KR20080094410A - Apparatus and method for cleaning substrates - Google Patents

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Abstract

An apparatus for cleaning a substrate is provided to clean a substrate more clearly by suppressing re-contamination of the substrate. A spin chuck is prepared on which a substrate to be cleaned is to be mounted. A substrate cleaning part injects a first cleaning solution to the surface of the substrate. A support pin(101) supports the substrate on the spin chuck. A pin cleaning part(400) is introduced into the position of the support pin after the substrate is cleaned and injects a second cleaning solution to the support pin. The pin cleaning part can include a second cleaning solution storing part(470) for supplying the second cleaning solution, an injection nozzle part(410), and a driving part for transferring and elevating the injection nozzle part to the position of the support pin. The injection nozzle part includes a body(411) and injection holes(415) wherein the body has a concave receiving part(401) in which the end of the pin is received and the injection holes are installed in the body to face the lateral surface of the pin positioned in the receiving part.

Description

기판 세정 장비 및 방법{Apparatus and method for cleaning substrates}Substrate cleaning equipment and method {Apparatus and method for cleaning substrates}

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장비 및 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 제시한 도면들이다. 1 to 3 are schematic views for explaining a substrate cleaning equipment and method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체 소자 제조 장비에 관한 것으로, 특히, 기판을 세정하는 세정 장비 및 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor device manufacturing equipment, and more particularly, to cleaning equipment and a method for cleaning a substrate.

반도체 소자를 제조하는 과정에서 다양한 형태의 기판 표면 상을 세정(cleaning)하는 과정이 도입되고 있다. 예컨대, 반도체 기판 상에 막질을 증착하기 전에 하부 표면에 대한 세정을 수행하거나, 또는, 식각에 의한 패터닝 과정 후 형성된 패턴에 대한 세정이 수반되고 있다. 이러한 세정은 다양한 형태의 세정 장비에서 수행될 수 있으나, 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 보다 축소되고 보다 미세한 패턴이 요구됨에 따라, 스핀(spin) 세정 장비에 의한 세정이 보다 유용해지고 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION In the process of manufacturing a semiconductor device, a process of cleaning various types of substrate surfaces is introduced. For example, cleaning is performed on the lower surface before depositing the film quality on the semiconductor substrate, or cleaning of the pattern formed after the patterning process by etching. Such cleaning may be performed in various types of cleaning equipment. However, as design rules of semiconductor devices are reduced and finer patterns are required, cleaning by spin cleaning equipment becomes more useful.

스핀 세정 장비는 스핀 척(chuck) 상에 세정될 기판을 장착하고, 척의 스핀에 의해 기판이 스핀하고 있는 상태에서 세정액을 분사 노즐(nozzle)을 통해 기판 표면 상에 분사하여, 기판 표면에 존재하는 오염물 또는 파티클(particle) 등을 제거하고 있다. 스핀 척에는 기판 지지를 위한 지지용 핀(pin) 구조가 구비되어, 핀이 기판의 뒷면에 접촉하여 기판을 지지하고 있다. 이러한 핀의 오염에 의해 세정될 기판이 오염되는 원하는 않은 불량이 발생될 수 있다. 세정을 하고자 하는 기판과 기판 사이에 오염의 이전(cross-contamination)이 발생될 수 있다. The spin cleaning apparatus mounts a substrate to be cleaned on a spin chuck, and sprays the cleaning liquid onto the substrate surface through an injection nozzle while the substrate is being spun by the spin of the chuck. Contaminants or particles are removed. The spin chuck is provided with a supporting pin structure for supporting the substrate, and the pin contacts the back side of the substrate to support the substrate. This contamination of the pins can cause unwanted defects that contaminate the substrate to be cleaned. Cross-contamination can occur between the substrate to be cleaned and the substrate.

