KR20040033138A - Apparatus for treating a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판의 세정 및 건조 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판의 가공 공정 후 수증기를 이용하여 반도체 기판을 세정하고, 회전에 의한 원심력을 이용하여 반도체 기판을 건조시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for cleaning and drying a substrate. In more detail, it is related with the apparatus which wash | cleans a semiconductor substrate using water vapor after a process of processing a semiconductor substrate, and dries a semiconductor substrate using the centrifugal force by rotation.
최근, 반도체 장치의 제조 기술은 정보 통신 기술의 발달 및 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다.Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed in the direction of improving the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to meet the development of information and communication technology and various needs of consumers.
일반적으로, 반도체 장치는 증착, 포토리소그래피, 식각, 연마, 세정 및 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 상기 단위 공정들 중에서 세정 공정은 각각의 단위 공정들을 수행하는 동안 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼의 표면에 부착되는 이물질 또는 불필요한 막을 제거하는 공정으로, 최근 기판 상에 형성되는 패턴이 미세화되고, 패턴의 대조비(aspect ratio)가 커짐에 따라 점차 중요도가 높아지고 있다. 상기 건조 공정은 세정된 기판의 표면에 잔존하는 수분을 건조하는 공정으로, 건조 공정 후 기판의 표면에 잔존하는 파티클 또는 기판의 표면에 형성되는 물반점(water mark)은 후속 공정에서 공정 불량의 요인으로 작용한다.In general, semiconductor devices are manufactured by iteratively performing unit processes such as deposition, photolithography, etching, polishing, cleaning and drying. Among the unit processes, the cleaning process is a process of removing foreign substances or unnecessary films adhering to the surface of the silicon wafer used as the semiconductor substrate during each unit process. As the contrast ratio increases, it becomes increasingly important. The drying process is a process of drying the moisture remaining on the surface of the cleaned substrate, and water marks formed on the surface of the substrate or the particles remaining on the surface of the substrate after the drying process are factors of process failure in subsequent processes. Acts as.
상기 기판의 세정 및 건조 처리를 위한 장치는 크게 배치식 건조 장치와 매엽식 건조 장치로 구분된다.The apparatus for cleaning and drying the substrate is largely divided into a batch drying apparatus and a sheet type drying apparatus.
배치식 처리 장치의 경우 다수의 기판을 세정조, 린스조 및 건조 용기에 순차적으로 수납하여 세정 및 건조 처리를 수행한다. 상기와 같은 배치식 처리 장치의 일 예로서, 미합중국 등록특허 제6,027,574호(issued to Fishkin et al.)에는 마란고니 효과를 이용한 싱글 용기 방식의 배치식 처리 장치가 개시되어 있고, 미합중국 등록특허 제6,029,371호(issued to Kamikawa et al.)에는 이소프로필 알콜 증기 분사를 이용하는 싱글 용기 방식의 배치식 처리 장치가 개시되어 있다. 상기와 같은 배치식 처리 장치에서 건조 공정의 경우 싱글 용기 방식과 듀얼 용기 방식으로 구분될 수 있다. 싱글 용기 방식은 기판의 최종적인 린스와 건조가 단일 용기 내에서 이루어지는 방식으로, 마란고니 효과(Marangoni effect)를 이용하는 방식과 이소프로필 알콜 분사 방식이 있다. 상기 듀얼 용기 방식은 기판의 최종적인 린스와 건조가 각각의 용기를 사용하여 진행한다. 기판의 최종적인 린스 공정은 하부 세정 용기에서 수행되며, 기판의 건조 공정은 기판을 상부 건조 용기로 상승시킨 상태에서 수행된다. 듀얼 용기 방식의 건조 방법은 싱글 용기 방식과 마찬가지로 마란고니 효과를 이용하는 방식과 이소프로필 알콜 분사 방식으로 나누어진다.In the case of a batch processing apparatus, a plurality of substrates are sequentially stored in a cleaning tank, a rinse tank, and a drying container to perform cleaning and drying processes. As an example of the batch processing apparatus as described above, US Patent No. 6,027,574 (issued to Fishkin et al.) Discloses a single container batch processing apparatus using a marangoni effect, US Patent No. 6,029,371 Issued to Kamikawa et al., A single vessel batch treatment apparatus using isopropyl alcohol vapor injection is disclosed. In the batch processing apparatus as described above, the drying process may be divided into a single vessel method and a dual vessel method. The single vessel method is the final rinsing and drying of the substrate in a single vessel, using the Marangoni effect and isopropyl alcohol spraying. In the dual container mode, the final rinsing and drying of the substrate proceeds using each container. The final rinse process of the substrate is performed in the lower cleaning vessel, and the drying process of the substrate is performed while raising the substrate to the upper drying vessel. The dual container drying method is divided into a single container method using a marangoni effect and an isopropyl alcohol spray method.
