KR20190086202A - 기판 처리 시스템 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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채희성
권영규
최광락
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 전면(前面)에는 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되고 후면(後面)에는 패턴 또는 막이 형성되지 않은 기판을 처리하는 기판 처리 시스템은, 기판의 전면에 대한 연마 공정과 기판의 후면에 대한 연마 공정이 행해지는 연마 파트를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은, 반도체 패키지의 집적도를 향상시키고 광을 이용한 후공정에서의 정밀도를 보다 향상시키는 효과가 있다.

Description

기판 처리 시스템 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESING SYSTEM AND SUBSTRATE PROCESING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 시스템 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되지 않은 기판의 후면(後面)과 패턴 또는 막이 형성된 기판의 전면을 모두 연마할 수 있는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자는 미세한 회로선이 고밀도로 집적되어 제조됨에 따라, 이에 상응하는 정밀 연마가 기판 표면에 행해진다. 기판의 연마를 보다 정밀하게 행하기 위해서는 기계적인 연마 뿐만 아니라 화학적 연마가 병행되는 화학 기계적 연마 공정(CMP공정)이 행해진다.
즉, 기판에 대하여 평탄 연마 공정을 행하여 정교한 연마층의 두께 제어를 행하여, 미세한 소자들이 실장되는 형태로 반도체 패키지를 제조되고 있다.
종래에는 반도체 패키지의 제조에 사용되는 기판은 패턴이나 막이 형성된 전면(前面)의 연마 공정이 행해지고 있다. 그러나, 기판의 전면에만 연마 공정이 행해지는 경우에는, 적층 형태의 반도체 패키지를 제조하는 데 있어서 적층 높이가 불일정해짐에 따라 집적도를 향상시키는 데 한계가 지적되어 왔다.
특히, 연마 공정 이후에 행해지는 노광 공정에서는, 기판의 후면(後面)의 요철로 인하여 기판이 미세하게 기울여지게 거치됨에 따라, 기판과 마스크의 정렬 상태에 오류가 생겨서, 정확한 패턴의 형성이 어려워지는 문제가 야기되었다.
또한, 광이 기판을 가로질러 관통하는 기판으로 반도체 패키지를 제조하는 경우에는, 후면의 우둘투둘한 요철로 인하여 기판에 조사한 광이 후면의 요철에 난반사되면서, 식각 부위의 경계가 뚜렷하지 않게 되는 문제가 있었다.
따라서, 상기와 같은 반도체 패키지의 제조 공정의 문제를 해소하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되지 않은 기판의 후면(後面)과 패턴 또는 막이 형성된 기판의 전면을 모두 연마할 수 있는 기판 처리 시스템 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 연마 후 공정(예를 들어, 노광 공정)에서의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 후면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있으며, 이물질에 의한 2차 오염을 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구조를 간소화하고 설계자유도를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 연마 효율 및 세정 효율을 향상시킬 수 있으며, 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 연마 공정이 진행되기 이전에 기판에 존재하는 이물질을 일차적으로 제거하여 연마 공정시 이물질에 의한 기판의 손상을 방지할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기존 설비의 레이아웃을 변경 또는 추가하거나 공정 효율을 저하시키기 않고도, 기판에 존재하는 이물질을 최소화할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전면(前面)에는 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되고 후면(後面)에는 패턴 또는 막이 형성되지 않은 기판을 처리하는 기판 처리 시스템은, 기판의 전면에 대한 연마 공정과 기판의 후면에 대한 연마 공정이 행해지는 연마 파트를 포함하는 것에 의하여, 반도체 패키지의 집적도를 향상시키고 광을 이용한 후공정에서의 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
참고로, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '전면(前面)'이라는 용어는 산화물, 금속 등의 패턴이나 막이 형성된 쪽의 표면을 지칭하는 것으로 정의하고, '후면(後面)'이라는 용어는 패턴이나 막이 형성되지 않은 '전면의 반대쪽 표면'을 지칭하는 것으로 정의한다.
또한, 본 발명에서 기판의 '준비 세정'이라 함은, 기판에 대한 연마 공정(전면 연마 공정 및 후면 연마 공정)이 진행되기 전에, 다시 말해서 연마가 이루어지지 않은 기판의 표면에 대해 최초로 수행되는 세정 공정을 의미한다.
또한, 본 발명에서 기판의 '예비 세정'이라 함은, 연마가 완료된 기판의 표면(전면 및 후면)에 대해 최초로 수행되는 세정 공정을 의미하며, 후속 세정이 진행되기 전에 연마가 완료된 기판의 표면에 존재하는 이물질을 일차적으로 세정하기 위한 세정 공정으로 이해될 수 있다.
또한, 본 발명에서 세정 파트에 의한 후속 세정이라 함은, 예비 세정이 진행된 후 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 세정하기 위한 마무리 세정 공정으로 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 패턴 또는 막이 형성되지 않은 기판의 후면과 패턴 또는 막이 형성된 기판의 전면을 모두 효과적으로 연마하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 기판의 전면과 함께 기판의 후면을 연마하는 것에 의하여, 연마 공정 이후에 행해지는 노광 공정 중에, 기판의 후면에 형성된 요철에 의한 마스크의 정렬 오류를 방지하고, 정확한 패턴을 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 광투과성 재질로 기판이 형성되는 경우에, 기판의 후면이 평탄하게 연마됨에 따라, 노광 공정에서 조사되는 광이 기판 후면의 요철에 의해 난반사되는 것을 억제하여, 노광 영역과 비노광 영역의 경계를 명확하게 한 포토 공정을 행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판의 후면을 연마하는 것에 의하여, 기판의 후면에 존재하는 이물질을 제거할 수 있으므로, 이물질에 의한 기판간의 2차 오염을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 연마 효율 및 세정 효율을 향상시킬 수 있으며, 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 구조를 간소화하고 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 기판에 잔존하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 기판의 세정 공정을 간소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판의 표면에 이물질이 고착되는 것을 최소화할 수 있으며, 기판의 불량률을 최소화하고, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공정 효율을 저하시키기 않고, 연마 공정 전에 기판에 잔존하는 이물질을 최소화할 수 있으며, 연마 공정시 이물질에 의한 스크레치 발생과 같은 기판의 손상을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 세정 파트의 풋프린트(footprint)를 저감시키고, 공간효율성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 기판 처리 방식을 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 기판 처리 방식의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 기판 거치부와 세정 유체 분사부를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 세정액 분사부를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 이종 유체 분사부를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 이종 유체 분사부의 다른예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 이종 유체 분사부의 오실레이션 기능을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 스팀 분사부를 도시한 도면,
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 이종 유체 분사부의 또 다른예를 도시한 도면,
도 13은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 세정 브러쉬를 도시한 도면,
도 14는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 메가소닉 발생부를 도시한 도면,
도 15는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 접촉식 세정유닛의 제1세정 브러쉬를 도시한 도면,
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 접촉식 세정유닛의 이물질 제거부를 설명하기 위한 도면,
도 18은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 접촉식 세정유닛의 가압부재를 도시한 도면,
도 19는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 접촉식 세정유닛의 마찰력 조절부를 설명하기 위한 도면,
도 20은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 접촉식 세정유닛의 수직하중 조절부를 설명하기 위한 도면,
도 21은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 접촉식 세정유닛의 제2세정 브러쉬를 도시한 도면,
도 22는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 세정 파트를 설명하기 위한 도면,
도 23 내지 도 26은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 비접촉식 세정유닛의 거치대 및 회수 용기의 구조 및 작동구조를 설명하기 위한 도면,
도 27은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 비접촉식 세정유닛의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 28 내지 도 31은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템으로서, 기판의 준비 세정 과정을 설명을 설명하기 위한 도면,
도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도면,
도 33 내지 34는 도 32의 반전 유닛을 도시한 도면,
도 35는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템에 적용 가능한 회전암을 도시한 도면,
도 36은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도면,
도 37은 도 36의 기판 처리 시스템의 세정 파트를 설명하기 위한 도면,
도 38 내지 도 40은 도 36의 세정 파트에 의한 기판의 세정 과정을 설명하기 위한 도면,
도 41은 도 36의 기판 처리 시스템에 적용된 팩킹부재를 설명하기 위한 도면,
도 42 내지 도 45는 도 36의 세정 파트에 의한 기판의 준비 세정 과정을 설명하기 위한 도면,
도 46 및 도 47은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 48 내지 도 51은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1 내지 도 51을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정과 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해지는 연마 파트(100)와, 연마가 완료된 기판(10)을 세정하는 세정 파트(300)를 포함한다.
예를 들어, 기판은 도 1에 도시된 처리 경로를 따라 처리될 수 있다. 참고로, 도 1에는 연마 파트(100)에 4개의 연마 정반(PL1,PL2,PL1',PL2')이 마련되고, 서로 다른 기판의 후면과 전면이 서로 다른 2개의 연마 정반을 거쳐 각각 한번씩 연마되는 예를 들어 설명하고 있지만, 다르게는 도 46과 같이, 연마 파트(100)에 단 2개의 연마 정반(PL1,PL2)이 마련되고, 단일 기판의 후면과 전면이 각각 한번씩만 연마되도록 구성하는 것도 가능하다.
연마 파트(100)는 기판(10)의 후면과 전면에 대해 화학 기계적 연마 공정을 수행 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 연마 파트(100)의 구조 및 레이아웃(lay out)에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
참고로, 본 발명에서 기판(10)의 후면(後面)이라 함은 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되지 않은 기판의 일면을 의미한다. 이와 반대로, 기판(10)의 전면(前面)이라 함은 패턴 또는 막이 형성된 기판의 다른 일면을 의미한다.
일 예로, 연마 파트(100)는 기판(10)의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1연마정반(112,112')과, 제1연마정반(112,112')으로부터 기판(10)을 이송받아 반전 회전시키는 반전 유닛(113,113')과, 반전 유닛(113,113')으로부터 기판(10)을 이송받아 기판(10)의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2연마정반(114,114')을 포함한다.
보다 구체적으로, 연마 파트(100)에는 복수개의 연마 정반(112,112',114,114')이 제공될 수 있고, 각 연마 정반(112,112',114,114')의 상면에는 연마 패드가 부착될 수 있다. 연마 파트(100)의 영역 상에 제공되는 로딩 유닛에 공급된 기판(10)은 미리 설정된 경로를 따라 이동하는 캐리어 헤드(122,124)에 밀착된 상태로 슬러리가 공급되는 연마 패드의 상면에 회전 접촉됨으로써 화학 기계적 연마 공정이 수행될 수 있다.
이하에서는, 연마 파트(100)가 제1기판(미도시)에 대한 연마가 행해지는 제1연마부(PA)와, 제2기판(미도시)에 대한 연마가 행해지는 제2연마부(PB)를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
제1연마부(PA)는, 제1기판의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1-1연마정반(112)과, 제1-1연마정반(112)으로부터 제1기판을 이송받아 반전 회전시키는 제1반전 유닛(113)과, 제1반전 유닛(113)으로부터 제1기판을 이송받아 제1기판의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1-2연마정반(114)를 포함한다.
제2연마부(PB)는, 제2기판의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2-1연마정반(112')과, 제2-1연마정반(112')으로부터 제2기판을 이송받아 반전 회전시키는 제2반전 유닛(113)과, 제2반전 유닛(113)으로부터 제1기판을 이송받아 제2기판의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2-2연마정반(114')을 포함한다.
반전 유닛(113,113')은 기판(10)을 수취하여 180도 뒤집어 회전시키기 위해 마련된다. 보다 구체적으로, 반전 유닛(113,113')은 기판(10)의 후면(또는 전면)에 대한 연마가 완료된 후, 기판(10)의 전면(또는 후면)을 연마하기 하기 전에 기판(10)의 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전시키기 위해 마련된다.
반전 유닛(113,113')은 기판(10)을 반전 회전시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 반전 유닛(113,113')의 구조 및 작동 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 반전 유닛(113,113')은 제1연마정반(112,112')과 제2연마정반(114,114')의 사이(제1-1연마정반과 제1-2연마정반의 사이, 또는 제2-1연마정반과 제2-2연마정반의 사이)에서 기판(10)이 이동하는 이동 경로 상에 배치된다. 이와 같이, 반전 유닛(113,113')을 제1연마정반(112,112')과 제2연마정반(114,114')의 사이에서 기판(10)이 이동하는 이동 경로 상에 배치하는 것에 의하여, 기판(10)의 반전 공정을 위한 기판(10)의 이동 경로를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 반전 유닛(113,113')이 기판(10)의 이동 경로의 외측에 제공되는 것도 가능하나, 이 경우에는, 기판(10)을 반전시키기 위해 미리 정해진 이동 경로에서 이동 경로 외측에 배치된 반전 유닛까지 추가적으로 이동시켜야 하기 때문에, 불가피하게 기판(10)의 이동 경로가 증가하는 문제점이 있다. 하지만, 반전 유닛(113,113')을 기판(10)이 이동하는 이동 경로 상에 배치하면, 기판(10)을 이동 경로 외측으로 이동시킬 필요없이 미리 정해진 이동 경로만을 이동시키면 되므로, 기판(10)의 이동 경로를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
일 예로, 연마 파트(100)에는 기판(10)의 후면이 하부를 향하는 상태로 기판(10)이 공급될 수 있고, 제1연마정반(112,112')에서는 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해지고, 반전 유닛(113,113')에 의해 기판(10)의 전면이 하부를 향하도록 반전 회전된 후, 제2연마정반(114,114')에서는 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해질 수 있다.
보다 구체적으로, 제1연마정반(112,112')에는 제1연마패드(도 1의 115' 참조)가 마련되고, 기판(10)의 후면은 제1연마패드에 접촉된 상태로 연마될 수 있다. 또한, 제2연마정반(114,114')에는 제2연마패드(115')가 마련되고, 기판(10)의 전면은 제2연마패드(115')에 접촉된 상태로 연마될 수 있다.
경우에 따라서는 제1연마정반에서 기판의 전면에 대한 연마 공정이 행해지고, 제2연마정반에서 기판의 후면에 대한 연마 공정이 행해지도록 구성하는 것도 가능하다.
참고로, 기판의 후면 연마 공정은 기판의 전면 연마 공정보다 단위 시간당 연마량을 보다 낮게 조절하여 행해질 수 있다. 경우에 따라서는, 기판의 후면 연마 공정과 기판의 전면 연마 공정 중 어느 하나가 기계적 연마 공정에 의해 행해지고, 다른 하나는 화학 기계적 연마 공정에 의해 행해지는 것도 가능하다. 다르게는, 기판의 후면 연마 공정과 기판의 전면 연마 공정이 모두 화학 기계적 연마 공정에 의해 행해지도록 하되, 기판의 후면 연마 공정과 기판의 전면 연마 공정에서 서로 다른 슬러리를 사용하는 것도 가능하다.
캐리어 헤드(122,124)는 연마 파트(100) 영역 상에서 기설정된 순환 경로를 따라 이동할 수 있으며, 로딩 유닛에 공급된 기판(10)(이하 기판의 로딩 위치에 공급된 기판이라 함)은 캐리어 헤드(122,124)에 밀착된 상태로 캐리어 헤드(122,124)에 의해 이송될 수 있다. 이하에서는 기판(10)이 로딩 유닛에서부터 시작하여 연마정반(112,112',114,114')을 거쳐 대략 사각형 형태의 순환 경로로 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
또한, 연마파트(100)에는 연마파트(100)의 로딩 영역에 진입된 기판(10)을 연마 정반(112,112',114,114')으로 이송하는 이송유닛과, 이송유닛이 로딩 영역에서 기판(10)을 로딩하기 전에 이송유닛의 로딩면을 세척하는 세척유닛(130)이 제공될 수 있다.
이송유닛으로서는 캐리어 헤드(122,124)가 사용될 수 있으며, 세척유닛(130)은 캐리어 헤드(122,124)가 기판(10)을 로딩하기 전에 로딩면이 미리 세척될 수 있게 함으로써, 캐리어 헤드(122,124)의 로딩면(저면)에 잔존할 수 있는 이물질에 의해 기판(10)이 연마되기 전에 오염되거나 손상되는 것을 방지할 수 있게 한다. 아울러, 세척유닛(130)은 연마 파트(100)의 로딩 영역에 기판(100)이 로딩되는 동안에는 로딩을 방해하지 않는 위치로 배치되어 있다가, 로딩 영역에 기판(100)이 로딩된 이후에는 로딩 영역으로 이동하도록 제공될 수 있다.
세척유닛(130)은 이송유닛(예를 들어, 캐리어 헤드)의 로딩면을 세척 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 세척유닛(130)의 구조 및 세척 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 연마 파트(100)에서 기판(10)의 후면은 하부를 향해 배치될 수 있으며, 세척유닛(130)은 상하 방향을 따라 상부로 세척수를 분사 가능한 복수개의 세척수 노즐을 포함할 수 있다. 바람직하게 세척유닛(130)은 이송유닛의 하부에 배치된 상태에서 이송유닛의 중심을 기준으로 회전 가능하게 제공될 수 있다.
또한, 연마 파트(100)에는 기판(10)이 이동하는 이동 경로 상에 배치되어 기판을 습식(wetting) 상태로 유지시키도록 처리하는 습식 처리 유닛(160)이 마련된다.
여기서, 기판(10)의 습식 상태라 함은, 기판(10)의 표면이 건조되지 않고 축축하게 젖은 상태를 의미하고, 기판(10)의 습식 처리라 함은, 기판(10)의 표면이 건조되지 않고 축축하게 젖은 상태를 유지시키는 공정을 의미한다.
일 예로, 습식 처리 유닛(160)으로서는 기판(10)이 전체적으로 수용되는 습식 베스가 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 습식 처리 유닛으로서 유체를 분사하는 유체분사부를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 연마 파트(100)에는 전면과 후면에 대한 연마 공정이 완료된 기판(10)이 언로딩되며, 언로딩된 기판(10)의 후면과 전면에 대해 예비 세정(pre-cleaning)이 행해지는 예비 세정 영역(P1)이 마련될 수 있다.
참고로, 본 발명에서 기판(10)의 예비 세정이라 함은, 세정 파트(300)에서 세정이 진행되기 전에 기판(10)의 표면(특히, 기판의 후면과 전면)에 존재하는 이물질을 최대한 세정하기 위한 공정으로 이해될 수 있다. 특히, 기판(10)의 예비 세정에서는 기판(10)의 표면에 존재하는 이물질 중 비교적 큰 크기의 이물질(예를 들어, 100㎚보다 큰 크기의 이물질)을 제거할 수 있으며, 기판(10)의 표면에 존재하는 유기물을 제거할 수 있다.
이와 같이, 예비 세정 영역(P1)에서 연마 공정이 완료된 기판(10)이 언로딩됨과 아울러, 예비 세정이 함께 진행되도록 하는 것에 의하여, 예비 세정을 진행하기 위한 별도의 공간을 추가적으로 마련하지 않아도 되기 때문에, 기존 설비의 레이아웃을 변경하거나 추가하지 않고 거의 그대로 유지할 수 있으며, 연마가 완료된 기판(10)이 곧바로 세정 파트로 곧바로 진입됨에 따른 세정 파트(300)의 오염도의 증가를 낮출 수 있다.
