KR20090021969A - 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법을 개시한 것으로서, 일련의 반복적인 기판 처리 공정 후 주기적으로 기판 지지 부재의 세정 공정을 진행함으로써, 기판 지지 부재상의 잔류 오염 물질을 제거하고, 고온의 약액에 의한 기판 지지 부재의 열 변형을 최소화할 수 있는 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법을 제공할 수 있다.
약액 처리, 린스, 건조, 기판 지지 부재 세정
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 세정 처리하는 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
현재 반도체 제조 공정에서 사용되는 세정 방법은 건식 세정(Dry Cleaning)과 습식 세정(Wet Cleaning)으로 크게 나누어지며, 습식 세정은 약액 중에 기판을 침적시켜 화학적 용해 등에 의해서 오염 물질을 제거하는 배스(Bath) 타입의 방식과, 스핀 척 위에 기판을 놓고 기판을 회전시키는 동안 기판의 표면에 약액을 공급 하여 오염 물질을 제거하는 스핀(Spin) 타입의 방식으로 나누어진다.
이 가운데 스핀 타입의 방식은, 한 장의 기판을 처리할 수 있는 척 부재에 기판을 고정한 후, 기판을 회전시키면서 분사 노즐을 통해 기판에 약액 또는 탈이온수를 공급하여, 원심력에 의해 약액 또는 탈이온수를 기판의 전면으로 퍼지게 함으로써 기판을 세정 처리하며, 기판의 세정 처리 후에는 건조 가스로 기판을 건조한다.
본 발명은 기판을 지지하는 기판 지지 부재 상의 오염 물질을 제거할 수 있는 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판 지지 부재의 열 변형을 최소화할 수 있는 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 매엽식 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 장치에 있어서, 기판을 지지하는 기판 지지 부재와; 상기 기판 지지 부재상의 오염 물질을 제거하도록 상기 기판 지지 부재로 세정액을 분사하는 세정액 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 매엽식 기판 처리 장치에 있어서, 상기 세정액 공급 부재는 상기 기판 지지 부재 상에 설치되는 몸체와; 상기 몸체에 형성된 세정액 공급 라인에 일단이 삽입 설치되며, 상기 기판 지지 부재 상으로 세정액을 분사하는 노즐;을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 부재를 회전시키는 회전 구동부;를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 매엽식 기판 처리 장치는 기 판을 상향 이격 상태로 지지하며, 회전 가능한 기판 지지 부재와; 상기 기판의 하면으로 약액을 분사하는 약액 공급 부재와; 상기 약액에 의한 기판 처리 공정 후 상기 기판 지지 부재 상에 잔류하는 상기 약액을 제거하도록 상기 기판 지지 부재 상에 세정액을 분사하는 세정액 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 매엽식 기판 처리 장치에 있어서, 상기 약액 공급 부재와 상기 세정액 공급 부재는 상기 기판 지지 부재 상에 설치되는 노즐 몸체에 제공될 수 있다.
상기 세정액 공급 부재는 상기 노즐 몸체에 형성된 세정액 공급 라인에 일단이 삽입 설치되며, 상기 기판 지지 부재 상으로 세정액을 분사하는 노즐;을 포함할 수 있다.
상기 노즐은 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 배치되며, 상기 노즐의 내측에는 길이 방향을 따라 제 1 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면과 평행을 이루도록 제 2 유로가 형성될 수 있다.
상기 튜브 형상의 노즐은 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 배치되며, 상기 노즐의 내측에는 길이 방향을 따라 제 1 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면을 향해 하향 경사지도록 제 2 유로가 형성될 수 있다.
상기 세정액 공급 부재는 상기 노즐 몸체의 내측에 형성된 제 1 유로 및 제 2 유로로 제공되며, 상기 제 1 유로는 상기 노즐 몸체의 내측에 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 형성되고, 상기 제 2 유로는 상기 제 1 유로와 통하 며 상기 기판 지지 부재의 상면과 평행한 방향으로 형성될 수 있다.