매엽식 처리 장치는 주로 회전에 의한 원심력을 이용하는 장치가 대부분이며, 회전척에 의해 회전되는 기판 상에 세정액 및 건조 가스를 공급하여 기판을 건조 처리한다. 최근, 회로 선폭이 미세화되고, 기판의 대구경화에 따라 다양한 공정들에서 매엽식 장치가 선호되고 있으며, 기판의 세정 및 건조 처리 공정에서도 매엽식 처리 장치가 선호되고 있는 실정이다. 상기 매엽식 처리 장치의 일 예로서, 미합중국 특허 제6,039,059호(issued to Bran)에는 메가소닉(megasonic) 에너지를사용하여 기판에 공급된 세정액을 진동시켜 기판을 세정하고, 원심력을 이용하여 기판을 건조시키는 장치가 개시되어 있다. 상기 처리 장치는 메가소닉 에너지를 세정액에 인가하기 위한 길게 연장된 석영 프로브를 구비한다. 또한, 미합중국 공개특허 제2001-32657호(Itzkowitz, Herman)에는 기판 상에 제공된 세정액 또는 식각액에 기계적 진동을 인가하기 위한 메가소닉 변환기를 갖는 메가소닉 처리 장치가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제2001-68648호에는 기판을 회전시키고, 약액 증기, 순수 증기 및 이소프로필 알콜 증기를 기판에 공급하여 기판을 세정 및 건조 처리하는 세정 장치가 개시되어 있다.Most single wafer processing apparatuses mainly use centrifugal force by rotation, and the substrate is dried by supplying a cleaning liquid and a drying gas onto the substrate rotated by the rotary chuck. Recently, the sheet width device has become finer, and the sheet type apparatus is preferred in various processes according to the large diameter of the substrate, and the sheet type processing apparatus is also preferred in the process of cleaning and drying the substrate. As an example of the sheet processing apparatus, US Pat. No. 6,039,059 (issued to Bran) uses megasonic energy to vibrate a cleaning liquid supplied to a substrate to clean the substrate, and to dry the substrate using centrifugal force. A device is disclosed. The processing apparatus includes an elongated quartz probe for applying megasonic energy to the cleaning liquid. In addition, US 2001-32657 (Itzkowitz, Herman) discloses a megasonic processing apparatus having a megasonic transducer for applying mechanical vibration to a cleaning liquid or an etching liquid provided on a substrate. In addition, Korean Patent Laid-Open No. 2001-68648 discloses a cleaning apparatus for rotating and cleaning a substrate by supplying a chemical liquid vapor, pure water vapor and isopropyl alcohol vapor to the substrate.
상기와 같이 최근에는 수증기를 회전하는 기판 상에 공급하여 기판을 세정하고, 회전력을 이용하여 기판을 건조시키는 장치가 상용화되고 있다. 도 1에는 상기와 같이 수증기를 이용하여 기판을 처리하는 장치가 개시되어 있다.As mentioned above, in recent years, the apparatus which supplies water vapor | steam on a rotating board | substrate, wash | cleans a board | substrate, and uses a rotational force to dry a board | substrate is commercialized. 1 discloses an apparatus for treating a substrate using water vapor as described above.
도 1을 참조하면, 도시된 기판 처리 장치(100)는 반도체 기판(W)의 세정 및 건조 처리 공정을 수행하기 위한 챔버(102)를 갖는다. 챔버(102) 내부에는 회전척(110)이 구비되어 있으며, 반도체 기판(W)은 회전척(100)에 지지되어 회전척(110)에 의해 회전된다. 회전척(110)의 상부에는 반도체 기판(W)의 세정을 위한 수증기를 반도체 기판(W) 상으로 분사하기 위한 수증기 공급부(120)가 배치되어 있다.Referring to FIG. 1, the illustrated substrate processing apparatus 100 has a chamber 102 for performing a cleaning and drying process of a semiconductor substrate W. As shown in FIG. The chamber 102 is provided with a rotary chuck 110, and the semiconductor substrate W is supported by the rotary chuck 100 and rotated by the rotary chuck 110. A steam supply unit 120 for discharging water vapor for cleaning the semiconductor substrate W onto the semiconductor substrate W is disposed above the rotary chuck 110.
