KR102178870B1 - 기판 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 방법으로는, 처리 공간에 놓여진 상기 기판 상에 액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하되, 상기 처리 공간에는 하강 기류를 공급하는 동시에 상기 처리 공간이 배기되고, 상기 액 처리가 이루어지는 동안에는 상기 하강 기류의 단위 시간당 공급량과 상기 처리 공간의 단위 시간당 배기량이 함께 가변된다. 이로 인해 처리 공간의 압력을 일정하게 유지하면서 기류의 유량을 조절 가능하다.

Description

기판 처리 방법 및 장치{Method and Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온 주입, 그리고 박막 증착 등의 다양한 공정들을 통해 원하는 패턴을 기판에 형성된다. 각각의 공정은 시간이 지남에 따라 다양해지고 복잡해져 오염물 및 파티클이 생성된다. 이 때문에 각각의 공정들은 진행 전후단계에서 기판을 세정하는 세정 공정이 실시된다.
일반적으로 식각 공정이나 세정 공정은 케미칼을 공급하고, 이를 린스한 후에 건조 처리한다. 케미칼은 강산 또는 강염기의 성질을 가지며, 다량의 퓸을 발생시킨다. 이러한 퓸은 기판뿐만 아니라, 주변 장치까지 오염시킨다. 이로 인해 기판을 처리하는 공간에는 하강 기류가 형성되어, 퓸의 확산을 억제한다.
그러나 이러한 하강 기류는 영역 별로 상이한 압력으로 적용된다. 도 1과 같이, 하강 기류는 기판의 중심보다 가장자리 영역을 더 크게 가압한다. 이에 따라 기판의 가장자리 영역에는 중앙 영역보다 얇은 액막이 형성되며, 충분한 두께의 액막이 형성되지 않는다.
따라서 기판의 가장자리 영역에는 원치 않은 타이밍에 패턴이 대기에 노출되어 건조되는 현상이 발생되며, 이는 패턴의 리닝(Leaning)을 야기한다.
본 발명은 기판을 처리하는 과정에서 발생되는 퓸을 억제하는 동시에 기판의 가장자리 영역이 건조되는 것을 방지할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 방법으로는, 처리 공간에 놓여진 상기 기판 상에 액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하되, 상기 처리 공간에는 하강 기류를 공급하는 동시에 상기 처리 공간이 배기되고, 상기 액 처리가 이루어지는 동안에는 상기 하강 기류의 단위 시간당 공급량과 상기 처리 공간의 단위 시간당 배기량이 함께 가변된다.
상기 공급량과 상기 배기량은 서로 비례하도록 가변될 수 있다. 상기 공급량과 상기 배기량이 함께 가변되는 동안에, 상기 처리 공간의 압력은 일정하게 유지될 수 있다.
상기 하강 기류를 단위 시간당 제1공급량으로 제공된 상태에서 상기 기판 상에 상기 액을 공급하는 제1처리 단계와 상기 제1처리 단계 이후에, 상기 하강 기류를 단위 시간당 제2공급량으로 제공된 상태에서 상기 기판 상에 상기 액을 공급하는 제2처리 단계를 포함하되, 상기 단위 시간당 제2공급량은 상기 단위 시간당 제1공급량보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제2처리 단계에 소요되는 시간은 상기 제1처리 단계에 소요되는 시간보다 짧게 제공될 수 있다. 상기 액은 유기 용제를 포함할 수 있다.
상기 기판의 액 처리가 완료된 이후에는, 상기 처리 공간으로 상기 기판을 반출하는 반출 단계를 더 포함하되, 상기 반출 단계에는 상기 하강 기류가 단위 시간당 제3공급량으로 제공되고, 상기 단위 시간당 제3공급량은 상기 단위 시간당 제2공급량보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제1처리 단계와 상기 제2처리 단계 각각에서 상기 액의 단위 시간당 공급량은 동일하게 제공될 수 있다.
또한 기판을 처리하는 장치는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 유기 용제를 공급하는 액 공급 유닛, 상기 처리 공간에 하강 기류를 형성하는 기류 형성 유닛, 그리고 기판 상에 유기 용제가 공급되는 중에 상기 하강 기류가 조절되도록 상기 액 공급 유닛과 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 기류 형성 유닛은 상기 처리 공간에 기류를 공급하는 기류 공급 유닛과 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되, 상기 제어기는 상기 하강 기류의 단위 시간당 공급량과 상기 처리 공간의 단위 시간당 배기량이 함께 가변되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어한다.
