KR20230138321A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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김강원
박한성
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Abstract

개시된 기판 처리 장치는, 웨이퍼를 지지하며 회전 축선을 중심으로 회전하는 회전 테이블; 및, 회전 테이블의 중앙부에 고정 배치되며, 회전 테이블에 지지된 웨이퍼가 회전할 때 웨이퍼의 하측면에 처리 유체를 분사하는 하측면 분사 모듈;을 구비한다. 하측면 분사 모듈은 처리 유체가 웨이퍼의 하측면에 경사지게 입사되도록 처리 유체를 분사하는 경사 분사 노즐을 구비한다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전하는 웨이퍼의 하측면에 처리 유체를 토출하여 웨이퍼를 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정은 기판, 즉 웨이퍼(wafer)를 식각하는 식각 공정과, 웨이퍼를 복수의 다이로 절단하는 싱귤레이션 공정과, 웨이퍼를 세정하는 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 웨이퍼 처리 공정은 웨이퍼 식각 공정 또는 세정 공정에서 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 회전 척(chuck)과, 회전하는 웨이퍼에 처리 유체를 토출하는 유체 토출 유닛(unit)을 구비한 기판 처리 장치에 의해 수행된다.
반도체 제조 공정에서 웨이퍼 중에서 상측면 뿐만 아니라 하측면도 식각이나 세정 처리가 필요한 경우가 있다. 이 경우에 웨이퍼의 상측면을 식각 또는 세정한 후에 웨이퍼를 회전 척에서 언로딩(unloading)하고, 웨이퍼를 위아래를 뒤집어서 다시 회전 척에 로딩(loading)하고, 웨이퍼를 회전시키면서 처리 유체를 토출하는 과정이 순차적으로 수행되어야 한다. 따라서, 작업 생산성이 저하되고, 작업에 필요한 전력 소모도 커진다.
한편, 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼의 하측면에 처리 유체를 토출하여 웨이퍼의 하측면을 식각 또는 세정하는 기판 처리 장치도 공지되어 있다. 그런데, 이러한 종래의 기판 처리 장치는 웨이퍼의 하측면 중앙부에 처리 유체의 토출이 집중되는 문제가 있다. 이로 인해 특히 웨이퍼의 하측면 식각 공정에 있어서 식각율(etch rate)의 균일도(uniformity)가 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0017401호(2002.03.07. 공개, 발명의 명칭: 박판 처리 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 웨이퍼의 하측면에 경사지게 입사되도록 처리 유체를 분사하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은, 웨이퍼를 지지하며 회전 축선을 중심으로 회전하는 회전 테이블; 및, 상기 회전 테이블의 중앙부에 고정 배치되며, 상기 회전 테이블에 지지된 웨이퍼가 회전할 때 상기 웨이퍼의 하측면에 처리 유체를 분사하는 하측면 분사 모듈(module);을 구비하고, 상기 하측면 분사 모듈은 상기 처리 유체가 상기 웨이퍼의 하측면에 경사지게 입사(入射)되도록 상기 처리 유체를 분사하는 경사 분사 노즐(nozzle)을 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 경사 분사 노즐은 상기 회전 축선에서 편심되게 배치되고, 상기 경사 분사 노즐은 상기 처리 유체를 상기 회전 축선에 가까워지거나 상기 회전 축선을 가로지르는 방향으로 상향 경사지게 분사할 수 있다.
상기 경사 분사 노즐이 분사하는 처리 유체는 식각액(etching agent)일 수 있다.
상기 하측면 분사 모듈은 상기 웨이퍼의 하측면에 상기 처리 유체가 수직 방향으로 입사하도록 상기 처리 유체를 분사하는 수직 분사 노즐을 더 구비하고, 상기 수직 분사 노즐은 상기 회전 축선에서 편심되게 배치될 수 있다.
상기 경사 분사 노즐의 분사구의 높이가 상기 수직 분사 노즐의 분사구의 높이보다 높지 않을 수 있다.