수증기 공급부(120)는 수증기를 발생시키기 위한 수증기 발생기(122)와, 반도체 기판(W) 상에 수증기를 분사하기 위한 수증기 공급 노즐(124)과, 수증기 발생기(122) 및 수증기 공급 노즐(124)을 연결하는 수증기 공급관(126)을 포함한다.The steam supply unit 120 includes a steam generator 122 for generating steam, a steam supply nozzle 124 for spraying water vapor on the semiconductor substrate W, a steam generator 122, and a steam supply nozzle 124. It includes a steam supply pipe 126 for connecting.
반도체 기판(W)은 수증기 공급부(120)로부터 분사된 수증기에 의해 세정된다. 고온의 수증기는 반도체 기판(W)의 표면에서 응축되어 반도체 기판(W) 표면의 이물질을 제거하며, 이물질과 응축된 수분은 반도체 기판(W)의 회전에 의해 반도체 기판(W)으로부터 제거된다.The semiconductor substrate W is cleaned by water vapor injected from the water vapor supply unit 120. The high temperature water vapor condenses on the surface of the semiconductor substrate W to remove foreign substances on the surface of the semiconductor substrate W, and the foreign matter and condensed water are removed from the semiconductor substrate W by the rotation of the semiconductor substrate W.
상기와 같은 세정 공정이 종료되면, 수증기 공급부(120)는 반도체 기판(W)의 상부로부터 수평 방향으로 이동하여 반도체 기판(W)의 외측에 위치된다. 이어서, 회전척(110)은 반도체 기판(W)을 단계적으로 상승하는 회전 속도로 회전시켜 반도체 기판(W) 상의 수분을 제거한다. 이때, 도시되지는 않았으나, 질소(N2) 가스 공급부를 통해 반도체 기판(W)의 건조 효율을 향상시키기 위한 질소 가스가 반도체 기판(W) 상으로 공급된다.When the above cleaning process is completed, the water vapor supply unit 120 moves horizontally from the top of the semiconductor substrate W and is located outside the semiconductor substrate W. FIG. Subsequently, the rotary chuck 110 rotates the semiconductor substrate W at a stepwise rising rotational speed to remove moisture on the semiconductor substrate W. FIG. At this time, although not shown, nitrogen gas for improving the drying efficiency of the semiconductor substrate W is supplied to the semiconductor substrate W through the nitrogen (N 2 ) gas supply unit.
상기와 같은 세정 공정을 수행하는 동안 챔버(102) 내부로 공급된 수증기 중 일부는 챔버(102)의 상부 커버(104)에 응결되며, 응결된 수분(10)이 건조 공정이 종료된 반도체 기판(W) 상에 떨어져 물반점을 형성하는 문제점이 발생된다. 또한, 수증기 공급부(120)의 수증기 공급 노즐(124) 및 수증기 공급관(126)에 잔류된 수증기가 건조 공정이 종료 후 분사되어 반도체 기판(W) 상에 물반점이 발생되는 문제점이 발생된다. 상기와 같이 반도체 기판(W) 상에 형성된 물반점은 후속 공정에서 불량 요인으로 작용하므로 이에 대한 조속한 해결책이 필요한 실정이다.Some of the water vapor supplied into the chamber 102 during the cleaning process is condensed on the upper cover 104 of the chamber 102, and the condensed water 10 is finished in the semiconductor substrate ( The problem of water spots falling on W) arises. In addition, the water vapor remaining in the steam supply nozzle 124 and the steam supply pipe 126 of the steam supply unit 120 is sprayed after the drying process is completed, there is a problem that water spots are generated on the semiconductor substrate (W). As described above, the water spot formed on the semiconductor substrate W acts as a defect factor in a subsequent process, and therefore a prompt solution to this situation is required.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수증기를 사용하는기판 처리 장치에 있어서, 기판의 건조시 기판의 세정에 사용되는 수증기에 의한 물반점 형성을 방지하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a substrate processing apparatus for preventing the formation of water spots by water vapor used for cleaning the substrate when the substrate is dried in the substrate processing apparatus using steam.
도 1은 수증기를 사용하는 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional substrate processing apparatus using water vapor.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view for describing the substrate processing apparatus illustrated in FIG. 2.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
200 : 기판 처리 장치202 : 챔버200 substrate processing apparatus 202 chamber
204 : 용기206 : 커버204: container 206: cover
206a : 관통공210 : 회전척206a: through hole 210: rotary chuck
212 : 허브214 : 핑거212 Hub 214 Finger
216 : 지지부220 : 수증기 공급부216: support 220: steam supply
222 : 수증기 발생기224 : 수증기 공급 노즐222: water vapor generator 224: water vapor supply nozzle
226 : 수증기 공급관228 : 수증기 배출관226: water vapor supply pipe 228: water vapor discharge pipe
230 : 수증기 배출 밸브250 : 제어부230: water vapor discharge valve 250: control unit
W : 반도체 기판W: semiconductor substrate
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판의 세정 및 건조 처리를 위한 챔버;The present invention for achieving the above object, the chamber for cleaning and drying the substrate;
상기 챔버의 내부에서 상기 기판을 지지하고, 회전시키기 위한 회전척; 및A rotary chuck for supporting and rotating the substrate in the chamber; And
수증기를 발생시키기 위한 수증기 발생기와, 상기 수증기를 상기 회전척에 의해 회전되는 기판 상에 공급하기 위한 수증기 공급 노즐과, 상기 수증기 발생기 및 상기 수증기 공급 노즐을 연결하는 수증기 공급관과, 상기 수증기 공급관으로부터 분기되며 상기 수증기에 의해 세정된 기판을 건조하는 동안 상기 수증기 공급관 및 상기 수증기 공급 노즐에 잔류된 수증기를 배출하기 위한 수증기 배출관과, 상기 수증기 배출관 중에 설치되는 수증기 배출 밸브를 포함하는 수증기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.A steam generator for generating steam, a steam supply nozzle for supplying the steam on a substrate rotated by the rotary chuck, a steam supply pipe connecting the steam generator and the steam supply nozzle, and branched from the steam supply pipe And a steam supply unit including a steam discharge pipe for discharging the steam remaining in the steam supply pipe and the steam supply nozzle while drying the substrate cleaned by the steam, and a steam discharge valve installed in the steam discharge pipe. A substrate processing apparatus is provided.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 기판 처리 장치의 챔버는 상부가 개방된 용기와, 상기 개방된 용기의 상부에 구비되고 상기 용기 외부의 청정한 공기를 상기 용기 내부로 유입시키기 위한 다수의 관통공이 형성된 커버를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the chamber of the substrate processing apparatus is provided with a top of the open container, a plurality of through-holes are provided on the top of the open container for introducing clean air from outside the container into the container It includes a cover.
따라서, 기판의 건조시 수증기 공급부에 잔류된 수증기에 의한 물반점 형성을 방지할 수 있고, 기판의 세정시에 공급되는 수증기가 커버에 응결되는 것을 방지하여 커버에 응결된 수분에 의한 물반점 형성을 미연에 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the formation of water spots due to the water vapor remaining in the water vapor supply portion during drying of the substrate, and to prevent the water vapor supplied during the cleaning of the substrate from condensing on the cover, thereby forming water spots by moisture condensing on the cover. It can prevent it beforehand.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.2 is a schematic diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a schematic plan view for describing the substrate processing apparatus illustrated in FIG. 2.
도 2에 도시된 바에 따르면, 기판 처리 장치(200)는 반도체 기판(W)의 세정 및 건조 처리를 위한 챔버(202)를 구비한다. 챔버(202)의 내부에는 반도체 기판(W)을 지지하고, 회전시키기 위한 회전척(210)이 구비되어 있다. 또한, 반도체 기판(W)을 세정하기 위한 수증기를 공급하는 수증기 공급부(220)와 반도체 기판(W)의 건조를 위한 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급부(240)가 구비되어 있다.As shown in FIG. 2, the substrate processing apparatus 200 includes a chamber 202 for cleaning and drying processing of the semiconductor substrate W. As shown in FIG. The interior of the chamber 202 is provided with a rotary chuck 210 for supporting and rotating the semiconductor substrate W. In addition, a steam supply unit 220 for supplying steam for cleaning the semiconductor substrate W and a nitrogen gas supply unit 240 for supplying nitrogen gas for drying the semiconductor substrate W are provided.
회전척(210)은 회전력이 제공되는 허브(212, hub)와, 허브(212)로부터 방사상으로 연장되는 다수의 핑거(214, finger)와, 핑거(214)의 단부에서 각각 반도체 기판(W)의 가장자리 부위를 지지하는 지지부(216)를 포함한다. 이때, 지지부(216)에는 반도체 기판(W)을 기계적으로 파지하기 위한 클램프가 더 구비될 수도 있다. 허브(212)의 하부에는 회전력을 전달하기 위한 회전축(250)이 연결되어 있으며, 회전축(250)은 챔버(202)의 하부에 구비되어 있는 제1구동부(252)와 연결되어 있다. 회전축(250)은 챔버(202)의 바닥 중앙 부위를 관통하여 제1구동부(252)와 허브(212)를 연결하며, 챔버(202)의 바닥 중앙 부위는 반도체 기판(W)으로부터 제거된 탈이온수가 회전축(250)의 관통 부위로 유입되는 것을 방지하기 위해 상부로 돌출되어 있다.The rotary chuck 210 has a hub 212 provided with rotational force, a plurality of fingers 214 extending radially from the hub 212, and a semiconductor substrate W at the ends of the fingers 214, respectively. It includes a support 216 for supporting the edge portion of the. In this case, the support 216 may be further provided with a clamp for mechanically holding the semiconductor substrate (W). A rotating shaft 250 for transmitting rotational force is connected to the lower portion of the hub 212, and the rotating shaft 250 is connected to the first driving part 252 provided in the lower portion of the chamber 202. The rotating shaft 250 penetrates the bottom center portion of the chamber 202 to connect the first driving unit 252 and the hub 212, and the bottom center portion of the chamber 202 is deionized water removed from the semiconductor substrate W. Protrudes upward to prevent the flow into the through portion of the rotating shaft (250).
