KR20200105595A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 에지 영역으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛과; 상기 기판의 에지 영역에서 발생하는 부산물을 외부로 배출하는 배출 유닛을 포함하되, 상기 배출 유닛은, 원주 방향으로 구부러진 통 형상을 가지며, 기판의 에지 영역이 삽입되는 개구가 형성된 관을 포함하고, 상기 관은, 상기 처리액이 기판으로 공급되어 발생하는 부산물을 배출하는 제1관을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 막을 평탄화 하기 위한 화학적/기계적 연마 공정과, 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 포토레지스트 패턴을 이용하여 막이 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 막 또는 패턴이 형성된 기판의 표면 또는 막의 성분 및 농도 등을 검사기 위한 검사 공정 등을 반복하여 수행되어 제조된다.
또한, 반도체 소자를 제조하기 공정은 기판 상에 형성된 막 또는 패턴의 에지 부위를 제거하기 위한 에지 비드 제거(edge bead removal, 이하 'EBR') 공정을 포함할 수 있다. EBR 공정이 수행되면서, 기판의 에지 부위에 형성된 막 또는 패턴은 제거된다.
EBR 공정 중에는, 기판의 에지 부위에 형성된 막 또는 패턴이 제거되면서 부산물 등의 오염 물질이 발생한다. 이러한 오염 물질은 기판으로부터 제거되지 않거나, 기판으로부터 제거된 이후 기판으로 재부착될 수 있다. 오염 물질이 기판으로부터 제거되지 않거나, 기판에 재부착되는 경우, 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다.
본 발명은 기판의 에지 영역을 처리하면서 발생하는 부산물을 효과적으로 배출할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 에지 영역 처리를 효과적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 에지 영역으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 에지 영역으로 레이저를 조사하는 레이저 조사 유닛과; 상기 기판의 에지 영역에서 발생하는 부산물을 외부로 배출하는 배출 유닛을 포함하되, 상기 배출 유닛은, 원주 방향으로 구부러진 통 형상을 가지며, 기판의 에지 영역이 삽입되는 개구가 형성된 관을 포함하고, 상기 관은, 상기 처리액이 기판으로 공급되어 발생하는 부산물을 배출하는 제1관을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 개구는 슬릿 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1관에는 기판에 공급되는 상기 처리액이 통하여 흐르는 제1홀이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1홀은 상기 개구로부터 상기 제1관의 상단으로 연장되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출 유닛은, 상기 제1관의 내부 공간으로 유입된 상기 처리액을 배출하는 액 배출 라인을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 관은, 상기 레이저가 기판으로 조사되어 발생하는 부산물을 배출하는 제2관을 더 포함하고, 상기 제2관에는 기판에 조사되는 상기 레이저가 관통하는 제2홀이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2홀은 상기 개구로부터 상기 제2관의 상단으로 연장되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배출 유닛은, 상기 제2관에 연결되어, 상기 제2관의 내부 공간으로 비활성 가스를 공급하는 가스 공급 라인과; 상기 제2관에 연결되어, 상기 제2관에 공급된 상기 비활성 가스 및 부산물을 배출하는 가스 배출 라인을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1관과 상기 제2관은, 서로 이격되어 제공되며, 상부에서 바라볼 때 각각 호 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1관과 상기 제2관은, 상부에서 바라볼 때, 서로 조합되어 반원의 원주보다 작거나 같은 원주를 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1관과 상기 제2관은, 일체로 제공되며, 상부에서 바라볼 때, 반원의 원주보다 작거나 같은 원주를 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는, 상기 지지 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판의 회전 방향이 상기 기판의 에지 영역에 상기 레이저가 조사된 이후에 상기 처리액이 공급되도록 상기 지지 유닛을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은, 상기 기판의 에지 영역으로 레이저를 조사하여 기판 상의 막 또는 패턴을 제거하고, 상기 기판의 에지 영역으로 처리액을 공급하여 기판 상의 막 또는 패턴을 제거할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판의 에지 영역에 상기 레이저가 조사된 이후에 상기 처리액이 공급되도록 상기 기판을 회전 시킬 수 있다.
