KR20130049903A - Method and apparatus for cleaning a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 세정방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 패턴을 구비하는 기판의 세척방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate cleaning method and apparatus, and more particularly, to a method and apparatus for cleaning a substrate having a fine pattern.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 장치로 제조하기 위한 반도체 기판에 대하여 증착, 사진, 식각, 이온 주입, 연마, 세척 등의 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로서 제조된다. 상기 단위 공정들 중에서 세척공정은 각각의 단위 공정들을 수행한 후 기판 상에 잔류하는 잔류물이나 오염물을 제거하는 공정으로 패턴의 사이즈가 나노 단위로 가공되는 최근의 미세공정에서 더욱 중요하게 취급되고 있다.Generally, a semiconductor device is manufactured by repeatedly performing unit processes such as deposition, photography, etching, ion implantation, polishing, and cleaning on a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor device. Among the unit processes, the washing process is a process of removing residues or contaminants remaining on the substrate after each unit process, and is more importantly handled in a recent micro process in which the size of the pattern is processed in nano units. .
세척공정을 수행하는 장치는 다수의 기판을 한번에 처리하는 배치식(batch) 장치와 낱장 단위로 기판을 처리하는 매엽식 장치가 있다. 배치식 세척장치는 기판의 대형화에 따른 대응이 용이하지 않고 케미컬 약액 사용이 많다는 단점이 있다. 또한, 기판이 파손될 경우 전체 기판들에 영향을 미칠 수 있는 위험이 있다. 이와 같은 이유로 최근의 세척장치는 매엽식 장치가 선호되고 있다.The apparatus for performing the washing process includes a batch apparatus for treating a plurality of substrates at once and a sheet type apparatus for treating substrates in sheets. Batch cleaning apparatus has a disadvantage in that it is not easy to respond to the increase in size of the substrate and use a lot of chemical chemicals. In addition, there is a risk that if the substrate is broken, it may affect the entire substrates. For this reason, recent washing apparatuses are favored by sheet type apparatus.
매엽식 세척장치는 일반적으로 세정, 린싱 및 건조공정을 통하여 특정 공정이 완료된 기판 상에 생성된 불순물이나 오염물을 제거한다. 상기 세정공정은 회전하는 기판에 불순물을 용해할 수 있는 화학물질인 케미컬을 포함하는 약액을 공급하여 상대적으로 작은 사이즈의 불순물이나 오염물을 기판으로부터 화학적으로 분리시킨 후 고압의 혼합 가스를 분사하여 상대적으로 큰 사이즈를 갖고 화학적으로 용해되지 않는 불순물이나 오염물을 기판으로부터 제거한다. 상기 세정공정이 완료되면, 상기 불순물이나 오염물이 제거된 기판을 정화하는 린스 액을 공급하여 기판으로부터 상기 약액이나 혼합가스의 잔류물을 제거하고 건조가스에 의해 기판을 건조함으로써 세척공정을 완료하게 된다.Single sheet cleaning equipment generally removes impurities or contaminants formed on a substrate having a specific process through cleaning, rinsing and drying processes. The cleaning process supplies chemicals containing chemicals, which are chemicals capable of dissolving impurities, to the rotating substrate to chemically separate impurities or contaminants of a relatively small size from the substrate, and then spray a mixture of high pressure to spray relatively high pressure. Remove impurities and contaminants from the substrate that have a large size and are not chemically soluble. When the cleaning process is completed, the cleaning process is completed by supplying a rinse liquid for purifying the substrate from which the impurities or contaminants have been removed, removing the residue of the chemical liquid or the mixed gas from the substrate, and drying the substrate by dry gas. .
특히, 상기 세정공정은 상대적으로 작은 사이즈를 갖는 불순물이나 오염물을 상기 약액과의 화학반응으로 용해시켜 제거하는 화학적 제거단계와 상대적으로 큰 사이즈를 갖는 불순물이나 오염물에 직접 물리적 충돌이나 진동을 가하여 제거하는 물리적 제거단계를 순차적으로 수행함으로써 진행된다.In particular, the cleaning process is a chemical removal step in which impurities or contaminants having a relatively small size are dissolved and removed by a chemical reaction with the chemical solution, and are removed by applying a direct physical collision or vibration to the impurities or contaminants having a relatively large size. It proceeds by performing the physical removal steps sequentially.
이때, 화학적 제거단계에서는 불순물이나 오염물이 용해된 상기 약액은 회전하는 기판의 원심력에 의해 기판과 분리되어 오염물이 제거되지만, 물리적 제거단계에서는 사이즈가 큰 불순물을 기판에 형성된 패턴의 표면으로부터 제거하기 위해 가스와 약액을 혼합한 2유체 제트류를 고속 및 고압으로 직접 분사하여 오염물을 제거한다. 즉, 불순물이 용해된 약액이 기판으로부터 완전히 제거되면 다음 단계에서 2유체 제트류가 패턴 표면으로 직접 분사되어 물리적 제거단계를 수행하게 된다.At this time, in the chemical removal step, the chemical liquid in which impurities or contaminants are dissolved is separated from the substrate by centrifugal force of the rotating substrate, but in the physical removal step, in order to remove the large size impurities from the surface of the pattern formed on the substrate. Two-fluid jets mixed with gas and chemical are directly sprayed at high speed and high pressure to remove contaminants. In other words, when the chemical solution in which impurities are dissolved is completely removed from the substrate, the two-fluid jet stream is sprayed directly onto the pattern surface in the next step to perform the physical removal step.
그러나, 최근 기판이 대형화되고 기판 상에 형성된 패턴이 미세화 및 조밀화 되면서 패턴표면으로의 상기 2유체 제트류의 고압분사는 빈번하게 패턴을 손상시키는 문제점이 발생하고 있다. 반도체 제조공정에서 세척공정은 각 단위공정마다 수행되어야 하므로 이와 같은 패턴의 손상은 반도체 소자의 치명적 불량을 야기하게 된다.However, in recent years, as the substrate becomes larger and the pattern formed on the substrate becomes smaller and denser, high-pressure injection of the two-fluid jets onto the pattern surface frequently causes a problem of damaging the pattern. In the semiconductor manufacturing process, since the cleaning process must be performed for each unit process, such damage of the pattern causes a fatal defect of the semiconductor device.
