KR20170137238A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지되는 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛을 감싸며, 기판을 처리한 액을 회수하는 처리 용기를 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 산을 포함하는 케미칼을 공급하는 케미칼 토출 부재 및 유기를 포함하는 용제를 공급하는 용제 토출 부재를 포함하고, 상기 처리 용기는 상기 케미칼을 회수하는 제1회수통 및 상기 용제를 회수하는 제2회수통을 포함한다. 케미칼 처리 공정 및 용제 치환 공정은 단일 챔버 내에서 진행된다. 이로 인해 기판을 신속하게 세정 처리할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 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 케미칼 및 유기 용제를 각각 공급하여 이물을 제거하는 공정이다. 세정 공정에 사용되는 케미칼은 산성의 액으로 제공되고, 유기 용제는 염기성의 액으로 제공된다. 케미칼과 유기 용제는 서로 반응하여 다량의 퓸이 발생되며, 폭발의 위험이 있다. 이에 따라 도 1과 같이, 케미칼 공정은 케미칼 챔버(2)에서 진행되고, 용제 치환 공정은 케미칼 챔버(2)와 상이한 건조 챔버(4)에서 진행된다.
이로 인해 용제 치환 공정을 수행하기 위해서는 기판을 케미칼 챔버(2)에서 건조 챔버(4)로 반송해야 한다. 그러나 기판을 반송하는 과정은 많은 시간이 소요되된다. 또한 기판은 반송되는 중에 그 표면이 자연 건조되는 것을 방지하기 위해, 기판을 젖음 상태로 유지시킨다. 그러나 반송 과정 중에 기판의 일부가 건조되어 공정 불량이 발생된다.
본 발명은 기판을 신속하게 세정 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 단일 챔버 내에서 기판의 케미칼 처리 공정 및 용제 치환 공정을 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지되는 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛을 감싸며, 기판을 처리한 액을 회수하는 처리 용기를 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 산을 포함하는 케미칼을 공급하는 케미칼 토출 부재 및 유기를 포함하는 용제를 공급하는 용제 토출 부재를 포함하고, 상기 처리 용기는 상기 케미칼을 회수하는 제1회수통 및 상기 용제를 회수하는 제2회수통을 포함한다.
상기 기판 처리 장치는 액의 전기 전도도를 측정하는 감지 부재를 더 포함하되, 상기 제1회수통에는 제1회수 라인이 연결되고, 상기 제2회수통에는 제2회수 라인이 연결되되, 상기 감지 부재는 상기 제2회수 라인에 설치되어 상기 제2회수 라인을 통해 회수되는 액의 전기 전도도를 측정할 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 처리 용기와 상기 기판 지지 유닛 간에 상대 높이를 조절하는 승강 유닛 및 상기 승강 유닛 및 상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제1회수통에 액이 유입되는 제1유입구와 상기 제2회수통에 액이 유입되는 제2유입구는 서로 상이한 높이로 제공되며, 상기 제어기는 기판 상에 상기 케미칼이 공급되는 케미칼 처리 공정 중에는 상기 제2유입구가 폐쇄되도록 상기 승강 유닛 및 상기 액 공급 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제어기는 기판 상에 상기 유기 용제가 공급되는 용제 치환 공정 중에는 상기 제1유입구가 폐쇄되도록 상기 승강 유닛 및 상기 액 공급 유닛을 제어할 수 있다. 상기 액 공급 유닛은 린스액을 토출하는 린스액 토출 부재를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 케미칼 처리 공정과 상기 용제 치환 공정 사이에는 기판 상에 상기 린스액을 공급하는 린스 처리 공정을 수행하도록 상기 액 공급 유닛을 제어할 수 있다. 상기 린스 처리 공정은 상기 제1회수통으로 상기 린스액이 회수되는 1차 린스 공정 및 상기 제2회수통으로 상기 린스액이 회수되는 2차 린스 공정을 포함할 수 있다. 상기 제어기는 상기 2차 린스 공정에서 상기 감지 부재로부터 상기 산이 미감지되면, 상기 용제 치환 공정이 수행되도록 상기 액 공급 유닛을 제어할 수 있다. 상기 케미칼은 황산을 포함하고, 상기 용제는 이소프로필알코올(IPA)을 포함할 수 있다.
