KR100942588B1 - 기판에 작용하는 충격을 감지하기 위한 기판처리장치와 기판처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이류체노즐에서 형성된 액적이 기판에 가하는 힘을 제어함으로써 기판의 패턴에 손상을 가하지 않고 최적의 세정 효과를 얻을 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 기판을 지지하는 동시에 기판을 회전시키기 위한 기판지지 및 회전기구와, 기체공급부로부터 공급된 기체와 액체공급부로부터 공급된 액체를 충돌시켜 액적을 형성시키는 이류체노즐와, 상기 이류체노즐의 수직위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구와, 상기 이류체노즐을 기판의 중앙부 및 주연부로 이동시키는 노즐구동기구와, 상기 이류체노즐에서 분사되는 액적의 힘을 감지하기 위한 충격감지부를 구비하고; 상기 충격감지부에서 감지된 힘이 설정범위 를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 조절할 수 있는 것;을 특징으로 한다.
기판, 세정, 충격, 감지, 로드셀, 기체, 액체, 유량, 압력

Description

기판에 작용하는 충격을 감지하기 위한 기판처리장치와 기판처리방법 {SUBSTRATE TREATING APPARATUS FOR DETECTING IMPACT APPLIED ON SUBSTRATE AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 기판에 작용하는 충격을 감지하기 위한 기판처리장치와 기판처리방법 및 충격감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이류체노즐에서 기체와 액체를 혼합 분사하여 반도체 기판 표면의 파티클을 제거함에 있어서 기판에 작용하는 충격을 감지하기 위한 기판처리장치와 기판처리방법 및 충격감지장치에 관한 것이다.
최근에는 반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써 기판 표면에 잔류하는 파티클, 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다.
이러한 이류로 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정처리하는 공정이 실시되고 있다.
이와 같이 기판 표면을 세정하기 위한 기판처리장치에는 액체와 기체를 혼합 하여 분사할 때 형성되는 액적을 기판의 표면에 충돌시켜 기판을 세정하는 이류체노즐을 구비하고 있다.
이러한 장치의 일례로 도 1, 도 2가 제시되어 있다.
도 1은 종래의 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 측면도로서, 대한민국 공개특허 10-2004-100865에 개시되어 있다.
도 1을 참조하면, 기판처리장치(51)는, 회전축(11)과 그 상단에 수직으로 설치된 원판모양의 스핀 베이스(12) 및 스핀 베이스(12)의 원주방향으로 간격을 두고 복수개 설치된 척핀(13)으로 이루어진 스핀척(10)과, 스핀척(10)에 지지된 기판(W)에 탈이온수의 액적을 공급하는 이류체노즐(52)을 구비하고 있고, 상기 회전축(11)에는 회전구동기구(14)가 결합되어 있어 스핀척(10)에 지지된 기판(W)을 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 이류체노즐(52)에 공급되는 탈이온수 및 질소가스의 배관(24,25)에는 밸브(24V,25V) 및 압력계(25P)가 구비되어 있다.
상기 이류체노즐(52)은 암(21)을 통해서 노즐이동기구(23)에 결합되어 있고, 노즐이동기구(23)는 암(21)에 접속된 이류체노즐(52)을 기판(W) 위에서 이동시킬 수 있다. 밸브(24V, 25V)의 개폐 및 회전구동기구(14) 및 노즐이동기구(23)의 동작은 컨트롤러(53)에 의해 제어된다.
도 2는 도 1에 도시된 이류체노즐을 보여주는 측단면도이다.
도 2에 도시된 이류체노즐(52)은 외부혼합형으로, 케이싱 밖에서 처리액(탈이온수)에 질소가스를 충돌시켜 탈이온수의 액적을 생성하는 것이다. 이때 생성되 는 액적은 볼륨중앙지름이 5㎛ 내지 40㎛이고, 이러한 액적을 기판(W) 표면에 충돌시켜 기판 표면에 부착된 파티클을 제거하게 된다.
미설명부호 54는 외부실린더, 55는 내부실린더, 56은 처리액 유로, 57은 처리액 도입구, 58은 처리액 토출구, 59는 원통유로, 60은 기체도입구, 61,62,63은 기체유로, 64는 기체토출구를 나타낸다.
한편 대한민국 공개특허 제10-2007-78373에는 기체와 액체의 유량, 기판과 이류체노즐간의 거리를 제어하여 분사되는 액적의 밀도를 관리하고 이러한 밀도를 가진 액적이 기판에 분사되어 파티클을 제어하는 기술이 공개되어 있다.
