KR101842119B1 - 기판 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 방법으로는, 노즐은 회전하는 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 처리하되, 기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치는 변경되며, 상기 기판의 회전 속도는 상기 처리액의 공급 위치에 동기화되어 변경된다. 처리액의 공급 위치가 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역으로 갈수록 기판의 회전 속도를 느려진다. 이로 인해 처리액이 척핀으로부터 비산되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 방법 및 장치{Method and Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 세정, 증착, 애싱, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진, 세정, 애싱, 그리고 식각 공정은 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 공정이다.
일반적으로 기판의 액 처리 공정에는 회전되는 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 처리액은 노즐(4)로부터 토출되고, 처리액의 공급 위치는 노즐(4)의 이동에 의해 변경된다. 기판(W)은 척 핀(2)에 의해 측부가 각각 지지된 상태에서 회전된다. 도 1은 일반적인 액 처리 장치에서 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판의 회전 속도를 보여주는 그래프이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 처리액의 공급 위치는 기판(W)의 중심에서 단부로 이동된다. 기판(W) 상에 공급된 처리액은 원심력에 의해 기판(W)의 전체 영역으로 확산된다.
그러나 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 단부에 도달하면, 처리액의 일부는 척 핀(2)에 제공된다. 이에 따라 처리액은 척 핀(W)으로부터 비산되고, 이는 기판(W)을 역오염시키거나 주변 장치를 오염시킨다.
또한 기판(W)을 건조 처리하기 위한 공정으로, 처리액은 유기용제가 사용된다. 기판(W)은 유기 용제가 공급된 상태에서 회전되고, 기판(W) 상에 잔류된 린스액을 증발시킨다. 그러나 기판(W)의 단부에 인접한 영역은 중앙 영역에 비해 그 회전 속도가 빠르다. 이에 따라 기판(W)의 단부에 인접한 영역이 중앙 영역보다 먼저 건조되고, 이는 워터 마크를 발생시킨다.
본 발명은 노즐로부터 토출되는 처리액이 척핀으로부터 비산되어 기판 또는 이의 주변 장치가 오염되는 것을 방지할 수 있는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판 건조 공정 시 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역에 원터 마크가 발생되는 것을 방지할 수 있는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 방법으로는, 노즐은 회전하는 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 처리하되, 기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치는 변경되며, 상기 기판의 회전 속도는 상기 처리액의 공급 위치에 동기화되어 변경된다.
상기 처리액의 공급 위치는 상기 기판의 제1영역에 공급되는 제1공급 위치 및 상기 제1영역과는 상이한 상기 기판의 제2영역에 공급되는 제2공급 위치를 포함하고, 상기 기판의 회전 속도는 상기 제1공급 위치에서의 상기 기판의 회전 속도인 제1회전 속도 및 상기 제1회전 속도와는 상이한 속도이며, 상기 제2공급 위치에서의 상기 기판의 회전 속도인 제2회전 속도를 포함하되, 상기 제1공급 위치는 상기 제2공급 위치보다 상기 기판의 중심에 더 가까운 위치이며, 상기 제2공급 위치는 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역을 포함하는 위치일 수 있다. 상기 제2회전 속도는 상기 제1회전 속도에 비해 느릴 수 있다. 상기 처리액의 공급 위치는 상기 제1공급 위치에서 상기 제2공급 위치로 이동되고, 상기 처리액의 공급 위치가 이동되는 동안에 상기 노즐은 상기 처리액을 계속적으로 토출할 수 있다. 상기 처리액의 공급 위치는 상기 제1공급 위치에서 상기 제2공급 위치로 이동되고, 상기 기판의 회전 속도는 상기 처리액의 공급 위치가 상기 제2공급 위치에 가까울수록 계속적으로 감속될 수 있다. 상기 처리액의 공급 위치는 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에 위치되는 상기 기판의 중간 영역에 공급되는 중간 공급 위치를 더 포함하고, 상기 기판의 회전 속도는 상기 중간 공급 위치에서의 상기 기판의 회전 속도인 중간 회전 속도를 더 포함하되, 상기 제1회전 속도에서 상기 중간 회전 속도로 감속되는 제1감속 변동폭은 상기 중간 회전 속도에서 상기 제2회전 속도로 감속되는 제2감속 변동폭과 상이할 수 있다.
