KR20190051654A - method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는 기판을 건조하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 반도체 소자의 디자인 룰은 빠르게 감소하고 있다. 이에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 다양하게 개발되고 있다. 예를 들어, 습식 세정 공정의 세정액은 건조 시 표면 장력에 의해 패턴을 붕괴시키거나 패턴간에 달라 붙는 불량을 일으킬 수 있다. 초임계 건조 공정은 기판 상의 세정액을 초임계 유체로 대체하여 패턴 붕괴 불량 및 패턴 접합 불량을 방지할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 초임계 건조 공정은 세정 공정에 비해 장시간 소요될 수 있다.In recent years, the design rule of semiconductor devices has been rapidly decreasing. Accordingly, various methods for manufacturing semiconductor devices have been developed. For example, a cleaning liquid in a wet cleaning process may cause a failure in drying due to surface tension, or a defect in sticking between the patterns. The supercritical drying process can replace the cleaning liquid on the substrate with supercritical fluid to prevent pattern collapse failure and pattern bonding failure. Nevertheless, the supercritical drying process can take a longer time than the cleaning process.
본 발명의 일 과제는 파티클 발생을 억제하고, 건조 시간을 단축할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of suppressing the generation of particles and shortening the drying time.
본 발명은 기판 처리 장치를 개시한다. 그의 장치는, 하부 하우징; 상기 하부 하우징을 덮는 상부 하우징; 및 상기 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 배치되어 기판을 수납하는 척을 포함한다. 상기 상부 하우징은 상기 척 상의 상기 기판으로부터 1.5mm 내지 5.5mm의 갭을 가질 수 있다.The present invention discloses a substrate processing apparatus. The apparatus includes a lower housing; An upper housing covering the lower housing; And a chuck disposed between the upper housing and the lower housing to receive the substrate. The upper housing may have a gap of 1.5 mm to 5.5 mm from the substrate on the chuck.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 약 100cm3 내지 약 400 cm3의 내부 부피(internal volume)을 갖는 챔버를 포함할 수 있다. 상기 챔버는 초임계 유체 내의 파티클을 약 1만개이하로 억제하고, 기판의 건조시간을 약 1분 40초 이하로 단축할 수 있다.As described above, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may include a chamber having an internal volume of about 100 cm 3 to about 400 cm 3 . The chamber can suppress particles in the supercritical fluid to about 10,000 or less and shorten the drying time of the substrate to about 1 minute and 40 seconds or less.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 건조 장치들의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판과 상부 하우징 사이의 거리에 따른 파티클의 개수와 기판 처리 시간을 보여주는 그래프들이다.
도 4는 도 2의 척의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 2의 오링의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 2의 하부 하우징의 일 예를 보여주는 평면도이다.1 is a plan view showing a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the drying apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing the number of particles and the substrate processing time according to the distance between the substrate and the upper housing of FIG. 2. FIG.
Fig. 4 is a perspective view showing an example of the chuck of Fig. 2;
5 is a cross-sectional view showing an example of the O-ring of FIG.