또한 대한민국 공개특허 제10-2006-87580에는 이류체노즐의 내부 구조와 오리피스의 직경 및 길이의 비율을 정의하여 액적의 입자 지름과 속도를 균일화시키는 기술이 공개되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 기판처리장치의 경우, 기체와 액체의 유량을 제어하여 액적의 크기는 제어가 되지만, 이와 같은 액적이 기판의 패턴(pattern)에 어느 정도의 손상(damage)을 가하는지는 알 수 없기 때문에, 보다 큰 힘이 기판에 가해지는 경우에는 기판 패턴이 손상을 입어 불량을 초래하게 된다.
즉, 실제로 기판에 가해지는 충격(impact)이 어느 정도인지는 확인할 수 없기 때문에 최종적으로 기판의 패턴(pattern)이 받는 손상을 제어하기는 곤란하다.
또한 이류체노즐은 가공, 조립시 오차가 발생하기 때문에 이류체노즐의 내부구조, 유량, 액적크기 만의 관리 및 제어로는 최종품에 대해 동일한 이류체노즐의 성능을 보장할 수 없다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 이류체노즐에서 형성된 액적이 기판에 가하는 힘을 제어함으로써 기판의 패턴에 손상을 가하지 않고 최적의 세정 효과를 얻을 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판을 지지하는 동시에 기판을 회전시키기 위한 기판지지 및 회전기구와, 기체공급부로부터 공급된 기체와 액체공급부로부터 공급된 액체를 충돌시켜 액적을 형성시키는 이류체노즐와, 상기 이류체노즐의 수직위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구와, 상기 이류체노즐을 기판의 중앙부 및 주연부로 이동시키는 노즐구동기구와, 상기 이류체노즐에서 분사되는 액적의 힘을 감지하기 위한 충격감지부를 구비하고; 상기 충격감지부에서 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 조절할 수 있는 것;을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 이류체노즐 충격감지장치는, 기체공급부로부터 공급된 기체와 액체공급부로부터 공급된 액체를 충돌시켜 액적을 형성시키는 이류체노즐; 상기 이류체노즐로부터 분사된 액적이 충돌되고 그 충돌되는 힘을 감지하기 위해 상기 이류체노즐로부터 일정거리 이격 설치되는 충격감지부; 상기 충격감지부에서 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 제어하는 제어부;로 이루 어진다.
본 발명의 기판처리방법은, (a) 이류체노즐에 의해 기체와 액체가 혼합되어 충격감지부에 분사되는 단계; (b) 상기 충격감지부에 가해지는 힘이 감지되는 단계; (c) 상기 감지된 힘이 설정범위 이내인지 여부가 판단되는 단계; (d) 상기 감지된 힘이 설정범위 이내가 되면 상기 이류체노즐을 세정위치로 이동시킨 후 기체와 액체를 혼합 분사시켜 기판을 세정하는 단계;로 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판에 가해지는 힘(impact)이 설정범위 이내인지 여부를 확인하고 기체와 액체의 압력 및 유량 또는 이류체노즐과 기판과의 간격을 조절함으로써 기판의 패턴(pattern)에 손상을 가하지 않고 최적의 세정 효율을 얻을 수 있고, 반도체 제조 수율(Yield)을 향상시킬 수 있다.
또한 이류체노즐의 가공, 조립시 발생하는 오차에도 불구하고 최종 제품의 이류체노즐에서 분사되는 기체 및 액체의 충격은 동일한 성능을 보장할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 기판처리장치를 보여주는 개략도, 도 4는 원점위치에 위치된 이류체노즐과 충격감지부의 설치상태를 보여주는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 기판처리장치(100)는, 기판(W)을 지지하는 동시에 기판을 회전시키기 위한 기판지지 및 회전기구(110), 상기 기판(W)의 표면에 있는 파티클을 제거하기 위하여 기체 및 액체를 분사시키는 이류체노즐(120), 상기 이류체노즐(120)의 상하위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구(130), 상기 이류체노즐(120)을 기판(W)의 중앙부 및 주연부로 이동시키는 노즐구동기구(140), 상기 이류체노즐(120)에 공급되는 기체의 유량 및 압력을 제어하는 기체제어부(151), 상기 이류체노즐(120)에 공급되는 액체의 유량 및 압력을 제어하는 액체제어부(152), 상기 이류체노즐에서 분사되는 액적의 힘을 감지하기 위한 충격감지부(160), 상기 충격감지부(160)에서 감지된 힘을 사용자가 볼 수 있도록 하기 위해 디스플레이하는 화면현시부(170), 상기 기체제어부(151)와 액체제어부(152)를 비롯하여 전체 시스템을 제어하기 위한 주제어부(180)로 구성된다.
