KR20180116827A - Apparatus for treating substrate and the method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세정액을 이용한 기판의 처리 과정에서 광을 조사하여 세정액의 온도를 순간적으로 높임으로써 기판을 빠르게 건조시키고 패턴 무너짐을 방지하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는, 리소그래피(lithography), 증착 및 에칭(etching) 등의 여러 공정을 반복적으로 수행한다. 이러한 공정들을 거치는 동안 기판(예를 들어 실리콘 재질의 웨이퍼)상에는 파티클, 금속 불순물, 유기물 등이 잔존하게 된다. 이와 같은 오염물질은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정에서는 약액을 이용하여 기판으로부터 오염물질을 제거하는 세정공정이 수행되고, 초순수(DI)로 린스 처리를 한 다음 건조공정을 거치게 된다. 건조 과정에서는 패턴 무너짐(Pattern leaning) 현상이 발생할 수 있는데, 패턴 사이사이에 불규칙하게 고이는 액체의 표면장력으로 인한 라플라스 압력(Laplace Pressure)과 패턴간의 흡착력(Adhesive Energy)을 원인으로 패턴간에 브릿지가 발생하여 패턴이 무너지는 공정 불량이다.(도 1 참조) 최근 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 지속적으로 감소하여 미세구조 패턴이 주를 이루면서 패턴의 종횡비(Aspect Ratio)가 급격히 증가함에 따라 패턴 무너짐의 해결 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. In general, in order to manufacture a semiconductor device, various processes such as lithography, deposition, and etching are repeatedly performed. Particles, metal impurities, organic substances, and the like remain on the substrate (for example, a wafer made of silicon) during these processes. Since such contaminants adversely affect the yield and reliability of the product, a cleaning process for removing contaminants from the substrate using a chemical liquid is performed in a semiconductor manufacturing process, a rinsing process is performed using ultrapure water (DI) do. In the drying process, pattern leaning may occur. Due to the Laplace pressure due to the surface tension of the liquid irregularly interposed between the patterns and the adhesive force between the patterns, bridging occurs between the patterns. (See Fig. 1). Recently, as the design rule of the semiconductor device has been continuously decreased, and the aspect ratio of the pattern has rapidly increased due to the microstructure pattern, the pattern collapse There is increasing interest in the solution of the problem.
종래 알려진 건조 방식으로는 1500 ~ 2500 RPM으로 기판을 회전시켜 건조하는 스핀(Spin) 방식과 스핀과 동시에 기판 표면에 불화성 가스인 질소(N2)가스를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 N2 건조방식 등이 있는데, 최근에는 스핀과 동시에 이소프로필 알코올(IPA)과 N2를 분사하는 로타고니 드라이(Rotagoni dry)방식이 각광받고 있다. 로타고니 방식은 IPA를 액체 또는 기체 상태로 제공하는 동시에 N2를 분사함으로써, 마란고니 효과(Marangoni Effect)를 통해 기판의 수분을 제거하는 방법이다. 마란고니 효과는 하나의 용액 영역에 2개의 다른 표면장력영역이 존재할 경우 표면장력이 작은 영역으로부터 표면장력이 큰 영역으로 용액이 흐르는 원리이다. 기판상에 분사되는 IPA와 린스공정 이후 기판 표면에 잔류하는 순수(DI)의 표면장력 차이로 마란고니 효과가 발생하여 DI의 표면장력이 낮아지고 N2를 불어 넣으면서 기판의 건조가 진행되게 된다. A spinning method in which a substrate is rotated at 1500 to 2500 rpm by a conventionally known drying method, an N2 drying method in which the substrate is dried by supplying nitrogen (N2) gas, which is an incombustible gas, Recently, Rotagoni dry method which injects isopropyl alcohol (IPA) and N2 at the same time as spin is attracting attention. The Rotagoni method is a method of removing moisture from the substrate through the Marangoni effect by providing IPA in liquid or gaseous state while spraying N2. The Marangoni effect is a principle in which a solution flows from a region having a small surface tension to a region having a large surface tension when two different surface tension regions exist in one solution region. The difference in surface tension between the IPA sprayed on the substrate and the pure water (DI) remaining on the substrate surface after the rinsing process causes a marangoni effect, which lowers the surface tension of DI and promotes drying of the substrate while blowing N2.
도 2는 이러한 방법이 적용되는 종래의 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 2 schematically shows a structure of a conventional substrate processing apparatus to which such a method is applied.
상기 기판 처리 장치에는, 세정액을 공급하는 세정액공급부(미도시), 세정액공급부(미도시)와 연결되어 기판(W)상에 세정액을 분사하는 세정액분사부(130), 유체를 공급하는 유체공급부(미도시), 유체공급부(미도시)와 연결되어 기판(W)상에 유체를 분사하는 유체분사부(150)를 포함한다. 상기 기판 처리 장치에서 사용되는 상기 세정액은 IPA일 수 있고, 상기 유체는 N2일 수 있다.
