KR101225098B1 - Apparatus for processing substrate and method thereof - Google Patents
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Abstract
기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 지지하며 상기 기판을 회전시키는 스핀헤드; 및 상기 스핀헤드에 놓여진 상기 기판으로 소정 기판 처리 공정을 위한 약액을 공급하는 1개 이상의 노즐을 포함하고, 상기 기판 처리 공정 중단시 상기 노즐 중 적어도 하나는 상기 기판으로 세정액을 공급한다.Provided is a substrate processing apparatus. The substrate processing apparatus includes a spin head which supports a substrate and rotates the substrate; And one or more nozzles for supplying a chemical liquid for a predetermined substrate processing process to the substrate placed on the spin head, wherein at least one of the nozzles supplies a cleaning liquid to the substrate when the substrate processing process is stopped.
기판 처리 장치, 세정액, 고정 노즐 Substrate Processing Unit, Cleaning Liquid, Fixed Nozzle
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 반도체 제조 공정, 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display) 제조 공정 등에 사용되는 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a substrate processing apparatus and a method thereof, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a method for processing a substrate used in a semiconductor manufacturing process, a flat panel display (FPD) manufacturing process, and the like.
일반적으로 반도체 소자를 제조하거나 평판 디스플레이를 제조함에 있어서 다양한 기판 처리 공정 예컨대, 감광액 도포 공정(Photoresist Coating), 현상 및 베이크 공정(Develop & Bake), 식각 공정(Etching), 애싱 공정(Ashing) 등이 수행되고 있으며, 이러한 여러 단계의 공정을 수행하는 과정에서 발생하는 각종 오염물을 제거하기 위하여 세정 공정(Wet Cleaning)이 또한 수행되고 있다. In general, in manufacturing a semiconductor device or a flat panel display, various substrate processing processes such as photoresist coating, developing & baking, etching, ashing, etc. Wet cleaning is also performed to remove various contaminants generated in the process of performing these various steps.
이러한 공정들은 매엽식 세정 장비와 같은 기판 처리 장치에서 수행될 수 있다. 일반적인 매엽식 세정 장비는 기판척(wafer chuck)에 기판을 고정시킨 후, 모터에 의해 기판을 회전시키면서 기판의 상부에서 노즐을 통해 약액(chemical) 또는 순수(DI water)를 분사하여 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 기판의 전면으로 퍼지게 하는 방식으로 공정을 수행한다. 이때, 각각의 공정은 약액의 종류, 약 액 분사 각도, 기판의 회전 속도 등과 같은 기 설정된 공정 레시피(recipe)에 따라 수행된다.Such processes may be performed in a substrate processing apparatus such as sheet cleaning equipment. The general sheet cleaning equipment is fixed to a wafer chuck, and then rotates the substrate by a motor and sprays chemical or DI water through a nozzle from the top of the substrate to rotate the substrate. The process is carried out in such a way that chemical liquid or pure water is spread to the front of the substrate. At this time, each process is performed according to a predetermined process recipe such as the type of chemical liquid, chemical liquid injection angle, rotation speed of the substrate, and the like.
한편, 반도체 제조 장비의 런(Run) 진행 중 오동작에 의한 알람이 발생하거나 사용자가 요청하는 등의 사유가 발생하면 반도체 제조 장비의 런 진행이 갑자기 중단될 수 있다. 이 경우 전술한 기판 처리 장치에서 진행되던 공정 또한 중단되고 그에 따라 수행되던 모든 동작들 예컨대, 기판의 회전, 약액의 분사, 노즐의 이동 등이 정지된다.On the other hand, when an alarm occurs due to a malfunction or a request from a user occurs while the run of the semiconductor manufacturing equipment is in progress, the running of the semiconductor manufacturing equipment may be suddenly stopped. In this case, the process that is performed in the above-described substrate processing apparatus is also stopped, and all operations performed accordingly, for example, rotation of the substrate, injection of the chemical liquid, movement of the nozzle, and the like are stopped.