본 발명은 기판의 에지 영역을 처리하면서 발생하는 부산물을 효과적으로 배출할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판의 에지 영역 처리를 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛에 기판이 삽입되어 회전하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 지지 유닛에 지지되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배출 유닛의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배출 유닛의 모습을 보여주는 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 가진다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260a, 260b)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버(260a, 260b)들이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버(260a, 260b)들은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정챔버(260a, 260b)들이 제공된다. 공정 챔버(260a, 260b)들 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260a, 260b)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260a, 260b)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260a, 260b)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260a, 260b)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260a, 260b)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260a, 260b)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260a, 260b)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260a, 260b)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260a, 260b)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260a, 260b) 간에, 그리고 공정 챔버(260a, 260b)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260a, 260b)는, 세정 처리 챔버(260a)와 에지 처리 챔버(260b)를 포함할 수 있다.
세정 처리 챔버(260a)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 처리 챔버(260a)는 회전하는 기판(W)의 중심 영역에 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 처리 챔버(260a)는 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 세정 처리 챔버(260a)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 세정 처리 챔버(260a)는 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 세정 처리 챔버(260a)는 서로 동일한 구조를 가지고, 서로 상이한 그룹에 속하는 세정 처리 챔버(260a)는 서로 상이한 구조를 가질 수 있다.
에지 처리 챔버(260b)는 기판(W)의 에지 영역을 처리할 수 있다. 에지 처리 챔버(260b)는 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 에지 처리 챔버(260b)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 에지 처리 챔버(260b)는 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 에지 처리 챔버(260b)는 서로 동일한 구조를 가지고, 서로 상이한 그룹에 속하는 에지 처리 챔버(260b)는 서로 상이한 구조를 가질 수 있다.
에지 처리 챔버(260b)는 기판(W)의 에지 영역에 대한 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 지지 유닛(310), 처리 용기(320), 승강 유닛(330), 액 공급 유닛(340), 레이저 조사 유닛(350), 배출 유닛(400), 그리고 제어기를 포함할 수 있다.
지지 유닛(310)은 기판(W)을 지지 및 회전 시킨다. 지지 유닛(310)은 지지 플레이트(312) 및 회전 구동 부재(313)를 포함한다. 지지 플레이트(312)는 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(312)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 지지 플레이트(312)는 기판(W)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 지지 플레이트(312)의 지지면에는 흡착홀(316)이 형성되며, 흡착홀(316)에는 음압이 제공될 수 있다. 기판(W)은 음압에 의해 지지면에 진공 흡착될 수 있다.
회전 구동 부재(313)는 지지 플레이트(312)를 회전시킨다. 회전 구동 부재(313)는 회전축(314) 및 구동기(315)를 포함한다. 회전축(314)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하는 통 형상을 가지도록 제공된다. 회전축(314)은 지지 플레이트(312)의 저면에 결합된다. 구동기(315)는 회전축(314)에 회전력을 전달한다. 회전축(314)은 구동기(315)로부터 제공된 회전력에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 플레이트(312)는 회전축(314)과 함께 회전 가능하다. 회전축(314)은 구동기(315)에 의해 그 회전 속도가 조절되어 기판(W)의 회전 속도를 조절 가능하다. 예컨대, 구동기(315)는 모터일 수 있다.
처리 용기(320)는 내부에 처리 공간(322)을 제공한다. 처리 용기(320)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(320)는 지지 유닛(310)을 감싸도록 제공될 수 있다. 처리 용기(320)는 바닥부(324), 측면부(326), 그리고 상면부(328)를 포함한다. 바닥부(324)는 중공을 가지는 원판 형상으로 제공된다.
바닥부(324)에는 회수 라인(325)이 형성된다. 회수 라인(325)은 처리 공간(322)을 통해 회수된 처리액을 외부의 액 재생 시스템(미도시)으로 제공할 수 있다. 측면부(326)는 중공을 가지는 원통 형상으로 제공된다. 측면부(326)는 바닥부(324)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측면부(326)는 바닥부(324)로부터 위로 연장된다. 상면부(328)는 측면부(326)의 상단으로부터 연장된다. 상면부(328)는 지지 유닛(310)에 가까워질수록 상향 경사진 방향을 향한다.
승강 유닛(330)은 지지 유닛(310)과 처리 용기(320) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(330)은 처리 용기(320)를 승강 이동시킨다. 승강 유닛(330)은 브라켓(332), 이동축(334), 그리고 구동 부재(336)를 포함한다. 구동 부재(336)는 모터 일 수 있다. 브라켓(332)은 처리 용기(320)의 측면부(326)에 고정 결합된다. 이동축(334)은 브라켓(332)을 지지한다. 이동축(334)은 그 길이 방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 구동 부재(336)는 이동축(334)을 상하 방향으로 이동시킨다. 이에 따라 브라켓(332)과 처리 용기(320)는 상하 방향으로 이동 가능하다.
액 공급 유닛(340)은 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(340)은 기판(W)의 에지 영역으로 처리액을 공급할 수 있다. 예컨대, 액 공급 유닛(340)은 지지 유닛(310)에 지지되어, 회전하는 기판(W)의 상면의 에지 영역으로 처리액을 공급할 수 있다. 기판(W)의 에지 영역으로 공급된 처리액은 후술하는 레이저에 의해 발생하는 부산물을 기판(W)으로부터 제거할 수 있다. 또한, 기판(W)의 에지 영역으로 공급된 처리액은 기판(W) 상에 형성된 막 또는 패턴을 제거할 수 있다.
액 공급 유닛(340)은 기판(W)으로 처리액을 공급하는 노즐을 가질 수 있다. 액 공급 유닛(340)이 가지는 노즐은 원형의 토출구를 가질 수 있다. 이와 달리, 액 공급 유닛(340)이 가지는 노즐의 토출구는 후술하는 제1홀(412)에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
액 공급 유닛(340)이 공급하는 처리액은 처리액은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 또한, 처리액은 불산(HF), SC1, SC2, DIW(Deinoized Water) 등을 포함할 수 있다.
또한, 액 공급 유닛(340)은 공급 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 일 예에 의하면, 공급 위치는 기판(W)의 상면에 처리액을 토출하는 위치일 수 있다. 또한, 공급 위치는 기판(W)의 상면 중 기판의 에지 영역에 처리액을 토출하는 위치일 수 있다. 대기 위치는 기판(W)에 공정 처리 전 또는 공정 처리가 완료된 이후에 액 공급 유닛(340)이 대기하는 위치일 수 있다.
레이저 조사 유닛(350)은 기판(W)으로 레이저를 조사한다. 레이저 조사 유닛(350)은 기판(W)의 에지 영역으로 레이저를 조사할 수 있다. 예컨대, 레이저 조사 유닛(350)은 지지 유닛(310)에 지지되어, 회전하는 기판(W)의 상면의 에지 영역으로 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 레이저 조사 유닛(350)이 기판(W)의 에지 영역으로 조사한 레이저는 기판(W) 상에 형성된 막 또는 패턴을 제거할 수 있다.
레이저 조사 유닛(350)이 조사하는 레이저는 펄스로 조사될 수 있다. 예컨대, 레이저 조사 유닛(350)이 조사하는 레이저는 복수의 단위 펄스 레이저로 기판(W)을 처리할 수 있다. 또한, 펄스 레이저는 기판(W) 상의 제거 대상 물질의 융발 임계치(ablation threshold)에 해당하는 펄스 에너지를 가질 수 있다. 예컨대, 펄스 레이저는 기판(W) 상에 형성된 막의 융발 임계치에 해당하는 펄스 에너지를 가질 수 있다. 또한, 펄스 레이저의 폭은 수십 ns ~ 수백 fs의 범위를 가질 수 있다. 또한, 펄스 레이저의 파장대는 150nm ~ 1200nm의 범위를 가질 수 있다.
또한, 레이저 조사 유닛(350)은 조사 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 일 예에 의하면, 조사 위치는 기판(W)의 상면에 레이저를 조사하는 위치일 수 있다. 또한, 조사 위치는 기판(W)의 상면 중 기판의 에지 영역에 레이저를 조사하는 위치일 수 있다. 대기 위치는 기판(W)에 공정 처리 전 또는 공정 처리가 완료된 이후에 레이저 조사 유닛(350)이 대기하는 위치일 수 있다.
또한, 레이저 조사 유닛(350)이 레이저를 조사하는 조사 위치와, 액 공급 유닛(340)이 처리액을 공급하는 공급 위치는 서로 상이한 위치일 수 있다.
배출 유닛(400)은 기판(W)에 대한 처리 공정 중 발생하는 부산물을 외부로 배출할 수 있다. 예컨대, 배출 유닛(400)은 처리액과 기판(W)의 에지 영역에 처리액을 공급하면서 발생하는 부산물을 함께 외부로 배출할 수 있다. 또한, 배출 유닛(400)은 후술하는 비활성 가스와 기판(W)의 에지 영역에 레이저를 조사하면서 발생하는 부산물을 함께 외부로 배출할 수 있다. 또한, 배출 유닛(400)은 기판(W)에 대한 처리 공정 중 발생하는 부산물이 기판(W)에 재부착되는 것을 최소화 할 수 있다.
제어기(미도시)는 기판 처리 장치(300)를 제어할 수 있다. 제어기는 기판 처리 장치(300)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기는 지지 유닛(310), 승강 유닛(330), 액 공급 유닛(340), 레이저 조사 유닛(350)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기는 후술하는 기판 반입 방법을 기판 처리 장치(300)가 수행할 수 있도록 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(300)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기는 후술하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(300)를 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛(400)에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛의 모습을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 배출 유닛(400)은 제1관(410), 그리고 제2관(420)을 포함할 수 있다. 제1관(410)은 기판(W)에 대한 에지 처리 중 발생하는 부산물이 기판(W)에 재부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1관(410)은 부산물과 기판(W)의 에지 영역에 공급되는 처리액을 장치의 외부로 배출할 수 있다.
제1관(410)은 통 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제1관(410)은 원주 방향으로 구부러진 원통의 형상을 가질 수 있다. 제1관(410)은 그 일단과 타단이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 제1관(410)에는 기판(W)의 에지 영역이 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 제1관(410)에 형성된 개구는 원주 방향을 따라 제1관(410)의 일단과 타단까지 연장되어 형성될 수 있다. 기판(W)이 제1관(410)에 삽입되면 기판(W)의 에지 영역은 제1관(410)에 둘러싸일 수 있다. 제1관(410)에 형성된 개구는 슬릿 형상을 가질 수 있다.
또한, 제1관(410)에는 기판(W)에 공급되는 처리액이 통하여 흐르는 제1홀(412)이 형성될 수 있다. 제1홀(412)은 제1관(410)에 형성된 개구로부터 제1관(410)의 상단으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 액 공급 유닛(340)이 기판(W)의 에지 영역 중 내측과 외측 사이를 이동하면서 처리액을 공급할 수 있다.
제1관(410)에는 액 배출 라인(414, 419)이 연결될 수 있다. 액 배출 라인(414, 419)는 제1관(410)의 내부 공간으로 유입된 처리액을 외부로 배출할 수 있다. 액 배출 라인(414, 419)은 제1액 배출 라인(414)과 제2액 배출 라인(419)을 포함할 수 있다. 제1액 배출 라인(414)은 제1관(410)의 일 단 아래에 연결되고, 제2액 배출 라인(419)은 제1관(410)의 타 단 아래에 연결될 수 있다. 또한, 제1액 배출 라인(414)과 제2액 배출 라인(4190은 제1관(410)을 지지할 수 있다.
제2관(420)은 기판(W)에 대한 에지 처리 중 발생하는 부산물이 기판(W)에 재부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2관(420)은 부산물과 제2관(420)의 내부 공간으로 공급되는 가스를 장치의 외부로 배출할 수 있다.
제2관(420)은 통 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제2관(420)은 원주 방향으로 구부러진 원통의 형상을 가질 수 있다. 제2관(420)은 그 일단과 타단이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 제2관(420)에는 기판(W)의 에지 영역이 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 제2관(420)에 형성된 개구는 원주 방향을 따라 제2관(420)의 일단과 타단까지 연장되어 형성될 수 있다. 기판(W)이 제2관(420)에 삽입되면 기판(W)의 에지 영역은 제2관(420)에 둘러싸일 수 있다. 제2관(420)에 형성된 개구는 슬릿 형상을 가질 수 있다.
또한, 제2관(420)에는 기판(W)에 조사되는 레이저가 관통되는 제2홀(422)이 형성될 수 있다. 제2홀(422)은 제2관(420)에 형성된 개구로부터 제2관(420)의 상단으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 레이저 조사 유닛(350)이 기판(W)의 에지 영역 중 내측과 외측 사이를 이동하면서 레이저를 조사할 수 있다.
제2관(420)에는 가스 공급 라인(424)과 가스 배출 라인(426)이 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(424)은 제2관(420)의 내부 공간으로 비활성 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(424)이 공급하는 비활성 가스는 질소, 아르곤, 헬륨 등의 가스를 포함할 수 있다. 가스 공급 라인(424)이 제2관(420)의 내부 공간으로 공급하는 가스는, 레이저 조사 유닛(350)이 기판(W)의 에지 영역에 조사되면서 발생하는 부산물을 가스 배출 라인(426) 쪽으로 이동시킬 수 있다. 가스 배출 라인(426)은 제2관(420)의 내부 공간으로 유입된 가스와 레이저의 조사로 발생하는 부산물을 외부로 배출할 수 있다. 가스 배출 라인(426)에는 감압 부재(427)가 설치될 수 있다. 감압 부재(427)는 제2관(420)의 내부 공간에 감압을 제공하여 제2관(420)의 내부 공간에 공급된 가스와 에지 처리 중 발생하는 부산물을 외부로 배출한다. 또한, 가스 배출 라인(426)은 제2관(420)의 일 단 아래에 연결되고, 가스 공급 라인(424)은 제2관(420)의 타 단 아래에 연결될 수 있다. 또한, 가스 공급 라인(424)과 가스 배출 라인(426)은 제2관(420)을 지지할 수 있다.
또한, 제1관(410)과 제2관(420)은 서로 이격되어 제공될 수 있다. 제1관(410)과 제2관(420)은 상부에서 바라볼 때, 각각 호 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1관(410)과 제2관(420)은 상부에서 바라볼 때, 서로 조합되어 반원의 원주보다 작거나 같은 원주를 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출 유닛에 기판이 삽입되어 회전하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 액 공급 유닛(340)은 제1관(410)에 형성된 제1홀(412)으로 처리액을 공급할 수 있다. 액 공급 유닛(340)이 공급한 처리액은 제1홀(412)을 통하여 기판(W)의 에지 영역에 공급될 수 있다. 또한, 레이저 조사 유닛(350)은 제2관(420)에 형성된 제2홀(422)으로 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 조사 유닛(350)이 조사하는 레이저는 제2홀(422)을 관통하여 기판(W)의 에지 영역에 조사될 수 있다.
또한, 제어기(미도시)는 기판(W)의 회전 방향이, 기판(W)의 에지 영역에 레이저가 조사된 후, 처리액이 공급될 수 있도록 지지 유닛(310)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1관(410)과 제2관(420)이 반시계 방향을 따라 배치되어, 레이저와 처리액이 기판(W)의 에지 영역에 시계 방향으로 순차적으로 조사 및 공급되는 경우, 기판(W)의 회전 방향이 시계 방향이 되도록 지지 유닛(310)을 제어할 수 있다. 도 5에 도시된 것과 달리, 제1관(410)과 제2관(420)이 시계 방향을 따라 배치되는 경우, 기판(W)의 회전 방향이 반시계 방향이 되도록 지지 유닛(310)을 제어할 수 있다. 즉, 제어기가 기판(W)의 회전 방향을 제어하여, 기판(W)의 에지 영역은 1차적으로 레이저가 조사되고, 2차적으로 처리액이 공급되도록 할 수 있다.
일반적으로, 기판(W)의 에지 영역에 대한 처리가 수행되는 경우, 에지 처리시 발생하는 부산물이 기판(W)의 상면으로 재부착 될 수 있다. 부산물이 기판(W)의 상면으로 재부착되는 경우, 이는 기판(W)의 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)의 에지 영역은 제1관(410)과 제2관(420)에 둘러 쌓인 상태로 에지 처리가 수행된다. 이에 에지 처리 중 발생하는 부산물이 기판(W)에 재부착되는 것을 최소화 할 수 있다.
또한, 기판(W)의 에지 영역에 레이저가 조사된 이후 처리액이 공급되도록 기판(W)의 회전 방향이 제어됨으로써, 에지 처리 효율을 높일 수 있다. 예컨대, 기판(W)의 에지 영역에 1차적으로 레이저가 조사되어, 기판(W) 상의 막 또는 패턴을 제거할 수 있다. 또한, 기판(W)의 에지 영역에 2차적으로 처리액이 공급되어 기판(W) 상의 막 또는 패턴을 제거하거나, 레이저가 조사되어 발생하는 부산물을 세정할 수 있다. 이에, 기판(W)의 에지 영역에 부산물이 잔류하거나, 미처 제거되지 못한 기판(W) 상의 막 또는 패턴을 제거할 수 있다.
또한, 액 배출 라인(414, 419)이 제1관(410)의 일단과 타단에 설치됨으로써, 제1관(410)의 내부 공간으로 유입된 처리액과 에지 처리 중 발생하는 부산물을 효과적으로 배출할 수 있다. 예컨대, 제1관(410)의 내부 공간에 유입된 처리액과, 부산물 등은 기판(W)의 회전 방향에 따라 이동할 수 있다. 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이 기판(W)이 시계 방향으로 회전하는 경우, 제1관(410)의 내부 공간에 유입된 처리액과 부산물은 기판(W) 회전의 원심력에 의하여 시계 방향으로 이동된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1액 배출 라인(414)이 제1관(410)의 일 단 아래에 연결되어 있기 때문에, 이러한 처리액과 부산물을 효과적으로 배출할 수 있다. 또한, 제1액 배출 라인(414)이 미처 배출하지 못하는 처리액과 부산물은 제2액 배출 라인(419)을 통해 배출하여, 제1관(410)의 내부 공간에 처리액과 부산물이 잔류하는 것을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가스 공급 라인(424)과 가스 배출 라인(426)은 기판(W)의 회전 방향에 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 시계 방향으로 회전하는 경우, 가스 공급 라인(424)과 가스 배출 라인(426)은 시계 방향을 따라 배치될 수 있다. 이에, 가스 공급 라인(424)이 제2관(420)으로 공급하는 가스는 기판(W) 회전의 원심력에 의해 더 빠르게 유동할 수 있다. 이에, 제2관(420)의 내부 공간에 잔류하는 부산물을 더욱 효과적으로 배출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 에지 처리 챔버(260b)와 세정 처리 챔버(260a)가 하나의 기판 처리 설비(10)에 제공됨으로써, 에지 처리 전 후에 곧바로 세정 처리를 수행할 수 있어 기판(W)이 반송되면서 소요되는 택트 타임을 최소화 할 수 있다.
이하에는, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 기판(W)이 지지 유닛(310)에 안착되는 방법을 자세히 설명한다. 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판이 지지 유닛에 지지되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 처리 용기(320)는 승강 유닛(330)에 의해 하강한다. 이에, 상대적으로 지지 유닛(310)은 처리 용기(320)보다 상부에 위치되게 된다. 이후, 기판(W)이 지지 플레이트(312)의 상면과 수평한 방향으로 반송된다. 이에, 기판(W)의 에지 영역은 제1관(410)과 제2관(420)이 가지는 개구에 삽입되고, 기판(W)의 중심 영역은 지지 플레이트(312)의 상부에 위치하게 된다. 이후, 기판(W)은 지지 플레이트(312)의 상면에 안착된다. 지지 플레이트(312)의 상면에 기판(W)이 안착되면 흡착홀(316)은 기판(W)을 흡착한다. 이후, 승강 유닛(330)은 처리 용기(320)를 상승 시킨다. 처리 용기(320)가 상승되면, 액 공급 유닛(340)과 레이저 조사 유닛(350)은 각각 기판에 처리액과 레이저를 조사하여 기판(W)에 대한 에지 처리를 수행할 수 있다.
상술한 예에서는, 제1관(410)과 제2관(420)이 서로 구분되고, 이격되어 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이 관(410a)은 분리되지 않고 일체로 제공될 수 있다. 관(410a)이 일체로 제공되는 것을 제외하고, 제1홀(412a), 제2홀(422a), 제1액 배출 라인(414a), 제2액 배출 라인(419a), 가스 공급 라인(424a), 가스 배출 라인(426a), 그리고 감압 부재(427a)의 구성과 기능은 상술한 내용과 동일 또는 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
상술한 예에서는, 제1관(410)이 액 배출 라인(414, 419)에 지지되고, 제2관(420)이 가스 공급 라인(424), 가스 배출 라인(426)에 지지되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이 배출 유닛(400b)은 별도의 이동 부재(418b, 428b)를 가질 수 있다. 이동 부재(418b, 428b)는 제1이동 부재(418b)와 제2이동 부재(428b)를 포함할 수 있다. 제1이동 부재(418b)는 제1관(410b)과 결합될 수 있다. 제2이동 부재(428b)는 제2관(420b)과 연결될 수 있다. 제1이동 부재(418b)와 제2이동 부재(428b)는 각각 제1관(410b)과 제2관(420b)을 지지하고, 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 액 배출 라인(414b, 419b), 가스 공급 라인(424b), 그리고 가스 배출 라인(426b)은 탄성을 가지는 재질로 제공될 수 있다. 이에, 액 배출 라인(414b, 419b), 가스 공급 라인(424b), 그리고 가스 배출 라인(426b)의 형상은 자유롭게 변형될 수 있다.
상술한 예에서는, 세정 처리 챔버(260a)와 에지 처리 챔버(260b)가 서로 구분되는 구성인 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 세정 처리 챔버(260a)와 에지 처리 챔버(260b)에 제공되는 기판 처리 장치는 서로 동일한 구조를 가질 수 있다.
상술한 예에서는 기판 처리 장치(300)가 세정 공정을 수행하는 장치인 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상술한 기판 처리 방법 및 장치는 기판을 처리하는 모든 공정에 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
310: 지지 유닛
320: 처리 용기
330: 승강 유닛
340: 액 공급 유닛
350: 레이저 조사 유닛
400: 배출 유닛

Claims (14)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하고 회전시키는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 에지 영역으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 에지 영역으로 레이저를 조사하는 레이저 조사 유닛과;
    상기 기판의 에지 영역에서 발생하는 부산물을 외부로 배출하는 배출 유닛을 포함하되,
    상기 배출 유닛은,
    원주 방향으로 구부러진 통 형상을 가지며, 기판의 에지 영역이 삽입되는 개구가 형성된 관을 포함하고,
    상기 관은,
    상기 처리액이 기판으로 공급되어 발생하는 부산물을 배출하는 제1관을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 슬릿 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1관에는 기판에 공급되는 상기 처리액이 통하여 흐르는 제1홀이 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1홀은 상기 개구로부터 상기 제1관의 상단으로 연장되어 형성되는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 배출 유닛은,
    상기 제1관의 내부 공간으로 유입된 상기 처리액을 배출하는 액 배출 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관은,
    상기 레이저가 기판으로 조사되어 발생하는 부산물을 배출하는 제2관을 더 포함하고,
    상기 제2관에는 기판에 조사되는 상기 레이저가 관통하는 제2홀이 형성되는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2홀은 상기 개구로부터 상기 제2관의 상단으로 연장되어 형성되는 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배출 유닛은,
    상기 제2관에 연결되어, 상기 제2관의 내부 공간으로 비활성 가스를 공급하는 가스 공급 라인과;
    상기 제2관에 연결되어, 상기 제2관에 공급된 상기 비활성 가스 및 부산물을 배출하는 가스 배출 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1관과 상기 제2관은,
    서로 이격되어 제공되며, 상부에서 바라볼 때 각각 호 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1관과 상기 제2관은,
    상부에서 바라볼 때, 서로 조합되어 반원의 원주보다 작거나 같은 원주를 가지는 기판 처리 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1관과 상기 제2관은,
    일체로 제공되며,
    상부에서 바라볼 때, 반원의 원주보다 작거나 같은 원주를 가지는 기판 처리 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 지지 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판의 회전 방향이 상기 기판의 에지 영역에 상기 레이저가 조사된 이후에 상기 처리액이 공급되도록 상기 지지 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  13. 제1항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판의 에지 영역으로 레이저를 조사하여 기판 상의 막 또는 패턴을 제거하고,
    상기 기판의 에지 영역으로 처리액을 공급하여 기판 상의 막 또는 패턴을 제거하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판의 에지 영역에 상기 레이저가 조사된 이후에 상기 처리액이 공급되도록 상기 기판을 회전 시키는 기판 처리 방법.

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