KR100794588B1 - 매엽식 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매엽식으로 반도체 기판을 세정 및 건조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 기판 처리 장치는 내부에 기판을 세정 및 건조 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징, 공정 진행시 상기 하우징 내부에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지부재, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 약액을 공급하는 노즐부, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지고, 상기 하부면 중앙에는 상기 처리면으로 세정유체를 분사시키는 분사홀이 형성된 플레이트를 가지는 보호 커버, 상기 하우징 및 상기 지지부재 사이에 제공되어 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 분사되는 상기 약액 및 상기 세정유체 중 적어도 어느 하나를 회수시키는 복수의 회수통들, 그리고 공정시 상기 기판의 처리면이 외부 환경으로부터 차단되도록 상치 처리면에 액막을 형성시키도록 상기 보호 커버를 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 공정시 기판의 처리면이 외부 공기에 노출되지 않도록, 기판의 처리면과 플레이트의 하부면 사이 공간을 초순수로 밀폐하여, 기판이 외부 공기 내 산소와 접촉하여 물반점이 발생하는 현상을 방지한다.
반도체, 웨이퍼, 식각, 에칭, 세정, 린스, 베벨, 가장자리, 회수

Description

매엽식 기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보호 커버의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a은 도 6d에 도시된 A영역의 확대도이다.
도 7b는 도 6e에 도시된 B영역의 확대도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설며*
10 : 기판 처리 장치 300 : 제 2 공급부
100 : 공정 챔버 310 : 노즐부
110 : 하우징 320 : 노즐부 구동기
120 : 지지부재 330 : 세정유체 공급부
130 : 구동부 400 : 제어부
200 : 제 1 공급부
210 : 공급 커버
220 : 커버 구동기
230 : 약액 공급부
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매엽식으로 반도체 기판을 세정 및 건조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
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.
세정 및 건조공정을 수행하는 장치는 다수의 기판을 동시에 세정하는 배치식 세정 장치와 낱장 단위로 기판을 세정하는 매엽식 세정 장치로 구분된다. 이 중 매엽식 세정 장치는 낱장의 기판을지지하는 척과 기판 처리면에 처리유체들을 공급하는 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 매엽식 세정 장치의 공정이 개시되면, 상기 척에 기판이 안착되고 상기 노즐은 세정액, 린스액, 그리고 건조가스를 순차적으로 분사하여 기판을 세정 및 건조시킨다.
그러나, 이러한 기판의 세정 및 건조 공정에서는 기판 표면에 물반점이 발생된다. 물반점 현상은 기판상에 형성된 패턴이 미세화되면서 린스 공정에 사용된 초순수가 완전히 제거되지 않고 미건조되는 현상 때문에 발생하는 것이다. 또한, 기판 표면이 공기에 노출되면 기판 표면에 잔류하는 세정액 등이 공기 내 산소와 반응하여 기판 표면에 물반점이 발생한다. 기판 표면에 물반점이 발생되면, 후속 공정에서 공정 오류가 발생되어 수율이 저하된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 세정 및 건조 공정 효율을 향상시킨 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 세정 및 건조 공정시 기판 처리면에 물반점이 발생되는 것을 방지하는 매엽식 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 세정 및 건조 공정시 기판의 처리면이 외부 공기와 접촉하는 것을 방지하는 매엽식 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 내부에 기판을 세정 및 건조 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징, 공정 진행시 상기 하우징 내부에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지부재, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 약액을 공급하는 노즐부, 공정 진행시 상기 지지부 재에 의해 지지된 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지고, 상기 하부면 중앙에는 상기 처리면으로 세정유체를 분사시키는 분사홀이 형성된 플레이트를 가지는 보호 커버, 상기 하우징 및 상기 지지부재 사이에 제공되어, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 분사되는 상기 약액 및 상기 세정유체 중 적어도 어느 하나를 회수시키는 복수의 회수통들, 그리고 건조 공정시 상기 기판의 처리면이 외부 공기로부터 차단시키는 액막을 상기 기판의 처리면에 형성시키도록, 상기 보호 커버의 높이를 조절하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 액막은 상기 처리면과 상기 하부면 사이 공간을 밀폐시킨다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 액막의 수면은 상기 하부면과 접촉된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 액막 형성시의 상기 지지부재의 회전 속도를 상기 약액 공급시 및 상기 세정유체 공급시의 상기 지지부재의 회전 속도보다 감속시킨다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 약액에 의한 세정공정이 수행된 기판의 처리면이 외부 공기에 노출되지 않도록, 상기 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지는 플레이트를 상기 기판의 처리면과 인접하도록 위치시킨 상태에서 