기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐, 처리액의 공급 위치가 변경되도록 상기 노즐을 이동시키는 이동 부재, 그리고 상기 기판 지지 유닛 및 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 지지 몸체, 상기 지지 몸체의 상면으로부터 위로 돌출되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀, 그리고 상기 지지 몸체의 저면에 결합되며, 회전 가능한 회전 구동 부재를 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치가 변경되고, 상기 기판의 회전 속도가 상기 처리액의 공급 위치에 동기화되어 변경되도록 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어한다.
상기 처리액의 공급 위치는 상기 기판의 제1영역에 공급되는 제1공급 위치 및 상기 제1영역과는 상이한 상기 기판의 제2영역에 공급되는 제2공급 위치를 포함하고, 상기 기판의 회전 속도는 상기 제1공급 위치에서의 상기 기판의 회전 속도인 제1회전 속도 및 상기 제1회전 속도와는 상이한 속도이며, 상기 제2공급 위치에서의 상기 기판의 회전 속도인 제2회전 속도를 포함하되, 상기 제1공급 위치는 상기 제2공급 위치보다 상기 기판의 중심에 더 가까운 위치이며, 상기 제2공급 위치는 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역을 포함하는 위치이고, 상기 제2회전 속도는 상기 제1회전 속도에 비해 느릴 수 있다.
또한 기판을 처리하는 방법으로는 노즐은 회전하는 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 처리하되, 기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치는 상기 노즐의 이동에 의해 변경되며, 상기 기판의 회전 속도는 상기 노즐의 이동 속도에 동기화되어 변경된다.
상기 노즐의 이동 속도가 느려질수록 상기 기판의 회전 속도는 느려질 수 있다.
또한 상기 노즐의 이동 속도 및 상기 기판의 회전 속도 각각은 상기 기판의 중심에서 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역으로 갈수록 점진적으로 느려질 수 있다. 상기 노즐의 이동 속도는 제1이동 속도, 상기 제1이동 속도보다 느린 제2이동 속도, 그리고 상기 제1이동 속도에서 상기 제2이동 속도로 감속되는 가감 이동 속도를 포함하고, 상기 기판의 회전 속도는 상기 제1이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제1회전 속도, 상기 제1회전 속도보다 느리며, 상기 제2이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제2회전 속도, 그리고 상기 가감 이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 가감 회전 속도를 포함할 수 있다.
상기 노즐은 전처리 위치에서 후처리 위치로 이동되면서 상기 처리액을 공급하되, 상기 노즐의 이동 속도는 상기 전처리 위치를 지나는 제1이동 속도 및 상기 후처리 위치를 지나며, 상기 제1이동 속도보다 느린 제2이동 속도를 포함하고, 상기 기판의 회전 속도는 상기 제1이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제1회전 속도 및 상기 제1회전 속도보다 느리며, 상기 제2이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제2회전 속도를 포함하되, 상기 전처리 위치에서 처리액이 공급되는 제1공급 위치는 상기 후처리 위치에서 처리액이 공급되는 상기 제2공급 위치보다 상기 기판의 중심에 더 가까운 위치이며, 상기 제2공급 위치는 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역을 포함하는 위치일 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐, 처리액의 공급 위치가 변경되도록 상기 노즐을 이동시키는 이동 부재, 그리고 상기 기판 지지 유닛 및 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 지지 몸체, 상기 지지 몸체의 상면으로부터 위로 돌출되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀, 그리고 상기 지지 몸체의 저면에 결합되며, 회전 가능한 회전 구동 부재를 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치를 변경하며, 상기 기판의 회전 속도를 상기 노즐의 이동 속도에 동기화되어 변경되도록 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어한다.
상기 제어기는 상기 노즐의 이동 속도가 느려질수록 상기 기판의 회전 속도가 느려지게 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 노즐의 이동 속도 및 상기 기판의 회전 속도 각각이 상기 기판의 중심에서 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역으로 갈수록 점진적으로 느려지게 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리액의 공급 위치가 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역으로 갈수록 기판의 회전 속도를 느려진다. 이로 인해 처리액이 척핀으로부터 비산되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 처리액의 공급 위치가 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역으로 갈수록 기판의 회전 속도가 느려지므로, 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역에 제공된 처리액이 중심 영역에 제공된 처리액보다 먼저 건조되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 액 처리 장치에서 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 노즐 이동 속도 및 기판의 회전 속도를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 노즐로부터 기판을 액 처리하는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 5 및 도 6에서 액 공급 위치에 따른 기판 회전 속도를 보여주는 그래프이다.
도 8은 도 7에서 기판의 회전 속도의 다른 실시예를 보여주는 그래프이다.
도 9는 도 7에서 기판의 회전 속도의 또 다른 실시예를 보여주는 그래프이다.
도 10은 도 5 및 도 6에서 노즐 이동 속도에 따른 기판 회전 속도를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 기판처리부(260)들이 제공된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 액 처리하는 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(300)는 기판(W)을 액 처리한다. 본 실시예에는 기판의 액 처리 공정을 세정 공정으로 설명한다. 이러한 액 처리 공정은 세정 공정에 한정되지 않으며, 사진, 애싱, 그리고 식각 등 다양하게 적용 가능하다. 도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 스핀 헤드(340), 승강 유닛(360), 액 공급 유닛(380), 그리고 제어기(400)를 포함한다.
처리 용기(320)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)는 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 스핀 헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측공간(322a) 및 내부 회수통(322)은 내부 회수통(322)으로 처리액이 유입되는 제1유입구(322a)로서 기능한다. 내부 회수통(322)과 외부 회수통(326)의 사이공간(326a)은 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 제2유입구(326a)로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(322a,326a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,326)의 저면 아래에는 회수 라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,326)에 유입된 처리액들은 회수 라인(322b,326b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
스핀 헤드(340)는 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 스핀 헤드(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛(340)으로 제공된다. 기판 지지 유닛(340)은 지지 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재를 가진다. 지지 몸체(342)는 대체로 원형으로 제공되는 상부면 및 하부면을 가진다. 하부면은 상부면에 비해 작은 직경을 가진다. 상부면 및 하부면은 그 중심축이 서로 일치하도록 위치된다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 지지 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 지지 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 지지 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 지지 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀 헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 지지 몸체(342)의 반경 방향을 따라 외측 위치와 내측 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 외측 위치는 내측 위치에 비해 지지 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 외측 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 내측 위치에 위치된다. 내측 위치는 척핀(346)과 기판(W)의 측부가 서로 접촉되는 위치이고, 외측 위치는 척핀(346)과 기판(W)이 서로 이격되는 위치이다.
회전 구동 부재(348,349)는 지지 몸체(342)를 회전시킨다. 지지 몸체(342)는 회전 구동 부재(348,349)에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 구동 부재(348,349)는 지지축(348) 및 구동부(349)를 포함한다. 지지축(348)은 제3방향(16)을 향하는 통 형상을 가진다. 지지축(348)의 상단은 지지 몸체(342)의 저면에 고정 결합된다. 일 예에 의하면, 지지축(348)은 지지 몸체(342)의 저면 중심에 고정 결합될 수 있다. 구동부(349)는 지지축(348)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 지지축(348)은 구동부(349)에 의해 회전되고, 지지 몸체(342)는 지지축(348)과 함께 회전 가능하다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 스핀 헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀 헤드(340)가 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(380)은 기판(W) 상으로 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 종류의 처리액들을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(380)은 이동 부재(381) 및 노즐(390)을 포함한다.
이동 부재(381)는 노즐(390)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐(390)이 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(390)이 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 전처리 위치 및 후처리 위치를 포함한다. 전처리 위치는 노즐(390)이 제1공급 위치에 처리액을 공급하는 위치이고, 후처리 위치는 노즐(390)이 제2공급 위치에 처리액을 공급하는 위치로 제공된다. 제1공급 위치는 제2공급 위치보다 기판(W)의 중심에 더 가까운 위치이고, 제2공급 위치는 기판의 단부를 포함하는 위치일 수 있다. 선택적으로 제2공급 위치는 기판의 단부에 인접한 영역일 수 있다.