더욱 바람직하게, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정이 수행되는 동안 예비 세정 영역(P1)의 예비 세정 처리 공간을 그 이외의 공간과 차단하는 차단유닛이 제공될 수 있다. 여기서, 예비 세정 영역(P1)의 예비 세정 처리 공간이라 함은, 예비 세정이 이루어지는 공간으로 이해될 수 있으며, 예비 세정 처리 공간은 차단유닛에 의해 독립적으로 밀폐된 챔버 구조로 제공될 수 있다.
차단유닛은 외부와 차단된 독립적인 밀폐 공간을 제공 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 이하에서는 차단유닛이 기판(10)의 주변을 감싸도록 제공되며 독립적인 예비 세정 처리 공간을 제공하는 케이싱(210)과, 케이싱(210)의 출입구를 개폐하는 개폐부재(212)를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
일 예로, 케이싱(210)은 상단부에 출입구가 형성된 대략 사각 박스 형태로 제공될 수 있으며, 개폐부재(212)는 통상의 구동부(214)(예를 들어, 모터 및 동력 전달부재의 조합)에 의해 직선 이동하며 케이싱(210)의 출입구를 개폐하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 케이싱의 측벽부에 출입구를 형성하고, 개폐부재가 상하 방향을 따라 이동하며 출입구를 개폐하도록 구성하는 것도 가능하다.
아울러, 예비 세정 영역(P1)에는 상부에 기판(10)이 수평하게 안착되고 케이싱(210)의 내부에 회전축(221)을 중심으로 회전 가능하게 제공되는 기판거치부(220)가 구비될 수 있다.
참고로, 본 발명에서 기판거치부(220)라 함은, 기판(10)이 언로딩될 수 있으며, 예비 세정이 진행되는 동안에는 기판(10)이 배치된 상태를 유지시킬 수 있는 거치수단으로 이해될 수 있다.
일 예로, 기판거치부(220)의 상면에는 기판(10)이 거치되는 거치핀(224)이 형성될 수 있다. 기판거치부(220)를 형성하는 스핀 지그 플레이트(미도시)의 상면에는 소정 간격을 두고 이격되게 복수개의 거치핀(224)이 형성될 수 있으며, 기판(10)의 저면은 거치핀(224)의 상단에 거치될 수 있다. 거치핀(224)의 갯수 및 배치구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 기판거치부(220)는 기판(10)의 가장자리가 거치되는 가장자리 거치부(222)를 포함할 수 있다. 일 예로, 기판거치부(220)는 스핀 지그 플레이트에 연결되어 기판(10)의 가장자리를 지지할 수 있다. 바람직하게, 고속 회전중에 기판(10)이 요동하는 것을 방지할 수 있도록 기판거치부(220)에는 기판(10)의 외주 끝단을 수용 지지하기 위한 요입부(미도시)가 형성될 수 있다. 아울러, 케이싱(210)과 기판거치부(220)의 사이에는 기판(10)으로부터 비산되는 세정액을 막아주기 위한 커버부재(226)가 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 기판거치부가 거치핀이나 가장자리 거치부없이 단순한 플레이트 형태로 형성되는 것도 가능하다.
예비 세정 영역(P1)에는 기판(10)의 전면과 후면을 예비 세정하는 예비 세정 유닛(200)이 마련된다. 예비 세정 유닛(200)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 세정 방식으로 기판을 예비 세정하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 예비 세정 영역(P1)에는 기판(10)의 후면과 전면에 세정 유체를 분사하여 예비 세정을 수행하는 세정 유체 분사부(201)가 제공될 수 있다.
여기서, 세정 유체라 함은, 세정액, 스팀, 이종 유체 등과 같이 기판의 후면과 전면에 분사되어 예비 세정을 수행할 수 있는 분사 대상 물질을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있으며, 세정 유체의 종류의 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 도 6을 참조하면, 세정 유체 분사부(201)는 예비 세정 영역(P1)에 구비되며, 기판(10)의 후면과 전면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부(230)를 포함할 수 있다.
세정액 분사부(230)는 요구되는 조건에 따라 다양한 세정액을 기판(10)의 후면과 전면에 분사하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 세정액 분사부(230)는 SC1(Standard Clean-1, APM), 암모니아, 과산화수소, 순수(DIW) 중 적어도 어느 하나를 분사하도록 구성될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 예비 세정 영역(P1)의 예비 세정 처리 공간이 독립적으로 밀폐된 챔버 구조로 제공되기 때문에 세정액으로서 SC1와 같은 케미컬(chemical)을 사용하는 것이 가능하고, 케미컬을 이용하여 예비 세정을 수행할 수 있기 때문에 기판(10)의 후면과 전면에 존재하는 유기물 일부를 후술할 세정 전에 미리 제거하는 것이 가능하다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 세정 유체 분사부(201)는 예비 세정 영역(P1)에 구비되며, 기판(10)의 후면과 전면에 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하는 이종 유체 분사부(240)를 포함할 수 있다.
이종 유체 분사부(240)는 이종 유체를 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 이종 유체 분사부(240)는 제1유체를 공급하는 제1유체 공급부(241)와, 제1유체와 다른 제2유체를 공급하는 제2유체 공급부(242)를 포함할 수 있으며, 제1유체 및 제2유체는 혼합 또는 분리된 상태로 통상의 노즐과 같은 분사수단에 의해 기판(10)의 후면과 전면에 분사될 수 있다.
일 예로, 도 7을 참조하면, 이종 유체 분사부(240)는 독립적으로 제공되는 제1유체 분사노즐(241) 및 제2유체 분사노즐(242)을 포함할 수 있으며, 제1유체 분사노즐 및 제2유체 분사노즐에서는 제1유체 및 제2유체가 서로 분리된 상태로 기판(10)의 후면과 전면에 분사될 수 있다.
이종 유체 분사부(240)의 다른 예로서, 도 8을 참조하면, 이종 유체 분사부(240)는 제1유체가 공급되는 제1유체 통로(241'), 제2유체가 공급되는 제2유체 통로(242')와, 제1유체 및 제2유체가 혼합되어 분사되는 혼합 분사 통로(243')를 포함할 수 있으며, 혼합 분사 통로(243')에서는 제1유체 및 제2유체가 서로 혼합된 상태로 기판(10)의 후면과 전면에 고속으로 분사될 수 있다.
이종 유체 분사부(240)에서 분사 가능한 이종 유체의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 제1유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나일 수 있고, 제2유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 이종 유체 분사부(240)는 이물질 제거 효율을 높일 수 있도록 액상 유체인 순수(DIW)와 기상 유체인 질소(N2)를 함께 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 이종 유체에 의한 타력 및 이물질 제거 효율이 보장될 수 있다면 2가지 다른 종류의 액상 유체 또는 2가지 다른 종류의 기상 유체를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 세정액 분사부(230) 및 이종 유체 분사부(240)에서 분사되는 세정액 및/또는 이종 유체는 기판(10)의 후면과 전면에 존재하는 이물질을 충분한 타격력으로 타격할 수 있도록 고압으로 분사되는 것이 바람직하다.
아울러, 도 9를 참조하면, 세정액 분사부(230) 및 이종 유체 분사부(240) 중 적어도 어느 하나는 기판(10)의 후면과 전면에 대해 오실레이션(oscillation) 가능하게 제공되어, 세정액 및/또는 이종 유체를 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사(oscillation spray)하도록 구성될 수 있다.
세정액 분사부(230) 및 이종 유체 분사부(240) 중 적어도 어느 하나는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 오실레이션 가능하게 제공될 수 있다. 이하에서는 세정액 분사부(230) 및 이종 유체 분사부(240)를 스윙(swing) 회전시킴으로써, 세정액 및/또는 이종 유체가 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사될 수 있도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 이와 같은 구조는 세정액 및/또는 이종 유체가 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사될 수 있게 함으로써, 세정액 및/또는 이종 유체에 의한 세정 효율을 극대화하고, 세정액 및/또는 이종 유체의 사용량을 보다 낮출 수 있게 한다. 또한, 이와 같은 방식은, 세정액 및/또는 이종 유체에 의한 세정력(타격력 포함)에 의해 기판(10) 표면(후면과 전면)으로부터 이물질이 분리됨과 아울러, 분리된 이물질을 쓸어내 기판(10)의 바깥으로 배출시키는 효과를 얻을 수 있게 한다.
또한, 도 10을 참조하면, 세정 유체 분사부(201)는 예비 세정 영역(P1)에 구비되며, 기판(10)의 후면과 전면에 스팀발생부(252)로부터 발생된 스팀을 분사하는 스팀 분사부(250)를 포함할 수 있다.
특히, 스팀 분사부(250)로부터 분사되는 스팀은 기판(10)의 후면과 전면에 존재하는 유기물을 제거하는데 효과적이다. 참고로, 스팀 분사부(250)는 스팀에 의한 유기물 제거 효율을 보장하면서 기판(10)의 손상을 방지할 수 있는 온도로 스팀을 분사하도록 구성될 수 있다. 바람직하게 스팀 분사부(250)는 60℃~120℃의 온도로 스팀을 분사할 수 있다.
세정액 분사부(230) 및 이종 유체 분사부(240)와 마찬가지로, 스팀 분사부(250) 역시 기판(10)의 후면과 전면에 대해 오실레이션 가능하게 제공되어, 스팀을 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사하도록 구성될 수 있다.(도 9 참조)
도 11 및 도 12를 참조하면, 세정 유체 분사부(201)는 예비 세정 영역(P1)에 구비되며, 기판(10)의 후면과 전면에 서로 다른 이종 유체를 분사하는 이종 유체 분사부(260)를 포함하되, 이종 유체 분사부(260)는 드라이아이스 입자를 공급하는 드라이아이스 공급부와, 기판(10)의 후면과 전면에 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함할 수 있다.
유체분사부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 유체를 분사하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 유체 분사부는 기상 유체 및 액상 유체 중 적어도 어느 하나를 분사하도록 구성될 수 있다. 이하에서는 이종 유체 분사부가 드라이아이스 입자와 함께 기상 유체(261a)를 분사하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 이종 유체 분사부가 드라이아이스 입자와 함께 액상 유체(예를 들어, DIW)를 분사하도록 구성하는 것도 가능하다.
유체분사부는 드라이아이스 입자(262a)와 유체를 혼합하여 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 유체분사부는 기상 유체가 공급되는 기상 유체 공급 통로(261), 드라이아이스가 공급되는 드라이아이스 공급 통로(262), 기상 유체(261a)와 드라이아이스 입자(262a)가 혼합 및 분사되는 분사체 배출통로(263)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 드라이아이스 공급 통로(262)를 통해 공급되는 드라이아이스가 액체 상태의 이산화탄소로 공급되어 분사체 배출통로(263)를 통과하면서 드라이아이스 고체 입자로 고화되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
이를 위해, 기상 유체 공급 통로(261)는 기상 유체(261a)의 유동 방향을 따라 단면이 일정한 제1단면 일정 영역(S1)과, 기상 유체(261a)의 유동 방향을 따라 단면이 점진적으로 감소하는 단면 감소 영역(S2)과, 기상 유체(261a)의 유동 방향을 따라 단면이 일정한 제2단면 일정 영역(S31)의 일부로 이루어진다.
이에 따라, 기상 유체(261a)는 제1단면 일정 영역(S1)을 통과하면서 유동이 안정화되고, 단면 감소 영역(S2)을 통과하면서 압력이 점점 낮아져 기체의 유속이 빨라지며, 제2단면 일정 영역(S31)의 일부를 통과하면서 유동이 안정화된다. 이때, 제2단면 일정 영역(S31)이 시작되는 지점으로부터 정해진 거리만큼 떨어진 제1지점에서 분기 통로(드라이아이스 공급 통로)의 출구가 형성됨에 따라, 기상 유체 공급 통로(261)를 통해 공급되는 압축 기체가 단면 감소 영역(S2)을 통과하면서 유속이 빨라지고, 제2단면 일정 영역(S31)을 통과하기 시작하면서 유동이 안정된 상태가 된다.
이 상태에서, 분기 통로(드라이아이스 공급 통로)를 통해 액체 상태의 고압의 이산화탄소가 제2단면일정영역의 제1위치(X1)로 유입되면서, 액체 상태의 이산화탄소는 상대적으로 낮은 압력의 제2단면 일정 영역(S31)에 도달하면 압력이 급감하면서 드라이아이스 고체 입자로 고화된다.
한편, 기체 공급부는 기상 유체 공급 통로(261)를 통해 공기, 질소가스, 아르곤 가스 등의 불활성 가스 중 어느 하나 이상을 공급하도록 구성될 수 있다. 기상 유체 공급 통로(261)를 통해 불활성 가스를 공급하는 경우에는, 기판(10) 상에서 화학 반응이 억제되므로 세정 효과를 높일 수 있는 이점이 있다.
분기 통로는 기상 유체 공급 통로(261)를 따르는 기체 유동 방향과 동일한 방향 성분을 가지면서, 직선 형태의 중심선을 따라 기상 유체가 공급되는 기상 유체 공급 통로(261)에 대하여 예각을 이루도록 형성된다. 이에 의하여, 분기 통로를 통해 유입되는 액체 상태의 이산화탄소는 원활하게 기상 유체 공급 통로(261) 끝단의 제1위치(X1)로 유입된다.
일 예로, 분기 통로(드라이아이스 공급 통로)에는, 402br 내지 60bar의 고압 탱크로부터 액체 상태의 이산화탄소가 공급된다. 그리고, 분기 통로로 주입하는 액체 상태의 이산화탄소의 압력도 높게 유지된다. 이에 따라, 분기 통로를 통해 공급되던 액체 상태의 이산화탄소가 제1위치(X1)에서 기상 유체 공급 통로(261)에 합류하는 순간, 고압 상태의 이산화탄소는 고압에서 저압으로 압력이 낮아지고, 이에 따라 액체 상태의 이산화탄소는 고체 상태의 드라이아이스로 고화된다.
더욱이, 분기 통로를 통해 고체 상태의 드라이아이스 입자들을 공급하는 대신에, 액체 상태의 이산화탄소를 분기 통로를 통해 공급함으로써, 액체 상태의 이산화탄소가 저압의 기상 유체 공급 통로(261)에 도달하면서 미세한 드라이아이스 고체 입자로 고화되므로, 기상 유체 공급 통로(261)를 통해 유동하던 기체 유동과 함께 배출 통로를 통과하면서 균일하게 혼합된다.
분기 통로의 단면은 기상 유체 공급 통로(261)에 비하여 더 작은 단면으로 형성되며, 제1위치(X1)에서 고화되는 드라이아이스 입자의 크기는 분기 통로의 단면 크기를 조절하는 것에 의해 조절할 수 있다. 예를 들어, 드라이아이스 입자의 직경은 100㎛ 내지 2000㎛의 크기로 형성될 수 있다.
분사체 배출통로(263)는 기상 유체 공급 통로(261)와 연속하여 일자 형태로 배치되며, 분기 통로와 연통하는 제1위치(X1)에서, 분기 통로를 통해 공급된 액체상태의 이산화탄소가 고화된 드라이아이스 입자가 기상 유체와 합쳐지면서 분사체를 형성한다. 그리고, 기상 유체 공급 통로(261)와 분기 통로로부터 공급되는 기상 유체와 이산화탄소의 유동 압력으로 분사체는 토출구를 향하여 이동하여 배출된다.
이 때, 분사체가 배출되는 배출 영역(S3)은, 유동 방향을 따라 단면이 일정하게 유지되는 제2단면 일정 영역(S31)과, 유동 방향을 따라 단면이 점진적으로 확장되는 단면 확장 영역(S32)으로 형성된다. 이에 따라, 제2단면 일정 영역(S31)의 제1위치(X1)에서, 안정적으로 유동하는 기체 유동 내에 미세한 드라이아이스 고체 입자가 균일하게 퍼지면서 배출 영역(S3)을 통과한다. 따라서, 토출구에서 토출되는 분사체에는 기상 유체와 미세한 드라이아이스 고체 입자가 균질하게 혼합된 상태로 배출된다.
특히, 단면 감소 영역(S2)에서 유속이 빨라진 기상 유체가 단면 확대 영역을 통과하면서 기체가 팽창하여 온도를 낮추므로, 토출되는 분사체의 온도를 낮출 수 있는 효과가 얻어진다. 따라서, 기판(10)의 후면과 전면을 타격하는 분사체에 의하여 기판(10)이 냉각되므로, 기판(10)을 세정하는 동안에 열영동(Thermo-phoresis) 효과에 의해 기판(10)으로부터 떨어져나간 미세 입자(이물질 입자)가 주변을 부유하다가 기판(10)에 재부착되는 것을 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 드라이아이스와 유체를 분사하는 이종 유체 분사부(240)는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 기판(10)의 후면과 전면에 고착된 다양한 슬러지를 보다 짧은 시간 내에 깨끗하게 제거할 수 있게 하고, 후술할 브러쉬 세정 공정 시간을 단축하게 할 뿐만 아니라, 기판(10)의 후면과 전면에 묻은 이물질을 제거하기 위한 케미컬의 양을 줄일 수 있게 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 액체 상태의 이산화탄소를 고화시켜 드라이아이스 고체 입자가 공급되도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 이미 고화된 드라이아이스 고체 입자가 드라이아이스 공급 통로를 통해 공급되도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 드라이아이스와 유체를 분사하는 이종 유체 분사부가 긴 길이를 갖는 슬릿 형태를 토출구를 갖도록 형성되는 것도 가능하다.
또한, 드라이아이스와 유체를 함께 분사하는 이종 유체 분사부(260) 역시 역시 기판(10)의 후면과 전면에 대해 오실레이션 가능하게 제공되어, 드라이아이스 및 유체를 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사하도록 구성될 수 있다.(도 9 참조)
아울러, 본 발명의 실시예에서는 드라이아이스와 유체를 분사하는 이종 유체 분사부가 기상 유체 공급 통로, 분기 통로 및 배출통로를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 세정액 또는 케미컬이 기상 유체 공급 통로, 분기 통로 및 배출통로를 포함하는 이종 유체 분사부와 동일 또는 유사한 구조에 의해 고속으로 분사되도록 구성하는 것이 가능하다.
또한, 기상 유체와 액상 유체(또는 2가지 기상 유체 또는 2가지 액상 유체)가 분사되는 이종 유체 분사부의 경우에도 드라이아이스와 유체를 분사하는 이종 유체 분사부와 동일 또는 유사한 분사 구조를 적용하는 것이 가능하다. 가령, 기상 유체와 액상 유체를 분사하는 이종 유체 분사부는, 기체의 유동 방향을 따라 단면이 점진적으로 감소하여 기체의 유속을 증대시키는 단면 감소 영역이 구비되고 단면 감소 영역으로부터 토출구까지 제3영역이 형성된 기체 공급 통로(도 11의 261 참조)와, 토출구에 근접한 제1위치에서 액체를 기체 공급 통로에 합류시키는 액체 공급 통로(도 11의 262 참조)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에는 기판(10)의 전면에 회전 접촉되는 제1세정 브러쉬(280a)와, 기판(10)의 후면에 회전 접촉되는 제2세정 브러쉬(280b)가 구비될 수 있다.
