KR20150025592A - 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

기판 처리 방법이 개시된다. 기판 처리 방법은 기판 지지부재에 지지되어 있는 기판을 회전시키는 단계; 및 혼합에 의해 발열하는 케미칼과 순수를 독립된 경로를 통해 상기 기판 표면으로 토출시켜 기판 표면에서 상기 케미칼과 상기 순수의 혼합에 의한 발열 반응으로 기판 표면을 식각하는 발열 반응 처리 단계를 포함한다.

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING METHOD}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 케미칼을 이용하여 기판 표면을 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에서 유리 기판이나 웨이퍼를 처리하는 공정에는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정이 수행된다.

각 공정에는 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위해, 약액(chemical) 또는 순수(deionized water)를 이용한 세정 공정(wet cleaning process)과 기판 표면에 잔류하는 약액 또는 순수를 건조시키기 위한 건조(drying process) 공정이 수행된다.

최근에는 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액을 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 선택적으로 제거하는 식각 공정을 진행하고 있다.

고온의 케미칼 수용액을 이용한 매엽식 기판처리장치에서는, 탱크에 저장된 고온의 케미칼 수용액이 배관을 통하여 노즐에 공급되어 노즐로부터 스핀척에 지지되어 있는 기판을 향하여 토출된다.

그러나, 고온의 케미칼 수용액이 배관 및 노즐로 흐르는 동안 케미칼의 열이 배관 및 노즐에 의해 빼앗겨 버려 고온의 케미칼 수용액의 온도가 낮아지게 되고, 그로 인해 탱크에서의 온도보다 낮은 온도의 케미칼 수용액이 기판에 공급된다.

고온의 케미칼 수용액을 이용한 식각 공정에서는 기판에 공급된 고온의 케미칼 수용액의 온도가 비점(沸點) 부근일 때에 가장 높은 선택비와 식각률을 제공할 수 있다. 그러나, 매엽식 기판처리장치에서는 케미칼 수용액의 온도를 탱크 내에서 비점 부근으로 조절하였다고 하여도, 기판으로 공급될 때까지 케미칼 수용액의 온도가 떨어짐으로 온도 제어에 한계가 있다.

한국 공개특허 제10-2011-0116471호

본 발명의 실시예들은 기판에 공급되는 고온의 케미칼 수용액의 온도 저하를 억제 또는 방지할 수 있는 기판처리방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들은 기판 표면에서의 발열 반응을 통해 기판의 식각량 향상을 기대할 수 있는 기판처리방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들은 기판 표면의 선택적 식각이 가능한 기판처리방법을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 지지부재에 지지되어 있는 기판을 회전시키는 단계; 및 혼합에 의해 발열하는 케미칼과 순수를 독립된 경로를 통해 상기 기판 표면으로 토출시켜 기판 표면에서 상기 케미칼과 상기 순수의 혼합에 의한 발열 반응으로 기판 표면을 식각하는 발열 반응 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 발열 반응 처리 단계는 상기 케미칼과 상기 순수의 토출 위치 변경을 통해 상기 기판 표면의 선택적 식각이 가능할 수 있다.

또한, 상기 발열 반응 처리 단계에서 상온보다 높거나 또는 상온보다 낮은 순수를 선택적으로 기판 상에 토출할 수 있다.

또한, 상기 케미칼은 황산, 인산 또는 황산과 인산의 혼합물일 수 있다.

본 발명에 의하면, 고온 약액 노즐과 순수 노즐을 별도로 구성하여, 기판 표면에서 고온 약액과 순수가 혼합되면서 발생되는 발열 반응에 의한 온도 상승 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 순수 노즐의 토출 위치 조정을 통해 기판의 영역별 식각률을 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 처리 유닛의 구성을 보여주는 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 처리 유닛의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.
도 4는 제1노즐과 제2노즐로부터 토출되는 인산과 순수가 기판 표면에서 혼합되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제2노즐의 스윙 이동을 통해 기판의 구역별 선택적 식각을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1노즐과 제2노즐이 단일 지지 암에 설치된 모습을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다.