상기 세정액 공급 부재는 상기 노즐 몸체의 내측에 형성된 제 1 유로 및 제 2 유로로 제공되며, 상기 제 1 유로는 상기 노즐 몸체의 내측에 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 형성되고, 상기 제 2 유로는 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면을 향하도록 하향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제 2 유로 끝단의 세정액 토출구는 홀 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제 2 유로 끝단의 세정액 토출구는 슬릿 형상으로 마련될 수 있다.
상기 약액 공급 부재로 약액을 공급하는 약액 공급 라인과; 상기 약액 공급 라인 상에 배치되며, 상기 약액 공급 부재로 공급되는 상기 약액을 공정 온도로 가열하는 가열 부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 세정액은 상온 상태의 탈이온수일 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 세정 방법은 기판 지지 부재에 상향 이격된 상태로 지지된 기판의 하면으로 약액을 분사하여 상기 기판을 처리하고, 상기 기판 지지 부재의 상면으로 세정액을 분사하여 상기 기판 지지 부재 상에 잔류하는 상기 약액을 제거하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 세정 방법에 있어서, 상기 기판 지지 부재는 회전할 수 있다.
상기 약액의 온도는 상기 세정액의 온도와 비교하여 상대적으로 고온일 수 있다.
상기 약액은 수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액일 수 있다.
상기 세정액은 상온 상태의 탈이온수일 수 있다.
다수의 기판들에 대한 일련의 연속적인 약액 처리 공정 후 상기 기판 지지 부재 상에 잔류하는 상기 약액을 제거할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 지지 부재상의 잔류 오염 물질을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고온 약액에 의한 기판 지지 부재의 열 변형을 최소화할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치(10)는 하우징(100), 기판 지지 부재(200), 처리 유체 공급 부재(300) 및 회수 부재(400)를 포함한다.
하우징(100)은 기판 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 하우징(100)은 상부가 개방된 원통 형상을 가진다. 하우징(100)의 개방된 상부는 기판 지지 부재(200)에 기판(W)을 로딩/언로딩하기 위한 기판(W) 출입구로 이용된다.
하우징(100) 내에서 진행되는 기판 처리 공정은 약액 처리 공정, 린스 공정 및 건조 공정으로 이루어진다. 약액 처리 공정은 기판(W)에 약액을 공급하여 기판(W)상의 잔류 오염 물질을 식각 또는 박리시키는 공정이다. 린스 공정은 약액 처리된 기판(W)에 린스액을 공급하여 기판(W)상의 식각 또는 박리된 오염 물질을 제거하는 공정이다. 건조 공정은 기판(W)상의 린스액을 제거하고 기판(W)을 건조하는 공정이다. 하우징(100) 내에서는 순차적으로 공급되는 다수의 기판(W)들에 대해 약액 처리 공정, 린스 공정 및 건조 공정이 반복적으로 진행된다. 이들 공정이 반복적으로 진행되는 동안 기판 지지 부재(200) 상에는 잔류 약액이나 약액으로부터 발생되는 퓸(Fume)과 같은 오염 물질이 생성될 수 있다. 이러한 기판 지지 부재(200) 상의 오염 물질을 주기적으로 제거하기 위해 기판 지지 부재(200)를 세정하는 세정 공정이 하우징(100) 내에서 추가적으로 진행될 수 있다.
기판 지지 부재(200)는 하우징(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동 부(240)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부 면을 갖는 지지판(210)을 가지며, 지지판(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 핀 부재(220)가 설치된다. 핀 부재(220)는 지지 핀(222)들과 척킹 핀(224)들을 가진다. 지지 핀(222)들은 지지판(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 지지판(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(222)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 지지판(210)으로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(222)들의 외 측에는 척킹 핀(224)들이 각각 배치되며, 척킹 핀(224)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(224)들은 다수의 지지 핀(222)들에 의해 지지된 기판(W)이 지지판(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(224)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
지지판(210)의 하부에는 지지판(210)을 지지하는 지지축(230)이 연결되며, 지지축(230)은 그 하단에 연결된 구동부(240)에 의해 회전한다. 구동부(240)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(230)이 회전함에 따라 지지판(210) 및 기판(W)이 회전한다. 또한, 구동부(240)는 지지판(210) 상에 기판(W)을 로딩하거나 지지판(210)으로부터 기판(W)을 언로딩하는 경우, 그리고 기판 처리 공정(약액 처리 공정, 린스 공정, 그리고 건조 공정)이나 기판 지지 부재의 세정 공정 중 필요가 있을 때 지지판(210)을 상하로 이동시킬 수 있다.
