KR20220087887A - Apparatus for treating substrate and method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는. 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 회전시키는 기판 지지 유닛과; 상부가 개방된 통 형상으로 제공되며 상기 기판 지지 유닛을 감싸도록 제공되는 처리 용기와; 하나 이상의 액 공급 노즐을 포함하여 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판에 대하여 처리액 및 린스액을 공급하는 액 공급 유닛과; 상기 기판에 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 가열하기 위한 레이저 빔 조사 유닛을 포함하고, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판의 에지 부분의 인텐시티가 다른 부분에 비해 높은 레이저 빔을 조사한다.The present invention provides an apparatus for processing a substrate. In one embodiment, a substrate processing apparatus. a substrate supporting unit supporting the substrate and rotating the substrate; a processing container provided in a cylindrical shape with an open top and provided to surround the substrate support unit; a liquid supply unit including one or more liquid supply nozzles and supplying a processing liquid and a rinse liquid to the substrate supported by the substrate support unit; and a laser beam irradiation unit for heating the substrate by irradiating a laser beam to the substrate, wherein the laser beam irradiation unit has a higher intensity of an edge portion of the substrate supported by the substrate support unit than other portions. irradiate the beam
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 식각 공정 또는 세정 공정은 기판 상에 형성된 박막 중 불필요한 영역을 제거하는 공정으로, 박막에 대한 높은 선택비, 높은 식각률 및 식각 균일성이 요구되며, 반도체 소자의 고집적화에 따라 점점 더 높은 수준의 식각 선택비 및 식각 균일성이 요구되고 있다.In order to manufacture a semiconductor device or a liquid crystal display, various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning are performed on a substrate. Among them, the etching process or the cleaning process is a process for removing unnecessary regions of the thin film formed on the substrate. A high selectivity for the thin film, high etch rate, and etch uniformity are required. An etch selectivity and etch uniformity are required.
일반적으로 기판의 식각 공정 또는 세정 공정은 크게 처리액 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계가 순차적으로 수행된다. 일 예에 있어서, 처리액 처리 단계에는 기판 상에 형성된 박막을 식각 처리하거나 기판 상의 이물을 제거하기 위한 처리액을 기판으로 공급하여 퍼들(puddle)을 형성한 뒤 처리액의 퍼들을 가열하여 처리액에 의한 에칭을 촉진하고, 린스 처리 단계에는 기판 상에 순수와 같은 린스액이 공급된다.In general, in the etching process or cleaning process of the substrate, a treatment solution treatment step, a rinse treatment step, and a drying treatment step are sequentially performed. In one example, in the treatment liquid treatment step, a treatment liquid for etching the thin film formed on the substrate or removing foreign substances on the substrate is supplied to the substrate to form a puddle, and then heating the puddle of the treatment liquid to heat the treatment liquid to promote etching, and a rinse solution such as pure water is supplied on the substrate in the rinse treatment step.
상술한 예와 같이, 공정 중 처리액을 지속적으로 공급하는 것이 아닌 퍼들(puddle) 형성을 이용한 식각 공정 또는 세정 공정은 반응이 지속될수록 처리액의 농도가 변화하여 식각 능력이 저하되는 문제가 발생한다. 이에 퍼들을 형성하여 일정 시간 공정 후, 사용된 처리액을 린스 및 건조 처리한 후 새로운 처리액으로 퍼들을 재형성하는 단계를 반복한다.As in the above-described example, in the etching process or cleaning process using puddle formation, rather than continuously supplying the treatment liquid during the process, the concentration of the treatment liquid changes as the reaction continues, resulting in a problem in that the etching ability is lowered. . After forming the puddle and processing for a certain period of time, the used treatment solution is rinsed and dried, and the step of re-forming the puddle with a new treatment solution is repeated.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently processing a substrate.
본 발명은 처리액 퍼들(puddle)을 재형성하는 과정에서 린스액의 완전 건조가 불필요한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method in which complete drying of a rinse liquid is unnecessary in a process of re-forming a processing liquid puddle.
본 발명은 처리액 퍼들(puddle)을 재형성하는 과정에서 발생할 수 있는 패턴 리닝(pattern leaning) 위험이 감소되는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method in which a risk of pattern leaning that may occur in a process of reforming a processing liquid puddle is reduced.
본 발명은 처리액 퍼들을 이용하는 공정에 있어서 처리 비용 및 처리 시간을 단축할 가능 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of reducing processing cost and processing time in a process using a processing liquid puddle.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는. 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 회전시키는 기판 지지 유닛과; 상부가 개방된 통 형상으로 제공되며 상기 기판 지지 유닛을 감싸도록 제공되는 처리 용기와; 하나 이상의 액 공급 노즐을 포함하여 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판에 대하여 처리액 및 린스액을 공급하는 액 공급 유닛과; 상기 기판에 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 가열하기 위한 레이저 빔 조사 유닛을 포함하고, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판의 에지 부분의 인텐시티가 다른 부분에 비해 높은 레이저 빔을 조사한다.The present invention provides an apparatus for processing a substrate. In one embodiment, a substrate processing apparatus. a substrate supporting unit supporting the substrate and rotating the substrate; a processing container provided in a cylindrical shape with an open top and provided to surround the substrate support unit; a liquid supply unit including one or more liquid supply nozzles and supplying a processing liquid and a rinse liquid to the substrate supported by the substrate support unit; and a laser beam irradiation unit for heating the substrate by irradiating a laser beam to the substrate, wherein the laser beam irradiation unit has a higher intensity of an edge portion of the substrate supported by the substrate support unit than other portions. irradiate the beam
일 실시 예에 있어서, 상기 처리액은 인산 수용액일 수 있다.In one embodiment, the treatment liquid may be an aqueous solution of phosphoric acid.
일 실시 예에 있어서, 상기 린스액은 순수일 수 있다.In an embodiment, the rinse solution may be pure water.
일 실시 예에 있어서, 상기 레이저 빔 조사 유닛에서 조사되는 레이저 빔이 투과 가능한 소재로 제공되고, 상기 기판의 하부에 제공되는 윈도우 부재와; 상기 기판의 측부를 지지하며 상기 윈도우 부재와 상기 기판을 소정 간격 이격시키는 척핀과; 상기 윈도우 부재와 결합되고 상하 방향으로 관통되어 상기 레이저 빔이 전달되는 경로를 제공하는 스핀 하우징과; 상기 스핀 하우징을 회전시키는 구동 부재를 포함하고, 상기 레이저 빔 조사 유닛은 상기 윈도우 부재의 하부에 제공될 수 있다.In one embodiment, the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit is provided with a transmissive material, and a window member provided under the substrate; a chuck pin supporting a side of the substrate and spaced apart from the window member by a predetermined distance; a spin housing coupled to the window member and penetrating vertically to provide a path through which the laser beam is transmitted; and a driving member for rotating the spin housing, and the laser beam irradiation unit may be provided under the window member.
일 실시 예에 있어서, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 하나 이상의 렌즈부를 포함하여, 상기 레이저 빔을 굴절시켜서 상기 기판에 대응되는 형상으로 상기 레이저 빔을 가공하는 렌즈 모듈을 포함하고, 상기 렌즈 모듈의 상기 렌즈부와 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부는 거리 조절 가능하게 제공될 수 있다.In an embodiment, the laser beam irradiation unit includes a lens module that refracts the laser beam and processes the laser beam into a shape corresponding to the substrate, including at least one lens unit, The lens unit and the end of the laser beam transmitting member may be provided so that a distance can be adjusted.
일 실시 예에 있어서, 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판에 대하여 상기 처리액을 공급하여 처리액 퍼들을 형성하는 제1 공정과; 상기 기판과 상기 처리액 퍼들을 가열하는 제2 공정과; 상기 기판에 상기 린스액을 공급하여 상기 처리액을 상기 린스액으로 치환하는 제3 공정과; 상기 린스액이 잔류하는 상기 기판의 에지 부분을 다른 부분보다 높은 온도로 가열하는 제4 공정을 수행하고, 상기 제4 공정 이후 상기 제1 공정 내지 제3 공정을 순차적으로 더 수행할 수 있다.In an embodiment, the apparatus further includes a controller, the controller comprising: a first process of supplying the processing liquid to the substrate to form a processing liquid puddle; a second process of heating the substrate and the processing liquid puddle; a third step of supplying the rinse solution to the substrate to replace the treatment solution with the rinse solution; A fourth process of heating the edge portion of the substrate on which the rinse solution remains to a higher temperature than other portions may be performed, and the first to third processes may be sequentially further performed after the fourth process.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 공정의 가열은 상기 기판의 전면에 대하여 균일한 인텐시티를 갖는 제1 레이저 빔을 이용하며, 상기 제4 공정의 가열은 상기 기판의 상기 에지 부분의 인텐시티가 상기 기판의 다른 부분보다 높되, 상기 에지 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키기에 충분하고, 상기 다른 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키지 못하는 제2 레이저 빔을 이용할 수 있다.In an embodiment, the heating in the second process uses a first laser beam having a uniform intensity with respect to the entire surface of the substrate, and in the heating in the fourth process, the intensity of the edge portion of the substrate is A second laser beam may be used that is higher than the other portions of , wherein an intensity of the edge portion is sufficient to evaporate the rinse solution, and an intensity of the other portion does not evaporate the rinse solution.