상기 처리면과 상기 하부면 사이 공간에 액막을 형성시켜 상기 공간을 밀폐한 후 상기 공간으로 건조가스를 분사하여 분사된 건조가스가 상기 공간으로부터 상기 액막을 밀어내어 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 액막의 수면은 상기 하부면과 접촉한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 액막 형성시의 상기 기판의 회전 속도는 상기 약액에 의한 세정공정이 수행될 때의 상기 기판의 회전 속도보다 느리다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 건조가스는 상기 기판의 마랑고니 건조를 수행하는 이소프로필 알코올 가스이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 (a)상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 처리면에 약액을 공급하여 상기 기판을 세정하는 단계, (b)상기 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지는, 그리고 상기 하부면 중앙에는 초순수 및 건조가스가 분사되는 분사홀이 형성되는 플레이트가 상기 하부면이 상기 처리면과 일정 간격 이격되도록 위치하는 단계, (c)상기 기판의 회전을 정지하거나 상기(a)단계에서의 상기 기판의 회전속도보다 느린 회전속도로 기판을 회전시키면서, 상기 플레이트가 상기 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면에 초순수를 분사하여 상기 처리면과 상기 하부면 사이 공간을 밀폐하도록 액막을 형성하는 단계, (d)상기 플레이트가 상기 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면 중앙 영역으로 상기 건조가스를 분사하고, 분사된 건조가스가 상기 기판의 중앙영역으로부터 가장자리영역으로 이동되면서 상기 액막을 상기 공간으로부터 밀어내는 단계, 그리고 (e)상기 기판을 상기(a)단계에서의 상기 기판의 회전속도보다 빠르게 회전시키면서, 상기 플레이트가 상기 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면에 건조가스를 분사하여 상기 기판을 건조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 액막의 수면은 상기 하부면과 접촉된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명 하기로 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.
또한, 본 실시예에서는 반도체 기판을 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.
(실시예)
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 보호 커버의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(apparatus for treating substrate)(10)는 공정 챔버(process chamber)(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 약액(chemical)을 분사하고, 제2 공급 부(300)는 공정 진행시 공정 챔버(100) 내부에 위치된 기판의 처리면으로 세정유체(cleaning fluid)를 분사한다. 여기서, 상기 약액은 제1 약액(first chemical) 및 제2 약액(second chemical)을 포함하고, 상기 세정유체는 초순수(DIW:Deionized Water) 및 건조가스(dry gas)를 포함한다. 그리고, 제어부(400)는 공정 챔버(100), 제1 공급부(200), 그리고 제2 공급부(300)를 제어한다.
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 약액을 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 공급부(300)가 공정 챔버(100) 내부에 로딩(loading)된 기판의 처리면으로 세정유체를 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 약액 및 세정유체를 공급하도록 제1 공급부(200) 및 제2 공급부(300)를 제어한다.
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 공 간을 제공한다. 하우징(110)은 상부가 개방되는 원통형상을 가진다. 하우징(110)의 개방된 상부는 공정시 기판(W)의 출입이 이루어지는 기판 출입구로 사용된다.
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.
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 약액 및 세정유체가 회수 부재(140)로 회수되도록 지지부재(120)를 구동한다.
회수부재(140)는 공정시 사용되는 약액 및 세정유체를 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 회수통(first recycle canister)(142)의 내부에는 공정시 사용된 제1 약액이 수용되는 공간(S1)이 제공된다. 제2 회수통(second recycle canister)(144)의 내부에는 공정시 사용된 제2 약액이 수용되는 공간(S2)이 제공된다. 그리고, 제3 회수통(third recycle canister)(146)의 내부에는 공정시 사용된 초순수가 수용되는 공간(S3)이 제공된다. 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.
제1 회수통(142) 내 공간(S1)으로 수용된 제1 약액은 제1 회수라인(142a)을 통해 처리액 재생부(treating-liquid recycle member)(미도시됨)로 회수된다. 같은 방식으로, 제2 회수통(144) 내 공간(S2)으로 수용된 제2 약액은 제2 회수라인(144a)을 통해 처리액 재생부로 회수되고, 제3 회수통(146) 내 공간(S3)으로 수용된 초순수는 제3 회수라인(146a)을 통해 처리액 재생부로 회수된다. 여기서, 처리액 재생부는 기판처리공정시 사용된 처리액들의 재사용을 위해, 각각의 처리액들의 온도 및 농도 조절, 그리고 오염물질의 제거 등을 수행하는 설비이다. 본 실시에에서는 초순수가 제3 회수라인(146a)을 통해 처리액 재생부로 회수되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 초순수는 처리액 재생부로 회수되지 않고 배수(drain)될 수 있다.