FIG. 6 is a plan view showing an example of the lower housing of FIG. 2. FIG.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 시스템(10)을 보여준다. Figure 1 shows a
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(10)은 습식 처리 시스템(wet process system)를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 기판 처리 시스템(10)은 기판 반송 장치(20), 연마 장치들(30), 세정 장치들(40), 및 건조 장치들(50)를 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, the
상기 기판 반송 장치(20)는 상기 연마 장치들(30), 상기 세정 장치들(40) 및 상기 건조 장치들(50)로 가이드 레일(22)을 따라 기판(W)을 반송할 수 있다. 상기 기판(W)은 기판 반송 장치(20)에 의해 로드 포트들(14) 상의 캐리어들(12)에 로딩/언로딩될 수 있다. The
상기 연마 장치들(30)은 가이드 레일(22)의 말단에 배치될 수 있다. 상기 연마 장치들(30)은 상기 기판(W)을 연마할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마 장치들(30)은 습식의 슬러리를 이용하여 상기 기판(W)의 화학적기계적연마(CMP) 공정을 수행할 수 있다.The
상기 세정 장치들(40)은 상기 연마 장치들(30)과 상기 로드 포트들(14) 사이에 배치될 수 있다. 상기 세정 장치들(40)은 강산성 세정제 및/또는 유기 용매를 사용하여 상기 기판(W)을 습식으로 세정할 수 있다. 예를 들어, 상기 세정 장치들(40)은 이소프로필렌 알코올(IPA)을 사용하여 상기 기판(W)을 세정할 수 있다. The
상기 건조 장치들(50)은 상기 세정 장치들(40)과 상기 로드 포트들(14) 사이에 배치될 수 있다. 상기 건조 장치들(50)은 상기 기판(W)을 건조할 수 있다. 예를 들어, 상기 건조 장치들(50)은 초임계 유체(ex, CO2)를 사용하여 상기 기판(W) 상의 이소프로필렌 알코올을 건조 및/또는 처리할 수 있다. The
도 2는 도 1의 건조 장치들(50)의 일 예를 보여준다.Fig. 2 shows an example of the
도 2를 참조하면, 건조 장치들(50)의 각각은 챔버(60), 초임계 유체 공급 부(70) 및 배기 부(80)를 포함할 수 있다. 상기 챔버(60) 내에는 상기 기판(W)이 제공될 수 있다. 상기 초임계 유체 공급 부(70)는 상기 챔버(60) 내에 초임계 유체(72)를 공급할 수 있다. 상기 초임계 유체(72)는 상기 기판(W) 상의 이소프로필렌 알코올을 용해시켜 상기 기판(W)을 건조시킬 수 있다. 상기 배기 부(80)는 상기 챔버(60) 내의 상기 초임계 유체(72)를 배기할 수 있다. 상기 기판(W)은 상기 초임계 유체(72)에 의해 상기 이소프로필렌 알코올(IPA)의 건조 자국없이 건조될 수 있다. Referring to FIG. 2, each of the
한편, 상기 초임계 유체(72)는 상기 챔버(60) 내에 상압(ex, 1기압)보다 높은 고압(ex, 10 기압 내지 100기압)으로 제공될 수 있다. 상기 챔버(60)의 내부 부피 및/또는 내부 용적은 상기 초임계 유체(72)의 공급 량 및/또는 소모 량에 비례할 수 있다. 상기 챔버(60)의 내부 부피가 감소되면, 상기 초임계 유체(72)의 공급 량 및/또는 소모 량은 감소할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 챔버(60)의 내부 부피가 감소되면, 상기 초임계 유체(72) 내의 파티클(90)의 생성 량(natural generation amount and/or inherent yield)은 증가할 수 있다. The
이하, 상기 챔버(60)의 구조에 대해 살펴본 후 상기 파티클(90)의 발생에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the structure of the
도 2를 다시 참조하면, 상기 챔버(60)는 하부 하우징(62), 상부 하우징(64), 척(66), 및 오링(68)을 포함할 수 있다. Referring again to FIG. 2, the
상기 하부 하우징(62)은 기판(W)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 기판(W)은 상기 하부 하우징(62)의 내부 바닥 상에 배치될 수 있다. 이상적으로, 상기 기판(W)은 상기 하부 하우징(62)의 내부 바닥 상에 접촉될 수 있다. The
상기 상부 하우징(64)은 상기 하부 하우징(62) 상에 배치되어 상기 기판(W)을 덮을 수 있다. 상기 챔버(60)의 내부 부피는 상기 하부 하우징(62)과 상기 상부 하우징(64)에 의해 결정될 수 있다. 상기 초임계 유체 공급 부(70)는 상기 상부 하우징(64)의 중심으로 연결될 수 있다. 상기 기판(W)은 상기 상부 하우징(64)과의 갭(D1)을 가질 수 있다. 상기 초임계 유체(72)는 상기 갭(D1) 내에 충진될 수 있다. 상기 갭(D1)은 약 1.5mm 내지 약 5.5mm의 거리 및/또는 높이일 수 있다. 상기 기판(W)은 약 0.5mm의 두께를 가질 수 있다.The
