KR20170003040A - 기판 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 액 처리하는 방법으로는, 회전하는 기판 상에 처리액의 공급 위치를 상기 기판의 중앙 영역에서 상기 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 또는 상기 기판의 가장자리 영역에서 상기 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 복수 회 이동시키면서 상기 기판을 처리하되, 상기 복수 회 이동 중 일부는 이동 거리가 서로 상이하다. 이로 인해 처리액은 기판의 중앙 영역보다 가장자리 영역에 더 다량으로 공급되어 기판의 각 영역을 균일하게 세정 처리할 수 있다.

Description

기판 처리 방법 및 장치{Method and Apparatus for treating a substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 세정 공정은 기판 상에 잔류된 파티클을 제거하는 공정으로, 각각의 공정 전후 단계에서 진행된다.
일반적으로 기판의 세정 공정은 기판 상에 처리액을 공급하여 파티클 또는 이물을 제거한다. 기판을 세정 처리하는 과정으로는, 기판을 회전시킨 후 기판의 중심 영역으로 처리액을 공급한다. 처리액은 기판의 원심력에 의해 기판의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 확산되어 기판의 전체 영역을 세정 처리한다.
그러나 기판의 중심 영역에 공급되는 처리액의 유량과 가장자리 영역에 공급되는 처리액의 유량 간에는 차이가 발생된다. 이에 따라 기판의 중심 영역과 가장자리 영역 간에는 세정력의 차이가 발생된다.
이를 해결하고자 노즐(2)은 도 1 및 도 2와 같이, 처리액의 공급 위치를 기판의 중심 영역에서 가장자리 영역으로 왕복 이동하며 그 처리액을 공급한다. 그러나 기판(W)의 중심 영역의 회전 속도 및 가장자리 영역의 회전 속도 간에는 차이가 발생된다. 이에 따라 처리액에 의한 기판의 중심 영역과 가장자리 영역 간에 단위 면적당 처리량은 차이가 발생된다.
한국 공개 특허 번호 2014-0017753
본 발명은 기판의 영역 별 세정력을 균일하게 제공하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 처리액에 의한 기판의 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 액 처리하는 방법으로는, 회전하는 기판 상에 처리액의 공급 위치를 상기 기판의 중앙 영역에서 상기 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 또는 상기 기판의 가장자리 영역에서 상기 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 복수 회 이동시키면서 상기 기판을 처리하되, 상기 복수 회 이동 중 일부는 이동 거리가 서로 상이하다.
상기 이동의 횟수가 증가함에 따라 상기 이동 거리는 짧아질 수 있다. 각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단은 기판의 가장자리 영역일 수 있다. 각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단들은 모두 동일한 위치일 수 있다.
또한 상기 처리액을 토출하는 노즐과 기판 간의 간격은 상기 공급 위치에 따라 상이할 수 있다. 상기 간격은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 짧아질 수 있다. 상기 간격은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 길어질 수 있다.
또한 상기 처리액의 토출량은 상기 공급 위치에 따라 상이할 수 있다. 상기 처리액의 토출량은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 많아질 수 있다. 상기 처리액의 토출량은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 적어질 수 있다.
또한 상기 기판의 회전 속도는 상기 공급 위치에 따라 상이할 수 있다. 상기 회전 속도는 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 가속될 수 있다. 상기 회전 속도는 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 감속할 수 있다.
상기 공급 위치는 상기 외측 방향 및 상기 내측 방향으로 번갈아 이동될 수 있다.
또한 기판을 액 처리하는 방법으로는, 회전하는 상기 기판 상에 처리액을 상기 기판의 중앙 영역에서 상기 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 및 상기 기판의 가장자리 영역에서 상기 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 번갈아 이동하며 공급하되, 상기 처리액이 공급되는 중에 상기 기판을 처리하는 공정 조건은 가변되고, 상기 공정 조건은 상기 처리액의 공급 위치에 따라 상기 처리액을 공급하는 노즐 및 상기 기판 간의 간격, 상기 처리액의 토출량, 상기 기판의 회전 속도, 그리고 상기 노즐의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 이동되는 외측 이동 거리 및 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 이동되는 내측 이동 거리는 횟수가 증가함에 따라 점차 짧아질 수 있다. 상기 외측 이동 거리 및 상기 내측 이동 거리 각각은 상기 기판의 가장자리 영역을 포함할 수 있다. 상기 노즐 및 상기 기판 간의 간격이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 짧아질 수 있다. 상기 노즐 및 상기 기판 간의 간격이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 길어질 수 있다. 상기 처리액의 토출량이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 많아질 수 있다. 상기 처리액의 토출량이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 적어질 수 있다. 상기 기판의 회전 속도가 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 가속될 수 있다. 상기 기판의 회전 속도가 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 감속할 수 있다.
기판 처리 장치는 기판을 지지하는 지지판, 상기 지지판을 회전시키는 회전 구동 부재, 상기 지지판에 지지된 기판으로 처리액을 공급하는 노즐 및 상기 노즐을 이동시키는 이동 부재을 가지는 액 공급 유닛, 그리고 상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 기판 상에 처리액의 공급 위치를 기판의 중앙 영역에서 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 또는 기판의 가장자리 영역에서 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 복수 회 이동시키고, 상기 복수 회 이동 중 일부는 서로 상이한 이동 거리를 가지도록 상기 이동 부재를 제어한다.
상기 제어기는 각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단은 기판의 가장자리 영역을 포함하도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단들은 모두 동일한 위치이며, 상기 이동의 횟수가 증가함에 따라 상기 이동 거리는 짧아지도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 상기 노즐과 기판 간의 간격이 짧아지도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 상기 노즐과 기판 간의 간격이 길어지도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 기판의 회전 속도가 가속되도록 상기 회전 구동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 상기 회전 속도가 감속되도록 상기 회전 구동 부재를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리액은 기판의 중앙 영역보다 가장자리 영역에 더 많이 공급된다. 이로 인해 기판의 각 영역을 균일하게 세정 처리할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 노즐의 토출 높이는 기판의 영역 별로 상이하게 제공된다. 이로 인해 기판의 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 처리액의 토출 유량을 기판의 영역 별로 상이하게 제공한다. 이로 인해 기판의 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 회전 속도는 처리액의 공급 위치에 따라 상이하게 제공한다. 이로 인해 기판의 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 노즐의 이동 속도는 처리액의 공급 위치에 따라 상이하게 제공한다. 이로 인해 기판의 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
도 1은 일반적으로 노즐이 처리액을 공급하는 과정을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 처리액의 토출 높이를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 기판 처리 장치에서 기판을 처리하는 과정을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 이동 거리를 보여주는 그래프이다.
도 7은 도 5의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 처리액의 토출 높이의 제2실시예의 그래프이다.
도 8은 도 5의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 토출량을 보여주는 제3실시예의 그래프이다.
도 9는 도 5의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 기판의 회전 속도를 보여주는 제4실시예의 그래프이다.
도 10은 도 5의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 노즐의 이동 속도를 보여주는 제5실시예의 그래프이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시예에는 처리액을 이용하여 기판을 세정 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 세정 공정에 한정되지 않고, 식각 공정, 애싱 공정 및 현상 공정 등과 같이, 회전되는 기판을 액 처리하는 공정이라면 다양하게 적용 가능하다.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정 챔버들(260)이 제공된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암들(244c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치들(300)은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 액 공급 유닛(370), 그리고 제어기(400)를 포함한다.
처리 용기(320)는 내부에 처리 공간을 가지며, 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)은 내부회수통(322), 중간 회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 기판 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(324)은 내부 회수통(322)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되며, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측 공간(322a)은 처리액이 유입되는 제1유입구(322a)로서 기능한다. 중간 회수통(324)과 내부 회수통(322)의 사이 공간(324a)은 중간 회수통(324)으로 처리액이 유입되는 제2유입구(324a)로서 기능한다. 중간 회수통(324)과 외부 회수통(326)의 사이 공간(326a)은 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 제3유입구(326a)로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(322a,324a,326a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,324,326)의 저면 아래에는 회수 라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각 회수 라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)에 유입된 액을 분리 회수한다.
기판 지지 유닛(340)은 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(340)은 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재(348,349)를 포함한다. 몸체(342)는 원형으로 제공되는 상부면 및 하부면을 가진다. 몸체(342)의 하부면은 그 상부면에 비해 작은 직경을 가진다. 몸체(342)의 상부면 및 하부면은 그 중심축이 서로 일치하도록 위치된다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
회전 구동 부재(348,349)는 몸체(342)를 회전시킨다. 회전 구동 부재(348,349)는 지지축(348) 및 구동부(349)를 포함한다. 지지축(348)은 제3방향(16)을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(348)은 몸체(342)의 하부면에 고정 결합된다. 구동부(349)는 지지축(348)을 회전시킨다. 지지축(348)이 구동부(349)에 의해 회전됨에 따라 몸체(342)는 지지축(348)과 함께 회전된다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)과 기판 지지 유닛(340) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 기판 지지 유닛(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 처리 용기(320)는 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 로딩되거나, 언로딩될 때 기판 지지 유닛(340)이 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 처리 용기(320)는 그 높이가 고정되고, 기판 지지 유닛(340)의 몸체(342)가 상하 방향으로 이동될 수 있다.
액 공급 유닛(370)은 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(370)은 이동 부재(375), 높이 조절 부재(379), 그리고 노즐(374)을 포함한다. 이동 부재(375)는 노즐(374)을 공정 위치 및 대기 위치 간에 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐(374)이 기판(W) 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(374)이 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 또한 이동 부재(375)는 처리액의 공급 위치가 상이하도록 공정 위치에서 노즐(374)을 이동시킨다. 일 예에 의하면, 이동 부재(375)는 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에서 가장자리 영역을 향하는 외측 방향으로 이동되도록 노즐(374)을 이동시킬 수 있다. 또한 이동 부재(375)는 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 가장자리 영역에서 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 이동되도록 노즐(374)을 이동시킬 수 있다.
이동 부재(375)는 회전축(376), 지지 아암(372), 그리고 구동기(378)를 포함한다. 회전축(376)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 회전축(376)은 그 길이방향이 제3방향(16)을 향하는 로드 형상을 가진다. 회전축(376)은 구동기(378)에 의해 회전 가능하다. 회전축(376)은 구동기(378)로부터 제공되는 구동력에 의해 그 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 아암(372)은 노즐(374)과 회전축(376)을 연결한다. 회전축(376)이 회전됨에 따라 지지 아암(372) 및 노즐(374)은 회전축(376)의 중심축을 중심으로 회전되어 스윙 이동이 가능하다.
지지 아암(372)은 그 길이 방향이 제3방향(16)과 수직한 수평 방향을 향하는 로드 형상으로 제공된다. 지지 아암(372)의 일단은 회전축(376)의 상단에 고정 결합된다. 지지 아암(372)은 타단이 회전축(376)과 결합된 일단을 중심으로 회전 가능하다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 지지 아암(372)의 타단이 이동되는 경로는 기판(W)의 중앙 영역을 지나도록 제공될 수 있다. 지지 아암(372)의 타단에는 노즐(374)이 결합된다. 따라서 노즐(374)은 회전축(376) 및 지지 아암(372)이 회전됨에 따라 공정 위치와 대기 위치로 이동 가능하다. 선택적으로 이동 부재(375)는 지지 아암(372)을 제1방향(12) 또는 제2방향(14)으로 직선 이동시키는 가이드 레일을 더 포함할 수 있다.
높이 조절 부재(379)는 노즐(374)의 높이를 다양하게 조절한다. 높이 조절 부재(379)는 회전축(376)을 상하 방향으로 이동시켜 노즐(374)의 높이를 조절한다. 높이 조절 부재(379)는 회전축을 감싸며, 회전축의 하단을 지지한다. 예컨대, 높이 조절 부재(379)는 모터일 수 있다.
노즐(374)은 처리액을 토출한다. 노즐(374)은 하단에 토출구가 형성되며, 토출구는 아래 방향을 향하도록 제공된다. 예컨대, 토출구는 제3방향(16)과 평행한 방향을 향하도록 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 처리액은 다양한 종류의 액일 수 있다. 처리액은 케미칼 및 린스액일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF), 불화 암모늄(NH4F)을 포함하는 액일 수 있다. 린스액은 순수일 수 있다. 액 공급 유닛(370)은 기판(W) 상에 공급되는 액의 종류에 따라 일대일 대응되도록 복수 개로 제공될 수 있다. 선택적으로 단일의 액 공급 유닛(370)이 다양한 종류의 액을 공급할 수 있다.
제어기(400)는 액 공급 유닛(370) 및 기판(W) 지지 유닛을 제어한다. 제어기(400)는 기판(W)을 액 처리 시 기판(W)이 회전되도록 회전 구동 부재(348,349)를 제어한다. 또한 제어기(400)는 기판(W) 상에 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에서 기판(W)의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 및 기판(W)의 가장자리 영역에서 기판(W)의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 복수 회 이동되도록 이동 부재(375)를 제어한다. 제어기(400)는 외측 방향 또는 내측 방향으로 복수 회 이동 중 일부가 상이하도록 이동 부재(375)를 제어한다. 일 예에 의하면, 제어기(400)는 처리액의 공급 위치가 내측 방향을 향하는 내측 이동 및 외측 방향을 향하는 외측 이동이 번갈아 수행되도록 이동 부재(375)를 제어할 수 있다. 제어기(400)는 내측 이동의 횟수 및 외측 이동의 횟수가 증가함에 따라 외측 방향을 향하는 외측 이동의 거리 및 내측 방향을 향하는 내측 이동의 거리가 점차 짧아지도록 이동 부재(375)를 제어할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 방법을 설명한다. 도 5는 도 3의 기판 처리 장치에서 기판을 처리하는 과정을 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 기판에 대한 처리액의 공급 위치 및 이동 거리를 보여주는 그래프이다. 도 5 및 도 6을 참조하면. 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 로딩되고, 지지축(348)의 회전에 의해 일정한 속도로 회전시킨다. 노즐(374)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 일치하도록 이동된다. 노즐(374)은 처리액을 토출하고, 외측 방향으로 이동된다. 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 가장자리 영역에 도달하면, 외측 방향과 반대 방향인 내측 방향으로 이동된다. 이 같이 외측 이동 및 내측 이동을 번갈아 복수 회 수행한다. 노즐(374)은 각 이동의 횟수가 증가함에 따라 각 이동의 거리가 점차 짧아지도록 이동된다. 노즐(374)은 각 이동에서 공급 위치의 일단이 기판(W)의 가장자리 영역이고, 각 이동에서 공급 위치의 일단들은 모두 동일한 위치를 가지도록 이동한다. 따라서 처리액의 공급 위치는 각 이동의 횟수가 증가함에 따라 기판(W)의 중앙 영역과 멀어진다. 이는 기판(W)의 가장자리 영역이 중앙 영역에 비해 큰 면적을 가지므로, 기판(W)의 가장자리 영역에는 중앙 영역에 비해 다량의 처리액을 공급하여 각 영역에 따른 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 방법에 대한 제2실시예를 설명한다. 제2실시예에 의하면, 노즐(374)의 높이(h)는 처리액의 공급 위치에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 즉, 노즐(374)과 기판(W) 간의 간격은 처리액의 공급 위치에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 제어기(400)는 노즐(374)의 높이(h)가 조절되도록 높이 조절 부재(379)를 제어할 수 있다. 도 7을 참조하면, 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 로딩되고, 지지축(348)의 회전에 의해 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 노즐(374)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 일치하도록 이동될 수 있다. 노즐(374)은 처리액을 토출하고, 외측 이동 및 내측 이동을 번갈아 수행할 수 있다. 노즐(374)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 가장자리 영역에 가까워질수록 높이가 낮아질 수 있다. 즉, 노즐(374)과 기판(W) 간의 간격은 내측 방향으로 갈수록 커지고, 외측 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 이에 따라 기판(W)의 가장자리 영역에는 중앙 영역에 비해 강한 처리력이 제공되어 각 영역에 따른 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
다음은 기판 처리 방법에 대한 제3실시예를 설명한다. 제3실시예에 의하면, 처리액의 토출량(f)은 그 공급 위치에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 제어기(400)는 노즐(374)에 연결된 액 공급 라인(미도시)에 설치된 밸브(미도시)를 제어하여 처리액의 토출량(f)을 제어할 수 있다. 도 8을 참조하면, 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 로딩되고, 지지축(348)의 회전에 의해 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 노즐(374)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 일치하도록 이동될 수 있다. 노즐(374)은 처리액을 토출하고, 외측 이동 및 내측 이동을 번갈아 수행할 수 있다. 처리액의 토출량(f)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 가장자리 영역에 가까워질수록 많아질 수 있다. 이와 반대로 처리액의 토출량(f)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 가까워질수록 적어질 수 있다. 이에 따라 기판(W)의 가장자리 영역에는 중앙 영역에 비해 다량의 처리액 및 강한 처리력이 제공되어 각 영역에 따른 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
다음은 기판 처리 방법에 대한 제4실시예를 설명한다. 제4실시예에 의하면, 기판(W)의 회전 속도(Va)는 그 공급 위치에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 제어기(400)는 기판(W)의 회전 속도(Va)가 조절되도록 회전 구동 부재(348,349)를 제어할 수 있다. 도 9를 참조하면, 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 로딩되고, 지지축(348)의 회전에 의해 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 노즐(374)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 일치하도록 이동될 수 있다. 노즐(374)은 처리액을 토출하고, 외측 이동 및 내측 이동을 번갈아 수행할 수 있다. 기판(W)의 회전 속도(Va)는 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 가장자리 영역에 가까워질수록 가속될 수 있다. 이와 반대로 기판(W)의 회전 속도(Va)는 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 가까워질수록 감속될 수 있다. 이에 따라 기판(W)의 가장자리 영역에는 중앙 영역에 비해 처리액의 접촉 면적을 증대시켜 각 영역에 따른 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
다음은 기판 처리 방법에 대한 제5실시예를 설명한다. 제5실시예에 의하면, 노즐(374)의 이동 속도(Vb)는 그 공급 위치에 따라 상이하게 제공될 수 있다. 제어기(400)는 노즐(374)의 이동 속도(Vb)가 조절되도록 이동 부재(375)를 제어할 수 있다. 도 10을 참조하면, 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 로딩되고, 지지축(348)의 회전에 의해 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 노즐(374)은 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 일치하도록 이동될 수 있다. 노즐(374)은 처리액을 토출하고, 외측 이동 및 내측 이동을 번갈아 수행할 수 있다. 노즐(374)의 이동 속도(Vb)는 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 가장자리 영역에 가까워질수록 느려질 수 있다. 이와 반대로 노즐(374)의 이동 속도(Vb)는 처리액의 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역에 가까워질수록 빨라질 수 있다. 이에 따라 기판(W)의 가장자리 영역에는 중앙 영역에 비해 다량의 처리액이 공급되어 각 영역에 따른 단위 면적당 처리량을 균일하게 제공할 수 있다.
본 실시예는 복수 개의 실시예들로 한정되지 않으며, 각 실시예가 서로 결합되어 복합적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 노즐(374)의 이동 횟수에 따라 그 외측 이동 거리 및 내측 이동 거리가 점차 짧아면서 노즐(374)의 높이(h), 처리액의 토출량(f), 기판(W)의 회전 속도(Va), 그리고 노즐(374)의 이동 속도(Vb) 중 일부가 가변될 수 있다.
또한 처리액의 공급 위치에 따라 노즐(374)의 이동 거리, 노즐(374)의 높이(h), 처리액의 토출량(f), 기판(W)의 회전 속도(Va), 그리고 노즐(374)의 이동 속도(Vb) 중 2 이상이 동시에 가변될 수 있다.
340: 기판 지지 유닛 348,349: 회전 구동 부재
374: 노즐 375: 이동 부재
379: 높이 조절 부재 400: 제어기

Claims (30)

  1. 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 기판 상에 처리액의 공급 위치를 상기 기판의 중앙 영역에서 상기 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 또는 상기 기판의 가장자리 영역에서 상기 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 복수 회 이동시키면서 상기 기판을 처리하되,
    상기 복수 회 이동 중 일부는 이동 거리가 서로 상이한 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동의 횟수가 증가함에 따라 상기 이동 거리는 짧아지는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단은 기판의 가장자리 영역인 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단들은 모두 동일한 위치인 기판 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액을 토출하는 노즐과 기판 간의 간격은 상기 공급 위치에 따라 상이한 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 간격은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 짧아지는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 간격은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 길어지는 기판 처리 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액의 토출량은 상기 공급 위치에 따라 상이한 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 처리액의 토출량은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 많아지는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리액의 토출량은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 적어지는 기판 처리 방법.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 회전 속도는 상기 공급 위치에 따라 상이한 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전 속도는 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 가속되는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회전 속도는 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 감속하는 기판 처리 방법.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 위치는 상기 외측 방향 및 상기 내측 방향으로 번갈아 이동되는 기판 처리 방법.
  15. 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 상기 기판 상에 처리액을 상기 기판의 중앙 영역에서 상기 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 및 상기 기판의 가장자리 영역에서 상기 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 번갈아 이동하며 공급하되,
    상기 처리액이 공급되는 중에 상기 기판을 처리하는 공정 조건은 가변되고,
    상기 공정 조건은 상기 처리액의 공급 위치에 따라 상기 처리액을 공급하는 노즐 및 상기 기판 간의 간격, 상기 처리액의 토출량, 상기 기판의 회전 속도, 그리고 상기 노즐의 이동 속도 중 적어도 하나를 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 이동되는 외측 이동 거리 및 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 이동되는 내측 이동 거리는 횟수가 증가함에 따라 점차 짧아지는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 외측 이동 거리 및 상기 내측 이동 거리 각각은 상기 기판의 가장자리 영역을 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 및 상기 기판 간의 간격이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 짧아지는 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 노즐 및 상기 기판 간의 간격이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 길어지는 기판 처리 방법.
  20. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액의 토출량이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 많아지는 기판 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 처리액의 토출량이 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 적어지는 기판 처리 방법.
  22. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 회전 속도가 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 가속되는 기판 처리 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 기판의 회전 속도가 가변되는 것은 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 감속하는 기판 처리 방법.
  24. 기판을 지지하는 지지판과;
    상기 지지판을 회전시키는 회전 구동 부재와;
    상기 지지판에 지지된 기판으로 처리액을 공급하는 노즐 및 상기 노즐을 이동시키는 이동 부재을 가지는 액 공급 유닛과;
    상기 회전 구동 부재 및 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 기판 상에 처리액의 공급 위치를 기판의 중앙 영역에서 기판의 가장자리 영역을 향하는 외측 방향 또는 기판의 가장자리 영역에서 기판의 중앙 영역을 향하는 내측 방향으로 복수 회 이동시키고, 상기 복수 회 이동 중 일부는 서로 상이한 이동 거리를 가지도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단은 기판의 가장자리 영역을 포함하도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 상기 이동에서 상기 공급 위치의 일단들은 모두 동일한 위치이며, 상기 이동의 횟수가 증가함에 따라 상기 이동 거리는 짧아지도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  27. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 상기 노즐과 기판 간의 간격이 짧아지도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 상기 노즐과 기판 간의 간격이 길어지도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  29. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 외측 방향으로 갈수록 기판의 회전 속도가 가속되도록 상기 회전 구동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공급 위치가 상기 내측 방향으로 갈수록 상기 회전 속도가 감속되도록 상기 회전 구동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.


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