KR101935949B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 표면이 소수화된 기판을 액 처리하는 장치는 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 저면으로 승온액을 공급하여 기판의 온도를 조절하는 승온액 공급 유닛을 포함하되, 상기 승온액은 제1액과 제2액이 혼합된 액이며, 상기 제1액은 상기 제2액보다 표면 장력이 더 낮고, 상기 제2액은 상기 제1액보다 비열이 더 높다. 이로 인해 승온액은 기판의 저면 중심에서 에지 영역까지 확산 가능하다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 증착, 애싱, 식각, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들은 기판을 처리하는 중에 온도에 따른 반응이 상이해진다. 이로 인해 기판 및 이의 분위기 온도를 조절하는 것은 필수적이다.
일반적으로 도 1과 같이 기판을 액 처리하는 공정 중에는 기판(W)의 비패턴면인 저면으로 승온액(A)을 공급한다. 승온액(A)은 가열된 액으로서, 순수가 사용된다. 순수는 액상의 다른 물질에 비해 비교적 높은 비열을 가져 열 전달 효율이 높다. 가열된 순수는 기판의 저면 중심으로 공급되고, 기판(W)의 에지 영역으로 확산된다.
그러나 순수는 비교적 낮은 표면 장력으로 인해 중심에서 에지 영역까지 도달되지 못하고 낙하된다. 특히 기판(W)의 표면이 소수화 상태인 경우에는 순수가 기판(W)의 표면을 타고 확산되는 것이 어렵다. 이로 인해 기판(W)의 중앙 영역은 공정 온도로 조절되는 반면, 기판(W)의 에지 영역은 공정 온도보다 낮은 온도에서 기판(W)의 액 처리 공정이 진행된다. 이에 따라 도 2와 같이 기판(W)의 영역 별 온도는 상이해지고, 처리액에 대한 영역 별 반응은 상이해지며, 이는 공정 불량을 초래한다.
한국 공개 특허 제10-2006-0079280호
본 발명은 기판의 영역 별 온도를 균일하게 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판의 저면 중심으로 공급되는 승온액이 기판의 저면 에지 영역까지 확산 가능한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 표면이 소수화 처리된 기판에서 승온액의 확산이 가능한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 표면이 소수화된 기판을 액 처리하는 장치는 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 저면으로 승온액을 공급하여 기판의 온도를 조절하는 승온액 공급 유닛을 포함하되, 상기 승온액은 제1액과 제2액이 혼합된 액이며, 상기 제1액은 상기 제2액보다 표면 장력이 더 낮고, 상기 제2액은 상기 제1액보다 비열이 더 높다.
상기 제1액은 이소프로필 알코올(IPA)이고, 상기 제2액은 순수일 수 있다. 상기 처리액은 상기 제1액을 포함할 수 있다. 상기 승온액 공급 유닛은 상기 제1액을 공급하며, 제1밸브가 설치되는 제1액 공급 라인, 상기 제2액을 공급하며, 제2밸브가 설치되는 제2액 공급 라인, 상기 제1액 공급 라인 및 상기 제2액 공급 라인 각각에 연결되며, 상기 제1액 및 상기 제2액을 혼합하는 혼합 라인, 그리고 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1액의 제1유량이 상기 제2액의 제2유량과 동일하거나 작도록 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브를 제어할 수 있다. 상기 승온액 공급 유닛은 상기 혼합 라인과 상기 제1액 공급 라인을 서로 연결시키는 연결 부재를 더 포함하되, 상기 연결 부재는 상기 제1액 공급 라인에서 상기 혼합 라인으로 갈수록 유로가 작아지는 오리피스를 포함할 수 있다. 상기 기판 지지 유닛은 몸체, 상기 몸체가 중심축을 중심으로 회전되도록 상기 몸체를 지지하는 지지축, 그리고 상기 몸체의 상면으로부터 위로 돌출되게 제공되며, 기판을 지지하는 지지핀을 포함하고, 상기 승온액 공급 유닛은 상기 혼합 라인과 연통되며, 상기 몸체의 상면에 고정 설치되는 승온액 노즐을 더 포함하되, 상기 승온액 노즐은 상부에서 바라볼 때 상기 몸체의 중심에 위치되며, 토출구가 수직한 위를 향하도록 제공될 수 있다.
표면이 소수화된 기판을 액 처리하는 방법으로는, 상기 기판의 상면으로 처리액을 공급하고, 상기 처리액이 공급되는 중에는 상기 기판의 저면으로 승온액을 공급하되, 상기 승온액은 제1액과 제2액이 혼합된 액이며, 상기 제1액은 상기 제2액보다 표면 장력이 더 낮고, 상기 제2액은 상기 제1액보다 비열이 더 높다.
상기 제1액은 이소프로필 알코올(IPA)이고, 상기 제2액은 순수일 수 있다. 상기 처리액은 상기 제1액을 포함할 수 있다. 상기 제1액과 상기 제2액의 혼합비는 상기 제1액이 상기 제2액과 동일하거나, 상기 제2액보다 작게 제공될 수 있다. 상기 승온액은 상기 기판의 저면 중심으로 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 저면 중심으로 공급되는 승온액은 표면 장력 및 비열이 서로 상이한 제1액 및 제2액을 혼합한 액으로 제공된다. 이로 인해 승온액은 기판의 저면 중심에서 에지 영역까지 확산 가능하다.
도 1은 일반적으로 기판의 저면에 승온액을 공급하는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 기판의 영역 별 온도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 승온액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6은 제1액과 제2액의 다양한 혼합비에 따른 기판의 영역 별 온도 변화를 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.
본 발명은 도 3 내지 도 6을 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 가지고, 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(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드 포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified 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 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송 챔버(240)의 양측에는 공정 챔버들(260)이 배치된다. 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공될 수 있다. 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 양측에는 공정 챔버들(260)이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 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 양측 각각에 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 타측에 단층으로 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 상술한 바와 달리 다양한 배치로 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)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(220)에서 이송 프레임(140)과 마주보는 면과 이송 챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(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), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(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(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)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 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220) 및 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.
공정 챔버(260)는 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 공정 챔버(260)에서 케미칼 공정, 린스 공정, 그리고 건조 공정이 수행될 수 있다.
아래에서는 공정 챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)에 대해 설명한다. 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 승온액 공급 유닛(400)을 포함한다. 처리 용기(320)는 내부에 기판(W)을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(320)는 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 처리 용기(320)는 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 스핀 헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측공간(322a) 및 외부 회수통(326)과 내부 회수통(322)의 사이 공간(326a)은 각각 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,326b)은 각각의 회수통(322,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
스핀 헤드(340)는 기판(W)을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛(340)으로 제공된다. 스핀 헤드(340)는 처리 용기(320)의 처리 공간에 배치된다. 스핀 헤드(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀 헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다. 척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 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 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)와 스핀 헤드(340) 간에 상대 높이를 조절한다. 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.
상술한 바와 달리 승강 유닛(360)은 처리 용기(320) 대신 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(380)은 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 종류의 액을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 각각은 노즐 구동 부재(381) 및 처리액 노즐(399)를 포함한다. 노즐 구동 부재(381)는 처리액 노즐(399)을 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 여기서 공정 위치는 처리액 노즐(399)이 처리 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(399)이 처리 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 처리액 노즐(399)이 기판의 중심으로 처리액을 공급할 수 있는 위치일 수 있다. 노즐 구동 부재(381)는 아암(382), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 아암(382)은 지지축(386)의 상단에 고정 결합된다. 아암(382)은 지지축(386)과 수직한 길이 방향을 가진다.
처리액 노즐(399)은 처리액을 토출 가능하다. 처리액 노즐(399)은 아암(382)의 끝단 저면에 설치된다. 처리액 노즐(399)은 지지축(386)의 회전에 의해 아암(382)과 함께 이동된다. 예컨대, 처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 건조 유체일 수 있다. 케미칼은 강산 또는 강염기의 성질을 가지는 액일 수 있다. 케미칼은 희석된 불산(DHF)일 수 있다. 린스액은 순수일 수 있다. 건조 유체는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다.
승온액 공급 유닛(400)은 기판(W)의 온도를 공정 온도로 조절한다. 승온액 공급 유닛(400)은 기판(W)의 저면에 공정 온도로 가열된 승온액을 공급한다. 도 5는 도 4의 승온액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 승온액 공급 유닛(400)은 승온액 노즐(420), 혼합 라인(430), 제1액 공급 라인(440), 제2액 공급 라인(450), 연결 부재(460), 그리고 제어기(500)를 포함한다.
승온액 노즐(420)은 승온액을 토출한다. 승온액 노즐(420)은 몸체(342)의 상면에 고정 설치된다. 승온액 노즐(420)은 몸체(342)의 중심축과 일치되도록 위치된다. 승온액 노즐(420)의 상단에는 토출구가 형성된다. 토출구는 수직한 위를 향하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 승온액 노즐(420)은 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)의 저면 중심으로 승온액을 공급할 수 있다.
혼합 라인(430)은 승온액 노즐(420)에 연결된다. 혼합 라인(430)은 제1액 및 제2액이 혼합된 액을 승온액 노즐(420)에 공급한다. 혼합 라인(430)은 제1액 및 제2액이 공급되는 중에 혼합되는 인라인 믹싱(inline mixing) 라인으로 제공될 수 있다.
제1액 공급 라인(440)은 혼합 라인(430)에 제1액을 공급한다. 제1액 공급 라인(440)은 제1액 저장부(444)와 혼합 라인(430)을 연결한다. 제1액 공급 라인(440)에는 제1밸브(442)가 설치된다. 제1밸브(442)는 제1액 공급 라인(440)을 개폐하며, 제1액의 공급 유량을 조절한다. 제2액 공급 라인(450)은 혼합 라인(430)에 제2액을 공급한다. 제2액 공급 라인(450)은 제2액 저장부(454)와 혼합 라인(430)을 연결한다. 제2액 공급 라인(450)에는 제2밸브(452)가 설치된다. 제2밸브(452)는 제2액 공급 라인(450)을 개폐하며, 제2액의 공급 유량을 조절한다. 제1액은 제2액보다 표면 장력이 낮은 액일 수 있다. 제1액은 제2액보다 비열이 더 낮은 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제1액과 제2액의 혼합비는 제2액이 제1액보다 크게 제공될 수 있다. 제1액의 제1유량은 제2액의 제2유량 보다 작을 수 있다. 제1액은 이소프로필 알코올(IPA)이고, 제2액은 순수일 수 있다.
선택적으로 제1액과 제2액의 혼합비는 동일하게 제공될 수 있다. 제1액의 공급 유량과 제2액의 공급 유량은 동일할 수 있다.
연결 부재(460)는 혼합 라인(430)과 제1액 공급 라인(440) 사이에 위치된다. 연결 부재(460)는 제1액 공급 라인(440)과 혼합 라인(430)을 서로 연결시킨다. 연결 부재(460)는 혼합 라인(430)에 제1액이 공급되는 것을 도와준다. 이는 제2유량이 제1유량보다 크므로, 제2액이 제2유량만큼 공급되지 않는 것을 방지하기 위함이다. 예컨대, 연결 부재(460)는 제1액 공급 라인(440)에서 혼합 라인(430)을 향하는 방향으로 갈수록 유로가 작아지는 오리피스(460)를 포함할 수 있다.
선택적으로 제1유량과 제2유량이 동일할 경우에는 연결 부재(460)가 없이 혼합 라인(430)에 제1액 공급 라인(440)을 직접 연결할 수 있다.
제어기(500)는 제1밸브(442) 및 제2밸브(452)을 제어한다. 제어기(500)는 제1유량이 제2유량과 동일하거나 이보다 작도록 제어한다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 방법을 설명한다. 기판(W)을 처리하는 방법으로는 케미칼 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 단계가 순차적으로 진행된다. 케미칼 처리 단계에는 처리액 노즐이 회전되는 기판(W)의 패턴면인 상면 중심으로 케미칼을 공급하고, 린스 처리 단계에는 회전되는 기판(W)의 상면 중심으로 린스액을 공급한다. 기판(W) 상에 공급된 케미칼은 기판(W)의 상면을 식각 또는 세정 처리한다. 케미칼 처리된 기판(W)은 표면이 소수화된다. 린스 처리 단계에는 기판(W) 상에 잔류되는 케미칼을 린스 처리한다. 건조 단계에는 회전되는 기판(W) 상에 잔류되는 린스액을 제거한다. 건조 단계에는 기판(W)의 상면 중심으로 건조 유체를 공급한다.
케미칼 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 단계가 진행되는 중에는 기판(W)의 온도를 조절하기 위해, 각각의 단계에서 기판(W)의 비패턴면인 저면으로 승온액을 공급한다. 승온액은 기판(W)의 저면 중심으로 공급되어 측단을 포함하는 에지 영역까지 확산된다. 이로 인해 기판(W)의 전체 영역은 균일한 온도를 가지도록 조절된다. 케미칼 처리 단계 및 린스 처리 단계에는 기판(W)의 온도에 따라 케미칼 및 린스액과 기판(W) 간에 반응 속도가 상이해지는 것을 방지하기 위함이다. 또한 케미칼 처리 단계 및 린스 처리 단계에는 기판(W)의 온도를 공정 온도로 조절하여 반응 속도를 향상시킬 수 있다.
건조 단계에는 기판(W)의 영역 별 온도에 따라 건조 유체의 증발량이 상이해진다. 따라서 건조 단계에는 기판(W)의 전체 영역을 균일한 온도로 조절하여 건조 유체의 증발량이 영역 별로 균일하도록 조절할 수 있다.
상술한 실시예에는 승온액으로서 서로 상이한 비열 및 표면 장력을 가지는 제1액 및 제2액이 혼합된 액을 사용한다. 이는 제2액보다 낮은 표면 장력을 가지는 제1액의 성질을 이용하여 승온액을 기판(W)의 중심에서 측단을 포함하는 에지 영역까지 확산시킬 수 있다. 또한 제1액보다 높은 비열을 가지는 제2액의 성질을 이용하여 승온액의 온도를 기판(W)으로 전달할 수 있다. 단, 제1액과 제2액의 혼합비는 서로 동일하거나 제2액이 더 크게 제공되어야 비열로 인한 승온액의 온도 전달을 가능하다.
다음은 제1액과 제2액의 다양한 혼합비에 따른 실험 데이타를 기판(W)의 영역 별 온도 변화에 대해 설명한다. 도 6을 참조하면, 승온액으로서 단일의 제1액만을 사용하거나, 단일의 제2액만을 사용하는 경우에는 기판(W)의 온도가 중심에서 멀어질수록 급격히 낮아진다. 이와 달리 승온액으로서 제1액 및 제2액이 혼합된 액을 사용하는 경우에는 기판(W)의 온도가 중심으로부터 멀어지더라도 단일의 액을 사용하는 경우에 비해 완만하게 낮아지는 것을 알 수 있다.
400: 승온액 공급 유닛 420: 혼합 라인
430: 혼합 라인 440: 제1액 공급 라인
450: 제2액 공급 라인 460: 연결 부재
500: 제어기

Claims (11)

  1. 표면이 소수화된 기판을 액 처리하는 장치에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 저면으로 승온액을 공급하여 기판의 온도를 조절하는 승온액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 승온액은 제1액과 제2액이 혼합된 액이며, 상기 제1액은 상기 제2액보다 표면 장력이 더 낮고, 상기 제2액은 상기 제1액보다 비열이 더 높으며,
    상기 승온액 공급 유닛은,
    상기 제1액을 공급하며, 제1밸브가 설치되는 제1액 공급 라인과;
    상기 제2액을 공급하며, 제2밸브가 설치되는 제2액 공급 라인과;
    상기 제1액 공급 라인 및 상기 제2액 공급 라인 각각에 연결되며, 상기 제1액 및 상기 제2액을 혼합하는 혼합 라인과;
    상기 혼합 라인과 상기 제1액 공급 라인을 서로 연결시키는 연결 부재와;
    상기 제1밸브 및 상기 제2밸브를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 제1액의 제1유량이 상기 제2액의 제2유량보다 작도록 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브를 제어하고,
    상기 연결 부재는 상기 제1액 공급 라인에서 상기 혼합 라인으로 갈수록 유로가 작아지는 오리피스를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1액은 이소프로필 알코올(IPA)이고, 상기 제2액은 순수인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 처리액은 상기 제1액을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛은,
    몸체와;
    상기 몸체가 중심축을 중심으로 회전되도록 상기 몸체를 지지하는 지지축과;
    상기 몸체의 상면으로부터 위로 돌출되게 제공되며, 기판을 지지하는 지지핀을 포함하고,
    상기 승온액 공급 유닛은,
    상기 혼합 라인과 연통되며, 상기 몸체의 상면에 고정 설치되는 승온액 노즐을 더 포함하되,
    상기 승온액 노즐은 상부에서 바라볼 때 상기 몸체의 중심에 위치되며, 토출구가 수직한 위를 향하도록 제공되는 기판 처리 장치.

  7. 삭제
  8. 삭제
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  10. 삭제
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