The substrate processing apparatus includes a cleaning liquid supply unit (not shown) for supplying a cleaning liquid, a cleaning
상기 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은, 상기 기판(W)을 회전시키는 과정과, 상기 세정액분사부(130)를 가동시켜 상기 기판(W)상에 상기 세정액을 분사하는 과정, 상기 유체분사부(150)를 가동시켜 분사되는 유체로 상기 기판(W)을 건조하는 과정이 동시에 진행되어 이루어진다.
The substrate processing method using the substrate processing apparatus includes a process of rotating the substrate W, a step of moving the cleaning
상기 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 통해 발생하는 패턴 무너짐 현상은 기판의 건조 속도를 높여 패턴 무너짐이 발생하기 전에 건조 공정을 마침으로써 예방할 수 있다. 건조 속도를 높이기 위한 방법으로는 고온의 환경을 만드는 방법이 대표적이다. 고온의 환경을 만드는 기존의 방법으로는 세정액공급부를 중탕으로 가열해 온도를 높이는 방법, 또한 린스 과정에서 고온의 DI를 이용하여 기판 자체의 온도를 높이는 방법, 고온의 유체를 분사하는 방법, 챔버 내부에 히터를 가동하여 챔버 내부 전체의 온도를 높이는 방법 등이 있을 수 있다. 상기 방법에는 세정액공급부에서 가열되어 세정액분사부로 이동해 분사되는 세정액은 온도를 지속적으로 유지하기 어렵다는 문제와, 기판 및 세정액공급부 등의 장치가 고온으로 인해 열화할 수 있다는 문제, 가열 시간이 필요하다는 문제와 온도 관리에 주의가 필요하다는 문제, 가열 장비로 인해 설비가 대형화되는 문제 등이 있어, 보다 효율적인 패턴 무너짐 방지 방법을 다각적으로 모색하고있는 실정이다. The pattern collapse phenomenon generated through the substrate processing apparatus and the substrate processing method can be prevented by increasing the drying speed of the substrate and completing the drying process before pattern collapse occurs. As a method for increasing the drying speed, a method of creating a high temperature environment is representative. As a conventional method for creating a high temperature environment, there are a method of raising the temperature by heating the cleaning liquid supply portion with a hot water bath, a method of raising the temperature of the substrate itself using the high temperature DI in the rinsing process, And a method of raising the temperature of the entire interior of the chamber by operating a heater. In this method, there is a problem that it is difficult to continuously maintain the temperature of the cleaning liquid heated by the cleaning liquid supply portion and moved to the cleaning liquid spray portion, the problem that the apparatus such as the substrate and the cleaning liquid supply portion may deteriorate due to high temperature, There is a problem that attention must be paid to temperature control, and a problem that the equipment is enlarged due to heating equipment, and the like, are exploring various methods of preventing pattern collapse more efficiently.
상기한 종래의 기판 처리 장치가 나타난 기술로는 대한민국 공개특허 제 10-2015-0120506 호가 공개되어 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0120506 is disclosed as a technique in which the conventional substrate processing apparatus described above is shown.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판의 건조 공정을 진행하는 데 있어서 회전하는 기판에 액체 상태의 세정액을 분사하면서 세정액 위에 광을 조사하여 세정액의 온도를 순간적으로 높임으로써 기판을 빠르게 건조하고 패턴 무너짐을 방지하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a cleaning method and a substrate cleaning method for cleaning a substrate by spraying a cleaning liquid in a liquid state onto a rotating substrate, To quickly dry and prevent pattern collapse.
또한, 약액을 분사하여 증발하는 세정액 증기를 기판 밖으로 불어내 기판의 건조 속도를 높이고 패턴 무너짐을 방지하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to increase the drying speed of the substrate and to prevent pattern collapse by blowing the washing liquid vapor which is caused to evaporate by spraying the chemical liquid, out of the substrate.
또한, 진공장치를 설치하여 증발하는 세정액 증기를 진공장치로 흡입해 기판의 건조 속도를 높이고 패턴 무너짐을 방지하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to increase the drying speed of a substrate and prevent pattern collapse by sucking the cleaning liquid vapor, which is provided by a vacuum device and evaporated, with a vacuum device.
또한, 레이저빔과 IPA를 이용하는 건조 공정의 경우, 레이저빔의 온도를 IPA의 발화온도인 425℃ 미만으로 하여 IPA가 고온의 레이저빔으로 인해 발화하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. Further, in the case of the drying process using the laser beam and IPA, the temperature of the laser beam is set to be lower than the ignition temperature of IPA of 425 DEG C to prevent the IPA from igniting due to the high temperature laser beam.
또한, 레이저빔을 이용하는 건조 공정의 경우 레이저빔의 파장을 300㎛ 내지 1200㎛으로, 바람직하게는 900㎛으로 하여 레이저빔이 IPA에 빠르게 흡수되어 온도를 높이면서 기판에는 최소한의 영향만 끼치도록 해 기판 손상을 방지할 수 있는 것을 목적으로 한다. Further, in the case of a drying process using a laser beam, the wavelength of the laser beam is set to 300 탆 to 1200 탆, preferably 900 탆, so that the laser beam is rapidly absorbed to the IPA, Thereby preventing damage to the substrate.