그런데, 매엽식 세정 설비와 같은 기판 처리 장치에서는 해당 공정에 따라 다양한 종류의 약액이 사용되며, 이 약액에는 강한 식각을 위하여 사용되는 강산 용액 등과 같이 기판을 손상시키는 약액이 포함될 수 있다. 따라서, 상기와 같이 기판 처리 장치에서 진행되는 공정이 갑자기 중단되는 경우 즉, 기판의 회전 및 약액의 분사 등이 정지되는 경우에는 기판의 표면에 기 분사된 약액이 잔류하게 된다. 이와 같이 기판 표면에 잔류하는 약액은, 시간이 경과함에 기판을 손상시키고 공정 재개를 위한 사용자의 조작을 어렵게 하는 문제점을 야기한다.However, various types of chemical liquids are used in a substrate processing apparatus such as a single wafer cleaning facility, and the chemical liquid may include a chemical liquid that damages a substrate, such as a strong acid solution used for strong etching. Therefore, when the process of the substrate processing apparatus is suddenly interrupted as described above, that is, when the rotation of the substrate and the injection of the chemical liquid is stopped, the previously sprayed chemical liquid remains on the surface of the substrate. Thus, the chemical liquid remaining on the surface of the substrate causes a problem that damages the substrate over time and makes it difficult for a user to resume the process.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판 처리 장치에서 진행되던 공정이 갑자기 중단되더라도 기판 표면에 잔류하는 약액에 의한 기판 손상 등을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a method thereof capable of preventing substrate damage due to chemicals remaining on the surface of a substrate even if a process that is progressed in the substrate processing apparatus is abruptly interrupted.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하며 상기 기판을 회전시키는 스핀헤드; 및 상기 스핀헤드에 놓여진 상기 기판으로 소정 기판 처리 공정을 위한 약액을 공급하는 1개 이상의 노즐을 포함하고, 상기 기판 처리 공정 중단시 상기 노즐 중 적어도 하나는 상기 기판으로 세 정액을 공급한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including a spin head supporting a substrate and rotating the substrate; And one or more nozzles for supplying a chemical liquid for a predetermined substrate processing process to the substrate placed on the spin head, wherein at least one of the nozzles supplies three semen to the substrate when the substrate processing process is stopped.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 기판을 회전시키면서 상기 기판으로 약액을 공급하는 소정 기판 처리 공정을 수행하면서, 상기 기판 처리 공정의 중단 여부를 감시하는 단계; 및 상기 기판 처리 공정이 중단되면 상기 기판으로 세정액을 공급하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of processing a substrate, the method comprising: monitoring whether the substrate processing process is interrupted while performing a predetermined substrate processing process of supplying a chemical liquid to the substrate while rotating the substrate; ; And supplying a cleaning liquid to the substrate when the substrate processing process is stopped.