KR20150064495A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치에 있어서, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고 기판을 지지하는 스핀 헤드, 상기 스핀 헤드의 하부에 제공되고 상기 기판의 베벨부로 세정액을 분사하는 복수 개의 노즐들을 갖는 세정 유닛을 포함하되, 상기 복수 개의 노즐들은 상기 스핀 헤드의 중심으로부터의 거리가 상이하게 제공할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는 포토리소그라피 도포, 노광, 현상 공정이 수반된다. 종래 포토리소그라피 공정은 도포, 확산, 에지 비드 제거 단계가 순차적으로 제공된다. 먼저, 잔류 수분이 제거된 기판 상에 PR을 도포한 후, 기판을 고속회전시켜 PR이 코팅되도록 하는 스핀코팅(spin coating)방법을 통해, 기판 상에 PR을 균일한 두께로 코팅한다. PR은 유동성을 갖는 유체이므로 기판의 고속회전함에 따라 기판의 주변부로 밀리게 되면서, 균일한 두께로 코팅된다. 이 과정에서, 기판의 회전 운동에 의해 솔벤트 성분이 휘발된다.
이 후, 세정 공정시에는 기판의 형상에 따라, 세정 유닛의 위치에 따라 베벨부가 균일하게 세정되기 힘들다. PR이 깨끗하게 제거되지 않으면, 반송로봇에 의한 그립 등에 의해 기판 가장자리의 PR이 파티클로 작용될 수 있다. 따라서, 기판의 형상에 상관없이 필요한만큼의 가장자리 영역의 PR을 제거해야한다.
본 발명은 세정 위치를 조절할 수 있는 세정 유닛을 제공하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 형상에 상관없이 베벨부를 세정할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고 기판을 지지하는 스핀 헤드, 상기 스핀 헤드의 하부에 제공되고 상기 기판의 베벨부로 세정액을 분사하는 복수 개의 노즐들을 갖는 세정 유닛을 포함하되, 상기 복수 개의 노즐들은 상기 스핀 헤드의 중심으로부터의 거리가 상이하게 제공할 수 있다.상기 제어기는 상기 제 1 노즐, 상기 제 2 노즐, 상기 제 3 노즐, 그리고 상기 제 4 노즐 중, 상기 기판으로 토출된 상기 액이 상기 롤 브러쉬의 회전 및 상기 기판의 회전 각각에 의해 상기 롤 브러쉬로부터 멀어지는 방향으로 제공되는 사분면으로 상기 액을 토출하는 노즐은 다른 노즐들에 비해 상기 액 토출량이 많도록 제어할 수 있다.
상기 복수 개의 노즐들은 상기 스핀 헤드의 반경 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 노즐들은 상기 스핀 헤드의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 노즐들은 상기 기판에 대해 서로 상이한 분사각으로 상기 세정액을 분사하도록 제공될 수 있다.
상기 분사각 중 어느 하나는 약 0°에서 약 50°사이일 수 있다.
상기 분사각 중 어느 하나는 약 50°에서 약 75°사이일 수 있다.
상기 분사각 중 어느 하나는 약 75°에서 약 90°사이일 수 있다.
상기 복수 개의 노즐들은 45°의 분사각을 갖는 제 1 노즐, 60°의 분사각을 갖는 제 2 노즐, 그리고 90°의 분사각을 갖는 제 3 노즐을 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 기판 상으로 포토 레지스트를 도포하는 도포 유닛을 더 포함하고, 상기 세정 유닛은 상기 기판의 상기 베벨부의 상기 포토 레지스트를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 기판을 처리하는 장치에 있어서, 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고 기판을 지지하는 스핀 헤드, 상기 스핀 헤드의 하부에 제공되고 상기 기판의 베벨부로 세정액을 분사하는 노즐을 갖는 세정 유닛을 포함하되, 상기 세정 유닛은 상기 노즐의 위치를 변경시키는 노즐 구동 수단을 가질 수 있다.
상기 노즐 구동 수단은 상기 노즐이 상기 스핀 헤드의 중심으로부터의 거리가 변경시킬 수 있다.
상기 노즐 구동 수단은 상기 노즐의 분사각이 변경되도록 상기 노즐의 위치를 변경시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 세정 위치를 조절할 수 있는 세정 유닛을 제공하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 형상에 상관없이 베벨부를 세정할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 복수 개의 노즐들의 위치를 보여주는 배면도이다.
도 6은 복수 개의 노즐들이 상이한 분사각을 갖는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 8은 노즐 구동 수단이 노즐을 이동시키는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9내지 도 10은 에지 비드 제거 영역에 따른 노즐의 위치를 보여주는 도면이다.
도 11 내지 도 13는 기판 베벨부의 형상에 따른 노즐의 분사 위치를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시예에서 기판(S)은 반도체 칩 제조에 사용되는 웨이퍼(W)를 예로 들어 설명한다. 그러나 이와 달리, 대체로 원판 형상으로 제공된 다양한 종류의 기판일 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판을 세정하는 기판 처리 장치의 일 예를 설명한다.
도 1은 기판 처리 장치의 일 실시예에 관한 단면도이다. 도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 기판 처리 장치(300)는 하우징(305), 기판 지지 유닛(310), 용기(320), 승강 유닛(330), 세정 유닛(340), 그리고 도포 유닛(350)을 포함한다.
기판 지지 유닛(310)는 세정 공정시 기판(w)을 지지한다. 기판 지지 유닛(310)는 스핀 헤드(311), 스핀들(spindle)(312) 그리고 회전 부재(313)를 갖는다.
스핀 헤드(311)는 하우징(305) 내에 배치된다. 스핀 헤드(311)는 기판(W)을 지지한다. 스핀 헤드(311)는 기판(W)을 흡착시킬 수 있다. 기판(W)의 반경은 스핀 헤드(311)의 반경보다 클 수 있다. 따라서, 도 1과 같이, 기판(W)의 측부는 스핀 헤드(311)의 외부에 위치된다. 스핀 헤드(311)는 용기(320)의 안쪽 공간에 배치된다.
스핀들(312)은 스핀 헤드(311)의 하부 중앙에 결합된다. 스핀들(312)은 그 내부가 비어 있는 중공 축(hollow shaft) 형태이다. 스핀들(312)은 회전 부재(313)의 회전력을 스핀 헤드(311)에 전달한다. 상세하게 도시하지는 않았지만, 회전 부재(313)는 회전력을 발생하는 모터와 같은 구동부와, 구동부로부터 발생된 회전력을 스핀들로 전달하는 벨트, 체인과 같은 동력 전달부 등의 통상적인 구성으로 이루어질 수 있다.
용기(320)는 스핀 헤드(311) 주변을 감싸고, 상부가 개방된 형상을 가진다. 용기(320)는 공정에 사용된 약액들을 분리하여 회수할 수 있는 구조를 가진다. 이는 약액들의 재사용이 가능하게 한다. 용기(320)는 복수의 회수통들(3210, 3230)을 가진다. 각각의 회수통(3210, 3230)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 종류의 처리액을 회수한다. 본 실시 예에서 용기(320)는 2개의 회수통들(3210, 3230)을 가진다. 각각의 회수통들을 내부 회수통(3210), 그리고 외부 회수통(3230)이라 칭한다. 이와 달리, 회수통은 2개가 아닌 복수 개로 제공될 수 있다. 선택적으로, 회수통은 단일의 회수통으로 제공될 수 있다.
내부 회수통(321)은 스핀 헤드(311)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외부 회수통(323)은 내부 회수통(321)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 각각의 회수통(321, 323)은 용기(320) 내에서 용기 내 공간(32)과 통하는 유입구(321a, 323a)를 가진다. 각각의 유입구(321a, 323a)는 스핀 헤드(311)의 둘레에 링 형상으로 제공된다. 기판(w)으로 분사되어 공정에 사용된 약액들은 기판(w)의 회전으로 인한 원심력에 의해 유입구(321a, 323a)를 통해 회수통(321, 323)으로 유입된다. 내부 회수통(321), 그리고 외부 회수통(323)의 유입구(321a, 323a)들은 서로 간에 높이가 상이하도록 제공된다.
내부 회수통(321), 그리고 외부 회수통(323) 각각에는 액을 배출하는 배출관(321b, 323b)과 흄을 포함하는 기체를 배기하는 배기관(329)이 결합된다.
승강 유닛(330)은 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(311)에 대한 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(330)은 브라켓(331), 이동 축(332), 그리고 구동기(333)를 가진다. 브라켓(331)은 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(331)에는 구동기(333)에 의해 상하방향으로 이동되는 이동 축(332)이 고정결합된다. 기판(w)이 스핀 헤드(311)에 놓이거나, 스핀 헤드(311)로부터 들어올릴 때 스핀 헤드(311)가 용기(320)의 상부로 돌출되도록 용기(320)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(321, 323)으로 유입될 수 있도록 용기(320)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 유닛(330)은 스핀 헤드(311)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 세정 유닛(340)은 스핀 헤드(311)의 하부에 제공된다. 세정 유닛(340)은 노즐(340)과 노즐 구동 수단(345)을 가진다. 노즐(340)은 기판(W)의 베벨부로 세정액을 분사한다. 일 예로, 도포 유닛(350)이 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 도포한 후, 노즐(340)이 기판(W)의 베벨부를 제거할 수 있다. 노즐(340)은 복수 개로 제공될 수 있다. 선택적으로, 노즐(340)은 단일의 노즐(340)로 제공될 수 있다. 도 1과 같이, 노즐(340)은 스핀 헤드(311)의 하부에 제공된다. 이와 달리, 도 2를 참조하면, 노즐(340)은 내부 회수통(321)에 결합되어 제공될 수 있다. 이 때, 내부 회수통(321)에 노즐 홀더(345)가 제공될 수 있다. 노즐 홀더(345)는 각도 조절이 가능할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 노즐(340)이 복수 개 제공될 때, 노즐들(340)의 위치를 보여주는 배면도이다. 도 6은 노즐(340)이 복수 개 제공될 때, 노즐들(340)의 분사각이 상이하게 제공되는 것을 보여주는 도면이다. 노즐(340)은 복수 개 제공될 수 있다. 도 3 내지 도 5에서는, 노즐(340)은 스핀 헤드(311)의 지름을 따라 양 가장자리 측면에 각각 2개씩 제공된다. 선택적으로, 노즐(340)은 양 측면에 3개 이상의 복수 개씩 제공될 수 있다. 복수 개의 노즐(340a, 340b)들은 스핀 헤드(311)의 중심으로부터 거리가 상이하게 제공될 수 있다. 도 3과 같이, 복수 개의 노즐(340a, 340b)들은 스핀 헤드(311)의 반경 방향을 따라 배치될 수 있다. 이와 달리, 도 4와 같이, 복수 개의 노즐(340a, 340b)들은 스핀 헤드(311)의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로, 도 5와 같이, 복수 개의 노즐(340a, 340b)들은 스핀 헤드(311)의 둘레 방향을 따라, 스핀 헤드(311)의 중심으로부터 거리가 상이하게 제공될 수 있다. 또한 복수 개의 노즐(340)이 제공되는 경우, 각각의 노즐(340)의 분사각 중 일부는 상이할 수 있다. 선택적으로, 복수 개의 노즐(340)의 각각의 분사각이 서로 상이할 수 있다. 일 예로, 도 6을 참조하면, 기판(W)의 일측면에는 노즐(340)이 3 개 제공된다. 이 때, 제 1 노즐(340a)은 약 0°~약 50°로 분사하고, 제 2 노즐(340b)은 약 50°~약 75°로 분사하고, 제 3 노즐(340c)은 약 75°~약 90°로 분사할 수 있다. 도 6을 참조하면, 제 1 노즐(340a)은 약 45°로 분사하고, 제 2 노즐(340b)은 약 60°로 분사하고, 제 3 노즐(340c)은 약 90°로 분사할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 노즐 구동 수단(345)이 노즐(340)을 이동시키는 모습을 보여준다. 노즐 구동 수단(345)은 노즐(340)의 위치를 변경시킨다. 일 예로, 노즐 구동 수단(345)은 노즐 홀더(345)일 수 있다. 도 6과 같이, 노즐 구동 수단(345)은 노즐(340)을 스핀 헤드(311)의 중심으로부터의 거리를 변경시킬 수 있다. 도 7과 같이, 노즐 구동 수단(345)은 노즐(340)을 기판(W)에 대해 서로 상이한 분사각 θ로 세정액을 분사하도록 변경시킬 수 있다.
도 9 내지 도 10은 에지 비드(edge bead) 제거폭에 따른 노즐(340)의 위치를 보여준다. 노즐 구동 수단(345)은 노즐(340)을 에지 비드 제거 영역에 따라 위치시킬 수 있다. 도 9와 도 10을 참조하면, 노즐 구동 수단(345)은 기판(W) 가장자리부의 에지 비드 영역을 제거할 때, 제거 영역에 따라 노즐(340)을 상이하게 위치시킬 수 있다. 일 예로, 제 1 영역(W1)만큼 에지 비드를 제거할 때는 노즐(340)을 제 1 위치에 위치시킨다. 제 2 영역(W2)만큼 에지 비드를 제거할 때는 노즐(340)을 제 2 위치에 위치시킨다. 제 1 위치는 기판(W)의 측면부로부터 제 1 거리(D1)만큼 떨어진 위치이다. 제 2 위치는 기판(W)의 측면부로부터 제 2 거리(D2)만큼 떨어진 위치이다. 이 때, 제 1 거리(D1)는 제 2 거리(D2)보다 짧다. 또한, 노즐 구동 수단(345)은 에지 비드 제거폭에 따라, 노즐(340)의 분사각을 제어할 수 있다.
도 11 내지 도 13는 기판(W)의 베벨부의 형상에 따른 노즐(340)의 분사각을 보여준다. 노즐 구동 수단(345)은 노즐(340)을 기판(W) 베벨부의 형상에 따라 노즐(340)의 분사 위치를 변경시킬 수 있다. 기판(W)의 베벨부는 테이퍼 형상으로 제공될 수 있다. 기판(W)에 따라, 각각의 테이퍼의 경사도는 상이하게 제공될 수 있다. 도 11 내지 도 13을 참조하면, 테이퍼의 경사각이 더 크게 제공될 수록, 노즐(340)의 분사각은 작아진다. 반면에, 테이퍼의 경사각이 더 작게 제공될수록, 노즐(340)의 분사각은 커지게 된다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 테이퍼가 경사각이 더 크게 제공될수록, 노즐(340)은 스핀 헤드(311)의 중심에 더 가깝게 위치될 수 있다. 이에 따라, 노즐(340)은 다양한 형상의 베벨부를 갖는 기판들(W)에 대해서 세정이 가능하다.
도포 유닛(350)은 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 도포할 수 있다.
이상에서는 노즐(340)이 세정 공정을 수행하는 노즐인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 다른 공정을 수행하는 모듈일 수 있다. 또한, 노즐(340)이 스핀 헤드(311)의 하부에 제공되는 것으로 것으로 설명하였으나, 선택적으로, 노즐(340)은 스핀 헤드(311)에 대해 다른 위치에 제공될 수 있다. 또한, 노즐 구동 수단(345)은 노즐(340) 자체의 높이도 이동시킬 수 있다. 또한, 기판(W)에 대해 스팀 부재 또는 노즐 부재 등이 더 제공될 수 있다. 또한, 노즐(340)이 복수 개 제공되는 경우, 각각의 노즐(340)의 토출구의 크기 또는 분사량이 상이하게 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 수정, 치환 및 변형이 가능하므로 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 설명된 실시예들은 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
300 : 기판 처리 장치 311 : 스핀 헤드
320 : 용기 340 : 세정 유닛
340a, 340b, 340c : 노즐 345 : 노즐 구동 수단

Claims (2)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고 기판을 지지하는 스핀 헤드;
    상기 스핀 헤드의 하부에 제공되고 상기 기판의 베벨부로 세정액을 분사하는 복수 개의 노즐들을 갖는 세정 유닛;을 포함하되,
    상기 복수 개의 노즐들은 상기 스핀 헤드의 중심으로부터의 거리가 상이하게 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 노즐들은 상기 스핀 헤드의 반경 방향을 따라 배치되는 기판 처리 장치.
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