기판을 액 처리하는 방법은 처리 용기 내에 제공되는 처리 공간에서 기판 상에 산을 포함하는 케미칼을 공급하는 케미칼 처리 단계 및 상기 처리 공간에서 기판 상에 유기를 포함하는 용제를 공급하는 용제 치환 단계를 포함하되, 상기 케미칼 처리 단계에는 상기 케미칼이 제1회수통으로 회수되고, 용제 치환 단계에는 상기 용제가 제2회수통으로 회수된다.
상기 제2회수통에 연결되는 감지 부재는 상기 제2회수통으로 회수되는 액의 전기 전도도를 감지할 수 있다. 상기 제1회수통에 액이 유입되는 제1유입구와 상기 제2회수통에 액이 유입되는 제2유입구는 서로 상이한 높이로 제공되되, 상기 케미칼 처리 단계에는 상기 제2유입구가 닫힐 수 있다. 상기 케미칼 처리 단계와 상기 용제 치환 단계 사이에는. 상기 기판 상에 린스액을 공급하는 린스 처리 단계를 더 포함하되, 상기 린스 처리 단계는 상기 기판을 처리한 린스액이 상기 제1유입구로 회수되는 1차 린스 단계 및 상기 기판을 처리한 린스액이 상기 제2유입구로 회수되는 2차 린스 단계를 포함하되, 상기 2차 린스 단계에는 상기 감지부재에 의해 상기 산을 미감지되면, 상기 2차 린스 단계를 종료하고, 상기 용제 치환 단계를 수행할 수 있다. 상기 케미칼은 황산을 포함하고, 상기 용제는 이소프로필알코올(IPA)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 케미칼 처리 공정 및 용제 치환 공정은 단일 챔버 내에서 진행된다. 이로 인해 기판을 신속하게 세정 처리할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 유기 용제가 회수되는 라인에는 감지 부재가 설치되어 산성 성분을 감지한다. 이로 인해 유기 용제와 케미칼이 반응하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 5 내지 도 8은 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
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, 액을 이용한 기판 처리 공정에서 다양하게 적용 가능하다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도 2를 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. 인덱스암들(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암들(144c) 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 챔버들(260) 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 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛(380,400,420), 그리고 제어기(440)를 포함한다.
처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)은 내부에 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(320)은 처리 공간을 감싸는 내측 회수통(322), 중간 회수통(324), 외측 회수통(326), 그리고 지지 회수통(328)을 가진다. 일 예에 의하면, 내측 회수통(322)은 후술할 케미칼이 회수되는 제1회수통(322)으로 제공되고, 외측 회수통(326)은 후술할 유기 용제가 회수되는 제2회수통(326)으로 제공될 수 있다. 각각의 회수통(322,324,326)은 서로 조합되어 공정에 사용된 처리액들 중 상이한 종류의 처리액들을 분리 회수한다. 내측 회수통(322), 중간 회수통(324), 그리고 외부회수통(326)은 서로 조합되어 처리액이 유입되는 개구가 상하 방향으로 적층되게 위치된다. 내측 회수통(322), 중간 회수통(324), 그리고 외부회수통(326) 각각은 기판 지지 유닛(340)을 감싸도록 제공된다. 내측 회수통(322)의 내측 공간(331)으로, 처리액이 유입되는 개구는 제1유입구(331)로서 기능한다. 중간 회수통(324)과 내측 회수통(342) 간에 사이 공간(332)으로, 처리액이 유입되는 개구는 중간 유입구(332)로서 기능한다. 외측 회수통(326)과 중간 회수통(344) 간에 사이 공간(333)으로, 처리액이 유입되는 개구는 제2유입구(333)로서 기능한다. 각 유입구들(331,332,333)은 그 크기가 상이하도록, 각 회수통들(322,324,326)의 높이를 조절할 수 있다. 각 회수통들(322,324,326)을 통해 유입된 처리액은 각각의 회수라인(331a,332a,333a)을 통해 분리 회수된다.
다음은 내측 회수통(322), 중간 회수통(324), 외측 회수통(326), 그리고 지지 회수통(328)에 대해 보다 상세히 설명한다. 지지 회수통(328)은 지지 측벽부(328a) 및 지지 저면부(328b)를 포함한다. 지지 측벽부(328a)는 환형의 링 형상으로 제공된다. 지지 측벽부(328a)에는 가이드 레일이 설치된다. 가이드 레일은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 지지 저면부(328b)는 중공을 가지는 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지 저면부(328b)는 지지 측벽부(328a)의 하단으로부터 연장되게 제공된다. 지지 저면부(328b)의 중공에는 기판 지지 유닛(340)이 관통되게 위치될 수 있다.
내측 회수통(322)은 내측 측벽부(322a), 내측 상벽부(322b), 내측 돌기부(322c), 그리고 내측 저면부(322d)를 포함한다. 내측 측벽부(322a)는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측 측벽부(322a)는 지지 측벽부(328a)에 비해 작은 내경을 가지도록 제공된다. 내측 상벽부(322b)는 내측 측벽부(322a)의 상단으로부터 내측 방향으로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 내측 상벽부(322b)는 내측 측벽부(322a)로부터 상향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 내측 돌기부(322c)는 내측 상벽부(322b)의 끝단으로부터 아래로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 측부에서 바라볼 때 내측 돌기부(322c)의 하단은 내측 상벽부(322b)의 하단보다 높게 위치될 수 있다. 내측 저면부(322d)는 내측 측벽부(322a)의 하단으로부터 수직한 방향으로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 내측 저면부(322d)는 내측 측벽부(322a)로부터 내측 방향으로 연장된다.
중간 회수통(324)은 중간 측벽부(324a), 브라켓(324e), 중간 상벽부(324b), 중간 돌기부(324c), 그리고 중간 저면부(324d)를 포함한다. 중간 측벽부(324a)는 환형의 링 형상으로 제공된다. 중간 측벽부(324a)는 내측 측벽부(322a) 및 지지 측벽부(328a) 사이에 위치된다. 브라켓(324e)은 중간 측벽부(324a) 및 지지 측벽부(328a)를 서로 연결한다. 브라켓(324e)은 중간 측벽부(324a)에 고정 결합된다. 브라켓(324e)은 가이드 레일의 길이 방향을 따라 이동 가능하다. 중간 상벽부(324b)는 중간 측벽부(324a)의 상단으로부터 내측 방향으로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 중간 상벽부(324b)는 중간 측벽부(324a)로부터 상향 경사지게 제공된다. 중간 상벽부(324b)는 내측 상벽부(322b)와 동일한 내경을 가지도록 제공된다. 중간 돌기부(324c)는 중간 상벽부(324b)의 끝단으로부터 아래로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 측부에서 바라볼 때 중간 돌기부(324c)의 하단은 중간 상벽부(324b)의 하단보다 높게 위치될 수 있다. 중간 저면부(324d)는 중간 측벽부(324a)의 하단으로부터 내측 방향으로 연장된다.
외측 회수통(326)은 외측 측벽부(326a), 외측 상벽부(326b), 외측 돌기부(326c)를 포함한다. 외측 측벽부(326a)는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측 측벽부(326a)는 중간 측벽부(324a)를 감싸도록 제공된다. 외측 측벽부(326a)는 가이드 레일에 설치된다. 외측 측벽부(326a)는 가이드 레일의 길이 방향을 따라 이동 가능하다. 외측 상벽부(326b)는 외측 측벽부(326a)의 내측면으로부터 내측방향으로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 외측 상벽부(326b)는 외측 측벽부(326a)로부터 상향 경사지게 제공된다. 외측 상벽부(326b)는 중간 상벽부(324b)와 동일한 내경을 가지도록 제공된다. 외측 상벽부(326b)에는 복수 개의 배출홀들(미도시)이 형성된다. 배출홀들(미도시)은 외측 상벽부(326b)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 형성된다. 외측 돌기부(326c)는 외측 상벽부(326b)의 끝단으로부터 아래로 연장되는 링 형상으로 제공된다. 측부에서 바라볼 때 외측 돌기부(326c)의 하단은 외측 상벽부(326b)의 하단보다 높게 위치될 수 있다.
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 지지판(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재(350)를 포함한다. 지지판(342)은 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지판(342)의 저면은 상면에 비해 작은 직경을 가진다. 지지판(342)의 측면은 상면으로부터 하향 경사진 방향을 향하도록 제공된다.
지지 핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 상면으로부터 위로 돌출되게 제공된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 가장자리부에서 내측 방향으로 소정 간격 이격되게 배치된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 상면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 저면을 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 지지판(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 지지판(342)의 상면으로부터 위로로 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 지지판(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 지지판(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 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
회전 구동 부재(350)는 지지판(342)의 중심축을 중심으로 지지판(342)을 회전시킨다. 회전 구동 부재(350)는 회전축(352) 및 구동기(354)를 포함한다. 회전축(352)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하는 통 형상으로 제공된다. 회전축(352)은 지지판(342)의 저면에 고정 결합된다. 구동기(354)는 회전축(352)이 회전되도록 회전축(352)에 구동력을 제공한다. 구동기(354)가 회전축(352)에 구동력을 제공하면, 지지판(342)과 회전축(352)은 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 직선이동시킨다. 일 예에 의하면, 승강 유닛(360)은 외측 회수통(326) 및 중간 회수통(324) 각각을 독립 구동한다. 승강 유닛(360)은 연결 부재(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 포함한다. 이동축(364)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 연결 부재(362)는 이동축(364) 및 외측 측벽부(326a)를 서로 연결한다. 구동기(366)에 의해 이동축(364)이 상하 방향으로 이동되면, 외측 회수통(326)은 이동축(364)과 함께 이동 가능하다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 놓이거나, 기판 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 기판 지지 유닛(340)이 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 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, 승강 유닛(360)은 기판 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(370)은 기판(W) 상에 다양한 종류의 액들을 공급한다. 액 공급 유닛(370)은 복수 개의 액 토출 부재들(380,400,420)을 포함한다. 액 토출 부재들(380,400,420)은 토출하는 액의 종류에 대응되는 개수로 제공된다. 일 예에 의하면, 액 공급 유닛(370)은 케미칼 토출 부재(380), 린스액 토출 부재(400), 그리고 용제 토출 부재(420)를 포함할 수 있다. 다음은 케미칼 토출 부재(380)에 대해 설명한다.
케미칼 토출 부재(380)는 기판(W) 상에 케미칼을 공급한다. 케미칼 토출 부재(380)는 노즐 이동 부재(381) 및 케미칼 노즐(399)을 포함한다. 노즐 이동 부재(381)는 케미칼 노즐(399)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 케미칼 노즐(399)이 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 케미칼 노즐(399)이 공정 위치를 벗어난 위치이다. 노즐 이동 부재(381)는 회전축(386), 구동 부재(388), 그리고 지지 아암(382)을 포함한다. 회전축(386)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 회전축(386)은 그 길이방향이 제3방향(16)을 향하는 로드 형상을 가진다. 회전축(386)은 구동 부재(388)에 의해 회전 가능하다. 회전축(386)은 구동 부재(388)로부터 제공되는 구동력에 의해 그 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 아암(382)은 케미칼 노즐(399)과 회전축(386)을 연결한다. 회전축(386)이 회전됨에 따라 지지 아암(382) 및 케미칼 노즐(399)은 회전축(386)의 중심축을 중심으로 회전된다.
지지 아암(382)은 그 길이 방향이 제3방향(16)과 수직한 수평 방향을 향하는 로드 형상으로 제공된다. 지지 아암(382)의 일단은 회전축(386)의 상단에 고정 결합된다. 지지 아암(382)은 타단이 회전축(386)과 결합된 일단을 중심으로 회전 가능하다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 지지 아암(382)의 타단이 이동되는 경로는 기판(W)의 중앙 영역을 지나도록 제공될 수 있다. 지지 아암(382)의 타단에는 케미칼 노즐(399)이 결합된다. 따라서 케미칼 노즐(399)은 회전축(386) 및 지지 아암(382)이 회전됨에 따라 공정 위치와 대기 위치로 이동 가능하다. 예컨대, 케미칼은 산성 성질을 포함하는 액일 수 있다. 케미칼은 인산(H3PO4) 또는 황산(H2SO4)을 포함할 수 있다.
린스액 토출 부재(400)는 기판(W) 상에 린스액을 공급한다. 린스액 토출 부재(400)는 노즐 이동 부재 및 린스액 노즐(409)을 포함한다. 린스액 토출 부재(400)는 케미칼 토출 부재(380)와 동일한 형상을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 린스액은 순수(H2O)일 수 있다.
용제 토출 부재(420)는 기판(W) 상에 유기 용제를 공급한다. 용제 토출 부재(420)는 노즐 이동 부재 및 치환 노즐(429)을 포함한다. 용제 토출 부재(420)는 케미칼 토출 부재(380)와 동일한 형상을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 유기 용제는 염기성 성질을 포함하는 액일 수 있다. 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA) 액일 수 있다.
감지 부재(500)는 케미칼과 유기 용제가 혼합되어 회수되는 것을 감지한다. 감지 부재(500)는 액의 전기 전도도를 감지한다. 감지 부재(500)는 유기 용제가 회수되는 회수 라인(333a)에 설치된다. 예컨대, 감지 부재(500)는 외측 회수 라인(333a)에 설치될 수 있다.
제어기(440)는 액 공급 유닛(380,400,420) 및 승강 유닛(360)을 제어한다. 제어기(440)는 케미칼 처리 단계, 1차 린스 단계, 2차 린스 단계, 그리고 용제 치환 단계가 순차적으로 진행되도록 각 유닛을 제어한다. 케미칼 처리 단계에는 기판(W) 상에 케미칼을 공급하는 케미칼 처리 공정을 수행한다. 1차 린스 단계 및 2차 린스 단계에는 기판(W) 상에 린스액을 공급하는 린스 공정을 수행한다. 용제 치환 단계에는 기판(W) 상에 잔류되는 린스액을 유기 용제으로 치환하는 용제 치환 공정을 수행한다. 일 예에 의하면, 제어기(440)는 케미칼이 내측 회수 라인(331a)으로 회수되고, 유기 용제가 외측 회수 라인(333a)으로 회수되도록 각 유닛을 제어한다. 선택적으로, 유기 용제는 외측 회수 라인(333a), 중간 회수 라인(332a), 그리고 내측 회수 라인(331a) 중 하나의 회수 라인으로 회수되고, 케미칼은 다른 회수 라인으로 회수될 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 도 4는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 5 내지 도 8은 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 4 내지 도 8을 참조하면, 기판(W)을 처리하는 방법은 케미칼 처리 단계, 1차 린스 단계, 2차 린스 단계, 그리고 용제 치환 단계를 포함한다. 케미칼 처리 단계가 진행되면, 기판(W)이 제1유입구(331)에 대응되게 위치된다. 제1유입구(331)는 개방되고, 중간 유입구(332) 및 제2유입구(333)는 폐쇄된다. 기판(W)은 회전되고, 기판(W) 상에는 케미칼이 공급된다. 기판(W)으로부터 비산되는 케미칼은 제1유입구(331)를 통해 내측 회수 라인(331a)으로 회수된다. 케미칼 처리 단계가 완료되면, 케미칼의 공급을 중지하고 1차 린스 단계가 진행된다.
