KR20080058556A - 기판 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

기판 처리 방법 및 이를 수행하는 장치에서, 반도체 기판은 회전척에 의해 회전되며, 상기 반도체 기판 상으로는 처리 공정을 위한 처리액이 제공된다. 상기 반도체 기판 상으로 제공된 처리액은 상기 반도체 기판의 가장자리 부위에서 진공 흡입에 의해 회수될 수 있다. 따라서, 저속으로 이루어지는 처리 공정에서 상기 처리액이 회전척을 따라 흘러내리는 문제점을 해결할 수 있으며, 또한 처리액의 종류별로 처리액을 회수하는 것이 가능해진다.

Description

기판 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF TREATING SUBSTRATE AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
도 1A 및 도 1B는 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3A 내지 도 3C는 고속 회전에서의 기판 처리 공정을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 4A 내지 도 4C는 저속 회전에서의 기판 처리 공정을 설명하기 위한 개략도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 반도체 기판 200 : 기판 처리 장치
202 : 회전척 204 : 홀더
210 : 처리액 제공부 212 : 노즐
220 : 처리액 회수부 222 : 보울
224 : 몸체 226 : 커버
230 : 회전 구동부 240 : 수직 구동부
260 : 진공 제공부 262 : 진공 라인
264 : 용기 266 : 진공 펌프
본 발명은 기판 처리 방법과 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 웨이퍼와 같은 기판에 대한 스핀(spin) 처리를 수행하는 방법 및 이를 수행하는데 적합한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휘발성 또는 불휘발성 메모리 장치와 같은 반도체 장치는 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 여러 가지 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 막 형성 공정은 반도체 기판 상에 절연막, 도전막, 유전막 등과 같은 다양한 막들을 형성하기 위하여 수행되며, 식각 공정은 반도체 기판 상에 형성된 막들을 목적하는 패턴으로 형성하기 위하여 또는 제거하기 위하여 수행되며, 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 목적하는 패턴들을 형성하기 위한 식각 마스크를 형성하기 위하여 수행되며, 이온 주입 공정 또는 확산 공정은 반도체 기판의 표면 부위 또는 반도체 기판 상에 형성된 패턴 구조물의 전기적인 특성을 변화시키기 위하여 수행되며, 화학적 기계적 연마 공정 또는 에치 백 공정과 같은 평탄화 공정은 반도체 기판 또는 그 상에 형성된 막의 평탄화를 위하여 수행되며, 세정 공정은 반도체 기판 상의 불순물 또는 원치않는 막을 제거하기 위하여 수행될 수 있다.
상기 식각 또는 세정 공정은 습식 처리조를 이용하는 배치식 장치 또는 각각의 웨이퍼에 대하여 수행되는 매엽식 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 매엽식 장치는 기판을 회전시키면서 상기 회전에 의해 발생되는 원심력을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 매엽식 장치는 스핀 처리 공정에 바람직하게 적용될 수 있다.
도 1A 및 도 1B는 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.
도 1A 및 도 1B를 참조하면, 상기 스핀 처리 공정을 수행하기 위한 장치(100)는 기판(10)을 지지하여 회전시키기 위한 회전척(102)과, 상기 회전척(102) 상의 기판(10) 상으로 처리액을 제공하기 위한 처리액 제공부(110)와, 상기 회전척(102)을 감싸도록 배치되어 상기 기판(10)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 상기 기판(10)으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위한 처리액 회수부(120)를 포함할 수 있다.
상기 처리액 회수부(120)는 상기 회전척(102)의 중심축을 기준으로 동심원 형태로 배치되는 다수의 보울들(122)을 포함할 수 있다. 각각의 보울(122)은 수직 상방으로 연장하는 몸체와 상기 몸체의 상부로부터 상기 회전척(102)의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장하는 커버를 포함할 수 있다.
상기 처리액 제공부(110)는 상기 반도체 기판(10) 상으로 서로 다른 처리액을 각각 공급하기 위한 다수의 노즐들을 포함할 수 있으며, 각각의 노즐들은 노즐 구동부에 의해 상기 반도체 기판(10)의 중심 부위 상부에 배치될 수 있다. 즉, 처리 공정의 종류에 따라 다양한 처리액들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 기판(10) 상의 불순물을 제거하기 위한 세정액 및 세정 처리된 기판(10)을 린스 처리하기 위한 린스액 등이 순차적으로 사용될 수 있다.
상기 처리액 회수부(120)는 반도체 기판(10) 상으로 제공되는 처리액의 종류에 따라 높이가 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 처리액 회수부(120)는 수직 구동부(130)와 연결되어 있으며, 상기 처리액을 종류별로 회수하기 위하여 높이가 조절된다. 즉, 각각의 보울들(122) 사이의 공간들에 상기 처리액들이 종류별로 수용될 수 있도록 처리액 회수부(120)의 높이가 조절될 수 있다.
그러나, 처리 공정의 종류에 따라 반도체 기판(10)의 회전 속도가 다르게 설정될 수 있으며, 상기 회전 속도에 따른 원심력의 차이가 발생될 수 있다. 즉, 반도체 기판(10)의 회전 속도가 상대적으로 고속인 경우 상기 반도체 기판(10)으로부터 상기 처리액이 완전히 이탈되어 상기 보울들(122) 사이의 공간으로 수용될 수 있으나, 상기 반도체 기판(10)의 회전 속도가 상대적으로 저속인 경우, 상기 처리액이 반도체 기판(10)으로부터 완전히 이탈되지 못하고 상기 회전척(102)을 따라 흘러내리게 된다. 이 경우, 상기 처리액의 종류별로 처리액을 회수할 수 없는 문제점이 발생될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 반도체 기판의 회전 속도와 상관없이 상기 반도체 기판으로 제공된 처리액을 회수할 수 있는 반도체 기판의 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 반도체 기판의 회전 속도와 상관없이 상기 반도체 기 판으로 제공된 처리액을 회수할 수 있는 반도체 기판의 처리 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기판 처리 방법은, 기판을 기 설정된 속도로 회전시키는 단계와, 상기 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하는 단계와, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈하는 처리액을 회수하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 처리액의 회수는 진공을 이용하여 상기 기판의 가장자리 부위 상의 처리액을 흡입함으로써 이루어질 수 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 기판 처리 방법은, 기판을 기 설정된 속도로 회전시키는 단계와, 상기 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하는 단계와, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈하는 처리액을 회수하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 처리액의 회수는 상기 기판의 회전 속도 기 설정된 속도 이하인 경우 진공을 이용하여 상기 기판의 가장자리 부위 상의 처리액을 흡입함으로써 이루어지며, 상기 기판의 회전 속도가 상기 기 설정된 속도보다 빠른 경우 상기 기판으로부터 원심력에 의해 비산된 처리액을 차단함으로써 이루어질 수 있다.
상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하고 회전시키기 위한 회전척과, 상기 회전척에 지지된 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하기 위한 처리액 제공부와, 상기 회전척을 감싸도록 배치되며, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위하여 상단부가 개방된 내부 공간이 형성된 이중 벽체 구조를 갖는 적어도 하나의 보울(bowl)을 포함하는 처리액 회수부와, 상기 처리액 회수부와 연결되며 상기 보울의 내부 공간으로 상기 처리액을 흡입하기 위하여 상기 보울의 내부 공간에 진공을 제공하는 진공 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는, 상기 처리액 회수부와 연결되며, 상기 회전척의 회전 속도에 따라 상기 처리액 회수부의 높이를 조절함으로써 상기 처리액의 회수가 상기 내부 공간으로의 흡입 또는 상기 보울에 의한 차단에 의해 이루어지도록 하는 수직 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하고 회전시키기 위한 회전척과, 상기 회전척에 지지된 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하기 위한 처리액 제공부와, 상기 회전척을 감싸도록 배치되며, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위하여 상단부가 개방된 내부 공간이 형성된 이중 벽체 구조를 갖는 적어도 하나의 보울(bowl)을 포함하는 처리액 회수부와, 상기 처리액 회수부와 연결되며 상기 보울의 내부 공간으로 상기 처리액을 흡입하기 위하여 상기 보울의 내부 공간에 진공을 제공하는 진공 제공부와, 상기 처리액 회수부와 연결되며, 상기 회전척의 회전 속도가 기 설정된 속도 이하인 경우 상기 처리액의 회수가 상기 보울의 내부 공간으로의 흡입에 의해 이루어지도록 상기 보울의 상단부를 상기 기판의 가장자리 부위에 인접하도록 상기 처리액 회수부의 높이를 조절하며, 상기 회전척의 회전 속도가 기 설정된 속도보다 빠른 경우 상기 처리액의 회수가 상기 기판으로부터 이탈된 처리액이 상기 보울에 의해 차단됨으로써 이루어지도록 상기 처리액 회수부를 상승시키는 수직 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 회전척의 회전 속도가 상기 기 설정된 속도 이하인 경우 상기 보울의 상단부와 상기 반도체 기판의 가장자리 사이의 간격은 약 0.5 내지 2mm 정도로 유지될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 처리액 회수부는 상기 회전척의 중심축을 기준으로 동심원 상으로 배치되는 다수의 보울들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 각각의 보울들은 수직 상방으로 연장하는 실린더 형태의 몸체와 상기 몸체의 상부로부터 상기 회전척의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장하는 커버를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 진공 제공부는 각각의 보울들의 내부 공간들과 연결되는 다수의 진공 라인들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는, 상기 처리액 회수부와 연결되며 상기 보울들 사이의 공간들에 수용된 처리액을 상기 사이 공간들로부터 배출하기 위한 다수의 드레인 배관들을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 회전척에 의한 반도체 기판의 회전 속도가 상대적으로 저속인 경우에도 상기 반도체 기판 상으로 제공된 처리액을 진공을 이용하여 충분히 회수할 수 있다. 따라서, 서로 다른 처리액들이 사용되는 경우, 상기 처리액들의 종류별로의 회수가 가능해진다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각각의 장치, 요소들, 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각각의 장치 또는 요소들은 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들 또는 부가 요소들을 구비할 수 있으며, 각각의 요소 또는 막(층)이 다른 요소 또는 막(층) 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 요소 또는 막(층) 상에 직접 배치 또는 형성되거나 그들 사이에 추가적인 요소 또는 막(층)이 개재될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판(10)의 식각, 세정, 린스, 건조 등의 처리를 매엽식 스핀 방식으로 처리하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 기판 처리 장치(200)는 반도체 기판(10)을 지지하고 회전시키기 위한 회전척(202)과, 상기 회전척(202) 상의 반도체 기판(10) 상으로 처리액을 제공하기 위한 처리액 제공부(210)와, 상기 회전척(202)의 주변에서 상기 회전척(202)을 감싸도록 배치되어 상기 반도체 기판(10)의 회전에 의해 상기 반도체 기판(10)으로부 터 이탈된 처리액을 회수하기 위한 처리액 회수부(220)를 포함할 수 있다.
상기 회전척(202)의 상부 가장자리 부위에는 상기 반도체 기판(10)의 가장자리를 지지하며 상기 반도체 기판(10)을 파지하기 위한 다수의 홀더들(204), 예를 들면 6개의 홀더들(204)이 회전척(202)의 상부 가장자리 부위에 배치될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 각각의 홀더들(204)은 회전 가능하도록 배치되며, 상기 반도체 기판(10)의 가장자리를 지지하기 위한 하부 지지부재들과, 상기 하부 지지부재들 상에 편심되도록 배치되며 회전에 의해 상기 반도체 기판(10)의 측면에 밀착됨으로써 상기 반도체 기판(10)을 파지하는 상부 지지부재들을 포함할 수 있다.
상기 회전척(202)의 하부에는 상기 회전척(202)을 회전시키기 위한 모터를 포함하는 회전 구동부(230)가 배치될 수 있으며, 상기 회전척(202)의 중심 부위로부터 하방으로 연장하는 회전축(232)에 의해 상기 회전척(202)이 상기 회전 구동부(230)와 연결될 수 있다.
상기 처리액 제공부(210)는 처리 공정의 종류에 따라 서로 다른 처리액들을 각각 제공하기 위한 다수의 노즐들(212)을 포함할 수 있으며, 상기 노즐들(212)은 별도의 구동 장치(미도시)에 의해 선택적으로 상기 반도체 기판(10) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 처리액 제공부(210)는 3개의 노즐들(212)을 포함할 수 있으며, 상기 노즐들(212)은 각각 제1 세정액, 제2 세정액 및 린스를 위한 순수를 반도체 기판(10) 상으로 순차적으로 제공할 수 있다.
상기 처리액 회수부(220)는 상기 반도체 기판(10)의 회전에 의해 상기 반도 체 기판(10)으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위한 적어도 하나의 보울(222)을 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 상기 처리액 회수부(220)는 4개의 보울들(222)을 포함하고 있으며, 각각의 보울들(222)은 상기 회전척(202)의 중심축에 대하여 동심원 형태로 배치될 수 있다.
각각의 보울들(222)은 수직 상방으로 연장하는 실린더 형태의 몸체(224)와 상기 몸체(224)의 상부로부터 상기 회전척(202)의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장하는 커버(226)를 포함할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이, 최외측 보울을 제외한 나머지 보울들은 상기 처리액을 수용할 수 있도록 상단부가 개방된 내부 공간을 갖는 이중 벽체 구조를 가질 수 있다. 그러나, 상기 최외측 보울 역시 동일하게 이중 벽체 구조를 가질 수도 있다.
상기 회전 구동부(230)와 인접하게는 상기 처리액 회수부(220)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(240)가 배치되며, 상기 수직 구동부(240)는 처리액 회수부(220)와 구조적으로 연결되어 있다. 상기 수직 구동부(240)로는 유압 또는 공압 실린더가 사용될 수 있으며, 상기 회전척(202)의 회전 속도에 따라 처리액 회수부(220)의 높이를 조절하기 위하여 제공된다.
한편, 상기 회전 구동부(230)와 상기 회전축(232)을 처리액으로부터 보호하기 위한 실린더 형태의 보호 커버들(252, 254)이 각각 상기 회전 구동부(230)와 상기 회전축(232)을 감싸도록 배치될 수 있다.
진공 제공부(260)는 상기 보울들(222)의 내부 공간들에 진공을 제공하기 위 하여 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 처리액 회수부(220)는 진공 라인들(262)을 통해 상기 진공 제공부(260)와 연결될 수 있다. 상기 진공 라인들(262)은 상기 내부 공간들에 각각 연결되며, 상기 내부 공간들을 진공 상태로 형성함으로써 상기 반도체 기판(10) 상으로 제공된 처리액이 상기 내부 공간으로 흡입되도록 한다.
상기 진공 라인들(262)은 상기 처리액들을 종류별로 수용하기 위한 용기들(264)에 각각 연결될 수 있으며, 상기 용기들(264)은 상기 진공을 제공하기 위한 진공 펌프(266)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 용기들(264)과 상기 진공 펌프(266) 사이에는 상기 진공을 선택적으로 제공하기 위한 밸브들(268)이 설치될 수 있다.
또한, 상기 보울들(222) 사이의 공간들은 상기 처리액을 배출하기 위한 드레인 배관들(270)이 연결될 수 있다. 상기 드레인 배관들(270)은 상기 처리액을 종류별로 구분하여 수용하기 위한 용기들(미도시)과 상기 사이 공간들을 연결한다. 그러나, 경우에 따라서, 상기 진공 라인들(262)과 드레인 배관들(270)은 동일한 용기들에 연결될 수도 있다. 즉, 처리액을 구분하여 수용하기 위한 용기들은 경우에 따라서 개별적으로 제공될 수도 있으며, 통합적으로 제공될 수도 있다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)에서 이루어지는 기판 처리 공정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3A 내지 도 3C는 고속 회전에서의 기판 처리 공정을 설명하기 위한 개략도들이며, 도 4A 내지 도 4C는 저속 회전에서의 기판 처리 공정을 설명하기 위한 개략도들이다.