제1 공급부(200)는 공정시 기판(W)상에 약액을 공급한다. 제1 공급부(200)는 노즐부(nozzle member)(210), 노즐부 구동기(nozzle member driven part)(220), 그리고 약액 공급부재(chemical supply part)(230)를 포함한다. 노즐부(210)는 공정시 지지부재(120)에 안착된 기판(W)의 처리면으로 약액을 공급한다. 노즐부(310)에는 두 개의 노즐(nozzle)(미도시됨)이 설치된다. 각각의 노즐은 제1 약액 및 제2 약액을 분사한다.
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 수평으로 설치된다. 제1 아암(222)의 일단은 노즐부(210)와 결합하고, 타단은 제2 아암(224)의 일단과 결합된다. 제2 아암(224)은 공정 챔버(100)의 측부에서 수직하게 설치된다. 제2 아암(224)의 일단은 제1 아암(222)의 타단과 결합되고, 타단은 제1 구동장치(226)와 결합된다. 제1 구동장치(226)는 제2 아암(224)을 회전 및 상하 운동시켜 노즐부(210)를 공정 위치(a) 및 대기 위치(b) 상호간에 노즐부(310)를 이동시킨다.
약액 공급부재(230)는 노즐부(210)로 제1 약액 및 제2 약액을 공급한다. 약액 공급부재(230)는 제1약액 공급기(first chemical supply part)(232) 및 제2약액 공급기(second chemical supply part)(234)를 포함한다. 제1약액 공급기(232)는 제1약액 공급원(232a) 및 제1약액 공급라인(232b)을 가진다. 제1약액 공급원(232a)은 제1 약액을 수용하고, 제1약액 공급라인(232b)은 제1약액 공급원(232a)으로부터 노즐부(310)로 제1 약액을 공급한다. 제2 약액 공급기(234)는 제2약액 공급원(234a) 및 제2약액 공급라인(234b)을 가진다. 제2약액 공급원(234a)은 제2 약액을 수용하고, 제2약액 공급라인(234b)은 제2약액 공급원(234a)으로부터 노즐부(310)로 제2 약액을 공급한다. 여기서, 제1 약액으로는 불산(HF) 용액이 사용되고, 제2 약액으로는 SC-1(Standard Clean-1) 용액이 사용될 수 있다.
제2 공급부(300)는 공정시 기판(W)상에 세정유체를 공급한다. 제2 공급부(300)는 보호 커버(protection cover)(310), 커버 구동기(cover driven member)(320), 그리고 세정유체 공급부재(cleaning-liquid supply part)(330)를 포함한다. 보호 커버(310)는 공정시 지지부재(120)에 안착된 기판(W)의 처리면으로 세정유체를 공급한다. 도 4를 참조하면, 보호 커버(310)는 플레이트(312) 및 플레이트(312)를 지지하는 지지대(314)을 포함한다. 플레이트(312) 및 지지대(314)는 대체로 원통형상을 가진다. 플레이트(312) 및 지지대(314)의 내부에는 세정유체 공급부재(330)로부터 공급된 세정유체가 이송되는 이송라인(214a)이 형성된다. 플레이트(312)에는 공정시 기판(W)의 처리면과 일정 간격이 이격되어 서로 마주보도록 위치되는 하부면(312a)이 제공된다. 하부면(312a)은 기판(W)으로 분사되는 세정유체가 회수부재(140)를 향해 이동되도록 세정유체를 안내한다. 하부면(312a)에는 공정시 기판(W)의 중앙 영역으로 세정유체를 분사하는 적어도 하나의 분사홀(312a')이 형성된다. 지지대(314)의 일단은 플레이트(312)와 결합되고, 타단은 커버 구동기(330)와 결합된다. 따라서, 지지대(314)는 플레이트(312)를 지지하고, 세정유체 공급부재(330)로부터 공급받은 세정유체를 플레이트(312)로 공급한다.
