KR102135941B1 - 기판 처리 방법 - Google Patents

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이영훈
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은 액 처리 챔버에서 기판에 처리액이 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 단계, 상기 액 처리 챔버에서 건조 챔버로 기판을 반송하는 반송 단계, 상기 건조 챔버에서 상기 기판을 건조하는 건조 단계를 포함하되, 상기 건조 단계는 상기 기판의 중앙 영역을 제외한 상기 기판의 가장자리 영역을 지지유닛에 의해 지지한 상태에서 상기 기판을 건조하고, 상기 액 처리 단계는 상기 액 처리 챔버에서 상기 액 처리가 완료될 때에, 상기 기판의 가장자리 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이보다 높도록 상기 기판을 액 처리한다.

Description

기판 처리 방법{Method for treating a substrate}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기판으로 액을 공급하여 기판을 액 처리 한 후 액을 제거하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 공정은 기판 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 세정하는 공정을 포함한다. 이들 공정은 패턴 면이 위 또는 아래를 향하도록 기판을 스핀 헤드 상에 놓고, 스핀 헤드를 회전시킨 상태에서 기판 상에 처리액을 공급하고, 이후 웨이퍼를 건조함으로써 이루어진다
최근에는 기판을 세정하는 공정에 초임계가 사용된다. 일 예에의하면, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와 액 처리 후에 초임계상태의 유체를 이용하여 기판으로부터 처리액을 제거하는 건조 챔버가 각각 제공되고, 액 처리 챔버에서 처리가 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 건조 챔버로 반입된다.
도 17은 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정이 수행되는 건조 챔버(1000)의 일 예를 보여준다. 건조 챔버(1000)는 내부에 기판을 지지하는 지지 유닛(1200)을 가지며, 지지 유닛(1200)은 기판(W)의 저면 중 가장자리 영역을 지지한다.
기판(W)에서 처리액을 제거할 때에 기판(W)의 전체 영역에서 처리액이 모두 초임계 유체에 의해 제거되는 것이 바람직하다. 기판(W) 상의 처리액이 초임계 유체에 의해 제거되지 않고 자연 건조 또는 가열 등에 의해 제거되면 도 18의 'A'와 같이 패턴이 기울어지는 리닝(leaning) 현상이 발생된다.
도 17과 같은 구조의 건조 챔버(1000)를 사용하여 기판 상에서 처리액을 제거할 때에 기판(W)이 지지 유닛(1200)에 놓이면 도 19와 같이 기판(W)의 중앙 영역이 아래 방향으로 볼록하도록 기판(W)이 휘어진다. 기판(W)의 휨에 의해 기판(W)의 가장자리 영역에 잔류하는 처리액의 일부가 기판(W)의 중앙 영역으로 흐른다. 이 경우, 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액이 두께가 얇아져 초임계 유체가 공급되기 전에 기판(W)의 가장자리 영역이 자연 건조된다. 또한, 기판(W)의 중앙 영역에서는 다량의 처리액이 제거하여야 하므로, 처리액의 건조에 많은 시간이 소요된다. 기(W)판의 직경이 커질수록 이와 같은 문제는 더 커진다.
또한, 초임계 챔버(1000)는 그 내부로 처리액 제거를 위해 공급된 유체를 초임계 상태로 유지하기 위해 가열된다. 이 경우 챔버(1000)의 외벽 및 지지 유닛(1200)과 같은 구조물은 챔버(1000)의 내부 공간에 비해 온도가 더 높으므로 지지 유닛(1200)과 접촉되는 기판(W)의 가장자리 영역은 가열에 의해 더 많은 량의 처리액이 증발되므로, 이 영역은 가열에 의해 건조되거나 자연 건조되기 쉽다.
또한, 기판의 저면 전체 영역을 지지하여 초임계 유체로 기판을 건조할 때에도 다음과 같은 문제가 발생된다. 처리액으로 기판(W)을 처리한 후 기판을 건조하여 처리액을 기판 상에서 제거할 때, 기판 상에 잔류하는 처리액의 액량이 많은 경우에는 건조에 많은 시간이 소요된다. 건조 시간을 줄이기 위해 처리액을 소량 사용하여 기판을 처리하는 경우 기판 상에 잔류하는 액이 처리액으로 충분히 치환되지 않는다.
