KR20090036019A - 기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20090036019A KR1020070101098A KR20070101098A KR20090036019A KR 20090036019 A KR20090036019 A KR 20090036019A KR 1020070101098 A KR1020070101098 A KR 1020070101098A KR 20070101098 A KR20070101098 A KR 20070101098A KR 20090036019 A KR20090036019 A KR 20090036019A
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Abstract

본 발명에 따른 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 의하면, 건조실에 건조가스를 제공하여 기판을 건조하는 단계를 포함하되, 기판을 건조하는 단계에서 에러 발생시, 기판이 건조실로부터 세정실 측으로 재이송되어 세정실내 세정액에 침지된다. 따라서, 기판이 건조실에 방치되어 기판 표면이 손상되는 것이 방지된다.

Description

기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES, AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATES USING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조장치의 제조공정에서는, 반도체 기판을 약액이나 린스액(세정액)등의 처리액이 저장된 세정실에 순차적으로 침지하여 상기 반도체 기판을 세정하는 방법이 광범위하게 적용되고 있다.
또한, 이와 같은 기판 처리 장치에서 세정 후의 반도체 기판의 표면을 휘발성을 갖는 유기용제, 예컨대, 이소프로필 알코올(IPA)등의 휘발성을 가지는 유기용제의 증기에서 나오는 건조가스를 접촉시키고, 건조가스의 증기를 응축 또는 흡착시켜 반도체 기판에 잔존한 수분을 건조시킨다.
상술한 기판 처리 장치 중에는 세정공정이 진행되는 세정실과, 세정실 상부에 건조공정이 진행되는 건조실을 일체화하여 세정과 건조가 하나의 챔버 내에서 이루어지도록 구성된 기판 처리 장치가 한국공개특허공보 1999-7018호 등에 제안된 바 있다.
한편, 반도체 기판에 대해 건조실에서 건조공정을 진행할 때, 다수의 이유로 상기 건조 공정이 정지될 수 있다. 상기 건조 공정이 정지되면, 반도체 기판이 건조실에 방치될 수 있다. 반도체 기판이 건조실에 방치되면, 반도체 기판에 잔존한 세정액이 자연건조되고, 그 결과, 반도체 기판이 손상될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 기판을 세정 또는 건조하는 동안 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판을 세정 또는 건조하는 동안 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
세정실 및 건조실이 구비된 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서, 상기한 일 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 상기 기판을 상기 세정실로 이송하는 단계, 상기 세정실에 세정액을 제공하여 상기 세정실에서 상기 기판을 세정하는 단계, 상기 기판을 상기 세정실로부터 상기 건조실 측으로 이송하는 단계, 및 상기 건조실에 건조가스를 제공하여 상기 건조실에서 상기 기판을 건조하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 건조하는 단계에서, 에러 발생시, 상기 기판을 상기 건조실로부터 상기 세정실 측으로 재이송하여 상기 세정실내 세정액에 상기 기판을 침지하는 것을 특징으로 한다.
기판 처리 방법에 있어서, 상기한 일 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 하나의 기판 처리 방법은 기판을 건조실 측으로 이송하는 단계, 및 상기 건조실에 건조가스를 제공하여 상기 건조실에서 상기 기판을 건조하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 건조하는 단계에서, 에러 발생시, 상기 기판을 상기 건조실로부터 세정액이 공급되는 세정실 측으로 이송하여 상기 기판을 세정하는 것을 특징으로 한다.
기판을 세정하고, 건조하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판에 대해 세정 공정을 진행하는 세정실, 상기 세정실 주변에 위치하여 상기 기판에 대해 건조 공정을 진행하는 건조실, 상기 세정실 및 상기 건조실 간에 상기 기판을 이송하는 기판 이송부재, 상기 기판 이송부재와 결합하여 상기 기판을 지지하는 기판 지지부재, 및 상기 건조공정 에러시, 상기 기판 이송부재의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 따르면, 기판을 건조하는 공정에서 에러가 발생할 때, 기판이 건조실로부터 세정실 측으로 이송되어 세정실 내부의 세정액에 침지된다. 따라서, 기판이 건조실에 방치되는 것이 방지되고, 기판에 잔존한 세정액이 자연 건조되어 기판 표면이 손상되는 것이 방지된다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 세정실 및 건조실이 구비된 기판 세정 장치를 이용하여 기판을 처리하는 공정 순서는 기판 보우트에 기판을 수납하는 단계(S10), 기판을 세정실로 이송하는 단계(S20), 세정실에 세정액을 제공하여 기판을 세정하는 단계(S30), 기판을 세정실로부터 건조실측으로 이송하는 단계(S40), 건조실에 건조가스를 제공하여 기판을 건조하는 단계(S50), 및 건조실에서 기판이 정상적으로 건조되는지를 판단하는 단계(S60)를 포함한다.
상기 건조실에서 기판이 정상적으로 건조되는지를 판단하는 단계(S60)에서, 건조실에서 기판이 정상적으로 건조되면, 기판에 대해 세정 및 건조하는 공정이 종료된다. 하지만, 건조실에서 기판이 정상적으로 건조되지 않으면, 기판에 대해 기판을 건조실로부터 세정실측으로 이송하는 단계(S70), 건조실의 기능을 복구하는 단계(S80), 상기 기판을 세정실로부터 건조실측으로 이송하는 단계(S40), 상기 건조실에 건조가스를 제공하여 기판을 건조하는 단계(S50), 및 상기 건조실에서 기판이 정상적으로 건조되는지를 판단하는 단계(S60)를 더 진행한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 도면들이다.
도 2를 참조하면, 기판 세정 장치(100)는 기판(W)을 세정하거나 건조하는 공정이 수행되는 프로세스 챔버(110), 및 제어부(190)를 포함한다.
상기 프로세스 챔버(110)는 기판(W)의 세정이 이루어지는 세정실(112)과, 상기 세정실(112)의 상부에 배치되며 상기 기판(W)을 건조하는 공정이 수행되는 건조실(130), 상기 세정실(112)과 상기 건조실(130) 간의 기판(W)을 이송하는 기판 이송부재(120), 상기 건조실(130) 측으로 건조가스를 제공하는 가스 공급부(180), 및 상기 기판 이송부재(120)과 결합하여 상기 기판(W)을 수납하는 기판 보우트(122)를 포함한다.
상기 세정실(112)은 상기 기판(W)을 세정하는 세정액이 수용되는 내조(114), 및 상기 내조(114)를 둘러싸며 상기 내조(114)로부터 흘러 넘치는 세정액을 수용하는 외조(115)를 포함한다.
상기 세정액 공급 라인(102)으로부터 노즐들(116)을 통해 세정액이 제공되어 상기 내조(112)에 상기 세정액이 수용된다. 또한, 상기 내조(114)는 상부가 개방되며, 상기 내조(114)의 바닥부에는 세정액이 배출되는 배출구(미도시)가 설치되고, 상기 배출구를 통해 세정액이 배출라인(119) 측으로 배출된다.
상기 기판 보우트(122)는 25매 내지 50매의 기판(W)을 수직으로 세워진 상태로 수납하고, 상기 기판 보우트(122)는 상기 기판 이송부재(120)에 의해 승강하거나 하강할 수 있다. 따라서, 상기 기판 보우트(122)에 수용된 상기 기판(W)은 상기 기판 이송부재(120)에 의해 상기 세정실(112)로부터 상기 건조실(130) 측으로 이동할 수 있고, 상기 건조실(130)로부터 상기 세정실(112) 측으로 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 기판(W)은 반도체 장치의 제조에 사용되는 반도체 웨이퍼이나, 상기 기판(W)은 액정표시장치의 제조에 사용되는 유리기판일 수도 있다.
상기 가스 공급부(180)는 상기 기판(W) 측으로 건조가스를 분사하는 다수의 분사노즐들(182), 상기 분사노즐들(182)과 연결되는 질소가스 공급부(184) 및 건조가스 공급부(186)을 포함한다. 상기 건조가스 공급부(186)로부터 제공되는 건조가스는 불활성가스 및 이소프로필알코올(IPA)로부터 발생된 증기가 혼합된 혼합가스일 수 있다.
상기 건조실(130)은 상기 세정실(112)의 상부에 위치한다. 상기 건조실(130)은 상부에 개폐 가능한 커버(132)를 구비하고, 상기 건조실(130)은 하부가 개방된다. 또한, 상기 건조실(130)은 상기 기판(W)에 대해 건조공정 진행시 상기 기판(W)이 수용되기에 충분한 내부 공간을 갖는다.