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 그 방법에 의하면, 기판 처리 장치에서 진행되던 공정이 갑자기 중단되더라도 기판 표면에 잔류하는 약액을 빠르고 효율적으로 제거함으로써 기판 표면에 잔류하는 약액에 의하여 발생하는 문제점들을 원천적으로 방지할 수 있다.According to the substrate processing apparatus and the method according to the present invention, even if the process in the substrate processing apparatus is suddenly interrupted, the problems caused by the chemical liquid remaining on the substrate surface are removed by quickly and efficiently removing the chemical liquid remaining on the substrate surface. It can prevent.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 수단 또는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. Advantages and features of the present invention, and means or method for achieving the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, "and / or" includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus according to some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 스핀헤드(110), 용기(120), 제1 약액 분사부(130), 제2 약액 분사부(140), 제3 약액 분사부(150), 약액 공급부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
스핀헤드(110)는 기판(W)의 피처리면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지하며, 기판(W)을 회전시킨다. 스핀헤드(110)의 하부에는 스핀헤드(110)를 회전시키기 위한 스핀모터(미도시됨)가 연결된다.The
용기(120)는 스핀헤드(110)의 가장자리를 감싸면서 상부가 개방된 보울(bowl) 형상을 갖는다. 전술한 바와 같이, 기판(W)에 대한 처리 공정이 진행되면 기판(W)이 스핀헤드(110)와 함께 회전되면서 기판(W)의 피처리면에 다양한 약액들이 분사된다. 이때, 분사된 약액들은 원심력에 의하여 외부로 비산되어 외부의 다른 장치나 주위를 오염시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 이러한 용기(120)를 이용한다.The
제1 내지 제3 약액 분사부(130, 140, 150)는 노즐을 통하여 스핀헤드(110)에 놓여진 기판(W)의 피처리면에 약액을 분사한다. The first to third
좀더 구체적으로는, 제1 약액 분사부(130)는 용기(120)의 일측 상단에 고정 설치되는 고정 노즐들(132, 134, 136, 138)을 통하여 기판(W)으로 약액을 분사한다. 이때, 고정 노즐들(132, 134, 136, 138)은 각각 서로 같거나 다른 약액을 토출할 수 있는데, 고정 노즐들(132, 134, 136, 138) 중 적어도 하나는 기판(W)에 대한 처리 공정의 중단시 기판(W) 표면에 잔류하는 약액을 중화시키거나 제거할 수 있는 소정 약액(이하, 세정액이라 함)을 토출하여야 한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 본 명세서에서는 일례로서, 4개의 고정 노즐들이 설치되는 경우를 나타내고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 고정 노즐의 수는 가변될 수 있다. More specifically, the first
제2 및 제3 약액 분사부(140, 150)는 직선 이동 또는 회전 이동을 하면서 노즐을 통하여 기판(W)으로 약액을 분사한다. 따라서, 제2 및 제3 약액 분사부(140, 150)는 제1 약액 분사부(130)와는 달리 직선 이동 또는 회전 이동을 위하여 별도의 구동부(미도시됨)에 연결될 것이 요구된다. 제2 및 제3 약액 분사부(140, 150)는 본 발명의 특징과 큰 관련이 없으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The second and third
약액 공급부(160)는 제1 약액 분사부(130)에 연결되며 기판 처리 장치(100)에서 수행되는 기판 처리 공정에 필요한 여러가지 약액을 제1 약액 분사부(130)에 공급한다. 여기서, 약액 공급부(160)는 기판 처리 공정의 중단시 기판(W) 표면에 잔류하는 약액을 제거하거나 중화시킬 수 있는 적어도 하나의 세정액을 저장하고 있으며, 실질적으로 기판 처리 공정이 중단되는 상황이 발생하면 후술하는 제어부(170)의 제어에 의하여 이러한 세정액 중 적어도 하나를 제1 약액 분사부(130)의 고정 노즐들(132, 134, 136, 138) 중 적어도 하나로 공급한다. 이때, 약액 공급부(160)에서 제1 약액 분사부(130)로 공급되는 세정액은, 기판 처리 공정 중단 직전에 사용된 약액 즉, 공정 중단 시점에서 기판(W) 표면에 잔류하는 약액을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 세정액은 퓸(fume)이 발생되지 않고 인체에 무해한 것이 바람직하며, 특히 순수 또는 SC-1인 것이 바람직하다.The chemical