먼저, 도 3A 내지 도 3C를 참조하여 고속으로 이루어지는 기판 처리 공정의 경우, 반도체 기판(10)은 회전척(202) 상으로 로딩된 후, 상기 홀더들(204)에 의해 파지된다. 이어서, 다수의 노즐들(212) 중에서 선택된 제1 노즐(212a)이 반도체 기판(10)의 중심 부위 상에 배치된다.
상기 반도체 기판(10)은 회전척(202)에 의해 기 설정된 회전 속도로 회전되며, 상기 제1 노즐(212a)로부터 상기 회전하는 반도체 기판(10) 상으로 제1 세정액이 공급될 수 있다. 상기 반도체 기판(10) 상으로 제공된 제1 세정액은 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위로부터 측방으로 비산되며, 이어서 최외측 보울(222a)에 의해 차단되고, 이어서, 상기 최외측 보울(222a)과 제1 보울(222b) 사이의 제1 사이공간(227a)으로 수용된다. 상기 제1 사이공간(227a)으로 수용된 제1 세정액은 상기 제1 사이공간(227a)과 연결된 드레인 배관(270a)을 통해 배출된다.
이어서, 상기 반도체 기판(10)의 중심 부위 상에는 제2 세정액을 공급하기 위한 제2 노즐(212b)이 배치되며, 수직 구동부(240)는 상기 제1 보울(222b)과 제2 보울(222c) 사이의 제2 사이공간(227b)이 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하도록 처리액 회수부(220)를 상승시킨다. 상기 제2 노즐(212b)로부터 반도체 기판(10) 상으로 제공된 제2 세정액은 반도체 기판(10)의 회전에 의해 반도체 기판(10)으로부터 측방으로 비산되며, 제1 보울(222b)에 의해 차단된 후 상기 제2 사이공간(227b)에 수용된다. 상기 제2 사이공간(227b)에 수용된 제2 세정액은 제2 드레인 배관(270b)을 통해 배출된다.
마지막으로, 상기 반도체 기판(10)의 중심 부위 상에는 린스액을 제공하기 위한 제3 노즐(212c)이 배치되며, 수직 구동부(240)는 상기 제2 보울(222c)과 최내측 보울(222d) 사이의 제3 사이공간(227c)이 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하도록 처리액 회수부(220)를 상승시킨다. 상기 제3 노즐(212c)로부터 반도체 기판(10) 상으로 제공된 린스액은 반도체 기판(10)의 회전에 의해 반도체 기판(10)으로부터 측방으로 비산되며, 제2 보울(222c)에 의해 차단된 후 상기 제3 사이공간(227c)에 수용된다. 상기 제3 사이공간(227c)에 수용된 린스액은 제3 드레인 배관(270c)을 통해 배출된다.
다음으로, 도 4A 내지 도 4C를 참조하여 저속으로 이루어지는 기판 처리 공정의 경우, 반도체 기판(10)은 회전척(202) 상으로 로딩된 후, 상기 홀더들(204)에 의해 파지된다. 이어서, 다수의 노즐들(212) 중에서 선택된 제1 노즐(212a)이 반도체 기판(10)의 중심 부위 상에 배치되며, 수직 구동부(240)는 제1 보울(222b)의 상단부가 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하도록 처리액 회수부(220)의 높이를 조절한다. 이때, 상기 제1 보울(222b)의 상단부와 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 사이의 간격은 약 0.5 내지 2mm 정도로 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 간격은 약 1mm 정도로 조절될 수 있다.