수증기 공급부(220)는 수증기를 발생시키기 위한 수증기 발생기(222)와, 상기 수증기를 회전척(210)에 의해 회전되는 반도체 기판(W) 상에 공급하기 위한 수증기 공급 노즐(224)과, 수증기 발생기(222) 및 수증기 공급 노즐(224)을 연결하는 수증기 공급관(226)과, 수증기 공급관(226)으로부터 분기되며 수증기에 의해 세정된 반도체 기판(W)을 건조하는 동안 수증기 공급관(226) 및 상기 수증기 공급 노즐(224)에 잔류된 수증기를 배출하기 위한 수증기 배출관(228)과, 수증기 배출관(228) 중에 설치되는 수증기 배출 밸브(230)를 포함한다.The steam supply unit 220 includes a steam generator 222 for generating steam, a steam supply nozzle 224 for supplying the steam on the semiconductor substrate W rotated by the rotary chuck 210, and a steam generator. A steam supply pipe 226 connecting the 222 and the steam supply nozzle 224, and a steam supply pipe 226 and the steam while drying the semiconductor substrate W branched from the steam supply pipe 226 and cleaned by water vapor. A steam discharge pipe 228 for discharging the steam remaining in the supply nozzle 224, and a steam discharge valve 230 installed in the steam discharge pipe 228.
수증기 발생기(222)는 챔버(202)의 외부에 구비되며, 탈이온수를 가열하여 수증기를 발생시킨다. 수증기 발생기(222)는 원활한 수증기의 공급을 위해 버블링 방식을 사용할 수도 있으며, 이때 캐리어 가스로는 질소와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다. 수증기 공급 노즐(224)로부터 공급되는 수증기의 온도는 약 140 내지 145℃ 정도이며, 압력은 약 3bar 정도이다. 수증기 배출관(228)은 챔버(202)의 외부에서 수증기 공급관(226)으로부터 분기된다.The steam generator 222 is provided at the outside of the chamber 202 and heats deionized water to generate steam. The steam generator 222 may use a bubbling method for smoothly supplying steam, and an inert gas such as nitrogen may be used as the carrier gas. The temperature of the steam supplied from the steam supply nozzle 224 is about 140 to 145 ° C., and the pressure is about 3 bar. The steam discharge pipe 228 branches from the steam supply pipe 226 outside of the chamber 202.
수증기 공급 노즐(224)은 제1수평 암(232)과 제2수직 암(234)을 통해 제2구동부(236)와 연결되어 있다. 제2구동부(236)는 반도체 기판(W)의 세정 공정을 수행하는 동안 수증기 공급 노즐(224)을 반도체 기판(W)의 중심 부위 상부에 위치시키고, 반도체 기판(W)의 건조 공정을 수행하는 동안 수증기 공급 노즐(224)을 반도체 기판(W)의 일측에 위치시킨다.The water vapor supply nozzle 224 is connected to the second driving unit 236 through the first horizontal arm 232 and the second vertical arm 234. The second driving unit 236 locates the water vapor supply nozzle 224 on the center of the semiconductor substrate W while performing the cleaning process of the semiconductor substrate W, and performs the drying process of the semiconductor substrate W. The steam supply nozzle 224 is positioned on one side of the semiconductor substrate W during the process.
반도체 기판(W)의 세정 공정은 회전척(210)을 사용하여 반도체 기판(W)을 회전시키고, 회전하는 반도체 기판(W) 상에 수증기를 공급하여 반도체 기판(W) 상의 이물질을 제거한다. 이때, 상기 이물질은 반도체 기판(W) 상에서 응축된 고온의 탈이온수와 반도체 기판(W)의 회전력에 의해 제거된다.In the cleaning process of the semiconductor substrate W, the semiconductor substrate W is rotated using the rotary chuck 210, and water vapor is supplied onto the rotating semiconductor substrate W to remove foreign substances on the semiconductor substrate W. At this time, the foreign matter is removed by the high temperature deionized water condensed on the semiconductor substrate (W) and the rotational force of the semiconductor substrate (W).