이류체노즐(120)은 기판(W)에 대한 세정이 이루어지기 전에는 도 3에 도시된 충격감지부(160)의 상부에 위치해 있다가(이 위치를 '원점위치'라 한다), 기판(W) 세정을 위해 세정위치로 노즐구동기구(140)에 의해 도 3의 기판(W)이 놓여지는 영역(즉, 기판지지 및 회전기구(110)의 상부영역, 이하 '세정위치'라 함)으로 이동된다.
상기 기체제어부(151)와 액체제어부(152)에는 여러 구성들이 포함된다. 즉, 기체와 액체의 유량을 측정하기 위한 유량계, 공급되는 압력을 측정하기 위한 압력계, 기체와 액체의 공급을 조절하기 위한 밸브, 및 콘트롤러 등이 구비되어 공급되 는 기체와 액체의 유량 및 압력을 조절할 수 있도록 되어 있다.
상기 기체제어부(151)와 액체제어부(152)에는 각각 기체공급부(도면에 미도시)와 액체공급부(도면에 미도시)가 연결설치되어 있다.
상기 충격감지부(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 '원점위치'에 설치된다. 상기 충격감지부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, 이류체노즐(120)에서 분사되는 액적이 충돌되는 충돌면(161)이 구비되고, 상기 충돌면(161)에 가해지는 충격을 감지하기 위한 충격감지센서로 구성될 수 있다.
상기 충격감지센서는 일례로, 힘을 받으면 압축되거나 늘어나는 등 변형이 생기고 이 변형량을 전기적인 신호로 검출한 뒤 컴퓨터 장치에 의해 디지털신호로 바꾸면 힘이 숫자로 나타나게 되어 힘을 측정할 수 있는 로드셀(load cell)이 사용될 수 있다.
또한 상기 충격감지센서는, 힘을 가하면 전압을 발생시키는 피에조 효과(piezo effect)를 이용한 피에조센서(압전센서)가 사용될 수 있다.
여기서 이류체노즐(120)에 의해 액적이 기판(W)에 분사되는 경우 기판(W)에 가해지는 충격(힘)은 공급되는 기체/액체의 유량과 압력, 이류체노즐(120)과 기판(W) 사이의 거리에 의해 결정된다.
본 실시예에서는 상기 이류체노즐(120)의 하부 끝단과 기판(W) 상면과의 거리를, 도 4에 도시된 이류체노즐(120)의 하부 끝단과 충돌면(161)과의 거리(A)와 동일하게 설정하였다.
따라서 원점위치에서 이류체노즐(120)에 의해 분사된 액적이 충격감지 부(160)에 가하는 힘이 세정위치에서 이류체노즐(120)에 의해 분사된 액적이 기판(W)에 가하는 힘과 동일하게 되도록 하여, 실제 기판(W)이 받는 충격과 동일한 충격을 충격감지부(160)가 감지할 수 있도록 하였다.
본 발명에서 이류체노즐에 공급되는 기체는 일반적으로 질소가스가 사용되지만, 이에 한정되지 않고 모든 불활성 기체가 사용가능하다.
또한 액체는 탈이온수(DIW) 뿐만 아니라 반도체 공정에 사용되는 일반적인 세정액(SC-1,SC-2,SPM,DHF,BOE 등)은 모두 사용가능하다.
한편, 상기 이류체노즐(120)은 기판 세정시간(Through-put)을 단축하기 위해 복수개 사용할 수도 있다.
이하 도 3 및 도 4에 나타난 실시예의 작용에 대해 설명한다.
도 5는 도 3에 도시된 기판처리장치를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 이류체노즐(120)은 '원점위치'에 위치되어 있고, 이 경우 상기 이류체노즐(120)의 하부에는 충격감지부(160)가 구비되어 있다.