본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조시 건조 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 가장자리 영역이 자연 건조되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판을 건조시 처리액의 제거에 많은 시간이 소요되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액 처리 챔버에서 건조 챔버로 기판이 반입될 때 기판 상에 잔류하는 액량을 설정량으로 조절할 수 있는 기판 처리 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은 액 처리 챔버에서 기판에 처리액이 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 단계, 상기 액 처리 챔버에서 건조 챔버로 기판을 반송하는 반송 단계, 상기 건조 챔버에서 상기 기판을 건조하는 건조 단계를 포함하되, 상기 건조 단계는 상기 기판의 중앙 영역을 제외한 상기 기판의 가장자리 영역을 지지유닛에 의해 지지한 상태에서 상기 기판을 건조하고, 상기 액 처리 단계는 상기 액 처리 챔버에서 상기 액 처리가 완료될 때에, 상기 기판의 가장자리 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이보다 높도록 상기 기판을 액 처리한다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 단계는 상기 기판이 회전되고 상기 기판을 향해 상기 처리액이 공급되는 액 공급단계와 상기 액 공급단계 이후에 상기 기판이 회전되고 상기 처리액의 공급이 중지되는 액량 조절단계를 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 공급단계에서 상기 기판은 제1속도로 회전되고, 상기 액량 조절 단계에서 상기 기판은 제2속도로 회전되며, 상기 제2속도는 상기 제1속도보다 느리게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 공급단계는 상기 기판이 제1회전속도로 회전되고 상기 기판을 향해 제1공급유량으로 상기 처리액이 공급되는 제1공급단계와 상기 기판이 제2회전속도로 회전되고 상기 기판을 향해 제2공급유량으로 처리액이 공급되는 제2공급단계를 포함하고, 상기 제1회전속도는 상기 제2회전속도보다 빠르고, 상기 제1공급유량은 상기 제2공급유량보다 많을 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 단계에서는 중앙 노즐과 가장자리 노즐로부터 동시에 기판으로 처리액을 공급하되, 상기 중앙 노즐은 회전되는 기판의 중앙 영역으로 처리액을 공급하고, 상기 가장자리 노즐은 회전되는 기판의 가장자리 영역으로 처리액을 공급하며, 상기 가장자리 노즐에서 공급되는 처리액의 단위시간당 공급량은 중앙 노즐에서 공급되는 처리액의 단위시간당 공급량보다 많을 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 단계에서 상기 처리액은 액 공급 노즐을 통해 회전되는 상기 기판으로 공급되고, 상기 액 공급 노즐로부터 공급되는 상기 처리액의 토출 위치는 상기 기판의 중앙 영역과 상기 기판의 가장자리 영역 간에 이동되며, 상기 기판의 가장자리 영역에 토출되는 처리액의 단위시간당 공급량이 상기 기판의 중앙 영역에 공급되는 처리액의 단위시간당 공급량보다 많도록 변경될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 단계에서는 제1액, 제2액, 그리고 제3액을 순차적으로 기판에 공급하여 기판을 처리하며, 상기 처리액은 상기 제3액이고, 상기 건조 단계에서는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하고, 상기 제3액은 상기 제2액에 비해 상기 초임계 유체에 더 잘 용해되는 액일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제3액은 이소프로필 알코올을 포함하고, 상기 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 처리액은 상기 기판에 잔류한 상태로 상기 건조 챔버 내로 반송될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제1액은 식각액이고, 상기 제2액은 상기 제1액을 중화시키고 상기 제1액에 비해 상기 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 기판이 상기 건조 챔버에 반입될 때 상기 기판의 가장자리 영역에서 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에서 처리액의 높이보다 높도록 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제2속도는 10 내지 100 RPM일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제1속도는 200 RPM 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리 하는 액 처리 챔버, 상기 기판으로부터 상기 처리액을 제거하는 건조 챔버, 상기 액 처리 챔버와 상기 건조 챔버 간에 기판을 반송하는 반송 유닛, 상기 액 처리 챔버, 상기 건조 챔버, 그리고 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 액 처리 챔버는 내부에 처리 공간을 제공하는 컵, 상기 처리 공간에 기판을 지지하고 기판을 회전시키는 지지 유닛, 상기 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고, 상기 건조 챔버는 내부에 내부 공간을 가지는 바디, 상기 내부 공간에서 기판의 가장자리 영역을 지지하는 지지체, 상기 내부 공간으로 건조용 유체를 공급하는 유체 공급 유닛, 상기 내부 공간 내의 유체를 배기하는 배기 유닛을 포함하고, 상기 제어기는 상기 액 처리 챔버에서 기판에 처리액이 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 단계, 상기 액 처리 챔버에서 상기 건조 챔버로 기판을 반송하는 반송 단계, 그리고 상기 건조 챔버에서 상기 기판을 건조하는 건조 단계가 순차적으로 이루어지고, 상기 액 처리 단계는 상기 액 처리 챔버에서 액 처리가 완료될 때에 상기 기판의 가장자리 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이보다 높도록 상기 액 처리 챔버, 상기 건조 챔버, 그리고 상기 반송 유닛을 제어한다. ,
일 예에 의하면, 상기 제어기는 상기 액 처리 단계가 상기 기판이 회전되고 상기 기판을 향해 상기 처리액이 공급되는 액 공급단계와, 상기 액 공급단계 이후에 상기 기판이 회전되고 상기 처리액의 공급이 중지되는 액량 조절단계를 포함하도록 상기 액 처리 챔버를 제어할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제어기는 상기 액 공급단계에서의 상기 기판의 회전속도가 상기 액량 조절단계에서의 상기 기판의 회전속도보다 빠르도록 상기 액 처리 챔버를 제어할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은 상기 기판의 중앙 영역으로 처리액을 공급하는 중앙 노즐과 상기 기판의 가장자리 영역으로 처리액을 공급하는 가장자리 노즐을 포함하고, 상기 제어기는 상기 액 공급단계에서 상기 중앙 노즐이 회전되는 상기 기판의 중앙 영역으로 처리액을 공급하고, 이와 동시에 상기 가장자리 노즐이 회전되는 기판의 가장자리 영역으로 처리액을 공급하되, 상기 가장자리 노즐에서 공급되는 처리액의 단위시간당 공급량이 상기 중앙 노즐에서 공급되는 처리액의 단위시간당 공급량보다 많도록 상기 액 처리 챔버를 제어할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 단계에서는 제1액, 제2액, 그리고 제3액을 순차적으로 기판에 공급하여 기판을 처리하며, 상기 처리액은 상기 제3액이고, 상기 건조 단계에서는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하고, 상기 제3액은 상기 제2액에 비해 상기 초임계 유체에 더 잘 용해되는 액이며, 상기 처리액은 상기 기판에 잔류한 상태로 상기 건조 챔버 내로 반송될 수 있다.