또한, 상기 프로세스 챔버(110)에는 상기 건조실(130) 및 상기 세정실(112)을 상호 격리시키는 제 1 차단판(134), 및 제 2 차단판(135)이 구비된다. 상기 프로세스 챔버(110)의 측부(131)에는 상기 제 1 차단판(134), 및 상기 제 2 차단판(135)이 삽입될 수 있는 홈(133)이 형성되어 상기 제 1 차단판(134), 및 상기 제 2 차단판(135)이 상기 건조실(130) 및 상기 세정실(112)을 가로지르도록 놓이거나 상기 홈(133)에 수용된다. 그 결과, 상기 건조실(130) 및 상기 세정실(112)은 상기 제 1 차단판(134), 및 상기 제 2 차단판(135)에 의해 상호 격리되거나, 상기 건조실(130) 및 상기 세정실(112)이 하나의 공간으로 연장될 수도 있다.
상기 제어부(190)는 상기 기판 이송부재(120)의 이동을 제어하되, 특히, 상기 건조실(130)에서 상기 기판(W)에 대해 진행되는 건조공정에 에러가 발생할 시, 상기 기판(W)이 상기 세정실(112)측에 위치하도록 상기 기판 이송부재(120)의 이동을 제어한다. 그 결과, 상기 건조공정 에러시, 상기 기판(W)이 상기 건조실(130)에서 방치되어 상기 기판(W)이 자연 건조되는 것이 방지되어, 상기 기판(W) 표면에 얼룩이 발생하거나, 오염되는 것이 방지된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은, 도 5를 참조하여 설명될 것이다.
도 3을 참조하면, 기판 보우트(122)에 수납된 기판(W)은 기판 이송부재(120)에 의해 세정실(112) 측으로 이송되고, 내조(114)에 구비된 노즐들(116)은 세정액 공급 라인(도2의 102)으로부터 탈이온수(deionized water, DIW)(200)를 제공받아 상기 내조(114) 측으로 제공한다.
상기 노즐들(116)에 의해 제공되는 상기 탈이온수(200)는 상기 내조(114) 내부에 수용되어 상기 기판(W)은 상기 탈이온수(200)에 침지될 수 있고, 그 결과 상기 기판(W)은 상기 탈이온수(200)에 의해 세정된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(W)에 대해 세정실(112) 내에서 세정 공정이 종료된 후, 상기 기판(W)은 기판 이송부재(120)에 의해 상기 세정실(112)로부터 건조실(130)측으로 이송된다.
앞서 상술한 바와 같이, 상기 건조실(130)에는 가스 공급부(도2의 180)로부터 제공되는 건조가스(210)가 분사노즐들(182)을 통해 제공되고, 상기 기판(W)은 상기 건조가스(210)에 의해 건조된다.
그러나, 다수의 이유에 의해 상기 건조실(130) 작동이 정지될 수 있고, 그 결과 상기 기판(W)이 상기 건조가스(210)에 의해 건조되는 것이 중단될 수 있다. 상기 다수의 이유는 상기 건조가스(210)의 공급이 중단되는 것이거나, 커버(132)의 작동이 정지되는 것일 수 있다.
상기 건조실(130) 작동이 정지되면, 제어부(190)은 상기 건조실(130)이 작동이 정지된 것을 감지하여 상기 기판(W)이 상기 건조실(130)로부터 상기 세정실(112) 측으로 재이송되도록 상기 기판 이송부재(120)를 이동시킨다. 따라서, 상기 기판(W)이 상기 건조실(130) 내에 방치되어 상기 기판(W)이 외부 공기에 노출되는 것이 방지되고, 그 결과 상기 기판(W)이 자연건조되는 것이 방지되어 상기 기판(W) 표면이 손상되는 것이 방지된다.
또한, 본 도면에서는 도시되지 않았지만, 상기 건조실(130) 작동이 정지되어 상기 기판(W)이 상기 건조실(130)로부터 상기 세정실(112) 측으로 재이송된 후, 상기 건조실(130)의 기능을 복구하는 작업이 진행된다. 상기 건조실(130)의 기능이 복구되면, 상기 기판(W)은 상기 기판 이송부재(120)에 의해 상기 세정실(112)로부터 상기 건조실(130) 측으로 재이송되고, 상기 기판(W)은 상기 건조실(130)에서 건조된다.
도 6을 참조하면, 기판(W)을 약액(220)이 수용된 내조(114)에 침지시켜 상기 기판(W)을 처리하는 동안에, 에러가 발생하여 기판 처리 장치(100) 작동이 정지되면, 제어부(190)는 상기 내조(114)의 내부를 상기 약액(220)에서 탈이온수(200)로 치환시킨다. 상기 내조(114)의 내부가 상기 약액(220)에서 상기 탈이온수(200)로 치환되기 위해서는 노즐들(116)을 통해 상기 탈이온수(200)가 상기 내조(114) 측으로 제공되고, 상기 내조(114) 내부에 수용된 상기 약액(220)이 외조(115) 측으로 오버플로우 된다.
