영향을 최소화 할 수 있고, 신속한 기판 건조가 가능하다. As described above, the substrate processing apparatus 100 of the present invention not only separates the processing space a of the substrate w from the outside by the
도시되지 않았지만, 하부 챔버(120)와 기판 지지부재(110)의 척(112)은 상대적으로 또는 개별적으로 승강하도록 구성될 수 있으며, 이들을 승,하강시킨 상태에서 기판(w)을 기판 지지부재(110)의 척(112)으로 로딩하거나, 처리가 끝난 기판(W)을 언로딩할 수 있다.Although not shown, the
도 1 및 도 3를 참조하면, 약액 노즐 부재(160)는 기판(w)의 상면으로 세정을 위한 유체 및 린스를 위한 유체를 분사하기 위한 것으로, 약액 노즐 부재(160)는 노즐 이동부재(164)에 의해 상하방향으로 직선이동 되거나 웨이퍼(W)의 중심 상부에서 하부 챔버(120)의 외측으로 회전 이동되는 노즐(162)을 포함한다. 노즐 이동부재(164)는 노즐(162)이 결합되는 수평 지지대(166)와 이에 결합되며 모터(미도시됨)에 의해 회전 가능한 수직 지지대(168)를 가진다. 1 and 3, the chemical
이와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 기판의 세정 및 건조 방식에 따라 분사구들의 개수 또는 분사구들로 공급되는 유체의 종류를 변경할 수 있으며, 분사구들간의 간격 역시 변경될 수 있다. 예컨대, 세정을 위한 유체에는 탈이온수와 불산 용액이 혼합된 혼합액, 탈이온수, 암모니아 용액과 과산화수용액이 혼합된 혼합액 등이 사용될 수 있으며, 건조를 위한 유체에는 이소프로필알콜 증기와 질소가스가 혼합된 가스, 질소 가스 등이 사용될 수 있다. As such, the substrate processing apparatus 100 of the present invention may change the number of injection holes or the type of fluid supplied to the injection holes according to the cleaning and drying method of the substrate, and the interval between the injection holes may also be changed. For example, a mixed solution of deionized water and a hydrofluoric acid solution, deionized water, a mixed solution of an ammonia solution and an aqueous peroxide solution may be used as the fluid for cleaning, and isopropyl alcohol vapor and nitrogen gas are mixed into the fluid for drying. Gas, nitrogen gas, and the like can be used.
도 5에서와 같이, 건조 공정이 진행될 때 상부 컵(132)의 가장자리와 기판과의 간격은 기판으로부터 비산되는 물 입자 및 건조 유체가 하부 챔버의 벽을 맞고 리바운드 되는 것을 방지하기 위해 최소 0.5cm 그리고 최대 2cm 이격되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 5, the spacing between the edge of the
상기와 같은 기판 처리 장치를 사용하여 기판을 세정 건조하는 공정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the process of cleaning and drying the substrate using the substrate processing apparatus as described above.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 기판(w)은 하부 챔버(120)의 개방된 상부를 통해 척(122)에 로딩된다. 기판(w)은 지지핀(113a)들에 지지된 상태에서 척킹핀(113b)들에 의해 척킹된다, 기판(w)은 회전부재(116)의 동작에 의해 척(112)과 함께 회전된다. 이후, 회전되는 기판은 약액노즐부재(160)의 노즐(162)을 통해 분사되는 유체에 의해 세정 및 린스 처리된다(도 3 참조). 1 to 5, the substrate w is loaded into the chuck 122 through the open top of the
기판의 세정 및 린스 처리가 완료되면, 기판(w)에 대한 건조 처리가 진행된다. 기판의 건조 처리는 기판 표면에 물반점이 발생되지 않도록 신속하게 그리고 대기압 이하의 환경에서 진행된다. After the cleaning and rinsing treatment of the substrate is completed, the drying treatment to the substrate w is performed. The drying treatment of the substrate proceeds quickly and in an environment below atmospheric pressure so that water spots do not occur on the substrate surface.