다른 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은 액 처리 챔버에서 기판에 처리액이 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 공정, 상기 액 처리 공정 이후에, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 처리액의 액량을 조절하는 액량 조절 공정, 그리고 상기 기판 상에서 처리액을 제거하는 건조 공정을 포함하되, 상기 액량 조절 공정은 상기 기판 상으로 상기 처리액의 공급을 중지한 상태에서 상기 기판을 회전시켜 수행된다.
일 예에 의하면, 상기 액량 조절 단계에서 상기 기판 상에 잔류시키는 액량은 상기 기판의 회전속도를 조절하여 이루어질 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 건조 공정 진행 전에 설정된 상기 기판 상의 처리액의 액량이 제1유량인 경우 상기 액량 조절 공정에서 상기 기판의 회전 속도는 제1설정속도이고, 상기 건조 공정 진행 전에 설정된 상기 기판 상의 처리액의 액량이 제2유량인 경우 상기 액량 조절 공정에서 상기 기판의 회전 속도는 제2설정속도이되, 상기 제1유량은 상기 제2유량보다 많고, 상기 제1설정속도는 상기 제2설정속도보다 작을 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 공정과 상기 액량 조절 공정은 액 처리 챔버에서 이루어지고, 상기 건조 공정은 건조 챔버에서 이루어지며, 상기 액 처리 챔버에서 상기 액량 조절 공정이 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 상기 건조 챔버로 반송될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액량 조절 공정에서 기판의 회전 속도는 상기 액 처리 공정에서 상기 기판의 회전속도보다 낮을 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 액 처리 공정에서 제1액, 제2액, 그리고 제3액을 순차적으로 기판에 공급하여 기판을 처리하며, 상기 처리액은 상기 제3액이고, 상기 건조 공정에서는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하고, 상기 제3액은 상기 제2액에 비해 상기 초임계 유체에 더 잘 용해되는 액일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 기판이 상기 건조 챔버에 반입될 때 상기 기판의 가장자리 영역에서 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에서 처리액의 높이보다 높도록 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조시 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 건조시 기판의 가장자리 영역이 자연 건조되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 건조시 처리액의 제거에 많은 시간이 소요되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 액 처리 챔버에서 건조 챔버로 기판을 반입할 때 기판 상에 잔류하는 처리액의 량을 설정량으로 조절하여 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 건조 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 기판 처리 방법의 일 예를 보여주는 플로우차트이다.
도 5와 도 6은 각각 액 공급 단계와 액량 조절 단계에서 기판의 처리를 보여주는 도면이다.
도 7은 액 공급 단계에서 기판의 회전 속도의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 11은 각각 액 공급 단계, 액량 조절 단계, 그리고 반송 단계, 그리고 건조 단계에서 기판 상에서 처리액의 높이의 변동에 의해 설명한다
도 12 내지 도 15는 액 처리 챔버에서 기판에 처리액을 공급하는 다양한 변형예들을 보여주는 도면들이다.
도 16은 액량 조절 공정에서 기판의 회전수와 액량 조절 후 기판 상에 잔류하는 처리액의 무게 간의 관계를 보여준다.
도 17은 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정이 수행되는 일반적인 건조 챔버의 일 예를 보여준다
도 18은 자연 건조될 때 기판에서 발생되는 리닝 현상을 보여주는 도면이다.
도 19는 도 17의 장치에서 건조 공정 수행시 기판 상의 처리액의 상태를 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 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 건조 챔버(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 건조 챔버(500)와 반송 챔버(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되고, 건조 챔버(500)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 챔버(400)들은 건조 챔버(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 챔버(300)의 일측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 챔버(300)의 일측에서 건조 챔버(500)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 챔버(300)의 일측에는 액 처리 챔버(400)들만 제공되고, 그 타측에는 건조 챔버(500)들만 제공될 수 있다.
반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 포함하며, 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 가진다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리 된다. 지지 유닛(440)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 유닛(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 가진다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지 유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지 유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다. 지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다. 척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지 유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)을 가진다. 제1노즐(462)은 제1액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제1액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2노즐(464)은 제2액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제2액은 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2액은 제1액에 비해 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2액은 기판(W) 상에 공급된 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 제1액을 중화시키고 동시에 제1액에 비해 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제2액은 물일 수 있다. 제3노즐(466)은 제3액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제3액은 건조 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3액은 제2액에 비해 건조 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3액은 유기용제일 수 있다. 유기용제는 이소프로필 알코올일 수 있다. 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 수 있다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 건조 챔버(500)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일 실시예에 의하면, 건조 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 건조 챔버(500)는 바디(520), 지지체(540), 유체 공급 유닛(560), 그리고 차단 플레이트(580)를 가진다.
바디(520)는 건조 공정이 수행되는 내부 공간(502)을 제공한다. 바디(520)는 상체(522, upper body)와 하체(524, lower body)를 가지며, 상체(522)와 하체(524)는 서로 조합되어 상술한 내부 공간(502)을 제공한다. 상체(522)는 하체(524)의 상부에 제공된다. 상체(522)는 그 위치가 고정되고, 하체(524)는 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(524)가 상체(522)로부터 이격되면 내부 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하체(524)가 상체(522)에 밀착되어 내부 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 건조 챔버(500)는 히터(570)를 가진다. 일 예에 의하면, 히터(570)는 바디(520)의 벽 내부에 위치된다. 히터(570)는 바디(520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(520)의 내부 공간(502)을 가열한다.