또한, 레이저빔을 이용하는 건조 공정의 경우, 착색 창(Colored Window)을 설치하여 레이저빔의 반사로 인해 일어날 수 있는 사고를 방지하는 것을 목적으로 한다. Further, in the case of a drying process using a laser beam, a colored window is provided to prevent an accident that may occur due to reflection of the laser beam.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위해 본 발명에 의한 레이저를 이용한 기판 처리 장치는, 기판에 세정액을 분사하는 세정액분사부와, 상기 세정액이 분사되는 기판의 표면에 광을 조사하는 광조사부를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus using a laser according to the present invention includes a cleaning liquid spraying unit for spraying a cleaning liquid onto a substrate, and a light irradiation unit for irradiating light onto a surface of the substrate on which the cleaning liquid is sprayed .
상기 기판 처리 장치에는, 유체공급부에 연결되어 상기 기판상에 유체를 분사하는 유체분사부가 더 구비될 수 있다.The substrate processing apparatus may further include a fluid injection unit connected to the fluid supply unit and configured to inject fluid onto the substrate.
상기 광조사부는 위치를 조절할 수 있는 지그(JIG)에 설치될 수 있다.The light irradiating unit may be installed in a jig (JIG) capable of adjusting the position.
상기 광조사부는 상기 광의 조사 각도를 조절할 수 있도록 고정장치에 설치될 수 있다.The light irradiating unit may be installed in a fixing device to adjust an angle of light irradiation.
상기 유체분사부는 위치를 조절할 수 있는 지그(JIG)에 설치될 수 있다.The fluid ejection unit may be installed in a jig (JIG) capable of adjusting the position.
상기 유체분사부는 상기 유체의 분사되는 각도를 조절할 수 있도록 설치될 수 있다.The fluid ejection unit may be installed to adjust the angle of ejection of the fluid.
상기 기판의 반경방향 바깥쪽부터 상기 세정액분사부, 상기 광조사부, 상기 유체분사부가 순서대로 내부에 배치되는 노즐이 구비되고, 상기 노즐이 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하며 상기 세정액, 상기 광, 상기 유체가 순서대로 상기 기판상에 도달하도록 할 수 있다. Wherein the cleaning liquid spraying unit, the light irradiation unit, and the fluid spraying unit are arranged in the order from the radially outer side of the substrate, the nozzle moves in the radial direction from the center of the substrate, So that the fluid can reach the substrate in order.
또한, 상기 기판 처리 장치에는, 세정액이 증발되어 생성되는 증기를 흡입하기 위한 진공장치가 더 구비될 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus may further include a vacuum device for sucking the steam generated by the evaporation of the cleaning liquid.
또한, 기판을 수용하여 기판 건조 공정이 수행되는 챔버와, 상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척, 상기 스핀척을 회전시키는 구동축이 더 포함될 수 있다. The apparatus may further include a chamber accommodating the substrate and performing a substrate drying process, a spin chuck rotatably provided in the chamber to support the substrate, and a drive shaft rotating the spin chuck.
상기 세정액은 IPA일 수 있다. The cleaning liquid may be IPA.
상기 광은 레이저빔일 수 있다.The light may be a laser beam.
상기 유체는 N2일 수 있다.The fluid may be N2.
본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 상기 세정액분사부로부터 기판상에 분사된 상기 세정액 위로 광조사부로부터 광을 조사하여 세정액의 증발 속도를 빠르게 하는 과정일 수 있다.The substrate processing method according to the present invention may be a process for increasing the evaporation rate of the cleaning liquid by irradiating light from the light irradiating portion onto the cleaning liquid sprayed onto the substrate from the cleaning liquid spraying portion.
상기 기판 처리 방법에는, 유체분사부를 가동시켜 상기 광이 조사된 기판상에 유체가 분사되는 단계가 더 포함될 수 있다.The substrate processing method may further include a step of activating the fluid ejection unit to eject fluid onto the substrate to which the light is irradiated.
이에 따라 상기 조사된 광이 상기 기판상에 도달하는 위치가 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하도록 진행되고, 상기 유체가 상기 기판상에 도달하는 위치가 상기 광이 상기 기판상에 도달한 위치의 뒤를 따르도록 진행될 수 있다. A position at which the irradiated light reaches the substrate moves in a radial direction from the center of the substrate, and a position at which the fluid reaches the substrate reaches a position at which the light reaches the substrate You can proceed to follow.
또한, 상기 광조사부에서 조사되는 광은 상기 기판상에 경사지게 조사되고, 상기 유체분사부에서 분사되는 유체는 상기 광이 조사된 위치에 상기 기판에 대해 수직으로 분사되도록 할 수 있다. The light irradiated from the light irradiating unit may be irradiated obliquely on the substrate, and the fluid injected from the fluid injecting unit may be injected perpendicularly to the substrate at the position irradiated with the light.