상기 제어기는 상기 단위 시간당 공급량과 상기 단위 시간당 배기량이 비례하게 가변하여 상기 처리 공간의 압력이 일정하게 유지되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 상기 하강 기류를 단위 시간당 제1공급량으로 조절하고, 이후에 상기 단위 시간당 제1공급량보다 작은 단위 시간당 제2공급량으로 조절되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 상기 하강 기류가 상기 단위 시간당 제2공급량으로 제공되는 시간이 상기 단위 시간당 제1공급량으로 제공되는 시간보다 짧도록 상기 기류 형성 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 기판의 액 처리 공정이 완료되어 유기 용제의 공급이 중지되면, 상기 하강 기류를 상기 단위 시간당 제2공급량보다 더 작은 단위 시간당 제3공급량으로 조절되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 하강 기류의 공급량과 배기량이 함께 조절된다. 이로 인해 처리 공간의 압력을 일정하게 유지하면서 기류의 유량을 조절 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 하강 기류는 제1공급량으로 공급된 후에 이보다 작은 제2공급량을 공급된다. 이로 인해 퓸을 억제하는 동시에 기판의 건조를 방지할 수 있다.
도 1은 일반적으로 기판을 처리하는 중에 기류의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 5는 도 4의 건조 처리 단계 및 반출 단계에서 하강 기류의 단위 시간당 공급량의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6 내지 도 8은 건조 처리 단계 및 반출 단계를 보여주는 도면들이다.
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 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2를 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(260,280)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(260,280)이 배치된다. 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공될 수 있다. 공정 챔버들(260,280) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260,280) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 양측에는 공정 챔버들(260,280)이 A X B(A와 B는 각각 1 이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260,280)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260,280)의 수이다. 이송 챔버(240)의 양측 각각에 공정 챔버(260,280)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260,280)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(260,280)는 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에 단층으로 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260,280)는 상술한 바와 달리 다양한 배치로 제공될 수 있다.
본 실시예는 공정 챔버들(260,280) 중 이송 챔버(240)의 일측(260)에는 기판을 액 처리 공정을 수행하고, 타측(280)에는 액 처리 공정이 수행된 기판을 건조 처리하는 공정을 수행하는 것으로 설명한다. 건조 처리 공정은 초임계 처리 공정일 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.
아래에서는 공정 챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)에 대해 설명한다. 본 실시예에는 기판 처리 장치(300)이 기판에 대해 액 처리 공정을 수행하는 것을 일 예로 설명한다. 액 처리 공정은 기판을 세정 처리하는 공정을 포함한다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 챔버(310), 처리 용기(320), 스핀 헤드(340), 승강 유닛(360), 액 공급 유닛(400), 기류 형성 유닛(500), 그리고 제어기(600)를 포함한다. 챔버(310)는 내부에 기판(W)을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간(312)을 제공한다.
처리 용기(320)는 처리 공간(312)에 위치되며, 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 처리 용기(320) 배기관과 중첩되도록 위치된다. 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 배출하는 배출관으로 기능한다. 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 내에 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(400)은 기판(W) 상에 다양한 종류의 액들을 공급한다. 액 공급 유닛(400)은 복수의 노즐들(410 내지 440)을 포함한다. 각각의 노즐들은 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 여기서 공정 위치는 노즐들(410 내지 440)이 처리 용기(320) 내에 위치된 기판(W) 상에 액을 토출 가능한 위치이고, 대기 위치는 노즐들(410 내지 440)이 공정 위치를 벗어나 대기되는 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 노즐들(410 내지 440)이 기판(W)의 중심으로 액을 공급할 수 있는 위치일 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라볼 때 노즐들(410 내지 440)은 직선 이동 또는 축 이동되어 공정 위치와 대기 위치 간에 이동될 수 있다.