지지체(540)는 바디(520)의 내부 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 지지체(540)는 고정 로드(542)와 거치대(544)를 가진다. 고정 로드(542)는 상체(522)의 저면으로부터 아래로 돌출되도록 상체(522)에 고정 설치된다. 고정 로드(542)는 그 길이방향이 상하 방향으로 제공된다. 고정 로드(542)는 복수 개 제공되며 서로 이격되게 위치된다. 고정 로드(542)들은 이들에 의해 둘러싸인 공간으로 기판(W)이 반입 또는 반출될 때, 기판(W)이 고정 로드(542)들과 간섭하지 않도록 배치된다. 각각의 고정 로드(542)에는 거치대(544)가 결합된다. 거치대(544)는 고정 로드(542)의 하단으로부터 고정 로드(542)들에 의해 둘러싸인 공간을 향하는 방향으로 연장된다. 상술한 구조로 인해, 바디(520)의 내부 공간(502)으로 반입된 기판(W)은 그 가장자리 영역이 거치대(544) 상에 놓이고, 기판(W)의 상면 전체 영역, 기판(W)의 저면 중 중앙 영역, 그리고 기판(W)의 저면 중 가장자리 영역의 일부는 내부 공간(502)으로 공급된 건조용 유체에 노출된다.
유체 공급 유닛(560)은 바디(520)의 내부 공간(502)으로 건조용 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 건조용 유체는 초임계 상태로 내부 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 건조용 유체는 가스 상태로 내부 공간(502)으로 공급되고, 내부 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다. 일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)은 메인 공급 라인(562), 상부 분기 라인(564), 그리고 하부 분기 라인(566)을 가진다. 상부 분기 라인(564)과 하부 분기 라인(566)은 메인 공급 라인(562)으로부터 분기된다. 상부 분기 라인(564)은 상체(522)에 결합되어 지지체(540)에 놓인 기판(W)의 상부에서 건조용 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 상부 분기 라인(564)은 상체(522)의 중앙에 결합된다. 하부 분기 라인(566)은 하체(524)에 결합되어 지지체(540)에 놓인 기판(W)의 하부에서 건조용 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 하부 분기 라인(566)은 하체(524)의 중앙에 결합된다. 하체(524)에는 배기 라인(550)이 결합된다. 바디(520)의 내부 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 라인(550)을 통해서 바디(520)의 외부로 배기된다.
바디(520)의 내부 공간(502) 내에는 차단 플레이트(580)(blocking plate)가 배치될 수 있다. 차단 플레이트(580)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 차단 플레이트(580)는 바디(520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(582)에 의해 지지된다. 지지대(582)는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개가 배치된다. 상부에서 바라볼 때 차단 플레이트(580)는 하부 분기 라인(566)의 토출구 및 배기 라인(550)의 유입구와 중첩되도록 제공될 수 있다. 차단 플레이트(580)는 하부 분기 라인(566)을 통해서 공급된 건조용 유체가 기판(W)을 향해 직접 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제어기(30)는 기설정된 기판 처리 방법으로 기판(W)의 처리가 이루어지도록 반송로봇, 액 처리 챔버(400) 및 건조 챔버(500)를 제어한다. 이하, 기판 처리 방법의 일 예를 설명한다.
도 4는 기판 처리 방법의 일 예를 보여주는 플로우차트이다. 도 4를 참조하면, 기판 처리 방법은 액 처리 단계(S100), 반송 단계(S200), 그리고 건조 단계(S300)를 포함한다.
액 처리 단계(S100)는 액 처리 챔버(400)에서 이루어진다. 액 처리 단계(S100)에서는 기판(W) 상에 액이 공급되어 기판(W)을 액 처리한다. 일 예에 의하면, 액 처리 단계(S100)에서 제1액, 제2액, 그리고 제3액이 순차적으로 기판(W)에 공급되어 기판(W)을 처리한다. 제1액은 황산, 질산, 염산 등과 같이 산 또는 알칼리를 포함하는 케미칼이고, 제2액은 순수이고, 제3액은 이소프로필 알코올일 수 있다. 처음에 기판(W) 상에 케미칼을 공급하여 기판(W) 상에 잔류하는 박막이나 이물 등을 제거한다. 이후 기판(W) 상에 순수를 공급하여, 기판(W) 상에서 케미칼을 순수로 치환한다. 이후, 기판(W) 상에 이소프로필 알코올을 공급하여, 기판(W) 상에서 순수를 이소프로필 알코올로 치환한다. 순수는 케미칼에 비해 이소프로필 알코올에 잘 용해되므로, 치환이 용이하다. 또한, 순수에 의해 기판(W)의 표면은 중화될 수 있다. 이소프로필 알코올은 건조 챔버(500)에서 사용되는 이산화탄소에 잘 용해되므로, 건조 챔버(500)에서 초임계 상태의 이산화탄소에 의해 쉽게 제거된다.
반송 단계(S200)는 반송 로봇(320)에 의해 이루어진다. 액 처리 챔버(400)에서 액 처리가 완료되면, 기판(W)을 액 처리 챔버(400)에서 건조 챔버(500)로 반송하는 반송 단계(S200)가 수행된다. 반송 로봇(320)에 반송되는 동안에 기판(W) 상에는 액이 잔류한다. 이하, 반송 로봇(320)에 의해 반송되는 동안게 기판(W)에 잔류하는 액을 처리액이라 칭한다. 예컨대, 상술한 예에서 처리액은 제3액이다.