또한, 상기 광조사부에서 조사되는 광은 상기 기판상에 수직으로 조사되고, 상기 유체분사부에서 분사되는 유체는 상기 광이 조사된 위치에 상기 기판에 대해 경사지게 분사되도록 할 수 있다.The light irradiated from the light irradiating unit may be vertically irradiated onto the substrate, and the fluid injected from the fluid injecting unit may be injected obliquely to the substrate at the position irradiated with the light.
또한, 상기 기판의 반경방향 바깥쪽부터 상기 세정액분사부, 상기 광조사부, 상기 유체분사부가 내부에 배치되는 노즐이 구비되고, 상기 노즐이 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하며 상기 세정액, 상기 광, 상기 유체가 순서대로 상기 기판상에 도달하도록 할 수 있다.Further, it is preferable that a nozzle is disposed inside the cleaning liquid spraying portion, the light irradiation portion, and the fluid spraying portion from a radially outer side of the substrate, the nozzle moves in the radial direction from the center of the substrate, So that the fluid can reach the substrate in order.
또한 상기 기판 처리 방법에는, 진공장치를 가동시켜 상기 세정액이 증발되어 생성되는 세정액 증기를 진공장치 내부로 흡입하는 단계가 더 포함될 수 있다. The substrate processing method may further include the step of operating the vacuum apparatus to suck the cleaning liquid vapor generated by evaporation of the cleaning liquid into the vacuum apparatus.
상기 광은 레이저빔인 경우, 상기 레이저빔의 파장은 300㎛ 내지 1200㎛으로 할 수 있다.When the light is a laser beam, the wavelength of the laser beam may be 300 탆 to 1200 탆.
상기 세정액은 IPA이고 상기 광은 레이저빔인 경우, 상기 레이저빔의 파장은 상기 IPA에 흡수율이 높고 상기 기판에는 흡수율이 낮은 900㎛으로 하여 상기 기판의 손상을 방지할 수 있다. When the cleaning liquid is IPA and the light is a laser beam, the wavelength of the laser beam is 900 占 퐉, which has a high absorption rate in the IPA and a low absorption rate in the substrate, thereby preventing the substrate from being damaged.
상기 세정액은 IPA이고 상기 광은 레이저빔인 경우, 상기 레이저빔의 온도는 상기 IPA의 발화온도인 425℃ 미만으로 하여 열화를 방지할 수 있다. When the cleaning liquid is IPA and the light is a laser beam, the temperature of the laser beam is less than 425 DEG C, which is the ignition temperature of the IPA, so that deterioration can be prevented.
또한 상기 기판 처리 방법에는, 상기 기판을 회전시키는 단계가 선행될 수 있다.The substrate processing method may be preceded by a step of rotating the substrate.
본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 광을 이용하여 기판 건조 공정을 진행하는 데 있어서 액체 상태의 세정액을 분사하면서 세정액 위에 광을 조사하여 세정액의 온도를 순간적으로 높임으로써 기판을 빠르게 건조하고 패턴 무너짐을 방지할 수 있다.According to the substrate processing apparatus and the substrate processing method of the present invention, light is irradiated onto a cleaning liquid while instantly raising the temperature of the cleaning liquid while spraying a cleaning liquid in a liquid state, Drying and pattern collapse can be prevented.
또한, 액체를 분사하여 증발하는 세정액 증기를 기판 밖으로 불어내 기판의 건조 속도를 높이고 패턴 무너짐을 방지할 수 있다. In addition, it is possible to increase the drying speed of the substrate and prevent the pattern collapse by blowing the washing liquid vapor, which evaporates by spraying the liquid, out of the substrate.
또한, 진공장치를 설치하여 증발하는 세정액 증기를 진공장치로 흡입해 기판의 건조 속도를 높이고 패턴 무너짐을 방지할 수 있다. Further, it is possible to increase the drying speed of the substrate and prevent the pattern collapse by sucking the cleaning liquid vapor, which is evaporated by providing a vacuum device, with a vacuum device.
또한, 레이저빔과 IPA를 이용하는 건조 공정의 경우, 레이저빔의 온도를 IPA의 발화온도인 425℃ 미만으로 하여 IPA가 고온의 레이저빔으로 인해 발화하는 것을 방지할 수 있다.Further, in the case of the drying process using the laser beam and IPA, the temperature of the laser beam is set to be less than 425 DEG C, which is the ignition temperature of IPA, so that the IPA can be prevented from igniting due to the high temperature laser beam.
또한, 레이저빔과 IPA를 이용하는 건조 공정의 경우, 레이저빔의 파장을 300㎛ 내지 1200㎛으로, 바람직하게는 900㎛으로 하여 레이저빔이 IPA에 빠르게 흡수되어 온도를 높이면서 기판에는 최소한의 영향만 끼치도록 해 기판 손상을 방지할 수 있다. In the case of a drying process using a laser beam and IPA, the laser beam is rapidly absorbed into the IPA by setting the wavelength of the laser beam to 300 to 1200 mu m, preferably 900 mu m, to increase the temperature, So that damage to the substrate can be prevented.