복수의 노즐들(410 내지 440)은 서로 다른 종류의 액을 토출한다. 노즐들(410 내지 440)로부터 토출되는 액은 케미칼, 린스액, 그리고 건조 유체를 포함할 수 있다. 예컨대, 케미칼은 기판(W) 상의 형성된 막을 식각 처리하거나, 기판(W) 상에 잔류된 파티클을 제거할 수 있는 액일 수 있다. 케미칼은 강산 또는 강염기의 성질을 가지는 액일 수 있다. 케미칼은 황산, 불산, 또는 암모니아를 포함할 수 있다. 린스액은 기판(W) 상에 잔류된 케미칼을 린스 처리할 수 있는 액일 수 있다. 예컨대, 린스액은 순수일 수 있다. 건조 유체는 기판(W) 상의 잔류 린스액을 치환할 수 있는 액으로 제공될 수 있다. 건조 유체는 린스액에 비해 표면 장력이 낮은 액일 수 있다. 건조 유체는 유기 용제일 수 있다. 건조 유체는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다.
기류 형성 유닛(500)은 처리 공간(312)에 하강 기류를 형성한다. 기류 형성 유닛(500)은 챔버(310)의 상부에서 기류를 공급하고, 챔버(310)의 하부에서 기류를 배기한다. 기류 형성 유닛(500)은 기류 공급 유닛(520)과 배기 유닛(540)을 포함한다. 기류 공급 유닛(520)과 배기 유닛(540)은 상하로 서로 마주하게 위치된다.
기류 공급 유닛(520)은 아래 방향을 향해 가스를 공급한다. 기류 공급 유닛(520)으로부터 공급되는 가스는 불순물이 제거된 에어일 수 있다. 기류 공급 유닛(520)은 팬(522), 기류 공급 라인(524), 공급 밸브(528) 그리고 필터(526)를 포함한다. 팬(522)은 챔버(310)의 천장면에 설치된다. 상부에서 바라볼 때 팬(522)은 처리 용기와 마주하게 위치된다. 팬(522)은 처리 용기 내에 위치된 기판(W)을 향해 에어를 공급하도록 위치될 수 있다. 기류 공급 라인(524)은 팬(522)에 에어를 공급하도록 팬(522)에 연결된다. 공급 밸브(528)는 기류 공급 라인(524)에 설치되어 기류의 공급량을 조절한다. 필터(526)는 기류 공급 라인(524)에 설치되어 에어를 필터링한다. 예컨대, 필터(526)는 에어에 포함된 파티클 및 수분을 제거할 수 있다.
배기 유닛(540)은 처리 공간(312)을 배기한다. 배기 유닛(540)은 배기관(542), 감압 부재(546), 그리고 배기 밸브(548)를 포함한다. 배기관(542)은 챔버(310)의 바닥면에 설치되며, 처리 공간(312)을 배기하는 관으로 제공된다. 배기관(542)은 배기구가 위를 향하도록 위치된다. 배기관(542)은 배기구가 처리 용기의 내부와 연통되도록 위치된다. 즉 배기관(542)의 상단은 처리 용기 내에 위치된다. 이에 따라 처리 용기 내에 형성된 하강 기류는 배기관(542)을 통해 배기된다.
감압 부재(546)는 배기관(542)을 감압한다. 감압 부재(546)에 의해 배기관(542)에는 음압을 형성되고, 이는 처리 용기를 배기한다. 배기 밸브(548)는 배기관(542)에 설치되며, 배기관(542)의 배기구를 개폐한다. 배기 밸브(548)는 배기량을 조절한다. 배기 밸브(548)는 배기관(542)의 상단과 감압 부재(546)의 사이에 위치된다.