상기와 같은 반도체 기판(W)의 세정 공정이 종료되면, 수증기 공급 노즐(224)은 제2구동부(236)에 의해 반도체 기판(W)의 일측으로 이동된다. 이어서, 회전척(210)은 반도체 기판(W)을 회전시켜 반도체 기판(W)을 건조시킨다. 반도체 기판(W)의 건조 공정의 수행 동안에 회전척(210)은 반도체 기판(W)의 회전 속도를 단계적으로 상승시키면서 반도체 기판(W) 상의 탈이온수를 제거한다. 예를 들면, 초기에는 저속으로 반도체 기판(W)을 회전시키고, 300rpm, 1000rpm, 3000~5000rpm의 회전 속도로 반도체 기판(W)을 회전시켜 반도체 기판(W) 상의 탈이온수를 제거한다.When the above cleaning process of the semiconductor substrate W is completed, the water vapor supply nozzle 224 is moved to one side of the semiconductor substrate W by the second driver 236. Next, the rotary chuck 210 rotates the semiconductor substrate W to dry the semiconductor substrate W. FIG. During the drying process of the semiconductor substrate W, the rotary chuck 210 removes deionized water on the semiconductor substrate W while gradually increasing the rotation speed of the semiconductor substrate W. FIG. For example, initially, the semiconductor substrate W is rotated at a low speed, and the deionized water on the semiconductor substrate W is removed by rotating the semiconductor substrate W at a rotation speed of 300 rpm, 1000 rpm, or 3000-5000 rpm.
상기와 같이 반도체 기판(W) 상의 탈이온수가 제거되면, 반도체 기판(W)의 최종적인 건조를 위해 질소 가스 공급부(240)로부터 질소 가스가 반도체 기판(W) 상에 공급된다. 질소 가스 공급부(240)는 질소 가스를 공급하기 위한 질소 가스 공급 노즐(242)과, 질소 가스 공급 노즐(242)을 이동시키기 위한 제3구동부(244)와, 질소 가스 공급 노즐(242)과 제3구동부(244)를 연결하기 위한 제2수평 암(246)과 제2수직 암(248)을 포함한다. 제3구동부(244)는 반도체 기판(W)의 최종 건조를 위해 질소 가스 공급 노즐(242)을 반도체 기판(W)의 중심 부위 상부에 위치시키고, 질소 가스 공급 노즐(242)은 반도체 기판(W) 상에 질소 가스를 공급한다. 이때, 질소 가스는 히터에 의해 가열된 상태로 공급되는 것이 바람직하다.When the deionized water on the semiconductor substrate W is removed as described above, nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply unit 240 to the semiconductor substrate W for the final drying of the semiconductor substrate W. The nitrogen gas supply unit 240 includes a nitrogen gas supply nozzle 242 for supplying nitrogen gas, a third driving unit 244 for moving the nitrogen gas supply nozzle 242, a nitrogen gas supply nozzle 242, and a first gas supply nozzle 242. And a second horizontal arm 246 and a second vertical arm 248 for connecting the three driving units 244. The third driving unit 244 places the nitrogen gas supply nozzle 242 on the center portion of the semiconductor substrate W for the final drying of the semiconductor substrate W, and the nitrogen gas supply nozzle 242 is the semiconductor substrate W. ) Is supplied with nitrogen gas. At this time, the nitrogen gas is preferably supplied in a heated state by the heater.
상기와 같은 건조 공정을 수행하는 동안 수증기 공급 노즐(224)과 수증기 공급관(226)에 잔류하는 수증기는 수증기 공급관(226)으로부터 분기된 수증기배출관(228)과 수증기 배출관(228)에 설치된 수증기 배출 밸브(230)를 통해 배출된다. 제어부(250)는 수증기 공급 노즐(224)의 위치를 감지하여 수증기 배출 밸브(230)의 개폐를 제어한다. 즉, 제어부(250)는 수증기 공급 노즐(224)이 제2구동부(236)에 의해 반도체 기판(W)의 일측으로 이동되면, 이를 감지하여 수증기 배출 밸브(230)를 개방한다. 이때, 수증기 배출 밸브(230)로는 솔레노이드 밸브와 같은 전자 제어 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.Steam remaining in the steam supply nozzle 224 and the steam supply pipe 226 during the drying process as described above is a steam discharge valve installed in the steam discharge pipe 228 and the steam discharge pipe 228 branched from the steam supply pipe 226 Discharged through 230. The controller 250 controls the opening and closing of the steam discharge valve 230 by sensing the position of the steam supply nozzle 224. That is, the controller 250 detects this when the steam supply nozzle 224 is moved to one side of the semiconductor substrate W by the second driver 236, and opens the steam discharge valve 230. At this time, it is preferable to use an electronic control valve such as a solenoid valve as the steam discharge valve 230.
여기서, 제어부(250)는 수증기 공급 노즐(224)의 위치를 감지하는 위치 센서를 구비할 수 있으며, 제2구동부(236)의 회전각을 감지할 수도 있다. 위치 센서를 사용하는 경우 갭 센서, 광 센서 등이 사용될 수 있으며, 회전각을 감지하는 경우 제2구동부(236)에 엔코더를 장착할 수 있다.Here, the controller 250 may include a position sensor that detects a position of the steam supply nozzle 224, and may sense a rotation angle of the second driving unit 236. In the case of using the position sensor, a gap sensor, an optical sensor, or the like may be used. When detecting the rotation angle, the encoder may be mounted on the second driving unit 236.
한편, 수증기 공급관(226)에는 수증기의 공급 유량을 조절하기 위한 유량 조절 밸브(238)가 더 설치되며, 유량 조절 밸브(238)의 동작은 제어부(250)에 의해 제어된다. 즉, 반도체 기판(W)의 건조 공정이 수행되는 동안, 제어부(250)는 유량 제어 밸브(238)의 동작과 수증기 배출 밸브(230)의 동작을 제어하여 수증기의 공급을 차단하고, 수증기 공급 노즐(224)과 수증기 공급관(226)에 잔류하는 수증기를 배출함으로서 잔류 수증기에 의해 반도체 기판(W)의 표면에 물반점이 형성되는 것을 미연에 방지한다.On the other hand, the steam supply pipe 226 is further provided with a flow control valve 238 for adjusting the supply flow rate of the steam, the operation of the flow control valve 238 is controlled by the controller 250. That is, while the drying process of the semiconductor substrate W is performed, the controller 250 controls the operation of the flow control valve 238 and the operation of the steam discharge valve 230 to block the supply of water vapor, and to supply the water vapor supply nozzle. The water vapor remaining in the 224 and the steam supply pipe 226 is prevented from forming water spots on the surface of the semiconductor substrate W by the residual water vapor.
챔버(202)의 바닥에는 반도체 기판(W)으로부터 제거된 탈이온수를 배출하기 위한 배수관(260)이 연결되어 있고, 챔버(202)의 일측 벽에는 반도체 기판(W)으로 공급된 수증기를 배출하기 위한 배기관(262)이 연결되어 있다. 배기관(262)은 진공펌프(미도시)와 연결되어 있다.A drain pipe 260 is connected to the bottom of the chamber 202 for discharging deionized water removed from the semiconductor substrate W, and one side wall of the chamber 202 discharges water vapor supplied to the semiconductor substrate W. Exhaust pipe 262 is connected. The exhaust pipe 262 is connected to a vacuum pump (not shown).
회전척(210)에 지지된 반도체 기판(W)으로부터 제거된 탈이온수를 차단하기 위한 가이드(264)가 회전척(210)을 둘러싸도록 구비되어 있으며, 탈이온수는 가이드(264)의 내측면을 따라 챔버(202)의 바닥으로 떨어진다.A guide 264 for blocking deionized water removed from the semiconductor substrate W supported by the rotating chuck 210 is provided to surround the rotating chuck 210, and the deionized water is disposed on the inner surface of the guide 264. Thus falling to the bottom of the chamber 202.
한편, 챔버(202)의 내부에는 회전척(210)에 지지된 반도체 기판(W)을 세정 또는 린스하기 위한 탈이온수 공급부가 구비되어 있다. 탈이온수 공급부는 반도체 기판(W)의 상부면에 탈이온수를 공급하기 위한 제1탈이온수 공급 노즐(270)과, 반도체 기판(W)의 하부면에 탈이온수를 공급하기 위한 제2탈이온수 공급 노즐(272)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았으나, 반도체 기판(W)의 에지 부위에 탈이온수를 공급하기 위한 제3탈이온수 공급 노즐이 더 구비될 수 있다.Meanwhile, inside the chamber 202, a deionized water supply unit for cleaning or rinsing the semiconductor substrate W supported by the rotary chuck 210 is provided. The deionized water supply unit supplies a first deionized water supply nozzle 270 for supplying deionized water to the upper surface of the semiconductor substrate W, and a second deionized water supply for supplying deionized water to the lower surface of the semiconductor substrate W. Nozzle 272. In addition, although not shown, a third deionized water supply nozzle may be further provided to supply deionized water to an edge portion of the semiconductor substrate (W).