본 발명은 기판을 처리하는 설비를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 설비, 상기 기판 처리 장치와; 레이저 빔 조사 유닛을 통해 상기 기판에 공급되는 레이저 빔을 생성하는 레이저 빔 생성기를 포함한다.The present invention provides a facility for processing a substrate. In one embodiment, there is provided a substrate processing facility, the substrate processing apparatus; and a laser beam generator configured to generate a laser beam supplied to the substrate through a laser beam irradiation unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 레이저 빔 생성기는, 외부의 전력으로부터 얻는 에너지로부터 레이저 빔을 출력하는 레이저 소스부와; 상기 레이저 소스부에서 출력된 상기 레이저 빔을 설정된 빔 쉐이프로 변환하는 빔 쉐이퍼와; 상기 빔 쉐이퍼에 의해 쉐이핑된 레이저 빔을 일정 직경의 평행광 형식으로 확대시키는 빔 익스펜더를 포함할 수 있다.In an embodiment, the laser beam generator comprises: a laser source unit for outputting a laser beam from energy obtained from external power; a beam shaper for converting the laser beam output from the laser source unit into a set beam shape; It may include a beam expander that expands the laser beam shaped by the beam shaper in the form of a parallel light having a predetermined diameter.
일 실시 예에 있어서, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 레이저 빔 전달 부재에 의해 상기 레이저 빔 생성기와 광학적으로 연결될 수 있다.In an embodiment, the laser beam irradiation unit may be optically connected to the laser beam generator by a laser beam transmitting member.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은. 상기 기판에 대하여 처리액을 공급하여 처리액 퍼들을 형성하는 제1 공정과; 상기 기판과 상기 처리액 퍼들을 가열하는 제2 공정과; 상기 기판에 린스액을 공급하여 상기 처리액을 상기 린스액으로 치환하는 제3 공정과; 상기 린스액이 잔류하는 상기 기판의 에지 부분을 다른 부분보다 높은 온도로 가열하는 제4 공정을 수행하고, 상기 제4 공정 이후 상기 제1 공정 내지 제3 공정을 순차적으로 더 수행한다.The present invention provides a method of processing a substrate. In one embodiment, the substrate processing method. a first process of supplying a processing liquid to the substrate to form a processing liquid puddle; a second process of heating the substrate and the processing liquid puddle; a third step of supplying a rinse solution to the substrate to replace the treatment solution with the rinse solution; A fourth process of heating the edge portion of the substrate on which the rinse liquid remains to a higher temperature than other portions is performed, and after the fourth process, the first to third processes are further sequentially performed.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 공정의 가열은 상기 기판의 전면에 대하여 균일한 인텐시티를 갖는 제1 레이저 빔을 이용하며, 상기 제4 공정의 가열은 상기 기판의 상기 에지 부분의 인텐시티가 상기 기판의 다른 부분보다 높되, 상기 에지 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키기에 충분하고, 상기 다른 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키지 못하는 제2 레이저 빔을 이용할 수 있다.In an embodiment, the heating in the second process uses a first laser beam having a uniform intensity with respect to the entire surface of the substrate, and in the heating in the fourth process, the intensity of the edge portion of the substrate is A second laser beam may be used that is higher than the other portions of , wherein an intensity of the edge portion is sufficient to evaporate the rinse solution, and an intensity of the other portion does not evaporate the rinse solution.
일 실시 예에 있어서, 상기 처리액은 인산 수용액일 수 있다.In one embodiment, the treatment liquid may be an aqueous solution of phosphoric acid.
일 실시 예에 있어서, 상기 린스액은 순수일 수 있다.In an embodiment, the rinse solution may be pure water.
일 실시 예에 있어서, 상기 기판의 가열은, 레이저 빔에 의해 이루어지고, 상기 레이저 빔은, 상기 레이저 빔 조사 유닛에 의해 상기 기판으로 전달되며, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 하나 이상의 렌즈부를 포함하여, 상기 레이저 빔을 굴절시켜서 상기 기판에 대응되는 형상으로 상기 레이저 빔을 가공하는 렌즈 모듈을 포함하고, 상기 렌즈 모듈의 상기 렌즈부와 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부는 거리 조절 가능하게 제공되며, 상기 제2 공정의 가열은 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부가 상기 렌즈부와 제1 거리인 상태로 가열하고, 상기 제4 공정의 가열은 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부가 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리인 상태로 이루어질 수 있다.In an embodiment, the heating of the substrate is made by a laser beam, the laser beam is transmitted to the substrate by the laser beam irradiation unit, and the laser beam irradiation unit includes one or more lens units , a lens module for processing the laser beam into a shape corresponding to the substrate by refracting the laser beam, wherein the lens part of the lens module and an end of the laser beam transmitting member are provided so as to be adjustable in distance, In the heating of the second process, the end of the laser beam transmitting member is heated to a first distance from the lens unit, and the heating of the fourth process is a second step in which the end of the laser beam transmitting member is shorter than the first distance. It can be done in a distance state.
일 실시 예에 있어서, 상기 기판의 가열은, 레이저 빔에 의해 이루어지고, 상기 레이저 빔은, 상기 레이저 빔 조사 유닛에 의해 상기 기판으로 전달되며, 레이저 빔 조사 유닛을 통해 상기 기판에 공급되는 레이저 빔은 레이저 빔 생성기에 의해 생성되고, 상기 레이저 빔 생성기는, 외부의 전력으로부터 얻는 에너지로부터 출력한 레이저 빔을 설정된 빔 쉐이프로 변환하여 상기 레이저 빔 조사 유닛으로 전달할 수 있다.In an embodiment, the heating of the substrate is made by a laser beam, the laser beam is transmitted to the substrate by the laser beam irradiation unit, and a laser beam supplied to the substrate through the laser beam irradiation unit is generated by a laser beam generator, and the laser beam generator may convert a laser beam output from energy obtained from external power into a set beam shape and transmit it to the laser beam irradiation unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 레이저 빔 전달 부재에 의해 상기 레이저 빔 생성기와 광학적으로 연결될 수 있다.In an embodiment, the laser beam irradiation unit may be optically connected to the laser beam generator by a laser beam transmitting member.
일 실시 예에 있어서, 상기 처리액을 통한 상기 기판에 대한 처리가 완료되면, 초임계 유체를 이용하여, 상기 기판을 건조하는 기판 처리 방법.In one embodiment, when the processing of the substrate through the processing liquid is completed, using a supercritical fluid, the substrate processing method for drying the substrate.
일 실시 예에 있어서, 상기 초임계 유체를 이용한 상기 기판의 건조를 행하기 이전에, 상기 린스액을 리닝 방지액으로 치환하여 상기 기판의 표면에 상기 리닝 방지액으로 액막을 형성할 수 있다.In an embodiment, before drying the substrate using the supercritical fluid, the rinsing liquid may be substituted with the anti-leaf liquid to form a liquid film on the surface of the substrate using the anti-leaf liquid.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, it is possible to efficiently process the substrate.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 처리액 퍼들(puddle)을 재형성하는 과정에서 린스액의 완전 건조가 불필요하다.According to various embodiments of the present disclosure, complete drying of the rinse solution is unnecessary in the process of reforming the treatment solution puddle.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 처리액 퍼들(puddle)을 재형성하는 과정에서 발생할 수 있는 패턴 리닝(pattern leaning) 위험이 감소될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the risk of pattern leaning that may occur in the process of reforming the treatment liquid puddle may be reduced.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 처리액 퍼들을 이용하는 공정에 있어서 처리 비용 및 처리 시간을 단축할 가능 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, it is possible to reduce the processing cost and processing time in the process using the processing liquid puddle.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 기판 에지 부분의 린스액을 건조할 때, 기판 에지 영역의 예열(pre-heating) 효과가 동반되어 에지 영역의 온도 보상을 기대할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, when the rinse solution of the edge portion of the substrate is dried, a pre-heating effect of the edge region of the substrate is accompanied, so that temperature compensation of the edge region can be expected.