처리 유체 공급 부재(300)는 기판(W)의 하면 또는 기판 지지 부재(200)의 지 지판(210) 상면으로 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급 부재(300)는 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면에 돌출되도록 설치된 노즐 몸체(302)를 가진다. 노즐 몸체(302)에는 약액 공급 부재(310), 린스액 공급 부재(320), 건조 가스 공급 부재(330) 및 세정액 공급 부재(340)가 제공된다. 약액 공급 부재(310)는 기판의 하면으로 약액을 분사하고, 린스액 공급 부재(320)는 기판의 하면으로 린스액을 분사하며, 건조 가스 공급 부재(330)는 기판의 하면으로 건조 가스를 분사한다. 그리고, 세정액 공급 부재(340)는 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면으로 세정액을 분사한다.
기판 처리 공정에 사용되는 약액은 불산(HF), 황산(H3SO4), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 그리고 SC-1 용액(수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 린스액으로는 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용될 수 있고, 건조 가스로는 이소프로필 알코올 가스(IPA:Isopropyl alcohol gas)가 사용될 수 있다. 그리고, 기판 지지 부재(200)의 세정 공정에 사용되는 세정액은 초순수일 수 있다. 여기서, 기판 지지 부재(200)의 세정에 사용되는 세정액은 상온 상태이며, 기판의 약액 처리에 사용되는 약액은 세정액과 비교하여 상대적으로 고온 상태일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 노즐 몸체(302)는 원형의 평면 구조를 가진다. 노즐 몸체(302)의 평면상의 중심에는 제 1 약액 공급 부재(310a)가 제공되고, 노즐 몸체(302)의 평면상의 가장자리에는 제 1 약액 공급 부재(310a)를 중심으로 대칭을 이루도록 제 2 및 제 3 약액 공급 부재(310b,310c), 린스액 공급 부재(320), 그리고 건조 가스 공급 부재(330)가 제공된다. 제 1 내지 제 3 약액 공급 부재(310a,310b,310c)는 공정 조건에 따라 앞서 언급한 약액들 중 어느 하나의 약액을 기판(W)으로 공급할 수 있다. 제 1 내지 제 3 약액 공급 부재(310a,310b,310c), 린스액 공급 부재(320), 그리고 건조 가스 공급 부재(330)는 동일한 구조로 제공될 수 있다. 여기서는 제 1 약액 공급 부재(310a)를 예로 들어 설명하고, 제 2 및 제 3 약액 공급 부재(310b,310c), 린스액 공급 부재(320), 그리고 건조 가스 공급 부재(330)에 대한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 약액 공급 부재(310a)는 노즐 몸체(302)의 내측에 형성된 약액 공급 라인(312)과, 약액 공급 라인(312)에 일단이 삽입된 약액 노즐(314)을 가진다. 약액 노즐(314)은 튜브 형상으로 마련될 수 있으며, 약액 노즐(314)은 끝단의 약액 토출구(315)가 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(W)의 하면을 향하도록 설치된다.