제어기(600)는 액 공급 유닛(400) 및 기류 형성 유닛(500)을 제어한다. 제어기(600)는 기판(W) 상에 액이 공급되는 중에 기류 공급 유닛(520)으로부터 공급되는 기류의 단위 시간당 공급량과 배기 유닛(540)에 의해 배기되는 단위 시간당 배기량이 가변되도록 액 공급 유닛(400) 및 기류 형성 유닛(500)을 제어한다. 제어기(600)는 기류의 단위 시간당 공급량 및 단위 시간당 배기량이 함께 가변되도록 제어한다. 단위 시간당 공급량과 배기량은 비례하게 가변된다. 이에 따라 처리 공간(312)의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
일 예에 의하면, 제어기(600)는 기판(W)을 건조 처리하는 과정에서 기류를 제1공급량으로 제공하고, 이후에 제2공급량으로 제공할 수 있다. 여기서 제1공급량과 제2공급량은 단위 시간당 공급량으로 정의한다. 제2공급량은 제1공급량보다 작은 량일 수있다. 이후 기판(W)의 건조 처리 과정이 완료되어 기판(W)을 반송하는 과정에는 기류를 제3공급량으로 제공할 수 있다. 제3공급량은 제2공급량보다 작은 량일 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 액 처리하는 과정을 설명한다. 도 4는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 5는 도 4의 건조 처리 단계(S300) 및 반출 단계에서 하강 기류의 단위 시간당 공급량의 변화를 보여주는 그래프이며, 도 6 내지 도 8은 건조 처리 단계(S300) 및 반출 단계를 보여주는 도면들이다. 도 4 내지 도 8을 참조하면, 기판(W)을 처리하는 방법으로는, 케미칼 공급 단계(S100), 린스액 공급 단계(S200), 그리고 건조 처리 단계(S300)를 포함한다. 케미칼 공급 단계(S100), 린스액 공급 단계(S200), 그리고 건조 처리 단계(S300)는 순차적으로 진행된다. 기판(W) 처리가 완료되면, 기판(W)을 반출시키는 기판 반출 단계(S400)를 더 포함한다.
기판(W)의 액 처리 공정이 진행되면, 기판(W)은 회전되며, 처리 공간(312)에는 하강 기류가 형성된다. 케미칼 공급 단계(S100)와 린스액 공급 단계(S200) 각각에는 하강 기류가 동일한 유량으로 제공된다. 예컨대, 케미칼 공급 단계(S100)와 린스액 공급 단계(S200) 각각에는 하강 기류의 단위 시간당 공급량이 고정될 수 있다. 케미칼 공급 단계(S100)에는 기판(W) 상에 케미칼이 공급되고, 린스액 공급 단계(S200)에는 기판(W) 상에 린스액이 공급된다. 린스액은 기판(W) 상에 잔류 케미칼을 린스 처리한다. 린스 처리가 완료되면, 건조 처리 단계(S300)가 진행된다.
건조 처리 단계(S300)에는 기판(W) 상에 잔류 린스액을 건조 유체로 치환한다. 건조 처리 단계(S300)는 제1처리 단계(320) 및 제2처리 단계(340)를 포함한다. 제1처리 단계(320) 및 제2처리 단계(340) 각각은 기판(W) 상에 건조 유체를 공급하는 단계이다. 제1처리 단계(320) 및 제2처리 단계(340) 각각에서 공급되는 건조 유체의 공급 유량을 일정하게 제공될 수 있다. 다만, 제1처리 단계(320)와 제2처리 단계(340)에서 공급되는 기류의 단위 시간당 공급량과 단위 시간당 배기량은 서로 다르게 제공된다. 제1처리 단계(320)는 제2처리 단계(340)보다 단위 시간당 공급량 및 배기량이 크게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1처리 단계(320)와 제2처리 단계(340)에서 처리 공간(312)의 압력은 동일하게 제공될 수 있다.
제1처리 단계(320)에는 기류를 제1공급량(q1)으로 제공하고, 처리 공간(312)을 제1배기량으로 배기한다. 제1공급량(q1)은 케미칼 공급 단계(S100)와 린스액 공급 단계(S200)에서의 공급량보다 크거나 동일하게 제공될 수 있다. 이로 인해 제1처리 단계(320)에서 발생되는 퓸을 억제할 수 있다. 제1처리 단계(320)가 완료되면, 제2처리 단계(340)가 진행된다. 제2처리 단계(340)에는 기류를 제2공급량(q2)으로 제공하고, 처리 공간(312)을 제2배기량으로 배기한다. 제2공급량(q2)은 제1공급량(q1)보다 작은 량으로 제공될 수 있다. 이에 따라 기판(W)의 가장자리 영역은 제1처리 단계(320)에 비해 두꺼운 액막이 형성되며, 가장자리 영역의 건조를 최소화할 수 있다. 일 예에 의하면, 제2처리 단계(340)는 제1처리 단계(320)에 비해 짧은 시간동안 수행될 수 있다. 제2처리 단계(340)는 건조 처리 단계(S300)가 완료되기 전에 가장자리 영역의 액막을 두께를 조절하기 위한 공정으로, 제1처리 단계(320)에 비해 신속히 종료될 수 있다.