상기 척(66)은 상기 하부 하우징(62)과 상기 상부 하우징(64) 사이에 배치될 수 있다. 상기 척(66)은 상기 기판(W)을 상기 하부 하우징(62)과 상기 상부 하우징(64) 사이에 고정할 수 있다. The
상기 오링(68)은 상기 하부 하우징(62)과 상기 상부 하우징(64)의 가장자리들 사이에 배치될 수 있다. 상기 오링(68)은 상기 하부 하우징(62)과 상기 상부 하우징(64)을 밀봉할 수 있다.The O-
도 3은 도 2의 갭(D1)에 따른 파티클(90)의 개수와, 기판(W)의 건조 시간을 보여준다.Fig. 3 shows the number of
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 갭(D1)이 약 1.5mm 내지 약 5.5mm일 때, 상기 파티클(90)은 상기 챔버(60) 내에 약 1만 내지 500개정도로 발생될 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3, when the gap D1 is about 1.5 mm to about 5.5 mm, the
상기 기판(W)과 상기 상부 하우징(64) 사이의 거리가 약 1.5mm 일 때, 상기 챔버(60)의 내부 부피는 약 100cm3 일 수 있다. 상기 기판(W)의 건조 공정은 약 1분정도 소요될 수 있다. 상기 기판(W)과 상기 상부 하우징(64) 사이의 거리가 약 5.5mm 일 때, 상기 챔버(60)의 내부 부피는 약 400cm3일 수 있다. 상기 기판(W)의 건조 공정은 기존의 2분보다 작은 약 1분 40초 정도 소요될 수 있다. 상기 초임계 유체(72)는 상기 챔버(60) 내에 약 100cm3 내지 약 400cm3 정도 제공될 수 있다. When the distance between the substrate W and the
도 4는 도 2의 척(66)을 보여준다.Fig. 4 shows the
도 4를 참조하면, 상기 척(66)은 홀더들(65) 및 고정 판들(67)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 홀더들(65)은 상기 기판(W)을 수납할 수 있다. 상기 홀더들(65)은 상기 기판(W)의 가장자리를 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(W)은 4개의 상기 홀더들(65)에 의해 수평으로 지지될 수 있다. The
상기 고정 판들(67)의 각각은 한 쌍의 상기 홀더들(65)을 서로 연결시킬 수 있다. 상기 고정 판들(67)은 상기 홀더들(65)을 도 3의 상기 상부 하우징(64)에 연결시킬 수 있다. 상기 고정 판들(67)의 각각은 상기 초임계 유체(72)를 통과시키는 유체 홀(69)을 가질 수 있다. Each of the fixing
도 5는 도 2의 오링(68)을 보여준다.Figure 5 shows the O-
도 5를 참조하면, 상기 오링(68)은 상기 하부 하우징(62) 가장자리의 가이딩 홈(63) 내에 배치될 수 있다. 상기 가이딩 홈(63)은 상기 홀더(65)와 정렬될 수 있다. 즉, 상기 가이딩 홈(63)은 상기 상부 하우징(64)의 가장자리 하부 면, 또는 상기 하부 하우징(62)의 가장자리 상부면으로부터 상기 고정 판들(67)의 수직 길이(D2)와 동일한 깊이(D3)를 가질 수 있다. 또한, 상기 가이딩 홈(63)은 상기 하부 하우징(62)의 가장자리 방향으로 경사진 요철(61)을 가질 수 있다. 상기 오링(68)은 상기 경사진 요철(61) 내에 제공될 수 있다. 상기 오링(68)은 비대칭 사다리꼴 모양의 단면을 가질 수 있다. 상기 가이딩 홈(63)과 오링(68)은 그들의 결합 공간(coupling space)을 최소화할 수 있다. 초임계 유체(72)의 배기 시에 상기 가이딩 홈(63)과 오링(68)은 상기 결합 공간 내의 잔류 가스(74)에 의한 상기 기판(W)의 오염을 최소화할 수 있다.Referring to FIG. 5, the O-
도 6은 도 2의 하부 하우징(62)의 일 예를 보여준다.Fig. 6 shows an example of the
도 6을 참조하면, 상기 하부 하우징(62)은 상기 가이딩 홈(63) 상에 배치되어 상기 오링(68)을 상기 가이딩 홈(63) 내에 고정(clamp)하는 클램핑 부들(92)을 포함할 수 있다. 상기 클램핑 부들(92)은 상기 오링(68)의 원주 방향으로 서로 이격할 수 있다. 초임계 유체(72)의 배기 시, 상기 가이딩 홈(63)과 오링(68) 사이의 상기 결합 공간 내의 잔류 가스(74)는 상기 클램핑 부들(92) 사이로 배기될 수 있다. 예를 들어, 상기 클램핑 부들(92)의 각각은 기둥(pillar)을 포함할 수 있다. 6, the
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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 exemplary embodiments or constructions. It can be understood that It is therefore to be understood that the above-described embodiments and applications are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (10)
