KR20220089055A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220089055A
KR20220089055A KR1020200179331A KR20200179331A KR20220089055A KR 20220089055 A KR20220089055 A KR 20220089055A KR 1020200179331 A KR1020200179331 A KR 1020200179331A KR 20200179331 A KR20200179331 A KR 20200179331A KR 20220089055 A KR20220089055 A KR 20220089055A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
substrate
processing
head
processing liquid
Prior art date
Application number
KR1020200179331A
Other languages
English (en)
Inventor
박지훈
이항림
김민영
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020200179331A priority Critical patent/KR20220089055A/ko
Publication of KR20220089055A publication Critical patent/KR20220089055A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

기판 처리 방법에 있어서, 처리 용기를 관통하여 승강 가능하게 구비된 스핀 헤드 상에 기판을 위치시키고, 상기 스핀 헤드를 하강하여 상기 기판을 처리 용기의 하부로 위치시킨다. 상기 처리 공간 내에 처리액을 공급하고, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하여, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변화시키고, 상기 기판 상에 잔류하는 처리액을 제거한다. 이로써, 공정 효율이 개선될 수 있다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{APPARATUS OF TREATING A SUBSTRATE AND METHOD OF TREATING A SUSBTRATE}
본 발명의 실시예들은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명의 실시예들을 세정액을 이용하여 기판의 표면을 세정하는 것과 같은 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 세정 공정은 기판 상에 잔류된 파티클을 제거하는 공정으로, 각각의 공정 전후 단계에서 진행된다.
일반적으로 세정 공정은 기판 상에 잔류된 이물을 제거하는 공정으로, 강산 또는 강염기 상태를 갖는 세정액 또는 탈이온수 등이 사용된다. 상기 탈이온수를 세정액을 이용할 경우, 상기 기판 상에 세정액을 공급하면서 상기 기판을 회전시키면서 세정 공정이 수행될 수 있다.
하지만, 세정 공정이 상대적으로 낮은 효율을 가짐에 따라 상기 세정 효율을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 개선된 세정 효율을 갖는 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 개선된 세정 효율을 갖는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 처리 용기를 관통하여 승강 가능하게 구비된 스핀 헤드 상에 기판을 위치시키고, 상기 스핀 헤드를 하강하여 상기 기판을 처리 용기의 하부로 위치시킨다.상기 처리 공간 내에 처리액을 공급하고, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하여, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변화시킨다. 이어서, 상기 기판 상에 잔류하는 처리액을 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공정 가스는, 산소 가스를 포함하는 반응 가스 및 불활성 가스 또는 질소를 포함하는 캐리어 가스를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 플라즈마 활성화 용액은 반응성 산소종을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액은 내부에 해리된 과산화수소 또는 오존를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 처리 공간 내에 처리액을 공급할 때, 상기 기판을 상기 처리액 내에 침지시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급할 때, 플라즈마 헤드 및 처리액의 상면 사이의 간격을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 플라즈마 헤드 및 처리액의 상면 사이의 간격은 2-10 mm 으로 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 처리 공간을 제공하는 처리 용기, 상기 처리 용기를 관통하여 승강 가능하게 구비되며, 기판을 지지하는 스핀 헤드, 상기 스핀 헤드의 상부에 배치되며, 상기 처리 공간 내에 처리액을 공급할 수 있도록 구비된 처리액 공급부 및 상기 스핀 헤드의 상부에 배치되며, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하여 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변환시키는 플라즈마 가스 생성부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 가스 공급부는 상기 공정 가스를 공급하는 가스 공급부 및 상기 스핀 헤드의 상부에 배치되며, 상기 공정 가스를 플라즈마화 하는 플라즈마 헤드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 플라즈마 가스 공급부는 플라즈마 헤드를 구동하는 헤드 구동부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 플라즈마 활성된 처리액이 기판에 제공됨으로써 처리 공정의 효율이 개선될 수 있다. 또한, 기판이 처리액에 침지됨으로써, 상기 처리액의 표면 및 상부가 플라즈마화 될 경우, 기판의 상면 전체에 걸쳐 상기 플라즈마 활성화된 처리액이 공급될 수 있다.
나아가, 플라즈마 헤드 및 처리액 간에 수직 방향을 따라 이격 거리(D)가 조절됨에 따라 플라즈마 활성화된 처리액에 선회 유동(swirling flow)이 발생한다. 따라서, 처리액이 보다 효과적으로 기판과 접촉함으로써, 기판에 대한 처리 공정의 효율이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다.
상기 인덱스모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 포함한다. 상기 로드 포트(120), 이송 프레임(140) 및 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140) 및 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하며, 제1 방향(12)과 제2 방향(14)을 포함한 평면에 대하여 수직인 방향을 제3 방향(16)이라 칭한다.
상기 로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
상기 캐리어(18)에는 기판들을 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.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 포함한다.
상기 이송 챔버(240)는 상기 제 1 방향(12)을 따라 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 공정 챔버들(260)이 이송 챔버(240)를 중심으로 상호 대칭되도록 배치된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 연장 방향을 따라 배열된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 상기 제3 방향(16)을 따라 서로 적층되게 배치된다.
즉, 이송 챔버(240)의 일 측에는 공정 챔버들(260)이 m X n의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 m는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 개수이고, n는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 개수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다.
선택적으로, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 또는 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
상기 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 상기 제3 방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개로 제공된다.
상기 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면에 각각 형성된 개방구를 포함한다.
상기 이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18) 및 버퍼 유닛(220) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다.
상기 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다.
상기 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b) 및 인덱스암(144c)을 포함한다.
상기 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다.
상기 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다.
상기 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. 인덱스암들(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
인덱스암들(144c) 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
상기 이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다.
상기 이송 챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다.
메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b) 및 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다.
몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다.
메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
상기 공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(100)가 제공된다. 기판 처리 장치(100)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(100)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(100)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(100)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 2의 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 처리 용기(110), 스핀 헤드(120), 처리액 공급부(130) 및 플라즈마 가스 생성부(140)를 포함한다. 상기 기판 처리 장치는 예를 들면, 세정액을 이용하여 기판(20)의 상면에 잔류하는 잔류물을 제공하는 기판 세정 장치를 포함할 수 있다.
상기 처리 용기(110)는 상부에 개방부를 갖는 보올 형상을 가진다. 상기 처리 용기(110) 내부에는, 세정액과 같은 처리액이 상기 개방부를 통하여 공급될 수 있다. 또한, 상기 개방부를 통하여 기판(20)이 상기 스핀 헤드(120) 상에 제공될 수 있다.
상기 처리 용기(110)는 기판(20)을 처리할 수 있는 처리 공간을 제공한다.
한편, 처리 용기의 하부에는 드레인부(미도시)가 구비될 수 있다. 이로써, 상기 드레인부가 상기 처리액을 배출할 수 있다.
상기 스핀 헤드(120)는 상기 처리 용기(110)를 관통하여 승강 가능하게 구비된다. 상기 스핀 헤드(120)는 공정 진행 중 기판(20)을 지지한다. 또한, 상기 스핀 헤드(120)는 상기 기판을 회전시킨다.
상기 스핀 헤드(120)는 지지판(121) 및 상기 지지판과 연결된 승강 구동부(123)를 포함한다.
상기 지지판(121)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 상기 지지판(121)은 기판(20)의 하면을 직접 지지한다. 이와 다르게, 상기 지지판(121)은 내부를 관통하여 승강 가능하게 구비된 지지 핀(미도시)을 이용하여 기판(20)을 지지할 수 있다.
상기 승강 구동부(123)는 지지판(121)을 승강시킨다. 상기 승강 구동부(123)는 지지판(121)의 저면에 고정된다. 한편, 상기 승강 구동부(123)는 상기 지지판(121)을 회전 가능하게 구비될 수 있다.
상기 처리액 공급부(130)는 상기 스핀 헤드(120)의 상부에 이동 가능하게 구비된다. 상기 처리 공급부(130)는 상기 스핀 헤드(120) 상에 위치한 기판(20) 상으로 처리액을 공급한다. 상기 처리액은 예를 들면 탈이온수와 같은 세정액을 포함할 수 있다.
상기 처리액 공급부(130)는 공급 노즐(미도시)를 통하여 처리액을 처리 용기 내로 공급할 수 있다. 이때, 상기 처리액 공급부(130)는 기판(20)을 처리액에 침지될 수 있는 양으로 공급될 수 있다. 이로써, 상기 처리액의 표면 및 상부가 플라즈마화 될 경우, 상기 기판(20)의 상면 전체에 걸쳐 상기 플라즈마 활성화된 처리액이 공급될 수 있다.
상기 플라즈마 가스 생성부(140)상기 스핀 헤드(120)의 상부에 배치된다. 상기 플라즈마 가스 생성부(140)는, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하여 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변환시킨다.
즉, 상기 플라즈마 가스 생성부(140)는, 플라즈마 상태의 공정 가스를 상기 처리액의 표면 또는 상부에 제공함으로써, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변환시킨다. 예를 들면, 상기 처리액이 탈이온수 세정액을 포함할 경우, 상기 플라즈마 상태의 공정 가스는 상기 탈이온수와 접촉하여 플라즈마 활성화된 탈이온수를 형성할 수 있다.
이때, 상기 공정 가스는 산소 가스 및 불활성 가스(질소, 아르곤, 헬륨, 네온)을 포함할 수 있다. 이 경우, 산소 가스가 플라즈마화 됨에 따라 OH 라디컬이 형성되고 이로써, 상기 OH 라디칼과 같은 반응성 산소종(reactive oxygen species; ROS)이 상기 탈이온수에 해리된다. 또한, 플라즈마 활성화된 탈이온수는 과산화수소, 오존 등과 같은 화학종을 포함할 수 있다.
이로써, 상기 플라즈마 활성화된 탈이온수는 기판(20)의 표면에 잔류하는 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 플라즈마 가스 공급부(140)는 가스 공급부(141) 및 플라즈마 헤드(143)를 포함할 수 있다. 상기 가스 공급부(141)는 상기 공정 용기에 수용된 처리액을 향하여 상기 공정 가스를 공급한다.
한편, 플라즈마 헤드(143)는 상기 스핀 헤드(120)의 상부에 이동 가능하게 배치된다. 상기 플라즈마 헤드(143)는 상기 공정 가스를 플라즈마화 할 수 있다. 상기 플라즈마 헤드(143)는 대기압 상태에서 고전압을 상기 공정 가스에 인가함으로써, 상기 공정 가스를 플라즈마화 할 수 있다.
한편, 상기 플라즈마 헤드(143)는 상기 처리액의 상부 표면과 일정한 거리로 이격될 수 있다. 이때, 상기 플라즈마 헤드(143)의 표면 및 상기 처리액의 상부 표면 간에 수직 방향을 따라 이격 거리(D)가 정의될 수 있다.
상기 이격 거리(D)가, 2-10 mm 조절됨에 따라 플라즈마 활성화된 처리액에 선회 유동(swirling flow)이 발생한다. 따라서, 처리액이 보다 효과적으로 기판과 접촉함으로써, 기판에 대한 처리 공정의 효율이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 가스 공급부(140)는 플라즈마 헤드를 구동하는 헤드 구동부(145)를 더 포함할 수 있다. 이로써, 플라즈마 헤드(143) 및 처리액 사이의 이격 거리가 용이하게 조절될 수 있다. 상기 헤드 구동부(145)는 예를 들면, 엘엠 가이드, 볼스크류 또는 실린더와 같은 직선 구동원을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 처리 용기(110)를 관통하여 승강 가능하게 구비된 스핀 헤드(120) 상에 기판을 위치시킨다(S110). 이때, 상기 처리 용기는 기판을 처리할 수 있는 처리 공간을 제공한다.
이어서, 상기 스핀 헤드(120)를 하강하여 상기 기판(20)을 처리 용기(110)의 하부로 위치시킨다(S120). 이를 위하여 상기 승강 구동부(123)가 상기 스핀 헤드를 하강시킨다. 이로써, 상기 스핀 헤드(120) 상에 위치한 기판(20)이 상기 처리 공간 내부에 위치할 수 있다. 또한, 상기 처리 용기(110)는 처리액의 비산을 방지할 수 있다.
상기 처리 공간 내에 처리액을 공급한다(S130). 이때, 상기 처리액 내에 기판(20)이 침지될 수 있다. 이로써, 상기 처리액의 표면 및 상부가 플라즈마로 될 경우, 상기 기판(20)의 상면 전체에 걸쳐 상기 플라즈마 활성화된 처리액이 공급될 수 있다.
이어서, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 공정 가스를 공급하여, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변환시킨다(S140). 이때, 플라즈마 헤드(143)가 상기 처리액의 상부 표면을 향하여 하강할 수 있다.
즉, 상기 플라즈마 헤드(143)를 포함하는 플라즈마 가스 생성부(140)는, 플라즈마 상태의 공정 가스를 상기 처리액의 표면 또는 상부에 제공함으로써, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변환시킨다. 예를 들면, 상기 처리액이 탈이온수 세정액을 포함할 경우, 상기 플라즈마 상태의 공정 가스는 상기 탈이온수와 접촉하여 플라즈마 활성화된 탈이온수를 형성할 수 있다.
이때, 상기 공정 가스는 산소 가스 및 불활성 가스(질소, 아르곤, 헬륨, 네온)을 포함할 수 있다. 이 경우, 산소 가스가 플라즈마화 됨에 따라 OH 라디컬이 형성되고, 상기 OH 라디칼과 같은 반응성 산소종(reactive oxygen species; ROS)이 상기 탈이온수에 해리된다. 또한, 플라즈마 활성화된 탈이온수는 과산화수소, 오존 등과 같은 화학종을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 플라즈마 활성화된 탈이온수는 기판(20)의 표면에 잔류하는 파티클을 효과적으로 제거할 수 있다.
이때, 상기 플라즈마 헤드(143)는 상기 처리액의 상부 표면과 일정한 거리로 이격될 수 있다. 이때, 상기 플라즈마 헤드(143)의 표면 및 상기 처리액의 상부 표면 간에 수직 방향을 따라 이격 거리가 정의될 수 있다.
상기 이격 거리가 2-10 mm 조절됨에 따라 플라즈마 활성화된 처리액에 선회 유동(swirling flow)이 발생한다. 따라서, 처리액이 보다 효과적으로 기판과 접촉함으로써, 기판에 대한 처리 공정의 효율이 개선될 수 있다.
이후, 기판 상에 잔류하는 처리액을 제거한다. 예를 들면, 자연 건조 공정이 수행될 수 있다. 또는, 상기 스핀 헤드를 회전시켜 상기 처리액을 기판으로 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 웨이퍼, 유리 기판 또는 유연 기판 상에 잔류하는 파티클을 제거하는 세정 공정에 적용될 수 있다.
100 : 기판 처리 장치 110 : 처리 용기
120 : 스핀 헤드 130 : 처리액 공급부
140 : 플라즈마 가스 생성부 141 : 가스 공급부
143 : 플라즈마 헤드 145 : 헤드 구동부

Claims (10)

  1. 처리 용기를 관통하여 승강 가능하게 구비된 스핀 헤드 상에 기판을 위치시키는 단계;
    상기 스핀 헤드를 하강하여 상기 기판을 처리 용기의 하부로 위치시키는 단계;
    상기 처리 공간 내에 처리액을 공급하는 단계;
    상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하여, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변화시키는 단계; 및
    상기 기판 상에 잔류하는 처리액을 제거하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스는, 산소 가스를 포함하는 반응 가스 및 불활성 가스 또는 질소를 포함하는 캐리어 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 활성화 용액은 반응성 산소종을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액은 내부에 해리된 과산화수소 또는 오존를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 처리 공간 내에 처리액을 공급하는 단계는 상기 기판을 상기 처리액 내에 침지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하는 단계는 플라즈마 헤드 및 처리액의 상면 사이의 간격을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 플라즈마 헤드 및 처리액의 상면 사이의 간격은 2-10 mm 으로 조절되는 것을 특징으로 기판 처리 방법.
  8. 처리 공간을 제공하는 처리 용기;
    상기 처리 용기를 관통하여 승강 가능하게 구비되며, 기판을 지지하는 스핀 헤드;
    상기 스핀 헤드의 상부에 배치되며, 상기 처리 공간 내에 처리액을 공급할 수 있도록 구비된 처리액 공급부; 및
    상기 스핀 헤드의 상부에 배치되며, 상기 처리액에 대하여 플라즈마 상태의 공정 가스를 공급하여 상기 처리액을 플라즈마 활성화 용액으로 변환시키는 플라즈마 가스 생성부를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 플라즈마 가스 공급부는
    상기 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 스핀 헤드의 상부에 배치되며, 상기 공정 가스를 플라즈마화 하는 플라즈마 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 플라즈마 가스 공급부는 플라즈마 헤드를 구동하는 헤드 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방치.
KR1020200179331A 2020-12-21 2020-12-21 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 KR20220089055A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200179331A KR20220089055A (ko) 2020-12-21 2020-12-21 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200179331A KR20220089055A (ko) 2020-12-21 2020-12-21 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220089055A true KR20220089055A (ko) 2022-06-28

Family

ID=82268723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200179331A KR20220089055A (ko) 2020-12-21 2020-12-21 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220089055A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101856606B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20170134091A (ko) 반송 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법
KR20170133694A (ko) 유체 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법
KR101935953B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101910041B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20190041158A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101329319B1 (ko) 노즐 및 이를 갖는 기판처리장치
KR101654627B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20190011542A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101344930B1 (ko) 기판처리장치
CN107437519B (zh) 用于处理基板的方法和装置
KR20220089055A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR101870664B1 (ko) 기판처리장치
KR102358031B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20170046490A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20130015610A (ko) 기판 처리 장치
KR20220016416A (ko) 처리액을 공급 및 회수하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101817217B1 (ko) 척핀, 척핀 제조 방법 및 기판 처리 장치
KR101979602B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20150068761A (ko) 기판처리장치
KR101909471B1 (ko) 액 혼합 유닛 및 기판 처리 장치
KR20180030010A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
CN111508863B (zh) 用于处理基板的装置和方法
US10955758B2 (en) Guide pin, photo mask supporting unit including the same, and photo mask cleaning apparatus including the same
KR20210036454A (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination