KR101885563B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101885563B1
KR101885563B1 KR1020160064815A KR20160064815A KR101885563B1 KR 101885563 B1 KR101885563 B1 KR 101885563B1 KR 1020160064815 A KR1020160064815 A KR 1020160064815A KR 20160064815 A KR20160064815 A KR 20160064815A KR 101885563 B1 KR101885563 B1 KR 101885563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic solvent
substrate
additive
boiling point
mixture
Prior art date
Application number
KR1020160064815A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170133700A (ko
Inventor
김희환
이강석
박정영
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020160064815A priority Critical patent/KR101885563B1/ko
Publication of KR20170133700A publication Critical patent/KR20170133700A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101885563B1 publication Critical patent/KR101885563B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L51/0025—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/311—Purifying organic semiconductor materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 상기 기판으로 액상의 유기용제를 공급하여 상기 기판을 처리하되, 상기 유기용제는 상압에서의 상기 유기용제의 끓는점보다 높은 온도로 공급되되, 상기 유기용제는 첨가제가 혼합된 상태에서 가열된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 대해 사진 공정(photo process), 식각 공정(etching process), 이온 주입 공정(ion implantation process) 그리고 증착 공정(Deposition process) 등과 같은 다양한 공정을 통해 형성된다. 그리고, 각각의 공정을 수행하는 과정에서 파티클(particle), 유기오염물, 금속불순물 등의 다양한 이물질이 발생하게 된다. 이러한 이물질들은 기판에 결함(defect)을 일으켜 반도체소자의 성능 및 수율에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 작용하므로, 반도체소자의 제조공정에는 이러한 이물질을 제거하기 위한 세정공정이 필수적으로 수반된다.
세정 공정은 약액(chemical)으로 기판상에 오염물질을 제거하는 약액 처리 공정, 순수(pure water)로 기판 상에 잔류하는 약액을 제거하는 세척 공정(wet cleaning process), 그리고 건조 유체를 공급하여 기판 표면에 잔류하는 순수를 건조하는 위한 건조 공정(drying process)을 포함한다.
과거에는 순수가 남아 있는 기판 상으로 가열된 질소가스를 공급하여 건조 공정을 수행하였다. 그러나 기판 상에 형성된 패턴의 선폭이 좁아지고 종횡비가 커짐에 따라 패턴 사이에 순수의 제거가 잘 이루어지지 않는다. 이를 위해 최근에는 순수에 비해 휘발성이 크고 비교적 표면장력이 낮은 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)과 같은 액상의 유기용제로 기판 상에서 순수를 치환하고, 이후에 가열된 질소 가스를 공급하여 기판을 건조하고 있다.
그러나, 이러한 건조방식은 유기용제를 이용하더라도 선폭 30nm 이하의 미세한 회로패턴을 가지는 반도체소자에 대해서는 여전히 리닝(leaning) 현상과 같은 도괴현상(pattern collapse)을 유발한다. 이것은 유기용제가 가지는 표면장력으로 인한 것이다. 표면장력이 클수록 리닝 현상이 더욱 커진다. 따라서, 최근에는 기판 상의 패턴이 더욱 미세화되면서 공정 유체의 표면장력을 감소시키는 것이 더욱 중요하다.
도 1은 이소프로필 알코올의 온도별 표면장력의 크기를 보여주는 그래프이다. 도 1을 참조하면, 액상의 이소프로필 알코올은 온도가 올라갈수록 표면장력이 감소한다. 따라서, 이소프로필 알코올을 가급적이면 높은 온도로 가열한 상태로 기판에 공급하는 것이 바람직하다.
한편, 종래에는 이소프로필 알코올을 상압에서 기판 상으로 공급하였다. 또한, 기판 상에 잔류하는 순수를 치환하기 위해 공급되는 이소프로필 알코올은 액상이어야 한다. 따라서, 기판에 액상으로 이소프로필 알코올을 공급하는 온도는 상압에서의 이소프로필 알코올의 끓는점 이하의 온도일 수밖에 없었다.
즉, 이소프로필 알코올의 표면장력을 낮추기 위해 이소프로필 알코올을 승온시킬 때, 상압에서의 이소프로필 알코올의 끓는점은 약 80℃에서 형성되므로, 그 이상의 온도로 가열하게 되면 이소프로필 알코올이 기화된다. 따라서, 액상의 이소프로필 알코올을 공급하지 못하게 되므로, 상압에서의 끓는점(약 80℃) 이상으로 가열하지 못한다. 이와 같이, 기판 상에 공급되는 액상의 이소프로필 알코올의 표면 장력을 낮추는 것에 한계가 있었다. 이로 인해, 기판 패턴 상의 리닝 현상을 방지하는데에 어려움이 있었다.
본 발명은 유기용제를 상압에서의 끓는점 이상으로 가열하여 종래보다 표면 장력을 더 낮춘 유기용제로 기판을 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판 패턴의 손상을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판으로 액상의 유기용제를 공급하여 상기 기판을 처리하되, 상기 유기용제는 상압에서의 상기 유기용제의 끓는점보다 높은 온도로 공급되되, 상기 유기용제는 첨가제가 혼합된 상태에서 가열된다.
일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는 이온성 액체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판의 처리는 기판 상의 액을 상기 유기용제로 치환하는 공정이다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판 상의 액은 순수이다.
일 실시예에 따르면, 상기 유기용제는 이소프로필 알코올이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 지지하는 지지유닛과; 상기 지지유닛 상에 지지된 기판으로 유기용제를 토출하는 노즐 유닛과; 상기 노즐 유닛으로 상압에서 상기 유기용제의 끓는점보다 높은 온도로 액상의 상기 유기용제 및 첨가제를 공급하는 용제 공급 유닛을 포함하되, 상기 용제 공급 유닛은, 상기 유기용제가 수용되는 내부공간을 가지는 탱크와; 상기 탱크에 수용된 상기 유기용제를 가열하는 가열 부재와; 상기 내부공간에 첨가제를 공급하는 첨가제 공급관와; 상기 탱크와 상기 노즐 유닛을 연결하는 연결관을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 용제 공급 유닛은 상기 가열 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 유기용제와 상기 첨가제의 혼합물을 상기 유기용제의 상압에서의 끓는점보다 높은 목표온도로 가열하되, 상기 목표온도에서는 상기 혼합물이 액상을 유지한다.
일 실시예에 따르면, 상기 탱크는 그 내부에 수용된 액을 순환시키는 순환라인을 포함하되, 상기 가열 부재는 상기 순환라인에 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는 이온성 액체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 유기용제는 이소프로필알코올이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 유기용제를 상압에서의 끓는점 이상으로 가열하여 종래보다 표면 장력을 더 낮춘 유기용제로 기판을 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 패턴의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 이소프로필 알코올의 온도에 따른 표면 장력을 보여주는 그래프이다.
도 2는 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치의 용제 공급 유닛을 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 기판 처리 공정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2은 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 포함한다. 인덱스 모듈(100)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 놓인다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130)내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 포함한다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 바디(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 바디(144b)에 결합되고, 바디(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(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 입자이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 바디(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 바디(244b)에 결합되고, 이는 바디(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. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 기판(W)을 처리하는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 설명한다. 도 3는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 챔버(310), 컵(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 분사 유닛(380), 그리고 용제 공급 유닛(500)을 포함한다.
챔버(310)는 내부에 공간을 제공한다. 컵(320)은 챔버(310) 내 공간에 위치한다. 컵(320)은 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 컵(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 약액 중 서로 상이한 약액를 회수한다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 약액가 유입되는 유입구(410)로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 약액를 배출한다. 배출된 약액는 외부의 약액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 컵(320)의 처리 공간 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 스핀 헤드(342), 지지핀(344), 척핀(346), 구동축(348) 그리고 구동부(349)를 가진다. 스핀 헤드(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 헤드(342)의 저면에는 구동부(349)에 의해 회전가능한 구동축(348)이 고정결합된다. 구동축(348)이 회전하면 스핀헤드(342)가 회전된다. 스핀 헤드(342)는 기판을 지지할 수 있도록, 지지핀(344)과 척핀(346)을 포함한다. 지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 스핀 헤드(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 스핀 헤드(342)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(344)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 스핀 헤드(342)의 상부면으로부터 기판이 일정거리 이격되도록 기판의 저면 가장자리를 지지한다. 척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 스핀 헤드(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 스핀 헤드(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판의 측면을 지지한다. 척핀(346)은 스핀 헤드(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 스핀 헤드(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강 유닛(360)은 컵(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 승강 유닛(360)은 컵(320)의 복수의 회수통(322, 324, 326)을 이동시킬 수 있다. 또는 도시하지는 않았으나, 각각의 회수통을 개별적으로 이동시킬 수 있다. 컵(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 컵(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 컵(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)으로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 컵(320)의 상부로 돌출되도록 컵(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 약액의 종류에 따라 약액가 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 컵(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1약액로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2약액, 그리고 제3약액로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강 유닛(360)은 컵(320) 대신 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 컵(320)은 단일의 회수통(322)을 가질 수 있다.
분사 유닛(380)은 기판(W)에 약제를 공급한다. 약제는 세정제, 린스제일 수 있다. 또는 유기용제와 첨가제의 혼합물일 수 있다. 여기서, 세정제로는 과산화수소(H2O2)용액이나 과산화수소용액에 암모니아(NH4OH), 염산(HCl) 또는 황산(H2SO4)를 혼합한 용액 또는 불산(HF)용액 등이 사용될 수 있다. 린스제는 세정제를 린스(Rinse)한다. 린스제로는 순수가 사용될 수 있다. 린스제를 토출한 이후에는 유기용제와 첨가제를 혼합한 액상의 혼합물을 토출할 수 있다. 유기용제는 액상의 린스제를 치환한다. 일 예로, 유기용제는 순수를 치환한다. 유기용제로는 이소프로필알코올을 비롯하여 에틸글리콜(ethyl glycol), 1-프로파놀(propanol), 테트라하이드로프랑(tetra hydraulic franc), 4-하이드록시(hydroxyl), 4-메틸(methyl), 2-펜타논(pentanone), 1-부타놀(butanol), 2-부타놀, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), n-프로필알코올(n-propyl alcohol), 디메틸에틸(dimethylether)의 용액이나 가스가 사용될 수 있다.
분사 유닛(380)은 회동이 가능할 수 있다. 분사 유닛(380)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 분사 유닛(380)은 노즐 지지대(382), 지지대(386), 구동부(388), 그리고 노즐(400)을 가진다. 지지대(386)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지대(386)의 하단에는 구동부(388)가 결합된다. 구동부(388)는 지지대(386)를 회전 및 승강 운동한다. 노즐지지대(382)는 구동부(388)와 결합된 지지대(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(400)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(400)은 구동부(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(400)이 컵(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(400)이 컵(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치의 용제 공급 유닛을 보여주는 도면이다.
용제 공급 유닛(500)은 유기용제와 첨가제를 혼합한 액상의 혼합물을 분사 유닛(380)으로 공급한다. 용제 공급 유닛(500)은 중앙 공급관(510), 탱크(520), 가열 부재(530), 첨가제 공급부재(540), 연결관(550) 그리고 제어기(600)를 포함한다.
중앙 공급관(510)은 중앙 공급 장치(미도시)로부터 탱크(520)에 유기 용제를 공급한다. 중앙 공급관(510)에는 밸브(512)가 제공될 수 있다. 밸브(512)는 탱크(520) 내에 공급되는 유기 용제를 제어한다.
탱크(520)는 하우징(522)과 순환 라인(524)을 포함한다. 탱크(520)의 내부 공간에는 유기 용제와 첨가제가 수용된다. 순환 라인(524)은 일단 및 타단이 탱크(520)와 연결되어 탱크(520) 내부의 유기 용제와 첨가제가 혼합된 액상의 혼합물(이하, 혼합물이라고 한다)을 순환시킨다.
가열 부재(530)는 탱크(520) 내부에 수용된 유기 용제를 가열한다. 가열 부재(530)는 순환 라인(524) 상에 제공될 수 있다. 가열 부재(530)는 히터로 제공될 수 있다. 가열 부재(530)는 순환 라인(524)을 따라 순환하는 혼합물을 가열한다. 가열 부재(530)는 상압에서의 유기 용제의 끓는점(Tb)보다 더 높은 온도로 혼합물을 가열한다. 일 예로, 유기 용제가 이소프로필 알코올인 경우에는, 상압에서의 이소프로필 알코올의 끓는점(Tb)인 약 80℃보다 더 높은 목표온도(Tt)로 혼합물을 가열한다. 일 예로, 목표온도(Tt)는 85℃일 수 있다. 다만, 목표온도(Tt)는 혼합물이 기화되지 않고 액상을 유지할 수 있는 온도이다. 가열 부재(530)는 이러한 목표온도(Tt) 범위 내에서 혼합물을 가열한다. 즉, 가열 부재(530)는 혼합물이 기화되지 않는 온도 범위 내에서 가열한다.
첨가제 공급부재(540)은 탱크(520) 내부 공간에 첨가제를 공급한다. 첨가제 공급부재(540)는 첨가제 공급관(542)과 첨가제 공급밸브(544)를 포함한다. 첨가제 공급밸브(544)는 첨가제 공급관(542)을 지나 탱크(520)에 공급되는 첨가제를 조절한다. 첨가제는 유기 용제와 혼합이 가능한 염으로 제공된다. 첨가제는 내부 공간에서 유기용제와 혼합되어 액상의 혼합물을 이룬다. 첨가제는 이온성 액체(ionic liquid)를 포함한다. 이온성 액체는 2이상의 케미칼이 합성되어 제공될 수 있다.
이온성 액체는 일반적인 액체에 비해 끓는점이 높으면서도 표면장력이 작다. 이러한 이온성 액체를 유기용제와 혼합하면, 혼합물은 단일의 유기용제보다 끓는점이 높고 표면장력은 약하다.
연결관(550)은 탱크(520)와 분사 유닛(380)을 연결한다. 탱크(520) 내부 공간의 혼합물은 연결관(550)을 통해 분사유닛(380)으로 이동한다. 연결관(550)에는 목표온도(Tt)로 가열된 액상의 혼합물이 흐른다. 이동된 혼합물은 분사유닛(380)을 통해 기판 상으로 토출된다.
제어기(600)는 가열 부재(530)를 제어한다. 제어기(600)는 혼합물의 온도가 상압에서의 유기용제의 끓는점(Tb)보다 높은 온도로 가열되도록 가열 부재(530)를 제어한다. 일 예로, 제어기(600)는 혼합물이 목표온도(Tt)로 가열되도록 가열 부재(530)를 제어하되, 혼합물이 목표온도(Tt)에서 액상으로 유지되도록 한다. 예를 들어, 제어기(600)는 혼합물이 기화되지 않고 액상으로 유지될 수 있는 최고 온도를 목표온도(Tt)로 설정한다. 그리고 상압에서의 끓는점(Tb)과 목표온도(Tt) 범위 내에서 혼합물을 가열한다.
아래에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명한다. 화살표는 유기용제, 첨가제 또는 유기용제와 첨가제의 혼합물의 흐름을 나타낸다.
탱크(520) 내부 공간에 에 유기용제와 첨가제를 공급한다. 첨가제는 이온성 액체로 제공될 수 있다. 유기용제와 첨가제를 순차적으로 공급할 수 있다. 또는, 이와 달리 유기용제와 첨가제를 동시에 공급할 수 있다. 첨가제는 유기용제와 혼합이 가능한 염으로 제공되므로, 유기용제와 첨가제는 서로 혼합되어 액상의 혼합물을 이룬다. 유기용제와 첨가제는 소정의 비율로 혼합할 수 있다. 원활한 혼합을 위해 순환 라인(524)을 따라 유기용제와 첨가제를 순환시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 액상의 혼합물은, 단일한 유기용제보다 상대적으로 끓는점이 높고 표면장력이 낮다. 따라서, 혼합물의 끓는점은 상압에서의 유기용제의 끓는점(Tb)보다 상승한다. 따라서, 유기용제의 상압에서의 끓는점(Tb)보다 더 높은 온도로 가열하여도 유기용제를 포함한 혼합물은 액상을 유지할 수 있게 된다.
탱크(520) 내부에서 유기용제와 첨가제를 혼합한 후, 탱크(520) 내부 공간의 혼합물을 가열한다. 순환 라인(524)을 통해 혼합물을 순환시키면서 가열할 수 있다. 순환 라인(524)에 제공되는 히터와 같은 가열 부재(530)를 통해 혼합물은 가열된다. 가열하는 목표온도(Tt)는 유기용제의 상압에서의 끓는점(Tb)보다 높은 온도이다. 다만, 첨가제의 종류 및 유기용제와 첨가제의 혼합비 등을 고려하여, 액상의 유기용제가 기화되지 않도록 목표온도(Tt)를 설정하고, 그 목표온도(Tt) 범위 내에서 가열한다.
가열된 혼합물은 연결관(550)을 통해 분사유닛(380)으로 이동된다. 분사 유닛으로 목표온도(Tt)로 가열된 액상의 유기용제를 기판에 공급한다. 기판 상에는 순수와 같은 린스제가 기판에 잔류하고 있다. 액상의 유기용제는 기판 상의 순수를 치환한다. 치환된 유기용제는 후속 처리 공정을 통해 건조된다. 상술한 바와 같이, 가열된 혼합물의 온도는 종래 단일한 유기용제의 토출 온도보다 높다. 따라서, 토출된 혼합물에 포함된 유기용제의 표면장력은 종래에 토출하던 단일한 유기용제의 표면장력보다 상대적으로 낮다. 따라서, 리닝(leaning)과 같은 기판 패턴의 손상을 최소화하면서 기판을 세정할 수 있다.
상술한 실시예에서는 가열 부재가 순환 라인에 제공되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니고, 탱크 내부의 혼합물을 가열하는 방법이라면 어느 것이나 무방하다. 또한, 순환 라인이 생략될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 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 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 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.
380: 분사 유닛 400: 노즐
500: 용제 공급 유닛 510: 중앙 공급관
520: 탱크 530: 가열 부재
540: 첨가제 공급 부재 550: 연결관
600: 제어기

Claims (10)

  1. 기판을 건조 처리하는 방법에 있어서,
    기판으로 액상의 유기용제를 공급하여 기판을 처리하되, 상기 유기용제는 상압에서의 상기 유기용제의 끓는점보다 높은 목표 온도로 공급되되,
    상기 유기용제는 첨가제가 혼합된 상태에서 가열되고,
    상기 유기 용제는 이소프로필 알코올이며,
    상기 첨가제와 상기 유기 용제가 혼합한 혼합물은 단일의 상기 유기용제보다 끓는점이 높고 표면장력이 약하게 제공되며,
    상기 목표 온도는 상기 혼합물의 끓는점과 상압에서의 상기 유기용제의 끓는점의 사이 온도로 제공되는 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 기판 상의 액을 상기 유기용제로 치환하는 공정인 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판 상의 액은 순수인 기판 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 지지유닛과;
    상기 지지유닛 상에 지지된 기판으로 유기용제를 토출하는 노즐 유닛과;
    상기 노즐 유닛으로 상압에서 상기 유기용제의 끓는점보다 높은 온도로 액상의 상기 유기용제 및 첨가제를 공급하는 용제 공급 유닛을 포함하되,
    상기 용제 공급 유닛은,
    상기 유기용제가 수용되는 내부공간을 가지는 탱크와;
    상기 탱크에 수용된 상기 유기용제를 가열하는 가열 부재와;
    상기 내부공간에 첨가제를 공급하는 첨가제 공급관과;
    상기 탱크와 상기 노즐 유닛을 연결하는 연결관과;
    상기 가열 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 유기용제와 상기 첨가제의 혼합물을 상기 유기용제의 상압에서의 끓는점보다 높은 목표온도로 가열하되,
    상기 유기 용제는 이소프로필 알코올이며,
    상기 첨가제와 상기 유기 용제가 혼합한 혼합물은 단일의 상기 유기용제보다 끓는점이 높고 표면장력이 약하게 제공되고,
    상기 목표온도에서는 상기 혼합물이 액상을 유지하도록 상기 혼합물의 끓는점과 상압에서의 상기 유기용제의 끓는점의 사이 온도로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 탱크는 그 내부에 수용된 액을 순환시키는 순환라인을 포함하되, 상기 가열 부재는 상기 순환라인에 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 첨가제는 이온성 액체를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 삭제
KR1020160064815A 2016-05-26 2016-05-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR101885563B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160064815A KR101885563B1 (ko) 2016-05-26 2016-05-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160064815A KR101885563B1 (ko) 2016-05-26 2016-05-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170133700A KR20170133700A (ko) 2017-12-06
KR101885563B1 true KR101885563B1 (ko) 2018-08-07

Family

ID=60922232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160064815A KR101885563B1 (ko) 2016-05-26 2016-05-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101885563B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153452A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2009081401A (ja) 2007-09-27 2009-04-16 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
JP2009212408A (ja) 2008-03-06 2009-09-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2012138620A (ja) * 2012-03-29 2012-07-19 Shibaura Mechatronics Corp 基板の処理装置及び処理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101512100B1 (ko) * 2012-05-31 2015-04-23 세메스 주식회사 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153452A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2009081401A (ja) 2007-09-27 2009-04-16 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
JP2009212408A (ja) 2008-03-06 2009-09-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2012138620A (ja) * 2012-03-29 2012-07-19 Shibaura Mechatronics Corp 基板の処理装置及び処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170133700A (ko) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200406311A1 (en) Apparatus and method for treating a substrate
KR101935951B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20170110199A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102319966B1 (ko) 액 공급 유닛, 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법
KR20180122517A (ko) 챔버 세정 방법, 기판 처리 방법, 그리고 기판 처리 장치
KR101491055B1 (ko) 액 공급 유닛, 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법
KR101329319B1 (ko) 노즐 및 이를 갖는 기판처리장치
KR20140029095A (ko) 기판 처리 방법
KR102585284B1 (ko) 액 공급 유닛 및 액 공급 방법
KR101981559B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20130015638A (ko) 기판처리장치
KR101979604B1 (ko) 기판 처리 방법
KR20120023296A (ko) 기판처리장치
KR102098599B1 (ko) 약액공급유닛
KR102117353B1 (ko) 약액공급유닛 및 이를 가지는 기판처리장치
KR101842125B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101885563B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102380461B1 (ko) 기판 처리 방법 및 장치
KR101817211B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20170046490A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20180076082A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102096944B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR20130015610A (ko) 기판 처리 장치
KR20180013337A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101757811B1 (ko) 기판 세정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant