KR20210059854A - Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method - Google Patents

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Abstract

A substrate cleaning device according to the present disclosure includes: a support unit for supporting a substrate and rotating the substrate; a laser beam irradiation unit for irradiating a laser beam to a portion of the substrate where the contaminants are located and cleaning the contaminants on the substrate; and an aerosol spraying unit for spraying an aerosol on a portion irradiated with a laser beam on the substrate.

Description

기판 세정 장치 및 기판 세정 방법{Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method}Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method TECHNICAL FIELD

본 발명은 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체를 제조하는데 사용될 수 있는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method, and more particularly, to a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method that can be used to manufacture a semiconductor.

웨이퍼 상면에 반도체를 제조하기 위해서는, 노광(photolithography), 식각(etching), 증착(deposition), 연마(polishing) 등의 공정을 반복적으로 수행해야 한다. 현재 하나의 반도체 소자를 생산하기 위해서는 위와 같은 공정을 약 500회에 걸쳐 반복적으로 처리하여 수십 층의 막들이 적층되어 반도체 소자를 생산하게 된다.In order to manufacture a semiconductor on the upper surface of a wafer, processes such as photolithography, etching, deposition, and polishing must be repeatedly performed. Currently, in order to produce a single semiconductor device, the above process is repeatedly processed for about 500 times, and tens of layers of films are stacked to produce a semiconductor device.

이러한 반복적인 반도체 공정 중 다양한 증착막(amorphous-Si, poly-Si, SiO 2, Si3N4, TiN, Al, Cu 등)이 웨이 퍼 상에 적층되며, 이러한 증착막은 포토 공정에서 포토레지스트(PR. Photo Resist) 패턴을 형성한 후 다시 식각, 증착, 연마 공정 등을 거친다.Among these repetitive semiconductor processes, various deposition films (amorphous-Si, poly-Si, SiO 2 , Si 3 N 4 , TiN, Al, Cu, etc.) are deposited on the wafer, and these deposited films are photoresist (PR Photo Resist) After forming the pattern, it goes through etching, deposition, polishing process, etc. again.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 공정의 진행시, 웨이퍼 에지에는 증착막, PR, 각종 에칭 후 입자 등의 오염 물질들이 표면 장력에 의해 볼록하게 적층된다. 또한, 웨이퍼 연마 공정 후에는 연마 공정에 사용되는 미세 슬러리(slurry) 입자들과 같은 이물질이 웨이퍼 에지에 집중적으로 분포하기도 한다.As shown in FIG. 1, when the above-described process is performed, contaminants such as a deposition film, PR, and particles after various etchings are convexly laminated on the wafer edge by surface tension. In addition, after the wafer polishing process, foreign substances such as fine slurry particles used in the polishing process may be intensively distributed on the edge of the wafer.

이러한 불균일하고 평탄하지 않은 표면은 웨이퍼 에지에서 약 1mm 이내 영역에서 심하게 발생하며, 오염 물질은 이후 진행하는 반도체 제조 공정에서 파티클(particle) 소스(source)로 작용하여 반도체의 제조 수율을 저하시키는 주요 원인으로 작용한다.These uneven and uneven surfaces are severely generated within about 1mm from the edge of the wafer, and contaminants act as a source of particles in the subsequent semiconductor manufacturing process, which is a major cause of lowering the manufacturing yield of semiconductors. Acts as

최근 반도체 웨이퍼의 크기가 커짐에 따라, 유효 소자 제조 영역을 최대한 크게 확보하기 위해, 웨이퍼 에지 영역에 존재하는 오염 입자를 효과적으로 제거하는 것이 매우 중요하게 고려되고 있다.As the size of semiconductor wafers has recently increased, in order to secure an effective device manufacturing area as large as possible, it is considered very important to effectively remove contaminant particles present in the wafer edge area.

웨이퍼 에지에 존재하는 다양한 오염 물질을 제거하기 위해 다양한 방법들이 시도되어 왔다. 기존의 기판 세정 방법들 중 웨이퍼 에지에 강산, 강알칼리 용액을 분사하여 웨이퍼 에지의 이물질 및 PR을 세정, 제거하는 화학적 습식 방법이 있다. 하지만, 이러한 방법은, 화학 용액을 분사하는 방식이므로, 웨이퍼 에지의 특정 영역만을 선택적으로 세정하는 것이 근본적으로 어렵다.Various methods have been attempted to remove various contaminants present on the wafer edge. Among the conventional substrate cleaning methods, there is a chemical wet method in which a strong acid and strong alkali solution is sprayed onto the wafer edge to clean and remove foreign substances and PRs from the wafer edge. However, since this method sprays a chemical solution, it is fundamentally difficult to selectively clean only a specific area of the wafer edge.

그리고, 약품에 의한 웨이퍼 소자의 표면 손상 가능성이 높고, 에지에 존재하는 다양한 물질을 포괄적으로 제거하기는 어렵다는 단점이 있다. 그리고, 기존의 화학적 습식 방법은 반드시 린스(rinse)와 드라이(dry)를 거쳐야 하므로 세정 시간이 오래 걸린다는 단점 또한 있다.In addition, there is a disadvantage in that the possibility of damage to the surface of the wafer device due to chemicals is high, and it is difficult to comprehensively remove various materials present at the edge. In addition, the conventional chemical wet method has a disadvantage in that it takes a long time to clean because it must be rinsed and dried.

기판을 세정하는 다른 방법으로, 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 에지 영역을 세정하는 방법이 있는데, 이는 특정 영역만의 정밀한 세정이 불가능하고, 강력한 플라즈마 형성에 의해 웨이퍼 소자에 전기적 손상(charging effect)이 흔히 야기되는 문제점이 있다.As another method of cleaning the substrate, there is a method of cleaning the edge area of the wafer using plasma, which makes it impossible to precisely clean only a specific area, and the formation of strong plasma often causes electrical damage (charging effect) to the wafer device. There is a problem.

기판을 세정하는 또 다른 방법으로, 웨이퍼 에지부에 UV 레이저빔을 직접 조사하여 오염 물질을 증발 제거하는 방법이다. 이와 같은 방법은 레이저빔의 세정 중 발생하는 강력한 분진에 의해 웨이퍼 표면이 재오염되는 것을 막을 수 없는 문제점이 있다.Another method of cleaning the substrate is to evaporate and remove contaminants by directly irradiating a UV laser beam onto the edge of the wafer. Such a method has a problem in that it cannot prevent the wafer surface from being recontaminated by strong dust generated during cleaning of the laser beam.

레이저빔 세정 중 발생한 분진 입자들을 강력한 진공 흡입 장치로 포집할 수도 있으나, 레이저빔 세정 중 발생하는 입자의 이탈 속도가 빨라서 진공 흡입에 의한 방법으로는 레이저빔 조사 중 발생한 분진을 완벽히 제거하기가 어렵다.Although the dust particles generated during laser beam cleaning may be collected with a powerful vacuum suction device, it is difficult to completely remove the dust generated during laser beam irradiation using a vacuum suction method because the separation speed of particles generated during laser beam cleaning is high.

한국등록특허 제10-1557586호Korean Patent Registration No. 10-1557586

본 발명의 목적은 세정 성능이 향상될 수 있는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method in which cleaning performance can be improved.

본 발명의 일 측면에 따른 기판 세정 장치는 기판을 지지하고, 기판을 회전시키는 지지 유닛; 기판에서 오염 물질이 위치한 부분에 레이저빔을 조사하고, 기판 상의 오염 물질을 세정하는 레이저빔 조사 유닛; 및 기판에서 레이저빔이 조사된 부분에 에어로졸을 분사하는 에어로졸 분사 유닛;을 포함한다.A substrate cleaning apparatus according to an aspect of the present invention includes a support unit supporting a substrate and rotating the substrate; A laser beam irradiation unit that irradiates a laser beam to a portion of the substrate where the pollutant is located and cleans the pollutant on the substrate; And an aerosol injection unit for injecting an aerosol onto a portion of the substrate irradiated with the laser beam.

한편, 상기 에어로졸은 질소와 탈이온수가 혼합된 것일 수 있다.Meanwhile, the aerosol may be a mixture of nitrogen and deionized water.

한편, 기체를 기판으로 분사하여 기판에서 이탈된 이물질에 의해 기판이 다시 오염되는 것을 방지하는 오염 방지 유닛을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a pollution prevention unit may be further included for preventing the substrate from being contaminated again by foreign substances separated from the substrate by spraying the gas onto the substrate.

한편, 지지 유닛으로 액체를 토출하고, 기판의 표면에 액막이 생성될 수 있게 하는 액체 토출 유닛을 포함할 수 있다.On the other hand, it may include a liquid discharge unit that discharges the liquid to the support unit, and allows the liquid film to be generated on the surface of the substrate.

한편, 상기 액체 토출 유닛이 기판에 액체를 토출하는 과정에서 기판 상에 생성되는 액막의 두께가 목표 두께로 생성되도록 상기 오염 방지 유닛이 기판을 향하여 기체를 분사할 수 있게 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the liquid discharging unit may further include a control unit that enables the contamination prevention unit to inject gas toward the substrate so that the thickness of the liquid film generated on the substrate is generated at a target thickness in the process of discharging the liquid to the substrate. have.

한편, 상기 오염 방지 유닛은, 상기 에어로졸 분사 유닛에 대해 좌우 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되고, 에어로졸이 기판에 분사된 이후에 기판으로 기체를 분사할 수 있다.Meanwhile, the pollution prevention unit may be positioned to be spaced apart from the aerosol injection unit by a predetermined distance in the left and right direction, and after the aerosol is injected onto the substrate, the gas may be injected onto the substrate.

한편, 상기 오염 방지 유닛에서 분사되는 기체는 질소일 수 있다.Meanwhile, the gas injected from the pollution prevention unit may be nitrogen.

본 발명의 일 측면에 따른 기판 세정 방법은 기판에서 세정이 필요한 부분에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 단계; 및 기판에서 레이저빔이 조사된 부분에 에어로졸을 분사하는 에어로졸 분사 단계;를 포함한다.A substrate cleaning method according to an aspect of the present invention includes a laser beam irradiation step of irradiating a laser beam onto a portion of a substrate that needs to be cleaned; And an aerosol injection step of injecting an aerosol onto a portion of the substrate irradiated with the laser beam.

한편, 기체를 기판으로 분사하여 기판에서 이탈된 이물질에 의해 기판이 다시 오염되는 것을 방지하는 기체 분사 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a gas injection step of preventing the substrate from being contaminated again by foreign substances separated from the substrate by spraying the gas onto the substrate may be further included.

한편, 상기 레이저빔 조사 단계와 상기 에어로졸 분사 단계는 동시에 실시될 수 있다.Meanwhile, the laser beam irradiation step and the aerosol injection step may be performed simultaneously.

한편, 상기 에어로졸 분사 단계는 상기 레이저빔 조사 단계 이후에 실시되거나, 상기 레이저빔 조사 단계 이전에 실시될 수 있다.Meanwhile, the aerosol injection step may be performed after the laser beam irradiation step or before the laser beam irradiation step.

한편, 기판의 표면에 액막을 생성하는 액막 생성 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, a liquid film generation step of generating a liquid film on the surface of the substrate may be included.

한편, 상기 액막 생성 단계는, 기판 상에 생성되는 액막의 두께가 목표 두께로 생성되도록, 기판에 액체를 분사한 다음, 기체를 기판으로 분사할 수 있다.Meanwhile, in the liquid film generation step, a liquid may be sprayed onto the substrate so that the liquid film generated on the substrate has a target thickness, and then gas may be sprayed onto the substrate.

본 발명에 따른 기판 세정 장치는 기판으로 에어로졸을 분사하는 에어로졸 분사 유닛을 포함한다. 따라서, 기판에 레이저빔을 조사하고 에어로졸을 사용하여 파티클과 같은 이물질이 포집된 액체를 신속하게 배출함으로써, 기판이 세정과정에서 다시 오염되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판 세정 장치는 종래의 기판 세정 장치와 비교하여 기판의 세정효과를 현저하게 증가시킬 수 있다.The substrate cleaning apparatus according to the present invention includes an aerosol injection unit for injecting an aerosol onto a substrate. Therefore, by irradiating the substrate with a laser beam and rapidly discharging the liquid in which foreign substances such as particles are collected using an aerosol, it is possible to prevent the substrate from being contaminated again during the cleaning process. That is, the substrate cleaning apparatus can significantly increase the cleaning effect of the substrate compared to the conventional substrate cleaning apparatus.

또한, 본 발명에 따른 기판 세정 장치는 에어로졸에 포집된 이물질을 오염 방지 유닛에서 분사되는 고속의 기체를 사용하여 기판으로부터 멀어지는 방향으로 신속하게 배출시킬 수 있다. 그러므로, 이물질이 기판에서 신속하게 제거되면서, 기판의 중심부가 이물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the substrate cleaning apparatus according to the present invention can quickly discharge foreign substances collected in the aerosol in a direction away from the substrate by using a high-speed gas sprayed from the pollution prevention unit. Therefore, while the foreign matter is quickly removed from the substrate, it is possible to prevent the central portion of the substrate from being contaminated by the foreign matter.

도 1은 이물질이 고착된 기판을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은, 도 2의 기판 세정 장치가 동작되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 장치를 도시한 사시도이다.
도 5는, 도 4의 기판 세정 장치가 동작되는 상태를 U방향에서 바라본 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 방법을 도시한 순서도이다.1 is a view showing a substrate to which foreign substances are adhered.
2 is a perspective view showing a substrate cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a state in which the substrate cleaning apparatus of FIG. 2 is operated.
4 is a perspective view showing a substrate cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a state in which the substrate cleaning apparatus of FIG. 4 is operated as viewed from the U direction.
6 is a flowchart illustrating a substrate cleaning method according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a substrate cleaning method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same reference numerals are attached to the same or similar components throughout the specification.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration will be described only in a representative embodiment by using the same reference numerals, and in other embodiments, only configurations different from the representative embodiment will be described.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 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.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also being "indirectly connected" with another member therebetween. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)는 지지 유닛(120), 레이저빔 조사 유닛(130) 및 에어로졸 분사 유닛(140)을 포함한다.1 to 3, a substrate cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a support unit 120, a laser beam irradiation unit 130, and an aerosol injection unit 140.

지지 유닛(120)은 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 회전시킨다. 이러한 지지 유닛(120)은 일례로 지지 플레이트(121)와, 회전 모터(122)를 포함할 수 있다.The support unit 120 supports the substrate W and rotates the substrate W. The support unit 120 may include, for example, a support plate 121 and a rotation motor 122.

지지 플레이트(121)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판(W)은 지지 플레이트(121)에 안착될 수 있고, 지지 플레이트(121)는 기판(W)과 대응되는 크기이거나 기판(W)보다 작은 크기일 수 있다. 지지 플레이트(121)는 기판을 진공 흡착하여 파지하는 진공척일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The support plate 121 may support the substrate W. The substrate W may be mounted on the support plate 121, and the support plate 121 may have a size corresponding to the substrate W or smaller than the substrate W. The support plate 121 may be a vacuum chuck that vacuum-adsorbs and grips the substrate, but is not limited thereto.

회전 모터(122)는 지지 플레이트(121)의 아래에 위치될 수 있다. 회전 모터(122)는 지지 플레이트(121)를 회전시킬 수 있다.The rotation motor 122 may be located under the support plate 121. The rotation motor 122 may rotate the support plate 121.

기판(W)이 지지 플레이트(121)에 안착된 상태에서, 지지 플레이트(121)가 회전되면, 기판(W)도 회전될 수 있다. 이때, 약액이 기판(W)의 중심에 토출되면, 약액은 원심력에 의하여 기판(W)의 외곽까지 퍼질 수 있다.When the substrate W is seated on the support plate 121 and the support plate 121 is rotated, the substrate W may also be rotated. At this time, when the chemical liquid is discharged to the center of the substrate W, the chemical liquid may spread to the outer periphery of the substrate W by centrifugal force.

지지 유닛(120)은 일반적인 기판 세정 장치에 포함된 것일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the support unit 120 may be included in a general substrate cleaning apparatus, a detailed description thereof will be omitted.

레이저빔 조사 유닛(130)은 기판(W)에서 오염 물질이 위치한 부분에 레이저빔을 조사하고, 기판(W) 상의 오염 물질을 세정할 수 있다. 이를 위한 레이저빔 조사 유닛(130)은 일례로 레이서 생성부(131)와 레이저빔 조사부(132)를 포함할 수 있다.The laser beam irradiation unit 130 may irradiate a laser beam to a portion of the substrate W where the contaminant is located, and may clean the contaminant on the substrate W. For this purpose, the laser beam irradiation unit 130 may include, for example, a racer generation unit 131 and a laser beam irradiation unit 132.

레이저빔 생성부(131)는 기판(W)의 가장자리(edge)에 고착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 펄스폭(pulse width or pulse duration)이 1밀리세컨드 이하인 레이저빔을 발진시킨다.The laser beam generating unit 131 oscillates a laser beam having a pulse width or pulse duration of 1 millisecond or less capable of effectively removing foreign substances stuck to an edge of the substrate W.

레이저빔은 기판(W)의 열 손상을 최소화하기 위하여 각 펄스의 에너지가 1J 이하인 것이 바람직할 수 있다. 그리고, 레이저빔은 액체, 특히, 초순수(물)에서 에너지의 흡수가 되지 않고 투과성이 우수하여 레이저빔 에너지의 전달이 가능한 200nm 내지 2000nm 영역의 파장인 것이 바람직할 수 있다. 이와 같은 파장 영역 범위의 레이저빔이 초순수 액체막을 투과하여 기판(W) 에지에 고착된 이물을 가장 효과적으로 제거할 수 있다.In order to minimize thermal damage to the substrate W, the laser beam may preferably have an energy of 1J or less. In addition, it may be preferable that the laser beam has a wavelength in a range of 200 nm to 2000 nm in which energy is not absorbed in a liquid, particularly, ultrapure water (water), and has excellent transmittance, so that laser beam energy can be transmitted. The laser beam in such a wavelength range may pass through the ultrapure liquid film to most effectively remove foreign matter adhered to the edge of the substrate W.

레이저빔 조사부(132)는 레이저빔 생성부(131)에서 생성된 레이저빔을 적절한 형태와 크기로 변환하여 기판(W)에 조사한다. 레이저빔 조사부(132)는 레이저빔을 기판(W)의 가장자리의 이물질이 고착된 부분으로 조사한다. 레이저빔이 레이저빔 조사부(132)에 의하여 기판(W)에 조사되는 각도는 설계에 따라 적절하게 변경될 수 있으므로, 특정 각도로 한정하지는 않는다.The laser beam irradiation unit 132 converts the laser beam generated by the laser beam generation unit 131 into an appropriate shape and size and irradiates the substrate W. The laser beam irradiation unit 132 irradiates a laser beam onto a portion of the substrate W to which foreign substances are fixed. Since the angle at which the laser beam is irradiated onto the substrate W by the laser beam irradiation unit 132 may be appropriately changed according to design, it is not limited to a specific angle.

에어로졸 분사 유닛(140)은 기판(W)에서 레이저빔(L)이 조사된 부분에 에어로졸을 분사할 수 있다. 여기서 에어로졸은 일례로 질소(N2)와 탈이온수(DIW)가 혼합된 것일 수 있다. 이러한 에어로졸은 레이저빔(L)에 의해 기판(W)으로부터 박리된 이물질을 포집한다. 즉, 에어로졸은 이물질이 다시 기판(W)에 달라붙는 것을 방지할 수 있다.The aerosol injection unit 140 may inject an aerosol onto a portion of the substrate W to which the laser beam L is irradiated. Here, the aerosol may be a mixture of nitrogen (N 2 ) and deionized water (DIW), for example. This aerosol collects foreign matter peeled off from the substrate W by the laser beam L. That is, the aerosol may prevent foreign substances from sticking to the substrate W again.

그리고, 도면에 도시하지는 않았으나, 기판 세정 장치(100)는 이물질 회수 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 이물질 회수 유닛은 기판(W)에서 박리된 이물질을 진공 흡입 방식으로 흡입하여 외부로 배출시킨다. 이러한 이물질 회수 유닛은 지지 유닛(120)에 인접하게 위치된다. 이물질 회수 유닛은 상기 지지 유닛(120)의 둘레 전체를 감싸도록 설치되고, 지지 유닛(120)에서 비산되는 액체, 에어로졸 및 이물질 등을 회수할 수 있다.Further, although not shown in the drawings, the substrate cleaning apparatus 100 may include a foreign material recovery unit (not shown). The foreign material recovery unit sucks the foreign material peeled off from the substrate W in a vacuum suction method and discharges it to the outside. Such a foreign material recovery unit is located adjacent to the support unit 120. The foreign material recovery unit is installed to surround the entire circumference of the support unit 120 and may recover liquid, aerosol, and foreign matter scattered from the support unit 120.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)는 액체 토출 유닛(110)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the substrate cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a liquid discharge unit 110.

액체 토출 유닛(110)은 지지 유닛(120)으로 액체를 토출하고, 기판(W)의 표면에 액막이 생성될 수 있게 한다. 이를 위한 액체 토출 유닛(110)은 일례로 저장 탱크(111)와 노즐(112)을 포함할 수 있다. 저장 탱크(111)에 저장된 약액은 펌핑되어 노즐(112)을 통하여 기판(W)에 토출될 수 있다. 액막은 기판(W)의 이물질을 포집하고, 이물질이 비산되는 것을 방지할 수 있다.The liquid discharge unit 110 discharges a liquid to the support unit 120 and allows a liquid film to be formed on the surface of the substrate W. The liquid discharge unit 110 for this purpose may include, for example, a storage tank 111 and a nozzle 112. The chemical liquid stored in the storage tank 111 may be pumped and discharged to the substrate W through the nozzle 112. The liquid film may collect foreign substances on the substrate W and prevent the foreign substances from scattering.

한편, 액체 토출 유닛(110)에서 토출되는 약액은 다양한 목적으로 사용될 수 있고, 약액의 일례로 불산(HF), 황산(H3SO4), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 및 SC-1 용액(수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액) 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.Meanwhile, the chemical liquid discharged from the liquid discharge unit 110 can be used for various purposes, and examples of the chemical liquid include hydrofluoric acid (HF), sulfuric acid (H 3 SO 4 ), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ). , And SC-1 solution ( a mixture of ammonium hydroxide (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and water (H 2 O)), and the like.

그리고, 세정에 사용되는 약액으로는 탈이온수(DIW)가 사용될 수 있고, 건조에 사용되는 가스로는 질소(N2), 이소프로필 알코올(IPA: IsoPropyl Aalcohol) 등이 사용될 수 있다.Further, deionized water (DIW) may be used as a chemical liquid used for cleaning, and nitrogen (N 2 ), isopropyl alcohol (IPA: IsoPropyl Aalcohol), and the like may be used as a gas used for drying.

이와 같은 액체 토출 유닛(110)은 약액을 기판 중심에 토출시켜서 액막이 기판 전체에 생성될 수 있다. 이와 다르게, 액체 토출 유닛(110)은 약액을 기판의 가장자리(Edge)에 토출시켜서 액막이 기판의 가장자리에 생성되도록 하는 것도 가능할 수 있다.Such a liquid discharge unit 110 discharges a chemical liquid to the center of the substrate so that a liquid film may be formed on the entire substrate. Alternatively, the liquid discharge unit 110 may discharge a chemical liquid to the edge of the substrate so that the liquid film is formed on the edge of the substrate.

종래의 기판 세정 장치는 레이저빔만 사용하여 이물질을 제거함으로써, 이물질 회수 유닛이 이물질을 진공 흡입하여 배출시키는 과정에서 발생되는 배기 와류로 인하여 배출되는 이물질이 기판으로 다시 유입되어 기판(W)을 재오염시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)는 에어로졸 분사 유닛(140)에서 분사된 에어로졸은 이물질을 포집함으로써, 에어로졸을 구성하는 미세한 물입자 자체의 무게 때문에 배기 와류에 의하여 물입자에 포집된 이물질이 기판(W)으로 다시 유입되는 것을 방지할 수 있다.Conventional substrate cleaning apparatuses remove foreign substances using only a laser beam, so that foreign substances discharged from the exhaust vortex generated in the process of vacuum suction and discharge of foreign substances by the foreign substance recovery unit are introduced back into the substrate to recycle the substrate (W). It can be contaminated. However, in the substrate cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the aerosol injected from the aerosol injection unit 140 collects foreign substances, so that the water particles due to the weight of the fine water particles constituting the aerosol themselves are It is possible to prevent foreign matter collected in the substrate W from flowing back into the substrate W.

뿐만 아니라, 기판(W)에 액막을 생성하는 과정을 추가하여 이물질이 기판(W)으로부터 비산되지 않고 더욱 안정적으로 포집되도록 할 수 있다.In addition, by adding a process of creating a liquid film on the substrate W, foreign substances may not be scattered from the substrate W and may be more stably collected.

한편, 에어로졸 분사 유닛(140)이 에어로졸을 분사하는 속도와 양은 비산되는 이물질이 안정적으로 포집될 수 있을 정도의 분사 속도와 양인 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, it may be preferable that the speed and amount of the aerosol injection unit 140 inject the aerosol is an injection speed and amount sufficient to stably collect scattered foreign substances.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)는 기판(W)으로 에어로졸을 분사하는 에어로졸 분사 유닛(140)을 포함한다. 따라서, 기판(W)에 레이저빔을 조사하고 에어로졸을 사용하여 파티클과 같은 이물질이 포집된 액체를 신속하게 배출함으로써, 기판(W)이 세정과정에서 다시 오염되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)는 종래의 기판 세정 장치와 비교하여 기판의 세정효과를 현저하게 증가시킬 수 있다.As described above, the substrate cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an aerosol injection unit 140 for injecting an aerosol onto the substrate W. Accordingly, by irradiating the substrate W with a laser beam and rapidly discharging the liquid in which foreign substances such as particles are collected using an aerosol, it is possible to prevent the substrate W from being contaminated again during the cleaning process. That is, the substrate cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can significantly increase the cleaning effect of the substrate compared to the conventional substrate cleaning apparatus.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(200)는 오염 방지 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.4 and 5, the substrate cleaning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention may further include a contamination prevention unit 150.

오염 방지 유닛(150)은 기체를 기판(W)으로 분사하여 기판(W)에서 이탈된 이물질에 의해 기판(W)이 다시 오염되는 것을 방지할 수 있다. 상기 오염 방지 유닛(150)은 에어로졸 분사 유닛(140)에 대해 좌우 방향으로 일정 거리 이격되게 위치될 수 있다.The pollution prevention unit 150 may prevent the substrate W from being contaminated again by foreign substances separated from the substrate W by spraying the gas onto the substrate W. The pollution prevention unit 150 may be positioned to be spaced apart from the aerosol injection unit 140 by a predetermined distance in the left and right direction.

상기 오염 방지 유닛(150)에서 분사되는 기체는 질소일 수 있다. 질소는 비활성 기체로서 다른 기체들과 비교하여 상대적으로 기판(W)과 반응성이 적은 기체이다. 따라서, 질소를 기판(W)에 분사하더라도 기판(W)이나 소자집적층(E)에 영향을 끼치지 않는다.The gas injected from the pollution prevention unit 150 may be nitrogen. Nitrogen is an inert gas and is a gas that is relatively less reactive with the substrate W compared to other gases. Therefore, even if nitrogen is injected onto the substrate W, it does not affect the substrate W or the device integration layer E.

오염 방지 유닛(150)은 에어로졸이 기판(W)에 분사된 이후에 기판(W)으로 기체를 분사할 수 있다. 이를 위하여, 기판(W)이 회전되는 방향을 기준으로 오염 방지 유닛(150)은 에어로졸 분사 유닛(140)의 후방에 위치될 수 있다.The pollution prevention unit 150 may spray gas onto the substrate W after the aerosol is sprayed onto the substrate W. To this end, the pollution prevention unit 150 may be located at the rear of the aerosol injection unit 140 based on the direction in which the substrate W is rotated.

이에 따라, 에어로졸이 기판(W)의 특정 부분에 분사된 이후에, 기판(W)의 특정 부분은 오염 방지 유닛(150)을 향하여 회전될 수 있다. 그리고, 오염 방지 유닛(150)의 기판(W)의 특정 부분으로 기체를 분사할 수 있다.Accordingly, after the aerosol is sprayed onto a specific portion of the substrate W, the specific portion of the substrate W may be rotated toward the contamination prevention unit 150. In addition, gas may be injected to a specific portion of the substrate W of the pollution prevention unit 150.

이와 같은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(200)는 에어로졸에 포집된 이물질을 오염 방지 유닛(150)에서 분사되는 고속의 기체를 사용하여 기판(W)으로부터 멀어지는 방향으로 신속하게 배출시킬 수 있다. 그러므로, 이물질이 기판(W)에서 신속하게 제거되면서, 기판(W)의 중심부가 이물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.The substrate cleaning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention rapidly discharges foreign substances collected in the aerosol in a direction away from the substrate W by using a high-speed gas sprayed from the pollution prevention unit 150 I can make it. Therefore, while the foreign matter is rapidly removed from the substrate W, it is possible to prevent the central portion of the substrate W from being contaminated by the foreign matter.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(200)는 전술한 실시예에 따른 기판 세정 장치(200)와 비교하여 이물질 제거 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.The substrate cleaning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention may further improve the reliability of removing foreign substances compared to the substrate cleaning apparatus 200 according to the above-described embodiment.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(200)는 제어부(160)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the substrate cleaning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention may further include a control unit 160.

제어부(160)는 상기 액체 토출 유닛(110)이 기판(W)에 액체를 토출하는 과정에서 기판(W) 상에 생성되는 액막의 두께가 목표 두께로 생성되도록 상기 오염 방지 유닛(150)이 기판(W)을 향하여 기체를 분사할 수 있게 한다.When the liquid discharge unit 110 discharges the liquid onto the substrate W, the control unit 160 controls the contamination prevention unit 150 to generate a thickness of the liquid film generated on the substrate W to a target thickness. Allows gas to be injected towards (W).

액막이 기판(W) 상에 상대적으로 얇게 생성되어야 하는 경우, 제어부(160)는 오염 방지 유닛(150)으로부터 기체가 고속으로 분사되도록 할 수 있다. 액막이 기판(W) 상에 상대적으로 두껍게 생성되어야 하는 경우, 제어부(160)는 오염 방지 유닛(150)으로부터 기체가 저속으로 분사되도록 할 수 있다.When the liquid film is to be generated relatively thinly on the substrate W, the control unit 160 may allow the gas to be sprayed from the pollution prevention unit 150 at high speed. When the liquid film is to be generated relatively thick on the substrate W, the control unit 160 may allow the gas to be injected from the pollution prevention unit 150 at a low speed.

이에 따라 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(200)는 기판(W) 상에 액체 토출 유닛(110)과 제어부(160)를 사용하여 기판(W)의 소자집적층(E)이 보호될 수는 있으면서, 이물질이 고착된 부분에는 안정적으로 세정이 실시될 수 있을 정도의 두께의 액막이 생성되도록 할 수 있다.Accordingly, in the substrate cleaning apparatus 200 according to another embodiment of the present invention, the device integration layer E of the substrate W is formed on the substrate W by using the liquid discharge unit 110 and the control unit 160. While it can be protected, a liquid film having a thickness enough to be cleaned stably can be generated in a portion to which foreign substances are fixed.

이하에서는 전술한 기판 세정 장치(100)로 기판을 세정하는 기판 세정 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a substrate cleaning method for cleaning a substrate with the substrate cleaning apparatus 100 will be described.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법(S100)은 레이저빔 조사 단계 및 에어로졸 분사 단계(S130)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a substrate cleaning method (S100) according to an embodiment of the present invention includes a laser beam irradiation step and an aerosol injection step (S130 ).

레이저빔 조사 단계는 기판에서 세정이 필요한 부분에 레이저빔을 조사할 수 있다. 전술한 레이저빔 조사 유닛이 기판으로 레이저빔을 조사할 수 있다.In the laser beam irradiation step, a laser beam may be irradiated onto a portion of the substrate that needs cleaning. The above-described laser beam irradiation unit can irradiate a laser beam onto the substrate.

에어로졸 분사 단계(S130)는 기판에서 레이저빔이 조사된 부분에 에어로졸을 분사할 수 있다. 전술한 에어로졸 분사 유닛이 기판으로 에어로졸을 분사할 수 있다.In the aerosol injection step (S130), an aerosol may be injected on a portion of the substrate to which the laser beam is irradiated. The aerosol injection unit described above may inject an aerosol onto the substrate.

한편, 상기 에어로졸 분사 단계(S130)는 상기 레이저빔 조사 단계 이후에 실시되거나, 상기 레이저빔 조사 단계 이전에 실시될 수 있다. 이와 다르게, 상기 레이저빔 조사 단계와 상기 에어로졸 분사 단계(S130)는 동시에 실시되는 것도 가능할 수 있다.Meanwhile, the aerosol injection step S130 may be performed after the laser beam irradiation step or before the laser beam irradiation step. Alternatively, the laser beam irradiation step and the aerosol injection step S130 may be performed simultaneously.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법(S100)은 액막 생성 단계(S110)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the substrate cleaning method S100 according to an embodiment of the present invention may include a liquid film generation step S110.

액막 생성 단계(S110)는 기판의 표면에 액막을 생성할 수 있다. 상기 액막 생성 단계(S110)는 기판에 액체를 분사한 다음, 기체를 기판으로 분사할 수 있다. 이에 따라, 액막 생성 단계(S110)는 기판 상에 생성되는 액막의 두께가 목표 두께로 생성되도록 할 수 있다. 여기서, 액막의 두께를 조절하기 위하여 기체를 분사하는 별도의 장치를 사용하지 않고, 오염 방지 유닛에서 분사되는 기체를 사용할 수 있다.In the liquid film generation step S110, a liquid film may be generated on the surface of the substrate. In the liquid film generation step (S110), after spraying a liquid onto the substrate, the gas may be sprayed onto the substrate. Accordingly, in the liquid film generation step S110, the thickness of the liquid film generated on the substrate may be generated to a target thickness. Here, in order to adjust the thickness of the liquid film, the gas sprayed from the pollution prevention unit may be used without using a separate device for spraying gas.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 세정 방법(S100)은 기체 분사 단계(S140)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the substrate cleaning method S100 according to another embodiment of the present invention may further include a gas spraying step S140.

기체 분사 단계(S140)는 기체를 기판으로 분사하여 기판에서 이탈된 이물질에 의해 기판이 다시 오염되는 것을 방지할 수 있다. 기체 분사 단계(S140)는 오염 방지 유닛에서 분사되는 기체를 사용하여 실시될 수 있다. 이러한 기체 분사 단계(S140)에 대한 설명은 오염 방지 유닛을 설명하면서 상세하게 설명하였으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.In the gas injection step S140, the substrate may be prevented from being contaminated again by foreign substances separated from the substrate by injecting gas onto the substrate. The gas injection step S140 may be performed using gas injected from the pollution prevention unit. Since the description of the gas injection step (S140) has been described in detail while describing the pollution prevention unit, a description thereof will be omitted.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법(S100)은 전술한 기판 세정 장치에서 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the substrate cleaning method S100 according to an embodiment of the present invention has been described in the above-described substrate cleaning apparatus, a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although various embodiments of the present invention have been described above, the drawings referenced so far and the detailed description of the disclosed invention are merely illustrative of the present invention, which are used only for the purpose of describing the present invention, and are limited in meaning or claims. It is not used to limit the scope of the invention described in the range. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100, 200: 기판 세정 장치
110: 액체 토출 유닛
120: 지지 유닛
130: 레이저빔 조사 유닛
140: 에어로졸 분사 유닛
150: 오염 방지 유닛
160: 제어부100, 200: substrate cleaning device
110: liquid discharge unit
120: support unit
130: laser beam irradiation unit
140: aerosol injection unit
150: pollution prevention unit
160: control unit

Claims (13)

기판을 지지하고, 기판을 회전시키는 지지 유닛;
기판에서 오염 물질이 위치한 부분에 레이저빔을 조사하고, 기판 상의 오염 물질을 세정하는 레이저빔 조사 유닛; 및
기판에서 레이저빔이 조사된 부분에 에어로졸을 분사하는 에어로졸 분사 유닛;을 포함하는 기판 세정 장치.A support unit supporting the substrate and rotating the substrate;
A laser beam irradiation unit irradiating a laser beam to a portion of the substrate where the pollutant is located and cleaning the pollutant on the substrate; And
A substrate cleaning apparatus comprising a; an aerosol injection unit for injecting an aerosol to a portion of the substrate irradiated with a laser beam. 제1항에 있어서,
상기 에어로졸은 질소와 탈이온수가 혼합된 것인 기판 세정 장치.The method of claim 1,
The aerosol is a substrate cleaning apparatus in which nitrogen and deionized water are mixed. 제1항에 있어서,
기체를 기판으로 분사하여 기판에서 이탈된 이물질에 의해 기판이 다시 오염되는 것을 방지하는 오염 방지 유닛을 더 포함하는 기판 세정 장치.The method of claim 1,
A substrate cleaning apparatus further comprising a contamination prevention unit for preventing the substrate from being contaminated again by foreign substances separated from the substrate by spraying the gas onto the substrate. 제1항에 있어서,
상기 지지 유닛으로 액체를 토출하고, 기판의 표면에 액막이 생성될 수 있게 하는 액체 토출 유닛;을 포함하는 기판 세정 장치.The method of claim 1,
And a liquid discharge unit that discharges a liquid to the support unit and allows a liquid film to be formed on the surface of the substrate. 제4항에 있어서,
상기 액체 토출 유닛이 기판에 액체를 토출하는 과정에서 기판 상에 생성되는 액막의 두께가 목표 두께로 생성되도록 상기 오염 방지 유닛이 기판을 향하여 기체를 분사할 수 있게 하는 제어부를 더 포함하는 기판 세정 장치.The method of claim 4,
A substrate cleaning apparatus further comprising a control unit allowing the contamination prevention unit to inject gas toward the substrate so that the thickness of the liquid film generated on the substrate during the process of discharging the liquid onto the substrate by the liquid discharge unit is generated at a target thickness. . 제3항에 있어서,
상기 오염 방지 유닛은,
상기 에어로졸 분사 유닛에 대해 좌우 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되고, 에어로졸이 기판에 분사된 이후에 기판으로 기체를 분사하는 기판 세정 장치.The method of claim 3,
The pollution prevention unit,
A substrate cleaning apparatus that is positioned to be spaced apart from the aerosol injection unit by a predetermined distance in a left-right direction, and injects gas onto the substrate after the aerosol is sprayed onto the substrate. 제6항에 있어서,
상기 오염 방지 유닛에서 분사되는 기체는 질소인 기판 세정 장치.The method of claim 6,
The substrate cleaning apparatus in which the gas injected from the pollution prevention unit is nitrogen. 제1항 내지 제7항에 따른 기판 세정 장치로 기판을 세정하는 기판 세정 방법에 있어서,
기판에서 세정이 필요한 부분에 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 단계; 및
기판에서 레이저빔이 조사된 부분에 에어로졸을 분사하는 에어로졸 분사 단계;를 포함하는 기판 세정 방법.In a substrate cleaning method for cleaning a substrate with the substrate cleaning apparatus according to claim 1 to 7,
A laser beam irradiation step of irradiating a laser beam onto a portion of the substrate that needs to be cleaned; And
An aerosol injection step of injecting an aerosol onto a portion of the substrate irradiated with a laser beam; and a substrate cleaning method comprising: a. 제8항에 있어서,
기체를 기판으로 분사하여 기판에서 이탈된 이물질에 의해 기판이 다시 오염되는 것을 방지하는 기체 분사 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.The method of claim 8,
A substrate cleaning method further comprising a gas spraying step of spraying gas onto the substrate to prevent the substrate from being contaminated again by foreign substances separated from the substrate. 제8항에 있어서,
상기 레이저빔 조사 단계와 상기 에어로졸 분사 단계는 동시에 실시되는 기판 세정 방법.The method of claim 8,
The substrate cleaning method in which the laser beam irradiation step and the aerosol spraying step are performed simultaneously. 제8항에 있어서,
상기 에어로졸 분사 단계는 상기 레이저빔 조사 단계 이후에 실시되거나, 상기 레이저빔 조사 단계 이전에 실시되는 기판 세정 방법.The method of claim 8,
The aerosol spraying step is performed after the laser beam irradiation step or before the laser beam irradiation step. 제8항에 있어서,
기판의 표면에 액막을 생성하는 액막 생성 단계;를 포함하는 기판 세정 방법.The method of claim 8,
A substrate cleaning method comprising a; liquid film generation step of generating a liquid film on the surface of the substrate. 제12항에 있어서,
상기 액막 생성 단계는,
기판 상에 생성되는 액막의 두께가 목표 두께로 생성되도록, 기판에 액체를 분사한 다음, 기체를 기판으로 분사하는 기판 세정 방법.The method of claim 12,
The liquid film generation step,
A substrate cleaning method in which a liquid is sprayed onto a substrate and then a gas is sprayed onto the substrate so that the thickness of the liquid film generated on the substrate is generated at a target thickness.
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