KR20180078743A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하고 회전 가능하게 제공되는 지지판; 상기 지지판에 위치된 상기 기판 상에 공정 처리를 위한 액을 공급하는 액 공급 유닛; 상기 지지판의 둘레에 위치되고, 상기 액이 유입되고 상하 방향으로 형성된 사이 공간이 하나 이상 제공되는 처리 용기; 상기 액을 회수 하기 위해 상기 사이 공간이 상기 기판에 대응되는 높이로 정렬될 때, 상기 액의 종류에 따라 상기 사이 공간의 상기 지지판에 대한 상대적 위치가 조절되도록 상기 처리 용기를 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 박막 중 불필요한 영역을 제거하는 공정으로, 박막에 대한 높은 선택비 및 고 식각률이 요구된다.
일반적으로 기판의 식각 공정 또는 세정 공정은 크게 케미칼 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계가 순차적으로 수행된다. 케미칼 처리 단계에는 기판 상에 형성된 박막을 식각 처리하거나 기판 상의 이물을 제거 하기 위한 케미칼을 기판으로 공급하고, 린스 처리 단계에는 기판 상에 순수와 같은 린스액이 공급된다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 기판의 처리에 사용된 액을 효과적으로 회수할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 지지하고 회전 가능하게 제공되는 지지판; 상기 지지판에 위치된 상기 기판 상에 공정 처리를 위한 액을 공급하는 액 공급 유닛; 상기 지지판의 둘레에 위치되고, 상기 액이 유입되고 상하 방향으로 형성된 사이 공간이 하나 이상 제공되는 처리 용기; 상기 액을 회수 하기 위해 상기 사이 공간이 상기 기판에 대응되는 높이로 정렬될 때, 상기 액의 종류에 따라 상기 사이 공간의 상기 지지판에 대한 상대적 위치가 조절되도록 상기 처리 용기를 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액의 상태에 따라, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 높아지는 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 기판에 공급되는 액이 SPM일 때 상기 제어기는 상기 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 기판에 공급되는 액이 2류체 노즐에 의해 공급될 때, 상기 제어기는 상기 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액이 상기 기준 모드 설정 시 상기 기판에 공급되는 액에 비해 점성이 작을 때 상기 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 지지판의 회전 속력이 빨라질 때, 상기 기준 모드 보다 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 높아지는 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액의 상태에 따라, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 낮아지는 누액 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액이 상기 기준 모드 설정 시 상기 기판에 공급되는 액에 비해 점성이 클 때 상기 누액 방지 모드로 상기 처리 용기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 지지판의 회전 속력이 느려질 때, 상기 기준 모드 보다 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 낮아지는 누액 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 기준 모드는 상기 기판에 공급되는 상기 액이 순수일 때를 기준으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 지지하고 회전 가능하게 제공되는 지지판과 상기 지지판의 둘레에 위치되고 상기 액이 유입되고 상하 방향으로 형성된 사이 공간이 하나 이상 제공되는 처리 용기를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서, 상기 액을 회수 하기 위해 상기 사이 공간이 상기 기판에 대응되는 높이로 정렬될 때, 상기 사이 공간의 상기 지지판에 대한 상대적 위치를 조절하여 상기 액이 상기 사이 공간으로 유입되도록 하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 기판에 공급되는 액의 점성이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 기판에 공급되는 액에 비해 점성이 작을 때, 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 높인 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수할 수 있다.
또한, 상기 지지판의 회전 속력이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 지지판의 회전 속력에 비해 클 때, 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 높인 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수할 수 있다.
또한, 상기 기판에 공급되는 액이 SPM일 때, 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드보다 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 높인 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수할 수 있다.
또한, 상기 기판에 공급되는 액의 점성이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 기판에 공급되는 액에 비해 클 때, 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 낮춘 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수할 수 있다.