이동 부재(381)는 지지축(386), 아암(382), 그리고 구동기(388)를 포함한다. 지지축(386)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축(386)은 그 길이방향이 제3방향을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(386)은 구동기(388)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 지지축(386)은 승강 이동이 가능하도록 제공된다. 아암(382)은 지지축(386)의 상단에 결합된다. 아암(382)은 지지축(386)으로부터 수직하게 연장된다. 아암(382)의 끝단에는 노즐(390)이 고정 결합된다. 지지축(386)이 회전됨에 따라 노즐(390)은 아암(382)과 함께 스윙 이동 가능하다. 노즐(390)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 선택적으로 아암(382)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(390)이 이동되는 경로는 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치될 수 있다. 예컨대, 처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제일 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 식각액일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 린스액은 순수(H20)일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다.
제어기(400)는 기판 지지 유닛(340) 및 액 공급 유닛(380)을 각각 제어한다. 제어기(400)는 처리액의 공급 위치(이하, 액 공급 위치)의 변경에 따라 기판의 회전 속도(이하, 기판 회전 속도(Vw))가 변경되도록 기판 회전 속도(Vw)를 액 공급 위치에 동기화한다. 제어기(400)는 기판 회전 속도(Vw)가 변경되도록 회전 구동 부재(348,349)를 제어하고, 액 공급 위치가 변경되도록 이동 부재(381)를 제어한다. 제어기(400)는 액 공급 위치가 제1공급 위치(a)에서 제2공급 위치(c)로 이동되도록 이동 부재(381)를 제어하고, 액 공급 위치가 제2공급 위치(c)에 가까울수록 기판 회전 속도(Vw)가 감속되게 회전 구동 부재(348,349)를 제어한다.
여기서 액 공급 위치는 제1공급 위치(a), 제2공급 위치(c), 그리고 중간 공급 위치(b)를 포함한다. 상부에서 바라볼 때 제1공급 위치(a), 제2공급 위치(c), 그리고 중간 공급 위치(b)는 노즐(390)의 이동 경로와 일치할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1공급 위치(a)는 기판(W)의 제1영역으로 처리액을 공급하는 위치이고, 제2공급 위치(c)는 기판(W)의 제2영역에 처리액을 공급하는 위치로 제공된다. 제1공급 위치(a)는 제2공급 위치(c)에 비해 기판(W)의 중심에 더 가까운 위치이고, 제2공급 위치(c)는 기판(W)의 단부를 포함하는 위치일 수 있다. 선택적으로 제2공급 위치(c)는 기판(W)의 단부에 인접한 영역일 수 있다. 중간 공급 위치(b)는 제1영역과 제2영역 사이에 위치되는 기판(W)의 중간 영역으로 처리액을 공급하는 위치로 제공된다. 예컨대, 중간 공급 위치(b)는 제1공급 위치(a)에 비해 기판(W)의 중심보다 먼 위치이고, 제2공급 위치(c)에 비해 기판(W)의 중심보다 가까운 위치일 수 있다. 액 공급 위치는 제1공급 위치(a), 중간 공급 위치(b), 그리고 제2공급 위치(c)를 따라 순차적으로 이동될 수 있다.
기판 회전 속도(Vw)는 제1회전 속도, 중간 회전 속도, 그리고 제2회전 속도를 포함한다. 제1회전 속도는 제1공급 위치(a)에서의 기판 회전 속도(Vw)로 제공되고, 제2회전 속도는 제2공급 위치(c)에서의 기판 회전 속도(Vw)로 제공된다. 중간 회전 속도는 중간 공급 위치(b)에서의 기판 회전 속도(Vw)로 제공된다. 예컨대, 중간 회전 속도는 제1회전 속도에 비해 느리고, 제2회전 속도는 중간 회전 속도에 비해 느릴 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치(300)를 이용하여 기판을 액 처리하는 과정을 설명한다. 도 5 및 도 6은 도 4의 노즐로부터 기판을 액 처리하는 과정을 보여주는 단면도이고, 도 7은 도 5 및 도 6에서 액 공급 위치에 따른 기판 회전 속도를 보여주는 그래프이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 지지된다. 기판(W)의 저면은 지지핀에 의해 지지되고, 측단은 척핀(346)에 의해 지지된다. 노즐(390)은 기판(W)의 중심과 대향되는 위치인 전처리 위치로 이동되고, 기판(W)은 회전 구동 부재(348,349)에 의해 회전된다.
노즐(390)은 처리액을 토출하고, 전처리 위치에서 후처리 위치로 이동된다. 즉, 액 공급 위치는 제1공급 위치(a), 중간 위치, 그리고 제2공급 위치(c)를 따라 순차적으로 변경된다. 처리액은 액 공급 위치가 제1공급 위치(a)에서 제2공급 위치(c)로 이동되는 동안에 계속적으로 토출된다. 기판 회전 속도(Vw)는 처리액이 제1공급 위치(a)에 토출되는 중에 제1회전 속도로 회전되고, 중간 공급 위치(b)에 토출되는 중에 중간 회전 속도로 회전되며, 제2공급 위치(c)에 토출되는 중에 제2회전 속도로 회전된다. 이에 따라 기판 회전 속도(Vw)는 제1회전 속도, 중간 회전 속도, 그리고 제2회전 속도를 따라 순차적으로 변경된다. 기판 회전 속도(Vw)는 액 공급 위치가 제2공급 위치(c)에 가까워질수록 낮아진다.
액 공급 위치에 따른 기판 회전 속도(Vw)의 변동폭은 영역에 따라 상이하게 제공된다. 기판 회전 속도(Vw)의 변동폭은 제1감속 변동폭 및 제2감속 변동폭을 포함한다. 제1감속 변동폭은 제1회전 속도에서 중간 회전 속도로 감속되는 변동폭이고, 제2감속 변동폭은 중간 회전 속도에서 제2회전 속도로 감속되는 변동폭으로 정의한다. 제2감속 변동폭은 제1감속 변동폭보다 크게 제공된다. 따라서 제1회전 속도와 중간 회전 속도 간에 차이에 비해 중간 회전 속도와 제2회전 속도 간에 차이가 더 크게 제공된다.
상술한 실시예에는 제2감속 변동폭이 제1감속 변동폭에 비해 크게 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 8과 같이, 제2감속 변동폭은 제1감속 변동폭에 비해 작게 제공될 수 있다. 선택적으로 액 공급 위치에 따른 구간은 3 개 이상으로 제공되며, 각 구간 별 감속 변동폭은 작업자에 의해 다양하게 적용될 수 있다.
또한 도 9와 같이, 기판 회전 속도(Vw)는 제1회전 속도 및 중간 회전 속도가 동일한 속도로 제공되고, 제2회전 속도가 중간 회전 속도에 비해 낮게 제공될 수 있다. 액 공급 위치가 제1공급 위치(a)에서 중간 공급 위치(b)로 변경되는 동안에 기판 회전 속도(Vw)는 동일 속도로 유지될 수 있다. 액 공급 위치가 중간 공급 위치(b)에서 제2공급 위치(c)로 변경되는 중에 기판 회전 속도(Vw)는 점진적으로 낮아질 수 있다.
또한 도 10과 같이, 제어기(400)는 기판 회전 속도(Vw)를 노즐(390)의 이동 속도(이하, 노즐 이동 속도(Vn))에 동기화할 수 있다. 노즐(390)은 전처리 위치에서 후처리 위치로 이동되면서 처리액을 공급할 수 있다. 노즐 이동 속도(Vn)는 제1이동 속도 및 제2이동 속도을 포함할 수 있다. 제1이동 속도는 전처리 위치를 지나는 속도이고, 제2이동 속도는 후처리 위치를 지나는 속도일 수 있다. 제2이동 속도는 제1이동 속도에 비해 느린 속도일 수 있다. 노즐 이동 속도(Vn)는 제1이동 속도에서 제2이동 속도로 갈수록 점진적으로 느려질 수 있다. 기판(W)은 제1이동 속도에서 제1회전 속도로 회전되고, 제2이동 속도에서 제2회전 속도로 회전될 수 있다.
노즐 이동 속도(Vn)는 액 공급 위치에 따라 점진적으로 낮아지는 것으로 설명하였다. 그러나 노즐 이동 속도(Vn)는 제1공급 위치(a)에서 중간 공급 위치(b)로 변경되는 동안에 제1이동 속도인 일정 속도로 이동되고, 중간 공급 위치(b)에서 제2공급 위치(c)로 변경되는 중에 제1이동 속도에서 제2이동 속도로 점진적 감속될 수 있다.