또한, 착색 창(Colored Window)을 설치하여 레이저빔의 반사로 인해 일어날 수 있는 사고를 방지할 수 있다. In addition, a colored window can be installed to prevent an accident caused by the reflection of the laser beam.
도 1은 반도체 기판의 패턴 무너짐 현상을 개략적으로 보여주는 도면,
도 2는 종래 기술의 IPA-N2 건조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명에 의하여 레이저빔발생장치를 포함하는 기판 처리 장치의 일부를 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명에 의하여 레이저빔발생장치와 진공장치를 포함하는 기판 처리 장치의 일부를 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명에 의하여 레이저빔발생장치와 N2공급부 및 N2분사부를 포함하는 기판 처리 장치의 일부를 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명에 의하여 공급되는 N2가 기판의 중심쪽에서 바깥쪽으로 IPA 증기를 불어내도록 하는 기판 처리 장치의 일부를 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명에 의하여 레이저빔발생장치와 N2분사부 및 IPA분사부가 한 세트로 이동하며 건조공정을 수행하는 기판 처리 장치를 보여주는 평면도.
도 9는 본 발명에 의한 기판 처리 방법을 간단히 보여주는 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a pattern collapse phenomenon of a semiconductor substrate, Fig.
Figure 2 schematically shows a prior art IPA-N2 drying.
3 is a cross-sectional view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a part of a substrate processing apparatus including a laser beam generating apparatus according to the present invention.
5 is a sectional view showing a part of a substrate processing apparatus including a laser beam generating apparatus and a vacuum apparatus according to the present invention;
6 is a cross-sectional view showing part of a substrate processing apparatus including a laser beam generator, an N2 supply, and an N2 jet according to the present invention;
7 is a cross-sectional view showing a portion of a substrate processing apparatus in which N2 supplied by the present invention causes IPA vapor to blow out from the center side of the substrate.
8 is a plan view showing a substrate processing apparatus for moving a laser beam generator, an N2 jetting unit and an IPA jetting unit in one set and performing a drying process according to the present invention.
9 is a flowchart showing a method of processing a substrate according to the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도3 내지 도 7를 참조하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 대해 설명한다. The substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to Figs. 3 to 7. Fig.
본 발명의 일실시예에 의한 기판 처리 장치는, 세정액을 공급하는 세정액공급부(미도시), 상기 세정액공급부(미도시)에 연결되어 상기 기판(W)상에 상기 세정액을 분사하는 세정액분사부(130), 상기 기판(W)상에 분포되는 상기 세정액에 광을 조사하는 광조사부(140)를 포함한다. The substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cleaning liquid supply unit (not shown) for supplying a cleaning liquid, a cleaning liquid spraying unit (not shown) connected to the cleaning
또한, 상기 기판 처리 장치는, 기판(W)을 수용하여 기판 건조 공정이 수행되는 챔버(100), 상기 챔버(100) 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판(W)을 지지하는 스핀척(122), 상기 스핀척(122)을 회전시키는 구동축(121)을 포함할 수 있다. The substrate processing apparatus includes a
상기 기판(W)은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(W)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리 등의 투명 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(W)은 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 상기 기판(W)에 형상 및 크기에 따라 상기 스핀척(122)의 크기와 형상 역시 변경될 수 있다. 스핀척(122)에는 기판(W)이 안착될 수 있도록 복수의 척핀(123)이 구비된다. 상기 척핀(123)은 기판(W) 둘레를 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 상기 척핀(123)의 개수와 형상은 다양하게 변경될 수 있다.The substrate W may be a silicon wafer serving as a semiconductor substrate. However, the present invention is not limited thereto, and the substrate W may be a transparent substrate such as a glass used for a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP). In addition, the shape and size of the substrate W are not limited by the drawings, and may have substantially various shapes and sizes such as circular and rectangular plates. The size and shape of the