1차 린스 단계가 진행되면, 처리 용기는 그 위치가 고정된 상태에서 기판(W) 상에 린스액을 공급한다. 즉 케미칼 처리 단계와 1차 린스 단계에는 처리 용기의 위치가 일정하게 유지된다. 기판(W)으로부터 비산되는 린스액은 제1유입구(331)를 통해 내측 회수 라인(331a)으로 회수된다. 린스액은 기판(W) 및 내측 회수통(322)에 잔류되는 케미칼을 제거한다. 1차 린스 단계가 완료되면 2차 린스 단계가 진행된다.
2차 린스 단계가 진행되면, 제2유입구(333)가 개방된다. 처리 용기는 개방된 제2유입구(333)가 기판(W)에 대응되도록 이동된다. 제2유입구(333)와 기판(W)이 대응되게 위치되면, 기판(W) 상에는 린스액이 공급된다. 기판(W)으로부터 비산되는 린스액은 제2유입구(333)를 통해 외측 회수 라인(333a)으로 회수된다. 감지 부재(500)는 외측 회수 라인(333a)으로 회수되는 액으로부터 산성 성분을 감지한다. 2차 린스 단계는 산성 성분이 감지되는 동안 계속적으로 진행된다. 즉, 2차 린스 단계는 외측 회수통(326) 및 외측 회수 라인(333a)에 잔류되는 케미칼이 제거될 때까지 계속적으로 진행된다. 산성 성분이 미감지되면, 2차 린스 단계를 종료하고, 용제 치환 단계를 진행한다.
용제 치환 단계가 진행되면, 처리 용기는 그 위치가 고정된 상태에서 기판(W) 상에 유기 용제를 공급한다. 즉 2차 린스 단계와 용제 치환 단계에는 처리 용기의 위치가 일정하게 유지된다. 기판(W) 상에는 유기 용제가 공급되고, 기판(W) 상에 잔류되는 린스액은 유기 용제로 치환된다. 기판(W)으로부터 비산되는 유기 용제는 제2유입구(333)를 통해 외측 회수 라인(333a)으로 회수된다.
상술한 실시예에는 케미칼 처리 단계가 진행되는 중에 유기 용제가 유입되는 제2유입구(333)가 닫혀지는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 용제 치환 단계가 진행되는 중에 제1유입구(331)가 닫혀질 수 있다.
상술한 실시예에는 유기 용제를 회수하는 회수통의 전기 전도도를 감지하여 케미칼의 유입 여부를 감지한다. 케미칼이 감지될 경우에는 이를 린스 처리하여 잔류 케미칼을 제거한 후, 용제 치환 단계를 수행한다. 이로 인해 케미칼과 유기 용제가 서로 반응되는 것을 방지할 수 있다.
또한 케미칼 처리 공정이 진행되는 중에는 유기 용제를 회수하는 외측 회수통(326)의 제2유입구(333)를 닫힌다. 이로 인해 케미칼과 유기 용제가 서로 반응되는 것을 방지할 수 있다.
또한 케미칼 처리 공정과 용제 치환 공정을 동일 챔버 내에서 진행하므로, 기판(W) 처리를 보다 신속하게 수행 가능하다.
320: 처리 용기 322: 내측 회수통
326: 외측 회수통 340: 기판 지지 유닛
380: 케미칼 토출 부재 400: 린스액 토출 부재
420: 용제 토출 부재

Claims (13)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지되는 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛을 감싸며, 기판을 처리한 액을 회수하는 처리 용기를 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    산을 포함하는 케미칼을 공급하는 케미칼 토출 부재와;
    유기를 포함하는 용제를 공급하는 용제 토출 부재를 포함하고,
    상기 처리 용기는
    상기 케미칼을 회수하는 제1회수통과
    상기 용제를 회수하는 제2회수통을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 액의 전기 전도도를 측정하는 감지 부재를 더 포함하되,
    상기 제1회수통에는 제1회수 라인이 연결되고, 상기 제2회수통에는 제2회수 라인이 연결되되,
    상기 감지 부재는 상기 제2회수 라인에 설치되어 상기 제2회수 라인을 통해 회수되는 액의 전기 전도도를 측정하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 처리 용기와 상기 기판 지지 유닛 간에 상대 높이를 조절하는 승강 유닛과;
    상기 승강 유닛 및 상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제1회수통에 액이 유입되는 제1유입구와 상기 제2회수통에 액이 유입되는 제2유입구는 서로 상이한 높이로 제공되며,
    상기 제어기는 기판 상에 상기 케미칼이 공급되는 케미칼 처리 공정 중에는 상기 제2유입구가 폐쇄되도록 상기 승강 유닛 및 상기 액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 기판 상에 상기 유기 용제가 공급되는 용제 치환 공정 중에는 상기 제1유입구가 폐쇄되도록 상기 승강 유닛 및 상기 액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    린스액을 토출하는 린스액 토출 부재를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 케미칼 처리 공정과 상기 용제 치환 공정 사이에는 기판 상에 상기 린스액을 공급하는 린스 처리 공정을 수행하도록 상기 액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 린스 처리 공정은 상기 제1회수통으로 상기 린스액이 회수되는 1차 린스 공정 및 상기 제2회수통으로 상기 린스액이 회수되는 2차 린스 공정을 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 2차 린스 공정에서 상기 감지 부재로부터 상기 산이 미감지되면, 상기 용제 치환 공정이 수행되도록 상기 액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케미칼은 황산을 포함하고,
    상기 용제는 이소프로필알코올(IPA)을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
    처리 용기 내에 제공되는 처리 공간에서 기판 상에 산을 포함하는 케미칼을 공급하는 케미칼 처리 단계와;
    상기 처리 공간에서 기판 상에 유기를 포함하는 용제를 공급하는 용제 치환 단계를 포함하되,
    상기 케미칼 처리 단계에는 상기 케미칼이 제1회수통으로 회수되고,
    용제 치환 단계에는 상기 용제가 제2회수통으로 회수되는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2회수통에 연결되는 감지 부재는 상기 제2회수통으로 회수되는 액의 전기 전도도를 감지하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1회수통에 액이 유입되는 제1유입구와 상기 제2회수통에 액이 유입되는 제2유입구는 서로 상이한 높이로 제공되되,
    상기 케미칼 처리 단계에는 상기 제2유입구가 닫히는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 케미칼 처리 단계와 상기 용제 치환 단계 사이에는. 상기 기판 상에 린스액을 공급하는 린스 처리 단계를 더 포함하되,
    상기 린스 처리 단계는,
    상기 기판을 처리한 린스액이 상기 제1유입구로 회수되는 1차 린스 단계와;
    상기 기판을 처리한 린스액이 상기 제2유입구로 회수되는 2차 린스 단계를 포함하되,
    상기 2차 린스 단계에는 상기 감지부재에 의해 상기 산을 미감지되면, 상기 2차 린스 단계를 종료하고, 상기 용제 치환 단계를 수행하는 기판 처리 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케미칼은 황산을 포함하고,
    상기 용제는 이소프로필알코올(IPA)을 포함하는 기판 처리 방법.







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