상기 반도체 기판(10)은 회전척(202)에 의해 기 설정된 회전 속도로 회전되며, 상기 제1 노즐(212a)로부터 상기 회전하는 반도체 기판(10) 상으로 제1 세정액이 공급될 수 있다. 상기 반도체 기판(10) 상으로 제공된 제1 세정액은 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위로 확장되며, 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 상에 도달된 제1 세정액은 인접하는 제1 보 울(222b)의 내부 공간(228a)으로 흡입된다. 이때, 진공 제공부(260)는 상기 제1 보울(222b)의 내부 공간(228a)에 선택적으로 진공을 제공할 수 있다. 그러나, 이 경우 모든 보울들(222)에 균일하게 진공이 제공될 수도 있다. 상기 제1 보울(222b)의 내부 공간(228a)으로 흡입된 제1 세정액은 상기 제1 보울(222b)과 연결된 제1 진공 라인(262a)을 통해 상기 용기들(264) 중 하나에 수용된다.
이어서, 상기 반도체 기판(10)의 중심 부위 상에는 제2 세정액을 공급하기 위한 제2 노즐(212b)이 배치되며, 수직 구동부(240)는 상기 제2 보울(222c)의 상단부가 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하도록 상기 처리액 회수부(220)를 상승시킨다. 이때, 상기 제2 보울(222c)의 상단부와 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 사이의 간격은 약 0.5 내지 2mm 정도로 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 간격은 약 1mm 정도로 조절될 수 있다. 상기 반도체 기판(10) 상으로 제공된 제2 세정액은 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위로 확장되며, 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 상에 도달된 제2 세정액은 인접하는 제2 보울(222c)의 내부 공간(228b)으로 흡입된다. 이때, 진공 제공부(260)는 상기 제2 보울(222c)의 내부 공간(228b)에 선택적으로 진공을 제공할 수 있다. 그러나, 이 경우 모든 보울들(222)에 균일하게 진공이 제공될 수도 있다. 상기 제2 보울(228c)의 내부 공간(228b)으로 흡입된 제2 세정액은 상기 제2 보울(222c)과 연결된 제2 진공 라인(262b)을 통해 상기 용기들(264) 중 하나에 수용된다.
마지막으로, 상기 반도체 기판(10)의 중심 부위 상에는 린스액을 공급하기 위한 제3 노즐(212c)이 배치되며, 수직 구동부(240)는 상기 최내측 보울(222d)의 상단부가 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하도록 상기 처리액 회수부(220)를 상승시킨다. 이때, 상기 최내측 보울(222d)의 상단부와 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 사이의 간격은 약 0.5 내지 2mm 정도로 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 간격은 약 1mm 정도로 조절될 수 있다. 상기 반도체 기판(10) 상으로 제공된 린스액은 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위로 확장되며, 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 상에 도달된 린스액은 인접하는 최내측 보울(222d)의 내부 공간(228c)으로 흡입된다. 이때, 진공 제공부(260)는 상기 최내측 보울(222d)의 내부 공간(228c)에 선택적으로 진공을 제공할 수 있다. 그러나, 이 경우 모든 보울들(222)에 균일하게 진공이 제공될 수도 있다. 상기 최내측 보울(222d)의 내부 공간(228c)으로 흡입된 린스액은 상기 최내측 보울(222d)과 연결된 제3 진공 라인(262c)을 통해 상기 용기들(264) 중 하나에 수용된다.
상술한 바와 같이, 처리액을 흡입할 수 있는 내부 공간을 갖는 보울들(222)을 이용하여 기판 처리 공정을 수행하는 경우, 반도체 기판(10)의 회전 속도와 상관없이 상기 처리액을 종류별로 회수할 수 있다. 상기에서 설명된 기판 처리 공정은 일 예로서 설명된 것이며, 상기 단계들의 순서 또는 동작 등은 기판 처리 공정의 상황에 따라 본 기술 분야에서 숙련된 당업자에 의해 다양하게 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 상기에서 기술된 기판 처리 공정의 일 예에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 기판의 스핀 처리 공정에서 반도체 기판의 회전 속도와 상관없이 처리액을 회수할 수 있다. 특히, 저속 처리 공정에서 반도체 기판 상에 제공된 처리액이 회전척을 따라 흘러내리는 문제점을 충분히 제거할 수 있으며, 이에 따라 처리액의 종류별로 이를 회수하는 것이 가능하게 된다.
결과적으로, 기판 처리 공정에 소요되는 처리액의 재사용 비율을 증가시킬 수 있으므로, 반도체 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.
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.

Claims (10)

  1. 기판을 기 설정된 속도로 회전시키는 단계;
    상기 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하는 단계; 및
    상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈하는 처리액을 회수하는 단계를 포함하되,
    상기 처리액의 회수는 진공을 이용하여 상기 기판의 가장자리 부위 상의 처리액을 흡입함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 기판을 기 설정된 속도로 회전시키는 단계;
    상기 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하는 단계; 및
    상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈하는 처리액을 회수하는 단계를 포함하되,
    상기 처리액의 회수는 상기 기판의 회전 속도 기 설정된 속도 이하인 경우 진공을 이용하여 상기 기판의 가장자리 부위 상의 처리액을 흡입함으로써 이루어지며, 상기 기판의 회전 속도가 상기 기 설정된 속도보다 빠른 경우 상기 기판으로부터 원심력에 의해 비산된 처리액을 차단함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 기판을 지지하고 회전시키기 위한 회전척;
    상기 회전척에 지지된 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하기 위한 처리액 제공부;
    상기 회전척을 감싸도록 배치되며, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위하여 상단부가 개방된 내부 공간이 형성된 이중 벽체 구조를 갖는 적어도 하나의 보울(bowl)을 포함하는 처리액 회수부; 및
    상기 처리액 회수부와 연결되며 상기 보울의 내부 공간으로 상기 처리액을 흡입하기 위하여 상기 보울의 내부 공간에 진공을 제공하는 진공 제공부를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 처리액 회수부와 연결되며, 상기 회전척의 회전 속도에 따라 상기 처리액 회수부의 높이를 조절함으로써 상기 처리액의 회수가 상기 내부 공간으로의 흡입 또는 상기 보울에 의한 차단에 의해 이루어지도록 하는 수직 구동부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 기판을 지지하고 회전시키기 위한 회전척;
    상기 회전척에 지지된 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위한 처리액을 제공하기 위한 처리액 제공부;
    상기 회전척을 감싸도록 배치되며, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위하여 상단부가 개방된 내부 공간이 형성된 이중 벽체 구조를 갖는 적어도 하나의 보울(bowl)을 포함하는 처리액 회수부;
    상기 처리액 회수부와 연결되며 상기 보울의 내부 공간으로 상기 처리액을 흡입하기 위하여 상기 보울의 내부 공간에 진공을 제공하는 진공 제공부; 및
    상기 처리액 회수부와 연결되며, 상기 회전척의 회전 속도가 기 설정된 속도 이하인 경우 상기 처리액의 회수가 상기 보울의 내부 공간으로의 흡입에 의해 이루어지도록 상기 보울의 상단부를 상기 기판의 가장자리 부위에 인접하도록 상기 처리액 회수부의 높이를 조절하며, 상기 회전척의 회전 속도가 기 설정된 속도보다 빠른 경우 상기 처리액의 회수가 상기 기판으로부터 이탈된 처리액이 상기 보울에 의해 차단됨으로써 이루어지도록 상기 처리액 회수부를 상승시키는 수직 구동부를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 회전척의 회전 속도가 상기 기 설정된 속도 이하인 경우 상기 보울의 상단부와 상기 반도체 기판의 가장자리 사이의 간격은 0.5 내지 2mm인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 처리액 회수부는 상기 회전척의 중심축을 기준으로 동심원 상으로 배치되는 다수의 보울들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 보울들은 수직 상방으로 연장하는 실린더 형태의 몸체와 상기 몸체의 상부로부터 상기 회전척의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장 하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 진공 제공부는 각각의 보울들의 내부 공간들과 연결되는 다수의 진공 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 처리액 회수부와 연결되며, 상기 보울들 사이의 공간들에 수용된 처리액을 상기 사이 공간들로부터 배출하기 위한 다수의 드레인 배관들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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