상기 세정실(112) 내부를 상기 약액(220)에서 상기 탈이온수(200)으로 치환하는 경우는, 상기 기판(W)이 상기 세정실(112)로부터 상기 건조실(130)측으로 이송되기 전에 상기 기판(W)은 상기 세정실(112)에서 상기 약액(220)으로 처리되는 경우이다.
상기 내조(114) 내부에 수용된 약액(220)을 상기 탈이온수(200)로 치환하는 이유는, 상기 약액(220)은 상기 약액(220)에 장시간 기판(W)이 침지되는 경우에 상기 기판(W)을 오버 에칭시킬 수 있는 처리액, 예컨대 불산을 포함할 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 상기 기판 처리 장치(100)을 복구하는 시간이 지연되는 경우에, 상기 기판(W)이 상기 약액(220)에 장기간 침지될 수 있으므로 상기 내조(114) 내부를 상기 탈이온수(200)으로 치환하는 것이 바람직하다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 공정 순서도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 도면들이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 -- 기판 처리 장치 110 -- 프로세스 챔버
112 -- 세정실 120 -- 기판 이송부재
122 -- 기판 보우트 130 -- 건조실
180 -- 가스 공급부 190 -- 제어부
200 -- 탈이온수 210 -- 건조가스
220 -- 세정액 W -- 반도체 기판

Claims (12)

  1. 세정실 및 건조실이 구비된 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 상기 세정실로 이송하는 단계;
    상기 세정실에 세정액을 제공하여 상기 세정실에서 상기 기판을 세정하는 단계;
    상기 기판을 상기 세정실로부터 상기 건조실 측으로 이송하는 단계; 및
    상기 건조실에 건조가스를 제공하여 상기 건조실에서 상기 기판을 건조하는 단계를 포함하고,
    상기 기판을 건조하는 단계에서, 에러 발생시, 상기 기판을 상기 건조실로부터 상기 세정실 측으로 재이송하여 상기 세정실내 세정액에 상기 기판을 침지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 세정액은 탈이온수(deionized water)인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 세정실에서 상기 기판을 약액으로 처리하는 단계를 더 포함하고, 상기 기판을 상기 약액으로 처리하는 동안에, 에러 발생시, 상기 세정실 내부가 상기 세정액으로 치환되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 세정실은,
    상기 약액을 수용하는 내조;
    상기 내조 내부에 구비되어 외부로부터 제공된 상기 약액을 상기 내조 측으로 제공하는 노즐; 및
    상기 내조를 둘러싸는 외조를 포함하고,
    상기 노즐은 상기 내조 측으로 상기 세정액을 제공하여 상기 내조에 수용된 상기 약액이 상기 외조 측으로 오버플로우 되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조가스에 의해 상기 기판이 건조되도록 상기 건조실을 복구하는 단계;
    상기 기판을 상기 세정실로부터 상기 건조실 측으로 재이송하는 단계; 및
    상기 건조실에 건조가스를 제공하여 상기 건조실에서 상기 기판을 재건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 기판 처리 방법에 있어서,
    기판을 건조실 측으로 이송하는 단계; 및
    상기 건조실에 건조가스를 제공하여 상기 건조실에서 상기 기판을 건조하는 단계를 포함하고,
    상기 기판을 건조하는 단계에서, 에러 발생시, 상기 기판을 상기 건조실로부터 세정액이 공급되는 세정실 측으로 이송하여 상기 기판을 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 세정액은 탈이온수인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 세정액을 탈이온수로 치환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 기판을 세정하고, 건조하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판에 대해 세정 공정을 진행하는 세정실;
    상기 세정실 주변에 위치하여 상기 기판에 대해 건조 공정을 진행하는 건조실;
    상기 세정실 및 상기 건조실 간에 상기 기판을 이송하는 기판 이송부재;
    상기 기판 이송부재와 결합하여 상기 기판을 지지하는 기판 지지부재; 및
    상기 건조공정 에러시, 상기 기판 이송부재의 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 건조공정 에러시, 상기 제어부는 상기 기판이 상기 세정실에 위치하도록 상기 기판 이송부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 세정실은 탈이온수를 수용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 세정실 내부를 탈이온수로 치환하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220133469A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

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