뿐만 아니라, 약액에 의한 화학적 제거는 패턴 막질의 극성변화를 이용하여 불순물을 제거한다는 측면에서 습식 식각의 개념을 포함하고 있으므로 라인형 패턴의 측벽과 같이 상대적으로 넓은 세정면에 대해서는 과식각이 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라, 세척 공정 이전의 단위 공정에 의해 패턴이 정확하게 가공되었다 할지라도 세척공정에서 패턴 사이즈가 축소되어 반도체 소자 제조공정에서 정확한 임계치수를 가공하지 못하는 문제점이 있다.In addition, chemical removal by chemical liquids includes the concept of wet etching in terms of removing impurities by using polarity change of pattern film quality, so overetching occurs on relatively wide cleaning surfaces such as sidewalls of line patterns. There is a problem. Accordingly, even though the pattern is precisely processed by the unit process prior to the cleaning process, the size of the pattern is reduced in the cleaning process, and thus there is a problem in that the accurate critical dimension cannot be processed in the semiconductor device manufacturing process.
따라서, 패턴의 손상을 방지하고 패턴 사이즈의 축소를 방지할 수 있는 개선된 세척공정이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for an improved cleaning process that can prevent damage to the pattern and reduce the size of the pattern.
본 발명의 실시예들은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 약액 및 2유체 제트류의 분사공정을 개선하여 패턴 손상 및 사이즈 축소를 방지할 수 있는 기판의 세척방법을 제공한다.Embodiments of the present invention have been proposed to solve the above problems, and provide a method of cleaning a substrate which can prevent damage to the pattern and size reduction by improving the spraying process of the chemical liquid and the two-fluid jet stream.
본 발명의 다른 실시예들은 상술한 바와 같은 공정을 수행할 수 있는 기판의 세척 장비를 제공한다.Other embodiments of the present invention provide equipment for cleaning a substrate capable of performing the process as described above.
본 발명의 일 견지에 따른 기판의 세척방법에 의하면, 상면에 세척대상 가공물이 형성된 기판을 회전 가능한 지지대에 고정한다. 이어서, 제1 노즐을 통하여 회전하는 상기 기판의 상면 중앙부로 세정액을 공급하여 상기 기판으로부터 1차 불순물을 분리한다. 제2 노즐을 통하여 회전하는 상기 기판의 상면으로 2유체 혼합물을 상기 세정액과 동시에 공급하여 상기 세정액에 의해 분리되지 않은 2차 불순물을 상기 기판으로부터 분리한다. 상기 1차 및 2차 불순물을 포함하는 상기 세정액 및 2유체 혼합물을 상기 기판으로부터 제거한다.According to the method for cleaning a substrate according to an aspect of the present invention, the substrate on which the workpiece to be cleaned is formed is fixed to a rotatable support. Subsequently, a cleaning liquid is supplied to a central portion of the upper surface of the substrate rotating through the first nozzle to separate primary impurities from the substrate. A two-fluid mixture is supplied to the upper surface of the substrate rotating through the second nozzle simultaneously with the cleaning liquid to separate secondary impurities not separated by the cleaning liquid from the substrate. The cleaning solution and the diluent mixture containing the primary and secondary impurities are removed from the substrate.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 세정액은 과산화수소(H2O2)와 수산화암모늄(NH4OH)의 수용액인 제1 표준 세정액(SC1, Standard Clean 1), 인산 수용액, 불화수소 수용액(aqueous HF solution) 및 완충 산화 식각액(buffered oxide etch (BOE) solution) 중의 어느 하나를 포함하며 상기 2유체 혼합물은 탈이온수(deionized water) 또는 상기 세정액과 기체의 혼합물을 포함한다. 이때, 상기 가스는 질소(N2) 및 이산화탄소(CO2)를 구비하는 불활성 가스, 오존(O3) 및 산화질소를 구비하는 산화성 가스 및 에틸렌을 구비하는 유기가스로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cleaning solution is a first standard cleaning solution (SC1, Standard Clean 1), aqueous solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2) and ammonium hydroxide (NH 4 OH), phosphoric acid solution, aqueous hydrogen fluoride solution (aqueous HF solution) and buffer And any one of a buffered oxide etch (BOE) solution and the diluent mixture comprises deionized water or a mixture of the rinse and gas. In this case, the gas may include any one selected from an inert gas having nitrogen (N 2) and carbon dioxide (CO 2), an oxidizing gas having ozone (O 3) and nitrogen oxide, and an organic gas having ethylene.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 2유체 혼합물은 상기 기판의 중앙부와 주변부를 주기적으로 제2 노즐을 통하여 고속 및 고압의 제트류(jet stream)상태로 상기 기판의 상면으로 분사된다. 이때, 상기 세정액은 회전하는 상기 기판의 원심력에 의해 골과 이랑을 구비하는 파랑형상으로 상기 기판의 중심부로부터 주변부로 이동하며 상기 2유체 혼합물은 상기 세정액의 골로 공급된다. 상기 제2 노즐은 2.5초 내지 3.5초의 주기로 상기 기판의 중심부와 주변부 사이를 이동하고 상기 기판은 850rpm 내지 950rpm의 속도로 회전한다.According to an embodiment of the present invention, the two-fluid mixture is sprayed to the upper surface of the substrate in a jet stream of high speed and high pressure through a second nozzle periodically through the central portion and the peripheral portion of the substrate. At this time, the cleaning liquid is moved from the center of the substrate to the periphery by the centrifugal force of the rotating substrate in the shape of a wave having a bone and a rib, and the two-fluid mixture is supplied to the bone of the cleaning liquid. The second nozzle moves between the central portion and the periphery of the substrate at a period of 2.5 seconds to 3.5 seconds and the substrate rotates at a speed of 850 rpm to 950 rpm.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기판은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 기판 또는 평판 표시 패널을 제조하기 위한 유리기판을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the substrate includes a semiconductor substrate for manufacturing a semiconductor device or a glass substrate for manufacturing a flat panel display panel.