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.Effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버(260)에 제공된 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치(300)를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 공정 챔버(260)에 레이저 빔을 제공하는 레이저 빔 생성기(500)의 개략적인 모식도이다.
도 4은 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)의 측면도이다.
도 5는 도 4의 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)의 제1 사용 상태에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6는 도 4의 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)의 제2 사용 상태에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 레이저 빔 전달 부재(443)의 단부와 렌즈부(442b) 사이의 거리 조절에 따른 레이저 빔 인텐시티 변화를 도시한 것이다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-2)의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 300mm 웨이퍼에 조사되는 레이저의 영역별 인텐시티를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 300mm 웨이퍼에 조사되는 레이저의 영역별 인텐시티를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판에 처리액 퍼들을 형성하고 가열하는 상태를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판에 형성된 처리액 퍼들을 린스액으로 치환하는 상태를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 처리액 퍼들을 치환을 린스액으로 치환한 이후, 기판의 에지 부분을 가열함으로써, 기판의 에지 부분의 린스액을 건조하는 상태를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판에 잔류하는 린스액을 가열하여 기판의 에지 부분이 가열 건조되어 에지 부분의 수막은 제거된 상태를 도시한 것이다.
도 15는 도 13을 설명하는 도면으로서, 에지 부분의 가열 건조에 따라 에지 부분의 표면장력 감소로 인해 표면장력이 상대적으로 높은 웨이퍼 중심부로 수막이 이동하게 되는 현상(Marangoni effect)을 설명하는 도면이다.1 is a plan view showing a
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the
FIG. 3 is a schematic diagram of a
4 is a side view of the front beam irradiation unit 400-1 according to the first embodiment.
FIG. 5 schematically shows a cross-sectional view of the front beam irradiation unit 400-1 according to the first embodiment of FIG. 4 according to a first use state.
6 schematically shows a cross-sectional view according to a second use state of the front beam irradiation unit 400 - 1 according to the first embodiment of FIG. 4 .
7 illustrates a change in laser beam intensity according to the adjustment of the distance between the end of the laser
8 is a side view of the front beam irradiation unit 400 - 2 according to the second embodiment.
9 is a view showing the intensity of each area of a laser irradiated to a 300 mm wafer according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing the intensity of each area of a laser irradiated to a 300 mm wafer according to another embodiment of the present invention.
11 illustrates a state in which a processing liquid puddle is formed on a substrate and heated according to a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a state in which a rinse solution is substituted for a treatment solution puddle formed on a substrate according to a method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention.
13 illustrates a state in which the rinse solution at the edge portion of the substrate is dried by heating the edge portion of the substrate after replacing the treatment liquid puddle with the rinse liquid according to the substrate processing method according to an embodiment of the present invention; did it
14 is a diagram illustrating a state in which the edge portion of the substrate is heated and dried by heating the rinse solution remaining on the substrate according to the substrate processing method according to an embodiment of the present invention, and the water film on the edge portion is removed.
FIG. 15 is a view for explaining FIG. 13, and it is a view for explaining a phenomenon (Marangoni effect) in which the water film moves to the center of the wafer having a relatively high surface tension due to a decrease in the surface tension of the edge part according to the heating and drying of the edge part. .
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 실시 예를 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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
어떤 구성요소를 '포함한다'는 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."Including" a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. Specifically, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification is present, and includes one or more other features or It should be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof does not preclude the possibility of addition.
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.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.
용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.The term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of those listed items. In addition, in the present specification, "connected" means not only when member A and member B are directly connected, but also when member A and member B are indirectly connected with member C interposed between member A and member B. do.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.
본 실시예에는 처리액을 이용하여 기판을 식각 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 식각 공정에 한정되지 않고, 세정 공정, 애싱 공정 및 현상 공정 등과 같이, 액을 이용한 기판 처리 공정에서 다양하게 적용 가능하다. In this embodiment, a process of etching a substrate using a treatment liquid will be described as an example. However, the present embodiment is not limited to the etching process, and may be variously applied to a substrate processing process using a liquid, such as a cleaning process, an ashing process, and a developing process.
여기서, 기판은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(W)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.Here, the substrate is a comprehensive concept including all substrates used for manufacturing semiconductor devices, flat panel displays (FPDs), and other articles in which circuit patterns are formed on thin films. Examples of the substrate W include a silicon wafer, a glass substrate, an organic substrate, and the like.
이하, 도 1 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다. Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 20 .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 포함한다. 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다.1 is a plan view showing a
이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하며, 제1 방향(12)과 제2 방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3 방향(16)이라 칭한다.Hereinafter, a direction in which the
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(18)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.The
공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 포함한다. The
이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 또는 양측에는 복수개의 공정 챔버(260)가 배치될 수 있다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 복수개의 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공될 수 있다. 복수개의 공정 챔버(260) 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 복수개의 공정 챔버(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)가 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1 방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3 방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 복수개의 공정 챔버(260)는 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.The
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3 방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 마주보는 면 및 이송챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다. The