건조 단계(S300)는 건조 챔버(500)에서 이루어진다. 건조 챔버(500) 내로 반입된 기판(W)은 그 가장자리 영역이 거치대(544)에 놓인 상태로 지지체(540)에 지지된다. 처음에 이산화탄소가 하부 분기 라인(566)을 통해서 바디(520)의 내부 공간(502)으로 공급된다. 바디(520)의 내부 공간(502)이 설정 압력에 도달하면 이산화탄소는 상부 분기 라인(564)을 통해서 바디(520)의 내부 공간(502)으로 공급된다. 선택적으로 바디(520)의 내부 공간(502)이 설정 압력에 도달하면 이산화탄소는 상부 분기 라인(564)과 하부 분기 라인(566)을 통해서 동시에 바디(520)의 내부 공간(502)으로 공급될 수 있다. 공정 진행시 바디(520)의 내부 공간(502)으로 이산화탄소의 공급 및 내부 공간(502)으로부터 이산화탄소의 배출은 주기적으로 복수회 진행될 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 기판(W) 상에 잔류하는 처리액이 초임계 상태의 이산화탄소에 일정량 용해되면 내부 공간(502)으로부터 이산화탄소 배출하고, 새로운 이산화탄소를 내부 공간(502)으로 공급함으로써 기판(W)으로부터 처리액의 제거율이 향상시킬 수 있다.
다음에는 액 처리 챔버(400)에서 처리액으로 기판(W)을 처리하는 과정에 대해 상세히 설명한다. 아래 실시예에서 처리액은 이소프로필 알코올과 같은 유기용제일 수 있다
액 처리 단계(S100)는 액 처리 챔버(400)에서 액 처리가 완료될 때에, 기판(W)의 가장자리 영역에 잔류하는 처리액의 높이가 기판(W)의 중앙 영역에 잔류하는 처리액의 높이보다 높도록 제공된다. 일 예에 의하면, 액 처리 단계(S100)는 액 공급 단계(S110)와 액량 조절 단계(S120)를 포함한다.
도 5와 도 6은 각각 액 공급 단계(S110)와 액량 조절 단계(S120)에서 기판(W)의 처리를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 액 공급 단계(S110)에서는 기판(W) 상에 처리액이 공급된다. 액 공급 단계(S110)에서 기판(W)은 제1속도(V1)로 회전된다. 처리액은 기판(W)의 중앙 영역으로 공급된다. 예컨대, 처리액은 기판(W)의 중심을 향해 공급될 수 있다.
액량 조절 단계(S120)에서는 기판(W) 상에 공급된 처리액의 두께가 조절된다. 일 예에 의하면, 액량 조절 단계(S120)에서는 기판(W) 상의 영역에 따라 처리액의 두께가 상이하게 제공되도록 조절된다. 예컨대, 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 두께는 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 두께보다 두껍게 제공되도록 처리액의 두께가 조절될 수 있다. 도 6을 참조하면, 액량 조절 단계(S120)에서는 기판(W) 상으로 처리액의 공급이 중지되고 기판(W)은 제2속도(V2)로 회전된다. 처리액의 두께는 제2속도(V2)를 조절함으로써 이루어질 수 있다.
도 7은 액 공급 단계(S110)에서 기판(W)의 회전 속도의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 액량 조절 단계(S120)에서의 제2속도(V2)는 액 공급 단계(S110)에서의 제1속도(V1)보다 낮은 속도로 제공될 수 있다. 액량 조절 단계(S120)에서 기판(W)의 회전수를 변경하여 테스트함으로서 기판(W)의 가장자리 영역과 기판(W)의 중앙 영역에서 요구되는 처리액의 두께에 적합한 제2속도(V2)를 결정될 수 있다. 일 예에 의하면, 액 공급단계에서 제1속도(V1)는 200 RPM 이상으로 제공되고, 액량 조절 단계(S120)에서 제2속도(V2)는 10 내지 100 RPM으로 제공될 수 있다. 액량 조절 단계(S120)가 완료되면 기판(W)의 회전이 정지된다.
다음에는 도 8 내지 도 11을 참조하며, 액 공급 단계(S110), 반송 단계(S200), 그리고 건조 단계(S300)에서 기판(W) 상에서 처리액의 높이의 변동에 의해 설명한다. 도 8은 액 공급 단계가 완료되었을 때 기판 상에 처리액의 두께의 예를 보여주는 도면이고, 도 9는 액량 조절 단계가 완료되었을 때 기판 상에 처리액의 두께의 일 예를 보여주는 도면이다. 또한, 도 10은 건조 챔버에 기판이 반입될 때 기판 상에 처리액의 두께의 일 예를 보여주는 도면이고, 도 11은 기판이 건조 챔버의 지지체에 놓일 때 처리액의 두께의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7에서 액 공급 단계(S110)가 완료되면, 도 8과 같이 기판(W)의 전체 영역에서 처리액의 두께(h1)는 대체로 균일하거나 기판(W)의 가장자리 영역에 비해 기판(W)의 중앙 영역의 두께가 조금 높을 수 있다. 이후, 액량 조절 단계(S120)에서 기판(W)을 상대적으로 낮은 속도로 회전하면, 기판(W)에 공급된 처리액은 원심력에 의해 기판(W)으로부터 이탈되지 않고 기판(W)의 가장자리 영역에 다량 잔류한다. 이에 의해, 도 9와 같이 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 높이(h2)가 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 높이(h3)보다 높게 될 수 있다.