기체제어부(151)와 액체제어부(152)에 의해 기체와 액체가 각각 소정의 압력과 유량으로 제어되어 이류체노즐(120)로 공급되고, 상기 이류체노즐(120)로부터 충격감지부(160)의 충돌면(161)으로 기체와 액체가 분사된다(S201).
이와 같이 기체와 액체가 분사되면 충격감지부(160)에 의해 충격(힘)이 감지되고(S202), 기체와 액체의 분사는 정지된다(S203).
이때 주제어부(180)에서는 감지된 충격이 기 설정된 설정범위 이내인지 여부를 판단한다(S204). 여기서 '설정범위'란 기판(W)에 충격을 가했을 때 기판(W)의 패턴이 손상받지 않는 범위를 미리 설정한 것이다.
판단 결과 감지된 충격이 설정범위를 벗어난 경우(즉, 설정범위 이상 또는 이하인 경우) 주제어부(180)는 이상 상태임을 알리는 알람(Alarm)을 발생시키고, 기체의 유량 또는 압력, 액체의 유량 또는 압력 중 하나 이상을 조절한 후 다시 기체와 액체를 분사하여 충격이 설정범위 이내가 되도록 한다(S205).
이 경우 노즐상하구동기구(130)를 이용하여 이류체노즐(120)의 상하 위치를 조절함으로써 기판(W)에 가해지는 충격을 조절할 수도 있다.
만약 감지된 충격이 설정범위 이내인 경우에는 이류체노즐(120)을 노즐구동기구(140)를 이용하여 기판(W)이 놓인 세정위치로 이동시킨다(S206).
이후 노즐구동기구(140)가 이류체노즐(120)을 기판(W)의 중앙부 및 주연부로 이동시키면서 기체와 액체를 분사하여 기판(W)을 세정하고(S207), 기판(W) 세정이 완료되면 기체와 액체의 분사를 정지시킨 후(S208), 이류체노즐(120)을 다시 원점위치로 이동시킨다(S209).
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 이류체노즐 충격감지장치를 나타내는 개략도, 도 7은 본 발명의 다른실시예에 의한 기판처리장치를 나타내는 개략도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예는 기판처리장치와 별도로 구비된 이류체노즐 충격감지장치(300a)를 나타낸 것이다.
즉, 이류체노즐은 가공 및 생산 시 오차가 발생하게 되므로, 동일한 유량 및 압력의 기체와 액체를 공급하더라도 이류체노즐로부터 생성된 액적이 기판에 가하는 힘은 기판처리장치에 설치되는 각각의 이류체노즐마다 상이할 수 있다.
따라서 장비의 설치 시 또는 이류체노즐 생산 시에 각각의 이류체노즐의 충격특성을 파악한 후, 그 이류체노즐을 기판처리장치에 설치시에 파악된 충격특성에 따라 기체와 액체의 유량/압력 또는 노즐과 기판 사이의 간격을 조절하여 세정 공정을 진행하고자 하는 것이다.
이를 위한 이류체노즐 충격감지장치(300a)는, 기체공급부로부터 공급된 기체와 액체공급부로부터 공급된 액체를 충돌시켜 액적을 형성시키는 이류체노즐(320), 상기 이류체노즐(320)의 상하위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구(330), 상기 이류체노즐(320)에 공급되는 기체의 유량 및 압력을 제어하는 기체제어부(351a), 상기 이류체노즐(320)에 공급되는 액체의 유량 및 압력을 제어하는 액체제어부(352a), 상기 이류체노즐(320)로부터 분사된 액적이 충돌되고 그 충돌되는 힘을 감지하기 위해 상기 이류체노즐(320)로부터 일정거리 이격 설치되는 충격감지부(360), 상기 충격감지부(360)에서 감지된 힘을 사용자가 볼 수 있도록 하기 위해 디스플레이하는 화면현시부(370), 상기 충격감지부(360)에서 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 제어하는 주제어부(380)로 구성된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 충격감지장치(300a)에서 충격특성이 파악된 이류체노즐은 도 7에 도시된 기판처리장치(300b)에서 세정이 이루어진다.