상기 스핀척(122)의 하부에는 상기 스핀척(122)을 회전시키기 위한 구동축(121)이 연결된다. 상기 구동축(121)에는 회전력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부(미도시)가 연결되어, 상기 구동축(121) 및 상기 스핀척(122)을 소정 속도로 회전시킴으로써 상기 스핀척(122) 위에 안착된 기판(W)을 건조할 수 있다.A
상기 세정액공급부(미도시)와 상기 세정액분사부(130)는 서로 연결되어 상기 기판(W)상에 상기 세정액을 분사한다. 상기 세정액은 액체 상태의 IPA일 수 있다.The cleaning liquid supply unit (not shown) and the cleaning
상기 광조사부(140)로부터 방출되는 광은 레이저빔일 수 있으며, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 레이저빔을 상기 기판(W)상에 도포된 상기 IPA에 조사할 수 있다. 이때 상기 레이저빔의 온도가 높을수록 상기 IPA가 고온으로 가열되면서 증발속도가 빨라져 기판(W)의 건조속도 또한 빨라지고 패턴 무너짐 현상을 방지할 수 있다. The light emitted from the
상기 레이저빔의 반사로 인해 일어날 수 있는 사고를 예방하기 위해 상기 기판 처리 장치의 둘레에는 착색 창(180, Colored Window)이 설치될 수 있다. A
상기 기판 처리 장치는 유체공급부(미도시)와 상기 유체공급부(미도시)에 연결되는 유체분사부(150)를 포함할 수 있다. 상기 유체분사부(150)에서 분사되는 유체는 N2일 수 있으며, 상기 기판(W)상에 분포되는 상기 IPA에 상기 N2를 분사함으로써 기판(W)이 빠르게 건조되도록 할 수 있다. The substrate processing apparatus may include a fluid supply unit (not shown) and a
상기 광조사부(140)와 상기 유체분사부(150)는, 도 4에 나타난 바와 같이, 각각의 위치를 조절할 수 있는 지그(170, JIG)에 설치되어 상기 레이저빔과 상기 N2가 상기 기판(W)상에 도달하는 위치를 특정할 수 있다. 또한, 각각의 공급 각도를 조절할 수 있는 고정장치(171)에 되어 상기 레이저빔과 상기 N2가 상기 기판(W)상에 도달하는 위치를 특정할 수 있다. 도 4에서는 하나의 지그(170)에 상기 광조사부(140)와 상기 유체분사부(150)가 결합된 것으로 예시하였으나, 상기 광조사부(140)와 상기 유체분사부(150)가 각각 별개의 지그(170)에 결합되어 위치를 조절하도록 구성될수도 있다. As shown in FIG. 4, the
상기 광조사부(140)와 상기 유체분사부(150)의 위치를 조절하여, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 레이저빔이 상기 기판(W) 위에 분포되는 상기 IPA에 경사지게 조사되도록 한 다음 그 도달지점에 상기 N2가 상기 기판(W)에 수직으로 분사되도록 할 수 있다. The position of the
또한 상기 광조사부(140)와 상기 유체분사부(150)의 위치를 조절하여, 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 레이저빔이 상기 기판(W) 위에 분포되는 상기 IPA에 상기 기판(W)에 대해 수직으로 조사되도록 한 다음 그 도달지점에 상기 N2가 경사지게 분사되도록 할 수 있다. 이때 상기 N2가 상기 기판(W)의 중심에서 바깥쪽으로 불어져 나가도록 분사하여, 상기 레이저빔으로 인해 가열되어 증발한 IPA 증기를 상기 기판(W)의 중심에서 바깥쪽으로 불어내는 역할을 겸할 수 있다. 6, the position of the
또한 상기 기판 처리 장치는, 도 7에 나타난 바와 같이, 회전하는 상기 기판(W)의 중심으로부터 반경방향으로 이동하는 노즐(172)을 포함할 수 있다. 상기 노즐(172) 내부에는 상기 기판(W)의 반경방향 바깥쪽부터 상기 세정액분사부(130)와 상기 광조사부(140), 상기 유체분사부(150)가 순서대로 배치되어, 상기 노즐(172)이 회전하는 상기 기판(W)의 중심으로부터 반경방향으로 이동하면서 상기 IPA, 상기 레이저빔, 상기 N2가 순서대로 상기 기판(W)상에 도달하도록 구성될 수 있다. 7, the substrate processing apparatus may include a
도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 장치의 구성에 대하여 설명한다. A configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 장치는, 도 4 내지 도 5에서 설명한 기판 처리 장치에서, 유체공급부(미도시) 및 유체분사부(150)를 제외하고 진공장치(160)를 포함하는 기판 처리 장치일 수 있다. 4 to 5, the substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a substrate (not shown) including a fluid supply unit (not shown) and a
상기 진공장치(160)는, 도 8에 나타난 바와 같이, 레이저빔이 기판(W) 위에 분포되는 IPA상에 조사되어 생성되는 상기 IPA 증기를 흡수하고 기판이 빠르게 건조되도록 할 수 있다. The
또한, 상기 도 8의 실시예에서 유체분사부(150)가 더 구비될 수도 있다. In addition, the
도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 기판 처리 방법에 대해 설명한다. A substrate processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
단계 S10은, 기판(W)이 척핀(123)에 안착된 상태에서 구동축(121)을 가동시켜 스핀척(122) 위에 놓인 상기 기판(W)을 회전시키는 단계이다. Step S10 is a step of rotating the substrate W placed on the
단계 S20은, 세정액분사부(130)를 가동시켜 액체 상태의 IPA를 기판(W)상에 분사하는 단계이다. Step S20 is a step of activating the cleaning
단계 S30은, 광조사부(140)를 가동시켜 상기 단계 S20을 통해 상기 기판(W)상에 분포되는 상기 IPA에 레이저빔을 조사함으로써 상기 IPA의 온도를 높이고 증발속도를 빠르게 하여 기판의 건조 속도를 높이는 단계이다.In step S30, the
상기 단계 S30에서 조사되는 상기 레이저빔의 온도는 상기 IPA의 발화온도인 425℃ 미만이 되도록 하여 고온으로 인한 상기 IPA의 발화를 방지할 수 있다. The temperature of the laser beam irradiated in step S30 may be less than the ignition temperature of the IPA of 425 DEG C to prevent the ignition of the IPA due to the high temperature.
