KR20200078128A - Apparatus and method for processing substrate - Google Patents

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Abstract

An embodiment of the present invention provides an apparatus for processing a substrate, which comprises: a support unit that supports a substrate and includes a spin chuck having a hollow formed at the center; a back nozzle unit including a support shaft inserted into the hollow of the spin chuck, and a plurality of back nozzles provided at the upper end of the support shaft and spraying a cleaning liquid onto the bottom surface of the substrate; a control unit for controlling the support unit and the back nozzle unit, wherein the control unit controls the chemical liquid remaining in the back nozzle unit to be substituted with DIW by spraying the DIW from at least one back nozzle of the back nozzle unit.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}Substrate processing apparatus and method{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 저면을 세정하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and method for cleaning the bottom surface of a substrate.

반도체 소자를 제조하기 위해서 웨이퍼와 같은 기판 상에 다층의 박막을 형성한다. 박막 형성에는 에칭이나 세정 처리와 같은 기판 처리 공정이 필수적으로 수행된다.In order to manufacture a semiconductor device, a multilayer thin film is formed on a substrate such as a wafer. Substrate processing processes such as etching and cleaning treatment are essentially performed for thin film formation.

세정액을 이용한 기판 처리 공정에서, 기판의 저면에 증착된 박막 등은 후속 공정에서 이물질로 작용한다. 따라서, 불필요한 박막 등과 같은 이물질을 제거하기 위한 목적으로 기판의 저면에도 세정액을 분사하는 공정을 진행한다. 즉, 기판의 저면에 백노즐을 배치하고, 백노즐은 기판의 회전 시 세정액을 분사하여 기판 저면의 잔류물을 제거한다.In the substrate processing process using the cleaning liquid, the thin film deposited on the bottom surface of the substrate acts as a foreign material in a subsequent process. Therefore, a process of spraying a cleaning solution to the bottom surface of the substrate is performed for the purpose of removing foreign substances such as thin films. That is, a back nozzle is disposed on the bottom surface of the substrate, and the back nozzle removes residues on the bottom surface of the substrate by spraying a cleaning solution when the substrate is rotated.

예를 들면, 포토레지스트 도포 공정에서는 기판을 스핀척에 안착하고 일정량의 포토레지스트를 기판에 도포한 후, 포토레지스트가 기판에 고르게 퍼질 수 있도록 스핀척을 소정 속도로 회전시켜 포토레지스트를 코팅한다. 이때 포토레지스트는 회전하는 기판의 원심력에 의해 기판의 외경 방향으로 유동하게 된다. 이 과정 중에 포토레지스트의 일부가 흘러 넘쳐 기판의 이면에 묻게 되는 현상이 발생할 수 있다.For example, In the photoresist coating process, the substrate is seated on a spin chuck, a certain amount of photoresist is applied to the substrate, and then the spin chuck is rotated at a predetermined speed so that the photoresist spreads evenly on the substrate to coat the photoresist. At this time, the photoresist flows in the outer diameter direction of the substrate by the centrifugal force of the rotating substrate. During this process, a phenomenon in which a part of the photoresist overflows and is deposited on the back surface of the substrate may occur.

기판의 이면에 묻은 파티클 등의 오염물질은 후속 공정 예컨대, 노광 공정 시 정밀한 패턴 형성을 방해하여 공정 불량을 일으키는 원인이 될 수 있다.Contaminants such as particles on the back surface of the substrate may interfere with the formation of precise patterns in subsequent processes, such as exposure processes, and may cause process defects.

이를 방지하기 위해 포토레지스트 도포 공정 시 또는 그 이후에 기판의 이면에 약액을 분사함으로써 포토레지스트 잔류물을 제거하게 된다. 이때 약액을 분사하는 백노즐은 스핀척의 중앙에 고정되어 기판의 하측에 위치하게 된다. 즉, 백노즐은 고정된 상태에서 기판만 회전하면서 약액을 분사하게 된다.To prevent this, the photoresist residue is removed by spraying a chemical solution on the back surface of the substrate during or after the photoresist coating process. At this time, the back nozzle for injecting the chemical solution is fixed to the center of the spin chuck and is located at the bottom of the substrate. That is, the back nozzle is sprayed with the chemical while rotating only the substrate in a fixed state.

이 경우, 스핀척과 백노즐 간의 틈이나 백노즐들 사이에 약액이 잔류할 수 있으며, 잔류된 약액은 이후에 공정 진행하는 기판을 오염시킬 수 있다.In this case, a chemical liquid may remain between the gap between the spin chuck and the back nozzle or between the back nozzles, and the remaining chemical liquid may contaminate the substrate in the process.

따라서, DIW를 이용하여 잔존하는 약액을 세정할 필요가 있다. 기존에는 백노즐의 상측에서 백노즐 측으로 DIW를 토출하여 약액을 세정하였으나, 이 경우 스핀척과 백노즐 간의 틈이나 백노즐들 사이에 잔존하던 약액이 백노즐을 통해 유입되어 역오염의 문제를 초래할 수 있다.Therefore, it is necessary to clean the remaining chemical liquid using DIW. Previously, DIW was discharged from the upper side of the back nozzle to the back nozzle to clean the chemical, but in this case, the gap between the spin chuck and the back nozzle or the remaining chemical between the back nozzles flows through the back nozzle, which can cause problems of back contamination. have.

한국공개특허 10-2010-0060094Korea Patent Publication 10-2010-0060094

본 발명은 기판의 저면 세정 시 약액을 안정적으로 세정할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and method capable of stably cleaning a chemical liquid when cleaning the bottom surface of a substrate.

본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description.

본 발명의 실시예에 의한 기판 처리 장치는, 기판을 지지하며 중앙에 중공이 형성된 스핀척을 포함하는 지지유닛; 스핀척의 중공에 삽입되는 지지축, 지지축의 상단에 구비되어 기판의 저면에 세정액을 분사하는 복수의 백노즐을 포함하는 백노즐유닛; 지지유닛 및 백노즐유닛을 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 제어유닛은 백노즐유닛의 적어도 하나의 백노즐로부터 DIW를 분사하여 백노즐유닛에 잔존하는 약액을 DIW로 치환하도록 제어할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a support unit including a spin chuck supporting a substrate and having a hollow formed in the center; A back nozzle unit including a support shaft inserted into the hollow of the spin chuck and a plurality of back nozzles provided on the top of the support shaft to spray cleaning liquid to the bottom surface of the substrate; A control unit for controlling the support unit and the back nozzle unit; including, the control unit may be controlled by dispensing DIW from at least one back nozzle of the back nozzle unit to replace the chemicals remaining in the back nozzle unit with DIW.

본 발명의 실시예에서, 백노즐유닛은 백노즐로 세정액을 공급하는 백노즐 연결라인을 포함하며, 백노즐 연결라인에는 세정액의 유량을 조절하는 슬로우 리크 밸브가 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the back nozzle unit includes a back nozzle connection line for supplying the cleaning liquid to the back nozzle, and the back nozzle connection line may be provided with a slow leak valve for adjusting the flow rate of the cleaning liquid.

본 발명의 실시예에서, 백노즐유닛은 기판 저면에 건조 가스를 분사하는 가스 분사노즐을 더 포함할 수 있다. 가스 분사노즐은 지지축의 상단 중앙에 배치되고, 백노즐들은 가스 분사노즐을 중심으로 그 외측에 배치될 수 있다. 가스 분사노즐의 높이는 백노즐들의 높이보다 높게 배치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the back nozzle unit may further include a gas injection nozzle for spraying dry gas on the bottom surface of the substrate. The gas injection nozzle may be disposed at the center of the upper end of the support shaft, and the back nozzles may be disposed outside the gas injection nozzle. The gas injection nozzle may have a height higher than that of the back nozzles.

본 발명의 실시예에서, 백노즐유닛은 지지축의 상단에 결합되어 세정액을 외측으로 유도하는 스커트를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the back nozzle unit may further include a skirt coupled to the upper end of the support shaft to guide the cleaning solution to the outside.

본 발명의 실시예에 따르면, 백노즐유닛의 백노즐로부터 DIW가 슬로우 리크 되도록 함으로써 기판 저면의 세정을 위해 분사되었던 약액이 백노즐유닛에 잔류 시, 약액이 백노즐로 역유입되지 않고 DIW에 의해 안정적으로 제거될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by allowing DIW to be slowly leaked from the back nozzle of the back nozzle unit, when the chemical liquid sprayed for cleaning the bottom surface of the substrate remains in the back nozzle unit, the chemical liquid is not reversely introduced into the back nozzle but by DIW It can be stably removed.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 지지유닛과 백노즐유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백노즐유닛의 세정 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described below. Therefore, the present invention is limited to only those described in these drawings and need not be interpreted.
1 is a plan view schematically showing a substrate processing system provided with a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a support unit and a back nozzle unit of the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view sequentially showing a cleaning process of the bag nozzle unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 본질과 관계없는 부분은 그에 대한 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여할 수 있다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the essence of the present invention may be omitted, and the same reference numerals may be assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 여기서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것으로서 본 발명을 한정하도록 의도되지 않으며, 본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 개념으로 해석될 수 있다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated. The terminology used herein is only for referring to a specific embodiment and is not intended to limit the present invention, and is a concept understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains unless otherwise defined herein. Can be interpreted.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 기판 처리 시스템을 보여주는 평면도이다.1 is a plan view showing a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 기판 처리 시스템은 인덱스모듈(10) 및 공정모듈(20)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a substrate processing system includes an index module 10 and a process module 20.

여기서, 기판은 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다.Here, the substrate is a comprehensive concept including all of a silicon wafer, a glass substrate, an organic substrate, and the like.

인덱스모듈(10)은 외부로부터 기판을 반송 받아 공정모듈(20)로 기판을 반송한다. 인덱스모듈(10)은 로드챔버(11)와 이송프레임(12)을 포함한다.The index module 10 receives a substrate from the outside and transfers the substrate to the process module 20. The index module 10 includes a load chamber 11 and a transfer frame 12.

로드챔버(11)에는 기판이 수용되는 캐리어(11a)가 구비된다. 캐리어(11a)로는 전면 개방 일체형 포드(FOUP: Front Opening Unified Pod)가 사용될 수 있다. 캐리어(11a)는 오버헤드 트랜스퍼(OHT: Overhead Transfer)에 의해 외부로부터 로드챔버(11)로 반입되거나 로드챔버(11)로부터 외부로 반출될 수 있다.The load chamber 11 is provided with a carrier 11a in which the substrate is accommodated. As the carrier 11a, a front opening unified pod (FOUP) may be used. The carrier 11a may be carried into the load chamber 11 from the outside by an overhead transfer (OHT) or may be carried out from the load chamber 11 to the outside.

이송프레임(12)은 로드챔버(11)에 놓인 캐리어(11a)와 공정모듈(20) 간에 기판을 반송한다. 이송프레임(12)은 인덱스로봇(12a)과 인덱스레일(12b)을 포함한다. 인덱스로봇(12a)은 인덱스레일(12b) 상에서 이동하며 기판을 반송할 수 있다. 예를 들어, 인덱스로봇(12a)은 기판을 캐리어(11a)로부터 인출하여 후술하는 버퍼슬롯에 놓을 수 있다.The transfer frame 12 transfers the substrate between the carrier 11a placed in the load chamber 11 and the process module 20. The transfer frame 12 includes an index robot 12a and an index rail 12b. The index robot 12a moves on the index rail 12b and can transport the substrate. For example, the index robot 12a may take the substrate out of the carrier 11a and place it in a buffer slot described later.

공정모듈(20)은 버퍼챔버(21), 이송챔버(22), 공정챔버(23)를 포함한다.The process module 20 includes a buffer chamber 21, a transfer chamber 22, and a process chamber 23.

버퍼챔버(21)는 인덱스모듈(10)과 공정모듈(20) 간에 반송되는 기판이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼챔버(21)에는 기판이 놓이는 버퍼슬롯(21a)이 제공될 수 있다. 버퍼슬롯(21a)은 복수 제공될 수 있으며, 이에 따라 기판 역시 복수가 버퍼챔버(21)에 유입될 수 있다.The buffer chamber 21 provides a space where the substrate transferred between the index module 10 and the process module 20 temporarily stays. The buffer chamber 21 may be provided with a buffer slot 21a on which the substrate is placed. A plurality of buffer slots 21a may be provided, and accordingly, a plurality of substrates may also flow into the buffer chamber 21.

이송챔버(22)는 그 주변에 배치된 버퍼챔버(21), 공정챔버(23) 간에 기판을 반송한다. 이송챔버(22)는 이송로봇(22a)과 이송레일(22b)을 포함한다. 이송로봇(22a)은 이송레일(22b) 상에서 이동하며 기판을 반송할 수 있다. 즉, 이송챔버(22)의 이송로봇(22a)은 버퍼슬롯(21a)에 놓인 기판을 인출하여 이를 공정챔버(23)로 반송할 수 있다.The transfer chamber 22 transfers the substrate between the buffer chamber 21 and the process chamber 23 disposed around it. The transfer chamber 22 includes a transfer robot 22a and a transfer rail 22b. The transfer robot 22a moves on the transfer rail 22b to transfer the substrate. That is, the transfer robot 22a of the transfer chamber 22 can take out the substrate placed in the buffer slot 21a and transfer it to the process chamber 23.

공정챔버(23)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 공정챔버(23)는 일측에 기판이 출입하기 위한 출입구를 구비하고, 출입구는 도어에 의해 개폐될 수 있다. 공정챔버(23)는 출입구가 제공된 일측면이 이송챔버(22)를 향하도록 배치될 수 있다.One or a plurality of process chambers 23 may be provided. The process chamber 23 is provided with an entrance to and from the substrate on one side, and the entrance can be opened and closed by a door. The process chamber 23 may be disposed such that one side provided with an entrance faces the transfer chamber 22.

공정챔버(23)는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하도록 그 내부에 기판 처리 장치가 구비된다. 예컨대, 공정챔버(23)는 포토레지스트 도포, 현상, 세정, 열처리 등의 공정을 수행할 수 있다.The process chamber 23 is provided with a substrate processing apparatus therein to perform a predetermined process on the substrate. For example, the process chamber 23 may perform processes such as photoresist application, development, cleaning, and heat treatment.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.2 to 4 are views showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 기판 처리 장치는 지지유닛(100), 세정액 분사유닛(200), 건조가스 분사유닛(300), 백노즐유닛(400), 회수유닛(500), 제어유닛(600)을 포함한다.2 to 4, the substrate processing apparatus includes a support unit 100, a cleaning liquid injection unit 200, a dry gas injection unit 300, a back nozzle unit 400, a recovery unit 500, and a control unit ( 600).

지지유닛(100)은 기판을 지지하며, 지지된 기판을 회전시킬 수 있다. 지지유닛(100)은 스핀척(110), 회전축(120), 제1구동부(130)를 포함할 수 있다.The support unit 100 supports the substrate and can rotate the supported substrate. The support unit 100 may include a spin chuck 110, a rotating shaft 120, and a first driving unit 130.

스핀척(110)은 원형의 평판 형태로 형성될 수 있다. 스핀척(110)의 상면에는 지지핀(111)과 척핀(112)이 구비된다. 지지핀(111)은 기판의 저면을 지지한다. 척핀(112)은 기판이 정위치를 이탈하는 것을 방지하도록 기판의 측면을 지지한다.The spin chuck 110 may be formed in a circular plate shape. The upper surface of the spin chuck 110 is provided with a support pin 111 and a chuck pin 112. The support pin 111 supports the bottom surface of the substrate. The chuck pin 112 supports a side surface of the substrate to prevent the substrate from deviating from a fixed position.

회전축(120)은 스핀척(110)의 하측에 연결된다. 회전축(120)은 제1구동부(130)로부터 회전력을 전달받아 스핀척(110)을 회전시킨다. 이에 따라 스핀척(110)에 안착된 기판이 회전할 수 있다.The rotating shaft 120 is connected to the lower side of the spin chuck 110. The rotating shaft 120 receives the rotational force from the first driving unit 130 to rotate the spin chuck 110. Accordingly, the substrate seated on the spin chuck 110 may rotate.

세정액 분사유닛(200)은 기판의 상면에 세정액을 분사한다. 세정액은 소정 공정을 위한 약액(Chemical), 약액을 린스하기 위한 DIW(DI water), DIW를 건조하기 위한 건조액 중 적어도 하나일 수 있다. 세정액 분사유닛(200)은 세정액노즐(210), 노즐암(220), 제1승강축(230), 제2구동부(240)를 포함한다.The cleaning liquid spraying unit 200 sprays the cleaning liquid on the upper surface of the substrate. The cleaning solution may be at least one of a chemical for a predetermined process, DIW (DI water) for rinsing the chemical, and a drying solution for drying the DIW. The cleaning liquid injection unit 200 includes a cleaning liquid nozzle 210, a nozzle arm 220, a first lifting shaft 230, and a second driving unit 240.

세정액노즐(210)은 스핀척(110)에 안착된 기판에 세정액을 분사한다. 세정액노즐(210)은 공정 진행 시 기판의 상측 중앙 부분에 위치될 수 있다. 세정액노즐(210)은 노즐암(220)의 일단 저면에 마련된다. 노즐암(220)은 승강 또는 회전 가능한 제1승강축(230)에 결합된다. 제2구동부(240)는 제1승강축(230)을 승강 또는 회전시켜 세정액노즐(210)의 위치를 조절할 수 있다.The cleaning liquid nozzle 210 sprays the cleaning liquid onto the substrate mounted on the spin chuck 110. The cleaning liquid nozzle 210 may be located in the upper central portion of the substrate during the process. The cleaning liquid nozzle 210 is provided at one end of the nozzle arm 220. The nozzle arm 220 is coupled to a first elevating shaft 230 that can be elevated or rotated. The second driving unit 240 may adjust the position of the cleaning liquid nozzle 210 by elevating or rotating the first lifting shaft 230.

건조가스 분사유닛(300)은 세정액이 도포된 기판에 건조가스를 분사한다. 건조가스로는 질소가스(N2)가 사용될 수 있다. 건조가스 분사유닛(300)은 스핀척(110)의 일측 상부에 고정된 상태로 건조가스를 분사하는 고정형 분사유닛(310)과, 대기 위치에서 스핀척(110)의 중앙 상부로 이동하여 건조가스를 분사하는 이동형 분사유닛(320)을 포함할 수 있다.The dry gas injection unit 300 sprays dry gas onto the substrate coated with the cleaning solution. Nitrogen gas (N 2 ) may be used as the dry gas. The dry gas injection unit 300 is a fixed injection unit 310 for spraying dry gas in a fixed state on one side of the spin chuck 110 and a dry gas by moving to a central upper portion of the spin chuck 110 from the standby position It may include a mobile injection unit 320 for spraying.

백노즐유닛(400)은 기판의 저면을 세정하기 위한 것으로, 지지축(410), 백노즐(420), 가스노즐(430), 스커트(440)를 포함한다.The back nozzle unit 400 is for cleaning the bottom surface of the substrate, and includes a support shaft 410, a back nozzle 420, a gas nozzle 430, and a skirt 440.

지지축(410)은 스핀척(110)의 중공에 삽입된다. 지지축(410)은 스핀척(110)과 분리되어 제공되며, 스핀척(110)의 회전 시 지지축(410)은 회전하지 않도록 구성된다.The support shaft 410 is inserted into the hollow of the spin chuck 110. The support shaft 410 is provided separately from the spin chuck 110, and when the spin chuck 110 is rotated, the support shaft 410 is configured not to rotate.

백노즐(420)은 복수 구비되어 기판의 저면에 세정액을 분사한다. 세정액은 약액 또는 DIW일 수 있다. 예를 들면, 복수의 백노즐 중 적어도 하나는 DIW를 분사하고, 나머지 백노즐들은 약액을 분사하도록 구성될 수 있다. 또는, 백노즐들 모두 약액과 DIW를 선택적으로 분사하도록 구성될 수 있다. 복수의 백노즐(420)은 각각 백노즐 연결라인(421)과 연결될 수 있으며, 백노즐 연결라인(421)은 지지축(410)의 내부에 구비될 수 있다.A plurality of back nozzles 420 are provided to spray the cleaning liquid on the bottom surface of the substrate. The cleaning liquid may be a chemical liquid or DIW. For example, at least one of the plurality of back nozzles may be configured to inject DIW, and the remaining back nozzles may be configured to inject a chemical solution. Alternatively, all of the back nozzles may be configured to selectively spray the chemical liquid and DIW. The plurality of back nozzles 420 may be connected to the back nozzle connection line 421, respectively, and the back nozzle connection line 421 may be provided inside the support shaft 410.

백노즐 연결라인(421)에는 슬로우 리크 밸브(Slow leak valve, 421a)가 구비될 수 있다. 슬로우 리크 밸브(421a)는 세정액 특히, DIW의 유량을 조절한다. 또한, 백노즐 연결라인(421)에는 슬로우 리크 동작 시 세정액의 유량을 감지하는 유량센서(도시 생략)가 구비될 수 있다.A slow leak valve 421a may be provided in the back nozzle connection line 421. The slow leak valve 421a regulates the flow rate of the cleaning liquid, especially DIW. In addition, the back nozzle connection line 421 may be provided with a flow sensor (not shown) that detects the flow rate of the cleaning liquid during the slow leak operation.

가스노즐(430)은 기판의 저면에 건조가스를 분사한다. 건조 가스는 세정액 분사 후 기판의 저면에 잔류하는 세정액을 건조시킨다. 건조 가스는 질소가스(N2)일 수 있다.The gas nozzle 430 injects dry gas to the bottom surface of the substrate. The dry gas dries the cleaning solution remaining on the bottom surface of the substrate after spraying the cleaning solution. The dry gas may be nitrogen gas (N 2 ).

가스노즐(430)은 지지축(410)의 상단 중앙에 배치될 수 있다. 즉, 가스노즐(430)을 중심으로 그 외측에 복수의 백노즐(420)이 배치될 수 있다. 가스노즐(430)의 높이는 백노즐(420)들의 높이보다 높게 배치될 수 있다. 이에 따라, 백노즐(420)들로부터 분사된 약액들이 가스노즐(430)로 유입되는 것이 방지될 수 있다.The gas nozzle 430 may be disposed at the upper center of the support shaft 410. That is, a plurality of back nozzles 420 may be disposed outside the center of the gas nozzle 430. The height of the gas nozzle 430 may be higher than that of the back nozzles 420. Accordingly, the chemicals injected from the back nozzles 420 can be prevented from flowing into the gas nozzle 430.

스커트(440)는 지지축(410)의 상단에 고정 결합되며, 백노즐(420) 및 가스노즐(430)을 보호할 수 있도록 그 외측을 감싸도록 구비된다. 스커트(440)는 그 외경 측으로 갈수록 하향 경사지게 형성됨으로써, 공정 진행 시 백노즐유닛(400) 상에 존재하는 세정액이 외측으로 흘러내리도록 유도할 수 있다.The skirt 440 is fixedly coupled to the upper end of the support shaft 410, and is provided to surround the outside to protect the back nozzle 420 and the gas nozzle 430. The skirt 440 is formed to be inclined downward toward the outer diameter side, so that the cleaning liquid present on the back nozzle unit 400 may be flowed outward when the process is in progress.

회수유닛(500)은 기판에 공급된 세정액을 회수한다. 세정액 분사유닛(200)에 의해 기판에 세정액이 공급되면, 지지유닛(100)은 기판을 회전시켜 기판의 전 영역에 세정액이 균일하게 공급되도록 할 수 있다. 공정 진행 시 기판이 회전하면 그 원심력에 의해 기판에 공급된 세정액이 기판의 외측으로 비산한다. 기판의 외측으로 비산된 세정액은 회수유닛(500)에 의해 회수될 수 있다. 회수유닛(500)은 회수컵(510), 제2승강축(520), 제3구동부(530)를 포함한다.The recovery unit 500 recovers the cleaning liquid supplied to the substrate. When the cleaning liquid is supplied to the substrate by the cleaning liquid injection unit 200, the support unit 100 may rotate the substrate so that the cleaning liquid is uniformly supplied to all regions of the substrate. When the substrate rotates during the process, the cleaning solution supplied to the substrate by its centrifugal force scatters to the outside of the substrate. The cleaning liquid scattered to the outside of the substrate may be recovered by the recovery unit 500. The recovery unit 500 includes a recovery cup 510, a second lifting shaft 520, and a third driving unit 530.

회수컵(510)은 스핀척(110)의 둘레에 상측이 개방된 원통형으로 형성될 수 있다. 회수컵(510)은 직경이 상이한 복수가 중첩 구성될 수 있다. 예를 들면, 회수컵은 안쪽으로부터 제1회수컵(511), 제2회수컵(512), 제3회수컵(513)으로 구성될 수 있다. 각각의 회수컵(511)(512)(513)은 공정에 사용된 세정액 중 서로 다른 세정액을 회수할 수 있다.The recovery cup 510 may be formed in a cylindrical shape with an open top side around the spin chuck 110. The recovery cup 510 may have a plurality of different diameters. For example, the recovery cup may be composed of a first recovery cup 511, a second recovery cup 512, and a third recovery cup 513 from the inside. Each of the recovery cups 511, 512, and 513 may recover different cleaning liquids from the cleaning liquids used in the process.

복수의 회수컵(511)(512)(513)은 그 높이가 상이하도록 다단으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 회수컵(511)(512)(513) 중 스핀척(110)으로부터 먼 거리에 있는 회수컵일수록 그 높이가 높게 배치될 수 있다. 즉, 제1회수컵(511)의 높이가 가장 낮고, 제3회수컵(513)의 높이가 가장 높게 배치될 수 있다.The plurality of recovery cups 511, 512, and 513 may be arranged in multiple stages to have different heights. For example, among the plurality of recovery cups 511, 512, and 513, the higher the number of the recovery cups that are far from the spin chuck 110, the higher the height. That is, the height of the first recovery cup 511 may be the lowest, and the height of the third recovery cup 513 may be the highest.

각각의 회수컵(511)(512)(513)의 상부에는 경사부가 형성될 수 있다. 경사부는 회수컵의 내측 방향 즉, 스핀척(110) 방향으로 상향 경사지게 형성된다. 경사부는 기판으로부터 비산되는 세정액이 회수컵의 개방된 상측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.An inclined portion may be formed on the top of each recovery cup 511, 512, 513. The inclined portion is formed to be inclined upward in the inner direction of the recovery cup, that is, in the direction of the spin chuck 110. The inclined portion can prevent the cleaning liquid scattered from the substrate from being discharged to the opened upper side of the recovery cup.

각각의 회수컵(511)(512)(513)에는 그 하측 방향으로 회수라인(511a)(512a)(513a)이 연결된다. 각각의 회수라인(511a)(512a)(513a)은 각각의 회수컵(511)(512)(513)을 통해 유입된 세정액을 회수한다. 회수된 세정액은 재사용 시스템을 통해 재사용될 수 있다.Recovery lines 511a, 512a, and 513a are connected to the respective recovery cups 511, 512, and 513 in the downward direction. Each recovery line 511a, 512a, 513a recovers the cleaning liquid introduced through each recovery cup 511, 512, 513. The recovered cleaning liquid can be reused through a reuse system.

제2승강축(520)은 제3구동부(530)로부터 동력을 전달받아 회수컵을 상하로 이동시킨다. 각각의 회수컵들은 개별적으로 승강 및 하강할 수 있다. 회수컵이 상하로 이동됨에 따라 지지유닛(100)에 대한 회수컵의 상대 높이가 변경된다.The second lifting shaft 520 receives power from the third driving unit 530 and moves the recovery cup up and down. Each recovery cup can be raised and lowered individually. As the recovery cup moves up and down, the relative height of the recovery cup relative to the support unit 100 is changed.

제3구동부(530)는 제2승강축(520)에 상승 또는 하강을 위한 구동력을 제공한다. 즉, 제3구동부(530)는 제2승강축(520)을 통해 회수컵(510)을 승강시켜 공정에 필요한 높이로 조절할 수 있다. 예를 들면, 기판이 지지유닛(100)에 놓이거나, 지지유닛(100)으로부터 들어올려질 때 지지유닛(100)이 회수컵(510)의 높이보다 상향 돌출되도록 회수컵(510)은 하강될 수 있다.The third driving unit 530 provides a driving force for raising or lowering the second lifting shaft 520. That is, the third driving unit 530 may adjust the height required for the process by elevating the recovery cup 510 through the second lifting shaft 520. For example, when the substrate is placed on the support unit 100 or is lifted from the support unit 100, the recovery cup 510 is lowered so that the support unit 100 protrudes higher than the height of the recovery cup 510. You can.

또한, 공정 진행 시에는 기판에 공급된 세정액의 종류에 따라 세정액이 기설정된 회수컵으로 유입될 수 있도록 회수컵(510)의 높이가 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1세정액으로 기판을 처리하고 있는 동안에 제1회수컵(511)은 기판의 높이에 대응되도록 위치될 수 있다. 이후, 제2세정액으로 기판을 처리할 때에는 제1회수컵(511)은 하강하고 제2회수컵(512)이 기판의 높이에 대응되도록 위치될 수 있다. 또한, 제3세정액으로 기판을 처리할 때에는 제2회수컵(512)은 하강하고 제3회수컵(513)이 기판의 높이에 대응되도록 위치될 수 있다.In addition, during the process, the height of the recovery cup 510 may be adjusted so that the washing liquid may be introduced into a predetermined recovery cup according to the type of washing liquid supplied to the substrate. For example, while processing the substrate with the first cleaning solution, the first recovery cup 511 may be positioned to correspond to the height of the substrate. Thereafter, when processing the substrate with the second cleaning liquid, the first recovery cup 511 may be lowered and the second recovery cup 512 may be positioned to correspond to the height of the substrate. In addition, when processing the substrate with the third cleaning liquid, the second recovery cup 512 may be lowered and the third recovery cup 513 may be positioned to correspond to the height of the substrate.

한편, 각각의 회수컵(511)(512)(513)은 개별적으로 승강할 수도 있으나, 일 실시예에 의한 회수컵들은 그 높이가 상이하게 배치되어 있으므로 공정 진행 시 기판의 높이에 대응되도록 회수컵들 전체가 승강할 수도 있다. 또한, 일 실시예에서는 회수컵을 상하 방향으로 승강시켰으나, 스핀척(110)이 상하로 승강하여 기판의 높이를 회수컵들에 대응되도록 구성할 수도 있다.On the other hand, each of the recovery cups 511, 512, and 513 may be individually lifted, but the recovery cups according to an embodiment have different heights, so that the recovery cups correspond to the height of the substrate during the process. The whole field may ascend. In addition, in one embodiment, the recovery cup is moved up and down, but the spin chuck 110 may be moved up and down to configure the height of the substrate to correspond to the recovery cups.

제어유닛(600)은 지지유닛(100), 세정액 분사유닛(200), 건조가스 분사유닛(300), 백노즐유닛(400) 및 회수유닛(500)을 제어한다. 즉, 제어유닛(600)은 스핀척(110)의 회전속도, 세정액노즐(210)의 작동, 백노즐유닛(400)의 작동, 회수컵(510)의 승강 등을 제어할 수 있다.The control unit 600 controls the support unit 100, the cleaning liquid injection unit 200, the dry gas injection unit 300, the back nozzle unit 400 and the recovery unit 500. That is, the control unit 600 can control the rotational speed of the spin chuck 110, the operation of the cleaning liquid nozzle 210, the operation of the back nozzle unit 400, the lifting and lowering of the recovery cup 510, and the like.

제어유닛(600)은 스핀척(110)이 제1속도로 회전하면서 세정액이 공급된 이후에, 스핀척(110)을 제1속도와 상이한 제2속도로 회전시킬 수 있다. 또한, 제어유닛(600)은 스핀척(110)이 제2속도로 회전하는 동안에는 스핀척(110)에 세정액의 공급이 중단되도록 할 수 있다.The control unit 600 may rotate the spin chuck 110 at a second speed different from the first speed after the cleaning liquid is supplied while the spin chuck 110 rotates at the first speed. In addition, the control unit 600 may stop the supply of cleaning liquid to the spin chuck 110 while the spin chuck 110 rotates at a second speed.

제어유닛(600)은 세정액 분사유닛(200)이 스핀척(110)의 상면에 직접 세정액을 공급하도록 제어할 수 있다.The control unit 600 may control the cleaning liquid injection unit 200 to directly supply the cleaning liquid to the upper surface of the spin chuck 110.

제어유닛(600)은 백노즐유닛(400)이 스핀척(110)의 저면에 세정액을 공급하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어유닛(600)은 백노즐유닛(400)의 적어도 하나의 백노즐에서 제공되는 DIW를 슬로우 리크 동작하도록 제어할 수 있다.The control unit 600 may control the back nozzle unit 400 to supply cleaning liquid to the bottom surface of the spin chuck 110. In addition, the control unit 600 may control the DIW provided in at least one back nozzle of the back nozzle unit 400 to perform a slow leak operation.

제어유닛(600)은 회수유닛(500)을 제어한다. 공정에 따라 회수컵(510)의 높이를 상하 방향으로 조절할 수 있다. 즉, 스핀척(110) 상면의 높이에 대해 회수컵의 상대적인 높이를 조절하거나, 스핀척(110)의 상면으로부터 비산되는 세정액의 경로를 고려하여 회수컵의 높이를 조절할 수 있다.The control unit 600 controls the recovery unit 500. Depending on the process, the height of the recovery cup 510 can be adjusted in the vertical direction. That is, the height of the recovery cup may be adjusted relative to the height of the upper surface of the spin chuck 110, or the height of the recovery cup may be adjusted by considering the path of the cleaning liquid scattered from the upper surface of the spin chuck 110.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.5 is a view sequentially showing a substrate processing process according to an embodiment of the present invention.

기판의 저면은 백노즐유닛(400)의 백노즐(420)로부터 분사되는 약액에 의해 세정될 수 있다. 기판의 저면 세정 후 약액(C)은 도 5의 (a)와 같이, 스커트(440)와 스핀척(110) 사이 또는 백노즐(420)들 사이에 스며들 수 있다. 이와 같이 잔류하는 약액(C)은 후속 기판의 공정 진행 시 기판의 저면으로 토출되어 공정 불량을 초래할 수 있다.The bottom surface of the substrate may be cleaned by a chemical liquid sprayed from the back nozzle 420 of the back nozzle unit 400. After cleaning the bottom surface of the substrate, the chemical liquid C may permeate between the skirt 440 and the spin chuck 110 or between the back nozzles 420, as shown in FIG. 5(a). The remaining chemical liquid (C) is discharged to the bottom surface of the substrate during the process of the subsequent substrate may cause a process defect.

따라서, 도 5의 (b)와 같이, 백노즐(420)들 중 적어도 하나로부터 DIW가 슬로우 리크 동작한다. 즉, 슬로우 리크 밸브에 의해 설정된 유량만큼 DIW가 슬로우 리크 구현되고, 스커트(440)와 스핀척(110) 사이 또는 백노즐(420)들 사이에 잔존하는 약액은 DIW로 치환될 수 있다. 슬로우 리크 동작 시 DIW의 설정 유량은 백노즐(420)로부터 소량 토출되어 백노즐(420)을 타고 흘러내릴 정도의 유량일 수 있다. 예를 들면, 슬로우 리크 동작 시 DIW의 설정 유량은 20㏄/min~40㏄/min일 수 있다.Accordingly, as illustrated in FIG. 5B, DIW is slow leaked from at least one of the back nozzles 420. That is, the DIW is slow leaked by the flow rate set by the slow leak valve, and the chemicals remaining between the skirt 440 and the spin chuck 110 or between the back nozzles 420 may be replaced with DIW. During the slow leak operation, the set flow rate of the DIW may be a flow rate that is discharged in a small amount from the back nozzle 420 and flows down the back nozzle 420. For example, the set flow rate of the DIW during the slow leak operation may be 20㏄/min to 40㏄/min.

그 후, 도 5의 (c)와 같이, 건조가스 분사유닛(300)이 백노즐유닛(400)의 상측에 위치되어 건조가스를 분사하고, 건조가스는 DIW를 건조하게 된다. 건조가스 분사유닛(300)은 백노즐유닛(400)을 포함하는 소정 영역을 이동하면서 스캔 방식으로 건조할 수 있다.Thereafter, as shown in (c) of FIG. 5, the dry gas injection unit 300 is positioned above the bag nozzle unit 400 to inject the dry gas, and the dry gas dries the DIW. The dry gas injection unit 300 may be dried in a scan manner while moving a predetermined area including the back nozzle unit 400.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 백노즐유닛(400)의 백노즐(420)로부터 DIW를 슬로우 리크 동작되도록 함으로써 기판 저면의 세정을 위해 분사되었던 약액의 잔류 시, 약액이 백노즐(420)로 역유입되지 않고 DIW에 의해 안정적으로 제거될 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, by allowing DIW to be slowly leaked from the back nozzle 420 of the back nozzle unit 400, when the remaining chemical liquid for cleaning the bottom surface of the substrate remains, the chemical liquid is transferred to the back nozzle 420. It is not back-flowed and can be stably removed by DIW.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention is illustrative in all respects and not limiting, since the present invention may be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Only.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention. .

100; 지지유닛 110; 스핀척
111; 지지핀 112; 척핀
120; 회전축 130; 제1구동부
200; 세정액 분사유닛 210; 세정액노즐
220; 노즐암 230; 제1승강축
240; 제2구동부
300; 건조가스 분사유닛
400; 백노즐유닛 410; 지지축
420; 백노즐 421; 백노즐 연결라인
421a; 슬로우 리크 밸브 430; 가스노즐
440; 스커트
500; 회수유닛 510; 회수컵
511; 제1회수컵 511a; 제1회수라인
512; 제2회수컵 512a; 제2회수라인
513; 제3회수컵 513a; 제3회수라인
520; 제2승강축 530; 제3구동부
600; 제어유닛100; Support unit 110; Spin chuck
111; Support pin 112; Chuck pin
120; Rotating shaft 130; 1st driving department
200; Washing liquid spraying unit 210; Cleaning solution nozzle
220; Nozzle arm 230; 1st lift shaft
240; Drive 2
300; Dry gas injection unit
400; Back nozzle unit 410; Support shaft
420; Back nozzle 421; Back nozzle connection line
421a; Slow leak valve 430; Gas nozzle
440; skirt
500; Recovery unit 510; Recovery Cup
511; First recovery cup 511a; 1st recovery line
512; Second recovery cup 512a; 2nd recovery line
513; Third recovery cup 513a; 3rd recovery line
520; Second elevation axis 530; 3rd driving department
600; Control unit

Claims (9)

기판을 지지하며 중앙에 중공이 형성된 스핀척을 포함하는 지지유닛;
상기 스핀척의 중공에 삽입되는 지지축, 상기 지지축의 상단에 구비되어 상기 기판의 저면에 약액 또는 DIW를 분사하는 복수의 백노즐을 포함하는 백노즐유닛;
상기 지지유닛 및 상기 백노즐유닛을 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
상기 제어유닛은 상기 백노즐유닛의 적어도 하나의 백노즐로부터 DIW를 분사하여 백노즐유닛에 잔존하는 약액을 DIW로 치환하도록 제어하는 기판 처리 장치.
A support unit supporting a substrate and including a spin chuck with a hollow formed in the center;
A back nozzle unit including a plurality of back nozzles which are provided on a hollow of the spin chuck and are provided on top of the support shaft to inject chemical or DIW to the bottom surface of the substrate;
Includes; control unit for controlling the support unit and the back nozzle unit,
The control unit is a substrate processing apparatus for controlling to replace the chemical liquid remaining in the back nozzle unit with DIW by spraying DIW from at least one back nozzle of the back nozzle unit.
제1항에 있어서,
상기 백노즐유닛은 상기 백노즐로 세정액을 공급하는 백노즐 연결라인을 포함하며, 상기 백노즐 연결라인에는 세정액의 유량을 조절하는 슬로우 리크 밸브가 구비되는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The back nozzle unit includes a back nozzle connection line for supplying a cleaning solution to the back nozzle, and the back nozzle connection line is equipped with a slow leak valve for adjusting the flow rate of the cleaning solution.
제1항에 있어서,
상기 백노즐유닛은 상기 기판 저면에 건조가스를 분사하는 가스노즐을 더 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The back nozzle unit further comprises a gas nozzle for spraying dry gas onto the bottom surface of the substrate.
제3항에 있어서,
상기 가스 분사노즐은 상기 지지축의 상단 중앙에 배치되고, 상기 백노즐들은 상기 가스노즐을 중심으로 그 외측에 배치되는 기판 처리 장치.
According to claim 3,
The gas injection nozzle is disposed at the center of the upper end of the support shaft, the back nozzle is a substrate processing apparatus disposed on the outside of the center of the gas nozzle.
제3항에 있어서,
상기 가스노즐의 높이는 백노즐들의 높이보다 높게 배치되는 기판 처리 장치.
According to claim 3,
The height of the gas nozzle is a substrate processing apparatus disposed higher than the height of the back nozzle.
제1항에 있어서,
상기 백노즐유닛은 상기 지지축의 상단에 결합되어 세정액을 외측으로 유도하는 스커트를 더 포함하는 기판 처리 장치.
According to claim 1,
The back nozzle unit is coupled to the upper end of the support shaft further comprises a skirt for guiding the cleaning solution to the outside.
기판 저면에 약액을 분사하여 기판을 세정하는 단계;
백노즐유닛 중 적어도 하나의 백노즐로부터 DIW를 분사하여 백노즐유닛에 잔존하는 약액을 DIW로 치환하는 단계;
를 포함하는 기판 처리 방법.
Cleaning the substrate by spraying a chemical solution on the bottom surface of the substrate;
A step of dispensing DIW from at least one of the back nozzle units to replace the remaining chemicals in the back nozzle unit with DIW;
A substrate processing method comprising a.
제7항에 있어서,
치환된 DIW에 건조가스를 공급하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
The method of claim 7,
And supplying dry gas to the substituted DIW.
제7항에 있어서,
백노즐유닛에 잔존하는 약액을 DIW로 치환하는 단계에서, DIW의 유량은 20㏄/min~40㏄/min인 기판 처리 방법.The method of claim 7,
In the step of substituting the chemical liquid remaining in the bag nozzle unit with DIW, the flow rate of DIW is 20㏄/min~40㏄/min.
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