제1세정 브러쉬(280a)와 제2세정 브러쉬(280b)로서는 기판(10)의 후면과 전면에 마찰 접촉 가능한 통상의 소재(예를 들어, 다공성 소재의 폴리 비닐 알코올)로 이루어진 브러쉬가 사용될 수 있다. 아울러, 각 세정 브러쉬(280a,280b)의 표면에는 브러쉬의 접촉 특성을 향상시키기 위한 복수개의 세정 돌기가 형성되는 것이 가능하다. 물론, 경우에 따라서는 세정 돌기가 없는 브러쉬를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 각 세정 브러쉬(280a,280b)에 의한 세정이 수행되는 동안에는 세정 브러쉬(280a,280b)와 기판(10)의 마찰 접촉에 의한 세정 효과를 높일 수 있도록, 세정 브러쉬(280a,280b)가 기판(10)에 접촉하는 동안 세정 브러쉬(280a,280b)와 기판(10)의 접촉 부위에 케미컬을 공급하는 케미컬 공급부(230)를 포함할 수 있다.
케미컬 공급부(230)는 기판(10) 또는 세정 브러쉬(280a,280b) 중 적어도 어느 하나에 케미컬을 분사하도록 구성될 수 있으며, 세정 브러쉬(280a,280b)에 분사되는 케미컬의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게 미세한 유기물의 제거 효율을 높일 수 있도록, 세정 브러쉬(280a,280b)에 분사되는 케미컬로서는 SC1(Standard Clean-1, APM) 및 불산(HF) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 세정 브러쉬(280)와 기판의 접촉 부위에 케미컬 대신 순수(또는 다른 세정액)가 분사되거나, 캐미컬 및 순수가 함께 분사되도록 구성하는 것도 가능하다.
도 14를 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에는 기판(10)의 후면과 전면에 진동 에너지를 공급하는 메가소닉 유닛(270)이 구비될 수 있다.
메가소닉 유닛(270)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 기판(10)의 후면과 전면에 진동 에너지(예를 들어, 고주파 진동 에너지 또는 저주파 진동 에너지)를 공급할 수 있다. 이하에서는 메가소닉 유닛(270)이 세정액 분사부(230)를 통해 기판(10)의 후면과 전면에 분사되는 세정액 또는 케미컬을 매개로 기판(10)의 후면과 전면을 진동시켜 기판(10)의 후면과 전면에 존재하는 이물질이 기판(10)으로부터 효과적으로 분리될 수 있도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 메가소닉 유닛이 기판에 직접 진동 에너지를 공급하도록 구성되는 것도 가능하다.
또한, 진동의 주파수 대역에 따라 제거되는 파티클(이물질)의 크기가 달라질 수 있는 바, 메가소닉 유닛(270)은 파티클의 크기에 따라 선택적으로 주파수 대역을 달리하는 것이 가능하다.
한편, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 기판(10)은 통상의 이송암(미도시)에 의해 후술할 세정 파트(300)로 이송될 수 있다. 이송암은 예비 세정 영역(P1)과 세정 파트(예를 들어, 후술할 접촉식 세정유닛)를 왕복 이동 가능하게 제공되어, 예비 세정된 기판(10)을 세정 파트(300)로 이송하는 용도로만 사용될 수 있다. 참고로, 예비 세정 영역(P1)과 세정 파트(300)에서 각각 서로 다른 기판(10)이 동시에 세정되는 동안에는, 이송암이 예비 세정 영역(P1)과 세정 파트(300)의 사이에 제공되는 도피영역 상에 일시적으로 대기할 수 있다.
또한, 예비 세정 영역(P1)에는 기판(10)을 수취하여 반전 회전시키는 예비 세정 반전유닛(213)이 마련될 수 있다. 일 예로, 예비 세정 반전유닛(213)은 기판(10)의 후면(또는 전면)이 상부를 향하는 상태에서 기판(10)의 후면에 대한 예비 세정이 행해진 후, 기판(10)의 전면(또는 후면)을 예비 세정하기 하기 전에 기판(10)의 전면이 상부를 향하도록 180도 뒤집어 회전시킬 수 있다.
이와 같이, 예비 세정 영역(P1)에서는 기판(10)의 후면과 전면 중 어느 하나가 먼저 예비 세정되고, 기판(10)의 후면과 전면 중 다른 하나는 기판(10)이 예비 세정 반전유닛(213)에 의해 반전 회전된 상태에서 예비 세정될 수 있다.
경우에 따라서는 예비 세정 영역에서 기판을 별도로 반전 회전시킬 필요없이 기판의 후면과 전면에 대한 예비 세정이 동시에 행해지도록 구성하는 것도 가능하다.
세정 파트(300)는 연마 파트(100)의 인접한 측부에 제공되며, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 기판(10)의 후면과 전면에 잔류하는 이물질을 세정하기 위해 제공된다.
참고로, 본 발명에서 세정 파트(300)에서 진행되는 기판(10)의 세정이라 함은, 예비 세정이 진행된 후 기판(10)의 표면(기판의 후면과 전면)에 잔류하는 이물질을 최대한 세정하기 위한 공정으로 이해될 수 있다. 특히, 기판(10)의 세정에서는 기판(10)의 표면에 존재하는 이물질 중 비교적 작은 크기의 이물질(예를 들어, 40~100㎚ 크기의 이물질)과, 비교적 강한 부착력으로 부착된 이물질을 제거할 수 있다.
아울러, 세정 파트(300)에서 세정된 기판(10)은 무세정 상태로 기설정된 다음 공정을 수행하도록 구성된다. 여기서, 기판(10)을 무세정 상태로 다음 공정을 수행한다 함은, 세정 파트(300)에서의 세정 공정을 마지막으로 기판(10)에 대한 모든 세정 공정이 완료되는 것으로 이해될 수 있고, 세정 공정이 완료된 기판(10)에 대해서는 추가적인 세정 공정없이 다음 공정(예를 들어, 증착 공정)이 진행될 수 있다.
세정 파트(300)는 여러 단계의 세정 및 건조 공정을 수행 가능한 구조로 제공될 수 있으며, 세정 파트(300)를 구성하는 세정 스테이션의 구조 및 레이아웃에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 세정 파트(300)는 기판(10)의 후면과 전면에 잔류하는 유기물 및 여타 다른 이물질을 제거하기 위한 세정을 효과적으로 수행할 수 있도록, 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 접촉되며 세정을 수행하는 접촉식 세정유닛(400)과, 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 비접촉되며 세정을 수행하는 비접촉식 세정유닛(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 세정 파트가 접촉식 세정유닛 및 비접촉식 세정유닛 중 어느 하나만을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
또한, 세정 파트(300)에는 기판(10)을 수취하여 반전 회전시키는 반전유닛(313)이 마련될 수 있다. 일 예로, 세정 파트(300)의 반전유닛(313)은, 기판(10)의 후면(또는 전면)이 상부를 향하는 상태에서 기판(10)의 후면에 대한 후속 세정이 행해진 후, 기판(10)의 전면(또는 후면)을 후속 세정하기 하기 전에 기판(10)의 전면이 상부를 향하도록 180도 뒤집어 회전시킬 수 있다.
일 예로, 세정 파트(300)의 반전유닛(313)은 제1비접촉식 세정유닛(502)에 인접하게 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 세정 파트의 반전유닛을 제1비접촉식 세정유닛의 내부(제1비접촉식 세정유닛과 동일한 영역 상에)에 배치하는 것도 가능하다.
이와 같이, 세정 파트(300)에서는 기판(10)의 후면과 전면 중 어느 하나가 먼저 후속 세정되고, 기판(10)의 후면과 전면 중 다른 하나는 기판(10)이 반전유닛(313)에 의해 반전 회전된 상태에서 후속 세정될 수 있다.
경우에 따라서는 세정 파트에서 기판을 별도로 반전 회전시킬 필요없이 기판의 후면과 전면에 대한 후속 세정이 동시에 행해지도록 구성하는 것도 가능하다.
접촉식 세정유닛(400)은 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 접촉되며 세정을 수행 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 이하에서는 접촉식 세정유닛(400)이 제1접촉식 세정유닛(402) 및 제2접촉식 세정유닛(404)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
도 15를 참조하면, 일 예로, 제1접촉식 세정유닛(402)은, 기판(10)의 전면에 회전 접촉되는 제1세정 브러쉬(410)와, 기판(10)의 후면에 회전 접촉되는 제2세정 브러쉬(410')를 포함할 수 있다.
일 예로, 예비 세정된 기판(10)은 통상의 스핀들(미도시)에 의해 회전하는 상태에서 회전하는 제1세정 브러쉬(410)와 제2세정 브러쉬(410')에 의해 세정될 수 있다. 경우에 따라서는 기판이 회전하지 않고 고정된 상태로 세정 브러쉬에 의해 세정되도록 구성하는 것도 가능하다. 다르게는 기판의 어느 하나의 판면에 대해서만 단 하나의 제1세정 브러쉬가 세정을 수행하는 것이 가능하다.
제1세정 브러쉬(410)와 제2세정 브러쉬(410')로서는 기판(10)의 후면과 전면에 마찰 접촉 가능한 통상의 소재(예를 들어, 다공성 소재의 폴리 비닐 알코올)로 이루어진 브러쉬가 사용될 수 있다. 아울러, 제1세정 브러쉬(410)의 표면에는 브러쉬의 접촉 특성을 향상시키기 위한 복수개의 세정 돌기가 형성되는 것이 가능하다. 물론, 경우에 따라서는 세정 돌기가 없는 브러쉬를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 제1세정 브러쉬(410)와 제2세정 브러쉬(410')에 의한 세정이 수행되는 동안에는 각 세정 브러쉬(410,410')와 기판(10)의 마찰 접촉에 의한 세정 효과를 높일 수 있도록, 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 접촉하는 동안 세정 브러쉬(410,410')와 기판(10)의 접촉 부위에 케미컬을 공급하는 케미컬 공급부(420)를 포함할 수 있다.
케미컬 공급부(420)는 기판(10) 또는 세정 브러쉬(410,410') 중 적어도 어느 하나에 케미컬을 분사하도록 구성될 수 있으며, 세정 브러쉬(410,410')에 분사되는 케미컬의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게 미세한 유기물의 제거 효율을 높일 수 있도록, 세정 브러쉬(410,410')에 분사되는 케미컬로서는 SC1(Standard Clean-1, APM) 및 불산(HF) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 세정 브러쉬와 기판의 접촉 부위에 케미컬 대신 순수가 분사되거나, 캐미컬 및 순수가 함께 분사되도록 구성하는 것도 가능하다.
한편, 세정 브러쉬(410,410')의 마찰 접촉 세정에 의해 기판(10)으로부터 분리된 이물질이 세정 브러쉬(410,410')에 부착되면, 기판(10)이 재오염되거나 세정 효율이 저하될 수 있고, 세정 브러쉬(410,410')에 부착된 이물질에 의해 기판(10)의 손상이 발생될 수 있는 소지가 있다.
이를 해결하기 위해, 세정 브러쉬(410,410')의 표면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거부(430)가 제공될 수 있다.
이물질 제거부(430)는 세정 브러쉬(410,410')의 표면에 부착된 이물질을 제거 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 이물질 제거부(430)의 구조 및 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 도 16을 참조하면, 이물질 제거부(430)는 세정 브러쉬(410,410')의 외표면에 접촉 가능하게 제공되는 접촉부재(432)와, 접촉부재(432)에 초음파를 인가하는 초음파 발생부(434)를 포함할 수 있다.
접촉부재(432)는 세정 브러쉬(410,410')의 외표면에 접촉 가능한 다양한 구조 및 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 접촉부재(432)는 세정 브러쉬(410,410')의 길이에 대응하는 길이를 갖는 바(bar) 또는 로드 형태로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 접촉부재가 원호형 단면을 갖는 구조로 형성되거나, 접촉부재가 표면에 접촉돌기가 갖는 구조로 제공되는 것이 가능하다.
초음파 발생부(434)는 접촉부재(432)에 초음파를 인가하여 접촉부재(432)의 표면에 진동 에너지를 공급될 수 있게 한다. 초음파 발생부(434)로서는 초음파를 발생 가능한 통상의 초음파 발생수단이 사용될 수 있다.
초음파 발생부(434)에 의해 접촉부재(432)의 표면은 진동될 수 있고, 이에 따라 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)으로부터 분리된 이물질은 세정 브러쉬(410,410')의 표면에 부착되지 않고 진동하는 접촉부재(432)가 접촉됨에 따라 세정 브러쉬(410,410')의 표면으로부터 분리될 수 있다. 경우에 따라서는 접촉부재에 의해 세정 브러쉬로부터 분리된 이물질이 별도의 수거통 또는 흡입수단에 의해 수거되도록 구성하는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 도 17을 참조하면, 이물질 제거부(430)는 세정 브러쉬(410)의 내부에서 외부 방향을 향해 액상 유체를 분사하는 유체분사부(432')와, 유체분사부(432')로부터 분사되는 액상 유체에 초음파를 인가하는 초음파 발생부(434')를 포함할 수 있다.
유체분사부(432')는 세정 브러쉬(410)의 내부에서 외부 방향을 향해 액상 유체를 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 유체분사부(432')는 액상 유체를 공급하는 유체공급유로(432a')와, 유체공급유로(432a')에 연결되며 세정 브러쉬(410)의 길이 방향을 따라 세정 브러쉬(410)의 내부에 배치되는 유체분사관(432b')을 포함할 수 있으며, 유체분사관(432b')의 표면에는 방사상으로 복수개의 분사홀(432c')이 형성된다.
유체공급유로(432a')으로부터 공급된 액상 유체는 유체분사관(432b')을 따라 세정 브러쉬(410)의 내부에 축방향으로 이송될 수 있고, 유체분사관(432b')으로 공급된 액상 유체는 유체공급유로(432a')의 공급 압력 및 세정 브러쉬(410)의 회전력에 의해 분사홀(432c')을 통해 분사될 수 있다.
초음파 발생부(434')는 유체분사부(432')로부터 분사되는 액상 유체에 초음파를 인가하기 위해 제공되며, 초음파 발생부(434')로서는 초음파를 발생 가능한 통상의 초음파 발생수단이 사용될 수 있다.
이물질 제거부(430)의 유체분사부(432')로부터 분사 가능한 액상 유체로서는 액상 상태를 갖는 통상의 유체가 사용될 수 있으며, 액상 유체의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 이물질 제거부(430)의 유체분사부(432')는 순수(DIW)를 분사할 수 있다.
유체분사부(432') 및 초음파 발생부(434')에 의해 세정 브러쉬(410)의 내부에서는 외부 방향(예를 들어, 세정 브러쉬의 반경 방향)을 향해 진동 에너지를 갖는 액상 유체가 분사될 수 있고, 이에 따라 세정 브러쉬(410)에 의해 기판(10)으로부터 분리된 이물질은 세정 브러쉬(410)의 표면에 부착되지 않고 진동 에너지를 갖는 액상 유체와 함께 세정 브러쉬(410)의 표면으로부터 분리될 수 있다.
또한, 도 18을 참조하면, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 비접촉 상태에서 제1세정 브러쉬(410)의 표면을 가압하기 위한 가압부재(440)가 제공될 수 있다.
여기서, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 비접촉 상태라 함은, 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')가 접촉하지 않도록 이격되게 배치된 상태로 이해될 수 있다. 예를 들어, 세정 브러쉬(410,410')에서 세정된 기판(10)은 다음 공정으로 이송될 수 있고, 세정 브러쉬(410,410')의 세정 영역에는 세정되기 위한 또 다른 기판(10)이 이송될 수 있으며, 이와 같이 기판(10)이 이송되는 동안에는 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 대해 비접촉 상태로 배치된다.
세정 브러쉬(410,410')에 의한 세정 공정 중에는 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)의 표면(후면 및 전면)에 접촉되며 세정 브러쉬(410,410')의 표면이 가압(또는 압축)된 상태로 세정이 이루어지게 되며, 세정 브러쉬(410,410')의 회전 속도 및 마찰력 등의 브러쉬 세정 조건은 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 접촉된 상태(가압된 상태)를 기준으로 설정될 수 있다.
그러나, 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 대해 비접촉 상태로 배치되는 동안에는, 케미컬 및 세정액 등이 세정 브러쉬(410,410')로부터 탈수됨에 따라 압축되었던 세정 브러쉬(410,410')의 표면이 복원(또는 원상태에 가깝게 팽창)될 수 있다. 이와 같이, 세정 브러쉬(410,410')의 표면이 복원된 상태에서 또 다른 기판(10)을 세정하게 되면, 세정 브러쉬(410,410')에 의한 마찰력 및 가압력이 달라지기 때문에 세정 브러쉬(410,410')에 의한 세정 효과가 각 기판(10)에 대해 균일하게 유지되기 어려운 문제가 있다.
이를 위해, 가압부재(440)는 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 비접촉 상태에서 세정 브러쉬(410,410')의 표면을 가압함으로써, 세정 브러쉬(410,410')에 의한 세정 효과가 균일하게 유지될 수 있게 한다. 바람직하게 가압부재(440)는 세정 브러쉬(410,410')의 표면이 기판(10)의 표면에 접촉된 상태로 가압되는 구간에 대응되게 세정 브러쉬(410,410')의 표면을 가압하도록 구성될 수 있다. 따라서, 세정 브러쉬(410,410')는 기판(10)에 대한 접촉 및 비접촉 상태에서 모두 동일한 조건으로 표면이 가압될 수 있기 때문에, 세정 브러쉬(410,410')에 의한 각 기판(10)의 세정 효과를 균일하게 유지할 수 있다.
가압부재(440)는 세정 브러쉬(410,410')의 표면을 가압 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 가압부재(440)는 세정 브러쉬(410,410')의 길이에 대응하는 길이를 갖는 바(bar) 또는 로드 형태로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 가압부재가 원호형 단면을 갖는 구조로 형성되거나, 세정 브러쉬의 전체 표면을 덮는 구조로 형성되는 것이 가능하다.
한편, 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)이 세정되는 동안, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력은 기판(10)의 세정 효과에 큰 영향을 미치기 때문에 기판(10)의 세정 효과를 균일하게 유지하기 위해서는 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력이 균일하게 유지될 수 있어야 한다. 이를 위해, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력을 조절하는 마찰력 조절부(450)가 제공될 수 있다.
마찰력 조절부(450)는 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력을 조절 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 바람직하게 마찰력 조절부(450)는 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력을 세정 브러쉬(410,410')에 의한 세정 공정이 이루어지는 동안 실시간으로 조절하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 도 19를 참조하면, 마찰력 조절부(450)는, 세정 브러쉬(410,410')의 회전축에 연결되는 연결부재(452), 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력에 따른 연결부재(452)의 변위를 감지하는 감지부(454)와, 감지부(454)에서 감지된 결과에 따라 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')를 이동시키는 브러쉬 이동부(456)를 포함할 수 있다.