또한 상기 단계 S30에서 조사되는 상기 레이저빔의 파장은 300㎛ 내지 1200㎛으로, 바람직하게는 900㎛으로 하여, 상기 IPA에 흡수율이 높아 효율적으로 열을 전달하는 동시에 상기 기판(W)에 대한 흡수율이 낮아 기판(W)의 열화로 인한 손상을 방지하도록 할 수 있다.In addition, the wavelength of the laser beam irradiated in the step S30 is 300 m to 1200 m, preferably 900 m, so that the absorptance of the IPA is high and the heat is efficiently transferred, and the absorptivity of the substrate W It is possible to prevent the substrate W from being damaged due to deterioration of the substrate W.
단계 S40은, 유체분사부(150)를 가동시켜 상기 IPA 용액 위에 상기 N2를 분사함으로써 상기 기판(W)을 건조하는 단계일 수 있다. Step S40 may be a step of activating the
상기 기판 건조 과정은, 상기 레이저빔과 상기 N2가 상기 기판(W)상에 도달하는 위치가 상기 기판(W)의 중심으로부터 반경방향으로 이동하며 이루어질 수 있다. 이때, 상기 N2가 상기 기판(W)상에 도달하는 위치가 상기 레이저빔이 상기 기판(W)상에 도달한 위치의 뒤를 따르도록 하여, 레이저빔으로 가열한 상기 IPA를 상기 N2로 불어내어 건조하도록 할 수 있다. 도 4를 참조하면, 지그(170)이 상기 기판(W)의 중심으로부터 반경방향으로 이동하는 경우, 상기 세정액분사부(130), 상기 광조사부(140), 상기 유체분사부(150)의 순서대로 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하므로, 상기 기판상에 상기 IPA, 상기 레이저빔, 상기 N2의 순서대로 도달한다는 것을 알 수 있다. The substrate drying process may be performed such that a position at which the laser beam and the N2 reach the substrate W moves in a radial direction from the center of the substrate W. [ At this time, the IPA heated by the laser beam is blown to the N2 so that the position where the N2 reaches the substrate W follows the position where the laser beam reaches the substrate W, . 4, when the
또한, 도 7에 나타난 바와 같이, 회전하는 상기 기판의 반경방향 바깥쪽부터 상기 세정액분사부(130), 상기 광조사부(140), 상기 유체분사부(150)가 내부에 배치되는 노즐(172)이 구비되고, 상기 노즐(172)이 회전하는 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하며 상기 IPA, 상기 레이저빔, 상기 N2가 순서대로 상기 기판(W)상에 도달하여 건조 공정을 수행할 수 있다.7, the
도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 방법에 대해 설명한다. A substrate processing method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 방법은, 도 9에서 설명한 기판 처리 방법에서, 단계 S40의 유체분사부(150)를 대신하여 진공장치(160)를 가동시키는 방법이다. 이에 의해 단계 S40은, 기판(W)상에 분포된 IPA상에 레이저빔이 조사되어 생성되는 IPA 증기를 상기 진공장치(160) 내부로 흡입함으로써 상기 기판(W)이 빠르게 건조되도록 하는 단계일 수 있다. The substrate processing method according to another embodiment of the present invention is a method of operating the
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And this also belongs to the present invention.
W : 기판
100 : 챔버
121 : 구동축
122 : 스핀척
123 : 척핀
130 : 세정액분사부
140 : 광조사부
150 : 유체분사부
160 : 진공장치
170 : 지그(JIG)
171 : 고정장치
172 : 노즐
180 : 착색 창(Colored Window)W: substrate 100: chamber
121: drive shaft 122: spin chuck
123: Chuck pin 130: Cleaning liquid dispensing part
140: light irradiation part 150: fluid ejection part
160: vacuum apparatus 170: jig (JIG)
171: Fixing device 172: Nozzle
180: Colored Window
Claims (23)
상기 세정액이 분사되는 기판의 표면에 광을 조사하는 광조사부;
를 포함하는 기판 처리 장치.A cleaning liquid spraying unit for spraying a cleaning liquid onto the substrate;
A light irradiating unit for irradiating light onto the surface of the substrate on which the cleaning liquid is sprayed;
And the substrate processing apparatus.
유체공급부에 연결되어 상기 기판상에 유체를 분사하는 유체분사부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
And a fluid ejecting unit connected to the fluid supply unit and configured to eject fluid onto the substrate.
상기 광조사부는 위치를 조절할 수 있는 지그(JIG)에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light irradiating unit is installed in a jig (JIG) capable of adjusting the position.
상기 광조사부는 상기 광의 조사 각도를 조절할 수 있도록 고정장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light irradiating unit is installed in a fixing device so as to adjust an angle of irradiation of the light.