상기 하측면 분사 모듈은, 상기 웨이퍼에 분사된 후 상기 하측면 분사 모듈로 낙하하는 상기 처리 유체의 폐수를 상기 회전 테이블 및 상기 하측면 분사 모듈의 외부로 배수되도록 인도하는 폐수 배수 유로, 및 상기 폐수가 상기 폐수 배수 유로의 유입구로 유입되도록 상기 하측면 분사 모듈의 상측면에 경사지게 형성된 폐수 유도 경사면을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 상기 폐수 배수 유로를 통해 상기 폐수가 흡입되도록 상기 폐수 배수 유로에 부압(負壓)을 형성하는 폐수 수거부;를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 상기 하측면 분사 모듈과 상기 회전 테이블 사이의 틈새로 이물질이 침투하지 않도록 상기 틈새로 퍼지 기체(purge gas)를 공급하여 상기 틈새의 상단의 개구로 방출시키는 퍼지 기체 공급부;를 더 구비할 수 있다.
상기 틈새의 종단면 형상은 미로형 패턴(labyrinth pattern)을 따라 연장될 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는 회전하는 웨이퍼의 하측면에 경사지게 입사되도록 처리 유체를 분사하는 경사 분사 노즐을 구비하여 웨이퍼 하측면의 전체 영역에 처리 유체를 균일하게 분사할 수 있다. 이에 따라 웨이퍼의 하측면에 식각액을 분사하여 웨이퍼의 하측면을 식각하는 공정에서 식각율의 균일도가 향상되고, 반도체 제조에서 양품 수율이 향상된다.
본 발명의 기판 처리 장치가 웨이퍼의 상측면에 처리 유체를 분사하는 상측면 분사 노즐을 더 구비하는 경우, 웨이퍼를 회전 테이블에 탑재한 상태로 상측면과 하측면을 동시에 처리할 수 있다. 그러므로, 웨이퍼 처리 작업의 생산성이 향상되고, 전력 소모도 줄어 반도체 제조 원가도 절감된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2를 III-III에 따라 절개 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2를 IV-IV에 따라 절개 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 3은 도 2를 III-III에 따라 절개 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2를 IV-IV에 따라 절개 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 디스크(disk) 형상의 반도체용 웨이퍼(wafer)(1)의 하측면에 처리 유체를 분사하여 웨이퍼(1)를 처리하는 장치이다. 기판 처리 장치(10)는 회전 테이블(11), 하측면 분사 모듈(module)(20), 제1 처리 유체 공급부(60), 제2 처리 유체 공급부(65), 제3 처리 유체 공급부(70), 제4 처리 유체 공급부(75), 퍼지 기체(purge gas) 공급부(80), 및 폐수 수거부(85)를 구비한다.
회전 테이블(11)은 웨이퍼(1)를 지지하면 회전 축선(RC)을 중심으로 회전한다. 회전 테이블(11)은 회전 기둥(61)에 고정 지지되고, 상기 회전 기둥(61)이 회전 동력을 제공하는 모터(미도시)에 의해 회전 구동될 수 있다. 회전 테이블(11)은 외주부에 웨이퍼(1)를 지지하는 웨이퍼 홀더(holder)(15)를 구비한다. 웨이퍼 홀더(15)는 웨이퍼(1)를 회전 테이블(11)의 상측면으로부터 이격되게 지지한다.
웨이퍼 홀더(15)는 회전 축선(RX)을 중심으로 등각도 간격으로 이격된 복수의 지지 핀(pin)(16)을 구비할 수 있다. 복수의 지지 핀(16)의 상단은 웨이퍼(1)의 외주부가 끼워져 안착되도록 단차자게 형성될 수 있다. 도시되진 않았으나, 웨이퍼 홀더(15)는 웨이퍼(1)를 진공 흡착하는 복수의 흡착 핀을 더 구비할 수 있다.
하측면 분사 모듈(20)은 회전 테이블(11)의 중앙부에 회전 축선(RC) 상에 회전하지 않게 고정 배치된다. 하측면 분사 모듈(20)은 회전 기둥(61) 내부에서 회전 축선(RC)을 따라 연장된 고정 기둥(63)에 고정 지지될 수 있다. 하측면 분사 모듈(20)은 회전 테이블(11)에 지지된 웨이퍼(1)가 회전할 때 웨이퍼(1)의 하측면에 처리 유체를 분사한다.
하측면 분사 모듈(20)은 제1 처리 유체를 웨이퍼(1)의 하측면에 분사하는 경사 분사 노즐(nozzle)(30), 제2 처리 유체와 제3 처리 유체를 웨이퍼(1)의 하측면에 분사하는 제1 수직 분사 노즐(40), 및 제4 처리 유체를 웨이퍼(1)의 하측면에 분사하는 제2 수직 분사 노즐(45)을 구비한다. 경사 분사 노즐(30)은 웨이퍼(1)의 제1 처리 유체가 하측면에 경사지게 입사(入射)되도록 제1 처리 유체를 분사한다. 제1 처리 유체는 웨이퍼(1)의 하측면을 미세 회로 패턴에 대응되게 식각하는 식각액(etching agent)일 수 있다.
경사 분사 노즐(30)은 회전 축선(RC)에서 편심되게, 다시 말해, 회전 축선(RC)에서 이격되게 배치된다. 경사 분사 노즐(30)은 내부에 자신의 길이 방향으로 유체 이동 가능하게 형성된 노즐 내부 유로(32)와, 노즐 내부 유로(32)의 상단에서 회전 축선(RC)에 대해 경사지게 개방된 분사구(33)를 구비한다.
분사구(33)를 통해 분사되는 제1 처리 유체는 회전 축선(RC)에 가까워지거나 회전 축선(RC)을 가로지는 방향으로 상향 경사지게 분사된다. 부연하면, 도 4에서 도시된 바와 같이 분사구(33)를 통해 분사되는 제1 처리 유체는 상하 폭이 넓게 확산되면서 경사지게 분사된다. 분사구(33)는 상하 간격이 좌우 간격보다 큰 통공일 수 있다.
분사구(33)의 상단에서 분사되는 제1 처리 유체의 경로를 나타내는 가상의 제1 경로선(TL1)과 웨이퍼(1)의 하측면 사이의 제1 경사각(AN1)은 45°이상이고 90° 보다 작을 수 있다. 제1 경로선(TL1)은 회전 축선(RC)과 교차하지 않는다. 제1 경로선(TL1)과 웨이퍼(1) 하측면의 접점과 회전 축선(RC) 사이의 수평 거리는, 경사 분사 노즐(30)과 회전 축선(RC) 사이의 수평 거리보다 가까울 수 있다.
분사구(33)의 하단에서 분사되는 제1 처리 유체의 경로를 나타내는 가상의 제2 경로선(TL2)와 웨이퍼(1)의 하측면 사이의 제2 경사각(AN2)은 0° 보다 크고 45° 이하일 수 있다. 제2 경로선(TL2)은 회전 축선(RC)과 교차한다. 제2 경로선(TL2)과 웨이퍼(1) 하측면의 접점과 회전 축선(RC) 사이의 수평 거리는, 경사 분사 노즐(30)과 회전 축선(RC) 사이의 수평 거리보다 멀 수 있다.
회전 테이블(11)이 회전하여 웨이퍼(1)가 회전 축선(RC)을 중심으로 회전하면 웨이퍼(1)의 하측면에 분사된 제1 처리 유체가 웨이퍼(1)의 원주 방향으로 유동(流動)하면서 확산되어 웨이퍼(1)의 하측면 전체 영역에 걸쳐서 제1 처리 유체가 균일한 밀도와 두께로 도포된다. 경사 분사 노즐(30)에서 분사된 제1 처리 유체는 웨이퍼(1)의 하측면과 회전 축선(RC)의 교차점, 다시 말해 웨이퍼(1)의 중앙부와 이에 인접한 부분에도 입사되므로 웨이퍼(1)의 중앙부에도 제1 처리 유체가 균일한 밀도와 두께로 신뢰성있게 도포될 수 있다.
제1 처리 유체 공급부(60)는 경사 분사 노즐(30)로 제1 처리 유체를 공급한다. 제1 처리 유체 공급부(60)는 회전 테이블(11) 외부에 위치하며 제1 처리 유체가 수용된 제1 처리 유체 탱크(61), 제1 처리 유체 탱크(61)에서 경사 분사 노즐(30)까지 제1 처리 유체를 안내하는 제1 처리 유체 유로(64), 제1 처리 유체가 제1 처리 유체 유로(64)를 통해 제1 처리 유체 탱크(61)에서 경사 분사 노즐(30)의 노즐 내부 유로(32)로 공급되도록 제1 처리 유체를 가압하는 제1 펌프(62), 및 제1 처리 유체 유로(64)를 선택적으로 개폐하는 제1 밸브(63)를 구비한다.
제1 수직 분사 노즐(40)은 웨이퍼(1)의 하측면에 제2 처리 유체 및 제3 처리 유체 중 하나가 수직 방향으로 선택적으로 입사(入射)되도록 제2 처리 유체 및 제3 처리 유체 중 하나를 분사한다. 제2 처리 유체는 웨이퍼(1)의 하측면을 미세 회로 패턴에 대응되게 식각하는 식각액이고, 제3 처리 유체는 웨이퍼(1) 하측면의 이물질을 제거하는 예컨대, 탈이온수(DIW: deionized water)와 같은 세정액일 수 있다.
제1 수직 분사 노즐(40)은 회전 축선(RC)에서 편심되게, 다시 말해, 회전 축선(RC)에서 이격되게 배치된다. 제1 수직 분사 노즐(40)은 내부에 자신의 길이 방향으로 유체 이동 가능하게 형성된 노즐 내부 유로(41)와, 노즐 내부 유로(41)의 상단에 회전 축선(RC)과 평행한 제1 수직선(VL1)을 따라 개방된 분사구(43)를 구비한다.
분사구(43)를 통해 분사되는 제2 처리 유체는 웨이퍼(1) 하측면의 중앙부에 분사된다. 제1 처리 유체와 제2 처리 유체가 모두 식각액인 경우, 경사 분사 노즐(30) 뿐만 아니라 제1 수직 분사 노즐(40)도 웨이퍼(1) 하측면의 중앙부에 식각액을 분사하므로, 웨이퍼(1)의 회전으로 인한 원심력에 의해 식각액이 웨이퍼(1)의 방사 방향으로 유동한다고 하더라도 웨이퍼(1)의 하측면에 충분한 식각액이 도포될 수 있다. 경사 분사 노즐(30)의 제1 처리 유체 분사와 제1 수직 분사 노즐(40)의 제2 처리 유체 분사는 동시에 수행될 수 있다.
제1 수직 분사 노즐(40)을 통해 제3 처리 유체, 다시 말해 세정액이 분사될 수도 있다. 웨이퍼(1)의 회전으로 인한 원심력에 의해 세정액은 웨이퍼(1)의 하측면에서 외주 방향으로 유동하면서 이물질을 씻어내고 웨이퍼(1)의 외주 모서리를 통해 배출된다. 이물질이 웨이퍼(1)의 하측면 깨끗하게 세정되도록 세정액은 식각액보다 큰 유량으로 오랜 시간동안 분사될 수 있다.
제2 처리 유체 공급부(65)는 제1 수직 분사 노즐(40)로 제2 처리 유체를 공급한다. 제2 처리 유체 공급부(65)는 회전 테이블(11) 외부에 위치하며 제2 처리 유체가 수용된 제2 처리 유체 탱크(66), 제2 처리 유체 탱크(66)에서 제1 수직 분사 노즐(40)까지 제2 처리 유체를 안내하는 제2 처리 유체 유로(69), 제2 처리 유체가 제2 처리 유체 유로(69)를 통해 제2 처리 유체 탱크(66)에서 제1 수직 분사 노즐(40)의 노즐 내부 유로(41)로 공급되도록 제2 처리 유체를 가압하는 제2 펌프(67), 및 제2 처리 유체 유로(69)를 선택적으로 개폐하는 제2 밸브(68)를 구비한다.
제3 처리 유체 공급부(70)는 제1 수직 분사 노즐(40)로 제3 처리 유체를 공급한다. 제3 처리 유체 공급부(70)는 회전 테이블(11) 외부에 위치하며 제3 처리 유체가 수용된 제3 처리 유체 탱크(71), 제3 처리 유체 탱크(71)에서 제1 수직 분사 노즐(40)까지 제3 처리 유체를 안내하는 제3 처리 유체 유로(74), 제3 처리 유체가 제3 처리 유체 유로(74)를 통해 제3 처리 유체 탱크(71)에서 제1 수직 분사 노즐(40)의 노즐 내부 유로(41)로 공급되도록 제3 처리 유체를 가압하는 제3 펌프(72), 및 제3 처리 유체 유로(74)를 선택적으로 개폐하는 제3 밸브(73)를 구비한다.