또한, 상기 지지판의 회전 속력이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 지지판의 회전 속력에 비해 작을 때, 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 낮춘 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 처리에 사용된 액을 효과적으로 회수할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 3은 처리 용기의 사이 공간의 폭이 변경된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 기준 모드에 따라 기판에 공급된 액이 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 비산 방지 모드에 따라 기판에 공급된 액이 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 누액 방지 모드에 따라 기판에 공급된 액이 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시 예로 인해 한정 되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 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 실시 예에는 액을 이용하여 기판을 세정 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 액을 통한 기판 처리 공정은 세정 공정, 식각 공정, 애싱 공정 및 현상 공정 등일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(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 공정 모듈(300)가 제공된다. 공정 모듈(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 공정 모듈(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 공정 모듈(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 2는 도 1의 공정 모듈을 보여주는 단면도이고, 도 3은 처리 용기의 사이 공간의 폭이 변경된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 공정 모듈(300)은 처리 용기(320), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛(380,400), 그리고 제어기(440)를 포함한다.
처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)는 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.
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 적층 되게 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(322) 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 조절되도록, 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 이격 되도록 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 직선 이동시킨다. 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 기 설정된 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 공정 처리를 위한 액을 공급한다. 일 예에 의하면, 액 공급 유닛(370)은 처리액 토출 부재(380), 린스액 토출 부재(400)를 포함할 수 있다.
처리액 토출 부재(380)는 기판(W) 상에 기판 처리를 위한 처리액을 공급한다. 기판 처리를 위한 처리액은 에스피엠(SPM, Sulphuric Peroxide Mixture), 불산 등과 같은 세정을 위한 케미칼이거나, 식각을 위한 케미칼 등일 수 있다. 또한, 처리액은 이소프로필알코올(IPA) 등과 같은 유기 용제일 수 있다.
처리액 토출 부재(380)는 노즐 이동 부재(381) 및 처리액 노즐(399)을 포함한다. 노즐 이동 부재(381)는 처리액 노즐(399)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 처리액 노즐(399)이 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 처리액 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 처리액 노즐(399)과 회전축(386)을 연결한다. 회전축(386)이 회전됨에 따라 지지 아암(382) 및 처리액 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 처리액 노즐(399)이 결합된다. 따라서 처리액 노즐(399)은 회전축(386) 및 지지 아암(382)이 회전됨에 따라 공정 위치와 대기 위치로 이동 가능하다. 처리액 노즐(399)은 2류체 노즐로 제공되어, 처리액은 기체와 혼합된 후 미스트 상태로 토출 될 수 있다. 또한, 처리액 노즐(399)은 피에조 소자 등과 같은 압전 소자를 포함하도록 제공되어, 초음파가 인가된 상태의 처리액을 토출하게 제공될 수 도 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 처리액 토출 부재(380)와 동일한 형상을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 린스액은 순수(H2O)일 수 있다.
제어기(440)는 액 공급 유닛(380,400) 및 승강 유닛(360)을 제어한다.
도 4는 기준 모드에 따라 기판에 공급된 액이 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4에서는 공정 처리를 위해 공급되는 액은 처리액이고, 외측 회수통(326)과 중간 회수통(344) 간에 사이 공간(333)으로 액이 회수되는 것으로 도시되었다. 그러나, 이는 예시적으로 도시된 것이며, 공정 처리를 위해 공급되는 액은 린스액일 수 있다. 또한, 공정 처리를 위해 공급된 처리액 또는 린스액은 중간 회수통(324)과 내측 회수통(342) 간에 사이 공간(332)으로, 이하 설명할 방법에 따라 회수될 수 있다.
기준 모드에서, 액의 회수할 사이 공간(333)이 기판(W)과 대응되는 높이에 위치되고 상하로 설정 간격을 갖도록, 제어기(440)는 처리 용기(320)의 높이를 조절한다. 액이 공급되는 동안 지지판(342)은 기준 속력으로 회전되는 상태로 제공될 수 있다. 따라서, 기판(W)에 공급된 후 외측 방향으로 비산된 액은 사이 공간(333)을 통해 회수될 수 있다. 기준 모드로 회수되는 액은 순수 등 일 수 있다.
도 5는 비산 방지 모드에 따라 기판에 공급된 액이 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 비산 방지 모드일 때, 기판(W)과 대응되는 높이에 정렬된 사이 공간(333)의 상단이 기준 모드에서 보다 위쪽에 위치되도록, 제어기(W)는 처리 용기의 높이를 조절한다. 비산 방지 모드일 때, 사이 공간(333)의 폭은 기준 모드와 동일 하게 설정 될 수 있다. 또한, 비산 방지 모드일 때, 사이 공간(333)의 하단의 지지판(342)에 대한 상대적인 높이는 기준 모드와 동일하게 설정되어, 사이 공간의 상하 폭은 기준 모드 보다 크게 설정 될 수 도 있다.
기판(W)에 공급된 후 외측 방향으로 비산되는 액의 궤적은 상황에 따라 달라 질 수 있다. 일 예로, 비산 방지 모드일 때 지지판(342)은 기준 속력보다 빠른 속력으로 회전되는 상태일 수 있다. 이에 따라, 기판(W)에서 비산된 액의 높이는 기준 모드보다 높을 수 있다. 또한, 액이 SPM 등과 같이 화학 반응에 의한 튐 현상이 발생되는 경우, 기판(W)에서 비산된 액의 높이는 기준 모드보다 높을 수 있다. 또한, 2류체 노즐 등과 같이 액이 기판(W)에 토출될 때 갖는 힘을 기판(W)의 처리에 사용하기 위해, 기준 모드에 비해 액이 단위 질량당 갖는 운동 에너지를 크게 토출 할 경우, 기판(W)과 충격 후 비산된 액의 높이는 기준 모드보다 높을 수 있다. 비산 방지 모드에서는 사이 공간(333) 상단이 기준 모드 보다 높게 설정됨에 따라 기판(W)에서 비산된 액이 외측으로 누출되지 않고 효과적으로 회수될 수 있다. 또한, 제어기(440)는 기준 모드 시 기판(W)에 공급되는 액보다 점성이 작은 액이 기판(W)에 공급될 때, 비산 방지 모드로 액이 회수 되도록 할 수 있다.
도 6은 누액 방지 모드에 따라 기판에 공급된 액이 회수되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 누액 방지 모드일 때, 기판(W)과 대응되는 높이에 정렬된 사이 공간(333)의 하단의 지지판(342)에 대한 상대적 높이가 기준 모드에서 보다 아래쪽에 위치되도록, 제어기(440)는 처리 용기(320)의 높이를 조절한다. 누액 방지 모드일 때, 사이 공간(333)의 폭은 기준 모드와 동일 하게 설정 될 수 있다. 또한, 누액 방지 모드일 때, 사이 공간(333) 상단의 지지판(342)에 대한 상대 높이는 기준 모드와 동일하게 설정되어, 사이 공간(333)의 상하 폭은 기준 모드 보다 크게 설정 될 수 도 있다.
기판(W)에 공급된 후 외측 방향으로 비산되는 액의 궤적은 상황에 따라 달라 질 수 있다. 일 예로, 누액 방지 모드일 때 지지판(342)은 기준 속력보다 느린 속력으로 회전되는 상태일 수 있다. 예를 들어, 초음파가 인가된 상태의 액이 기판(W)에 토출될 때 또는 액이 기판(W)에 공급되면서 기판(W)은 추가적으로 브러쉬 등에 의해 처리되는 상태일 때, 지지판(342)은 기준 속력보다 느린 속력으로 회전될 수 있다.