상기 하부 하우징을 덮는 상부 하우징; 및
상기 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 배치되어 기판을 수납하는 척을 포함하되,
상기 상부 하우징은 상기 척 상의 상기 기판으로부터 1.5mm 내지 5.5mm의 갭을 갖는 기판 처리 장치.
A lower housing;
An upper housing covering the lower housing; And
And a chuck disposed between the upper housing and the lower housing to receive the substrate,
Wherein the upper housing has a gap of 1.5 mm to 5.5 mm from the substrate on the chuck.
상기 상부 하우징의 중심으로 연결되고, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 초임계 유체를 제공하는 초임계 유체 공급 부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a supercritical fluid supply coupled to a center of the upper housing and providing a supercritical fluid between the upper housing and the lower housing.
상기 척은 상기 기판의 가장자리를 지지하는 복수개의 홀더들을 포함하는 기판 처리 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the chuck comprises a plurality of holders for supporting an edge of the substrate.
상기 척은 상기 홀더들을 상기 상부 하우징에 연결하고 상기 초임계 유체를 통과시키는 유체 홀들을 갖는 고정 판을 더 포함하는 기판 처리 장치.
The method of claim 3,
Wherein the chuck further comprises a fixation plate having fluid holes connecting the holders to the upper housing and allowing the supercritical fluid to pass therethrough.
상기 하부 하우징의 가장자리와 상기 상부 하우징의 가장자리 사이에 배치되어 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징을 밀봉하는 오링을 더 포함하는 기판 처리장치.
5. The method of claim 4,
And an O-ring disposed between an edge of the lower housing and an edge of the upper housing to seal the lower housing and the upper housing.
상기 하부 하우징은 상기 오링을 고정하는 가이딩 홈을 갖는 기판 처리장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the lower housing has a guiding groove for fixing the O-ring.
상기 가이딩 홈은 상기 홀더들과 정렬되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the guiding groove is aligned with the holders.
상기 가이딩 홈은 상기 고정 판의 수직 길이와 동일한 깊이를 갖는 기판 처리 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the guiding groove has a depth equal to a vertical length of the fixing plate.
상기 하부 하우징은 상기 가이딩 홈의 상에 배치되어, 상기 가이딩 홈 내에 상기 오링을 고정하는 클램핑 부들을 더 포함하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the lower housing further comprises clamping portions disposed on the guiding groove for clamping the O-ring in the guiding groove.
상기 가이딩 홈은 상기 하부 하우징의 외곽 방향으로 요철을 갖되,
상기 오링은 상기 요철 내에 제공되고, 비대칭 사다리꼴 모양의 단면을 갖는 기판 처리 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the guiding groove has a concavo-convex shape in the outward direction of the lower housing,
Wherein the O-ring is provided in the concavity and convexity and has an asymmetrical trapezoidal cross section.
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KR102538114B1 (en) | 2023-05-31 |
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