상기 유체분사부는 위치를 조절할 수 있는 지그(JIG)에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the fluid ejection unit is installed in a jig (JIG) capable of adjusting the position.
상기 유체분사부는 상기 유체의 분사되는 각도를 조절할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the fluid ejection unit is installed to adjust an angle of ejection of the fluid.
상기 기판의 반경방향 바깥쪽부터 상기 세정액분사부, 상기 광조사부, 상기 유체분사부가 순서대로 내부에 배치되는 노즐이 구비되고;
상기 노즐이 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하며 상기 세정액, 상기 광, 상기 유체가 순서대로 상기 기판상에 도달하도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the cleaning liquid spraying portion, the light irradiation portion, and the fluid spraying portion are arranged in the order from the radial outside of the substrate;
Wherein the nozzle moves in a radial direction from the center of the substrate so that the cleaning liquid, the light, and the fluid sequentially reach the substrate.
상기 세정액이 증발되어 생성되는 증기를 흡입하기 위한 진공장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a vacuum device for sucking the steam generated by evaporation of the cleaning liquid.
상기 기판을 수용하여 기판 건조 공정이 수행되는 챔버;
상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척;
상기 스핀척을 회전시키는 구동축;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
A chamber in which the substrate is received and a substrate drying process is performed;
A spin chuck rotatably installed in the chamber to support the substrate;
A drive shaft for rotating the spin chuck;
The substrate processing apparatus further comprising:
상기 세정액은 IPA인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the cleaning liquid is IPA.
상기 광은 레이저빔인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the light is a laser beam.
상기 유체는 N2인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the fluid is N2.
유체분사부를 가동시켜, 상기 광이 조사된 기판상에 유체가 분사되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법. 14. The method of claim 13,
Further comprising the step of activating the fluid ejection portion to eject the fluid onto the substrate to which the light is irradiated.
조사된 상기 광이 상기 기판상에 도달하는 위치가 상기 기판의 중심으로부터 반경방향으로 이동하도록 진행되고;
상기 유체가 상기 기판상에 도달하는 위치가 상기 광이 상기 기판상에 도달한 위치의 뒤를 따르도록 진행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법. 15. The method of claim 14,
The position at which the irradiated light reaches the substrate proceeds to move radially from the center of the substrate;
Wherein a position at which the fluid reaches the substrate is progressed following a position at which the light reaches the substrate.
상기 광조사부에서 조사되는 상기 광은 상기 기판상에 경사지게 조사되고;
상기 유체분사부에서 분사되는 상기 유체는 상기 광이 조사된 위치에 상기 기판에 대해 수직으로 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법. 16. The method of claim 15,
The light irradiated from the light irradiating portion is obliquely irradiated onto the substrate;
Wherein the fluid ejected from the fluid ejecting portion is ejected perpendicularly to the substrate at a position where the light is irradiated.
상기 광조사부에서 조사되는 상기 광은 상기 기판상에 수직으로 조사되고;
상기 유체분사부에서 분사되는 상기 유체는 상기 광이 조사된 위치에 상기 기판에 대해 경사지게 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법. 16. The method of claim 15,
The light irradiated from the light irradiation portion is vertically irradiated onto the substrate;
Wherein the fluid ejected from the fluid ejecting portion is injected obliquely with respect to the substrate at a position where the light is irradiated.
진공장치를 가동시켜, 상기 세정액이 증발되어 생성되는 세정액 증기를 진공장치 내부로 흡입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법. 14. The method of claim 13,
Further comprising the step of operating the vacuum apparatus to suck the cleaning liquid vapor generated by evaporation of the cleaning liquid into the inside of the vacuum apparatus.
상기 광은 레이저빔인 경우;
상기 레이저빔의 파장은 300㎛ 내지 1200㎛으로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.19. The method according to any one of claims 13 to 18,
When the light is a laser beam;
Wherein the wavelength of the laser beam is 300 占 퐉 to 1200 占 퐉.
상기 세정액은 IPA이고 상기 광은 레이저빔인 경우;
상기 레이저빔의 파장은 상기 IPA에 흡수율이 높고 상기 기판에는 흡수율이 낮은 900㎛으로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.19. The method according to any one of claims 13 to 18,
The cleaning liquid is IPA and the light is a laser beam;
Wherein the wavelength of the laser beam is 900 占 퐉 wherein the absorption rate of the IPA is high and the absorption rate of the substrate is low.
상기 세정액은 IPA이고 상기 광은 레이저빔인 경우;
상기 레이저빔의 온도는 상기 IPA의 발화온도인 425℃ 미만으로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.19. The method according to any one of claims 13 to 18,
The cleaning liquid is IPA and the light is a laser beam;
Wherein the temperature of the laser beam is less than 425 DEG C, which is the ignition temperature of the IPA.
상기 유체는 N2인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.19. The method according to any one of claims 13 to 18,
Wherein the fluid is N2.
상기 기판을 회전시키는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법. 19. The method according to any one of claims 13 to 18,
Wherein the step of rotating the substrate is preceded by the step of rotating the substrate.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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