건조 과정을 자세히 살펴보면, 먼저 하부 챔버(120)의 상부는 상부 컵(132)에 의해 밀폐된다. 그리고, 상부 챔버(130)와 하부 챔버(120)에 의해 밀폐된 처리 공간(a)은 감압 부재(170)에 의해 대기압 이하로 감압된다. 처리 공간(a)이 대기압 이하로 감압되면, 기판(w)은 간접분사노즐(140)을 통해 간접 분사되는 건조 유체에 의해 건조된다. 여기서, 건조 유체는 처리 공간(a)이 감압되기 이전(상부 챔버가 하부 챔버를 밀폐시키기 위해 이동하는 순간)부터 간접분사노즐(140)을 통해 제공될 수 있다. 한편, 간접분사노즐(140)은 돌출벽(137)에 의해 차단된 환형 공간(134)의 가장자리부(134a)에 위치되고, 분사구(142)가 상방향을 향하기 때문에 분사구(142)로부터 떨어지는 이물질로 인한 기판 오염을 방지할 수 있다. Looking at the drying process in detail, first the upper portion of the
건조 유체는 간접분사노즐(140)의 분사구(142)들을 통해 분사된 후 환형 공 간(134)을 따라 환형 공간의 중앙부(134b)(상부 컵의 중앙)로 모이게 된다. 환형 공간(134)의 중앙부(134b)에서 모인 건조 유체는 안내 돌기(139)에 의해 중앙 개구(135)를 통해 처리 공간(a)의 기판 중앙부분으로 향하게 된다. 한편, 건조 유체는 개구를 통해 빠져나갈 때까지 가열부재(192a,192b,192c)들에 의해 온도가 유지된다. 따라서, 건조 유체의 온도 저하로 인한 액화 현상이 방지될 뿐만 아니라 건조 효율을 높일 수 있다. 중앙 개구(135)를 통해 기판의 중앙부분으로 향한 건조 유체는 회전하는 기판(w)의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되면서(퍼져나가면서) 기판 표면을 신속하게 그리고 균일하게 건조시킨다. The drying fluid is injected through the injection holes 142 of the
본 발명에서는 기판의 상면과 저면을 동시에 세정 및 건조할 수 있다. 기판(w)의 저면 세정 및 건조는 기판이 회전되는 상태에서, 백 노즐부(150)의 노즐(152)을 통해 기판(w) 상부로 제공되는 유체와 동일한 유체가 기판의 저면으로 공급되면서 이루어진다. In the present invention, the upper and lower surfaces of the substrate can be cleaned and dried at the same time. The bottom cleaning and drying of the substrate w is performed while the same fluid supplied to the upper surface of the substrate w is supplied to the bottom surface of the substrate through the nozzle 152 of the bag nozzle unit 150 while the substrate is rotated. .
기판 건조 과정이 완료되면, 하부 챔버(120)의 상부 개방을 위해 상부 챔버(130)의 상부 컵(132)은 도 2에 도시된 위치까지 상승된 후, 도 3에 도시된 위치로 이동된다. 기판(w)은 척(112)이 정지된 상태에서 척(112)으로부터 언로딩된다. When the substrate drying process is completed, the
본 발명은 기판을 액상(또는 기체상태)의 유체로 처리하는 모든 설비에 적용 가능하다. 그러한 실시예 중에서 바람직한 실시예로 반도체 세정 공정에서 사용되는 회전형 세정 장치를 예를 들어 설명한 것으로, 본 발명은 회전형 식각 장치(rotary etching apparatus) 등에도 사용될 수 있다. The present invention can be applied to any equipment for treating a substrate with a liquid (or gaseous) fluid. Among such embodiments, as a preferred embodiment, the rotary cleaning apparatus used in the semiconductor cleaning process has been described as an example. The present invention may also be used in a rotary etching apparatus and the like.
이상에서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the substrate processing apparatus according to the present invention have been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely an example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.
상술한 바와 같이, 본 발명은 건조 유체의 온도 저하로 인한 액화 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 건조 유체의 온도를 유지시켜 줌으로써 건조 효율을 높일 수 있다. As described above, the present invention can prevent the liquefaction phenomenon caused by the temperature drop of the drying fluid. In addition, the present invention can increase the drying efficiency by maintaining the temperature of the drying fluid.
또한, 본 발명은 신속한 기판 건조가 가능하다. In addition, the present invention enables rapid substrate drying.
또한, 본 발명은 건조 유체를 기판에 간접 분사하여 층류기류를 전면적으로 유지 가능하고, 건조 유체의 농도 분포를 균일하게 유지할 수 있다.In addition, the present invention can indirectly spray the drying fluid onto the substrate to maintain the laminar airflow as a whole, and uniformly maintain the concentration distribution of the drying fluid.
또한, 본 발명은 간접분사노즐이 상부를 향하고 있어 이물질이 기판으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent the foreign matter falling to the substrate because the indirect injection nozzle is directed upward.
또한, 본 발명은 기판 건조시 외부 오염원으로 기판을 보호할 수 있다. In addition, the present invention can protect the substrate with an external contaminant during substrate drying.
또한, 본 발명은 기판 건조 과정에서 발생되는 물반점을 최소화할 수 있다. In addition, the present invention can minimize the water spots generated during the substrate drying process.
또한, 본 발명은 기판 건조시 외부 환경으로부터 영향을 최소화 할 수 있다. In addition, the present invention can minimize the influence from the external environment during substrate drying.
또한, 본 발명은 기판이 공기와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. In addition, the present invention can prevent the substrate from contacting air.
또한, 본 발명은 기판 건조를 위해 공급되는 유체의 농도 및 온도 변화를 최소할 수 있다. In addition, the present invention can minimize the concentration and temperature change of the fluid supplied for substrate drying.
또한, 본 발명은 건조 유체가 가장 먼저 기판의 중앙쪽으로 도달된 후 기판 가장자리로 퍼지는 기류가 형성되기 때문에 기류 흐름이 안정적이고 따라서 건조 효율이 뛰어나다. In addition, the present invention is stable in the air flow and thus excellent in drying efficiency since a flow of drying fluid is first reached toward the center of the substrate and then formed to spread to the edge of the substrate.
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