본 발명의 일 견지에 따른 기판 세척장비는 세척대상 가공물이 배치된 상면이 위를 향하도록 기판을 고정하고 회전시키는 지지대, 1차 불순물을 상기 기판으로부터 분리하는 세정액을 상기 기판의 상면으로 공급하는 제1 노즐, 상기 기판의 중앙부와 주변부 사이를 일정할 주기로 왕복이동하며 상기 세정액에 의해 분리되지 않는 2차 불순물을 상기 기판으로부터 분리하는 2유체 혼합물을 분사하는 제2 노즐 및 상기 세정액과 상기 2유체 혼합물을 상기 제1 및 제2 노즐을 통하여 동시에 분사하도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a substrate cleaning apparatus includes a support for fixing and rotating a substrate such that an upper surface on which a workpiece to be cleaned is disposed is turned upward, and a supplying liquid for separating primary impurities from the substrate to an upper surface of the substrate. One nozzle, a second nozzle for reciprocating between the central portion and the periphery of the substrate at regular intervals, and for injecting a two-fluid mixture separating the secondary impurities not separated by the cleaning liquid from the substrate, and the cleaning liquid and the two-fluid mixture It includes a control unit for controlling to spray at the same time through the first and second nozzles.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 기판의 회전에 의해 파랑 형태로 상기 기판의 주변부로 밀려나는 상기 세정액의 골을 향하여 상기 2유체 혼합물을 분사하도록 상기 지지대의 회전속도 및 상기 제2 노즐의 스캔 주기를 제어하는 속도 제어부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the control unit is rotated and the second rotation speed of the support to spray the two-fluid mixture toward the bone of the cleaning liquid which is pushed to the periphery of the substrate in a blue form by the rotation of the substrate And a speed controller for controlling the scan period of the nozzle.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어부에 연결되어 회전력을 생성하는 구동 모터, 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 회전로드 및 상기 회전로드 및 상기 제2 노즐에 연결되어 상기 회전로드의 회전에 따라 왕복 직선운동을 하는 수평 암을 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a driving motor connected to the control unit to generate a rotational force, a rotation rod for transmitting the rotational force of the drive motor and connected to the rotation rod and the second nozzle in accordance with the rotation of the rotation rod It further comprises a horizontal arm for reciprocating linear motion.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 불순물을 화학적으로 제거하기 위한 약액을 제공하는 단계와 물리적으로 제거하기 위한 2유체 제트류를 분사하는 단계를 동시에 수행하여 세척 대상 패턴의 표면이 상기 약액에 의해 커버된 상태에서 상기 2유체 제트류가 패턴으로 공급되어 세척 대상 패턴과 고압의 2유체 제트류가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 세척 대상 패턴이 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention as described above, by simultaneously performing the step of providing a chemical liquid for chemically removing impurities and the step of spraying two-fluid jets for physical removal to remove the surface of the pattern to be cleaned to the chemical liquid The two-fluid jets may be supplied in a pattern in a covered state to prevent direct cleaning between the washing target pattern and the high-pressure two-fluid jets. Accordingly, it is possible to prevent the washing target pattern from being damaged.
또한, 상기 세정액은 기판의 원심력 뿐 아니라 고압의 제트류에 의해서도 기판의 주변부로 이동하게 되므로 패턴 표면과의 접촉시간을 상대적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 상기 약액에 의한 패턴 표면에서의 과식각을 방지할 수 있다. 특히, 상기 액상의 약액은 기판의 원심력에 의해 기판의 중심부에서 외주면으로 이동하는 경우 세척공정 이전에 형성된 기판 상의 다양한 구조물에 의해 일정한 주기로 골과 이랑을 구비하는 파랑형상으로 퍼져 나가고 상기 제트류는 상기 이랑으로 공급되어 약액과 제트류의 충돌에 의한 스플래시(splash)를 최소화 할 수 있다.In addition, since the cleaning liquid moves to the periphery of the substrate not only by the centrifugal force of the substrate but also by high-pressure jets, the contact time with the pattern surface can be relatively reduced. Thereby, overetching on the pattern surface by the said chemical liquid can be prevented. In particular, when the liquid chemical moves from the center of the substrate to the outer circumferential surface by the centrifugal force of the substrate, it spreads in a blue shape having valleys and ridges at regular intervals by various structures on the substrate formed before the cleaning process, and the jet flows into the ridges. It can be supplied as a to minimize the splash caused by the collision of chemicals and jets.
도 1은 본 발명의 일실시예에 기판 세척 장비를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 세척 장비를 이용하여 기판을 세척하는 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a block diagram showing a substrate cleaning equipment in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of cleaning a substrate using the substrate cleaning equipment shown in FIG. 1.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. .
도 1은 본 발명의 일실시예에 기판 세척 장비를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a substrate cleaning equipment in an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 기판 세척 장비(900)는 세척대상 가공물이 배치된 상면이 위를 향하도록 기판(w)을 고정하고 회전시키는 지지대(100), 불순물을 화학적으로 용해하는 세정액을 상기 기판(w)의 상면 중앙부로로 공급하는 제1 공급부(200), 상기 기판(w)의 중앙부와 주변부 사이를 일정할 주기로 왕복이동하며 상기 세정액에 용해되지 않은 불순물을 상기 기판(w)으로부터 물리적으로 분리하는 2유체 혼합물을 분사하는 제2 공급부(300) 및 상기 세정액과 상기 2유체 혼합물을 상기 제1 및 제2 공급부(200, 300)를 통하여 동시에 분사하도록 제어하는 제어부(400)를 포함한다.Referring to Figure 1, the
일실시예로서, 세척대상 기판(w)이 고정되는 상기 지지대(100)는 세척공정을 수행하는 챔버(102)의 내부에 배치된다. 예를 들면, 챔버(102)의 내부에는 기판(w)을 파지하고 일정할 속도로 회전하는 스핀 척(spin chuck)이 상기 지지대(100)로 제공된다. 상기 스핀 척의 상부에는 기판(w)을 파지하기 위한 진공이 제공되는 홀이 형성된다. 상기 지지대(100)의 하부에는 상기 지지대(100)를 회전하기 위한 회전력을 전달하는 회전축(110)이 연결되고 상기 회전축(110)은 하부에 연결된 제1 구동부(112)로부터 회전력을 전달 받는다. 제1 구동부(112)는 상기 제어부(400)와 연결되어 있고 제어부(400)의 제어신호에 따라 동작한다.In one embodiment, the
상기 지지대(100)의 주위에는 기판(w)에 대한 세척공정이 수행되는 동안 기판(w)으로 공급되는 세정액 및 린스액 등이 비산되는 것을 방지하도록 컵 형상을 갖는 커버(114)가 구비된다. 커버(114)의 하부에는 상기 세정액 및 린스액을 배출하는 배출구(116)가 연결된다. 상기 커버(114)에는 구동축(118)을 통하여 별도의 제2 구동부(120)가 연결되어 상기 커버(114)를 상하로 구동할 수 있다. 제2 구동부(120)도 상기 제어부(400)와 연결되어 제어부(400)의 제어신호에 따라 동작한다.A
이때, 상기 기판(w)은 소정의 공정에 의해 형성된 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반도체 소자를 제고하기 위한 단위 공정이 수행되어 다양한 종류의 막 구조물이나 도전성 구조물이 배치된 반도체 기판을 포함할 수 있으며 평판 표시 장치를 형성하기 위한 다양한 단위공정이 수행되어 막 구조물이나 도전성 구조물이 배치된 유리기판을 포함할 수 있다.In this case, the substrate w may include a structure formed by a predetermined process. For example, a unit process for improving a semiconductor device may be performed to include a semiconductor substrate on which various kinds of film structures or conductive structures are disposed, and various unit processes for forming a flat panel display device may be performed to form a film structure or a conductive material. The structure may include a glass substrate disposed.
상기 기판의 상면에 상기 구조물들과 같은 세척대상 가공물이 배치되고 상기 챔버(102) 내에서 상기 기판(w)의 상면이 위를 향하도록 상기 지지대(100) 상에 고정된다.A workpiece to be cleaned, such as the structures, is disposed on the upper surface of the substrate and is fixed on the
상기 지지대(100)의 상부에는 불순물을 화학적으로 용해하는 세정액을 상기 기판(w)의 상면 중앙부로로 공급하는 제1 공급부(200)와 상기 기판(w)의 중앙부와 주변부 사이를 일정할 주기로 왕복 이동하며 상기 세정액에 용해되지 않은 불순물을 상기 기판(w)으로부터 물리적으로 분리하는 2유체 혼합물을 분사하는 제2 공급부(300)가 배치된다.The upper portion of the
상기 제1 공급부(200)는 상기 세정액을 임시로 저장하는 세정액 대기부(210), 상기 대기부(210)와 연결되며 상기 세정액을 상기 기판(w)의 상면으로 분사하는 제1 노즐(220), 상기 세정액 대기부(210)와 수평하게 연결되는 제1 수평 암(230) 및 상기 제1 수평 암과 연결되고 상기 챔버(102)의 바닥에 고정된 고정유닛(240)을 포함한다.The
예를 들면, 상기 세정액 대기부(210)는 상기 기판(w)의 중앙부 상부에 배치되고 상기 제1 노즐(220)은 상기 기판(w)의 상면을 향하도록 상기 세정액 대기부에 배치된다. 이때, 상기 세정액 대기부(210)는 상기 제1 수평 암(230)을 통하여 상기 고정유닛(240)에 연결됨으로써 상기 챔버(102) 내부에서 고정되도록 배치된다. 상기 고정유닛(240)은 상기 세정액 대기부(210)를 기판의 상부에 고정할 수 있는 구조이면 다양한 변형이 가능하며 반드시 상기 챔버(102)의 내부에 배치되어야 하는 것도 아님은 자명하다.For example, the cleaning
또한, 상기 제1 수평 암(230)은 공정의 필요에 따라 선택적으로 상기 고정유닛(240)에 이동 가능하게 고정될 수도 있고 정적으로 고정될 수도 있다. 이동 가능하게 고정되는 경우에는 상기 혼합물 대기부(310)의 이동속도와 연동하여 이동할 수 있음은 자명하다. 또한, 정적으로 고정되는 경우에는 상기 기판의 중앙부로 세정액을 공급하도록 고정되는 것이 바람직하다. 특히, 본 실시예의 경우, 상기 제1 수평 암(230)이 상기 고정유닛(240)에 고정되는 구조를 예시적으로 개시하고 있지만 후술하는 이동유닛(340)에 대응하는 구조에 의해 상기 이동유닛(340)에 연동하여 이동가능하게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 고정유닛(240) 역시 후술하는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있음은 자명하다.In addition, the first
상기 세정액 대기부(210)는 제1 약액 저장조(250)와 제1 공급라인(252)에 의해 연결되며 상기 세정액은 제1 약액 저장조(250)에서 상기 세정액 대기부(210)로 공급된다. 상기 제1 공급라인(252) 상에는 제1 약액 공급밸브(254)가 배치되어 상기 세정액 대기부로 공급되는 제1 약액의 양을 조절할 수 있다. 상기 제1 약액 공급밸브(254)는 상기 제어부(400)에 연결되어 세정공정의 필요에 따라 상기 세정액 대기부(210)로 공급되는 제1 약액의 양은 자동으로 제어될 수 있다.The cleaning
상기 제1 약액 저장조(250)에 저장되어 세정액으로 공급되는 제1 약액은 상기 기판(w) 표면의 미세 오염물이나 불순물을 용해시키기 위한 액상의 용액으로서 과산화수소(H2O2)와 수산화암모늄(NH4OH)의 수용액인 제1 표준 세정액(SC1, Standard Clean 1), 인산 수용액, 불화수소 수용액(aqueous HF solution) 및 완충 산화 식각액(buffered oxide etch (BOE) solution) 중의 어느 하나를 포함할 수 있다.The first chemical solution stored in the first
상기 제2 공급부(300)는 상기 세정액에 용해되지 않은 불순물을 상기 기판으로부터 물리적으로 분리하기 위한 2유체 혼합물을 임시로 저장하는 혼합물 대기부(310), 상기 혼합물 대기부(310)와 연결되며 상기 2유체 혼합물을 상기 기판(w)의 상면으로 고속 분사하는 제2 노즐(320), 상기 혼합물 대기부(310)와 수평하게 연결되는 제2 수평 암(330) 및 상기 제2 수평 암(330)과 연결되어 상기 혼합물 대기부(310)를 상기 기판(w)의 중앙부와 주변부 사이를 왕복 이동시키는 이동유닛(340)을 포함한다.The
예를 들면, 상기 혼합물 대기부(310)는 상기 세정액 대기부(210)와 나란하게 동일한 평면을 공유하도록 배치되어 상기 회전로드(340)의 구동에 의해 상기 기판(w)의 상면과 평행하게 기판의 주변부와 중앙부 사이를 일정한 주기로 왕복 이동한다. 상기 제2 노즐(320)은 상기 기판(w)의 표면을 향하도록 상기 혼합물 대기부(310)에 고정되어 상기 혼합물 대기부(310)와 함께 이동한다.For example, the mixture
예를 들면, 상기 이동유닛(340)은 상기 제2 수평 암(330)과 연결되는 회전 로드(340a) 및 상기 회전 로드에 회전력을 전달하는 구동모터(340b)를 포함할 수 있다. 상기 구동모터(340b)는 상기 제어부(400)의 신호에 따라 적절한 크기의 회전력을 상기 회전로드(340a)에 전달하고 상기 회전로드(340a)의 회전에 대응하여 상기 제2 수평 암(330)은 상기 기판(w)과 나란한 수평한 방향을 따라 일정한 주기로 왕복 이동하게 된다.For example, the
상기 혼합물 대기부(310)는 분사되는 유체와 기판 사이의 물리적 타격을 통하여 상기 세정액과의 화학적 반응에 의해 제거되지 않는 불순물을 제거하기 위하여 분사되는 유체의 압력과 유속을 높일 수 있도록 액체와 기체의 2유체 혼합물을 저장한다.The mixture
예를 들면, 상기 혼합물 대기부(310)는 액체와 기체를 혼합하여 2유체 혼합물을 생성하는 혼합부(356)와 제2 공급라인(358)을 통하여 연결되고 충분한 농도로 혼합된 2유체 혼합물은 상기 제2 공급라인(358)을 통하여 상기 혼합물 대기부(310)로 공급된다. 상기 혼합물 대기부(310)에 저장된 2유체 혼합물은 상기 제2 노즐(320)을 통하여 기판(w)의 상면으로 고압 및 고속으로 분사되어 화학적 용해과정에 의해 제거되지 않은 불순물이나 오염물을 기판(w)의 표면으로부터 제거한다.For example, the mixture
상기 혼합부(356)는 제2 약액을 저장하는 제2 약액 저장조(350a) 및 가스를 저장하는 가스 저장부(350b)를 구비하는 원료 저장부(350)로부터 공급된 제2 약액과 가스를 세정공정에 필요한 적정한 비율로 혼합하여 상기 2유체 혼합물을 생성한다. 이때, 상기 제2 약액은 약액 공급라인(352a) 및 제2 약액 공급 밸브(352b)를 구비하는 약액 공급부(352)에 의해 상기 혼합부(356)로 공급되고 상기 가스는 가스 공급라인(354a) 및 가스 공급 밸브(354b)에 의해 상기 혼합부(356)로 공급된다. 상기 약액 공급 밸브(352b) 및 가스 공급 밸브(354b)는 상기 제어부(400)에 연결되어 상기 혼합부로 공급되는 제2 약액 및 가스의 양은 적정하게 제어된다.The
본 실시예에서 상기 제2 약액 저장조(350a)에 저장되는 제2 약액은 제1 약액 또는 탈 이온수를 포함하며 상기 가스 저장조(350b)에 저장되는 가스는 질소(N2) 및 이산화탄소(CO2)를 구비하는 불활성 가스, 오존(O3) 및 산화질소를 구비하는 산화성 가스 및 에틸렌을 구비하는 유기가스로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 제2 약액은 불순물의 종류와 크기에 따라 제1 약액과 상이한 종류의 약액을 사용할 수 있음은 자명하다.In the present embodiment, the second chemical liquid stored in the second chemical
이때, 상기 제2 노즐(320)을 통하여 2유체 혼합물은 상기 제2 약액이 기체 상태의 가스와 혼합됨으로써 고속 및 고압의 제트류 상태로 상기 기판의 표면으로 분사된다. 따라서, 상기 세정액과의 화학결합에 의해 용해되지 않은 불순물이나 상대적으로 크기가 큰 불순물은 상기 2유체 혼합물의 제트류에 의해 상기 기판으로부터 완전히 분리될 수 있다.At this time, the two-fluid mixture is injected through the
상기 제어부(400)는 제1 및 제2 구동부(112, 120), 제1 및 제2 약액 공급 밸브(254, 352b), 이동유닛(340)의 구동모터(340b) 및 가스 공급밸브(354b)와 전기적으로 연결되어 상기 기판에 대한 세정공정을 적절하게 제어한다.The
예를 들면, 상기 제어부(400)는 상기 제1 및 제2 구동부(112, 120)와 상기 구동모터(340b)의 회전속도를 제어하는 속도 제어부(410) 및 상기 밸브들을 통하여 유체의 유량을 제어하는 유량 제어부(420)를 포함한다.For example, the
특히, 상기 제어부(400)는 상기 제1 노즐(220)을 통하여 분사되는 세정액과 상기 제2 노즐을 통하여 분사되는 2유체 혼합물이 동시에 상기 기판으로 분사되도록 제어함으로써 상기 2유체 혼합물에 의한 기판 표면의 손상을 방지할 수 있다. 상기 세정액에 의해 불순물의 화학적 용해 과정이 수행되는 동안 상기 2유체 혼합물이 상기 기판으로 분사됨으로써 화학적 용해 과정과 물리적 분리과정을 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 기판 표면은 상기 세정액에 덮여진 상태에서 고속 고압의 2유체 혼합물과 접촉함으로써 2유체 혼합물의 강한 충격으로 인한 구조물 손상을 방지할 수 있다.In particular, the
즉, 종래에는 상기 세정액이 모두 제거된 기판의 표면으로 고속 고압의 2유체 혼합물이 분사됨으로써 상기 2유체 혼합물과 기판 표면 또는 상기 표면에 형성된 구조물들이 직접 접촉함으로써 2유체 혼합물의 강한 운동에너지에 의해 상기 구조물들이 손상되었지만, 본원발명의 세정장치에 의하면 기판 표면과 2유체 혼합물이 상기 세정액을 매개로 하여 간접적으로 접촉하므로 상기 기판 표면에 대한 2유체 혼합물의 물리적 충격의 강도를 저하시킬 수 있다.That is, in the related art, a high speed and high pressure two-fluid mixture is sprayed onto the surface of the substrate from which the cleaning liquid is removed, thereby directly contacting the two-fluid mixture with the surface of the substrate or the structures formed on the surface. Although the structures are damaged, according to the cleaning apparatus of the present invention, since the surface of the substrate and the diluent mixture are indirectly contacted through the cleaning liquid, the strength of the physical impact of the diluent mixture on the substrate surface can be reduced.
예를 들면, 상기 유량 제어부(420)를 통하여 공급 밸브를 제어함으로써 상기 세정액 대기부(210) 및 상기 혼합물 대기부(310)로 공급되는 세정액 및 2유체 혼합물의 공급시기를 동조화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 세정액과 2유체 혼합물을 동시에 기판(w)으로 공급할 수 있다.For example, by controlling the supply valve through the flow
한편, 상기 제어부(400)는 상기 기판(w)의 회전속도와 상기 제2 노즐(320)의 이동속도를 제어함으로써 동시에 공급되는 상기 세정액 및 2유체 혼합물의 충돌로 인한 스플래시를 최소화 할 수 있다.On the other hand, the
상기 기판(w)은 스핀 척의 회전에 의해 일정한 속도로 회전하므로 회전하는 기판의 상면 중앙부로 공급된 세정액은 기판의 원심력에 의해 주변부로 밀려 나간다. 이때, 상기 세정액은 상기 기판의 회전속도에 따라 일정한 주기를 갖고 골과 이랑을 형성하는 파랑형태로 전파된다.Since the substrate w is rotated at a constant speed by the rotation of the spin chuck, the cleaning liquid supplied to the central portion of the upper surface of the rotating substrate is pushed out to the peripheral portion by the centrifugal force of the substrate. At this time, the cleaning liquid is propagated in a blue form having a constant cycle according to the rotational speed of the substrate to form a valley and a rib.
이때, 상기 속도 제어부(410)는 상기 구동모터(340b)를 상기 기판의 회전속도를 고려하여 제어함으로써 상기 제2 노즐(320)을 통하여 분사되는 2유체 혼합물이 상기 세정액 파랑의 골 부분과 충돌하도록 유도한다. 즉, 상기 구동모터(340b)를 통하여 상기 혼합물 대기부(310) 및 상기 제2 노즐(320)의 스캔 주기를 조절함으로써 2유체 혼합물과 상기 세정액 파랑이 이랑이 아니라 골 부분에서 접촉되도록 함으로써 상대적으로 스플래시 가능성을 줄일 수 있다.In this case, the
예를 들면, 상기 기판이 300mm 직경을 갖는 웨이퍼이고 약 800rpm 내지 900rpm으로 회전하는 경우, 상기 제2 노즐(320)이 약 2.5초 내지 약 3.5초의 스캔 주기를 갖도록 상기 구동 모터(340b)를 제어함으로써 상기 세정액과 2유체 혼합물의 직접 접촉으로 인한 스플래시를 최소화 할 수 있다. 이때, 상기 속도 제어부(410)는 지지대(100)인 상기 스핀 척의 회전속도에 맞추어 상기 구동모터(340b)의 회전속도를 조절함으로써 상기 제2 노즐(320)의 스캔 주기를 제어할 수 있다.For example, if the substrate is a wafer having a 300 mm diameter and rotates from about 800 rpm to 900 rpm, the
이에 따라, 상기 세정액과 2유체 혼합물의 충돌에 의해 발생된 스플래시가 상기 기판이나 챔버(102)내에서 오염원으로 기능하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent the splash generated by the collision of the cleaning liquid and the two-fluid mixture to function as a pollution source in the substrate or the chamber 102.
비록 도 1에는 도시되지 않았지만, 상기 기판 세척 장비(900)는 기판(w)에 대한 세정 후 린싱 및 세척공정을 수행하기 위한 추가적인 약액 저장부 및 분사노즐을 더 구비할 수 있음은 자명하다.
Although not shown in FIG. 1, the
이와 같은 구성을 갖는 상기 기판 세척 장비(900)는 아래와 같이 작동된다. 도 2는 도 1에 도시된 기판 세척 장비를 이용하여 기판을 세척하는 방법을 나타내는 흐름도이다.The
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 세척 장비(900)의 지지대(100) 상에 상면에 세척대상 가공물이 형성된 기판을 고정한다(단계 S100).1 and 2, the substrate on which the workpiece to be cleaned is formed is fixed on the
세척공정 이전에 수행되는 단위 공정에 의해 웨이퍼나 유리기판 상에 소정의 구조물을 형성한 후 상기 기판을 상기 챔버(102) 내부에 배치된 지지대(100)인 스핀 척으로 로딩한다. 이어서, 상기 스핀 척의 표면에 형성된 진공 홀을 통하여 진공 압력을 가함으로써 상기 기판(w)을 지지대(100)에 고정한다.After the predetermined structure is formed on the wafer or the glass substrate by a unit process performed before the cleaning process, the substrate is loaded into the spin chuck, which is the
이어서, 제1 노즐(220)을 통하여 회전하는 상기 기판(w)의 상면 중앙부로 세정액을 공급하여 상기 기판(w)으로부터 1차 불순물을 분리한다(단계 S200).Subsequently, the cleaning liquid is supplied to the central portion of the upper surface of the substrate w rotating through the
상기 속도 제어부(410)를 통하여 상기 제1 구동부(112)를 제어하여 일정한 속도로 상기 스핀 척을 회전시킨다. 이어서, 상기 제1 약액 공급밸브(254)를 선택적으로 조절함으로써 상기 스핀 척의 상면에서 회전하는 상기 기판(w)의 상면으로 세정액인 제1 약액을 공급한다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 노즐(220)은 상기 제1 수평 암(230) 및 고정유닛(240)에 의해 상기 기판의 중앙부 상부에 정렬되어 상기 세정액은 상기 기판(w)의 중앙부로 일정하게 공급된다. 그러나, 상기 제1 노즐(220)이 상기 고정유닛(240)에 이동 가능하게 배치될 수도 있음은 자명하다. 이때, 상기 고정유닛(240)은 제어부(400)에 의해 이동유닛(340)의 이동속도와 연동하여 이동되도록 제어된다.The
예를 들면, 상기 세정액으로 제공되는 상기 제1 약액은 과산화수소(H2O2)와 수산화암모늄(NH4OH)의 수용액인 제1 표준 세정액(SC1, Standard Clean 1), 인산 수용액, 불화수소 수용액(aqueous HF solution) 및 완충 산화 식각액(buffered oxide etch (BOE) solution) 중의 어느 하나를 포함한다. 또한, 상기 제1 불순물은 상기 제1 약액과 화학적으로 반응하여 용해될 수 있거나 사이즈가 상대적으로 작아서 상기 세정액의 분사속도에 의해서도 기판으로부터 분리될 수 있는 불순물을 포함한다.For example, the first chemical solution provided as the cleaning solution is a first standard cleaning solution (SC1, Standard Clean 1), an aqueous solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2) and ammonium hydroxide (NH 4 OH), an aqueous solution of phosphoric acid, and an aqueous solution of hydrogen fluoride (aqueous HF solution). And a buffered oxide etch (BOE) solution. In addition, the first impurity may include an impurity that may be chemically reacted with the first chemical liquid to dissolve or may be relatively small in size, and thus may be separated from the substrate by the spraying speed of the cleaning liquid.
이어서, 상기 제2 노즐(320)을 통하여 회전하는 상기 기판(w)의 상면으로 2유체 혼합물을 상기 세정액과 동시에 공급하여 상기 세정액에 의해 기판으로부터 분리되지 않은 2차 불순물을 상기 기판(w)으로부터 분리한다(단계 S300).Subsequently, a two-fluid mixture is supplied to the upper surface of the substrate w which rotates through the
예를 들면, 상기 제2 약액과 가스가 상기 혼합부(356)에서 혼합되어 상기 혼합물 대기부(310)로 공급되고 상기 세정액이 상기 제1 노즐(220)을 통하여 기판으로 분사될 때 상기 2유체 혼합물도 상기 제2 노즐(320)을 통하여 상기 기판으로 분사되도록 조절한다. 상기 제1 및 제2 노즐(220, 320)을 통한 분사시점이 서로 동기화 되도록 상기 유량 제어부(420)에 의해 상기 제2 약액 공급밸브(352b)와 상기 가스 공급 밸브(354b)를 제어함으로써 상기 2유체 혼합물과 세정액을 동시에 기판으로 공급할 수 있다.For example, the second fluid when the second chemical liquid and gas are mixed in the
상기 2유체 혼합물은 2유체 혼합물은 탈이온수(deionized water) 또는 상기 제1 약액과 기체의 혼합물을 포함하며 상기 기체는 질소(N2) 및 이산화탄소(CO2)를 구비하는 불활성 가스, 오존(O3) 및 산화질소를 구비하는 산화성 가스 및 에틸렌을 구비하는 유기가스로부터 선택된 어느 하나를 포함한다. 또한, 상기 제2 불순물은 상기 제1 약액과 화학적으로 반응하여 용해되지 않거나 사이즈가 상대적으로 커서 상기 세정액의 분사속도에 의해서는 기판으로부터 분리되지 않는 불순물을 포함한다.The diluent mixture may comprise deionized water or a mixture of the first chemical and a gas, the gas comprising an inert gas, ozone (O3) and nitrogen (N2) and carbon dioxide (CO2) and It includes any one selected from an oxidizing gas having nitrogen oxide and an organic gas having ethylene. In addition, the second impurity includes impurities that do not chemically react with the first chemical liquid and are not dissolved or separated from the substrate by the spraying speed of the cleaning liquid because of their relatively large size.
즉, 상기 기판 상에 분포하는 상기 불순물은 상기 세정액에 의해 물리적 또는 화학적으로 상기 기판과 분리되며 고속 고압의 상기 2유체 혼합물에 의해 물리적으로 상기 기판으로부터 분리된다.That is, the impurities distributed on the substrate are physically or chemically separated from the substrate by the cleaning liquid and physically separated from the substrate by the dilute mixture of high speed and high pressure.
이때, 상기 속도 제어부(410)는 상기 기판(w)을 회전하는 제1 구동부(112)의 회전속도에 맞추어 상기 제2 노즐(320)의 이동속도를 제어함으로써 상기 세정액과 2유체 혼합물의 충돌로 인한 스플래시(splash)를 최소화 할 수 있다.In this case, the
회전하는 기판(w)의 상면으로 공급되는 상기 세정액은 기판의 원심력에 의해 상기 기판의 중심부에서 주변부를 향하여 골과 이랑을 갖는 파랑형상으로 퍼져 나간다. 이때, 상기 기판의 중심부와 주변부 사이를 왕복 이동하는 상기 제2 노즐(320)의 이동속도를 조절하여 제2 노즐을 통하여 분사되는 2유체 혼합물이 상기 세정액 파랑의 이랑이 아니라 골 부분으로 집중되게 함으로써 세정액과 2유체 혼합물의 충돌로 인한 스플래시 현상을 최소활 할 수 있다. 예를 들면, 직경 300mm인 웨이퍼가 약 850rpm 내지 약 950rpm으로 회전하는 경우, 상기 제2 노즐(320)의 주변부와 중심부 사이의 이동주기(이하, 스캔 주기)를 약 2.5초 내지 약 3.5초가 되도록 상기 구동모터(340b)를 제어한다.The cleaning liquid supplied to the upper surface of the rotating substrate w spreads out in a blue shape having valleys and ribs from the center of the substrate toward the periphery by the centrifugal force of the substrate. At this time, by adjusting the moving speed of the
이에 따라, 상기 세정액으로 덮여진 상기 기판의 표면에 고속 고압의 2유체 혼합물이 분사됨으로써 기판의 표면으로 직접 분사되는 경우와 비교하여 기판 상에 형성된 구조물의 손상을 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 상기 세정액과 고압 고속의 상기 2유체 혼합물을 동시에 공급함으로써 발생할 수 있는 스플래시 현상을 최소화 할 수 있다. 이에 따라, 상기 스플래시로 인한 챔버(102) 내 오염을 최소화할 수 있다.Accordingly, the high-pressure, high-pressure two-fluid mixture is sprayed onto the surface of the substrate covered with the cleaning solution, thereby significantly reducing damage to the structure formed on the substrate as compared with the case where the two-fluid mixture is directly sprayed onto the surface of the substrate. In addition, it is possible to minimize the splash phenomenon that can occur by simultaneously supplying the cleaning solution and the two-fluid mixture of high pressure and high speed. Accordingly, contamination in the chamber 102 due to the splash can be minimized.
이어서, 상기 1차 및 2차 불순물을 포함하는 상기 세정액과 2유체 혼합물을 상기 기판으로부터 제거한다(단계 S400). 상기 세정액과 2유체 혼합물은 기판의 회전에 의한 원심력에 의해 기판으로부터 제거되거나 추가적인 외력에 의해 강제적으로 제거할 수 있다. 특히, 2유체 혼합물의 고속 분사를 이용하여 상기 세정액을 기판의 주변부로 밀어 냄으로써 기판의 원심력에 의해서만 세정액을 제거하고 2유체 혼합물을 공급하는 종전의 공정과 비교하여 세척공정의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.Subsequently, the cleaning solution and the two-fluid mixture including the primary and secondary impurities are removed from the substrate (step S400). The cleaning solution and the diluent mixture may be removed from the substrate by centrifugal force by rotation of the substrate or forcedly removed by additional external force. In particular, by using the high-speed jet of the two-fluid mixture to push the cleaning liquid to the periphery of the substrate to remove the cleaning liquid only by the centrifugal force of the substrate and to improve the efficiency of the cleaning process compared to the conventional process of supplying the two-fluid mixture There is this.
본 발명의 실시예들에 따르면, 불순물을 화학적으로 제거하기 위한 약액을 제공하는 단계와 물리적으로 제거하기 위한 2유체 제트류를 분사하는 단계를 동시에 수행하여 세척 대상 패턴의 표면이 상기 약액에 의해 커버된 상태에서 상기 2유체 제트류가 패턴으로 공급되어 세척 대상 패턴과 고압의 2유체 제트류가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 세척 대상 패턴이 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the step of providing a chemical liquid for chemically removing impurities and spraying two-fluid jets for physical removal are simultaneously performed so that the surface of the pattern to be cleaned is covered by the chemical liquid. In the state, the two-fluid jets may be supplied in a pattern to prevent the washing target pattern and the high-pressure two-fluid jets from directly contacting each other. Accordingly, it is possible to prevent the washing target pattern from being damaged.
또한, 상기 세정액은 기판의 원심력 뿐 아니라 고압의 제트류에 의해서도 기판의 외주로 이동하게 되므로 패턴 표면과의 접촉시간을 상대적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 상기 약액에 의한 패턴 표면에서의 과식각을 방지할 수 있다. 특히, 상기 액상의 약액은 기판의 원심력에 의해 기판의 중심부에서 외주면으로 이동하는 경우 세척공정 이전에 형성된 기판 상의 다양한 구조물에 의해 일정한 주기로 골과 이랑을 구비하는 파랑형상으로 퍼져 나가고 상기 제트류는 상기 이랑으로 공급되어 약액과 제트류의 충돌에 의한 스플래시(splash)를 최소화 할 수 있다.In addition, since the cleaning liquid is moved not only by the centrifugal force of the substrate but also by the jet of high pressure, the cleaning liquid can relatively reduce the contact time with the pattern surface. Thereby, overetching on the pattern surface by the said chemical liquid can be prevented. In particular, when the liquid chemical moves from the center of the substrate to the outer circumferential surface by the centrifugal force of the substrate, it spreads in a blue shape having valleys and ridges at regular intervals by various structures on the substrate formed before the cleaning process, and the jet flows into the ridges. It can be supplied as a to minimize the splash caused by the collision of chemicals and jets.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.
100: 지지대 200: 제1 공급부
300: 제2 공급부 400: 제어부
900: 기판 세척장치100: support 200: first supply
300: second supply unit 400: control unit
900: substrate cleaning device
Claims (10)
제1 노즐을 통하여 회전하는 상기 기판의 상면 중앙부로 세정액을 공급하여 상기 기판으로부터 1차 불순물을 분리하는 단계;
제2 노즐을 통하여 회전하는 상기 기판의 상면으로 2유체 혼합물을 상기 세정액과 동시에 공급하여 상기 세정액에 의해 분리되지 않은 2차 불순물을 상기 기판으로부터 분리하는 단계;
상기 1차 및 2차 불순물을 포함하는 상기 세정액 및 2유체 혼합물을 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 세척방법.Fixing a substrate having a workpiece to be cleaned on an upper surface thereof to a rotatable support;
Separating a primary impurity from the substrate by supplying a cleaning liquid to a central portion of the upper surface of the substrate rotating through a first nozzle;
Supplying a two-fluid mixture to the upper surface of the substrate rotating through a second nozzle simultaneously with the cleaning liquid to separate secondary impurities not separated by the cleaning liquid from the substrate;
Removing the cleaning solution and the secondary fluid mixture containing the primary and secondary impurities from the substrate.
1차 불순물을 상기 기판으로부터 분리하는 세정액을 상기 기판의 상면으로 공급하는 제1 노즐;
상기 기판의 중앙부와 주변부 사이를 일정할 주기로 왕복이동하며 상기 세정액에 의해 분리되지 않는 2차 불순물을 상기 기판으로부터 분리하는 2유체 혼합물을 분사하는 제2 노즐; 및
상기 세정액과 상기 2유체 혼합물을 상기 제1 및 제2 노즐을 통하여 동시에 분사하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세척장치.Support for fixing and rotating the substrate so that the upper surface is disposed on the workpiece to be cleaned;
A first nozzle supplying a cleaning liquid for separating primary impurities from the substrate to an upper surface of the substrate;
A second nozzle reciprocating between the central portion and the peripheral portion of the substrate at regular intervals and spraying a two-fluid mixture separating secondary impurities not separated by the cleaning liquid from the substrate; And
And a control unit controlling the spraying of the cleaning liquid and the two-fluid mixture through the first and second nozzles at the same time.
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