제어부(170)는 기판 처리 장치(100)에서 공정이 진행되고 있는지 여부를 지속적으로 감시하다가 기판 처리 공정이 갑자기 중단되면 세정액 공급을 위한 제어 신호를 약액 공급부(160)로 전송한다. 이때, 제어 신호에는 어떤 종류의 세정액을 어느 고정 노즐로 토출하게 할 것인지에 대한 정보가 포함될 수도 있고, 이 정보는 불변이거나 또는 기판 처리 장치(100)에서 진행되던 해당 공정(예를 들어, 기판(W) 상에 잔류하는 약액의 종류)을 고려하여 가변될 수도 있다. 또한, 공정 중단 여부는 예를 들어, 스핀헤드(110)에 연결된 스핀모터의 구동이 정지되었는지 여부를 기준으로 판단할 수도 있고 이를 위하여 제어부(170)는 스핀모터와 전기적으로 연결 될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
전술한 바와 같이, 약액 공급부(160)는 상기의 제어 신호를 수신하면 약액 공급부(160)에 기 저장된 세정액 중 적어도 하나를 제1 약액 분사부(130)의 고정 노즐들(132, 134, 136, 138) 중 적어도 하나로 공급하고, 그에 따라 제1 약액 분사부(130)는 기판(W)으로 세정액을 분사하여 기판(W) 표면에 잔류하는 약액을 제거하거나 중화시킬 수 있다. As described above, the chemical
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 처리 장치에서의 공정 진행이 갑자기 중단되더라도 즉시 기판으로 세정액이 분사되어 기판 표면에 잔류하는 약액이 제거 또는 중화되기 때문에 기판 손상 등의 문제점이 발생할 여지가 없고 사용자의 동작 재개 조작을 용이하게 한다. 게다가, 용기에 고정 설치되는 고정 노즐을 통하여 세정액을 분사하기 때문에, 별도의 구동 동작이 요구되지 않아 안정성이 우수한 장점이 있다. According to one embodiment of the present invention, even if the process in the substrate processing apparatus is abruptly stopped, since the cleaning liquid is injected to the substrate immediately and chemicals remaining on the surface of the substrate are removed or neutralized, problems such as substrate damage may occur. And facilitate the user's operation resume operation. In addition, since the cleaning liquid is injected through the fixed nozzle fixedly installed in the container, a separate driving operation is not required, and thus the stability is excellent.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
우선, 기판 처리 장치(100)에서의 소정 기판 처리 공정 진행을 위하여 스핀헤드(110) 상에 기판(W)을 안착시킨다(S10). 기판(W)은 피처리면이 위를 향하도록 안착되며 기판(W)이 안착되면 스핀헤드(110)는 기판(W)을 고정한다.First, the substrate W is seated on the
다음으로, 기판(W)에 대한 기판 처리 공정을 진행하면서, 기판 처리 공정이 정상적으로 진행되고 있는지 또는 중단되었는지 여부를 지속적으로 감시한다(S20). 여기서, 기판 처리 공정의 진행을 간략히 설명하면, 스핀모터 구동에 의하여 스핀 헤드(110)와 함께 고정된 기판(W)이 회전되면서, 제1 내지 제3 약액 분사부(130, 140, 150)의 노즐을 통하여 기판(W)의 피처리면에 해당 기판 처리 공정에서 요구되는 약액이 분사된다.Next, while proceeding the substrate processing process for the substrate (W), it is continuously monitored whether the substrate processing process is in progress or stopped (S20). Here, the progress of the substrate processing process will be briefly described. As the substrate W fixed together with the
다음으로, 소정 사유에 의하여 기판 처리 공정이 중단되면, 제1 약액 분사부(130)의 고정 노즐들(132, 134, 136, 138) 중 적어도 하나를 통하여 기판(W) 표면에 잔류하는 약액을 제거하거나 중화시키기 위한 적어도 하나의 세정액을 기판(W)으로 분사한다(S30). Next, when the substrate treating process is stopped for a predetermined reason, the chemical liquid remaining on the surface of the substrate W through at least one of the fixed
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. You will understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of the code for the main part of the drawing>
110: 스핀헤드 120: 용기110: spin head 120: container
130: 제1 약액 분사부 132,134,136,138: 고정노즐130: first chemical
160: 약액 공급부 170: 제어부160: chemical liquid supply unit 170: control unit
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