세정 장비의 스핀 척 상에 기판을 장착하면, 실질적으로 기판은 핀 상에 접촉되게 된다. 세정이 진행됨에 따라 기판의 앞면 상에 존재하는 불순물 또는 오염물은 분사되는 세정액에 의해 씻겨 제거되게 된다. 이때, 기판 후면에 접촉하고 있는 핀 구조에 이러한 불순물이 전이되어 핀 구조의 표면이 이러한 불순물에 의해 오염될 수 있다. 이후에, 다른 세정될 기판이 세정을 위해 이러한 핀 구조 상에 장착되면, 핀 구조에 오염된 불순물이 핀과 기판의 접촉에 의해 기판으로 이전되어 기판이 오염될 수 있다. 따라서, 세정 장비 내에서의 이러한 기판의 원하지 않은 오염을 방지할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다. Mounting the substrate on the spin chuck of the cleaning equipment substantially brings the substrate into contact with the pins. As the cleaning proceeds, impurities or contaminants present on the front surface of the substrate are washed off by the sprayed cleaning solution. At this time, the impurities may be transferred to the fin structure in contact with the rear surface of the substrate, and the surface of the fin structure may be contaminated by the impurities. Subsequently, if another substrate to be cleaned is mounted on such a fin structure for cleaning, impurities contaminated in the fin structure may be transferred to the substrate by contact of the fins with the substrate, thereby contaminating the substrate. Therefore, there is a need for the development of a method capable of preventing such contamination of the substrate in the cleaning equipment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 세정 장비 내에서의 세정될 기판에의 오염을 억제할 수 있는 세정 장비 및 세정 방법을 제시하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a cleaning apparatus and a cleaning method capable of suppressing contamination of a substrate to be cleaned in the cleaning equipment.

상기 기술 과제를 위한 본 발명의 일 관점은, 세정될 기판이 장착될 스핀 척(spin chuck), 상기 기판 상을 세정할 제1세정액을 분사하는 기판 세정부, 상기 스핀 척에서 상기 기판을 지지하는 지지용 핀(pin), 및 상기 기판의 세정 후 상기 지지용 핀 위치에 도입되어 상기 핀에 제2세정액을 분사하여 세정하는 핀 세정부를 포함하는 기판 세정 장비를 제시한다. One aspect of the present invention for the above technical problem is a spin chuck on which a substrate to be cleaned is mounted, a substrate cleaner for injecting a first cleaning liquid to clean the substrate, and supporting the substrate by the spin chuck. The present invention provides a substrate cleaning apparatus including a support pin and a pin cleaner that is introduced to a position of the support pin after cleaning of the substrate to spray and clean a second cleaning liquid on the pin.

상기 핀 세정부는 상기 제2세정액을 제공하는 제2세정액 저장부, 상기 핀의 끝단이 수납되게 위치할 오목한 수납부를 가지는 형태의 몸체, 및 상기 수납부 내에 위치한 상기 핀의 측면을 향하게 상기 몸체의 내측에 설치된 분사구들을 포함하는 분사 노즐(nozzle)부, 및 상기 분사 노즐부를 상기 핀의 위치로 이동하고 승강시키는 구동부를 포함할 수 있다. The fin cleaning unit includes a second cleaning liquid storage unit for providing the second cleaning liquid, a body having a concave storage unit in which an end of the pin is to be received, and a side of the pin located within the storage unit. It may include an injection nozzle (nozzle) portion including the injection holes provided on the inside, and a drive unit for moving and lifting the injection nozzle unit to the position of the pin.