반송 로봇(320)에 의해 기판(W)이 반송되는 도중에 기판(W) 상의 처리액은 도 10과 같이 복원력 또는 표면장력에 의해서 기판(W)의 가장자리 영역에 잔류하는 처리액의 일부가 기판(W)의 중앙 영역으로 흐를 수 있다. 이에 의해 기판(W)이 건조 챔버(500)로 반입되는 직후에는 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 높이(h4)는 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 높이(h5)보다 높게 유지되나, 기판(W)의 가장자리 영역과 중앙 영역에서 높이 차는 도 9에 비해 가 줄어들 수 있다.
이후, 기판(W)이 건조 챔버(500)의 지지체(540) 놓이면, 기판(W)은 도 11과 같이 아래 방향으로 볼록하게 휘어지며, 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 일부가 기판(W)의 중앙 영역으로 흐른다. 또한, 기판(W)의 가장자리 영역이 가열된 거치대(544)에 놓이므로 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 일부가 증발된다. 이로 인해 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 높이(h6)가 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 높이와 동일하게 유지되거나, 도 9 또는 도 10에 비해 높이 편차가 줄어든다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액의 공급 단계가 완료된 이후에, 처리액의 공급이 중단된 상태에서 기판(W)을 일정시간 회전시키는 액량 조절 단계(S120)가 수행되므로 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 두께를 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 두께보다 더 크게 할 수 있다. 이로 인해, 기판(W)이 건조 챔버(500)로 반입시 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 두께는 중앙 영역에서 처리액의 두께보다 크게 제공될 수 있다. 기판(W)이 건조 챔버(500)로 반입되어 거치대(544)에 놓일 때 기판(W)이 아래 방향으로 볼록하도록 휨이 발생해서 가장자리 영역의 처리액의 일부가 중앙 영역으로 흐르더라도 기판(W)의 가장자리 영역에 처리액이 일정 높이 잔류하게 된다. 이는 기판(W)의 가장자리 영역에서 기판(W)이 자연 건조되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(W)이 건조 챔버(500)의 거치대(544)에 놓일 때, 기판(W)의 가장자리 영역과 기판(W)의 중앙 영역 간에 처리액의 높이 편차가 줄어 기판(W)의 전체 영역에 초임계 유체에 의한 건조가 균일하게 이루어질 수 있다.
다음에는 도 12 내지 도 15를 참조하여 액 처리 챔버에서 기판에 처리액을 공급하는 다양한 변형예들에 설명한다.
도 12는 기판 처리 방법의 일 예를 개략적으로 보여주는 플로우차트이다. 도 12를 참조하면, 기판(W)에 처리액을 공급하는 단계는 도 4의 실시예와 동일하게 액 공급 단계(S110), 반송 단계(S200), 그리고 건조 단계(S300)를 포함한다. 다만, 본 실시예에서 액 공급 단계(S110)는 제1공급단계(S112)와 제2공급단계(S114)를 가진다. 제1공급단계(S112)와 제2공급단계(S114)에서 처리액은 기판(W)의 중앙 영역으로 공급될 수 있다. 예컨대, 처리액은 기판(W)의 중심으로 공급될 수 있다. 제1공급단계(S112)에서 기판(W)은 제1회전속도(V11)로 회전되고, 처리액은 제1공급유량(Q11)으로 기판(W)에 공급된다. 제2공급단계(S114)에서 기판(W)은 제2회전속도로 회전되고, 처리액은 제2공급유량으로 기판(W)에 공급된다. 제1회전속도는 제2회전속도보다 빠르게 제공될 수 있다. 또한, 제1공급유량은 제2공급유량보다 크게 제공될 수 있다. 또한, 제1회전속도는 제2회전속도보다 빠르고, 동시에 제1공급유량은 제2공급유량보다 크게 제공될 수 있다. 제1회전속도 및 제2회전속도는 모두 액량 조절 단계(S120)에서 제2속도보다 빠르게 제공될 수 있다.
도 13과 도 14는 기판 처리 방법의 다른 예를 개략적으로 보여주는 도면으로 도 13은 제1공급단계를 보여주고, 도 14는 제2공급단계를 보여준다. 도 13과 도 14를 참조하면, 기판(W)을 처리액으로 액처리하는 단계는 액 공급 단계를 포함한다. 액 공급 단계에서는 기판(W)이 회전되고 기판(W) 상에 처리액이 공급된다. 액 공급 단계는 제1공급단계와 제2공급단계를 포함한다. 제1공급단계와 제2공급단계는 순차적으로 진행된다. 도 13을 참조하면, 제1공급단계에서 처리액은 기판(W)의 중앙 영역으로 공급된다. 일 예에 의하면, 기판(W)의 중심으로 공급된다. 제1공급단계에서 처리액은 단위시간당 제1공급유량(Q11)으로 공급된다. 도 14를 참조하면, 제2공급단계에서 처리액은 기판(W)의 가장자리 영역으로 공급된다. 제2공급단계에서 처리액은 단위시간당 제2공급유량(Q12)으로 공급된다. 일 예에 의하면, 제1공급유량(Q11)은 제2공급유량(Q12)보다 작게 제공된다. 선택적으로 제1공급단계에서 기판(W)의 회전속도는 제2공급단계에서 기판(W)의 회전속도와 상이하게 제공될 수 있다. 예컨대, 제2공급단계에서 기판(W)의 회전속도는 제1공급단계에서 기판(W)의 회전속도보다 느리게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 처리액의 공급 동안에 제3노즐(466)이 이동되어 기판(W) 상에 처리액이 공급되는 위치가 변경된다. 처리액의 공급 위치는 기판(W)의 중심에서 기판(W)의 단부로 연속적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 처리액의 공급 위치는 기판(W)의 중앙 영역의 특정 위치에 고정되고, 이후에 기판(W)의 가장자리 영역의 특정 위치에 고정될 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 처리액에 의한 기판 처리가 완료될 때 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 두께가 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 두께보다 크게 유지할 수 있다. 기판(W)의 중앙 영역으로 공급되는 단위시간당 처리액의 공급량 또는 기판(W)의 가장자리 영역으로 공급되는 단위시간당 처리액의 공급량은 각각의 영역에서 단위시간당 처리액의 공급량을 변경하여 테스트함으로서 기판(W)의 가장자리 영역과 기판(W)의 중앙 영역에서 요구되는 처리액의 두께에 적합한 공급량을 결정될 수 있다.
