KR20100055702A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

기판의 배면을 효과적으로 건조시키는 기판 처리 장치를 개시한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하고, 기판을 회전시키는 스핀 헤드부, 기판의 전면(前面)을 건조하기 위해 각각 가스와 유체를 분사하는 제1 및 제2 노즐을 구비하는 분사부 및 스핀 헤드부에 설치되며, 기판의 배면에 유체를 분사하는 백 노즐부를 포함한다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATMENT OF THE SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 배면을 효과적으로 건조시키는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에서는 절연막 및 금속 물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo-resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되며, 각각의 공정에서 발생하는 이물질의 제거를 위해 순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정 공정(Wet Cleaning Process)을 수행한다.

이러한 감광제의 도포, 현상, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 약액 또는 순수를 기판 위로 분사시켜 공정이 이루어지며, 일반적인 세정 건조 장치는 한 장의 기판을 처리할 수 있는 기판척(Wafer chuck)으로 기판을 고정시킨 후 모터에 의해 기판을 회전시키면서, 기판의 상부에서 분사노즐을 통해 약액 또는 순수를 흘려주어, 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 기판의 전면(全面)으로 퍼지게 하여 공정을 진행한다.

이와 같이, 매엽식 세정 건조 장치에서는 순수를 이용한 린스 처리 후에 기판의 전면(前面)을 질소(N2) 가스와 이소프로필알콜(IPA)로 건조하고, 기판의 배면(背面)을 질소(N2) 가스로 건조하는 세정 건조 공정이 이루어지고 있다. 이때, 세정 건조 장치는 기판의 배면을 건조하기 위해 고속 회전수로 기판을 회전시키는데, 고속 회전시 기판에 발생하는 정전기에 의해 파티클들이 기판으로 다시 흡착된다. 또한, 기판에 배열된 구리(Cu) 배선에서 정전기에 의한 전자의 이동으로 인해 공정 불량이 발생할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판을 저속으로 회전시켜 기판의 배면을 건조할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하고, 상기 기판을 회전시키는 스핀 헤드부, 상기 기판의 전면(前面)을 건조하기 위해 각각 가스와 유체를 분사하는 제1 및 제2 노즐을 구비하는 분사부 및 상기 스핀 헤드부에 설치되며, 상기 기판의 배면에 상기 유체를 분사하는 백 노즐부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가스와 유체를 저장하고, 상기 분사부로 상기 가스와 유체를 공급하는 저장 탱크를 더 포함할 수 있다.

상술한 기판 처리 장치에 따르면, 기판의 배면을 이소프로필알콜(IPA)로 건조시킴으로써, 기판의 회전 속도를 낮춰 정전기의 발생을 줄이고, 건조 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 포토 공정 및 화학 기상 증착 공정 등 기판의 배면이 오염되는 것에 민감한 공정에 기판을 투입하기 전에 기판을 효과적으로 건조할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하 게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 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.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 반도체 웨이퍼와 같은 기판(10)을 건조하기 위해, 스핀 헤드부(110), 분사부(120), 저장 탱크(130), 백 노즐부(140) 및 구동부(180)를 포함한다.

스핀 헤드부(110)는 공정 진행 중 기판(10)을 지지한다. 스핀 헤드부(110)는 대략 기판과 유사한 직경을 가지는 원형의 상부면을 가지는 지지판(112)을 구비한다. 지지판(112)의 상부면에는 복수의 지지핀(114)이 위로 돌출되어 배치되며, 그 지지핀들(114)에 기판(10)이 놓여진다. 기판(10)은 전면(12)과 배면(14)에서 상술한 구조에 의해 세정과 건조가 이루어진다.

지지판(112)에는 이를 지지하는 스핀들(116)이 결합된다. 스핀들(116)은 그 내부가 비어있는 중공축(hollow shaft) 형태로써, 구동부(180)의 회전력을 지지판(112)에 전달한다.

스핀 헤드부(110)의 상부에는 가스와 유체를 기판(10)의 전면(12)으로 분사하기 위한 분사부(120)가 설치된다. 분사부(120)는 가스를 분사하는 제1 노즐(121)과 유체를 분사하는 제2 노즐(122)을 구비한다. 여기서, 가스와 유체는 질소(N2) 가스와 휘발성인 이소프로필알콜(IPA)일 수 있다. 분사부(120)는 기판의 중심에서 가장자리로 이동하면서 기판(10)의 전면(12)으로 가스와 유체를 분사할 수 있다. 이러한 분사부(120)는 가스와 유체를 저장하고 있는 저장 탱크(130)로부터 가스와 유체를 공급받는다.

저장 탱크(130)는 내부적으로 가스와 유체를 각각 저장하는 개별 저장부(미도시)를 포함하고, 공급 라인(135)을 통해 분사부(120)의 제1 및 제2 노즐(121,122)로 가스와 유체를 공급한다.

백 노즐부(140)는 기판(10)을 지지하는 지지판(112)에 설치되고, 기판(10)의 배면(14)을 건조시키기 위해 유체를 기판(10)의 배면(14)으로 분사한다. 백 노즐부(140)는 유체가 분사되는 복수의 분사구(145)를 포함한다. 분사구들(145)은 기판(10)의 배면(14)의 여러 지점으로 유체를 분사하기 위해 소정의 형태로 배치된다.

기판(10)의 배면(14)에 분사된 유체 예컨대, 이소프로필알콜(IPA)은 세정 처리액 및 불순물과 혼합되어 휘발됨으로써, 기판(10)을 자연 건조 방법보다 빠르게 건조할 수 있다. 예를 들어, 자연 건조나 질소(N2)를 분사할 때는 약 25초의 시간 이 소요되었다면, 이소프로필알콜(IPA)를 분사하여 건조할 때는 약 10초의 시간이 소요된다. 이에 따라, 질소(N2) 가스를 분사하고 고속으로 회전시켜 기판(10)을 건조할 때보다 기판(10)의 회전 속도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 질소(N2) 가스를 분사하여 기판(10)을 건조할 경우에는 기판(10)을 1500의 분당회전수(RPM)로 회전시킨다. 이에 반해, 이소프로필알콜(IPA)을 분사하여 기판(10)을 건조할 경우에는 기판(10)을 500의 분당회전수(RPM)으로 회전시키면 된다. 이때, 분당회전수가 낮아지면서 기판(10)은 정전기의 발생이 줄어들고, 전면(12)에 형성된 패턴들의 손상이 감소할 수 있다.

백 노즐부(140)는 유체 공급관(148)을 통해 저장 탱크(130)로부터 유체를 공급받는다. 유체 공급관(148)은 스핀들(116)의 내부에 배치되어 백 노즐부(140)와 저장 탱크(130)를 연결한다.

구동부(180)는 스핀모터를 포함하여 스핀들(116)과 타이밍 벨트 등으로 연결된다. 구동부(180)는 공정 진행 중 기판(10)이 회전하도록 외부의 전원을 공급받아 스핀들(116)과 지지판(112)을 회전시킨다.

한편, 기판 처리 장치(100)는 기판(10)을 회전시켜 건조할 때 기판(10)의 표면에 남아있는 세정 처리액이 주변의 장비로 튀는 것을 방지하기 위는 처리 용기(190)를 더 포함한다. 처리 용기(190)는 스핀 헤드부(110)의 주위로 상부가 개방된 원통 형상의 용기로 이루어진다.

상술한 기판 처리 장치(100)는 기판(10)의 배면(14)을 이소프로필알콜(IPA)로 건조시킴으로써, 기판(10)의 회전 속도를 낮춰 정전기의 발생을 줄이고, 건조 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 포토 공정 및 화학 기상 증착 공정 등 기판(10)의 배면(14)이 오염되는 것에 민감한 공정에 기판(10)을 투입하기 전에 기판(10)을 효과적으로 건조할 수 있다.

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 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면 구성을 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 기판 110: 스핀 헤드부

112: 지지판 114: 지지핀

116: 스핀들 120: 분사부

121, 122: 제1 및 제2 노즐 130: 저장 탱크

135: 공급 라인 140: 백 노즐부

145: 분사구 148: 유체 공급관

180: 구동부 190: 처리 용기

Claims (2)

1. 기판 처리 장치에 있어서,

   기판을 지지하고, 상기 기판을 회전시키는 스핀 헤드부;

   상기 기판의 전면(前面)을 건조하기 위해 각각 가스와 유체를 분사하는 제1 및 제2 노즐을 구비하는 분사부; 및

   상기 스핀 헤드부에 설치되며, 상기 기판의 배면에 상기 유체를 분사하는 백 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 가스와 유체를 저장하고, 상기 분사부로 상기 가스와 유체를 공급하는 저장 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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