챔버(202)는 상부가 개방된 용기(204)와 용기(204)의 상부를 덮는 커버(206)를 포함한다. 커버(206)에는 챔버(202) 외부의 청정한 공기를 챔버(202) 내부로 유입시키기 위한 다수의 관통공(206a)이 형성되어 있다. 도시되지는 않았으나, 챔버(202)의 상부에는 기판 처리 장치(200)가 설치된 클린룸의 내부에 청정한 공기를 공급하기 위한 공기 청정기(미도시)가 구비되어 있고, 공기 청정기는 청정한 공기를 공급하기 위한 헤파 필터(high efficiency particulate air filter ; HEPA filter)를 포함한다.The chamber 202 includes a container 204 with an open top and a cover 206 covering the top of the container 204. The cover 206 is provided with a plurality of through holes 206a for introducing clean air outside the chamber 202 into the chamber 202. Although not shown, an air cleaner (not shown) is provided on the upper portion of the chamber 202 to supply clean air inside the clean room in which the substrate processing apparatus 200 is installed, and the air cleaner supplies the clean air. A high efficiency particulate air filter (HEPA filter).
공기 청정기로부터 공급된 청정한 공기는 커버의 관통공들(206a)을 통해 챔버(202) 내부로 유입되며, 챔버(202) 내부에서 배기관(262)을 향한 하향 기류 흐름을 발생시킨다. 따라서, 반도체 기판(W)의 세정 공정 동안에 반도체 기판(W)으로공급되는 수증기는 상기 기류 흐름을 따라 반도체 기판(W)의 하부로 흐르게 되며, 이에 따라 커버(206)의 내측면에는 물방울이 형성되지 않는다. 즉, 수증기가 상부로 흐르지 않기 때문에 커버(206)에서 수증기가 응결되지 않으며, 종래의 기판 처리 장치에서 응결된 수분에 의한 물반점 형성을 미연에 방지할 수 있게 한다. 도시된 화살표는 기류의 흐름을 나타낸다.The clean air supplied from the air purifier is introduced into the chamber 202 through the through holes 206a of the cover and generates a downward air flow toward the exhaust pipe 262 inside the chamber 202. Accordingly, water vapor supplied to the semiconductor substrate W during the cleaning process of the semiconductor substrate W flows under the semiconductor substrate W along the airflow flow, thereby forming water droplets on the inner surface of the cover 206. It doesn't work. That is, since water vapor does not flow upward, water vapor does not condense in the cover 206, and it is possible to prevent water spot formation by water condensation in the conventional substrate processing apparatus in advance. The arrow shown indicates the flow of airflow.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 수증기 공급관에 연결된 수증기 배출관과 수증기 배출 밸브를 통해 수증기 공급관 및 수증기 공급 노즐에 잔류하는 수증기를 배출하므로 반도체 기판의 건조 공정에서 상기 잔류하는 수증기에 의한 물반점 형성을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 커버에 형성된 관통공들을 통해 챔버 내부로 유입되는 청정한 공기에 의해 형성된 하향 기류는 챔버로 공급된 수증기를 배기관으로 유도한다. 따라서, 챔버의 상부 커버에 물방울이 응결되는 것이 미연에 방지되며, 응결된 물방울에 의한 물반점 형성이 미연에 방지된다.According to the present invention as described above, the water vapor remaining in the steam supply pipe and the steam supply nozzle through the steam discharge pipe and the steam discharge valve connected to the steam supply pipe is discharged so that the formation of water spots by the remaining steam in the drying process of the semiconductor substrate To prevent it. In addition, the downward air flow formed by the clean air flowing into the chamber through the through holes formed in the cover leads water vapor supplied to the chamber to the exhaust pipe. Therefore, condensation of water droplets on the upper cover of the chamber is prevented in advance, and water spot formation by the condensed droplets is prevented in advance.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020062048A KR20040033138A (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Apparatus for treating a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020062048A KR20040033138A (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Apparatus for treating a substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040033138A true KR20040033138A (en) | 2004-04-21 |
Family
ID=37332676
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020020062048A KR20040033138A (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Apparatus for treating a substrate |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040033138A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040035661A (en) * | 2004-04-08 | 2004-04-29 | 이대준 | The bi-directional switch valve device of a mote removing device panel |
-
2002
- 2002-10-11 KR KR1020020062048A patent/KR20040033138A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040035661A (en) * | 2004-04-08 | 2004-04-29 | 이대준 | The bi-directional switch valve device of a mote removing device panel |
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