도 15는 기판 처리 방법의 다른 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 15를 참조하면, 기판(W)에 처리액을 공급하는 제3노즐(466)은 중앙 노즐(466a)과 가장자리 노즐(466b)을 포함한다. 중앙 노즐(466a)은 기판(W)의 중앙 영역으로 처리액을 공급하고, 가장자리 노즐(466b)은 기판(W)의 가장자리 영역으로 처리액을 공급하도록 제공된다. 중앙 노즐(466a)과 가장자리 노즐(466b)은 하나의 아암(461)에 장착되어 같이 구동될 수 있다. 선택적으로 중앙 노즐(466a)과 가장자리 노즐(466b)은 상이한 아암(461)에 장착되어, 각각 구동될 수 있다. 도 15를 참조하면, 기판(W)을 처리액으로 액처리하는 단계는 액 공급 단계를 포함한다. 액 공급 단계에서는 기판(W)이 회전되고 기판(W) 상에 처리액이 공급된다. 액 공급 단계에서 처리액은 중앙 노즐(466a)과 가장자리 노즐(466b)에서 동시에 기판(W)으로 공급된다. 가장자리 노즐(466b)에서 공급되는 처리액의 단위시간당 공급(Q22)량은 중앙 노즐(466a)에서 공급되는 처리액의 단위시간당 공급량(Q21)보다 많게 제공될 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 처리액에 의한 기판 처리가 완료될 때 기판(W)의 가장자리 영역에서 처리액의 두께가 기판(W)의 중앙 영역에서 처리액의 두께보다 크게 유지할 수 있다. 기판(W)의 중앙 영역으로 공급되는 단위시간당 처리액의 공급량 또는 기판(W)의 가장자리 영역으로 공급되는 단위시간당 처리액의 공급량은 중앙 노즐(466a)과 가장자리 노즐(466b)에서 공급되는 단위시간당 처리액의 공급량을 변경하여 테스트함으로서 기판(W)의 가장자리 영역과 기판(W)의 중앙 영역에서 요구되는 처리액의 두께에 적합한 공급량을 결정될 수 있다.
도 13과 도 14의 실시예, 그리고 도 15의 실시예에서는 처리액의 공급을 중단하는 단계 없이 액 공급 단계 만으로 기판의 중앙 영역과 기판의 가장자리 영역에서 처리액의 두께를 조절할 수 있다. 선택적으로 도 13과 도 14의 실시예, 그리고 도 15의 실시예에서 액 공급 단계 이후에 처리액의 공급을 중단하고 기판을 회전시키는 단계가 추가로 더 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은 액 처리 공정(S500), 액량 조절 공정(S600), 그리고 건조 공정을 포함한다.
액 처리 공정(S500)은 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 처리한다. 일 예에 의하면, 액 처리 공정(S500)에서는 제1액, 제2액, 그리고 제3액이 순차적으로 회전되는 기판(W)에 공급되어 기판(W)을 처리한다. 제1액, 제2액, 그리고 제3액은 상술한 실시예와 동일한 종류의 액일 수 있다. 본 실시예에서 제3액은 액 처리 공정(S500)에서 기판(W) 상에 마지막으로 공급되는 액이며, 처리액은 제3액에 해당된다.
액 처리 공정(S500)이 완료되면 액량 조절 공정(S600)이 수행된다. 액량 조절 공정(S600)은 기판(W) 상에 잔류하는 처리액의 액량을 조절한다. 액량 조절 공정(S600)은 기판(W) 상으로 처리액의 공급을 중단한 상태에서 기판(W)을 회전시킨다. 액량 조절 공정(S600)에서 기판(W) 상에 잔류하는 처리액의 액량은 기판(W)의 회전 속도를 조절함으로써 이루어진다.
도 16은 액량 조절 공정에서 기판(W)의 회전 속도와 액량 조절 후 기판(W) 상에 잔류하는 처리액의 무게 간의 관계를 보여준다. 도 16을 참조하면, 액량 조절 공정(S600)에서 기판(W)의 회전수를 V21, V22, 그리고 V23로 변경하여 기판(W) 상의 처리액의 무게를 측정시 처리액의 무게는 각각 a, b, 그리고 c로 측정되었다. V21, V22, 그리고 V23는 순차적으로 회전속도가 작게 제공되었으며, 이 때 측정된 처리액의 무게는 a, b, 그리고 c 순차적으로 증가하였다.
본 실시예에 의하면, 건조 공정 진행 전에 기판(W) 상에 잔류하는 처리액의 액량이 제1유량으로 설정된 경우 액량 조절 공정(S600)에서 기판(W)의 회전 속도는 제1설정속도로 제공되고, 제2유량으로 설정된 경우 액량 조절 공정에서 기판(W)의 회전 속도는 제2설정속도로 제공된다. 제1유량이 제2유량보다 많은 경우, 제1설정속도는 제2설정속도보다 작게 제공된다. 액량 조절 공정(S000)에서 기판(W)의 회전수를 변경하여 테스트함으로서 액처리 공정 이후에 기판(W) 상에 잔류하는 처리액이 기설정된 처리량에 되도록 회전 속도를 결정할 수 있다.