그리고, 노즐 몸체(302)에는 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면으로 세정액을 분사하는 세정액 공급 부재(340)가 제공된다. 세정액 공급 부재(340)는 노즐 몸체(302)의 가장자리에 배치된 제 2 및 제 3 약액 공급 부재(310b,310c), 린스액 공급 부재(320), 그리고 건조 가스 공급 부재(330)와 간섭이 일어나지 않는 위치에 제공되는 것이 바람직하다. 간섭이 일어나지 않는 위치는 세정액 공급 부재(340)의 세정액 분사 방향에 약액 공급 부재(310b,310c), 린스액 공급 부재(320) 및 건조 가스 공급 부재(330)가 놓이지 않는 위치를 말한다. 이는 세정액 공급 부 재(340)로부터 분사되는 세정액이 제 2 및 제 3 약액 공급 부재(310b,310c), 린스액 공급 부재(320), 그리고 건조 가스 공급 부재(330)의 노즐들로 유입되는 것을 방지하기 위함이다.
세정액 공급 부재(340)는 노즐 몸체(302)의 내측에 형성된 세정액 공급 라인(342)과, 세정액 공급 라인(342)에 일단이 삽입된 세정액 노즐(344)을 가진다. 세정액 노즐(344)은 튜브 형상으로 마련될 수 있다. 세정액 노즐(344)은 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면과 수직한 방향으로 배치되며, 내측에는 세정액이 흐르는 제 1 유로(344a) 및 제 2 유로(344b)가 형성된다. 제 1 유로(344a)는 세정액 노즐(344)의 길이 방향을 따라 형성된다. 제 2 유로(344b)는 제 1 유로(344a)와 통하며 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면과 평행을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 제 2 유로(344b)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 유로(344a)와 통하며 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면을 향해 하향 경사지도록 형성될 수도 있다. 그리고, 제 2 유로(344b) 끝단의 세정액 토출구(345)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 홀 형상 또는 슬릿 형상으로 제공될 수 있다.
한편, 약액 공급 부재(310), 린스액 공급 부재(320), 건조 가스 공급 부재(330) 및 세정액 공급 부재(340)는, 앞서 설명한 바와 달리, 노즐 몸체(302)에 별도의 노즐이 설치되지 않는 구조로 제공될 수도 있다.
도 6은 노즐 몸체의 다른 예를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 B - B' 선에 따른 단면도이다. 여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 참조 번호를 동일하게 기재하고, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제 1 약액 공급 부재(310a)는 노즐 몸체(302)의 내측에 형성된 약액 공급 라인으로 제공될 수 있으며, 약액 공급 라인은 끝단의 약액 토출구(315)가 기판(W)의 하면을 향하도록 형성된다. 제 2 내지 제 3 약액 공급 부재(310b,310c), 린스액 공급 부재(320), 그리고 건조 가스 공급 부재(330)는 제 1 약액 공급 부재(310a)와 동일한 구조로 제공되며, 이에 대한 설명은 생략한다.
그리고, 세정액 공급 부재(340)는 노즐 몸체(302)의 내측에 형성된 제 1 유로(342a)와 제 2 유로(342b)로 제공될 수 있다. 제 1 유로(342a)는 노즐 몸체(302)의 내측에 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면과 수직한 방향으로 형성된다. 제 2 유로(342b)는 제 1 유로(342a)와 통하고 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면과 평행한 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 유로(342b)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 유로(342a)와 통하고 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 상면을 향하도록 하향 경사지게 형성될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 약액 공급 부재(310)에는 약액 라인(316)을 통해 약액 공급원(317)이 연결되고, 약액 라인(316) 상에는 약액 공급 압력을 조절하는 펌프(318a)와, 약액 공급 유량을 조절하는 밸브(318b)가 배치된다. 그리고, 약액 라인(316) 상에는 약액 공급원(317)으로부터 공급되는 약액을 소정의 공정 온도로 가열하는 가열 부재(319)가 배치된다. 린스액 공급 부재(320)에는 린스액 라인(326)을 통해 린스액 공급원(327)이 연결되고, 린 스액 라인(326) 상에는 펌프(328a)와 밸브(328b)가 배치된다. 건조 가스 공급 부재(330)에는 건조 가스 라인(336)을 통해 건조 가스 공급원(337)이 연결되고, 건조 가스 라인(336) 상에는 펌프(338a)와 밸브(338b)가 배치된다. 세정액 공급 부재(340)에는 세정액 라인(346)을 통해 세정액 공급원(347)이 연결되고, 세정액 라인(346) 상에는 펌프(348a)와 밸브(348b)가 배치된다.