연결부재(452)는 세정 브러쉬(410,410')의 회전축에 일체로 연결되며, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력(Ff) 변화에 따라 세정 브러쉬(410,410')에 수평 방향 변위가 발생되면 연결부재(452)에도 동일한 변위가 발생할 수 있다.
감지부(454)는 연결부재(452)의 변위를 감지 가능한 다양한 수단이 사용될 수 있다. 일 예로, 감지부(454)로서는 통상의 로드셀이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 여타 다른 통상의 센싱수단을 이용하여 연결부재의 변위를 감지하는 것이 가능하다.
브러쉬 이동부(456)는 감지부(454)에서 감지된 결과에 따라 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')를 이동시켜 마찰력을 조절할 수 있다. 가령, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력(Ff)이 기설정된 조건보다 크면 브러쉬 이동부(456)는 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')가 이격되는 방향으로 세정 브러쉬(410,410')를 이동시킬 수 있고, 반대로, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 마찰력(Ff)이 기설정된 조건보다 작으면 브러쉬 이동부(456)는 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')가 접근되는 방향으로 세정 브러쉬(410,410')를 이동시킬 수 있다.
브러쉬 이동부(456)는 세정 브러쉬(410,410')를 기판(10)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 브러쉬 이동부(456)의 구조 및 이동 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 브러쉬 이동부(456)는 구동모터의 구동력에 회전하는 리드스크류 및 리드스크류를 따라 이동하는 가이드부재를 포함할 수 있다.
또한, 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)이 세정되는 동안, 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)에 작용하는 수직하중은 기판(10)의 세정 효과에 큰 영향(예를 들어, 수직하중이 높아지면 마찰력이 커짐)을 미치기 때문에 기판(10)의 세정 효과를 균일하게 유지하기 위해서는 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)에 작용하는 수직하중이 균일하게 유지될 수 있어야 한다. 이를 위해, 제1세정 브러쉬(410)에 의해 기판(10)에 작용하는 수직하중을 조절하는 수직하중 조절부(460)가 제공될 수 있다.
수직하중 조절부(460)는 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)에 작용하는 수직하중을 조절 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 바람직하게 수직하중 조절부(460)는 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)에 작용하는 수직하중을 실시간으로 조절하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 도 20을 참조하면, 수직하중 조절부(460)는, 세정 브러쉬(410,410')의 회전축에 수직하게 연결되는 수직연결부재(462), 세정 브러쉬(410,410')와 기판(10)의 접촉에 의해 수직연결부재(462)에 작용하는 수직하중에 따른 수직연결부재(462)의 변위를 감지하는 감지부(464)와, 감지부(464)에서 감지된 결과에 따라 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')를 이동시키는 브러쉬 이동부(466)를 포함할 수 있다.
수직연결부재(462)는 중력 방향을 따라 수직하게 배치되도록 세정 브러쉬(410,410')의 회전축에 일체로 연결되며, 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 접촉될 시 세정 브러쉬(410,410')에 의해 기판(10)에 작용하는 수직하중(Fn) 변화에 따라 세정 브러쉬(410,410')에 수직 방향 변위가 발생되면 수직연결부재(462)에도 동일한 변위가 발생할 수 있다.
감지부(464)는 수직연결부재(462)와 동일한 수직 선상에 배치되며, 기판(10)에 대한 세정 브러쉬(410,410')의 접촉 및 비접촉 상태에서 수직연결부재(462)에 발생하는 수직 변위를 감지하도록 구성된다.
감지부(464)로서는 수직연결부재(462)의 수직 방향 변위를 감지 가능한 다양한 수단이 사용될 수 있다. 일 예로, 감지부(464)로서는 통상의 로드셀이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 여타 다른 통상의 센싱수단을 이용하여 수직연결부재의 변위를 감지하는 것이 가능하다.
가령, 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 비접촉될 시 수직연결부재(462)를 통해 감지부(464)에서 감지된 결과가 'A'이고, 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 접촉될 시 감지부(464)에서 감지된 결과가 'A'보다 작은 'B'로 감지되면, 'A'와 'B'의 차이를 통해 기판(10)에 작용하는 수직하중(Fn)을 산출하는 것이 가능하다. 참고로, 세정 브러쉬(410,410')가 기판(10)에 비접촉(이격)되면 순수하게 제1세정 브러쉬(410)의 하중('A')을 감지부가 감지할 수 있다. 반면, 제1세정 브러쉬(410)가 기판(10)에 접촉되면 세정 브러쉬(410,410')의 하중이 기판(10)으로 일부 분산될 수 있기 때문에, 감지부에서 감지된 'B'값은 'A'보다 작은 값을 갖게 된다. 따라서, 'A'와 'B'의 차이를 통해 기판(10)에 작용하는 수직하중(Fn)을 산출할 수 있다.
브러쉬 이동부(466)는 감지부(464)에서 감지된 결과에 따라 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')를 이동시켜 기판(10)에 작용하는 수직하중(Fn)을 조절할 수 있다. 가령, 기판(10)에 작용하는 수직하중(Fn)이 기설정된 조건보다 크면 브러쉬 이동부(466)는 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')가 이격되는 방향으로 세정 브러쉬(410,410')를 이동시킬 수 있고, 반대로, 기판(10)에 작용하는 수직하중(Fn)이 기설정된 조건보다 작으면 브러쉬 이동부(466)는 기판(10)에 대해 세정 브러쉬(410,410')가 접근되는 방향으로 세정 브러쉬(410,410')를 이동시킬 수 있다.
브러쉬 이동부(466)는 세정 브러쉬(410,410')를 기판(10)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 브러쉬 이동부(466)의 구조 및 이동 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 브러쉬 이동부(466)는 구동모터의 구동력에 회전하는 리드스크류 및 리드스크류를 따라 이동하는 가이드부재를 포함할 수 있다.
한편, 도 21을 참조하면, 제2접촉식 세정유닛(405)는 기판(10)의 전면에 회전 접촉되는 제1세정 브러쉬(412)와, 기판(10)의 후면에 회전 접촉되는 제2세정 브러쉬(412')를 포함할 수 있다.
제1세정 브러쉬(412)와 제2세정 브러쉬(412')는 전술한 제1접촉식 세정 유닛의 세정 브러쉬(410,410')와 동일 또는 유사한 구조 및 방식으로 기판(10)에 대한 세정을 수행할 수 있다. 경우에 따라서는 접촉식 세정유닛이 제2접촉식 세정유닛을 배제하고 제1접촉식 세정유닛만으로 구성되는 것이 가능하다.
아울러, 세정 브러쉬(412,412')에 의한 기판(10)이 세정이 수행되는 동안에도, 이물질 제거부(430), 케미컬 공급부(420), 가압부재(440), 마찰력 조절부(450), 수직하중 조절부(460) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있으며, 제2세정 브러쉬(412)에 의한 세정 공정은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
아울러, 각 세정 브러쉬(410,410',412,412')는 각각 별도의 차단유닛(도 22의 402, 404 참조)에 의해 제공되는 독립적인 세정 처리 공간에서 각각 세정 공정을 수행할 수 있다.
한편, 제1접촉식 세정유닛(예를 들어, 세정 브러쉬)에서 세정 처리된 기판(10)은 통상의 이송암에 의해 제2접촉식 세정유닛(예를 들어, 세정 브러쉬)으로 이송될 수 있다. 이송암은 제1접촉식 세정유닛과 제2접촉식 세정유닛을 왕복 이동 가능하게 제공되어, 제1접촉식 세정유닛에서 세정 처리된 기판(10)을 제2접촉식 세정유닛으로 이송할 수 있다. 참고로, 제1접촉식 세정유닛과 제2접촉식 세정유닛에서 각각 서로 다른 기판(10)이 동시에 세정되는 동안에는, 이송암이 제1접촉식 세정유닛과 제2접촉식 세정유닛의 사이에 제공되는 도피영역 상에 일시적으로 대기할 수 있다.
또한, 제2접촉식 세정유닛(예를 들어, 제2세정 브러쉬)에서 세정 처리된 기판(10)은 통상의 이송암에 의해 후술할 비접촉식 세정유닛(500)으로 이송될 수 있다. 이송암은 제2접촉식 세정유닛과 비접촉식 세정유닛(500)을 왕복 이동 가능하게 제공되어, 제2접촉식 세정유닛에서 세정 처리된 기판(10)을 비접촉식 세정유닛(500)으로 이송할 수 있다. 참고로, 제2접촉식 세정유닛과 비접촉식 세정유닛에서 각각 서로 다른 기판(10)이 동시에 세정되는 동안에는, 이송암이 제2접촉식 세정유닛과 비접촉식 세정유닛의 사이에 제공되는 도피영역 상에 일시적으로 대기할 수 있다.
비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 비접촉(non-contact)되며 세정을 수행 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 이하에서는 비접촉식 세정유닛(500)이 제1비접촉식 세정유닛(502) 및 제2비접촉식 세정유닛(504)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 비접촉식 세정유닛이 단 하나의 세정유닛만으로 구성되는 것도 가능하다.
바람직하게, 비접촉식 세정유닛(500)에서 세정이 수행되는 동안 비접촉식 세정유닛(500)의 세정 처리 공간을 그 이외의 공간과 차단하는 차단유닛(502,504)이 제공될 수 있다. 여기서, 비접촉식 세정유닛(500)의 세정 처리 공간이라 함은, 비접촉식 세정유닛(500)에 의해 세정이 이루어지는 공간으로 이해될 수 있으며, 비접촉식 세정유닛(500)의 세정 처리 공간은 차단유닛에 의해 독립적으로 밀폐된 챔버 구조로 제공될 수 있다.
차단유닛(502,504)은 외부와 차단된 독립적인 밀폐 공간을 제공 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 이하에서는 차단유닛(502,504)이 기판(10)의 주변을 감싸도록 제공되며 독립적인 세정 처리 공간을 제공하는 케이싱(502a,504a)과, 케이싱(502a,504a)의 출입구를 개폐하는 개폐부재(502b,504b)를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.(도 22 참조)
일 예로, 케이싱(502a,504a)은 측벽부에 출입구가 형성된 대략 사각 박스 형태로 제공될 수 있으며, 개폐부재(502b,504b)는 통상의 구동부(모터 및 동력 전달부재의 조합)에 의해 상하 방향을 따라 직선 이동하며 케이싱(502a,504a)의 출입구를 개폐하도록 구성될 수 있다.
아울러, 비접촉식 세정유닛(500)은 상부에 기판(10)이 낱장 단위로 거치되고 케이싱(402a)의 내부에 회전축(521)을 중심으로 회전 가능하게 제공되는 거치대(520)와, 거치대(520)의 둘레를 감싸도록 제공되며 기판(10)의 표면(후면 및 전면)으로부터 비산되는 처리유체를 회수하는 회수 용기(530)를 포함할 수 있다.
바람직하게, 거치대(520)는 상하 방향을 따라 이동 가능하게 제공되며, 회수 용기(530)의 내벽에는 상하 방향을 따라 서로 다른 높이에서 서로 다른 처리유체를 회수하기 위한 복수개의 회수덕트를 형성하는 복수개의 회수컵(532~538)이 형성될 수 있다. 이하에서는 회수 용기(530)가 4개의 회수덕트를 각각 독립적으로 형성하는 4개의 회수컵(532~538)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 회수 용기가 3개 이하 또는 5개 이상의 회수컵을 포함하여 구성되는 것이 가능하다.(도 23 내지 도 26 참조)
이와 같은 구조는, 단일 처리 공간에서 거치대(520)의 높이를 달리함으로써 여러 종류의 케미컬 및/또는 유체 등을 이용하여 다양한 방식으로 기판(10)을 세정할 수 있기 때문에, 기판(10)에 잔존하는 이물질의 제거 효율을 높일 수 있게 한다.
거치대(520)의 상부에는 거치대(520)에 거치된 기판(10)의 후면(상면)에 케미컬, 유체, 이종 유체 및 스팀 등을 분사하기 위한 후술할 분사부가 배치될 수 있으며, 기판(10)의 후면으로부터 비산되는 처리유체(기판 후면의 세정 처리에 사용된 유체)는 거치대(520)의 높이에 따라 서로 다른 회수컵(532~538)에 회수될 수 있다. 아울러, 회수컵(532~538)에는 각각 회수된 처리유체를 배출하기 위한 배수로가 개별적으로 연결된다.
비접촉식 세정유닛(500)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 세정을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 23을 참조하면, 비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 적어도 한 종류 이상의 케미컬(chemical)을 분사하는 케미컬 분사부(540)를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 비접촉식 세정유닛(500)의 세정 처리 공간이 독립적으로 밀폐된 챔버 구조로 제공되기 때문에 세정액으로서 케미컬(chemical)을 사용하는 것이 가능하다.
케미컬 분사부(540)로서는 케미컬을 분사 가능한 통상의 노즐이 사용될 수 있으며, 노즐의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 케미컬을 기판(10)의 후면과 전면에 고압으로 균일하게 분사할 수 있는 노즐이 사용될 수 있다.
케미컬 분사부(540)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 케미컬을 기판(10)의 후면과 전면에 분사하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 비접촉식 세정유닛(500)의 케미컬 분사부는 유기물 제거에 효과적인 오존불산(O3HF) 및 불산(HF) 중 적어도 어느 하나를 분사할 수 있다. 경우에 따라서는 비접촉식 세정유닛의 케미컬 분사부가 SC1(Standard Clean-1, APM), 암모니아, 과산화수소 등과 같은 여타 다른 케미컬을 분사하는 것도 가능하다.
또한, 비접촉식 세정유닛(500)의 케미컬 분사부(540)는 예비 세정 영역(P1)에 구비된 케미컬 분사부와 동일 또는 유사한 방식으로 기판(10)의 후면과 전면에 대해 오실레이션(oscillation) 가능하게 제공되어, 케미컬을 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사(oscillation spray)하도록 구성될 수 있다.(도 9 참조)
참고로, 거치대(520)의 거치 조건(높이)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 비접촉식 세정유닛(500)의 케미컬 분사부(540)에서 케미컬이 분사될 시, 거치대(520)는 최상단에 배치될 수 있고, 기판(10)으로부터 비산되는 처리유체(케미컬)은 제1회수컵(532)을 통해 회수될 수 있다.
도 24를 참조하면, 비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 스팀을 분사하는 스팀 분사부(550)를 포함할 수 있다.
특히, 스팀 분사부(550)로부터 분사되는 스팀은 기판(10)의 후면과 전면에 존재하는 유기물을 제거하는데 효과적이다. 참고로, 스팀 분사부(550)는 스팀에 의한 유기물 제거 효율을 보장하면서 기판(10)의 손상을 방지할 수 있는 온도로 스팀을 분사하도록 구성될 수 있다. 바람직하게 스팀 분사부(550)는 60℃~120℃의 온도로 스팀을 분사할 수 있다.
일 예로, 비접촉식 세정유닛(500)의 스팀 분사부(550)에서 스팀이 분사될 시, 거치대(520)는 최상단 바로 첫번째 하단에 배치될 수 있고, 기판(10)으로 비산되는 처리유체는 제2회수컵(534)을 통해 회수될 수 있다.
또한, 비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부(도 6의 230 참조)를 포함할 수 있다.
세정액 분사부는 요구되는 조건에 따라 다양한 세정액을 기판(10)의 후면과 전면에 분사하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 세정액 분사부는 순수(DIW)와 같은 세정액을 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 케미컬이 분사된 후 순수가 분사되는 과정을 반복적으로 수행하는 것도 가능하다.
또한, 비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하는 이종 유체 분사부(미도시)를 포함할 수 있다.
이종 유체 분사부는 이종 유체를 분사 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 이종 유체 분사부는 제1유체를 공급하는 제1유체 공급부와, 제1유체와 다른 제2유체를 공급하는 제2유체 공급부를 포함할 수 있으며, 제1유체 및 제2유체는 혼합 또는 분리된 상태로 통상의 노즐과 같은 분사수단에 의해 기판의 후면과 전면에 분사될 수 있다.
가령, 이종 유체 분사부는 독립적으로 제공되는 제1유체 분사노즐 및 제2유체 분사노즐을 포함할 수 있으며, 제1유체 분사노즐 및 제2유체 분사노즐에서는 제1유체 및 제2유체가 서로 분리된 상태로 기판(10)의 후면과 전면에 분사될 수 있다.(도 7 참조)
이종 유체 분사부의 다른 예로서, 이종 유체 분사부는 제1유체가 공급되는 제1유체 통로, 제2유체가 공급되는 제2유체 통로와, 제1유체 및 제2유체가 혼합되어 분사되는 혼합 분사 통로를 포함할 수 있으며, 혼합 분사 통로에서는 제1유체 및 제2유체가 서로 혼합된 상태로 기판(10)의 후면과 전면에 고속으로 분사될 수 있다.(도 8 참조)
이종 유체 분사부에서 분사 가능한 이종 유체의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 제1유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나일 수 있고, 제2유체는 기상 유체 및 액상 유체 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 이종 유체 분사부는 이물질 제거 효율을 높일 수 있도록 액상 유체인 순수(DIW)와 기상 유체인 질소(N2)를 함께 분사하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 이종 유체에 의한 타력 및 이물질 제거 효율이 보장될 수 있다면 2가지 다른 종류의 액상 유체 또는 2가지 다른 종류의 기상 유체를 사용하는 것도 가능하다.
케미컬 분사부(540)와 마찬가지로, 세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부 중 적어도 어느 하나는 기판(10)의 후면과 전면에 대해 오실레이션 가능하게 제공되어, 세정액, 스팀, 및 이종 유체를 기판(10)의 후면과 전면에 오실레이션 분사하도록 구성될 수 있다.(도 9 참조)
또한, 도 25를 참조하면, 비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 서로 다른 이종 유체를 분사하는 이종 유체 분사부(560)를 포함하되, 이종 유체 분사부(560)는 드라이아이스 입자를 공급하는 드라이아이스 공급부와, 기판(10)의 후면과 전면에 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함할 수 있다.
유체분사부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 유체를 분사하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 유체 분사부는 기상 유체 및 액상 유체 중 적어도 어느 하나를 분사하도록 구성될 수 있다. 이하에서는 이종 유체 분사부(560)가 드라이아이스 입자와 함께 기상 유체를 분사하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 이종 유체 분사부가 드라이아이스 입자와 함께 액상 유체(예를 들어, DIW)를 분사하도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도 26을 참조하면, 비접촉식 세정유닛(500)은 기판(10)의 후면과 전면에 이소프로필 알콜(IPA)을 분사하는 이소프로필 알콜 분사부(570)를 포함할 수 있다.
이소프로필 알콜 분사부(570)가 기판(10)의 후면과 전면에 이소프로필 알콜을 분사함에 따라 기판(10)의 후면과 전면이 건조될 수 있으며, 기판(10)의 세정 공정이 완료될 수 있다.