본 발명의 다른 일 관점은, 기판 지지용 핀을 구비한 스핀 척(spin chuck), 기판 세정부, 및 핀 세정부를 포함하는 세정 장비의 상기 스핀 척의 지지용 핀에 세정될 기판을 장착하는 단계, 상기 기판 세정부를 통해 제1세정액을 상기 기판 상에 분사하여 기판 세정하는 단계, 상기 세정된 기판을 이탈시키는 단계, 및 상기 핀 세정부를 상기 핀의 위치로 이동시켜 제2세정액을 상기 핀에 분사하여 상기 핀을 세정하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법을 제시한다. Another aspect of the invention is a step of mounting a substrate to be cleaned on the support pin of the spin chuck of the cleaning equipment comprising a spin chuck with a substrate support pin, a substrate cleaner and a pin cleaner Spraying the first cleaning liquid on the substrate to clean the substrate, leaving the cleaned substrate, and moving the pin cleaner to the position of the fin to move the second cleaning liquid to the fin. Provided is a substrate cleaning method comprising the step of cleaning the pin by spraying on.

본 발명에 따르면, 세정 장비 내에서의 세정될 기판에의 오염을 억제하며, 기판의 세정을 수행할 수 있다. According to the present invention, contamination of the substrate to be cleaned in the cleaning equipment can be suppressed, and the substrate can be cleaned.

도 1은 본 발명은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장비 및 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 제시한 도면이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세정 장비에 도입된 핀 세정부를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다. 1 is a view schematically illustrating the substrate cleaning apparatus and method according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are schematic views for explaining the pin cleaning unit introduced to the cleaning equipment according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장비는, 스핀 척(spin chuck: 100)을 구비하는 스핀 세정 장비로 구성될 수 있다. 세정될 기판(200)이 장착될 스핀 척(100) 상에 기판(200)이 장착되면, 기판(200) 표면 상을 세정할 제1세정액, 예컨대, 순수 또는, 탈이온수, 화학액을 분사하는 노즐(nozzle) 형태의 기판 세정부(300)로부터 제1세정액이 분사되어 기판(200) 상의 오염물 또는 불순물이 세정된다. 세정 시 스핀되는 스핀 척(100)에는 기판(200)을 지지하는 지지용 핀(pin: 101)이 구비된다. 이러한 세정 과정 중에 세정되어 제거되는 오염물이 핀(101)에 재흡착되어 핀(101) 표면을 원하지 않게 오염시킬 수 있다. Referring to FIG. 1, the substrate cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention may be configured as a spin cleaning apparatus having a spin chuck 100. When the substrate 200 is mounted on the spin chuck 100 on which the substrate 200 to be cleaned is mounted, a first cleaning liquid, for example, pure water, deionized water, or a chemical liquid to clean the surface of the substrate 200 is sprayed. The first cleaning solution is sprayed from the nozzle substrate cleaning unit 300 to clean the contaminants or impurities on the substrate 200. The spin chuck 100 that is spun during cleaning is provided with support pins 101 that support the substrate 200. Contaminants that are cleaned and removed during this cleaning process may be resorbed to the fins 101 to undesirably contaminate the surface of the fins 101.

기판(200)의 세정 후 기판(200)을 이탈시킨 후, 핀(101)의 오염물을 제거하는 핀 세정 단계를 수행한다. 도 2를 참조하면, 기판(도 1의 200)의 이탈 후 핀(101)의 위치로 핀 세정부(400)를 이동시켜 도 3에 제시된 바와 같이 제2세정액, 예컨대, 순수 또는 탈이온수, 화학액을 핀(101)에 분사하여 핀(101)에 흡착된 오염물 또는 불순물을 세정 제거한다. 이러한 핀 세정부(400)는 노즐 형태의 몸체(411)를 가지는 분사 노즐부(410)를 포함하여 구성된다. 분사 노즐부(410)가 핀(101)의 위치로 이동하고 또한 승강하도록 구동하는 구동부(430)가 구동 모터(motor) 및 구동축(또는 로봇 암(robot arm))을 포함하여 구성될 수 있다. After leaving the substrate 200 after cleaning the substrate 200, a pin cleaning step of removing contaminants of the pin 101 is performed. Referring to FIG. 2, after the substrate (200 of FIG. 1) is removed, the fin cleaning unit 400 is moved to the position of the fin 101 so that the second cleaning liquid, for example, pure water or deionized water, chemical, as shown in FIG. The liquid is sprayed onto the fin 101 to clean and remove contaminants or impurities adsorbed on the fin 101. The pin cleaner 400 is configured to include a spray nozzle portion 410 having a body 411 in the form of a nozzle. The driving unit 430 for driving the injection nozzle unit 410 to move to the position of the pin 101 and to move up and down may include a driving motor and a driving shaft (or a robot arm).