도 7에 도시된 기판처리장치(300a)는, 기판(W)을 지지하는 동시에 기판을 회 전시키기 위한 기판지지 및 회전기구(310), 상기 기판(W)의 표면에 있는 파티클을 제거하기 위하여 기체 및 액체를 분사시키는 이류체노즐(321), 상기 이류체노즐(321)의 상하위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구(331), 상기 이류체노즐(321)을 기판(W)의 중앙부 및 주연부로 이동시키는 노즐구동기구(341), 상기 이류체노즐(321)에 공급되는 기체의 유량 및 압력을 제어하는 기체제어부(351b), 상기 이류체노즐(321)에 공급되는 액체의 유량 및 압력을 제어하는 액체제어부(352b), 상기 기체제어부(351b)와 액체제어부(352b)를 비롯하여 전체 시스템을 제어하기 위한 주제어부(381)로 구성된다.
이하 도 6 및 도 7에 나타난 실시예의 작용에 대해 설명한다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 충격감지장치와 기판처리장치를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이류체노즐(320)은 충격감지부(360)의 상측에 위치되어 있다.
기체제어부(351a)와 액체제어부(352a)에 의해 기체와 액체가 각각 소정의 압력과 유량으로 제어되어 이류체노즐(320)로 공급되고, 상기 이류체노즐(320)로부터 충격감지부(360)로 기체와 액체가 분사된다(S401).
이와 같이 기체와 액체가 분사되면 충격감지부(360)에 의해 충격(힘)이 감지되고(S402), 기체와 액체의 분사는 정지된다(S403).
이때 주제어부(380)에서는 감지된 충격이 기 설정된 설정범위 이내인지 여부를 판단한다(S404).
판단 결과 감지된 충격이 설정범위를 벗어난 경우 주제어부(380)는 이상 상태임을 알리는 알람(Alarm)을 발생시키고, 기체의 유량 또는 압력, 액체의 유량 또는 압력 중 하나 이상을 조절한 후, 다시 기체와 액체를 분사하여 충격이 설정범위 이내가 되도록 한다(S405). 이 경우 노즐상하구동기구(330)를 이용하여 이류체노즐(320)의 상하 위치를 조절할 수도 있다.
감지된 충격이 설정범위 이내가 되면, 이때의 기체와 액체의 유량 및 압력값, 그리고 이류체노즐(320)과 충격감지부(360) 사이의 간격(즉, 이류체노즐(320)의 상하 위치 값)을 확인한 후(S406), 충격감지장치에 의한 충격특성파악단계는 종료된다.
이러한 과정을 통해 특정 이류체노즐(320)에 대한 충격특성(즉, 감지된 충격이 설정범위 이내로 되기 위한 기체와 액체의 유량 및 압력 특성, 노즐과 충격감지부 사이의 간격)을 파악할 수 있다.
이와 같은 충격감지단계는 이류체노즐의 가공 생산 시 이류체노즐 전수 검사 또는 랜덤 검사의 방식으로 실시할 수 있다.
상기 충격특성파악단계 이후에는 그 단계에서 충격특성이 파악된 이류체노즐(320)을 사용하여 기판처리장치에서 기판처리단계를 진행한다.
이 경우 상기 충격감지단계에서 파악된 이류체노즐(320)의 충격특성을 이용하여 도 7에 도시된 기판처리장치의 기체와 액체의 유량 및 압력값, 그리고 이류체노즐(320)의 수직위치를 설정하게 된다(S407).
그 후 원점위치에 있던 이류체노즐(320)을 세정위치로 이동시켜 기판을 세정 하는 단계(S408)는, 도 5의 S206 내지 S209의 단계와 동일하게 이루어진다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판처리장치를 나타내는 개략도이다.
도 9를 참조하면, 기판처리장치(500)는, 기판(W)을 지지하는 동시에 기판을 회전시키기 위한 기판지지 및 회전기구(510), 상기 기판(W)의 표면에 있는 파티클을 제거하기 위하여 기체 및 액체를 분사시키는 이류체노즐(520), 상기 이류체노즐(520)의 상하위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구(530), 상기 이류체노즐(520)을 기판(W)의 중앙부 및 주연부로 이동시키는 노즐구동기구(540), 상기 이류체노즐(520)에 공급되는 기체의 유량 및 압력을 제어하는 기체제어부(551), 상기 이류체노즐(520)에 공급되는 액체의 유량 및 압력을 제어하는 액체제어부(552), 상기 이류체노즐(520)에서 형성된 액적이 기판(W)에 충돌될 때 기판(W)에 가해지는 힘을 측정하기 위한 충격감지부(560), 상기 충격감지부(560)에서 감지된 힘을 사용자가 볼 수 있도록 하기 위해 디스플레이하는 화면현시부(570), 상기 기체제어부(551)와 액체제어부(552)를 비롯하여 전체 시스템을 제어하기 위한 주제어부(580)로 구성된 점에서는 도 3에 도시된 실시예와 동일하다.
본 실시예에서는, 기판(W)의 수직위치를 감지하여 기판(W)과 충격감지부(560)의 수직위치를 동일하게 유지시키기 위한 기판위치감지센서(590)와, 상기 기판위치감지센서(590)에서 기판(W)과 충격감지부(560)의 수직위치가 상이한 것으로 감지된 경우 상기 충격감지부(560)의 수직위치를 기판에 일치시키기 위하여 상기 충격감지부(560)의 상하 위치를 조절하기 위한 충격감지부위치설정기구(도면에 미도시)가 더 구비된다.
상기 기판위치감지센서(590)는 충격감지부(560)에 결합시킴으로써 기판(W)과 충격감지부(560)의 위치를 용이하게 일치시킬 수 있다.
이하 도 9에 나타난 실시예의 작용에 대해 설명한다.
도 10은 도 9에 도시된 기판처리장치를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 기판위치감지센서(590)에서 기판(W)의 수직위치를 감지한다(S601).
감지결과 기판(W)과 충격감지부(560)의 수직위치가 일치하는지 여부를 판단하여(S602), 일치하지 않으면 충격감지부위치설정기구를 이용하여 충격감지부(560)의 수직위치를 보정한다(S603).
감지결과 기판(W)과 충격감지부(560)의 수직위치가 일치하는 경우에는 기체와 액체를 충격감지부(560)에 분사하여 충격을 감지하고 감지된 충격이 설정범위 이내인지 여부를 판단한다(S604∼S607).
이후의 단계(S608∼S610)는 도 5에서 설명한 S205 내지 S209의 단계와 동일하게 진행된다.
한편, 상기에서는 충격감지부를 기판(W)과 별도로 설치하여 기판(W)에 가해지는 충격을 간접적으로 측정하는 실시예에 대해 설명하였으나, 충격감지센서를 기판에 부착함으로써 액적에 의해 기판에 가해지는 힘을 직접 측정하는 구성도 가능 하다.
또한 상기에서는 기체와 액체의 유량 및 압력을 자동으로 설정하는 구성에 대해 설명하였으나, 사용자가 수동으로 유량 및 압력을 설정하는 구성도 가능함은 당업자에게 자명한 사항이다.
또한 기판에 가해지는 충격을 결정하는 요소로는 기체와 액체의 유량 및 압력, 그리고 이류체노즐과 기판 사이의 간격이 있고, 상기에서는 이러한 요소 중 어느 하나 이상을 조절하는 실시예에 대해 설명하였으나, 일반적으로 기체의 유량 조절에 의해 손쉽게 기판에 가해지는 충격을 조절할 수 있다.
아래 표는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치에서 기판에 가해지는 충격(IMPACT)을 달리 설정하여 실험한 결과를 나타낸 것이다.
구 분 실험예 1 실험예 2 실험예 3 실험예 4
충격(impact) 10∼15gf 15∼20gf 20∼30gf 30∼40gf
세정 효과 70% 미만 80% 미만 90% 이상 90% 이상
손상(damage) 없음 없음 없음 있음
실험예 1은 이류체노즐에서 분사되는 기체와 액체의 유량 및 압력을 제어하여 기판이 받는 충격을 10∼15gf로 설정하였을 때이고, 이때 기판 표면상의 파티클 세정 효과는 70% 미만이고, 기판의 패턴 손상은 없었다.
실험예 2는 이류체노즐에서 분사되는 기체와 액체의 유량 및 압력을 제어하여 기판이 받는 충격을 15∼20gf로 설정하였을 때이고, 이때 기판 표면상의 파티클 세정 효과는 80% 미만이고, 기판의 패턴 손상은 없었다.
실험예 3은 이류체노즐에서 분사되는 기체와 액체의 유량 및 압력을 제어하여 기판이 받는 충격을 20∼30gf로 설정하였을 때이고, 이때 기판 표면상의 파티클 세정 효과는 90% 이상이고, 기판의 패턴 손상은 없었다.