액량 조절 공정(S600)이 완료되면 건조 공정이 수행된다. 건조 공정은 기판(W) 상에 잔류하는 처리액을 제거한다.
본 실시예에 의하면, 액 처리 공정은 도 1의 액 처리 챔버(400)에서 수행되고, 건조 공정은 건조 챔버(500)에서 수행될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)는 상술한 실시예와 동일하게 제공되고, 액 처리 챔버(400)에서 액 처리 공정이 완료된 기판(W)은 반송 로봇(320)에 의해 건조 공정으로 반입될 수 있다. 선택적으로 본 실시예에서 건조 챔버는 기판(W)의 저면 전체 영역을 지지하는 구조로 제공될 수 있다. 선택적으로 건조 챔버는 기판(W)의 중앙 영역만을 지지할 수 있으며, 이와 달리 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다. 건조 챔버에서 건조에 사용되는 유체는 상술한 실시예와 동일할 수 있다.
320 : 반송 로봇
400 : 액 처리 챔버
500 : 건조 챔버

Claims (10)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    액 처리 챔버에서 기판에 처리액이 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 공정과;
    상기 액 처리 공정 이후에, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 처리액의 액량을 조절하는 액량 조절 공정과;
    상기 기판 상에서 처리액을 제거하는 건조 공정을 포함하되,
    상기 액량 조절 공정은 상기 기판 상으로 상기 처리액의 공급을 중지한 상태에서 상기 기판을 회전시켜 수행되고,
    상기 액량 조절 공정이 완료될 때에,
    상기 기판의 가장자리 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이보다 높도록 상기 기판을 액 처리하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액량 조절 공정에서 상기 기판 상에 잔류시키는 액량은 상기 기판의 회전속도를 조절하여 이루어지는 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 건조 공정 진행 전에 설정된 상기 기판 상의 처리액의 액량이 제1유량인 경우 상기 액량 조절 공정에서 상기 기판의 회전 속도는 제1설정속도이고,
    상기 건조 공정 진행 전에 설정된 상기 기판 상의 처리액의 액량이 제2유량인 경우 상기 액량 조절 공정에서 상기 기판의 회전 속도는 제2설정속도이되,
    상기 제1유량은 상기 제2유량보다 많고, 상기 제1설정속도는 상기 제2설정속도보다 작은 기판 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 액 처리 공정과 상기 액량 조절 공정은 액 처리 챔버에서 이루어지고,
    상기 건조 공정은 건조 챔버에서 이루어지며,
    상기 액 처리 챔버에서 상기 액량 조절 공정이 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 상기 건조 챔버로 반송되는 기판 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 액량 조절 공정에서 기판의 회전 속도는 상기 액 처리 공정에서 상기 기판의 회전속도보다 낮은 기판 처리 방법.
  6. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 액 처리 공정에서 제1액, 제2액, 그리고 제3액을 순차적으로 기판에 공급하여 기판을 처리하며, 상기 처리액은 상기 제3액이고,
    상기 건조 공정에서는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하고,
    상기 제3액은 상기 제2액에 비해 상기 초임계 유체에 더 잘 용해되는 액인 기판 처리 방법.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 건조 공정에서 상기 기판의 중앙 영역을 제외한 상기 기판의 가장자리 영역을 지지하여 상기 기판을 건조하는 기판 처리 방법.
  8. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와;
    상기 기판으로부터 상기 처리액을 제거하는 건조 챔버와;
    상기 액 처리 챔버와 상기 건조 챔버 간에 기판을 반송하는 반송 유닛과;
    상기 액 처리 챔버, 상기 건조 챔버, 그리고 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 액 처리 챔버는,
    내부에 처리 공간을 제공하는 컵과;
    상기 처리 공간에 기판을 지지하고 기판을 회전시키는 지지 유닛과;
    상기 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 건조 챔버는,
    내부에 내부 공간을 가지는 바디와;
    상기 내부 공간에서 기판의 가장자리 영역을 지지하는 지지체와;
    상기 내부 공간으로 건조용 유체를 공급하는 유체 공급 유닛과;
    상기 내부 공간 내의 유체를 배기하는 배기 유닛을 포함하고,
    상기 제어기는 상기 액 처리 챔버에서 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 단계, 상기 액 처리 챔버에서 상기 건조 챔버로 기판을 반송하는 반송 단계, 그리고 상기 건조 챔버에서 상기 기판을 건조하는 건조 단계가 순차적으로 이루어지고, 상기 액 처리 단계는 상기 액 처리 챔버에서 액 처리가 완료될 때에 상기 기판의 가장자리 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이가 상기 기판의 중앙 영역에 잔류하는 상기 처리액의 높이보다 높도록 상기 액 처리 챔버, 상기 건조 챔버, 그리고 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 액 처리 단계가 상기 기판이 회전되고 상기 기판을 향해 상기 처리액이 공급되는 액 공급단계와, 상기 액 공급단계 이후에 상기 기판이 회전되고 상기 처리액의 공급이 중지되는 액량 조절단계를 포함하도록 상기 액 처리 챔버를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 액 공급단계에서의 상기 기판의 회전속도가 상기 액량 조절단계에서의 상기 기판의 회전속도보다 빠르도록 상기 액 처리 챔버를 제어하는 기판 처리 장치.
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