이에 따라, 기판(W)에서 비산된 액의 높이는 기준 모드보다 낮을 수 있다. 누액 방지 모드에서는 사이 공간(333) 하단이 기준 모드 보다 낮게 설정됨에 따라 기판(W)에서 비산된 액이 액을 회수하기 위해 설정된 사이 공간(333) 외의 영역으로 누출되지 않고 효과적으로 회수될 수 있다. 또한, 제어기(440)는 기준 모드 시 기판(W)에 공급되는 액보다 점성이 큰 액이 기판(W)에 공급될 때, 누액 방지 모드로 액이 회수 되도록 할 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.
10: 인덱스모듈 20: 공정 처리 모듈
140: 이송 프레임 220: 버퍼 유닛
240: 이송 챔버 260: 공정 챔버
320: 처리 용기 322: 내측 회수통
326: 외측 회수통 340: 기판 지지 유닛

Claims (16)

  1. 기판을 지지하고 회전 가능하게 제공되는 지지판;
    상기 지지판에 위치된 상기 기판 상에 공정 처리를 위한 액을 공급하는 액 공급 유닛;
    상기 지지판의 둘레에 위치되고, 상기 액이 유입되고 상하 방향으로 형성된 사이 공간이 하나 이상 제공되는 처리 용기;
    상기 액을 회수 하기 위해 상기 사이 공간이 상기 기판에 대응되는 높이로 정렬될 때, 상기 액의 종류에 따라 상기 사이 공간의 상기 지지판에 대한 상대적 위치가 조절되도록 상기 처리 용기를 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액의 상태에 따라, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 높아지는 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판에 공급되는 액이 SPM일 때 상기 제어기는 상기 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판에 공급되는 액이 2류체 노즐에 의해 공급될 때, 상기 제어기는 상기 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액이 상기 기준 모드 설정 시 상기 기판에 공급되는 액에 비해 점성이 작을 때 상기 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 조절하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 지지판의 회전 속력이 빨라질 때, 상기 기준 모드 보다 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 높아지는 비산 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액의 상태에 따라, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 낮아지는 누액 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판에 공급되는 액이 상기 기준 모드 설정 시 상기 기판에 공급되는 액에 비해 점성이 클 때 상기 누액 방지 모드로 상기 처리 용기를 조절하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 액을 회수할 때 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드 보다 상기 지지판의 회전 속력이 느려질 때, 상기 기준 모드 보다 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대적 높이가 낮아지는 누액 방지 모드로 상기 처리 용기를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 모드는 상기 기판에 공급되는 상기 액이 순수일 때를 기준으로 설정되는 기판 처리 장치.
  11. 기판을 지지하고 회전 가능하게 제공되는 지지판과 상기 지지판의 둘레에 위치되고 상기 액이 유입되고 상하 방향으로 형성된 사이 공간이 하나 이상 제공되는 처리 용기를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 액을 회수 하기 위해 상기 사이 공간이 상기 기판에 대응되는 높이로 정렬될 때, 상기 사이 공간의 상기 지지판에 대한 상대적 위치를 조절하여 상기 액이 상기 사이 공간으로 유입되도록 하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판에 공급되는 액의 점성이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 기판에 공급되는 액에 비해 점성이 작을 때, 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 높인 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수하는 기판 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 지지판의 회전 속력이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 지지판의 회전 속력에 비해 클 때, 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 높인 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수하는 기판 처리 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 기판에 공급되는 액이 SPM일 때, 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드보다 상기 사이 공간 상단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 높인 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수하는 기판 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기판에 공급되는 액의 점성이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 기판에 공급되는 액에 비해 클 때, 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 낮춘 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수하는 기판 처리 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 지지판의 회전 속력이 상기 지지판에 대한 상기 사이 공간의 상대적 높이의 기준이 되는 기준 모드에서 상기 지지판의 회전 속력에 비해 작을 때, 상기 사이 공간 하단의 상기 지지판에 대한 상대 높이를 낮춘 상태로 상기 기판에 공급된 액을 회수하는 기판 처리 방법.
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