KR20220095023A - 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 기판에 토출하는 처리액 토출 단계와; 처리액 토출 단계 이후에 처리액에서 솔벤트를 휘발시켜 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고, 액막 형성 단계에서 기판이 제1시간동안 제1속도로 회전되는 저속 회전 구간을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 방법{METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기판으로 폴리머를 포함하는 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 증착, 애싱, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 또한 이러한 공정들이 수행되기 전후에는 기판 상에 잔류된 파티클을 세정 처리하는 세정 공정이 수행된다.
세정 공정은, 스핀 헤드에 지지되어 회전하는 기판으로 케미칼을 공급하는 공정, 기판으로 탈이온수(Deionized Water; DIW) 등과 같은 세정액을 공급하여 기판 상에서 케미칼을 제거하는 공정, 이후에 세정액 보다 표면장력이 낮은 이소프로필알코올(IPA)액과 같은 유기용제를 기판에 공급하여 기판 상의 세정액을 유기용제로 치환하는 공정, 그리고 치환된 유기용제를 기판 상에서 제거하는 공정을 포함한다.
또한, 세정 공정은, 기판 상에 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 공급하는 과정을 포함할 수 있다. 처리액이 기판 상에 도포되고, 휘발 성분을 포함하는 솔벤트가 휘발되면, 처리액의 체적 변화로 인해 폴리머가 경화되면서 파티클을 흡착한다. 이후, 파티클을 흡착한 폴리머를 탈이온수를 통해 기판으로부터 박리시킨 후 IPA와 같은 유기용제로 기판을 재차 세정한다.
이때, 솔벤트를 포함하는 처리액을 기판 상에 공급한 이후에, 기판 상에 액 공급을 중지하고 기판 상에 처리액 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 수행한다. 다만, 액막 형성 단계를 수행하는 동안 솔벤트를 휘발시키기 위해 기판을 회전시키는데, 기판의 회전력에 의해 처리액이 기판의 특정 영역으로 쏠리거나 기판에 형성된 패턴 밖으로 처리액이 빠져나가는 문제가 있다.
본 발명은 세정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리액이 기판에 형성된 패턴 사이사이로 침투할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 기판에 토출하는 처리액 토출 단계와; 처리액 토출 단계 이후에 처리액에서 솔벤트를 휘발시켜 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고, 액막 형성 단계에서 기판이 제1시간동안 제1속도로 회전되는 저속 회전 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1속도는 0으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계에서, 저속 회전 구간 이후에 기판이 제1속도보다 빠른 제2속도로 제2시간동안 회전하는 고속 회전 구간을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2시간은 제1시간보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막의 형성은, 처리액을 공급한 이후에, 처리액의 공급을 중단하고 기판을 회전시키는 것일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 폴리머는 수지를 포함할 수 있다.
또한, 기판 처리 방법은, 일 실시예에 의하면, 회전하는 기판 상에 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 단계와; 처리액 토출 단계 이후에 처리액에서 솔벤트를 휘발시켜 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고, 액막 형성 단계에서 기판이 제1시간동안 제1속도로 회전되는 저속 회전 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1속도는 0으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계에서, 저속 회전 구간 이후에 기판이 제1속도보다 빠른 제2속도로 제2시간동안 회전하는 고속 회전 구간을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2시간은 제1시간보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계는, 저속 회전 구간 이전에 기판이 제3시간동안 제3속도로 회전되는 초기 회전 구간을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제3시간은 제1시간보다 짧은 시간으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제3속도는 제2속도보다 느린 속도로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계에서, 기판 상으로 액 공급이 중지될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계 이후에, 회전하는 기판 상으로 박리액을 공급하여 기판으로부터 처리액의 액막을 박리하는 액막 박리 단계와; 액막 박리 단계 이후에 회전하는 기판 상으로 린스액을 공급하여 기판 상의 잔여물을 세정하는 린스액 공급 단계와; 린스액 공급 단계 이후에 기판 상에 액 공급을 중지하고 기판을 회전시키는 건조 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 폴리머는 수지를 포함하고, 박리액은 탈이온수(Deionized water)이고, 린스액은 유기용제일 수 있다.
또한, 기판 처리 방법은, 일 실시예에 의하면, 회전하는 기판 상에 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 단계와; 처리액 토출 단계 이후에, 처리액에서 솔벤트를 휘발시켜 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고, 액막 형성 단계에서 기판의 회전이 정지되는 구간을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계는, 기판의 회전을 제1시간 동안 정지한 이후에 기판을 제2시간 동안 회전시키되, 제2시간은 제1시간 보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액막 형성 단계에서, 기판 상으로 액 공급이 중지될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 폴리머는 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액의 사용량을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액이 기판에 형성된 패턴 사이사이로 침투할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 기판 처리 방법의 순서도를 보여주는 도면이다.
도 4는 처리액 공급 단계에서 회전하는 기판 상으로 처리액을 공급하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 기판에 처리액이 공급된 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 액막 형성 단계에서 기판이 회전하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 형성 단계의 순서도를 보여주는 도면이다.
도 8은 액막 형성 단계에서 기판의 회전 속도를 나타내는 그래프를 보여주는 도면이다.
도 9 내지 도 13은 액막 형성 단계에서 기판의 상태를 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액막 형성 단계의 순서도를 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액막 형성 단계에서 기판의 회전 속도를 보여주는 도면이다.
도 16은 초기 회전 구간에서 기판이 회전되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 17은 액막 박리 단계에서 기판 상으로 박리액을 공급하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 18은 액막 박리 단계에서 기판 상의 고화된 처리액 액막이 박리되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 19는 린스액 공급 단계에서 기판 상으로 린스액을 공급하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 20은 기판 상에 린스액이 공급된 모습을 보여주는 도면이다.
도 21은 린스액 공급 단계가 끝난 이후의 기판의 상태를 보여주는 도면이다.
도 22는 건조 단계에서 기판을 회전시키는 모습을 보여주는 도면이다.
도 23는 건조 단계가 끝난 이후의 기판의 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)을 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 액 처리 챔버(400)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되고, 반송 챔버(300)의 일측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다.
반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 포함하며, 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 가진다.
하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리된다. 지지 유닛(440)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 유닛(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 가진다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지 유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지 유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다.
지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다. 척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지 유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리 회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 액 공급 유닛(460)과 액 공급 유닛(460)을 제어하는 제어기(40)를 포함할 수 있다. 액 공급 유닛(460)은, 용해액 공급 노즐(463), 박리액 공급 노즐(462), 린스액 공급 노즐(464) 그리고 처리액 공급 노즐(470)을 포함한다. 일 예에서, 용해액 공급 노즐(463), 박리액 공급 노즐(462), 린스액 공급 노즐(464) 그리고 처리액 공급 노즐(470)은 상이한 아암(461)에 의해 지지될 수 있다. 선택적으로, 용해액 공급 노즐(463), 박리액 공급 노즐(462), 린스액 공급 노즐(464) 그리고 처리액 공급 노즐(470)은 동일한 아암(461)에 의해 지지될 수 있다.
용해액 공급 노즐(463)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 용해액을 공급한다. 일 예에 의하면 용해액은, 후술하는 폴리머를 용해시키는 액체이다. 일 예에 의하면, 용해액은 유기용제이다. 일 예에 의하면, 용해액은 이소프로필알코올(IPA;isopropyl alcohol), 신너(Thinner), 부탄올(Butanol), PGME(Propylene glycol methyl ether), MIBC(Methyl Isobutyl Carbinol) 중 어느 하나로 제공될 수 있다.
박리액 공급 노즐(462)은 기판(W) 상으로 박리액을 토출한다. 일 예에 의하면, 박리액은 탈이온수를 포함한다. 박리액은, 기판(W)에 형성된 처리액 액막에 물리적인 충격을 가하여 액막을 기판(W)으로부터 박리시킨다.
린스액 공급 노즐(464)은 기판(W) 상으로 린스액을 토출한다. 일 예에서, 린스액은 폴리머를 용해시키는 액체로 제공된다. 일 예에 의하면, 린스액은 유기용제를 포함한다. 일 예에 의하면, 린스액은 이소프로필알코올(IPA;isopropyl alcohol), 신너(Thinner), 부탄올(Butanol), PGME(Propylene glycol methyl ether), MIBC(Methyl Isobutyl Carbinol) 중 어느 하나로 제공될 수 있다.
상술한 예에서는, 용해액 공급 노즐(463)과 린스액 공급 노즐(464)이 별개로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 이와 달리 용해액 공급 노즐(463)과 린스액 공급 노즐(464)은 별도로 제공되지 않고, 하나의 노즐에서 용해액과 린스액을 모두 공급하도록 제공될 수 있다.
처리액 공급 노즐(470)은 기판(W) 상으로 폴리머를 포함한 처리액을 공급한다. 처리액은 폴리머와 솔벤트를 포함한다. 폴리머는 수지를 포함한다. 수지는 아크릴 수지, 페놀 수지일 수 있다. 처리액은, 폴리머가 솔벤트에 용해된 상태의 액이다. 기판(W) 상의 처리액을 건조시키면 솔벤트는 증발되고 고화된 폴리머가 기판(W) 상에 남는다.
이하, 도 3 내지 도 23을 참조하여 본 발명의 기판 처리 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 기판 처리 방법의 순서도를 나타내고, 도 4는 처리액 공급 단계(S10)에서 회전하는 기판(W) 상으로 처리액(A)을 공급하는 모습을 나타내고, 도 5는 기판(W)에 처리액(A)이 공급된 모습을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 방법은, 용해액 공급 단계(S10), 처리액 공급 단계(S10), 액막 형성 단계(S20), 액막 박리 단계(S30), 린스액 공급 단계(S40) 그리고 건조 단계(S50)를 포함한다.
처리액 공급 단계(S10)에서 도 4에 도시된 바와 같이 회전하는 기판(W) 상으로 처리액(A)을 공급한다. 일 예에서, 처리액 공급 노즐(470)은 기판(W)의 중앙 영역에 대향되는 영역에서 처리액(A)을 공급한다. 기판(W)의 회전에 의해 처리액(A)은 기판(W)의 중심으로부터 가장자리 영역으로 퍼져 나간다. 처리액(A)에 기판(W) 상에 공급되면, 도 5에 도시된 바와 같이 기판(W) 상에 처리액(A) 액막이 형성된다. 액막에 처리액(A)이 공급되면, 패턴(P) 사이사이에 위치된 파티클(D)이 처리액(A)에 의해 포획된다.
처리액 공급 단계(S10) 이후에, 액막 형성 단계(S20)가 시작된다. 도 6은 액막 형성 단계(S20)에서 기판(W)이 회전하는 모습을 나타내고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액막 형성 단계(S20)의 순서도를 나타내고, 도 8은 액막 형성 단계(S20)에서 기판(W)의 회전 속도를 나타내고, 도 9 내지 도 13은 액막 형성 단계(S20)에서 기판(W)의 상태를 순차적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 액막 형성 단계(S20)에서, 기판(W) 상에 액 공급이 중지된 상태에서 기판(W)이 회전된다. 다만, 일 실시예에서, 본 발명의 액막 형성 단계(S20)는 기판(W)의 회전이 중지되는 구간을 포함한다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 액막 형성 단계(S20)는, 저속 회전 구간(S22)와 고속 회전 구간(S24)을 포함한다. 일 예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 저속 회전 구간(S22)에서 기판은 제1시간(t1) 동안 제1속도(V1)로 회전하고, 고속 회전 구간(S24)에서 기판은 제2시간(t2-t1) 동안 제2속도(V2)로 회전한다.
일 예에서, 제1속도(V1)은 0으로 제공된다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 제1시간(t1)동안 기판의 회전이 정지된다. 기판 상에 처리액(A)을 공급하는 동안, 패턴(P) 부근에서 처리액(A)이 경화된다. 경화된 처리액(A’)은, 패턴(P) 사이로 처리액(A)이 채워지는 것을 방해한다. 이에, 도 10에 도시된 바와 같이 경화된 처리액(A’) 부근에서, 처리액(A)이 패턴(P) 사이로 침투하지 못해 빈 공간(S)이 발생한다. 빈 공간(S)에 존재하는 파티클(D)은 처리액(A)에 의해 포획되지 못하는 바 이후에 기판(W)에서 제거되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명은 액막 형성 단계(S20)에서 기판(W)의 회전을 중지하는 과정을 포함하여, 경화된 처리액(A’) 부근에서 빈 공간이 발생하지 않도록 한다. 만약, 기판(W)이 계속해서 회전할 경우, 경화된 처리액(A’) 부근에서 오히려 경화되지 않은 처리액(A)이 패턴(P) 사이를 빠져나오거나, 기판(W)의 회전 속도에 의해 처리액(A)이 기판(W)의 중앙 영역에서 가장 자리 영역을 향하는 방향으로 비산되어 패턴(P) 사이로는 침투되지 않는다. 이에 본 발명은, 기판(W)의 회전을 중지시킨 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 경화된 처리액(A’) 사이로 처리액(A)이 패턴(P) 사이사이로 침투하도록 한다.
경화된 처리액(A’) 사이로 처리액(A)이 패턴(P) 사이사이로 침투하고 나면, 도 12에 도시된 바와 같이, 고속 회전 구간(S24)에서 기판(W)을 제2속도(V2)로 제2시간(t2-t1)동안 회전시킨다. 일 예에서, 제2시간(t2-t1)은 제1시간(t1) 보다 긴 시간으로 제공된다. 일 예에서, 제2시간(t2-t1)은 제1시간(t1) 보다 50퍼센트 내지 150퍼센트 긴 시간으로 제공될 수 있다. 예컨대, 제2시간(t2-t1)은 제1시간(t1)의 두 배로 제공될 수 있다. 이에, 기판(W) 상에서 처리액(A)이 충분히 고화되도록 한다.
일 예에서, 고속 회전 과정(S24)에서 기판(W)의 회전 속도(V2)는 처리액 공급 단계(S10)에서 기판(W)의 회전 속도와 같게 제공된다. 선택적으로, 액막 형성 단계(S20)에서 기판(W)의 회전 속도는 처리액 공급 단계(S10)에서 기판(W)의 회전 속도보다 느리거나 빠르게 제공된다. 고속 회전 구간(S24)에서, 처리액(A) 내의 솔벤트를 증발시키고 처리액(A)을 기판(W) 상에서 고화시킨다. 이에, 도 13에 도시된 바와 같이 기판(W) 상에는 경화된 처리액(A’) 막이 형성된다. 고화된 처리액(A’) 내에는 도 13에 도시된 바와 같이 파티클(D)이 포획된 상태이다.
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액막 형성 단계의 순서도를 나타내고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액막 형성 단계에서 기판(W)의 회전 속도를 나타내고, 도 16은 초기 회전 구간(S21)에서 기판(W)이 회전되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 일 예에서, 액막 형성 단계(S20)는, 초기 회전 구간(S21), 저속 회전 구간(S22) 그리고 고속 회전 구간(S24)을 포함한다. 일 예에서, 저속 회전 구간(S22)과 고속 회전 구간(S24)은 상술한 바와 동일하게 진행된다. 초기 회전 구간(S21)에서 기판(W)은 도 16에 도시된 바와 같이 제3속도(V3)로 제3시간(t0) 동안 회전된다. 일 예에서, 제3속도(V3)는 0이 아닌 속도이다. 일 예에서, 제3속도(V3)는 제2속도(V2)보다 느린 속도로 제공된다.
액막 형성 단계(S20) 이후에, 액막 박리 단계(S30)가 수행된다. 도 17은 액막 박리 단계(S30)에서 기판(W) 상으로 박리액(F)을 공급하는 모습을 나타내고, 도 18는 액막 박리 단계(S30)에서 기판(W) 상의 고화된 처리액(A’) 액막이 박리되는 모습을 나타낸다. 도 17에 도시된 바와 같이 액막 박리 단계(S30)에서, 회전하는 기판(W) 상으로 박리액(F)을 공급하여 기판(W) 상에서 고화된 처리액(A’)을 기판(W) 상의 파티클(D)과 함께 박리시킨다. 일 예에서, 박리액(F) 공급 노즐(462)은 기판(W)의 중앙 영역에 대향되는 영역에서 박리액(F)을 공급한다. 기판(W)의 회전에 의해 박리액(F)은 기판(W)의 중심으로부터 가장자리 영역으로 퍼져나간다. 기판(W)의 패턴(P) 형성면에 부착한 파티클(D)이 고화된 처리액(A’)과 함께 기판(W)으로부터 박리된다. 박리액(F)은, 고화된 처리액(A’)에 물리적인 힘을 가하여 고화된 처리액(A’)이 도 18에 도시된 바와 같이 기판(W)으로부터 탈락되도록한다.
액막 박리 단계(S30) 이후에 린스액 공급 단계(S40)가 수행된다. 도 19는 린스액 공급 단계(S40)에서 기판(W) 상으로 린스액(C)을 공급하는 모습을 나타내고, 도 20은 기판(W) 상에 린스액(C)이 공급된 모습을 나타낸다.
도 19에 도시된 바와 같이 린스액 공급 단계(S40)에서, 린스액(C) 공급 노즐(464)이 회전하는 기판(W) 상으로 린스액(C)을 공급하여 기판(W) 상에 잔류하는 잔여물을 제거한다. 액막 박리 단계(S30)에서 박리액(F)을 공급하여 기판(W)을 세정하더라도, 기판(W) 상에는 도 20과 같이 이물질이 잔존할 수 있다. 이에, 기판(W) 상으로 린스액(C)을 공급하여 잔여물을 제거한다. 일 예에서, 린스액(C) 공급 노즐(464)은 기판(W)의 중앙 영역에 대향되는 영역에서 린스액(C)을 공급한다. 기판(W)의 회전에 의해 린스액(C)은 기판(W)의 중심으로부터 가장자리 영역으로 퍼져나가면서 잔여물을 제거한다.
린스액 공급 단계(S40) 이후에 건조 단계(S50)가 수행된다. 도 21은 린스액 공급 단계(S40)가 끝난 이후의 기판(W)의 상태를 나타내고, 도 22은 건조 단계(S50)에서 기판(W)을 회전시키는 모습을 나타내며, 도 23는 건조 단계(S50)가 끝난 이후의 기판(W)의 상태를 나타낸다. 도 21에 도시된 바와 같이, 린스액 공급 단계(S40)에서 기판(W) 상으로 공급된 린스액(C)은 잔여물을 제거하나 린스액(C) 자체가 기판(W) 상에 잔류할 수 있다. 이에, 건조 단계(S50)에서 기판(W) 상에 남아있는 린스액(C)을 건조시킨다. 일 예에서, 건조 단계(S50)에서, 도 22에 도시된 바와 같이 기판(W) 상에 액 공급을 중지한 상태에서 기판(W)을 회전시킨다. 건조 단계(S50)가 완료되면, 도 23에 도시된 바와 같이 패턴(P) 사이 사이에 잔여하는 물질이 없이 기판(W)이 세정된다.
이상, 각 단계에서, 액이 토출되는 동안 기판(W)은 회전되는 상태로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 선택적으로 액이 토출되는 동안 기판(W)은 정지된 상태로 제공될 수 있다.
이상, 각 노즐은 기판(W)의 중앙 영역에서 기판(W) 상으로 액을 공급하는 것으로 명하였다. 그러나, 선택적으로, 각 노즐의 탄착 지점은 기판(W)의 중앙영역에서 기판(W)의 가장자리 영역 간에 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상으로 폴리머를 포함하는 처리액을 공급한 이후에, 기판 상에 액 공급을 중지하여 액막을 형성하는 단계에서 기판의 회전을 정지하는 구간을 포함한다. 이에, 처리액은 기판의 패턴 사이 사이로 침투하여 기판의 세정 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
460: 액 공급 유닛
462: 박리액 공급 노즐
463: 용해액 공급 노즐
464: 린스액 공급 노즐
470: 처리액 공급 노즐

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 기판에 토출하는 처리액 토출 단계와;
    상기 처리액 토출 단계 이후에 상기 처리액에서 상기 솔벤트를 휘발시켜 상기 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고,
    상기 액막 형성 단계에서 기판이 제1시간동안 제1속도로 회전되는 저속 회전 구간을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1속도는 0으로 제공되는 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계에서,
    상기 저속 회전 구간 이후에 상기 기판이 제1속도보다 빠른 제2속도로 제2시간동안 회전하는 고속 회전 구간을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    제2시간은 제1시간보다 긴 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액막의 형성은,
    상기 처리액을 공급한 이후에,
    상기 처리액의 공급을 중단하고 상기 기판을 회전시키는 것인 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폴리머는 수지를 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 상기 기판 상에 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 단계와;
    상기 처리액 토출 단계 이후에 상기 처리액에서 상기 솔벤트를 휘발시켜 상기 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고,
    상기 액막 형성 단계에서 기판이 제1시간동안 제1속도로 회전되는 저속 회전 구간을 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1속도는 0으로 제공되는 기판 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계에서,
    상기 저속 회전 구간 이후에 상기 기판이 제1속도보다 빠른 제2속도로 제2시간동안 회전하는 고속 회전 구간을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제2시간은 제1시간보다 긴 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계는,
    상기 저속 회전 구간 이전에 상기 기판이 제3시간동안 제3속도로 회전되는 초기 회전 구간을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제3시간은 상기 제1시간보다 짧은 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    제3속도는 상기 제2속도보다 느린 속도로 제공되는 기판 처리 방법.
  14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계에서,
    상기 기판 상으로 액 공급이 중지되는 기판 처리 방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계 이후에,
    회전하는 상기 기판 상으로 박리액을 공급하여 상기 기판으로부터 상기 처리액의 액막을 박리하는 액막 박리 단계와;
    상기 액막 박리 단계 이후에 회전하는 상기 기판 상으로 린스액을 공급하여 상기 기판 상의 잔여물을 세정하는 린스액 공급 단계와;
    상기 린스액 공급 단계 이후에 상기 기판 상에 액 공급을 중지하고 상기 기판을 회전시키는 건조 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 폴리머는 수지를 포함하고,
    상기 박리액은 탈이온수(Deionized water)이고,
    상기 린스액은 유기용제인 기판 처리 방법.
  17. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 상기 기판 상에 폴리머 및 솔벤트를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 단계와;
    상기 처리액 토출 단계 이후에, 상기 처리액에서 상기 솔벤트를 휘발시켜 상기 기판 상에 고화된 액막을 형성하는 액막 형성 단계를 포함하고,
    상기 액막 형성 단계에서 상기 기판의 회전이 정지되는 구간을 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계는,
    상기 기판의 회전을 제1시간 동안 정지한 이후에 상기 기판을 제2시간 동안 회전시키되,
    상기 제2시간은 상기 제1시간 보다 긴 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 액막 형성 단계에서,
    상기 기판 상으로 액 공급이 중지되는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 폴리머는 수지를 포함하는 기판 처리 방법.

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