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2 방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 포함한다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3 방향(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 제3 방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(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. The
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1 방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 포함한다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3 방향(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 제3 방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. The
공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 액 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 기판 처리 장치(300)는 수행하는 액 처리 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 복수개의 공정 챔버(260)는 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.A
도 2는 도 1의 공정 챔버(260)에 제공된 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치(300)를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 액 공급 유닛(390), 그리고 제어기(미도시)를 포함한다. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the
처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 포함한다. 처리 용기(320)는 제1 회수통(321) 및 제2 회수통(322)을 포함한다. 각각의 회수통(321, 322)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 제1 회수통(321)은 기판 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제2 회수통(322)은 기판 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 일 실시 예에 있어서, 제1 회수통(321)은 제2 회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제2 회수통(322)은 제1 회수통(321)에 삽입되어 제공될 수 있다. 제2 회수통(322)의 높이는 제1 회수통(321)의 높이 보다 높을 수 있다. 제2 회수통(322)은 제1 가드부(326)와 제2 가드부(324)를 포함할 수 있다. 제1 가드부(326)는 제2 회수통(322)의 최상부에 제공될 수 있다. 제1 가드부(326)는 기판 지지 유닛(340)을 향해 연장되어 형성되며, 제1 가드부(326)는 기판 지지 유닛(340) 방향으로 향할수록 상향 경사지게 형성될 수 있다. 제2 회수통(322)에서 제2 가드부(324)는 제1 가드부(326)에서 하부로 이격된 위치에 제공될 수 있다. 제2 가드부(324)는 기판 지지 유닛(340)을 향해 연장되어 형성되며, 제2 가드부(324)는 기판 지지 유닛(340) 방향으로 향할수록 상향 경사지게 형성될 수 있다. 제1 가드부(326)와 제2 가드부(324)의 사이에는 처리액이 유입되는 제1유입구(324a)로 기능한다. 제2 가드부(324)의 하부에는 제2 유입구(322a)가 제공된다. 제1 유입구(324a)와 제2 유입구(322a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 제2 가드부(324)에는 홀(미도시)이 형성되어 제1 유입구(324a)로 유입된 처리액이 제2 회수통(322)의 하부에 제공된 제2 회수 라인(322b)로 흐르도록 구성할 수 있다. 제2 가드부(324)의 홀(미도시)은 제2 가드부(324)에서 가장 높이가 낮은 위치에 형성될 수 있다. 제1 회수통(321)으로 회수된 처리액은 제1 회수통(321)의 저면에 연결된 제1 회수 라인(321b)로 흐르도록 구성된다. 각각의 회수통(321, 322)에 유입된 처리액들은 각각의 회수라인(321b, 322b)을 통해 외부의 처리액재생시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.The
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 일예로, 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)의 제2 회수통(322)과 결합되어 제2 회수통(322)을 상하로 이동시킴에 따라 기판 지지 유닛(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경될 수 있다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 포함한다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정 결합된다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 로딩되거나, 기판 지지 유닛(340)로부터 언로딩될 때 기판 지지 유닛(340)의 상부가 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록, 구체적으로 제1 가드부(326) 보다 높게 돌출되도록 처리 용기(320)의 제2 회수통(322)이 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(321, 322)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절된다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 대신하여 기판 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수도 있다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)의 전체를 상하 방향으로 승하강 가능하게 이동시킬 수도 있다. 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)와 기판 지지 유닛(340)의 상대 높이를 조절하기 위해 제공되는 것으로, 처리 용기(320)와 기판 지지 유닛(340)의 상대 높이를 조절할 수 있는 구성이라면, 처리 용기(320)와 승강 유닛(360)의 실시예는 설계에 따라 달리 다양한 구조와 방법으로 제공될 수 있다.The lifting unit 360 linearly moves the
기판 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. The
기판 지지 유닛(340)은 윈도우 부재(348), 스핀 하우징(342), 척핀(346), 구동 부재(349)를 포함한다.The
윈도우 부재(348)는 기판(W)의 하부에 위치된다. 윈도우 부재(348)는 기판(W)과 대체로 대응되는 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판(S)이 원형의 웨이퍼인 경우, 윈도우 부재(348)는 대체로 원형으로 제공될 수 있다. 윈도우 부재(348)는 기판(W)과 동일한 직경을 갖거나, 기판(W)보다 더 작은 직경을 갖거나, 기판(W)보다 더 큰 직경을 가질 수 있다. 윈도우 부재(348)는 레이저 빔이 투과되어 기판(W)으로 도달하도록 하며, 약액으로부터 기판 지지 유닛(340)의 구성을 보호하는 구성으로서, 설계에 따라 다양한 크기와 형상으로 제공될 수 있다. 지지 부재(113)는 웨이퍼의 직경보다 큰 직경으로 이루어질 수 있다. The
윈도우 부재(348)는 투광성이 높은 소재로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 빔 조사 유닛(400)에서 조사되는 레이저 빔이 윈도우 부재(348)를 투과할 수 있다. 윈도우 부재(348)는 약액과 반응하지 않도록 내식성이 우수한 소재일 수 있다. 이를 위한 윈도우 부재(348)의 소재는 일례로, 석영, 유리 또는 사파이어(Sapphire) 등 일 수 있다.The
스핀 하우징(342)은 윈도우 부재(348)의 저면에 제공될 수 있다. 스핀 하우징(342)은 윈도우 부재(348)의 가장자리를 지지한다. 스핀 하우징(342)은 내부에 회전 부재(111)는 상하 방향으로 관통된 빈 공간을 제공한다. 스핀 하우징(342)이 형성하는 빈 공간은 빔 조사 유닛(400)이 인접한 부분으로부터 윈도우 부재(348)로 갈수록 내경이 증가하게 형성될 수 있다. 스핀 하우징(342)은 하단에서 상단으로 갈수록 내경이 증가되는 원통 형상일 수 있다. 스핀 하우징(342)은 내부의 빈 공간에 의해 후술할 빔 조사 유닛(400)에서 생성된 레이저 빔이 스핀 하우징(342)에 의해 간섭되지 않고 기판(W)까지 조사될 수 있다. 기판(W)에 공급된 약액이 빔 조사 유닛(400) 방향으로 침투하지 않도록 스핀 하우징(342)과 윈도우 부재(348)의 연결 부분은 밀폐 구조일 수 있다.The
구동 부재(349)는 스핀 하우징(342)과 결합되어, 스핀 하우징(342)을 회전시킬 수 있다. 구동 부재(349)는 스핀 하우징(342)을 회전시킬 수 있는 것이면, 어느 것이든 사용될 수 있다. 일 예로 구동 부재(349)는 중공 모터로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 구동 부재(349)는 고정자(349a)와 회전자(349b)를 포함한다. 고정자(349a)는 일 위치에 고정되어 제공되고, 회전자(349b)는 스핀 하우징(342)과 결합된다. 도시된 일 실시 예에 의하면, 회전자(349b)가 내경에 제공되고, 고정자(349a)가 외경에 제공된 중공 모터를 도시하였다. 도시된 에에 의하면, 스핀 하우징(342)의 저부는 회전자(349b)와 결합되어 회전자(349b)의 회전에 의해 회전될 수 있다. 구동 부재(349)로서 중공 모터가 이용될 경우 스핀 하우징(342)의 저부가 좁게 제공될수록 중공 모터의 중공을 작은 것으로 선택할 수 있음에 따라, 제조 단가를 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 구동 부재(349)의 고정자(349a)는 처리 용기(320)가 지지되는 지지면에 고정 결합되어 제공될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 구동 부재(349)를 약액으로부터 보호하는 커버 부재(343)를 더 포함할 수 있다. The driving
액 공급 유닛(390)은 기판(W) 상부에서 기판(W)으로 약액을 토출하기 위한 구성으로, 하나 이상의 약액 토출 노즐을 포함할 수 있다. 액 공급 유닛(390)은 저장 탱크(미도시)에 저장된 약액을 펌핑하여 이송하여 약액 토출 노즐을 통해 기판(W)에 약액을 토출할 수 있다. 액 공급 유닛(390)은 구동부를 포함하여 기판(W) 중앙 직상방의 공정 위치와 기판(W)을 벗어난 대기 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성될 수 있다.The
액 공급 유닛(390)에서 기판(W)으로 공급되는 약액은 기판 처리 공정에 따라 다양할 수 있다. 기판 처리 공정이 실리콘 질화막 식각 공정인 경우, 약액은 인산(H3PO4)을 포함하는 약액일 수 있다. 액 공급 유닛(390)은 식각 공정 진행 후 기판 표면을 린스하기 위한 탈이온수(DIW) 공급 노즐, 린스 후 건조 공정을 진행하기 위한 이소프로필 알코올(IPA: Isopropyl Alcohol) 토출 노즐 및 질소(N2) 토출 노즐을 더 포함할 수 있다. 도시하지 않았으나, 액 공급 유닛(390)은 약액 토출 노즐을 지지하고, 약액 토출 노즐을 이동시킬 수 있는 노즐 이동 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 노즐 이동 부재(미도시)는 지지축(미도시), 아암(미도시), 그리고 구동기(미도시)를 포함할 수 있다. 지지축(미도시)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축(미도시)은 그 길이 방향이 제3 방향을 향하는 로드 형상을 포함한다. 지지축(미도시)은 구동기(미도시)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 아암(미도시)은 지지축(미도시)의 상단에 결합된다. 아암(미도시)은 지지축(미도시)으로부터 수직하게 연장될 수 있다. 아암(미도시)의 끝단에는 약액 토출 노즐이 고정 결합된다. 지지축(미도시)이 회전됨에 따라 약액 토출 노즐은 아암(미도시)과 함께 스윙 이동 가능하다. 약액 토출 노즐은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 선택적으로, 지지축(미도시)은 승강 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 또한 아암(미도시)은 그 길이 방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다.The chemical solution supplied from the
빔 조사 유닛(400)은 기판(W)으로 레이저 빔을 조사하기 위한 구성이다. 빔 조사 유닛(400)은 기판 지지 유닛(340)에서 윈도우 부재(348)보다 저면에 위치될 수 있다. 빔 조사 유닛(400)은 기판 지지 유닛(340) 상에 위치된 기판(W)을 향하여 레이저 빔을 조사할 수 있다. 빔 조사 유닛(400)에서 조사된 레이저 빔은 기판 지지 유닛(340)의 윈도우 부재(348)를 통과하여 기판(W)에 조사될 수 있다. 이에 따라 기판(W)은 설정 온도로 가열될 수 있다.The
빔 조사 유닛(400)은 기판(W) 전면에 균일하게 레이저 빔을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 빔 조사 유닛(400)은 기판(W)의 전면에 균일하게 레이저 빔을 조사할 수 있으면 충분하지만, 후술하는 도 4 내지 도 6에서 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)을, 도 8에서 제2 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-2)을 설명한다.The
레이저 빔 생성기(500)는 레이저 빔을 생성할 수 있다. 레이저 빔 생성기(500)는 기판(W)이 용이하게 흡수할 수 있는 파장의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 레이저 빔 생성기(500)는 4kW 내지 5kW의 고 출력 장치로 제공될 수 있다.The
도 3은 도 1의 공정 챔버(260)에 레이저 빔을 제공하는 레이저 빔 생성기(500)의 개략적인 모식도이다. 도 3을 참조하면, 레이저 빔 생성기(500)는 레이저 소스부(510)와 빔 쉐이퍼(520)와 빔 익스펜더(530)를 포함할 수 있다. 레이저 소스부(510)는 전력으로부터 얻는 에너지로부터 레이저 빔을 출력한다. 빔 쉐이퍼(520)는 레이저 소스부(510)로부터 출력된 레이저 빔의 프로파일을 변환한다. 예컨대, 빔 쉐이퍼(520)는 인풋된 레이저 빔을 설정된 빔 쉐이프로 쉐이핑한다. 실시예에 있어서, 빔 쉐이퍼(520)에 가우시안 빔(Gaussian beam) 형태의 레이저 빔을 인풋하고, 평행한 플랫탑 빔(flattop beam) 또는 트렁케이티드 가우시안 빔(truncated Gaussian beam) 등으로 변환할 수 있다. 빔 익스펜더(530)는 레이저 빔을 일정 직경의 평행광 형식으로 확대시키는 역할을 담당한다. 예컨대, 빔 익스펜더(530)는 복수개의 렌즈로 구성되어 레이저 빔의 직경을 변경할 수 있다. 레이저 소스부(510)에서 발생된 빔은 빔 쉐이퍼(520) 및/또는 빔 익스펜더(530)를 통과하여 출력될 수 있다. 예컨대, 레이저 소스부(510)에서 발생된 빔은 빔 쉐이퍼(520) 및 빔 익스펜더(530)를 통과하거나, 빔 쉐이퍼(520)만을 통과하거나, 빔 익스펜더(530)만을 통과할 수 있다. 또한, 일 예에 의하면, 환형 빔 조사 유닛(700)이 레이저 빔 생성기(500)로부터 생성된 환형의 레이저 빔을 입사 받으면, 환형 빔 조사 유닛(700)에서 레이저 빔을 환형으로 쉐이핑하지 않아도 됨에 따라, 환형 빔 크기 조절 모듈(710)은 환형의 레이저 빔의 직경을 조절을 위한 상술한 예와 상이한 방식으로 제공될 수도 있다. 도 4 내지 도 6를 참조하여 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)을 설명한다. 도 4은 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)의 측면도이다. 도 4을 참조하면, 전면 빔 조사 유닛(400-1)은 렌즈 모듈(442)을 포함할 수 있다. 전면 빔 조사 유닛(400-1)은 레이저 빔 전달 부재(443)로부터 레이저 빔을 전달받을 수 있다. 도 5는 도 4의 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)의 제1 사용 상태에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 도 5를 더 참조하면, 렌즈 모듈(442)은 렌즈부(442b)와 렌즈부(442b)를 지지하고 수용하는 경통부(442a)를 포함한다. 렌즈부(442b)는 복수개의 렌즈의 조합으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 일예로, 렌즈부(442b)는 제1 렌즈(442b-1)와 제2 렌즈(442b-2)와 제3 렌즈(442b-3)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(442b-1)는 상면이 오목면으로 제공되어 레이저 빔을 발산시킬 수 있다. 제2 렌즈(442b-2)는 상면이 볼록면으로 제공되고 하면이 오목면으로 제공되어 레이저 빔을 발산시킬 수 있다. 제3 렌즈(442b-3)는 하면이 볼록면으로 제공되어 레이저 빔을 발산시킬 수 있다. 도면에는 3개의 렌즈의 조합으로 렌즈부(442b)를 구성하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 기판 처리 장치(300)의 설계에 따라서 렌즈부(442b)를 이루는 렌즈의 개수 및 종류는 다양하게 선택될 수 있다.3 is a schematic diagram of a
레이저 빔 전달 부재(443)는 레이저 빔 생성기(500)로부터 발생된 레이저 빔을 렌즈 모듈(442)으로 전달하는 구성이다. 레이저 빔 전달 부재(443)는 일례로 광섬유일 수 있다. 레이저 빔 전달 부재(443)는 단부가 체결 부재(441)에 결합되어 체결 부재(441)를 통해 렌즈 모듈(442)과 결합될 수 있다. 체결 부재(441)는 레이저 빔 전달 부재(443)의 단부와 렌즈부(442b) 사이의 거리를 조절할 수 있도록 제공된다. The laser
도 6은 도 4의 제1 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-1)의 제2 사용 상태에 따른 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 도 6를 참조하면, 레이저 빔 전달 부재(443)의 단부와 렌즈부(442b) 사이의 거리는 도 5의 제1 사용 상태와 비교하여 더 멀게 제공된다. 도 6와 같은 제2 사용 상태에 따르면, 도 5의 제1 사용 상태보다 레이저 빔이 더 넓게 분포될 수 있으며, 레이저 빔의 인텐시티(intensity)가 조정될 수 있다. 6 schematically shows a cross-sectional view according to a second use state of the front beam irradiation unit 400 - 1 according to the first embodiment of FIG. 4 . Referring to FIG. 6 , the distance between the end of the laser
도 7은 레이저 빔 전달 부재(443)의 단부와 렌즈부(442b) 사이의 거리 조절에 따른 레이저 빔 인텐시티 변화를 도시한 것이다. Y축(세로축)은 인텐시티의 크기를 나타내고, X축(가로축)은 300mm 웨이퍼에 대한 레이저 빔의 위치를 나타낸다. 레이저 빔 전달 부재(443)의 단부가 이동하여 렌즈부(442b)와 가까워질수록 기판 에지 영역의 인텐시티 크기는 커지고 기판 중심 영역의 인텐시티 크기는 작아진다. 실험예로 타겟(Target)(일 예로, 웨이퍼)에 대한 거리가 4mm 가까워지는 -4mm로 도시한 그래프가, 타겟(Target)(일 예로, 웨이퍼)에 대한 거리가 4mm 멀어지는 +4mm로 도시한 그래프보다 기판 에지 영역의 인텐시티의 크기는 커지고, 기판 중심 영역의 인텐시티 크기는 작아지는 것을 확인할 수 있다.7 illustrates a change in laser beam intensity according to the adjustment of the distance between the end of the laser
실시 예로 도시하지 않았으나, 렌즈부(442b)를 이루는 복수의 렌즈간의 상대 거리를 변화시킬 수 있도록 제공함으로써, 조사 영역과 영역별 인텐시티를 조절하도록 구성할 수도 있다.Although not shown as an embodiment, by providing a changeable relative distance between a plurality of lenses constituting the
도 8에서 제2 실시 예에 따른 전면 빔 조사 유닛(400-2)을 설명한다. 도 8을 참조하면, 전면 빔 조사 유닛(400-2)은 선택적으로 반사부(445), 촬상부(446), 감지부(447) 및 콜리메이터(448)를 포함할 수 있다. 반사부(445)는 레이저 빔 생성기(500)에서 생성되어 레이저 빔 전달 부재(443)를 통해 전달된 레이저 빔의 일부는 렌즈 모듈(442) 방향으로 반사시키고, 나머지는 통과시킬 수 있다. 이를 위해 반사부(445)는 45도 각도로 설치된 반사 미러(145a)를 포함할 수 있다. The front beam irradiation unit 400 - 2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 8 . Referring to FIG. 8 , the front beam irradiation unit 400 - 2 may optionally include a
촬상부(446)는 반사부(445)에 결합되고, 반사부(445)를 통과하는 레이저 빔을 촬영하여 이미지 데이터로 변환할 수 있다. 촬상부(446)는 설계한 대로의 레이저 빔이 레이저 빔 생성기(500)에서 출력되는지 그리고 설계한대로의 레이저 빔이 레이저 빔 전달 부재(443)를 통해 전달되었는지 이미지 데이터를 분석하여 검사할 수 있다.The imaging unit 446 may be coupled to the
감지부(447)는 반사부(445)와 결합되고, 반사부(445)에 입사되는 레이저 빔의 강도를 감지할 수 있다. 감지부(447)는 일례로 포토 디텍터(Photo detector)일 수 있다. 레이저 빔의 강도가 과도한 경우, 기판(W)이 급격하게 가열될 수 있다. 그리고, 레이저 빔의 강도가 지나치게 약한 경우, 기판(W)이 가열되기까지 오랜 시간이 소요될 수 있다. 감지부(447)는 레이저 빔의 강도가 적정값인지를 판단할 수 있다.The
이상에서는 빔 조사 유닛(400)이 기판(W)의 하방에 배치되어 기판(W)의 뒷면으로 레이저 빔을 조사하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레이저 빔 조사 유닛은 기판(W)의 상방에 배치되어 기판(W) 상면으로 레이저 빔을 조사하도록 구성될 수도 있다. In the above description, the
다시 도 2를 참조하면, 빔 조사 유닛(400)은 X, Y, Z 스테이지(380)에 결합되어 제공될 수 있다. X, Y, Z 스테이지(380)는 승강 구동부(381)와 연결되어 빔 조사 유닛(400)과 결합되는 결합부(382)를 포함할 수 있다. 빔 조사 유닛(400)은 X, Y, Z 스테이지(380)를 통해 기판(W)에 대하여 위치가 조정될 수 있다. 또한, 승강 구동부(381)를 통해 빔 조사 유닛(400)과 기판(W) 간의 거리를 조절하여 레이저 빔 인텐시티를 조절할 수도 있다.Referring back to FIG. 2 , the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 300mm 웨이퍼에 조사되는 레이저의 영역별 인텐시티를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 기판(W)의 일 예로 300mm 웨이퍼(WF)가 제공된다. 웨이퍼(WF)에 대하여 에지 부분에 해당하는 중심인 0mm에서 ±150mm 영역에는 레이저 빔의 인텐시티를 높게 제공한다. 레이저 빔의 인텐시티를 높이는 방법의 일 예는 상술한 도 5 내지 도 7에서 설명하였다. 또 다른 예로는 도 10에서 도시되는 것과 같은 영역별 인텐시티를 갖는 링 형상의 레이저 빔을 조사하거나, 링 형상의 레이저 빔을 조합하여 에지 부분의 인텐시티를 높게 제공할 수 있다. 레이저 빔은 빔 쉐이퍼(520)에 의해 형상이 조절되어 영역별 인텐시티가 조절될 수 있다. 또한 레이저 빔은 도 7에서 설명하는 바와 같이 레이저 빔 전달 부재(443)의 단부와 렌즈부(442b) 사이의 거리 조절을 통해 영역별 인텐시티가 조절될 수 있다.9 is a diagram illustrating the intensity of a laser irradiated to a 300 mm wafer by area according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9 , a 300 mm wafer WF is provided as an example of the substrate W. A high intensity of the laser beam is provided in a region of 0 mm to ±150 mm, which is the center corresponding to the edge portion with respect to the wafer WF. An example of a method of increasing the intensity of a laser beam has been described with reference to FIGS. 5 to 7 described above. As another example, as shown in FIG. 10 , a ring-shaped laser beam having intensities for each region may be irradiated or a ring-shaped laser beam may be combined to provide a high intensity of the edge portion. The shape of the laser beam may be adjusted by the
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 순차적으로 도시한 것이다. 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다.11 to 13 are sequential views of a substrate processing method according to an embodiment of the present invention. A substrate processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13 .
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판에 처리액 퍼들을 형성하고 가열하는 상태를 도시한 것이다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)의 척핀(346)에 지지된 상태에서, 회전하는 기판(W)의 상면에 처리액을 공급하면, 기판(W)의 상면에 퍼들(액 축적)을 형성할 수 있다. 이후, 기판(W)의 회전을 정지하고, 액 공급 유닛(390)으로부터의 처리액의 공급을 정지한다. 이로써 기판(W)의 표면이 처리액 액막(C)에 의해 덮인 상태가 된다(처리액의 퍼들의 형성). 여기서 처리액은 인산 수용액으로 제공될 수 있다. 기판(W) 및 처리액의 액막(C)은, 기판(W)의 처리에 적합한 온도로 가열된다. 기판(W) 및 처리액의 액막(C)은 빔 조사 유닛(400)에 의해 가열될 수 있다. 빔 조사 유닛(400)은 도 7에서 레이저 빔 전달 부재(443, Fiber)가 +4mm위치에 있을 때 제공되는 인텐시티를 갖는 레이저 빔을 기판(W)에 조사하여 기판(W)의 전면을 고르게 가열할 수 있다.11 illustrates a state in which a processing liquid puddle is formed on a substrate and heated according to a substrate processing method according to an embodiment of the present invention. When the processing liquid is supplied to the upper surface of the rotating substrate W while the substrate W is supported by the chuck pins 346 of the
기판(W)의 표면이 가열된 처리액의 액막(C)으로 덮인 상태를 미리 정해진 시간만큼 유지함으로써, 기판(W)의 처리(예컨대, 에칭 처리(웨트 에칭 공정))가 이루어진다. 이 과정에서, 기판(W)을 정회전 및 역회전 방향으로 반회전 정도 회전시킴으로써, 기판(W) 상의 처리액을 교반해도 된다. 이에 의해, 에칭이 촉진되고, 또한 에칭량의 면내 균일성이 향상될 수 있다.By maintaining the state in which the surface of the substrate W is covered with the liquid film C of the heated processing liquid for a predetermined period of time, the processing of the substrate W (eg, etching processing (wet etching process)) is performed. In this process, you may stir the processing liquid on the board|substrate W by rotating the board|substrate W about half rotation in a forward rotation and a reverse rotation direction. Thereby, etching is accelerated|stimulated, and the in-plane uniformity of etching amount can be improved.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판에 형성된 처리액 퍼들을 린스액으로 치환하는 상태를 도시한 것이다. 12 is a diagram illustrating a state in which a rinse solution is substituted for a treatment solution puddle formed on a substrate according to a method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention.
도 11에서 설명한 처리액 처리가 종료되면, 도 12에서 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 회전을 개시한다. 또한, 액 공급 유닛(390)으로부터 린스액(예컨대, DIW)이 공급되고, 이에 의해, 기판(W)의 표면으로부터 처리액과의 반응에 의해 발생한 부생성물을 제거하는 린스 처리(린스 공정)가 행해진다. 린스 처리가 종료되면, 기판(W)의 회전을 정지하고, 이후 액 공급 유닛(390)으로부터 린스액의 공급을 정지함으로써, 기판(W)의 표면이 정지한 린스액의 액막에 의해 덮인 상태가 된다.When the processing liquid process described with reference to FIG. 11 is finished, as illustrated in FIG. 12 , rotation of the substrate W is started. In addition, a rinsing liquid (eg, DIW) is supplied from the
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 따라 처리액 퍼들을 치환을 린스액(DIW)으로 치환한 이후, 기판의 에지 부분을 가열함으로써, 기판의 에지 부분의 린스액(DIW)을 건조하는 상태를 도시한 것이다. 도 13에서 기판의 에지 부분을 가열하기 위해 적용되는 레이저 빔은 도 9 또는 도 10에서 설명한 것과 같이 에지 부분의 인텐시티가 다른 부분에 비해 높은 레이저 빔이다. 보다 상세하게 에지 부분의 인텐시티는 린스액을 증발시키기에 충분하지만, 다른 부분의 인텐시티는 린스액을 증발시키지 못하는 정도이다.13 is a view illustrating a rinse solution (DIW) of an edge portion of a substrate by heating an edge portion of a substrate after replacing a treatment liquid puddle with a rinse solution (DIW) according to a substrate processing method according to an embodiment of the present invention; It shows the state of drying. In FIG. 13 , the laser beam applied to heat the edge portion of the substrate is a laser beam having a higher intensity of the edge portion than other portions as described with reference to FIG. 9 or 10 . In more detail, the intensity of the edge portion is sufficient to evaporate the rinse liquid, but the intensity of the other portions is to the extent that the rinse liquid does not evaporate.
처리액 퍼들을 치환을 린스액(DIW)으로 충분히 치환하고 나면, 척핀(346)과 기판(W) 사이에 린스액(DIW)이 침투된 상태로 존재한다. 이는 처리액 퍼들을 재형성하는 과정에서 처리액의 유로로 작용하여 처리액 퍼들의 형성을 불가능하게 한다. 본 발명의 실시 에에 있어서, 기판(W)의 에지 부분을 부분 건조하여 척핀(346)과 기판(W) 사이의 린스액(DIW)만을 선택적으로 가열하여 린스액(DIW)을 증발시켜 건조한다. 이로써, 도 14와 같이 척핀(346)과 기판(W) 사이에 침투된 린스액(DIW)이 제거된다. 기판(W)의 에지 부분을 부분만을 선택적으로 건조하고 기판(W)의 패턴 부분의 린스액은 잔류됨으로써, 패턴 리닝(pattern leaning) 위험을 감소시킬 수 있다. 또한, 처리액 퍼들을 재형성하는 과정에서 처리액의 유로로 작용하는 척핀(346)과 기판(W) 사이에 침투된 린스액(DIW)을 제거함으로써, 추가의 건조 공정 또는 기판(W)의 전면 완전 건조를 진행하지 않더라도 도 11에서 설명한 처리액 퍼들(puddle)의 형성 단계를 다시 진행할 수 있다.After the processing liquid puddle is sufficiently replaced with the rinse liquid DIW, the rinse liquid DIW is present between the
처리액 퍼들의 재형성 과정과 린스 과정을 반복하여 수행하면서 기판(W)에 대한 목표 처리량에 도달하면, 기판(W)은 초임계 유체를 이용하여 건조하는 초임계 공정 챔버로 이송되어, 초임계 상태의 유체(예컨대, 이산화탄소)에 의해 처리되어 건조될 수 있다. 기판(W)이 초임계 공정 챔버로 이송되기 전에 기판(W)의 패턴면에 존재하는 린스액은 리닝 방지액으로 치환될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 리닝 방지액은 IPA일 수 있다. 리닝 방지액은 초임계 공정 챔버로 이송될 때, 이송되는 과정에서 기판의 패턴면에서 액막을 유지한다.When the target throughput for the substrate W is reached while repeating the process liquid puddle reforming process and the rinsing process, the substrate W is transferred to a supercritical process chamber where it is dried using a supercritical fluid, and the supercritical It may be dried by being treated with a fluid (eg, carbon dioxide) in the state. Before the substrate W is transferred to the supercritical process chamber, the rinse solution present on the pattern surface of the substrate W may be replaced with an anti-leaf solution. In one embodiment, the anti-leaning solution may be IPA. When the anti-leaf liquid is transferred to the supercritical process chamber, the liquid film is maintained on the pattern surface of the substrate during transfer.
도 15는 도 13을 설명하는 도면으로서, 에지 부분의 가열 건조에 따라 에지 부분의 표면장력 감소로 인해 표면장력이 상대적으로 높은 웨이퍼 중심부로 수막이 이동하게 되는 현상(Marangoni effect)을 설명하는 도면이다. 도 15를 더 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 작용을 부가 설명한다. FIG. 15 is a view for explaining FIG. 13, and is a view for explaining a phenomenon (Marangoni effect) in which the water film moves to the center of the wafer having a relatively high surface tension due to a decrease in the surface tension of the edge part according to the heating and drying of the edge part. . An operation according to an embodiment of the present invention will be additionally described with further reference to FIG. 15 .
도 15는 도 13을 설명하는 도면으로서, 에지 부분의 가열 건조에 따라 에지 부분의 표면장력 감소로 인해 표면장력이 상대적으로 높은 웨이퍼 중심부로 수막이 이동하게 되는 현상(Marangoni effect)을 설명하는 도면이다. 그래프는 기판(W)의 일 예인 웨이퍼(WF)의 위치별 온도를 도시한 것이다. 에지 부분이 가열 건조되면, 에지 부분의 표면 장력은 감소하게 되고, 이로 인해 표면 장력이 상대적으로 높은 웨이퍼의 중심부로 수막이 이동하게 되어 린스액의 퍼들을 효과적으로 형성할 수 있다. FIG. 15 is a view for explaining FIG. 13, and is a view for explaining a phenomenon (Marangoni effect) in which the water film moves to the center of the wafer having a relatively high surface tension due to a decrease in the surface tension of the edge part according to the heating and drying of the edge part. . The graph shows the temperature for each position of the wafer WF, which is an example of the substrate W. When the edge portion is heat-dried, the surface tension of the edge portion is reduced, thereby moving the water film to the center of the wafer having a relatively high surface tension, thereby effectively forming a puddle of rinsing solution.
본 발명의 다양한 실시 예들에 의하면, 패턴 리닝을 방지하고자 린스액으로 린스 후 매번 초임계 건조하는 공정과 비교하여, 처리 효과는 유지될 수 있으면서도 비용, 시간 단축될 수 있다. 더불어서 레이저 빔을 이용하여 린스액을 건조할 때, 기판의 에지 부분을 예열하는 효과가 동반되어 기판의 에지 부분에 발생하는 온도 하강 현상에 대한 온도 보상 효과를 기대할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, compared to the process of supercritical drying each time after rinsing with a rinse solution to prevent pattern leaching, the treatment effect can be maintained while cost and time can be reduced. In addition, when the rinse solution is dried using a laser beam, the effect of preheating the edge portion of the substrate is accompanied, so that a temperature compensation effect can be expected for a temperature drop phenomenon occurring in the edge portion of the substrate.
한편, 상술한 실시 예들에 따른 기판 처리 장치와 기판 처리 방법은 제어기(미도시)에 의해 제어되어 행해질 수 있다. 제어기의 구성, 저장 및 관리는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다. 제어기를 이루는 파일 데이터 및/또는 상기 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM(Read Only Memory) 등과 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM(Random Access Memory), 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD(Compact Disk), DVD(Digital Versatile Disc), 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the above-described embodiments may be controlled by a controller (not shown). Configuration, storage and management of the controller can be realized in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software. The file data and/or the software constituting the controller may include, for example, a volatile or non-volatile storage device, such as a read only memory (ROM), or, for example, a random access memory (RAM), whether erasable or rewritable. ), memory chips, devices or integrated circuits, or both optically or magnetically writable and mechanical (e.g. For example, it may be stored in a computer-readable storage medium of course.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 바람직하거나 다양한 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. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to describe preferred or various embodiments for implementing the technical idea of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, changes, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the written disclosure, and/or within the scope of skill or knowledge in the art. Therefore, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. In addition, the appended claims should be construed to include other embodiments as well. Such variant implementations should not be understood separately from the spirit or perspective of the present invention.
Claims (19)
상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 회전시키는 기판 지지 유닛과;
상부가 개방된 통 형상으로 제공되며 상기 기판 지지 유닛을 감싸도록 제공되는 처리 용기와;
하나 이상의 액 공급 노즐을 포함하여 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판에 대하여 처리액 및 린스액을 공급하는 액 공급 유닛과;
상기 기판에 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 가열하기 위한 레이저 빔 조사 유닛을 포함하고,
상기 레이저 빔 조사 유닛은,
상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판의 에지 부분의 인텐시티가 다른 부분에 비해 높은 레이저 빔을 조사하는 기판 처리 장치.An apparatus for processing a substrate, comprising:
a substrate supporting unit supporting the substrate and rotating the substrate;
a processing container provided in a cylindrical shape with an open top and provided to surround the substrate support unit;
a liquid supply unit including one or more liquid supply nozzles and supplying a processing liquid and a rinse liquid to the substrate supported by the substrate support unit;
A laser beam irradiation unit for heating the substrate by irradiating a laser beam to the substrate;
The laser beam irradiation unit,
A substrate processing apparatus irradiating a laser beam having a higher intensity of an edge portion of the substrate supported by the substrate support unit than other portions.
상기 처리액은 인산 수용액인 기판 처리 장치.According to claim 1,
The substrate processing apparatus is an aqueous solution of phosphoric acid.
상기 린스액은 순수인 기판 처리 장치.According to claim 1,
The rinsing solution is a pure substrate processing apparatus.
상기 기판 지지 유닛은,
상기 레이저 빔 조사 유닛에서 조사되는 레이저 빔이 투과 가능한 소재로 제공되고, 상기 기판의 하부에 제공되는 윈도우 부재와;
상기 기판의 측부를 지지하며 상기 윈도우 부재와 상기 기판을 소정 간격 이격시키는 척핀과;
상기 윈도우 부재와 결합되고 상하 방향으로 관통되어 상기 레이저 빔이 전달되는 경로를 제공하는 스핀 하우징과;
상기 스핀 하우징을 회전시키는 구동 부재를 포함하고,
상기 레이저 빔 조사 유닛은 상기 윈도우 부재의 하부에 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The substrate support unit,
a window member provided in a material through which the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit is transmitted, and provided under the substrate;
a chuck pin supporting a side of the substrate and spaced apart from the window member by a predetermined distance;
a spin housing coupled to the window member and penetrating vertically to provide a path through which the laser beam is transmitted;
a driving member for rotating the spin housing;
The laser beam irradiation unit is provided under the window member.
상기 레이저 빔 조사 유닛은,
하나 이상의 렌즈부를 포함하여, 상기 레이저 빔을 굴절시켜서 상기 기판에 대응되는 형상으로 상기 레이저 빔을 가공하는 렌즈 모듈과;
레이저 빔 생성기와 광학적으로 연결되어 상기 레이저 빔을 전달하는 레이저 빔 전달 부재를 포함하고,
상기 렌즈 모듈의 상기 렌즈부와 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부는 거리 조절 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The laser beam irradiation unit,
a lens module including one or more lens units to refract the laser beam to process the laser beam into a shape corresponding to the substrate;
A laser beam transmitting member optically connected to the laser beam generator to transmit the laser beam,
The lens unit of the lens module and an end of the laser beam transmitting member are provided so as to be adjustable in distance.
제어기를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 기판에 대하여 상기 처리액을 공급하여 처리액 퍼들을 형성하는 제1 공정과;
상기 기판과 상기 처리액 퍼들을 가열하는 제2 공정과;
상기 기판에 상기 린스액을 공급하여 상기 처리액을 상기 린스액으로 치환하는 제3 공정과;
상기 린스액이 잔류하는 상기 기판의 에지 부분을 다른 부분보다 높은 온도로 가열하는 제4 공정을 수행하고,
상기 제4 공정 이후 상기 제1 공정 내지 상기 제3 공정을 순차적으로 더 수행하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
further comprising a controller;
The controller is
a first process of supplying the processing liquid to the substrate to form a processing liquid puddle;
a second process of heating the substrate and the processing liquid puddle;
a third step of supplying the rinse solution to the substrate to replace the treatment solution with the rinse solution;
performing a fourth process of heating an edge portion of the substrate on which the rinse solution remains to a higher temperature than other portions;
A substrate processing apparatus further sequentially performing the first to third processes after the fourth process.
상기 제2 공정의 가열은 상기 기판의 전면에 대하여 균일한 인텐시티를 갖는 제1 레이저 빔을 이용하며,
상기 제4 공정의 가열은 상기 기판의 상기 에지 부분의 인텐시티가 상기 기판의 다른 부분보다 높되, 상기 에지 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키기에 충분하고, 상기 다른 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키지 못하는 제2 레이저 빔을 이용하는 기판 처리 장치.7. The method of claim 6,
The heating of the second process uses a first laser beam having a uniform intensity with respect to the entire surface of the substrate,
In the heating of the fourth process, an intensity of the edge portion of the substrate is higher than that of another portion of the substrate, wherein the intensity of the edge portion is sufficient to evaporate the rinse solution, and the intensity of the other portion is higher than that of other portions of the substrate. A substrate processing apparatus using a second laser beam that cannot be evaporated.
레이저 빔 조사 유닛을 통해 상기 기판에 공급되는 레이저 빔을 생성하는 레이저 빔 생성기를 포함하는 기판 처리 설비.The substrate processing apparatus according to claim 1 ;
A substrate processing facility comprising a laser beam generator configured to generate a laser beam supplied to the substrate through a laser beam irradiation unit.
상기 레이저 빔 생성기는,
외부의 전력으로부터 얻는 에너지로부터 레이저 빔을 출력하는 레이저 소스부와;
상기 레이저 소스부에서 출력된 상기 레이저 빔을 설정된 빔 쉐이프로 변환하는 빔 쉐이퍼와;
상기 빔 쉐이퍼에 의해 쉐이핑된 레이저 빔을 일정 직경의 평행광 형식으로 확대시키는 빔 익스펜더를 포함하는 기판 처리 설비.9. The method of claim 8,
The laser beam generator,
a laser source unit for outputting a laser beam from energy obtained from external power;
a beam shaper for converting the laser beam output from the laser source unit into a set beam shape;
and a beam expander that expands the laser beam shaped by the beam shaper into a parallel light type having a predetermined diameter.
상기 레이저 빔 조사 유닛은,
레이저 빔 전달 부재에 의해 상기 레이저 빔 생성기와 광학적으로 연결되는 기판 처리 설비.9. The method of claim 8,
The laser beam irradiation unit,
A substrate processing facility optically coupled to the laser beam generator by a laser beam delivery member.
상기 기판에 대하여 처리액을 공급하여 처리액 퍼들을 형성하는 제1 공정과;
상기 기판과 상기 처리액 퍼들을 가열하는 제2 공정과;
상기 기판에 린스액을 공급하여 상기 처리액을 상기 린스액으로 치환하는 제3 공정과;
상기 린스액이 잔류하는 상기 기판의 에지 부분을 다른 부분보다 높은 온도로 가열하는 제4 공정을 수행하고,
상기 제4 공정 이후 상기 제1 공정 내지 상기 제3 공정을 순차적으로 더 수행하는 기판 처리 방법.A method for processing a substrate, comprising:
a first process of supplying a processing liquid to the substrate to form a processing liquid puddle;
a second process of heating the substrate and the processing liquid puddle;
a third step of supplying a rinse solution to the substrate to replace the treatment solution with the rinse solution;
performing a fourth process of heating an edge portion of the substrate on which the rinse solution remains to a higher temperature than other portions;
A substrate processing method further sequentially performing the first to third processes after the fourth process.
상기 제2 공정의 가열은 상기 기판의 전면에 대하여 균일한 인텐시티를 갖는 제1 레이저 빔을 이용하며,
상기 제4 공정의 가열은 상기 기판의 상기 에지 부분의 인텐시티가 상기 기판의 다른 부분보다 높되, 상기 에지 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키기에 충분하고, 상기 다른 부분의 인텐시티는 상기 린스액을 증발시키지 못하는 제2 레이저 빔을 이용하는 기판 처리 방법.12. The method of claim 11,
The heating of the second process uses a first laser beam having a uniform intensity with respect to the entire surface of the substrate,
In the heating of the fourth process, an intensity of the edge portion of the substrate is higher than that of another portion of the substrate, wherein the intensity of the edge portion is sufficient to evaporate the rinse solution, and the intensity of the other portion is higher than that of other portions of the substrate. A method of processing a substrate using a second laser beam that cannot be evaporated.
상기 처리액은 인산 수용액인 기판 처리 방법.12. The method of claim 11,
The substrate processing method wherein the processing liquid is an aqueous solution of phosphoric acid.
상기 린스액은 순수인 기판 처리 방법.12. The method of claim 11,
The substrate processing method in which the rinse liquid is pure water.
상기 기판의 가열은, 레이저 빔에 의해 이루어지고,
상기 레이저 빔은, 레이저 빔 조사 유닛에 의해 상기 기판으로 전달되며,
상기 레이저 빔 조사 유닛은,
하나 이상의 렌즈부를 포함하여, 상기 레이저 빔을 굴절시켜서 상기 기판에 대응되는 형상으로 상기 레이저 빔을 가공하는 렌즈 모듈과;
레이저 빔 생성기와 광학적으로 연결되어 상기 레이저 빔을 전달하는 레이저 빔 전달 부재를 포함하고,
상기 렌즈 모듈의 상기 렌즈부와 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부는 거리 조절 가능하게 제공되며,
상기 제2 공정의 가열은 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부가 상기 렌즈부와 제1 거리인 상태로 가열하고,
상기 제4 공정의 가열은 상기 레이저 빔 전달 부재의 단부가 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리인 상태로 이루어지는 기판 처리 방법.12. The method of claim 11,
The heating of the substrate is made by a laser beam,
The laser beam is delivered to the substrate by a laser beam irradiation unit,
The laser beam irradiation unit,
a lens module including one or more lens units to refract the laser beam to process the laser beam into a shape corresponding to the substrate;
A laser beam transmitting member optically connected to the laser beam generator to transmit the laser beam,
The lens part of the lens module and the end of the laser beam transmitting member are provided so as to be adjustable in distance,
In the heating of the second process, the end of the laser beam transmitting member is heated in a state that is a first distance from the lens unit,
The heating in the fourth process is performed in a state where the end of the laser beam transmitting member is a second distance shorter than the first distance.
상기 기판의 가열은, 레이저 빔에 의해 이루어지고,
상기 레이저 빔은, 레이저 빔 조사 유닛에 의해 상기 기판으로 전달되며,
레이저 빔 조사 유닛을 통해 상기 기판에 공급되는 레이저 빔은 레이저 빔 생성기에 의해 생성되고,
상기 레이저 빔 생성기는,
외부의 전력으로부터 얻는 에너지로부터 출력한 레이저 빔을 설정된 빔 쉐이프로 변환하여 상기 레이저 빔 조사 유닛으로 전달하는 기판 처리 방법.12. The method of claim 11,
The heating of the substrate is made by a laser beam,
The laser beam is delivered to the substrate by a laser beam irradiation unit,
A laser beam supplied to the substrate through a laser beam irradiation unit is generated by a laser beam generator,
The laser beam generator,
A substrate processing method for converting a laser beam output from energy obtained from external power into a set beam shape and transmitting the converted laser beam to the laser beam irradiation unit.
상기 레이저 빔 조사 유닛은,
레이저 빔 전달 부재에 의해 상기 레이저 빔 생성기와 광학적으로 연결되는 기판 처리 방법.17. The method of claim 16,
The laser beam irradiation unit,
A substrate processing method optically coupled to the laser beam generator by a laser beam delivery member.
상기 처리액을 통한 상기 기판에 대한 처리가 완료되면, 초임계 유체를 이용하여, 상기 기판을 건조하는 기판 처리 방법.12. The method of claim 11,
When the processing of the substrate through the processing liquid is completed, using a supercritical fluid, a substrate processing method for drying the substrate.
상기 초임계 유체를 이용한 상기 기판의 건조를 행하기 이전에,
상기 린스액을 리닝 방지액으로 치환하여 상기 기판의 표면에 상기 리닝 방지액으로 액막을 형성하는 기판 처리 방법.19. The method of claim 18,
Before drying the substrate using the supercritical fluid,
A substrate processing method for forming a liquid film with the anti-leaf solution on the surface of the substrate by replacing the rinse solution with the anti-leaf solution.
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