인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제 2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 정의한다.

인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함한다.

4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.

인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다.

버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다.

메인 이송 로봇(30)은 이동 통로(40)에 설치되며, 각 처리 유닛(1)들 및 버퍼부(20) 간에 기판을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 처리 유닛(1)으로 이송하거나, 각 처리 유닛(1)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다.

이동 통로(40)는 처리부 내의 제 1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 처리 유닛(1)들이 서로 마주보며 제 1 방향을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 처리 유닛(1)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.

처리 유닛(1)은 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 시스템(1000)은 상하층으로 된 다수개의 처리 유닛(1)을 구비하나, 처리 유닛(1)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 처리 유닛(1)은 독립적인 하우징으로 구성되며, 이에 각각의 처리 유닛 내에서는 독립적인 형태로 기판을 처리하는 공정이 이루어질 수 있다.

아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액(오존수 포함), 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스(IPA가 포함된 가스)와 같은 처리유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 처리 유닛의 구성을 보여주는 평면 구성도이다. 도 3은 본 발명에 따른 처리 유닛의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.

본 실시예에서는 매엽식 처리 유닛(1)이 처리하는 기판으로 반도체 기판을 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 처리 유닛(1)은 다양한 처리 유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(800), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 제1약액 공급 부재(300), 순수 공급 부재(400), 고정 노즐(900) 그리고 공정 배기부(500)를 포함한다.

챔버(800)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(810)이 설치된다. 팬필터유닛(810)은 챔버(800) 내부에 수직 기류를 발생시킨다.

팬필터유닛(810)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 고습도 외기를 필터링하여 챔버 내부로 공급해주는 장치이다. 고습도 외기는 팬 필터 유닛(810)을 통과하여 챔버 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 처리 용기(100)의 흡입덕트들을 통해 공정 배기부(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 고청정도를 유지하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(800)는 수평 격벽(814)에 의해 공정 영역(816)과 유지보수 영역(818)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 서브배기라인(410) 이외에도 승강유닛의 구동부과, 이동 노즐 부재(300)의 이동 노즐(310)들과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(818)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.

처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지부재(200)가 위치된다. 기판 지지부재(200)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판를 회전시킨다.

처리 용기(100)는 스핀헤드(210)가 위치되는 상부공간(132a)과, 상부공간(132a)과는 스핀헤드(210)에 의해 구분되며 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다.

환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.

구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.

제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.

제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.

제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.

공정 배기부(500)는 처리 용기(100) 내부의 배기를 담당한다. 일 예로, 공정 배기부(500)는 공정시 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 흡입덕트에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다. 공정 배기부(500)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브배기라인(510), 댐퍼(520)를 포함한다. 서브배기라인(510)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인(팹)의 바닥 공간에 매설된 메인 배기라인과 연결된다.

한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(210)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다.

승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.

이 실시예에 있어서, 처리 유닛(1)은 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 처리 유닛(1)은 기판 지지부재(200)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.

기판 지지 부재(200)는 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부 면을 갖는 스핀헤드(210)를 가지며, 스핀헤드(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척킹 핀(214)들을 가진다. 지지 핀(212)들은 스핀헤드(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 스핀헤드(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)들의 외 측에는 척킹 핀(214)들이 각각 배치되며, 척킹 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.

스핀헤드(210)의 하부에는 스핀헤드(210)를 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부(230)에 의해 회전한다. 구동부(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 스핀헤드(210) 및 기판(W)이 회전한다.

고정 노즐(900)들은 처리 용기(100) 상단에 설치된다. 고정 노즐(900)은 스핀헤드(210)에 놓여진 기판(W)으로 처리 유체를 분사한다. 고정 노즐(900)은 기판의 처리 위치에 따라 분사 각도 조절이 가능하다.

제1약액 공급 부재(300)는 기판(W) 표면을 식각하기 위한 고온의 케미칼을 토출한다. 여기서, 케미컬은 황산, 인산, 또는 황산과 인산의 혼합액일 수 있으며, 본 실시예에서는 인산 용액을 예를 들어 설명한다. 일반적으로 황산 또는 인산은 물과 혼합되는 경우 발열 현상이 발생되는데, 본 발명에서는 케미칼이 물과 혼합하지 않은 상태로 기판 표면으로 공급된다.

제1약액 노즐 부재(310)는 제1노즐(311), 노즐 암(313), 지지 로드(315), 노즐 구동기(317)를 포함한다. 제1노즐(311)은 제1공급부(320)를 통해 인산을 공급받는다.

제1노즐(311)은 인산을 기판 표면으로 토출한다. 노즐 암(313)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 제1노즐(311)이 장착된다. 노즐 암(313)은 제1노즐(311)을 지지한다. 노즐 암(313)의 후단에는 지지 로드(315)가 장착된다. 지지 로드(315)는 노즐 암(313)의 하부에 위치하며, 노즐 암(313)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(317)는 지지 로드(315)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(317)는 지지 로드(315)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(315)를 회전시킨다. 지지 로드(315)의 회전으로 노즐 암(313)과 제1노즐(311)이 지지 로드(315)를 축으로 스윙 이동한다. 제1노즐(311)은 처리 용기(210)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 제1노즐(311)은 기판(W)의 중심과 가장 자리영역 사이 구간을 스윙 이동하며 인산을 토출할 수 있다.

순수 노즐 부재(410)는 제2노즐(411), 노즐 암(413), 지지 로드(415), 노즐 구동기(417)를 포함한다. 제2노즐은 제2공급부(420)를 통해 순수를 공급받는다. 제2공급부(420)는 제2노즐(411)로 상온보다 높은 고온의 순수 또는 상온보다 낮은 저온의 순수를 선택적으로 공급할 수 있다. 또한, 제2공급부(420)는 순수의 온도를 원하는 온도로 조절하여 제2노즐(411)로 공급할 수 있다. 순수의 온도는 기판으로 공급되는 인산과의 발열 현상에 따른 온도 상승에 변화를 줄 수 있다. 일 예로, 제2노즐(411)이 높은 온도로 가열된 순수를 기판으로 토출한 경우 인산과의 발열 반응시 상온의 순수에 비해 온도 상승 효과가 높을 수 있다.

제2노즐(411)은 순수를 기판 표면으로 토출한다. 노즐 암(413)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 제2노즐(411)이 장착된다. 노즐 암(413)은 제2노즐(411)을 지지한다. 노즐 암(413)의 후단에는 지지 로드(415)가 장착된다. 지지 로드(415)는 노즐 암(413)의 하부에 위치하며, 노즐 암(413)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(417)는 지지 로드(415)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(417)는 지지 로드(415)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(415)를 회전시킨다. 지지 로드(415)의 회전으로 노즐 암(413)과 제2노즐(411)이 지지 로드(415)를 축으로 스윙 이동한다. 제2노즐(411)은 처리 용기(210)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 제2노즐(411)은 기판(W)의 중심과 가장 자리영역 사이 구간을 스윙 이동하며 순수를 토출할 수 있다. 여기서, 순수는 핫 순수 또는 쿨 순수일 수 있으며, 순수 공급 부재(400)는 핫 순수 또는 쿨 순수를 기판 표면으로 토출할 수 있다.

본 실시예에서는 제1노즐(311)과 제2노즐(411)이 스윙 이동되는 것으로 설명하였으나, 제1노즐(311)과 제2노즐(411)은 공지의 직선 구동 장치들을 통해 기판의 중심과 가장자리 영역 사이 구간을 스캔 이동할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 매엽식 기판 처리 유닛(1)은 인산이 저장되어 있는 탱크로부터 기판 표면에 이르는 약액의 유통경로와, 순수가 저장되어 있는 탱크로부터 기판 표면에 이르는 순수의 유통경로를 별도로 구성하였다. 이러한 구성에 의해, 인산과 순수는 기판 표면에서 혼합되고, 인산이 순수와 혼합되면서 발생되는 희석열(발열 반응)을 이용하여 기판 표면을 식각함으로써 온도 상승 효과를 극대화할 수 있다.

상술한 기판 처리 유닛에 의해 기판을 처리하는 처리예에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이하에서는, 실리콘 질화막(Si3N4막) 및 실리콘 산화막(SiO2막)이 형성되어 있는 기판(W)에, 혼합에 의해 발열하는 인산과 순수를 각각 독립된 유통경로를 통해 기판 표면으로 공급하여, 실리콘 질화막을 선택적으로 제거할 때의 처리예에 대하여 설명한다. 또한, 도 4는 제1노즐(311)과 제2노즐(411)로부터 토출되는 인산과 순수가 기판 표면에서 혼합되는 과정을 설명하기 위한 도면으로, 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조한다.

미(未)처리의 기판(W)은 도시하지 않는 반송 로봇에 의해 반송되어 디바이스 형성면인 표면이 위로 향하여 기판 지지 부재(200) 상에 재치된 상태에서 회전된다.

다음으로, 식각액으로서의, 인산 및 순수를 기판(W)에 공급하는 발열 반응 처리 단계(식각 처리)가 행해진다. 구체적으로, 인산은 제1약액 공급 부재(300)의 제1노즐(311)을 통해 기판(W)의 상면 중앙부를 향하여 토출된다. 그리고, 순수는 순수 노즐 부재(410)의 제2노즐(411)을 통해 기판 상면 중앙부를 향하여 토출된다. 제1노즐(311)과 제2노즐(411) 각각으로부터 토출된 인산과 순수는 기판의 상면 중앙부에 공급되어 기판 표면에서 혼합되면서 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 상면을 따라 바깥쪽으로 퍼진다. 기판 표면에서는 인산과 순수가 혼합으로 인한 발열 반응이 일어남에 따라 온도 상승 효과가 발생되고, 인산과 순수의 혼합액이 기판(W)의 상면 전체 영역에 공급되어, 기판(W)의 상면이 식각 된다.

도 5는 제2노즐의 스윙 이동을 통해 기판의 구역별 선택적 식각을 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 물은 제2노즐(411)의 스윙 이동을 통해 원하는 위치에서 기판 표면으로 토출될 수 있다. 일 예로, 기판 가장자리 영역의 식각률을 높이고자 하는 경우, 제2노즐(411)이 기판 가장자리 부근으로 스윙 이동된 후 기판 표면으로 물을 토출하면, 기판 가장자리 부근에서 인산이 물과 희석되면서 발열 반응이 일어나게 되고, 그로 인해 기판 표면에 온도 상승을 통해 선택적 식각이 가능할 수 있다. 또 다른 예로, 제2노즐(411)은 기판 중앙에서 가장자리로 이동하면서 물을 토출하거나 또는 특정 위치에서 일정시간 정지된 상태에서 물을 토출할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1노즐과 제2노즐이 단일 지지 암에 설치된 모습을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1노즐(311)과 제2노즐(411)은 단일 지지 암(313)에 나란하게 배치되어 함께 움직이면서 기판 표면으로 인산과 순수를 토출할 수 있다. 이때, 순수의 공급은 인산과 동일하게 지속적이거나 또는 상이할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 처리 유닛 100: 처리 용기
200 : 기판 지지부재 300 : 제1약액 공급부재
400 : 순수 공급 부재 500 : 공정 배기부

Claims (2)

1. 기판 처리 방법에 있어서:
   기판 지지부재에 지지되어 있는 기판을 회전시키는 단계; 및
   혼합에 의해 발열하는 케미칼과 순수를 독립된 경로를 통해 상기 기판 표면으로 토출시켜 기판 표면에서 상기 케미칼과 상기 순수의 혼합에 의한 발열 반응으로 기판 표면을 식각하는 발열 반응 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 발열 반응 처리 단계는
   상기 케미칼과 상기 순수의 토출 위치 변경을 통해 상기 기판 표면의 선택적 식각이 가능한 기판 처리 방법.
   

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