회수 부재(400)는 기판 처리 공정 또는 기판 지지 부재의 세정 공정 진행시 기판(W) 또는 기판 지지 부재(200)로 분사되는 처리액들을 회수한다. 회수 부재(400)는 제 1 회수통(410), 제 2 회수통(420), 그리고 제 3 회수통(430)을 포함한다. 제 1 회수통(410)은 기판의 린스 공정 또는 기판 지지 부재의 세정 공정 진행시 린스액 또는 세정액을 회수하고, 제 2 회수통(420)과 제 3 회수통(430)은 기판의 약액 처리 공정 시 약액을 회수한다. 제 1 회수통 내지 제 3 회수통(410,420,430)은 하우징(100)의 내측에 환형으로 제공되며, 처리액이 유입되는 입구(411, 421, 431)가 상하로 적층되도록 배치된다. 제 1 회수통 내지 제 3 회수통(410,420,430)은 회수되는 처리액의 수용 공간을 제공하는 몸체(412,422,432)를 가진다. 제 3 회수통(430)의 몸체(432) 끝단에는 회수판(434)이 제공된다. 회수판(434)은 몸체(432)의 끝단으로부터 상향 경사지게 연장 형성되며, 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 하부 영역까지 연장된다. 회수판(434)의 끝단(434a)은 기판의 약액 처리 공정의 진행시 기판 지지 부재(200)가 도 1에 도시된 공정 위치에 위치할 때 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 하부에 형성된 삽입 홈(212)에 삽입된 다. 회수판(434)이 삽입 홈(212)에 삽입된 상태에서 기판의 약액 처리 공정이 진행되면, 기판 지지 부재(200)의 지지판(210) 표면을 따라 흐르는 약액은 경사진 회수판(434)을 따라 이동하여 몸체(432)로 유입된다.
제 1 회수통(410)에는 제 1 회수 라인(440)이 제공되고, 제 2 및 제 3 회수통(420,430)에는 제 2 회수 라인(450)이 제공된다. 제 1 및 제 2 회수 라인(440,450) 상에는 밸브(442,452)가 각각 배치된다. 제 1 회수 라인(440)은 기판의 린스 공정 또는 기판 지지 부재(200)의 세정 공정시 제 1 회수통(410)으로 유입된 린스액 또는 세정액을 처리액 재생부(미도시)로 회수시키고, 제 2 회수 라인(450)은 기판의 약액 처리 공정시 제 2 및 제 3 회수통(420,430)으로 유입된 약액을 처리액 재생부(미도시)로 회수시킨다. 처리액 재생부는 사용된 처리액의 농도 조절과 온도 조절, 그리고 오염 물질의 필터링 등을 수행하여 재사용이 가능하도록 처리액을 재생시키는 장치이다.
도 9는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 다른 예를 보여주는 도면이다. 기판 지지 부재(200)로 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재(도 1의 도면 참조 번호 340)는 앞서 설명한 바와 같이 기판 지지 부재(200) 상의 노즐 몸체(302)에 제공될 수 있으며, 이와는 달리 기판 지지 부재(200)의 일 측에 제공될 수도 있다. 도 9를 참조하여 기판 지지 부재(200)의 일 측에 제공되는 세정액 공급 부재(340')를 설명하면 다음과 같다.
세정액 공급 부재(340')는 수직하게 배치되며 기판 지지 부재(200)를 향해 세정액을 공급하는 노즐(341')을 가진다. 노즐(341')은 노즐 지지대(342')의 일단에 연결되고, 노즐 지지대(342')는 노즐(341')과 직각을 유지하도록 수평 방향으로 배치된다. 노즐 지지대(342')의 타 단에는 노즐 지지대(342')와 직각을 유지하도록 수직 방향으로 배치되며, 공정 진행시 또는 공정 전후에 노즐(341')을 이동시키는 이동 로드(343')가 결합된다. 그리고, 이동 로드(343')는 구동부(344')에 연결된다. 이동 로드(343')를 이동시키는 구동부(344')는 노즐(341')을 회전시키기 위한 모터일 수 있으며, 선택적으로 노즐(341')을 상하 방향으로 직선 이동시키기 위한 어셈블리일 수도 있다. 노즐(341')은 노즐 지지대(342') 및 이동 로드(343')의 내측에 제공되는 세정액 라인(345')을 통해 세정액 공급원(346')에 연결되고, 세정액 라인(345') 상에는 밸브(347')와 펌프(348')가 설치된다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 매엽식 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 동작 상태를 보여주는 도면이다.
먼저, 기판 지지 부재(200)에 기판(W)이 로딩된다. 기판 지지 부재(200)가 구동부(240)에 의해 로딩 위치로 이동하고, 기판(W)은 기판 지지 부재(200)에 제공된 지지 핀들(222)에 안착된 후 척킹 핀들(224)에 의해 척킹된다.(도 10a)
기판(W)이 로딩된 상태에서 기판 지지 부재(200)는 구동부(240)에 의해 약액 처리 공정 위치로 이동한다. 구동부(240)는 기판 지지 부재(200)를 회전시키고, 이에 따라 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(W)이 회전한다. 약액 공급 부재(310) 는 회전하는 기판(W)의 하면 중심부로 약액을 공급한다. 약액은 제 1 내지 제 3 약액 공급 부재(310a,310b,310c) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 약액 공급 부재들에 의해 공급될 수 있다. 약액으로는 수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액인 SC- 1 용액이 사용될 수 있으며, 약액은 약액 라인(316) 상에 배치된 가열 부재(319)에 의해 소정의 공정 온도로 가열될 수 있다. 약액은 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 하면을 따라 주변부로 이동하면서, 기판(W)의 하면에 잔류하는 오염 물질을 식각 또는 박리시킨다. 사용된 약액 중 일부는 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)으로부터 비산되어 제 2 회수통(420)으로 회수된다. 그리고, 사용된 약액 중 제 2 회수통(420)으로 회수되지 않은 약액은 제 3 회수통(430)으로 회수된다. 즉, 사용된 약액 중 제 2 회수통(420)으로 회수되지 않고 기판 지지 부재(200)와 제 2 회수통(420) 사이 공간으로 유출되는 약액은 회수판(434)을 따라 흘러 제 3 회수통(430)으로 회수된다. 제 2 회수통(420) 및 제 3 회수통(430)으로 유입된 약액은 제 2 회수 라인(450)을 통해 처리액 재생부(미도시)로 회수된다.(도 10b)
기판(W)의 하면에 대한 약액 처리 공정이 완료되면, 기판(W) 표면에 잔류하는 식각 또는 박리된 오염 물질과 약액을 제거하는 린스 공정이 진행된다. 기판 지지 부재(200)는 구동부(240)에 의해 린스 공정 위치로 이동한다. 구동부(240)는 기판 지지 부재(200)를 회전시키고, 이에 따라 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(W)이 회전한다. 린스액 공급 부재(320)는 회전하는 기판(W)의 하면 중심부로 린 스액을 공급한다. 린스액은 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 하면을 따라 주변부로 이동하면서, 기판(W) 하면에 잔류하는 식각 또는 박리된 오염 물질과 약액을 제거한다. 사용된 린스액은 회전되는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)으로부터 비산되어 제 1 회수통(410)으로 유입된다. 제 1 회수통(410)으로 유입된 린스액은 제 1 회수 라인(440)을 통해 처리액 재생부(미도시)로 회수된다.(도 10c)
기판(W)의 하면에 대한 린스 공정이 완료되면, 기판(W) 하면의 린스액을 제거하고 기판(W)을 건조하는 건조 공정이 진행된다. 기판 지지 부재(200)는 구동부(240)에 의해 건조 공정 위치로 이동한다. 구동부(240)는 기판 지지 부재(200)를 회전시키고, 이에 따라 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(W)이 회전한다. 린스액 공급 부재(320)는 회전하는 기판(W)의 하면 중심부로 건조 가스를 공급한다. 건조 가스는 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 하면을 따라 주변부로 이동하면서, 기판(W) 하면의 린스액을 제거하고 기판(W)을 건조시킨다.(도 10d)
기판(W)의 하면에 대한 약액 처리 공정, 린스 공정, 그리고 건조 공정이 완료되면, 기판 지지 부재(200)는 구동부(240)에 의해 언로딩 위치로 이동한다. 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(W)은 척킹 핀(224)들로부터 언로딩되고, 후속 공정이 진행되는 설비(미도시)로 이송된다.(도 10e)
상술한 바와 같은 약액 처리 공정, 린스 공정 및 건조 공정은 기판 처리 장치(10)로 공급되는 다수의 기판(W)들에 대해 반복적으로 진행된다. 이들 공정이 진행되는 동안 기판 지지 부재(200) 상에는 잔류 약액이나 약액으로부터 발생되는 퓸(Fume)과 같은 오염 물질이 생성될 수 있다. 이러한 기판 지지 부재(200) 상의 오염 물질은 일련의 기판 처리 공정들이 반복하여 진행된 후 주기적으로 제거되어야 한다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)를 이용하여 기판 지지 부재(200) 상의 오염 물질을 제거하는 세정 공정을 설명하면 다음과 같다.
기판 처리 장치(10) 내에서 기판(W)들에 대한 일련의 처리 공정들이 진행된 후, 기판 지지 부재(200)는 구동부(240)에 의해 세정 공정 위치로 이동한다. 세정 공정 위치는 기판(W)의 하면에 대한 린스 공정 위치 또는 약액 처리 공정 위치와 동일한 위치일 수 있다. 구동부(240)는 기판 지지 부재(200)를 회전시키고, 이에 따라 기판 지지 부재(200)에 지지된 기판(W)이 회전한다.
세정액 공급 부재(340)는 회전하는 기판 지지 부재(200)를 향해 세정액을 공급한다. 이때, 세정액이 공급되는 기판 지지 부재(200) 상의 위치는, 도 11에 도시된 바와 같이, 세정액 라인(346) 상에 배치된 펌프(348a)에 의해 조절될 수 있다. 펌프(348a)로부터 공급되는 약액의 압력이 커짐에 따라 세정액은 기판 지지 부재(200)의 반경 방향을 따라 외 측으로 더 멀리 공급될 수 있다. 세정액으로는 상온 상태의 초순수가 사용될 수 있다. 세정액은 회전하는 기판 지지 부재(200)의 원심력에 의해 기판 지지 부재(200)의 상면을 따라 주변부로 이동하면서, 기판 지지 부재(200) 상에 잔류하는 오염 물질을 제거한다. 또한, 세정액은 상온 상태로 공급되기 때문에, 고온의 약액에 의한 기판 지지 부재(200)의 열 변형을 방지할 수 있다. 기판 처리 장치(10) 내에서 고온의 약액을 이용한 기판 처리 공정이 반복적으로 진행됨에 따라, 기판(W)으로부터 기판 지지 부재(200)로 떨어지는 고온의 약액 에 의해 기판 지지 부재(200)가 열 변형될 수 있다. 이러한 기판 지지 부재(200)의 열 변형은 일련의 반복적인 기판 처리 공정 후 상온 상태의 세정액을 이용하여 기판 지지 부재(200)를 세정함으로써 최소화할 수 있다. 사용된 세정액은 회전되는 기판 지지 부재(200)의 원심력에 의해 기판 지지 부재(200)로부터 비산되어 제 1 회수통(410)으로 유입된다. 제 1 회수통(410)으로 유입된 세정액은 제 1 회수 라인(440)을 통해 처리액 재생부(미도시)로 회수된다.(도 10f)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 도면,
도 2는 도 1의 노즐 몸체의 평면도,
도 3은 도 2의 A - A' 선에 따른 단면도,
도 4는 도 3의 세정액 노즐의 다른 예를 보여주는 단면도,
도 5a 및 도 5b는 세정액 노즐의 토출구를 보여주는 도면,
도 6은 노즐 몸체의 다른 예를 보여주는 평면도,
도 7 및 도 8은 도 6의 B - B' 선에 따른 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 다른 예를 보여주는 도면,
도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 동작 상태를 보여주는 도면,
도 11은 기판 지지 부재의 세정 과정을 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 기판 처리 장치 100 : 하우징
200 : 기판 지지 부재 300 : 처리 유체 공급 부재
310 : 약액 공급 부재 340 : 세정액 공급 부재
400 : 회수 부재
Claims (20)
- 기판을 처리하는 장치에 있어서,기판을 지지하는 기판 지지 부재와;상기 기판 지지 부재상의 오염 물질을 제거하도록 상기 기판 지지 부재로 세정액을 분사하는 세정액 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 세정액 공급 부재는,상기 기판 지지 부재 상에 설치되는 몸체와;상기 몸체에 형성된 세정액 공급 라인에 일단이 삽입 설치되며, 상기 기판 지지 부재 상으로 세정액을 분사하는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기판 지지 부재를 회전시키는 회전 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 기판을 상향 이격 상태로 지지하며, 회전 가능한 기판 지지 부재와;상기 기판의 하면으로 약액을 분사하는 약액 공급 부재와;상기 약액에 의한 기판 처리 공정 후 상기 기판 지지 부재 상에 잔류하는 상기 약액을 제거하도록 상기 기판 지지 부재 상에 세정액을 분사하는 세정액 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 약액 공급 부재와 상기 세정액 공급 부재는 상기 기판 지지 부재 상에 설치되는 노즐 몸체에 제공되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 세정액 공급 부재는,상기 노즐 몸체에 형성된 세정액 공급 라인에 일단이 삽입 설치되며, 상기 기판 지지 부재 상으로 세정액을 분사하는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 노즐은 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 배치되며,상기 노즐의 내측에는 길이 방향을 따라 제 1 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면과 평행을 이루도록 제 2 유로가 형성되 는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 튜브 형상의 노즐은 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 배치되며,상기 노즐의 내측에는 길이 방향을 따라 제 1 유로가 형성되고, 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면을 향해 하향 경사지도록 제 2 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 세정 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 세정액 공급 부재는 상기 노즐 몸체의 내측에 형성된 제 1 유로 및 제 2 유로로 제공되며,상기 제 1 유로는 상기 노즐 몸체의 내측에 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 형성되고, 상기 제 2 유로는 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면과 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 세정액 공급 부재는 상기 노즐 몸체의 내측에 형성된 제 1 유로 및 제 2 유로로 제공되며,상기 제 1 유로는 상기 노즐 몸체의 내측에 상기 기판 지지 부재의 상면과 수직한 방향으로 형성되고, 상기 제 2 유로는 상기 제 1 유로와 통하며 상기 기판 지지 부재의 상면을 향하도록 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 유로 끝단의 세정액 토출구는 홀 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 유로 끝단의 세정액 토출구는 슬릿 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 약액 공급 부재로 약액을 공급하는 약액 공급 라인과;상기 약액 공급 라인 상에 배치되며, 상기 약액 공급 부재로 공급되는 상기 약액을 공정 온도로 가열하는 가열 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 세정액은 상온 상태의 탈이온수인 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
- 기판 지지 부재에 상향 이격된 상태로 지지된 기판의 하면으로 약액을 분사하여 상기 기판을 처리하고, 상기 기판 지지 부재의 상면으로 세정액을 분사하여 상기 기판 지지 부재 상에 잔류하는 상기 약액을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 기판 지지 부재는 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 약액의 온도는 상기 세정액의 온도와 비교하여 상대적으로 고온인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 약액은 수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 세정액은 상온 상태의 탈이온수인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
- 제 15 항에 있어서,다수의 기판들에 대한 일련의 연속적인 약액 처리 공정 후 상기 기판 지지 부재 상에 잔류하는 상기 약액을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 세정 방법.
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