또한, 보호 커버(310)는 공정시 기판(W)의 처리면이 외부 공기와 접촉하는 것을 방지한다. 즉, 보호 커버(310)는 공정 진행시 하부면(312a)이 기판(W)의 처리면과 일정 간격 이격되도록 위치되고, 분사홀(312a')을 통해 초순수를 분사한다. 분사된 초순수는 하부면(312a)과 기판(W) 사이 공간을 밀폐함으로써, 기판(W)의 처리면이 외부 공기와 접촉하는 것을 방지한다.
커버 구동기(320)는 공급 커버(310)를 구동한다. 커버 구동기(320)는 제1 아암(322), 제2 아암(324), 그리고 제2 구동장치(326)를 포함한다. 제1 아암(322)은 공정 챔버(110)의 상부에서 수평으로 설치된다. 제1 아암(322)의 일단은 보호 커버(310)와 결합되고, 타단은 제2 아암(324)의 일단과 결합된다. 제2 아암(324)은 공정 챔버(110)의 측부에서 수직하게 설치된다. 제2 아암(324)의 일단은 제1 아암(324)의 타단과 결합되고, 타단은 제2 구동장치(326)와 결합된다. 제2 구동장 치(326)는 제2 아암(324)을 회전 및 상하 운동시켜 보호 커버(310)를 공정 위치(a') 및 대기 위치(b') 상호간에 이동시킨다.
세정유체 공급부재(330)는 보호 커버(310)로 세정유체를 공급한다. 세정유체 공급부재(330)는 초순수 공급기(DIW supply part)(332) 및 건조가스 공급기(dry gas supply part)(334)를 포함한다. 초순수 공급기(332)는 초순수 공급원(332a) 및 초순수 공급라인(332b)을 가진다. 초순수 공급원(332a)은 초순수를 수용하고, 초순수 공급라인(332b)은 초순수 공급원(332a)으로부터 보호 커버(310)로 초순수를 공급한다. 건조가스 공급기(334)는 건조가스 공급원(334a) 및 건조가스 공급라인(334b)을 가진다. 건조가스 공급원(334a)은 건조가스를 수용하고, 건조가스 공급라인(334b)은 건조가스 공급원(338a)으로부터 노즐부(310)로 건조가스를 공급한다. 여기서, 건조가스로는 이소프로필 알코올(IPA:Isopropyl Alcohol) 가스가 사용될 수 있다.
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 약액 공급부재(230) 및 세정유체 공급부재(330)를 제어하여 공정시 제1 및 제2 약액, 초순수, 그리고 건조가스의 공급을 제어한다.
이하, 상술한 기판 처리 장치(10)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들의 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대 한 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이다. 그리고, 도 6a 내지 도 6f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)의 공정이 개시되면, 공정 챔버(110)에 기판(W)이 로딩된다(S110). 즉, 도 6a를 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(122)에 의해 고정된다. 척킹핀들(122)에 의해 기판(W)이 고정되면, 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 세정하는 공정이 수행된다(S120). 기판(W)의 세정 공정은 다음과 같다.
도 6b를 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.
노즐부(210)가 공정 위치(a)에 위치되면, 제1 약액을 기판(W)의 처리면으로 분사하여 기판(W)을 세정한다(S120). 즉, 제어부(400)는 밸브(V1)를 오픈시킨다. 따라서, 제1약액 공급기(232)의 제1약액 공급라인(232b)은 제1약액 공급원(232a)으 로부터 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) 내 공간(S1)으로 회수된다. 제1 회수통(142) 내 공간(S1)으로 회수된 제1 약액은 제1 회수라인(142a)을 통해 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수된다.
기판(W)을 제1 약액을 사용하여 일차적으로 세정하면, 기판(W)을 제2 약액을 사용하여 이차적으로 세정한다(S130). 즉, 도 6c를 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, 제2약액 공급기(234)의 제1약액 공급라인(234b)이 제2약액 공급원(234a)으로부터 노즐부(210)로 제2 약액을 공급하도록 한다.
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) 내 공간(S2)으로 회수된다. 제2 회수통(144) 내 공간(S2)으로 회수된 제2 약액은 제2 회수라인(144a)을 통해 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수된다.