또한 기판 회전 속도는 노즐 이동 속도와 동일한 시점에 가변될 수 있다. 도 11과 같이, 노즐 이동 속도는 제1이동 속도, 제2이동 속도, 그리고 가감 이동 속도를 포함할 수 있다. 노즐(390)은 일정 속도인 제1이동 속도로 이동되고, 제1이동 속도에서 가감 속도인 가감 이동 속도로 가변될 수 있다. 예컨대, 가감 이동 속도는 감속되는 속도일 수 있다. 노즐(390)은 가감 이동 속도에서 감속된 후, 일정 속도인 제2이동 속도로 이동될 수 있다. 기판 회전 속도는 제1회전 속도, 제2회전 속도, 그리고 가감 회전 속도를 포함할 수 있다. 기판(W)은 일정 속도인 제1회전 속도로 이동되고, 제1회전 속도에서 가감 속도인 가감 회전 속도로 가변될 수 있다. 예컨대, 가감 회전 속도는 감속되는 속도일 수 있다. 기판(W)은 가감 회전 속도에서 감속된 후, 일정 속도인 제2회전 속도로 회전될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1이동 속도에서 가감 이동 속도로 가변되는 시점(t1)에는 제1회전 속도에서 가감 회전 속도로 가변될 수 있다. 가감 이동 속도에서 제2이동 속도로 가변되는 시점(t2)에는 가감 회전 속도에서 제2회전 속도로 가변될 수 있다.
Vw: 기판 회전 속도 Vn: 노즐 이동 속도
a: 제1공급 위치 c: 제2공급 위치
b: 중간 공급 위치 390: 노즐
400: 제어기

Claims (16)

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  12. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    노즐은 회전하는 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 처리하되,
    기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치는 상기 노즐의 이동에 의해 변경되며, 상기 기판의 회전 속도는 상기 노즐의 이동 속도에 동기화되어 변경되되,
    상기 노즐의 이동 속도는,
    제1이동 속도와;
    상기 제1이동 속도보다 느린 제2이동 속도와;
    상기 제1이동 속도에서 상기 제2이동 속도로 감속되는 가감 이동 속도를 포함하고,
    상기 기판의 회전 속도는,
    상기 제1이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제1회전 속도와;
    상기 제1회전 속도보다 느리며, 상기 제2이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제2회전 속도와;
    상기 가감 이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 가감 회전 속도를 포함하는 기판 처리 방법.
  13. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    노즐은 회전하는 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 처리하되,
    기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치는 상기 노즐의 이동에 의해 변경되며, 상기 기판의 회전 속도는 상기 노즐의 이동 속도에 동기화되어 변경되되,
    상기 노즐은 전처리 위치에서 후처리 위치로 이동되면서 상기 처리액을 공급하되,
    상기 노즐의 이동 속도는,
    상기 전처리 위치를 지나는 제1이동 속도와;
    상기 후처리 위치를 지나며, 상기 제1이동 속도보다 느린 제2이동 속도를 포함하고,
    상기 기판의 회전 속도는,
    상기 제1이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제1회전 속도와;
    상기 제1회전 속도보다 느리며, 상기 제2이동 속도에서의 상기 기판의 회전 속도인 제2회전 속도를 포함하되,
    상기 전처리 위치에서 처리액이 공급되는 제1공급 위치는 상기 후처리 위치에서 처리액이 공급되는 제2공급 위치보다 상기 기판의 중심에 더 가까운 위치이며,
    상기 제2공급 위치는 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역을 포함하는 위치인 기판 처리 방법.
  14. 삭제
  15. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐과;
    처리액의 공급 위치가 변경되도록 상기 노즐을 이동시키는 이동 부재와;
    상기 기판 지지 유닛 및 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은,
    지지 몸체와;
    상기 지지 몸체의 상면으로부터 위로 돌출되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀과;
    상기 지지 몸체의 저면에 결합되며, 회전 가능한 회전 구동 부재를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 기판 상에서 상기 처리액의 공급 위치를 변경하며, 상기 기판의 회전 속도를 상기 노즐의 이동 속도에 동기화되어 변경되도록 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어하되,
    상기 제어기는 상기 노즐의 이동 속도 및 상기 기판의 회전 속도 각각이 상기 기판의 중심에서 상기 기판의 단부 또는 이에 인접한 영역으로 갈수록 점진적으로 느려지게 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어하고,
    상기 제어기는 상기 노즐의 이동 속도가 느려질수록 상기 기판의 회전 속도가 느려지게 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.





  16. 삭제
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