제2처리 단계(340)가 완료되면, 건조 유체의 공급 및 기판(W)의 회전은 중지되고, 기판 반출 단계(S400)가 수행된다. 기판 반출 단계(S400)는 기판(W)을 챔버(310)의 외부로 반송하는 단계이다. 기판 반출 단계(S400)에는 기류를 단위 시간당 제3공급량(q3)으로 제공하고, 처리 공간(312)을 단위 시간당 제3배기량으로 제공한다. 제3공급량(q3)은 제2공급량(q2)보다 작고, 제3배기량은 제2배기량보다 작은 량으로 제공될 수 있다. 이로 인해 기판(W)이 반송되는 과정에서 기판(W)의 가장자리 영역이 건조되는 것을 최소화할 수 있다.
310: 챔버 320: 처리 용기
340: 스핀 헤드 360: 승강 유닛
400: 액 공급 유닛 500: 기류 형성 유닛
600: 제어기 520: 기류 공급 유닛
540: 배기 유닛

Claims (13)

  1. 처리공간에 놓여진 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판에 케미칼을 공급하여 처리하는 케미칼 공급 단계;
    상기 기판에 린스액을 공급하여 처리하는 린스액 공급 단계; 및
    상기 기판에 건조 유체를 공급하여 처리하는 건조 처리 단계를 포함하되;
    상기 건조 처리 단계에서
    상기 처리 공간에는 하강 기류를 공급하는 동시에 상기 처리 공간이 배기되고,
    상기 건조 처리가 이루어지는 동안에는 상기 하강 기류의 단위 시간당 공급량과 상기 처리 공간의 단위 시간당 배기량이 함께 가변되는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급량과 상기 배기량은 서로 비례하도록 가변되는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급량과 상기 배기량이 함께 가변되는 동안에, 상기 처리 공간의 압력은 일정하게 유지되는 기판 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하강 기류를 단위 시간당 제1공급량으로 제공된 상태에서 상기 기판 상에 상기 건조 유체를 공급하는 제1처리 단계와;
    상기 제1처리 단계 이후에, 상기 하강 기류를 단위 시간당 제2공급량으로 제공된 상태에서 상기 기판 상에 상기 건조 유체를 공급하는 제2처리 단계를 포함하되,
    상기 단위 시간당 제2공급량은 상기 단위 시간당 제1공급량보다 작게 제공되는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2처리 단계에 소요되는 시간은 상기 제1처리 단계에 소요되는 시간보다 짧게 제공되는 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 건조 유체는 유기 용제를 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 기판의 건조 처리가 완료된 이후에는, 상기 처리 공간으로 상기 기판을 반출하는 반출 단계를 더 포함하되,
    상기 반출 단계에는 상기 하강 기류가 단위 시간당 제3공급량으로 제공되고,
    상기 단위 시간당 제3공급량은 상기 단위 시간당 제2공급량보다 작게 제공되는 기판 처리 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1처리 단계와 상기 제2처리 단계 각각에서 상기 건조 유체의 단위 시간당 공급량은 동일하게 제공되는 기판 처리 방법,
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 건조 유체를 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 처리 공간에 하강 기류를 형성하는 기류 형성 유닛과;
    기판 상에 건조 유체가 공급되는 중에 상기 하강 기류가 조절되도록 상기 액 공급 유닛과 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 기류 형성 유닛은,
    상기 처리 공간에 기류를 공급하는 기류 공급 유닛과;
    상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되,
    상기 제어기는
    기판의 건조 처리를 위해 상기 액 공급 유닛에서 기판으로 건조 유체가 공급되는 동안 상기 하강 기류의 단위 시간당 공급량과 상기 처리 공간의 단위 시간당 배기량이 함께 가변되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 단위 시간당 공급량과 상기 단위 시간당 배기량이 비례하게 가변하여 상기 처리 공간의 압력이 일정하게 유지되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 하강 기류를 단위 시간당 제1공급량으로 조절하고, 이후에 상기 단위 시간당 제1공급량보다 작은 단위 시간당 제2공급량으로 조절되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 하강 기류가 상기 단위 시간당 제2공급량으로 제공되는 시간이 상기 단위 시간당 제1공급량으로 제공되는 시간보다 짧도록 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제어기는 기판의 건조 처리 공정이 완료되어 건조 유체의 공급이 중지되면, 상기 하강 기류를 상기 단위 시간당 제2공급량보다 더 작은 단위 시간당 제3공급량으로 조절되도록 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.






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