실험예 4는 이류체노즐에서 분사되는 기체와 액체의 유량 및 압력을 제어하여 기판이 받는 충격을 30∼40gf로 설정하였을 때이고, 이때 기판 표면상의 파티클 세정 효과는 90% 이상이지만, 기판의 패턴 손상이 발생하였다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 실제로 기판에 가해지는 충격(impact)이 어느 정도인지를 직접 또는 간접적으로 확인할 수 있고, 기판의 패턴에 손상이 가지 않는 범위의 기체와 액체의 유량, 압력 및 이류체노즐의 위치를 제어할 수 있어, 기판 패턴 손상에 의한 불량을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예를 사용하여 설명하였으나 이들 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 이류체노즐을 보여주는 측단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 기판처리장치를 보여주는 개략도,
도 4는 원점위치에 위치된 이류체노즐과 충격감지부의 설치상태를 보여주는 개략도,
도 5는 도 3에 도시된 기판처리장치를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 이류체노즐 충격감지장치를 나타내는 개략도,
도 7은 본 발명의 다른실시예에 의한 기판처리장치를 나타내는 개략도,
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 충격감지장치와 기판처리장치를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판처리장치를 나타내는 개략도,
도 10은 도 9에 도시된 기판처리장치를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,500 : 기판처리장치 110,310,510 : 기판지지 및 회전기구
120,320,520 : 이류체노즐 130,330,530 : 노즐상하구동기구
140,341,540 : 노즐구동기구 151,351a,551 : 기체제어부
152,352a,552 : 액체제어부 160,360,560 : 충격감지부
170,370,570 : 화면현시부 180,380,580 : 주제어부
190,590 : 기판위치감지센서 300a : 이류체노즐 충격감지장치

Claims (14)

  1. 기판을 지지하는 동시에 기판을 회전시키기 위한 기판지지 및 회전기구와, 기체공급부로부터 공급된 기체와 액체공급부로부터 공급된 액체를 충돌시켜 액적을 형성시키는 이류체노즐와, 상기 이류체노즐의 수직위치를 가변시키기 위한 노즐상하구동기구와, 상기 이류체노즐을 기판의 중앙부 및 주연부로 이동시키는 노즐구동기구와, 상기 이류체노즐에서 분사되는 액적의 힘을 감지하기 위한 충격감지부를 구비하고;
    상기 충격감지부에서 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 조절할 수 있고;
    상기 충격감지부는, 상기 이류체노즐의 원점위치에 설치되며;
    상기 기판의 수직위치를 감지하여 기판과 충격감지부의 수직위치를 동일하게 유지시키기 위한 기판위치감지센서가 설치된 것;
    을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판위치감지센서에서 기판과 충격감지부의 수직위치가 상이한 것으로 감지된 경우 상기 충격감지부의 수직위치를 기판에 일치시키기 위한 충격감지부위치설정기구가 구비된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충격감지부는 로드셀 또는 피에조센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이류체노즐에서 분사되는 기체와 액체의 유량 및 압력을 각각 제어하기 위한 기체제어부와 액체제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충격감지부는 상기 액적이 충돌시 상기 기판에 가해지는 힘을 직접 측정하기 위하여 상기 기판에 부착되는 충격감지센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 삭제
  9. (a) 기판위치감지센서가 기판의 수직위치를 감지하여 기판과 충격감지부의 수직위치를 일치시킨 후, 이류체노즐에 의해 기체와 액체가 혼합되어 충격감지부에 분사되는 단계;
    (b) 상기 충격감지부에 가해지는 힘이 감지되는 단계;
    (c) 상기 감지된 힘이 설정범위 이내인지 여부가 판단되는 단계;
    (d) 상기 감지된 힘이 설정범위 이내가 되면 상기 이류체노즐을 세정위치로 이동시킨 후 기체와 액체를 혼합 분사시켜 기판을 세정하는 단계;
    로 이루어진 기판처리방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기판위치감지센서에서 기판과 충격감지부의 수직위치가 상이한 것으로 감지된 경우, 상기 이류체노즐의 수직위치를 가변시켜, 세정위치에서의 이류체노즐 끝단과 기판 사이의 간격을 원점위치에서의 이류체노즐 끝단과 충격감지부 사이의 간격에 일치시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 상기 기체의 공급압력, 기체의 공급유량, 액체의 공급압력, 액체의 공급유량 중에서 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 설정범위 이내가 되도록 상기 이류체노즐의 수직위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 감지된 힘이 설정범위를 벗어난 경우 알람을 발생시키고, 감지된 힘을 화면현시부를 통해 디스플레이시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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