분사 노즐부(410)가 핀(101)의 위치로 정확하게 이동하게 제어되면, 분사 노즐부(410)는 핀(101)의 끝단이 몸체(411) 내의 오목한 수납부(도 3의 401) 내에 위치하도록 하강한다. 수납부(401) 내에 위치한 핀(101)의 측면을 바람직하게 향하게 몸체(411)의 내측에 세정액을 분사를 위한 노즐 분사구(415)들이 다수 설치된다. 이러한 노즐 분사구(415)는 핀(101)의 측면을 향하게 위치하여, 분사되는 제2세정 액들이 핀(101)의 끝단뿐만 아니라 인접하는 측면에도 실질적으로 도달하게 유도한다. 이에 따라, 핀(101)에 흡착된 오염물 또는 불순물들이 직접적인 제2세정액의 분사에 의해 보다 유효하게 제거될 수 있다. When the spray nozzle portion 410 is controlled to move accurately to the position of the pin 101, the spray nozzle portion 410 is positioned in the concave accommodating portion (401 in FIG. 3) of the end of the pin 101 in the body 411. Descend to make it. A plurality of nozzle injection holes 415 are provided inside the body 411 so as to face the side of the pin 101 located in the housing 401. The nozzle injection hole 415 is positioned to face the side of the fin 101, leading to the injection of the second cleaning liquid to substantially reach not only the end of the fin 101 but also the adjacent side. Accordingly, contaminants or impurities adsorbed on the fin 101 can be more effectively removed by direct injection of the second cleaning liquid.

이러한 노즐 분사구(415)에까지 제2세정액 저장부(470)로 공급되는 제2세정액을 공급하기 위해 노즐부의 몸체(411) 내에는 분사구(415)에 도달하는 통로(413)들이 마련된다. 이러한 세정액의 분사 압력은 분사를 위해 제공되는 압력에 의해 조절될 수 있으며, 여러 가지 세정액을 함께 제공하도록 분사 노즐부(410)가 구성될 수 있다. In order to supply the second cleaning liquid supplied to the second cleaning liquid storage part 470 to the nozzle injection hole 415, passages 413 reaching the injection hole 415 are provided in the body 411 of the nozzle part. The injection pressure of the cleaning liquid may be adjusted by the pressure provided for the injection, and the injection nozzle unit 410 may be configured to provide various cleaning liquids together.

이러한 핀(101)에 흡착된 오염물을 제거한 후, 척(100) 상에는 다른 세정할 제2의 기판이 다시 장착되어 기판 세정이 수행될 수 있다. 핀(101)은 세정된 상태이므로, 후속 장착된 제2의 기판에 앞서 세정된 제1의 기판에 존재하는 오염물에 의한 기판 간의 오염의 이전 현상은 억제될 수 있다. 이에 따라, 기판을 보다 높은 수준의 청정도로 유지시킬 수 있어, 반도체 소자 제조에서의 결함 발생을 보다 억제시킬 수 있다. 한편, 이러한 핀 세정부(400)의 구성은 기판 세정을 위한 장비뿐만 아니라, 실질적으로 기판 세정이 수반되는 과정을 수행하는 스핀 척을 구비하는 장비, 예컨대, 현상 장비(developer) 또는 코팅(coating) 장비에도 응용될 수 있다. After the contaminants adsorbed on the fins 101 are removed, a second substrate to be cleaned is again mounted on the chuck 100 to perform substrate cleaning. Since the fin 101 is in a cleaned state, the previous phenomenon of contamination between the substrates by the contaminants present in the cleaned first substrate prior to the subsequently mounted second substrate can be suppressed. As a result, the substrate can be maintained at a higher level of cleanliness, and defect generation in semiconductor device manufacturing can be further suppressed. On the other hand, the configuration of the fin cleaning unit 400 is not only equipment for cleaning the substrate, but also equipment having a spin chuck for performing a process that is substantially accompanied by substrate cleaning, for example, a developer or coating (coating) It can also be applied to equipment.

상술한 본 발명에 따르면, 기판의 재오염을 억제하여 기판을 보다 청정한 상태로 세정할 수 있는 세정 장비 및 방법을 제시할 수 있다. According to the present invention described above, it is possible to provide a cleaning apparatus and method capable of suppressing recontamination of the substrate to clean the substrate in a cleaner state.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것으로 해석되어지는 것은 바람직하지 않다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능한 것으로 이해될 수 있다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, it is not preferable that this invention is interpreted as limited to this. Embodiments of the invention are preferably to be interpreted as being provided to those skilled in the art to more fully describe the invention. In addition, it can be understood that the present invention can be modified or improved by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.

Claims (3)

세정될 기판이 장착될 스핀 척(spin chuck);A spin chuck on which the substrate to be cleaned is mounted; 상기 기판 상을 세정할 제1세정액을 분사하는 기판 세정부;A substrate cleaner for injecting a first cleaning solution to clean the substrate; 상기 스핀 척에서 상기 기판을 지지하는 지지용 핀(pin); 및A support pin for supporting the substrate in the spin chuck; And 상기 기판의 세정 후 상기 지지용 핀 위치에 도입되어 상기 핀에 제2세정액을 분사하여 세정하는 핀 세정부를 포함하는 기판 세정 장비.And a pin cleaner which is introduced into the support pin position after the substrate is cleaned to spray and clean the second cleaning liquid onto the pin. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 핀 세정부는 The pin cleaning unit 상기 제2세정액을 제공하는 제2세정액 저장부; A second cleaning liquid storage unit providing the second cleaning liquid; 상기 핀의 끝단이 수납되게 위치할 오목한 수납부를 가지는 형태의 몸체, 및 상기 수납부 내에 위치한 상기 핀의 측면을 향하게 상기 몸체의 내측에 설치된 분사구들을 포함하는 분사 노즐(nozzle)부; 및An injection nozzle unit including a body having a concave accommodating part in which an end of the pin is to be received, and injection holes provided in the body toward a side of the pin located in the accommodating part; And 상기 분사 노즐부를 상기 핀의 위치로 이동하고 승강시키는 구동부를 포함하는 기판 세정 장비. And a driving unit for moving the injection nozzle unit to the position of the pin and lifting the lift nozzle unit. 기판 지지용 핀을 구비한 스핀 척(spin chuck), 기판 세정부, 및 핀 세정부를 포함하는 세정 장비의 Of a cleaning apparatus including a spin chuck with a substrate support pin, a substrate cleaner, and a pin cleaner 상기 스핀 척의 지지용 핀에 세정될 기판을 장착하는 단계;Mounting a substrate to be cleaned on a support pin of the spin chuck; 상기 기판 세정부를 통해 제1세정액을 상기 기판 상에 분사하여 기판 세정하는 단계;Spraying a first cleaning solution on the substrate through the substrate cleaner to clean the substrate; 상기 세정된 기판을 이탈시키는 단계; 및Leaving the cleaned substrate; And 상기 핀 세정부를 상기 핀의 위치로 이동시켜 제2세정액을 상기 핀에 분사하여 상기 핀을 세정하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.Moving the pin cleaner to a position of the pin to spray a second cleaning solution onto the pin to clean the pin.
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