아울러, 제1비접촉식 세정유닛(502)에서 세정 처리된 기판(10)은 통상의 이송암에 의해 제2비접촉식 세정유닛(504)으로 이송될 수 있다. 이송암은 제1비접촉식 세정유닛(502)과 제2비접촉식 세정유닛(504)을 왕복 이동 가능하게 제공되어, 제1비접촉식 세정유닛(502)에서 세정 처리된 기판(10)을 제2비접촉식 세정유닛(504)으로 이송할 수 있다. 참고로, 제1비접촉식 세정유닛(502)과 제2비접촉식 세정유닛(504)에서 각각 서로 다른 기판(10)이 동시에 세정되는 동안에는, 이송암이 제1비접촉식 세정유닛(502)과 제2비접촉식 세정유닛(504)의 사이에 제공되는 도피영역 상에 일시적으로 대기할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 비접촉식 세정유닛(또는 접촉식 세정유닛)이 단일층 상에 배열된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 비접촉식 세정유닛이 다층 구조로 제공되는 것이 가능하다.
도 27을 참조하면, 비접촉식 세정유닛(500')은 2층 구조로 제공되며 독립적으로 밀폐된 처리 공간을 제공하는 복수개의 차단유닛(501'~504')을 포함할 수 있으며, 기판(10)은 기설정된 경로를 따라 복수개의 차단유닛(501'~504')을 이동하며 세정될 수 있다. 경우에 따라서는 비접촉식 세정유닛 3층 이상의 구조로 제공되는 것이 가능하며, 차단유닛의 배치 구조 및 배치 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 기판(100)을 연마 파트(100)에서 연마하기 전에 세정 파트(300)로 이송하는 기판이송부(610)를 포함할 수 있으며, 기판(10)은 연마 공정이 진행되기 전에 세정 파트(300)에서 먼저 준비 세정(primary cleaning)된 후 연마 파트(100)에 진입될 수 있다.
기판이송부(610)는 기판(100)을 연마 파트(100)에서 연마하기 전에 세정 파트(300)로 이송한다. 다시 말해서, 기판이송부(610)는 연마 처리될 기판(100)을 연마 파트(100)로 이송하기 전에 세정 파트(300)로 먼저 이송한다.
일 예로, 기판이송부(610)로서는 통상의 로봇암이 사용될 수 있으며, 기판이송부(610)의 종류 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일반적으로 기판은 곧바로 연마 파트로 이송되어 연마된 후, 세정 파트에서 세정된다. 그런데, 기판의 후면과 전면에 이물질이 존재하는 상태에서 연마 공정이 진행되면, 연마공정 중에 이물질에 의해 기판의 후면과 전면에 스크레치가 발생하는 등의 손상이 발생할 수 있다.
이에 본 발명은, 기판(10)의 연마 공전이 진행되기 전에 기판(10)을 준비 세정(primary cleaning)함으로써 기판의 손상을 방지하되, 기판(10)의 준비 세정을 미리 마련되어 있는 세정 파트(300)에서 진행하는 것에 의하여, 기판(10)의 준비 세정을 위한 설비 및 공간을 별도로 마련하지 않기 때문에, 기존 설비의 레이아웃을 변경하거나 추가하지 않고 거의 그대로 유지할 수 있으며, 연마 공정시 기판(10)의 후면과 전면에 이물질이 존재함에 따른 기판의 손상(예를 들어, 스크레치)을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 세정 파트(300)에서 준비 세정이 완료된 기판(10)은 다시 기판이송부(610)에 의해 인출된 후 다른 이송수단에 의해 연마 파트(100)로 이송된다.
연마 공정이 진행되기 전에 세정 파트(300)에 진입된 기판(10)은, 세정 파트(300)에 정의되는 다양한 준비 세정 경로(예를 들어, 도 28 내지 도 31의 PC1,PC2,PC3,PC4)를 따라 준비 세정될 수 있다. 여기서, 기판(10)의 준비 세정 경로라 함은, 기판(10)이 연마 공정이 진행되기 전에 세정 파트(300)에서 세정되는 순서 또는 기판이 이송되며 세정되는 경로로 이해된다.
보다 구체적으로, 기판(10)은 세정 파트(300)에서 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 적어도 어느 하나를 거치는 세정 경로를 따라 세정되도록 구성된다. 바람직하게, 기판(10)의 이동 경로를 최소화하고, 기판(10)의 준비 세정 시간을 단축할 수 있도록, 기판이송부(610)는 세정파트(300)를 구성하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 기판이송부(610)에 가장 인접한 어느 하나로 기판(10)을 이송할 수 있다.
아울러, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 미리 설정된 적어도 어느 하나는 기판(10)의 준비 세정 경로에서 제외(skip)될 수 있다. 다시 말해서, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)은 모두 기판(10)의 준비 세정에 이용될 수 있으나, 다르게는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 일부만이 기판(10)의 준비 세정에 이용될 수 있다.
일 예로, 도 28을 참조하면, 기판(10)은, 기판이송부(610)에 가장 인접한 제2비접촉식 세정유닛(504)를 거치는 준비 세정 경로(PC1)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다.
다른 일 예로, 도 29를 참조하면, 기판(10)은, 제1비접촉식 세정유닛(502)를 거치는 준비 세정 경로(PC2)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다.
또한, 기판(10)의 준비 세정 경로는 복수개의 접촉식 세정유닛(402,404) 중 적어도 어느 하나와, 복수개의 비접촉식 세정유닛(502,504) 중 적어도 어느 하나를 모두 거치도록 구성하는 것에 의하여, 기판(10)의 세정 효율을 높일 수 있다.
일 예로, 도 30을 참조하면, 기판(10)은, 제2비접촉식 세정유닛(504), 제2접촉식 세정유닛(404)을 순차적으로 거치는 준비 세정 경로(PC3)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다.
다른 일 예로, 도 31을 참조하면, 기판(10)은, 제1비접촉식 세정유닛(502), 제2접촉식 세정유닛(404)을 순차적으로 거치는 준비 세정 경로(PC4)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 기판(10)의 준비 세정 경로가 순방향(비접촉식 세정유닛→접촉식 세정유닛) 순서로 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 기판의 준비 세정 경로가 역방향(접촉식 세정유닛→비접촉식 세정유닛) 순서로 구성되는 것도 가능하다. 가령, 기판은, 제1접촉식 세정유닛(또는 제2접촉식 세정유닛)에서 먼저 세정된 후, 제1비접촉식 세정유닛(또는 제2비접촉식 세정유닛)에서 세정된 다음 연마 파트로 이송되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 예비 세정 영역이 단순히 독립적으로 밀폐된 챔버 구조로 제공된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 연마 파트 영역과 세정 파트 영역을 선택적으로 차단하는 차단유닛이 제공될 수 있다.
차단유닛은 연마 파트 영역과 세정 파트 영역을 선택적으로 차단 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 차단유닛의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 한정되거나 제한되는 것은 아니다. 일 예로, 차단유닛은 통상의 좌우 슬라이딩 개폐 방식 또는 상하 셔터 방식으로 구현되는 것이 가능하다.
이와 같은 구조는 연마 파트 영역에서 발생된 연마물질 및 이물질이 세정 파트 영역으로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 함으로써, 세정 파트 영역이 보다 깨끗한 처리 환경을 유지할 수 있게 한다. 즉, 세정 파트 영역에 비해 연마 파트 영역에서는 비교적 많은 이물질이 발생하며, 연마 파트 영역에서 발생한 이물질이 세정 파트 영역으로 유입되면 이물질에 의한 세정 오류 또는 세정 저하 현상이 발생할 수 있다. 이에 차단유닛은 연마 파트 영역과 세정 파트 영역의 경계를 전체적으로 차단함으로써, 연마 파트 영역에서 발생된 연마물질 및 이물질이 세정 파트 영역으로 유입되는 것을 원천적으로 차단시켜 세정 파트 영역에서 수행되는 세정 공정의 세정 효율을 높일 수 있게 한다.
한편, 도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도면이고, 도 33 내지 34는 도 32의 반전 유닛을 도시한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 32 내지 도 34를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 연마 파트(도 1의 100 참조)에 구비된 기판(10)이 로딩되는 로딩 영역(P2)에서 예비 세정 영역(P1)으로 이동 가능하게 구비되어 기판(10)을 로딩 영역(P2)에서 수취하여 예비 세정 영역(P1)으로 이송하는 반전 유닛(140)을 포함하고, 기판(10)은 반전 유닛(140)에 지지된 상태로 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된다.
이때, 반전 유닛(140)은 기판(10)을 로딩 영역(P2)에서 수취하여 예비 세정 영역(P1)으로 이송만 하도록 구성될 수 있으나, 경우에 따라서는 반전 유닛(140)이 기판(10)을 이송함과 아울러, 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판(10)을 세정 파트(300)로 공급하기 전에 기판(10)의 후면이 반대 방향으로 반전(후면이 상부 방향을 향하도록 180도 뒤집어 회전)시키도록 구성되는 것도 가능하다.
구체적으로, 반전 유닛(140)은, 로딩 영역(P2)에서 예비 세정 영역(P1)으로 이동하는 가동 어셈블리(144)와, 가동 어셈블리(144)에 반전(turning) 회전 가능하게 연결되는 회전 어셈블리(146)와, 회전 어셈블리(146)에 연결되며 기판(10)을 그립하는 그립 어셈블리(148)를 포함한다.
가동 어셈블리(144)는 연마 파트(10)에서 기판(10)이 로딩되는 로딩 영역(P2)에서 기판(10)이 언로딩되는 예비 세정 영역(P1)으로 이동 가능하게 제공된다.
기판(10)의 로딩 영역(P2)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게 캐리어 헤드(122,124)의 이동 경로를 단축할 수 있도록 로딩 영역(P2)은 이송유닛(예를 들어, 캐리어 헤드)의 이동 경로(예를 들어, 순환 경로) 상에 제공될 수 있다.
즉, 기판의 예비 세정 영역이 캐리어 헤드의 이동 경로 외측에 제공될 경우에는, 캐리어 헤드가 이동 경로를 따라 이동한 후, 추가적으로 이동 경로 외측에 제공되는 기판의 예비 세정 영역까지 다시 이동해야 하기 때문에, 불가피하게 캐리어 헤드의 이동 경로가 증가하는 문제점이 있다. 하지만, 반전 유닛(140)에 의해 기판(10)의 로딩 영역(P2)에서 기판(10)을 수취하는 구조에서는, 캐리어 헤드(122,124)가 예비 세정 영역(P1)까지 이동할 필요없이 이동 경로만을 이동하면 되기 때문에, 캐리어 헤드(122,124)의 이동 경로를 최소화할 수 있다.
가동 어셈블리(144)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 예비 세정 영역(P1)에 접근 및 이격 가능하게 제공될 수 있다. 일 예로, 가동 어셈블리(144)는 로딩 영역(P2)에서 예비 세정 영역(P1)(또는 예비 세정 영역에서 로딩 영역)으로 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 가동 어셈블리가 일 지점을 기준으로 회전하며 로딩 영역에서 예비 세정 영역으로 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.
가동 어셈블리(144)는 구동 어셈블리(142)에 의한 구동력에 의해 로딩 영역에서 예비 세정 영역(P1)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 가동 어셈블리(144)는 구동 어셈블리(142)에 의한 구동력에 의해 로딩 영역(P2)에서 예비 세정 영역(P1)으로 직선 이동할 수 있다.
구동 어셈블리(142)로서는 구동력을 제공 가능한 통상의 구동수단이 사용될 수 있으며, 구동 어셈블리(142)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 구동 어셈블리(142)로서는 통상의 리니어 모터가 사용될 수 있다. 경우에 따라서는, 통상의 모터 및 동력전달부재의 조합(예를 들어, 기어 또는 벨트의 조합)으로 구동 어셈블리를 구성하거나, 스크류 부재를 이용하여 구동 어셈블리를 구성하는 것이 가능하다.
그립 어셈블리(146)는 가동 어셈블리(144)에 연결되어 선택적으로 기판(10)을 그립하도록 구성되며, 그립 어셈블리(146)는 가동 어셈블리(144)에 의해 선택적으로 로딩 영역(P2) 또는 예비 세정 영역(P1)으로 이동할 수 있다. 바람직하게 그립 어셈블리(146)는 기판(10)의 화학 기계적 연마 공정 중(또는 기판의 로딩 중)에는 캐리어 헤드(122,124)의 이동 경로로부터 벗어난 예비 세정 영역(P1)으로 도피될 수 있고, 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판(10)을 수취할 시에만 로딩 영역(P2)으로 접근할 수 있다.
또한, 가동 어셈블리(144)에는 회전 어셈블리(148)가 반전(turning) 회전 가능하게 연결되며, 그립 어셈블리(146)는 회전 어셈블리(148)에 연결되어, 회전 어셈블리(148)에 의해 선택적으로 가동 어셈블리(144)에 대해 반전 회전할 수 있다.
회전 어셈블리(148)는 통상의 회전축 및 구동수단을 이용하여 구성될 수 있으며, 회전 어셈블리(148)의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 경우에 따라서는 그립 어셈블리가 가동 어셈블리 상에 고정되고, 가동 어셈블리가 구동 어셈블리에 반전 회전 가능하도록 구성하는 것도 가능하다.
그립 어셈블리(146)는 기판(10)을 선택적으로 그립 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 그립 어셈블리(146)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 그립 어셈블리(146)는, 기판(10)의 일측을 지지하는 제1그립부재(442a)와, 제1그립부재(442a)를 마주하며 기판(10)의 다른 일측을 지지하는 제2그립부재(442b)를 포함할 수 있다.
또한, 예비 세정 영역에서의 예비 세정은 기판(10)이 반전 유닛(140)에 의해 지지된 상태로 수행될 수 있다. 다시 말해서, 반전 유닛(140)은 기판(10)을 반전 회전시키는 역할을 수행함과 동시에, 기판을 거치시키는 거치부의 역할을 함께 수행할 수 있다.
이와 같이, 예비 세정 영역에서의 예비 세정이 기판(10)이 반전 유닛(140)에 의해 지지된 상태로 수행되도록 하는 것에 의하여, 예비 세정 영역에서 예비 세정을 진행하는 동안 기판이 움직이지 않도록 수행되는 기판의 지지 공정을 간소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
물론, 예비 세정 영역에서 별도의 지지수단(거치수단)에 의해 기판(10)을 지지하여 예비 세정을 진행하는 것도 가능하지만, 예비 세정과 관계없이 수행되는 기판의 반전 공정 중에 기판이 지지되도록 하는 것에 의하여, 기판을 지지하는 과정을 간소화하고, 전체적인 공정을 줄이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
일 예로, 예비 세정 영역에서의 예비 세정은 반전 유닛(140)에 의해 기판(10)의 후면이 하부를 향하도록 배치된 상태에서 진행될 수 있다.
다른 일 예로, 예비 세정 영역에서의 예비 세정은 반전 유닛(140)에 의해 기판(10)이 수직하게 배치된 상태로 수행될 수 있다. 이와 같이 기판을 수직하게 배치된 상태로 예비 세정을 진행하는 것에 의하여, 예비 세정시 사용된 세정액 또는 케미컬과 같은 세정 유체가 기판(10)의 표면(후면과 전면)에 잔류하지 않고 보다 빠르고 쉽게 배출되게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
경우에 따라서는 기판이 반전 유닛(140)에 의해 반전된 이후(기판의 후면이 상부를 향하도록 배치된 상태)에, 기판이 반전 유닛(140)에 의해 지지된 상태에서 예비 세정을 진행하는 것도 가능하다.
아울러, 기판(10)이 반전 유닛(140)에 의해 지지된 상태에서의 예비 세정이라 함은, 기판의 후면과 전면에 케미컬, 순수(DIW), 스팀, 이종 유체 등과 같은 세정 유체를 분사하는 방식과, 기판의 후면에 세정 브러쉬를 회전 접촉시키는 방식과, 기판의 후면에 진동 에너지를 공급하는 방식을 모두 포함하는 개념으로 정의된다.
한편, 도 35는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템에 적용 가능한 회전암을 도시한 도면이다.
도 35를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 연마 파트(도 1의 100 참조)에서 예비 세정 영역(P1)에 배치되는 제1위치(RP1)와, 연마 파트(100)에서 예비 세정 영역(P1)의 외측에 배치되는 제2위치(RP1)로 회전 가능하게 구비되는 회전암(201a)을 포함하고, 세정 유체 분사부(201)는 회전암(201a)에 분리 가능하게 장착되어, 기판거치부(도 5의 220 참조)에 거치된 기판(10)의 표면(후면 및 전면)에 세정 유체를 분사한다.
여기서, 기판거치부(220)에 기판(10)이 거치된 상태라 함은, 기판거치부(220)에 기판(10)이 거치된 상태와, 반전 유닛(도 33의 140)에 기판(10)이 지지된 상태를 모두 포함하는 개념으로 이해된다.
회전암(201a)은 일단을 중심으로 회전하며 제1위치(RP1)에서 제2위치(RP1)로 이동할 수 있으며, 회전암(201a)이 제1위치(RP1)에 배치되면 세정 유체 분사부(201)는 기판(100)의 표면에 세정 유체를 분사한다.
세정 유체 분사부(201)는 회전암(201a)에 선택적으로 분리 가능하게 장착된다.
여기서, 세정 유체 분사부(201)라 함은, 케미컬, 순수(DIW), 스팀, 이종 유체 등과 같은 세정 유체를 분사할 수 있는는 케미컬 분사부, 세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이, 하나의 회전암(201a)에 서로 다른 세정 유체 분사부(201)가 장착되도록 하는 것에 의하여, 서로 다른 종류의 세정 유체를 분사하는 분사부를 장착하기 위한 여러개의 회전암 또는 지지수단을 각각 구비할 필요없이, 하나의 회전암을 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 구조를 간소화하고 공간활용성을 증가시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 기판의 예비 세정이 완료된 상태에서는 회전암(201a)이 제2위치(RP1)에 배치되게 함으로써, 캐리어 헤드, 컨디셔너 또는 반전 유닛과 같은 주변 장치와의 충돌을 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 36은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도면이고, 도 37은 도 36의 기판 처리 시스템의 세정 파트를 설명하기 위한 도면이며, 도 38 내지 도 40은 도 36의 세정 파트에 의한 기판의 세정 과정을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 41은 도 36의 기판 처리 시스템에 적용된 팩킹부재를 설명하기 위한 도면이고, 도 42 내지 도 45은 도 36의 세정 파트에 의한 기판의 준비 세정 과정을 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 36 및 도 37을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템은, 기판에 대해 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 수행하는 연마 파트(100)와, 연마 파트(100)에 마련되며 연마 공정이 완료된 기판(10)에 대해 예비 세정(pre-cleaning)이 진행되는 예비 세정 영역(P1)과, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 기판을 세정하는 세정 파트(300)를 포함하되, 세정 파트(300)는, 상하 방향을 따라 적층되게 배치되며, 기판(10)에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)을 포함한다.
연마 파트(100)에는 복수개의 연마 정반(112,112',114,114')이 제공되며, 각 연마 정반(112,112',114,114')의 상면에는 연마 패드가 부착된다. 연마 파트(100)의 영역 상에 제공되는 로딩 유닛에 공급된 기판(10)은 미리 설정된 경로를 따라 이동하는 캐리어 헤드(122,124)에 밀착된 상태로 슬러리가 공급되는 연마 패드의 상면에 회전 접촉됨으로써 화학 기계적 연마 공정이 수행된다.
일 예로, 연마 파트(100)는, 복수개의 제1연마정반(110)이 배치된 제1연마영역(101)과, 제1마영역을 마주하며 복수개의 제2연마정반(110')이 배치된 제2연마영역(102)과, 제1연마영역(101)과 제2연마영역(102)의 사이에 배치되며 연마 파트(100)에 마련된 로딩 영역(P2)에 로딩된 기판(10)을 이송하는 기판이송라인(104)을 포함하고, 로딩 영역(P2)에 로딩된 기판(10)은 기판이송라인(104)을 따라 이송되어 제1연마영역(101) 또는 제2연마영역(102)에서 연마된 후, 예비 세정 영역(P1)에 언로딩된다.
기판이송라인(104)은 제1연마영역(101)과 제2연마영역(102)의 사이 센터에 구비되어, 로딩 영역(P2)에 로딩된 기판(10)이 기판이송라인(104)을 따라 이송된 후 제1연마영역(101) 또는 제2연마영역(102)으로 진입될 수 있게 한다.
이와 같이, 본 발명은 기판(10)을 기판이송라인(104)을 따라 먼저 이송하고, 기판(10)이 제1연마영역(101) 또는 제2연마영역(102)에서 연마된 후, 곧바로 예비 세정 영역(P1)에 언로딩되게 하는 것에 의하여, 연마가 완료된 기판(10)의 습식(wet) 상태를 유지하기 위한 별도의 분사장치를 배제하고, 워터마크의 발생을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
다시 말해서, 기판을 제1연마영역 또는 제2연마영역에서 먼저 연마하고, 연마가 완료된 기판을 기판이송라인을 따라 이송한 후 예비 세정 영역에서 언로딩하는 것도 가능하나, 기판이 연마된 후 이송되는 구조(도 1 참조)에서는, 연마가 완료된 기판이 기판이송라인을 따라 이송되는 도중에 건조되며 워터마크가 발생하거나, 기판의 실장 부품이 손상되는 문제점이 있기 때문에, 불가피하게 기판이송라인 상에는 기판의 습식 상태(젖은 상태)를 유지하기 위한 별도의 분사장치 또는 습식 베스(wetting bath)가 구비되어야 한다. 하지만, 본 발명에서는 제1연마영역(101)과 제2연마영역(102)의 사이 센터에 구비된 기판이송라인(104)을 통해 기판(10)을 먼저 이송하고, 제1연마영역(101) 또는 제2연마영역(102)에서 기판(10)을 연마한 후, 연마가 완료된 기판(10)을 곧바로 예비 세정 영역(P1)에 언로딩하기 때문에, 기판(10)을 적시는 설비를 별도로 마련하지 않더라도 연마 공정이 완료된 기판(10)이 건조되는 것을 방지할 수 있고, 건조에 의한 기판 실장 부품의 손상 및 워터 마크에 의한 불량을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
연마 공정이 완료된 기판(10)은 예비 세정 영역(P1)에 구비된 기판거치부(도 5의 220 참조)된 상태에서, 세정 유체 분사부(세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부), 메가소닉 유닛, 세정 브러쉬 중 적어도 어느 하나에 의해 세정될 수 있다.(도 6 내지 도 14 참조)
적층 구조로 제공되는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)을 포함하는 세정 파트(300)는 요구되는 조건에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 여기서, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)이 상하 방향을 따라 적층된다 함은, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)이 2층 구조 또는 3층 구조 이상으로 적층되게 배치되는 것으로 정의된다.
일 예로, 세정유닛(402,404,502,504)은, 상하 방향을 따라 적층되게 배치되며 기판의 후면과 전면에 물리적으로 접촉되며 기판(10)에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 접촉식 세정유닛(402,404)과, 상하 방향을 따라 적층되게 배치되며 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 비접촉되며 기판(10)에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 비접촉식 세정유닛(502,504)을 포함한다. 이하에서는 2개의 접촉식 세정유닛(402,404)과 2개의 비접촉식 세정유닛(502,504)이 각각 2층 구조로 배치된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 접촉식 세정유닛과 비접촉식 세정유닛 중 어느 하나만을 적층 구조로 제공하는 것도 가능하다.
복수개의 접촉식 세정유닛(402,404)에는 세정 브러쉬(도 15의 410 참조), 케미컬 공급부(도 15의 420 참조) 등이 구비될 수 있다.
비접촉식 세정유닛(502,504)은, 상부에 기판(10)이 낱장 단위로 거치되고 케이싱(402a)의 내부에 회전축(521)을 중심으로 회전 가능하게 제공되는 거치대(520)와, 거치대(520)의 둘레를 감싸도록 제공되며 기판(10)의 표면으로부터 비산되는 처리유체를 회수하는 회수 용기(530)를 포함하며, 기판(10)은 거치대(520)에 거치된 상태에서, 세정 유체 분사부(세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부), 이소프로필 알콜 분사부, 메가소닉 유닛 중 적어도 어느 하나에 의해 세정될 수 있다.(도 14, 도 23 내지 도 26 참조)
아울러, 세정 파트(300)에는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 어느 하나에서 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 다른 하나로 기판(100)을 이송시키는 이송유닛(310)이 구비되며, 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 세정 파트(300) 내에서 이송될 수 있다.
이송유닛(310)으로서는 상하 방향을 따라 이동 가능한 통상의 로봇암이 사용될 수 있으며, 이송유닛(310)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
기판(10)은 세정 파트(300)에 정의되는 다양한 세정 경로를 따라 세정될 수 있다. 여기서, 기판(10)의 세정 경로라 함은, 기판(10)이 세정 파트(300)에서 세정되는 순서 또는 기판이 이송되며 세정되는 경로로 이해된다.
보다 구체적으로, 기판(10)은 세정 파트(300)에서 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 적어도 어느 하나를 거치는 세정 경로를 따라 세정되도록 구성된다. 바람직하게 기판(10)의 세정 경로가 복수개의 접촉식 세정유닛(402,404) 중 적어도 어느 하나와, 복수개의 비접촉식 세정유닛(502,504) 중 적어도 어느 하나를 거치도록 구성하는 것에 의하여, 기판(10)의 세정 효율을 높일 수 있다.
일 예로, 도 38을 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 후 세정파트(300)로 진입된 기판(10)은, 제1접촉식 세정유닛(402), 제2접촉식 세정유닛(404), 제2비접촉식 세정유닛(504)을 순차적으로 거치는 세정 경로(C1)를 따라 세정된 후 배출될 수 있다. 이때, 제1접촉식 세정유닛(402)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2접촉식 세정유닛(404)으로 이송될 수 있고, 제2접촉식 세정유닛(404)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2비접촉식 세정유닛(504)으로 이송될 수 있다.
다른 일 예로, 도 39를 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 후 세정파트(300)로 진입된 기판(10)은, 제1접촉식 세정유닛(402), 제1접촉식 세정유닛(404), 제1비접촉식 세정유닛(502)을 순차적으로 거치는 세정 경로(C2)를 따라 세정된 후 배출될 수 있다. 이때, 제1접촉식 세정유닛(402)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2접촉식 세정유닛(404)으로 이송될 수 있고, 제2접촉식 세정유닛(404)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제1비접촉식 세정유닛(502)으로 이송될 수 있다.
또한, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 미리 설정된 적어도 어느 하나는 기판(10)의 세정 경로에서 제외(skip)될 수 있다.
여기서, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 미리 설정된 적어도 어느 하나가 기판(10)의 세정 경로에서 제외된다 함은, 세정파트에서 기판이 제외된 특정 세정유닛을 거치지 않고 세정되는 것으로 이해된다.
일 예로, 도 38을 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 후 세정파트(300)로 진입된 기판(10)은, 제1접촉식 세정유닛(402)을 거치지 않고, 제2접촉식 세정유닛(404)과 제2비접촉식 세정유닛(504)을 순차적으로 거치는 세정 경로(C3)를 따라 세정된 후 배출될 수 있다. 이때, 세정 파트(300)에 진입된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2접촉식 세정유닛(404)으로 이송될 수 있고, 제2접촉식 세정유닛(404)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2비접촉식 세정유닛(504)으로 이송될 수 있다.
다른 일 예로, 도 39를 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 후 세정파트(300)로 진입된 기판(10)은, 제1접촉식 세정유닛(402)을 거치지 않고, 제2접촉식 세정유닛(404)과 제1비접촉식 세정유닛(502)을 순차적으로 거치는 세정 경로(C4)를 따라 세정된 후 배출될 수 있다. 이때, 세정 파트(300)에 진입된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2접촉식 세정유닛(404)으로 이송될 수 있고, 제2접촉식 세정유닛(404)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제1비접촉식 세정유닛(502)으로 이송될 수 있다.
또 다른 일 예로, 도 40을 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 후 세정파트(300)로 진입된 기판(10)은, 제2접촉식 세정유닛(404)을 거치지 않고, 제1접촉식 세정유닛(402)과 제2비접촉식 세정유닛(504)을 순차적으로 거치는 세정 경로(C5)를 따라 세정된 후 배출될 수 있다. 이때, 제1접촉식 세정유닛(402)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2비접촉식 세정유닛(504)으로 이송될 수 있다.
또 다른 일 예로, 도 40을 참조하면, 예비 세정 영역(P1)에서 예비 세정된 후 세정파트(300)로 진입된 기판(10)은, 제2접촉식 세정유닛(404)을 거치지 않고, 제1접촉식 세정유닛(402)과 제1비접촉식 세정유닛(502)을 순차적으로 거치는 세정 경로(C6)를 따라 세정된 후 배출될 수 있다. 이때, 제1접촉식 세정유닛(402)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제1비접촉식 세정유닛(502)으로 이송될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 기판(10)의 세정 경로가 순방향(접촉식 세정유닛→비접촉식 세정유닛)으로 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 기판의 세정 경로가 역방향(비접촉식 세정유닛→접촉식 세정유닛)으로 구성되는 것도 가능하다. 가령, 예비 세정 영역에서 예비 세정된 후 세정파트로 진입된 기판은, 제2비접촉식 세정유닛에서 먼저 세정된 후, 제1접촉식 세정유닛에서 세정된 다음 배출되는 것도 가능하다.
한편, 세정파트(300)를 구성하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)은 각 세정 공간을 그 이외의 공간과 독립적으로 차단하는 차단유닛을 포함한다.
일 예로, 차단유닛은, 기판의 주변을 감싸도록 제공되며 독립적인 세정 처리 공간을 제공하는 케이싱(도 22의 402a, 404a, 502a, 504a 참조)과, 케이싱(402a, 404a, 502a, 504a 참조)의 출입구를 개폐하는 개폐부재(도 22의 402b, 404b, 502b, 504b 참조)를 포함한다.
이와 같이, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)의 각 세정 공간이 차단유닛에 의해 독립적으로 차단되도록 하는 것에 의하여, 기판(10)의 세정시 발생된 흄(fume)이 인접한 다른 세정유닛의 세정 공간으로 유입됨에 따른 세정 오류 및 세정 저하를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 41을 참조하면, 세정유닛(502)의 케이싱(502a)과 개폐부재(502b)의 사이 틈새에 밀폐를 위한 팩킹부재(150)를 구비함으로써, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)의 각 세정 공간을 보다 효과적으로 밀폐하는 효과를 얻을 수 있다.
팩킹부재(150)로서는 고무, 우레탄, 실리콘과 같은 탄성소재가 사용될 수 있으며, 팩킹부재(150)의 재질은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
바람직하게, 팩킹부재(150)는, 상부팩킹부(152)와, 상부팩킹부(152)의 일단에 절곡되는 절곡팩킹부(154)와, 절곡팩킹부(154)의 일단에 절곡되며 상부팩킹부(152)와 다른 높이에 배치되는 하부팩킹부(154)를 포함하고, 상부팩킹부(152)와, 절곡팩킹부(154)와, 하부팩킹부(154)는 케이싱(502a)과 팩킹부재(502b)의 상호 대향면에 형성된 단차부에 밀착된다.
이와 같은 구조는, 상부팩킹부(152)와 케이싱(502a)(또는 개폐부재)의 사이로 흄이 누설된다 하더라도, 상부팩킹부(152)에 수직하게 절곡된 절곡팩킹부(154)에 의해 2차적으로 실링이 이루어지고, 절곡팩킹부(154)에 절곡된 하부팩킹부(156)에 의해 3차적으로 실링이 이루어지도록 함으로써, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)의 각 세정 공간의 밀폐 성능을 높여, 세정시 발생된 흄이 외부로 누설되는 것을 보다 효과적으로 차단하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 세정 파트(300)를 구성하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)이 상하 방향을 따라 적층되게 배치되는 구조에서도, 기판(10)은, 연마 파트(100)에서 연마되기 전에 기판이송부(610)에 의해 세정 파트(300)로 이송되어 준비 세정될 수 있다. 이를 통해, 기존 설비의 레이아웃을 변경하거나 추가하지 않고, 연마 공정시 기판(10)의 후면과 전면에 이물질이 존재함에 따른 기판의 손상(예를 들어, 스크레치)을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
연마 공정이 진행되기 전에 다층 구조의 세정 파트(300)에 진입된 기판(10)은, 세정 파트(300)에 정의되는 다양한 준비 세정 경로(예를 들어, 도 42 내지 도 45의 PC1,PC2,PC3,PC4)를 따라 준비 세정될 수 있다.
보다 구체적으로, 기판(10)은 세정 파트(300)에서 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 적어도 어느 하나를 거치는 세정 경로를 따라 세정되도록 구성된다. 아울러, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 미리 설정된 적어도 어느 하나는 기판(10)의 준비 세정 경로에서 제외(skip)될 수 있다. 다시 말해서, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)은 모두 기판(10)의 준비 세정에 이용될 수 있으나, 다르게는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 일부만이 기판(10)의 준비 세정에 이용될 수 있다.
일 예로, 도 42를 참조하면, 기판(10)은, 기판이송부(610)에 가장 인접한 제1비접촉식 세정유닛(502)를 거치는 준비 세정 경로(PC1)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다.
다른 일 예로, 도 43을 참조하면, 기판(10)은, 제2비접촉식 세정유닛(504)를 거치는 준비 세정 경로(PC2)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다.
또한, 기판(10)의 준비 세정 경로는 복수개의 접촉식 세정유닛(402,404) 중 적어도 어느 하나와, 복수개의 비접촉식 세정유닛(502,504) 중 적어도 어느 하나를 모두 거치도록 구성하는 것에 의하여, 기판(10)의 세정 효율을 높일 수 있다.
일 예로, 도 44를 참조하면, 기판(10)은, 제1비접촉식 세정유닛(502), 제2접촉식 세정유닛(404)을 순차적으로 거치는 준비 세정 경로(PC3)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다. 이때, 제1비접촉식 세정유닛(502)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2접촉식 세정유닛(404)으로 이송될 수 있고, 제2접촉식 세정유닛(404)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제1비접촉식 세정유닛(502)으로 이송될 수 있다.
다른 일 예로, 도 45를 참조하면, 기판(10)은, 제2비접촉식 세정유닛(504), 제2접촉식 세정유닛(404)을 순차적으로 거치는 준비 세정 경로(PC4)를 따라 세정된 후 연마 파트(100)로 이송되어 연마될 수 있다. 이때, 제2비접촉식 세정유닛(504)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2접촉식 세정유닛(404)으로 이송될 수 있고, 제2접촉식 세정유닛(404)에서 세정된 기판(10)은 이송유닛(310)에 의해 제2비접촉식 세정유닛(504)으로 이송될 수 있다.
다르게는, 기판이, 제1접촉식 세정유닛(또는 제2접촉식 세정유닛)에서 먼저 세정된 후, 제1비접촉식 세정유닛(또는 제2비접촉식 세정유닛)에서 세정된 다음 연마 파트로 이송되는 것도 가능하다.
또한, 세정 파트의 각 세정유닛(402,404,502,504)에는 세정유닛(402,404,502,504)에서 준비 세정된 기판(10)의 오염도를 측정하는 오염도 측정부(700)를 포함할 수 있다.
오염부 측정부(700)는 준비 세정이 완료된 기판(10)의 오염도를 측정함으로써, 각 세정유닛(402,404,502,504)이 정상적으로 작동하고 있는지 여부, 다시 말해서, 각 세정유닛(402,404,502,504)에 의한 기판(10)의 세정이 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 테스트(연마 공정이 완료된 기판에 대한 최종 세정이 이루어지기 전의 테스트)할 수 있게 한다. 가령, 오염부 측정부(700)에서 측정된 기판(100)의 오염도가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우에는, 세정유닛(402,404,502,504)이 정상적으로 작동하지 않거나, 세정유닛(402,404,502,504)의 내부 오염도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
오염부 측정부(700)는 기판의 후면과 전면에 잔존하는 파티클을 측정함으로써 기판(10)의 오염도를 측정할 수 있으며, 오염부 측정부(700)의 종류 및 측정 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 46 및 도 47을 참조하면, 연마 파트(100)는, 제1연마정반(112)과 제2연마정반(114)의 사이에 배치되는 제1예비 세정 유닛(200)과, 기판(10)이 언로딩되는 언로딩 영역에 배치되는 제2예비 세정 유닛(200')을 포함할 수 있다.
일 예로, 기판(10)의 후면(또는 전면)은 제1연마정반(112)에서 연마되고, 제1예비 세정 유닛(200')은 기판(10)의 전면이 연마되기 전에 미리 기판(10)의 후면을 예비 세정한다.
바람직하게, 기판(10)의 후면은 반전 유닛(113")에 거치된 상태에서 행해진다. 이와 같이, 기판(10)의 후면의 예비 세정이 반전 유닛(113")에 거치된 상태에서 행해지도록 하는 것에 의하여 설계자유도를 향상시키고 기판의 이동 경로를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
후면에 대한 예비 세정이 완료된 기판(10)은 반전 유닛(113")에 의해 180도 반전된 상태로 제2연마정반(114)으로 이송되고, 기판(10)의 전면(또는 후면)은 제2연마정반(114)에서 연마된다.
후면에 대한 연마가 완료된 기판(10)은 언로딩 영역에 언로딩되고, 언로딩 영역에 마련된 제2예비 세정 유닛(200)은 기판의 후면을 예비 세정한다.
참고로, 제1예비 세정 유닛(200)과 제2예비 세정 유닛(200')은 세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부, 메가소닉 유닛, 세정 브러쉬 중 적어도 어느 하나를 이용하여 기판의 표면(후면 및 전면)을 예비 세정할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의한 기판 처리 방법을 설명하기로 한다.
일 예로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판(10)은 후면(패턴 또는 막이 형성되지 않은 면)이 아래를 향하도록 풉(FOUP)에 저장된 상태로 공급된다.
기판은 이송 로봇(미도시)에 의해 풉(FOUP)로부터 인출된 후 웨이퍼 스테이션(W/S)에 거치된다.
다음, 웨이퍼 스테이션(W/S)에 거치된 기판(10)은 이송 로봇(TR)에 의해 연마 파트(100)의 로딩 영역에 마련된 로딩 유닛(LU)으로 이송된다. 이때, 이송 로봇(TR)은 기판(10)의 후면이 하부를 향하는 자세를 유지(기판을 반전 회전시키지 않고)하도록 기판(10)을 이송한다. 다시 말해서, 이송 로봇(TR)은 기판(10)의 후면이 하부를 향하는 자세를 그대로 유지하도록, 웨이퍼 스테이션(W/S)에서 로딩 유닛(LU)으로 기판을 이송한다.
다음, 제1연마정반(PL1)(112,112')에서 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해진다. 이때, 기판(10)의 전면(상면)이 캐리어 헤드에 밀착된 상태에서 하부를 향해 배치된 기판(10)의 후면을 제1연마정반(112,112)의 제1연마패드(미도시)의 상면에 접촉시켜 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해진다.
다음, 기판(10)은 제1연마정반(PL1)(112,112')과 제2연마정반(PL2)(114,114')의 사이에 배치된 반전 유닛(113,113')으로 이송되어 반전 유닛(113,113')에 의해 반전 회전된다. 이때, 기판(10)은 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제2연마정반(PL2)(114,114')으로 이송되고, 제2연마정반(PL2)(114,114')에서 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다. 이때, 기판(10)의 후면(상면)이 캐리어 헤드에 밀착된 상태에서 하부를 향해 배치된 기판(10)의 전면을 제2연마정반(PL2)(114,114')의 제1연마패드(미도시)의 상면에 접촉시켜 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다.
다음, 기판(10)의 표면(후면과 전면)에 대한 연마가 완료되면, 연마가 완료된 기판(10)은 미리 정해진 이송 경로를 따라 이송되어 연마 파트(100)의 언로딩 영역에 마련된 언로딩 유닛(UU)에 언로딩된다. 이때, 기판이 제2연마정반(PL2)(114,114')에서 언로딩 유닛(UU)으로 이송되는 중에, 기판(10)의 표면이 습식 상태를 유지할 수 있도록, 미리 정해진 경로에는 다수의 습식 처리 유닛(예를 들어, 습식 베스)(160)(WB)가 배치될 수 있다.
다음, 연마가 완료된 기판의 표면은 연마 파트(100)의 예비 세정 영역(P1)(언로딩 영역)에 마련된, 예비 세정 유닛(예를 들어, 세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부, 메가소닉 유닛, 세정 브러쉬 중 어느 하나 이상)에 의해 예비 세정 공정이 행해진다.
경우에 따라서는, 도 3과 같이, 연마가 완료된 기판(10)에 대한 예비 세정을 수행하지 않고, 연마가 완료된 기판(10)을 곧바로 세정 파트(300)로 이송시켜 후속 세정을 수행하는 것도 가능하다. 또한, 연마 파트(100)에서 연마가 완료된 기판(10)은 언로딩 영역에 마련된 반전 유닛(213)에 의해 다시 반전 회전된 상태로 세정 파트에 이송될 수 있다. 다르게는, 연마가 완료된 기판에 대한 예비 세정을 수행한 후, 예비 세정이 완료된 기판을 다시 반전시킨 상태로 세정 파트에 이송하는 것도 가능하다.
다음, 예비 세정이 행해진 기판(10)은 세정 파트(300)로 이송되어 후속 세정이 행해진다. 이때, 기판(10)은 세정 파트(300)에 마련된, 제1세정 브러쉬(brush 1), 제2세정 브러쉬(brush 2), 세정 유체 분사부(NCC), 스핀식 헹굼 건조 유닛(SRD)을 순차적으로 거쳐면서 세정 및 건조 공정이 행해진다.
그 후, 기판(10)의 세정 및 건조 공정이 완료되면, 기판(10)은 다시 이송 로봇(미도시)에 의해 풉(FOUP)에 저장된다. 이때, 기판(10)은 인출시와 마찬가지로 후면(패턴 또는 막이 형성되지 않은 면)이 아래를 향한 상태로 풉(FOUP)에 저장된다.
이와 같이, 기판(10)의 후면과 전면을 모두 연마하는 것에 의하여, 기판(10)의 후면(後面)의 미세한 요철이 평탄화되고 동시에 기판(10)의 후면과 전면이 서로 평행해지도록 평탄 연마된다. 따라서, 기판(10)의 연마 공정 이후에 행해지는 노광 공정 중에, 기판(10)의 후면에 형성된 요철에 의한 마스크의 정렬 오류를 방지하고, 정확한 패턴을 형성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
기판 처리 방법의 다른 일 예로, 도 1 및 도 4를 참조하면, 기판(10)은 후면(패턴 또는 막이 형성되지 않은 면)이 아래를 향하도록 풉(FOUP)에 저장된 상태로 공급된다.
기판은 이송 로봇(미도시)에 의해 풉(FOUP)로부터 인출된 후 웨이퍼 스테이션(W/S)에 거치된다.
다음, 웨이퍼 스테이션(W/S)에 거치된 기판(10)은 이송 로봇(TR)에 의해 연마 파트(100)의 로딩 영역에 마련된 로딩 유닛(LU)으로 이송된다. 이때, 이송 로봇(TR)은 기판(10)의 전면이 하부를 향하도록 기판(10)을 180도 반전 회전시키면서 기판(10)을 이송한다.
다음, 제1연마정반(PL1)(112,112')에서 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다. 이때, 기판(10)의 후면(상면)이 캐리어 헤드에 밀착된 상태에서 하부를 향해 배치된 기판(10)의 전면을 제1연마정반(112,112)의 제1연마패드(미도시)의 상면에 접촉시켜 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다.
다음, 기판(10)은 제1연마정반(PL1)(112,112')과 제2연마정반(PL2)(114,114')의 사이에 배치된 반전 유닛(113,113')으로 이송되어 반전 유닛(113,113')에 의해 반전 회전된다. 이때, 기판(10)은 후면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제2연마정반(PL2)(114,114')으로 이송되고, 제2연마정반(PL2)(114,114')에서 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해진다. 이때, 기판(10)의 전면(상면)이 캐리어 헤드에 밀착된 상태에서 하부를 향해 배치된 기판(10)의 후면을 제2연마정반(PL2)(114,114')의 제1연마패드(미도시)의 상면에 접촉시켜 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해진다.
다음, 기판(10)의 표면(후면과 전면)에 대한 연마가 완료되면, 연마가 완료된 기판(10)은 미리 정해진 이송 경로를 따라 이송되어 연마 파트(100)의 언로딩 영역에 마련된 언로딩 유닛(UU)에 언로딩된다. 이때, 기판이 제2연마정반(PL2)(114,114')에서 언로딩 유닛(UU)으로 이송되는 중에, 기판(10)의 표면이 습식 상태를 유지할 수 있도록, 미리 정해진 경로에는 다수의 습식 처리 유닛(예를 들어, 습식 베스)(160)(WB)가 배치될 수 있다.
다음, 연마가 완료된 기판의 표면은 연마 파트(100)의 예비 세정 영역(P1)에 마련된, 예비 세정 유닛(예를 들어, 세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부, 메가소닉 유닛, 세정 브러쉬 중 어느 하나 이상)에 의해 예비 세정 공정이 행해진다.
다음, 예비 세정이 행해진 기판(10)은 세정 파트(300)로 이송되어 후속 세정이 행해진다. 이때, 기판(10)은 세정 파트(300)에 마련된, 제1세정 브러쉬(brush 1), 제2세정 브러쉬(brush 2), 세정 유체 분사부(NCC), 스핀식 헹굼 건조 유닛(SRD)을 순차적으로 거쳐면서 세정 및 건조 공정이 행해진다.
그 후, 기판(10)의 세정 및 건조 공정이 완료되면, 기판(10)은 다시 이송 로봇(미도시)에 의해 풉(FOUP)에 저장된다. 이때, 기판(10)은 인출시와 마찬가지로 후면(패턴 또는 막이 형성되지 않은 면)이 아래를 향한 상태로 풉(FOUP)에 저장된다.
일 예로, 도 46 및 도 47을 참조하면, 기판(10)은 후면(패턴 또는 막이 형성되지 않은 면)이 아래를 향하도록 풉(FOUP)에 저장된 상태로 공급된다.
기판은 이송 로봇(미도시)에 의해 풉(FOUP)로부터 인출된 후 웨이퍼 스테이션(W/S)에 거치된다.
다음, 웨이퍼 스테이션(W/S)에 거치된 기판(10)은 이송 로봇(TR)에 의해 연마 파트(100)의 로딩 영역에 마련된 로딩 유닛(LU)으로 이송된다. 이때, 이송 로봇(TR)은 기판(10)의 후면이 하부를 향하는 자세를 유지(기판을 반전 회전시키지 않고)하도록 기판(10)을 이송한다. 다시 말해서, 이송 로봇(TR)은 기판(10)의 후면이 하부를 향하는 자세를 그대로 유지하도록, 웨이퍼 스테이션(W/S)에서 로딩 유닛(LU)으로 기판을 이송한다.
다음, 제1연마정반(PL1)(112)에서 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해진다. 이때, 기판(10)의 전면(상면)이 캐리어 헤드에 밀착된 상태에서 하부를 향해 배치된 기판(10)의 후면을 제1연마정반(112,112)의 제1연마패드(미도시)의 상면에 접촉시켜 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해진다.
다음, 기판(10)의 후면은 제1연마정반(112)과 제2연마정반(114)의 사이에 배치되는 제1예비 세정 유닛(200')에 의해 예비 세정 공정이 행해진다.
다음, 전면 예비 세정이 행해진 기판(10)은 제1연마정반(PL1)(112)과 제2연마정반(PL2)(114)의 사이에 배치된 반전 유닛(113")에 의해 반전 회전된다. 이때, 기판(10)은 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제2연마정반(PL2)(114)으로 이송되고, 제2연마정반(PL2)(114)에서 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다. 이때, 기판(10)의 후면(상면)이 캐리어 헤드에 밀착된 상태에서 하부를 향해 배치된 기판(10)의 전면을 제2연마정반(PL2)(114)의 제1연마패드(미도시)의 상면에 접촉시켜 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다.
다음, 연마가 완료된 기판(10)의 전면은 연마 파트(100)의 예비 세정 영역(P1)(언로딩 영역)에 마련된, 제2예비 세정 유닛(예를 들어, 세정액 분사부, 스팀 분사부, 이종 유체 분사부, 메가소닉 유닛, 세정 브러쉬 중 어느 하나 이상)(200)에 의해 예비 세정 공정이 행해진다.
다음, 후면 예비 세정이 행해진 기판(10)은 세정 파트(300)로 이송되어 후속 세정이 행해진다. 이때, 기판(10)은 세정 파트(300)에 마련된, 제1세정 브러쉬(brush 1), 제2세정 브러쉬(brush 2), 세정 유체 분사부(NCC), 스핀식 헹굼 건조 유닛(SRD)을 순차적으로 거쳐면서 세정 및 건조 공정이 행해진다.
그 후, 기판(10)의 세정 및 건조 공정이 완료되면, 기판(10)은 다시 이송 로봇(미도시)에 의해 풉(FOUP)에 저장된다. 이때, 기판(10)은 인출시와 마찬가지로 후면(패턴 또는 막이 형성되지 않은 면)이 아래를 향한 상태로 풉(FOUP)에 저장된다.
또 다른 일 예로, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 기판(10)의 후면과 전면을 준비 세정(primary cleaning)하는 준비 세정 단계와, 예비 세정이 완료된 기판(10)의 후면과 전면에 대해 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 수행하는 연마 단계와, 연마 단계에서 연마 공정이 완료된 기판(10)의 후면과 전면을 세정 파트(300)를 이용하여 세정하는 세정 단계를 포함한다.
단계 1:
먼저, 기판의 후면과 전면을 준비 세정(primary cleaning)한다.
준비 세정 단계에서는 기판(10)에 대한 연마 공정이 진행되기 전에 기판(10)의 후면과 전면에 존재하는 이물질을 일차적으로 제거하기 위해 기판(10)의 후면과 전면을 준비 세정한다.
이는, 기판(10)의 연마 공정이 진행되기 전에 기판(10)의 후면과 전면을 준비 세정(primary cleaning)함으로써, 연마 공정시 기판(10)의 후면과 전면에 이물질이 존재함에 따른 기판의 손상(예를 들어, 스크레치)을 방지하기 위함이다.
준비 세정 단계에서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 기판(10)의 후면과 전면에 대한 준비 세정을 행할 수 있다.
바람직하게, 준비 세정 단계는 세정 단계에서 사용되는 세정 파트(300)를 이용하여 진행된다. 이와 같이, 기판(10)의 준비 세정을 미리 마련(세정 단계에서 기판의 세정을 위해 이미 준비)되어 있는 세정 파트(300)에서 진행하는 것에 의하여, 기판(10)의 준비 세정을 위한 설비 및 공간을 추가로 마련하지 않기 때문에, 기존 설비의 레이아웃을 변경하거나 추가하지 않고 거의 그대로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 세정 파트(300)는 기판(10)의 후면과 전면에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)을 포함하여 구성된다. 일 예로, 세정 파트(300)는, 기판(10)의 후면과 전면에 잔류하는 유기물 및 여타 다른 이물질을 제거하기 위한 세정을 효과적으로 수행할 수 있도록, 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 접촉되며 세정을 수행하는 접촉식 세정유닛(400)과, 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 비접촉되며 세정을 수행하는 비접촉식 세정유닛(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 세정 파트가 접촉식 세정유닛 및 비접촉식 세정유닛 중 어느 하나만을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
바람직하게, 세정유닛(402,404,502,504)은, 상하 방향을 따라 적층되게 배치되며 기판의 후면과 전면에 물리적으로 접촉되며 기판(10)의 후면과 전면에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 접촉식 세정유닛(402,404)과, 상하 방향을 따라 적층되게 배치되며 기판(10)의 후면과 전면에 물리적으로 비접촉되며 기판(10)의 후면과 전면에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 비접촉식 세정유닛(502,504)을 포함하여 구성된다.(도 37 참조) 이와 같이, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)을 적층되게 배치하는 것에 의하여, 세정 파트(300)의 풋프린트(footprint)를 저감시키고, 공간효율성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 물론, 도 28 내지 도 31과 같이, 세정 파트(300)를 구성하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)이 단층 구조로 배치되는 것도 가능하다.
준비 세정 단계에서, 세정 파트(300)에 진입된 기판(10)은, 세정 파트(300)에 정의되는 다양한 준비 세정 경로(도 28 내지 도 31, 도 37 내지 도 40의 PC1~PC4)를 따라 준비 세정될 수 있다. 여기서, 기판(10)의 준비 세정 경로라 함은, 기판(10)이 연마 공정이 진행되기 전에 세정 파트(300)에서 세정되는 순서 또는 기판이 이송되며 세정되는 경로로 정의된다.
보다 구체적으로, 준비 세정 단계에서 기판(10)은 세정 파트(300)에서 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 적어도 어느 하나를 거치는 세정 경로를 따라 세정되도록 구성된다. 바람직하게, 기판(10)의 이동 경로를 최소화하고, 기판(10)의 준비 세정 시간을 단축할 수 있도록, 준비 세정 단계에서는 세정파트(300)를 구성하는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 기판이송부(610)에 가장 인접한 어느 하나를 이용하여 기판(10) 후면과 전면의 준비 세정을 수행할 수 있다.
아울러, 준비 세정 단계에서 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 미리 설정된 적어도 어느 하나는 기판(10)의 준비 세정 경로에서 제외(skip)될 수 있다. 다시 말해서, 복수개의 세정유닛(402,404,502,504)은 모두 기판(10)의 준비 세정에 이용될 수 있으나, 다르게는 복수개의 세정유닛(402,404,502,504) 중 일부만이 기판(10)의 준비 세정에 이용될 수 있다.
그리고, 세정 파트(300)에서 기판(10)에 대한 준비 세정이 완료된 후에는, 세정 파트(300)에서 준비 세정된 기판(10)의 오염도를 측정할 수 있다.
오염도 측정단계에서는, 준비 세정이 완료된 기판(10)의 오염도를 측정함으로써, 각 세정유닛(402,404,502,504)이 정상적으로 작동하고 있는지 여부, 다시 말해서, 각 세정유닛(402,404,502,504)에 의한 기판(10)의 세정이 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 테스트(연마 공정이 완료된 기판에 대한 최종 세정이 이루어지기 전의 테스트) 한다. 가령, 오염도 측정단계에서 측정된 기판(100)의 오염도가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우에는, 세정유닛(402,404,502,504)이 정상적으로 작동하지 않거나, 세정유닛(402,404,502,504)의 내부 오염도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
단계 2:
다음, 준비 세정이 완료된 기판(10)의 후면과 전면에 대해 화학 기계적 연마(CMP) 공정을 수행한다.
연마 단계에서는, 먼저 기판(10)의 후면에 대한 연마 공정이 행해지고, 기판(10)을 180도 반전 회전시킨 후, 다시 기판(10)의 전면에 대한 연마 공정이 행해진다. 경우에 따라서는 기판의 후면보다 먼저 기판의 전면을 연마하는 것도 가능하다.
바람직하게, 연마 단계에서는, 기판(10)의 후면(後面)의 미세한 요철이 평탄화되고 동시에 기판(10)의 후면과 전면이 서로 평행해지도록 평탄 연마된다.
단계 3:
다음, 연마 단계가 완료된 후에는, 연마 공정이 완료된 기판(10)의 후면과 전면을 예비 세정(pre-cleaning)할 수 있다.
참고로, 기판(10)의 예비 세정이라 함은, 세정 파트(300)에서 기판(10)에 대한 세정이 진행되기 전에 기판(10)의 표면(기판의 후면과 전면)에 존재하는 이물질을 최대한 세정하기 위한 공정으로 이해될 수 있다.
바람직하게, 예비 세정 단계는, 연마 파트(도 36의 100 참조)에 마련된 예비 세정 영역(P1)에서 진행된다. 즉, 연마 파트(100)에 마련된 예비 세정 영역(P1)에는 연마 공정이 완료된 기판(10)이 언로딩되며, 예비 세정 단계에서는 언로딩된 기판(10)에 대해 예비 세정이 진행된다.
이때, 연마 공정이 완료된 기판(10)은 예비 세정 영역(P1)에 언로딩된 후, 180도 반전될 수 있고, 예비 세정 단계에서 기판(10)은 반전 회전된 상태에서 예비 세정된다.
이와 같이, 연마 공정이 완료된 기판(10)을 예비 세정 영역(P1)에 언로딩한 후 세정 파트로 이송하는 공정 순서를 그대로 유지하되, 기판(10)이 언로딩되는 예비 세정 영역(P1)에서 기판(10)에 잔존하는 이물질을 일차적으로 예비 세정하는 것에 의하여, 기존 설비의 레이아웃을 변경하거나 추가하지 않고도, 공정 효율의 저하없이 후속 세정 공정(세정 파트에 의한 세정 단계)이 진행되기 전에 기판(10)에 잔존하는 이물질을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 예비 세정 단계에서는, 기판(10)의 후면과 전면에 케미컬, 순수(DIW), 스팀, 이종 유체 등과 같은 세정 유체를 분사하거나, 기판(10)의 후면과 전면에 세정 브러쉬를 회전 접촉시키거나, 기판(10)의 후면과 전면에 진동 에너지를 공급하는 것에 의하여 예비 세정을 수행할 수 있다.(도 6 내지 도 15 참조)
단계 4:
다음, 연마 단계에서 연마 공정이 완료된 기판(10)의 후면과 전면을 세정 파트(300)를 이용하여 후속 세정한다.
세정 단계)에서는, 예비 세정 단계에서 예비 세정된 기판의 후면과 전면을 세정 파트(300)를 이용하여 다시 후속 세정한다.
참고로, 세정 단계에서 기판(10)의 후속 세정이라 함은, 예비 세정이 진행된 후 기판(10)의 표면(기판의 후면과 전면)에 잔류하는 이물질을 세정하기 위한 공정으로 이해될 수 있다.
아울러, 세정 단계에서 세정된 기판(10)은 무세정 상태로 기설정된 다음 공정을 수행하도록 구성된다. 여기서, 기판(10)을 무세정 상태로 다음 공정을 수행한다 함은, 세정 단계에서의 세정 공정을 마지막으로 기판(10)에 대한 모든 세정 공정이 완료되는 것으로 이해될 수 있고, 세정 공정이 완료된 기판(10)에 대해서는 추가적인 세정 공정없이 다음 공정(예를 들어, 증착 공정)이 진행될 수 있다.
아울러, 세정 단계에서는, 기판(10)의 후면과 전면에 케미컬, 순수(DIW), 스팀, 이종 유체 등과 같은 세정 유체를 분사하거나, 기판(10)의 후면과 전면에 세정 브러쉬를 회전 접촉시키거나, 기판(10)의 후면과 전면에 진동 에너지를 공급하거나, 기판(10)의 후면과 전면에 이소프로필 알콜(IPA)을 분사하는 것에 의하여 세정을 수행할 수 있다.
한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 기판의 전면과 기판의 후면이 각각 한번씩만 연마되는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 기판의 전면과 기판의 후면 중 적어도 어느 하나가 2번 이상씩 연마되도록 구성하는 것도 가능하다.
일 예로, 도 48을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연마 파트(100)로 공급된 기판(10)은 제1연마부(PA)와 제2연마부(PB)를 거쳐 후면과 전면이 각각 연마되되, 기판(10)의 후면은 제1연마부(PA)에서 2번씩 연마되고, 기판(10)의 전면은 제2연마부(PB)에서 2번씩 연마될 수 있다.
예를 들어, 제1연마부(PA)는, 기판(10)의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 제1차 연마 공정이 행해지는 제1-1연마정반(112)과, 제1연마정반과 이격되게 구비되며 기판(10)의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 제2차 연마 공정이 행해지는 제1-2연마정반(114)을 포함할 수 있다. 제2연마부(PB)는, 기판(10)의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 제1차 연마 공정이 행해지는 제2-1연마정반(112')과, 제1연마정반과 이격되게 구비되며 기판(10)의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 제2차 연마 공정이 행해지는 제2-2연마정반(114')을 포함할 수 있다. 경우에 따라서는 제1연마부(PA)와 제2연마부(PB) 중 어느 하나만이 복수개의 연마정반을 포함하여 구성될 수 있다. 다르게는 제1연마부(PA)와 제2연마부(PB) 중 적어도 어느 하나가 3개 이상의 연마정반을 포함하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 다시 도 48을 참조하면, 기판(10)은 후면이 하부를 향하도록 연마 파트(100)로 공급되며, 제1연마부(PA)의 제1-1연마정반(112)에서 기판(10)의 후면에 대한 제1차 연마 공정이 행해지고, 다시 제1-2연마정반(114)에서 기판(10)의 후면에 대한 제2차 연마 공정이 행해진다.
다음, 제1연마부(PA)에서 기판(10)의 후면에 대한 연마가 완료되면, 기판(10)은 제1연마부(PA)와 제2연마부(PB)의 사이에 배치된 반전 유닛에 의해 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제2연마부(PB)의 제2-1연마정반(112')에서 기판(10)의 전면에 대한 제1차 연마 공정이 행해지고, 다시 제2-2연마정반(114')에서 기판(10)의 전면에 대한 제2차 연마 공정이 행해진다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 제1연마부(PA)에서 기판(10)의 후면이 연마되고, 제2연마부(PB)에서 기판(10)의 저면이 연마되는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제2연마부(PB)에서 기판(10)의 후면이 연마되고, 제1연마부(PA)에서 기판(10)의 전면이 연마되는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 도 49 및 도 50을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판(10)의 후면은 단 한번만이 연마되고, 기판(10)의 전면은 2번씩 연마되도록 구성하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 도 49를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예를 따르면, 기판(10)은 후면이 하부를 향하도록 연마 파트(100)로 공급되며, 제1연마부(PA)의 제1-1연마정반(112)에서 기판(10)의 후면에 대한 제1차 연마 공정만이 행해진다.
다음, 제1연마부(PA)에서 기판(10)의 후면에 대한 연마가 완료되면, 기판(10)은 제1연마부(PA)와 제2연마부(PB)의 사이에 배치된 반전 유닛에 의해 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제2연마부(PB)의 제2-1연마정반(112')에서 기판(10)의 전면에 대한 제1차 연마 공정이 행해지고, 다시 제2-2연마정반(114')에서 기판(10)의 전면에 대한 제2차 연마 공정이 행해진다.
도 50과 같이, 본 발명의 다른 실시예를 따르면, 기판(10)은 후면이 하부를 향하도록 연마 파트(100)로 공급되며, 제2연마부(PB)의 제2-1연마정반(112')에서 기판(10)의 후면에 대한 제1차 연마 공정만이 행해진다.
다음, 제2연마부(PB)에서 기판(10)의 후면에 대한 연마가 완료되면, 기판(10)은 제2연마부(PB)와 제1연마부(PA)의 사이에 배치된 반전 유닛에 의해 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제1연마부(PA)의 제1-1연마정반(112)에서 기판(10)의 전면에 대한 제1차 연마 공정이 행해지고, 다시 제1-2연마정반(114)에서 기판(10)의 전면에 대한 제2차 연마 공정이 행해진다.
경우에 따라서는 기판(10)의 후면에 대한 제1차 연마 공정이 제2연마부(PB)의 제2-2연마정반(114')(또는 제1연마부의 제1-2연마정반)에서 행해지도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도 51을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판(10)의 후면이 2번씩 연마되고, 기판(10)의 전면은 단 한번만 연마되도록 구성하는 것도 가능하다.
즉, 도 51을 참조하면, 기판(10)은 후면이 하부를 향하도록 연마 파트(100)로 공급되며, 제1연마부(PA)의 제1-2연마정반(114)에서 기판(10)의 후면에 대한 제1차 연마 공정이 행해지고, 다시 제1-1연마정반(112)에서 기판(10)의 후면에 대한 제2차 연마 공정이 행해진다.
다음, 제1연마부(PA)에서 기판(10)의 후면에 대한 연마가 완료되면, 기판(10)은 제1연마부(PA)와 제2연마부(PB)의 사이에 배치된 반전 유닛에 의해 전면이 하부를 향하도록 180도 뒤집어 회전된다.
다음, 기판(10)은 제2연마부(PB)의 제2-1연마정반(112')에서 기판(10)의 전면에 대한 제1차 연마 공정만이 행해진다.
경우에 따라서는, 기판(10)의 후면에 대한 제1차 연마 공정이 제1연마부(PA)의 제1-1연마정반(112)(또는 제2연마부의 제2-2연마정반)에서 행해지도록 구성하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 연마 파트 113,213,313 : 반전 유닛
112,114 : 연마 정반 122,124 : 캐리어 헤드
201 : 세정 유체 분사부 210 : 케이싱
212 : 개폐부재 220 : 기판거치부
230 : 세정액 분사부 240,260 : 이종 유체 분사부
250 : 스팀 분사부 270 : 메가소닉 유닛
300 : 세정 파트 400 : 접촉식 세정유닛
420 : 케미컬 공급부 430 : 이물질 제거부
432 : 접촉부재 434 : 초음파 발생부
440 : 가압부재 450 : 마찰력 조절부
452 : 연결부재 454 : 감지부
456 : 브러쉬 이동부 460 : 수직하중 조절부
462 : 수직연결부재 464 : 감지부
466 : 브러쉬 이동부 500 : 비접촉식 세정유닛
520 : 거치대 530 : 회수 용기
532~538 : 회수컵 540 : 케미컬 분사부
550 : 스팀 분사부 560 : 이종 유체 분사부
570 : 이소프로필 알콜 분사부 610 : 기판 이송부
700 : 오염도 측정부

Claims (54)

  1. 전면(前面)에는 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되고, 후면(後面)에는 패턴 또는 막이 형성되지 않은 기판을 처리하는 기판 처리 시스템으로서,
    상기 기판의 전면에 대한 연마 공정과, 상기 기판의 후면에 대한 연마 공정이 행해지는 연마 파트를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마 파트는,
    상기 기판의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1연마정반과;
    상기 제1연마정반으로부터 상기 기판을 이송받아 반전 회전시키는 반전 유닛과;
    상기 반전 유닛으로부터 상기 기판을 이송받아 상기 기판의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2연마정반을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반전 유닛은 상기 제1연마정반과 상기 제2연마정반의 사이에서 상기 기판이 이동하는 이동 경로 상에 배치되거나 상기 이동 경로의 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 후면이 하부를 향하는 상태로 상기 연마 파트에 공급되며,
    상기 제1연마정반에서는 상기 기판의 후면에 대한 연마 공정이 행해지고, 상기 제2연마정반에서는 상기 기판의 전면에 대한 연마 공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    제1연마정반에는 제1연마패드가 마련되고, 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나는 상기 제1연마패드에 접촉된 상태로 연마되고,
    제2연마정반에는 제2연마패드가 마련되고, 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나는 상기 제2연마패드에 접촉된 상태로 연마되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 연마 파트는,
    상기 제1기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1-1연마정반과, 상기 제1-1연마정반으로부터 상기 제1기판을 이송받아 반전 회전시키는 제1반전 유닛과, 상기 제1반전 유닛으로부터 상기 제1기판을 이송받아 상기 제1기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1-2연마정반를 포함하는 제1연마부와;
    상기 제2기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2-1연마정반과, 상기 제2-1연마정반으로부터 상기 제2기판을 이송받아 반전 회전시키는 제2반전 유닛과, 상기 제2반전 유닛으로부터 상기 제1기판을 이송받아 상기 제2기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2-2연마정반을 포함하는 제2연마부를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 연마 파트에 마련되며, 상기 제1연마정반에서 연마된 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나를 예비 세정하는 제1예비 세정 유닛을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연마 파트에 마련되며, 상기 제2연마정반에서 연마된 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나를 예비 세정하는 제2예비 세정 유닛을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    연마가 완료된 상기 기판을 세정하는 세정 파트를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연마 파트에 마련되며, 연마 공정이 완료된 상기 기판에 대하여 상기 기판의 전면과 후면 중 어느 하나 이상을 세정하는 예비 세정(pre-cleaning) 공정이 행해지는 예비 세정 영역을 포함하고,
    상기 기판은 예비 세정 영역에 마련된 예비 세정 유닛에 의해 예비 세정된 후 세정 파트로 이송되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
    는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 예비 세정 유닛은 상기 기판의 표면에 세정 유체를 분사하는 세정 유체 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 세정 유체 분사부는 상기 기판의 표면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 세정액은 케미컬, SC1(Standard Clean-1, APM), 암모니아, 과산화수소, 불산(HF), 순수(DIW) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 세정 유체 분사부는 상기 기판의 표면에 스팀을 분사하는 스팀 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 세정 유체 분사부는 상기 기판의 표면에 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하는 이종 유체 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이종 유체 분사부는,
    드라이아이스 입자를 공급하는 드라이아이스 공급부와;
    상기 기판의 표면에 유체를 분사하는 유체 분사부를; 포함하고,
    상기 드라이아이스 입자 및 상기 유체는 서로 혼합된 상태로 상기 기판의 표면에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 예비 세정 유닛은 상기 기판의 표면에 진동 에너지를 공급하는 메가소닉 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 예비 세정 유닛은 상기 기판의 표면에 회전 접촉되는 세정 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 예비 세정 유닛은,
    상기 기판의 전면에 회전 접촉되는 제1세정 브러쉬와;
    상기 기판의 후면에 회전 접촉되는 제2세정 브러쉬를;
    포함하여, 상기 기판의 전면과 후면을 동시에 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 예비 세정 영역에 구비되며, 상기 예비 세정 영역에서 상기 기판을 수취하여 반전 회전시키는 예비 세정 반전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나는 상기 예비 세정 영역에서 먼저 예비 세정되고,
    상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나는 상기 예비 세정 영역에서 상기 예비 세정 반전 유닛에 의해 상기 기판이 반전 회전된 이후에 세정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  22. 제10항에 있어서,
    상기 예비 세정 영역에서 예비 세정 공정이 행해지는 동안 상기 예비 세정 영역의 예비 세정 처리 공간을 그 이외의 공간과 차단하는 차단유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 차단유닛은,
    상기 기판의 주변을 감싸도록 제공되며, 독립적인 예비 세정 처리 공간을 형성하는 케이싱과;
    상기 케이싱의 출입구를 개폐하는 개폐부재를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  24. 제9항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 파트는 상기 기판에 대한 세정을 수행하는 복수개의 세정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 복수개의 세정유닛의 일부 이상은 상하 방향을 따라 적층되게 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 세정 파트는,
    상기 기판의 표면에 물리적으로 접촉되며 상기 기판에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 접촉식 세정유닛과;
    상기 기판의 표면에 물리적으로 비접촉되며 상기 기판에 대한 세정을 개별적으로 수행하는 복수개의 비접촉식 세정유닛; 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 접촉식 세정유닛은,
    상기 기판의 표면에 회전 접촉되는 세정 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 세정 브러쉬는 한 쌍으로 이루어져 상기 기판의 전면과 후면을 동시에 접촉 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 세정 브러쉬가 상기 기판에 접촉하는 동안 상기 세정 브러쉬와 상기 기판의 접촉 부위에 케미컬을 공급하는 케미컬 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 케미컬은 SC1(Standard Clean-1, APM) 및 불산(HF) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 비접촉식 세정유닛은, 상기 기판의 표면에 세정 유체를 분사하는 세정 유체 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 세정 유체 분사부는 상기 기판의 표면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 세정액은 케미컬, SC1(Standard Clean-1, APM), 오존불산(O3HF), 불산(HF), 암모니아, 과산화수소, 케미컬(chemical), 순수(DIW) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 세정 유체 분사부는 상기 기판의 표면에 스팀을 분사하는 스팀 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 세정 유체 분사부는 상기 기판의 표면에 서로 다른 이종(heterogeneity) 유체를 분사하는 이종 유체 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 이종 유체 분사부는,
    드라이아이스 입자를 공급하는 드라이아이스 공급부와;
    상기 기판의 표면에 유체를 분사하는 유체 분사부를; 포함하고,
    상기 드라이아이스 입자 및 상기 유체는 서로 혼합된 상태로 상기 기판의 표면에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  37. 제26항에 있어서,
    상기 비접촉식 세정유닛은, 상기 기판의 표면에 진동 에너지를 공급하는 메가소닉 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  38. 제26항에 있어서,
    상기 비접촉식 세정유닛은, 상기 기판의 표면에 이소프로필 알콜(IPA)을 분사하는 이소프로필 알콜 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  39. 제24항에 있어서,
    상기 세정 파트에 구비되며, 상기 기판을 수취하여 반전 회전시키는 세정 반전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나는 상기 세정 파트에서 먼저 세정되고,
    상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나는 상기 세정 파트에서 상기 세정 반전 유닛에 의해 상기 기판이 반전 회전된 상태로 세정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  41. 제24항에 있어서,
    상기 기판은 상기 세정 파트에서 상기 복수개의 세정유닛 중 적어도 어느 하나를 거치는 세정 경로를 따라 세정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 복수개의 세정유닛 중 미리 설정된 적어도 어느 하나는 상기 세정 경로에서 제외(skip) 가능한 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  43. 제24항에 있어서,
    상기 세정유닛의 세정 공간을 그 이외의 공간과 독립적으로 차단하는 차단유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  44. 제24항에 있어서,
    상기 기판을 상기 연마 파트에서 연마하기 전에 상기 세정 파트로 이송하는 기판이송부를 포함하며,
    상기 기판은 연마 공정이 진행되기 전에 상기 세정 파트에서 먼저 준비 세정(primary cleaning)된 후 상기 연마 파트에 진입되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 기판은 연마 공정이 진행되기 전에 상기 복수개의 세정유닛 중 적어도 어느 하나를 거치는 준비 세정 경로를 따라 준비 세정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 복수개의 세정유닛 중 미리 설정된 적어도 어느 하나는 상기 준비 세정 경로에서 제외(skip) 가능한 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  47. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 파트에 마련되며, 상기 연마 파트에서 상기 기판이 이동하는 이동 경로 상에 배치되어 상기 기판을 습식(wetting) 상태로 유지시키는 습식 처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  48. 전면(前面)에는 패턴(pattern) 또는 막(layer)이 형성되고, 후면(後面)에는 패턴 또는 막이 형성되지 않은 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판의 전면과 후면 중 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1연마부와;
    상기 제1연마부로부터 상기 기판을 이송받아 반전 회전시키는 반전 유닛과;
    상기 반전 유닛으로부터 상기 기판을 이송받아 상기 기판의 전면과 후면 중 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2연마부를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 제1연마부는 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제1연마정반을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 제1연마부는,
    상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나에 대한 제1차 연마 공정이 행해지는 제1-1연마정반과;
    상기 제1연마정반과 이격되게 구비되며, 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 어느 하나에 대한 제2차 연마 공정이 행해지는 제1-2연마정반을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  51. 제48항에 있어서,
    상기 제2연마부는 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나에 대한 연마 공정이 행해지는 제2연마정반을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 제2연마부는,
    상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나에 대한 제1차 연마 공정이 행해지는 제2-1연마정반과;
    상기 제1연마정반과 이격되게 구비되며, 상기 기판의 전면과 후면 중 상기 다른 하나에 대한 제2차 연마 공정이 행해지는 제2-2연마정반을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  53. 제48항에 있어서,
    상기 반전 유닛은 상기 제1연마부와 상기 제2연마부의 사이에서 상기 기판이 이동하는 이동 경로 상에 배치되거나 상기 이동 경로의 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  54. 제48항에 있어서,
    상기 기판은 후면이 하부를 향하는 상태로 상기 제1연마부에 공급되며,
    상기 제1연마부에서는 상기 기판의 후면에 대한 연마 공정이 먼저 행해지고, 상기 제2연마부에서는 상기 기판의 전면에 대한 연마 공정이 그 다음에 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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