기판(W)의 세정 공정이 완료되면, 초순수로 기판을 린스(rinse)한다(S140). 즉, 도 6d를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V2)를 클로우즈한 후 제1 구동장치(216)를 구동시켜 노즐부(210)를 공정 위치(a)로부터 대기 위치(b)로 이동시킨다. 제어부(400)는 제2 구동장치(316)를 구동시켜 보호 커버(310)를 대기 위치(b')로부터 공정 위치(a')로 이동시킨다. 그리고, 제어부(400)는 지지부재(120)를 제4 공정위치(L4)로 이동시킨다. 여기서, 제4 공정위치(L3)는 기판(W) 표면에 잔류하는 제1 및 제2 약액을 린스하기 위한 지지부재(120)의 위치이다.
지지부재(120)가 제4 공정위치(L4)에 위치되면, 제어부(400)는 밸브(V3)를 오픈시킨다. 따라서, 초순수 공급기(332)의 초순수 공급라인(332b)은 초순수 공급원(332a)으로부터 보호 커버(310)로 초순수를 공급한다. 보호 커버(310)로 공급된 초순수는 플레이트(312)의 하부면(312a)에 형성된 분사홀(312a')을 통해 기판(W)의 중앙 영역으로 분사한다. 기판(W)의 중앙 영역으로 분사된 초순수는 회전되는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 가장자리영역으로 이동되면서 기판(W) 표면에 잔류하는 제1 및 제2 약액을 제거한 후 제3 회수통(146)의 공간(S3)으로 회수된다. 제3 회수통(146)의 공간(S3)으로 회수된 초순수는 제3 회수라인(146a)을 통해 처리액 재생부로 회수된다.
기판(W)의 린스 공정이 완료되면, 기판(W) 표면에 액막을 형성한다(S150). 즉, 도 6e 및 도 7a를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V3)를 클로우즈하고, 구동부(130)를 제어하여 지지부재(120)의 회전을 중지한다. 그리고, 제어부(400)는 다시 밸브(V3)를 오픈시켜, 초순수 공급라인(132b)이 초순수 공급원(132a)으로부터 보호 커버(310)로 일정량의 초순수를 공급하도록 한다. 여기서, 상기 일정량은 하부면(312a)과 기판(W)의 처리면(W1) 사이 공간에 액막이 충분히 채워질 수 있을 만큼의 양이다. 따라서, 분사홀(312a')을 통해 분사된 초순수는 하부면(312a)과 처리면(W1) 사이 공간에 외부 공기가 상기 공간으로 유입되지 않도록 밀폐한다.
하부면(312a)과 처리면(W1) 사이에 형성된 액막이 형성되면, 기판(W)을 건조시키는 건조 공정을 수행한다(S160). 여기서, 건조 공정은 기판(W)에 잔류하는 제1 및 제2 약액, 그리고 초순수를 건조시키는 공정이다. 도 6f 및 도 7b를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V3)를 클로우즈하고, 구동부(130)를 가동시켜 지지부재(120)를 기설정된 공정 속도로 회전시킨다. 그리고, 밸브(V4)를 오픈시켜, 건조가스 공급라인(134b)이 건조가스 공급원(134a)으로부터 보호 커버(310)로 건조가스를 공급하도록 한다. 보호 커버(310)로 공급된 건조가스는 분사홀(312a')을 통해 기판(W) 처리면(W1) 중앙 영역으로 분사된다. 분사된 건조가스는 기판(W)의 중심영역으로부터 기판(W)의 가장자리영역으로 이동되면서 보호 커버(310)의 하부면(312a)과 기판(W)의 처리면(W1) 사이에 형성된 액막을 기판(W)으로부터 밀어낸다. 이때, 분사된 건조가스는 액막을 밀어냄과 동시에 기판(W) 표면에 잔류하는 초순수를 건조시킨다. 여기서, 건조가스는 이소프로필 알코올(IPA:Isopropyl Alcohol) 유체의 특성을 이용하여 기판(W)을 건조하는 마랑고니(marangoni)건조 현상을 이용하여 기판(W)을 건조한다.
기판(W)의 건조 공정이 완료되면, 기판(W)을 지지부재(120)로부터 언로딩(unloading)시킨다(S170). 즉, 도 6g를 참조하면, 제어부(400)는 밸브(V4)를 클 로우즈하고, 구동부(130)를 구동시켜, 지지부재(120)의 회전을 중지한다. 제어부(400)는 제2 구동장치(326)을 구동시켜, 보호 커버(310)를 공정 위치(a')로부터 대기 위치(b')로 이동시킨다. 그리고, 제어부(400)는 지지부재(120)를 제4 공정위치(L4)로부터 로딩/언로딩 위치(L1)로 이동시킨다. 로딩/언로딩 위치(L1)에 기판(W)이 위치되면, 지지부재(120)의 척킹핀들(122)은 기판(W)을 언척킹(unchucking)하고, 기판(W)은 지지부재(120)로부터 언로딩되어 기판 처리 장치(10) 외부로 반송된다.
상술한 기판 처리 장치 및 방법은 기판(W)의 건조 공정시 기판(W)의 처리면(W1)이 외부 공기에 노출되지 않도록, 기판(W)의 처리면(W1)과 플레이트(312)의 하부면(312a) 사이 공간을 초순수로 밀폐한다. 따라서, 기판(W)이 외부 공기와 접촉하여 물반점이 발생하는 현상을 방지한다. 특히, 세정 공정, 린스 공정, 그리고 건조 공정을 연속적으로 수행할 때 기판(W)의 처리면이 외부 환경에 노출되지 않도록 함으로써, 기판 처리 공정시 기판(W)이 공기 내 산소와 접촉하는 것을 방지한다.
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 이용하는 데 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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 기판의 건조 효율을 향상시킨다.
또한, 본 발명에 기판 처리 장치 및 방법은 공정시 기판의 처리면이 외부 환경에 노출되는 것을 방지한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 및 방법은 웨이퍼 표면에 물반점이 생기는 것을 방지한다.

Claims (8)

  1. 매엽식으로 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 세정 및 건조 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징과,
    공정 진행시 상기 하우징 내부에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지부재와,
    공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 약액을 공급하는 노즐부와,
    공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지고, 상기 하부면 중앙에는 상기 처리면으로 세정유체를 분사시키는 분사홀이 형성된 플레이트를 가지는 보호 커버와,
    상기 하우징 및 상기 지지부재 사이에 제공되어, 공정 진행시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판의 처리면으로 분사되는 상기 약액 및 상기 세정유체 중 적어도 어느 하나를 회수시키는 복수의 회수통들, 그리고
    건조 공정시 상기 기판의 처리면이 외부 공기로부터 차단시키는 액막을 상기 기판의 처리면에 형성시키도록, 상기 보호 커버의 높이를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 액막 형성시의 상기 지지부재의 회전 속도를 상기 약액 공급시 및 상기 세정유체 공급시의 상기 지지부재의 회전 속도보다 감속시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 매엽식으로 기판을 세정 및 건조하는 방법에 있어서,
    약액에 의한 세정공정이 수행된 기판의 처리면이 외부 공기에 노출되지 않도록, 상기 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지는 플레이트를 상기 기판의 처리면과 인접하도록 위치시킨 상태에서 상기 처리면과 상기 하부면 사이 공간에 액막을 형성시켜 상기 공간을 밀폐한 후 상기 공간으로 건조가스를 분사하여 분사된 건조가스가 상기 공간으로부터 상기 액막을 밀어내어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액막의 수면은,
    상기 하부면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 액막 형성시의 상기 기판의 회전 속도는,
    상기 약액에 의한 세정공정이 수행될 때의 상기 기판의 회전 속도보다 느린 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 건조가스는,
    상기 기판의 마랑고니 건조를 수행하는 이소프로필 알코올 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 반도체 기판을 세정 및 건조하는 방법에 있어서,
    (a)상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 처리면에 약액을 공급하여 상기 기판을 세정하는 단계와,
    (b)상기 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지는, 그리고 상기 하부면 중앙에는 초순수 및 건조가스가 분사되는 분사홀이 형성되는 플레이트가 상기 하부면이 상기 처리면과 일정 간격 이격되도록 위치하는 단계와,
    (c)상기 기판의 회전을 정지하거나 상기(a)단계에서의 상기 기판의 회전속도보다 느린 회전속도로 기판을 회전시키면서, 상기 플레이트가 상기 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면에 초순수를 분사하여 상기 처리면과 상기 하부면 사이 공간을 밀폐하도록 액막을 형성하는 단계와,
    (d)상기 플레이트가 상기 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면 중앙 영역으로 상기 건조가스를 분사하고, 분사된 건조가스가 상기 기판의 중앙영역으로부터 가장자리영역으로 이동되면서 상기 액막을 상기 공간으로부터 밀어내는 단계, 그리고
    (e)상기 기판을 상기(a)단계에서의 상기 기판의 회전속도보다 빠르게 회전시키면서, 상기 플레이트가 상기 분사홀을 통해 상기 기판의 처리면에 건조가스를 분 사하여 상기 기판을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액막의 수면은,
    상기 하부면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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