제2 수직 분사 노즐(45)은 웨이퍼(1)의 하측면에 제4 처리 유체가 수직 방향으로 입사되도록 제4 처리 유체를 분사한다. 제4 처리 유체는 세정액의 분사가 중단된 이후에 젖어 있는 웨이퍼(1)의 하측면을 건조하기 위한 건조 가스일 수 있다. 건조 가스는 예컨대, 질소 가스(N2)일 수 있다.
제2 수직 분사 노즐(45)은 회전 축선(RC)에서 편심되게, 다시 말해, 회전 축선(RC)에서 이격되게 배치된다. 제1 수직 분사 노즐(40)과 제2 수직 분사 노즐(45)은 회전 축선(RC)을 중심으로 180° 간격으로 배치될 수 있다. 제2 수직 분사 노즐(45)은 내부에 자신의 길이 방향으로 유체 이동 가능하게 형성된 노즐 내부 유로(46)와, 노즐 내부 유로(46)의 상단에 회전 축선(RC)과 평행한 제2 수직선(VL2)을 따라 개방된 분사구(48)를 구비한다.
분사구(48)를 통해 분사되는 제4 처리 유체는 웨이퍼(1) 하측면의 중앙부에 분사된다. 웨이퍼(1)의 회전으로 인한 원심력에 의해 건조 가스는 웨이퍼(1)의 하측면에서 외주 방향으로 유동하면서 웨이퍼(1)의 하측면을 건조시킨다.
제4 처리 유체 공급부(75)는 제2 수직 분사 노즐(45)로 제4 처리 유체를 공급한다. 제4 처리 유체 공급부(75)는 회전 테이블(11) 외부에 위치하며 제4 처리 유체가 수용된 제4 처리 유체 탱크(76), 제4 처리 유체 탱크(76)에서 제2 수직 분사 노즐(45)까지 제4 처리 유체를 안내하는 제4 처리 유체 유로(79), 제4 처리 유체가 제4 처리 유체 유로(79)를 통해 제4 처리 유체 탱크(76)에서 제2 수직 분사 노즐(45)의 노즐 내부 유로(46)로 공급되도록 제4 처리 유체를 가압하는 제4 펌프(67), 및 제4 처리 유체 유로(79)를 선택적으로 개폐하는 제4 밸브(78)를 구비한다.
경사 분사 노즐(30)의 분사구(33)의 높이(NH1)는 제1 수직 분사 노즐(40)의 분사구(43)의 높이(NH2) 및 제2 수직 분사 노즐(45)의 분사구(48)의 높이(NH3)보다 높지 않다. 다시 말해, 경사 분사 노즐(30)의 분사구(33)의 높이(NH1)가 수직 분사 노즐(40, 45)의 분사구(43, 48)의 높이(NH2, NH3)보다 작거나 같다. 도 2를 참조하면, 경사 분사 노즐(30)은 제1 수직 분사 노즐(40)과 제2 수직 분사 노즐(45) 사이로 제1 처리 유체를 분사한다. 따라서, 경사 분사 노즐(30)의 분사구(33)의 높이가 수직 분사 노즐(40, 45)의 분사구(43, 48)의 높이보다 낮더라도 제1 처리 유체의 분사가 수직 분사 노즐(40, 45)에 의해 가로막히지 않는다.
하측면 분사 모듈(20)의 중앙에는 웨이퍼(1)에 분사된 후 하측면 분사 모듈(20)의 상측면으로 낙하하는 처리 유체의 폐수를 회전 테이블(11) 및 하측면 분사 모듈(20)의 외부로 배수되도록 인도하는 폐수 배수 유로(24), 및 상기 처리 유체의 폐수가 폐수 배수 유로(24)의 유입구로 유입되도록 안내하는 폐수 유로 경사면(22)이 형성된다. 폐수 배수 유로(24)는 회전 축선(RC)을 따라 아래로 연장될 수 있다. 폐수 유로 경사면(22)은 하측면 분사 모듈(20)의 상측면에 깔때기 형상으로 경사지게 형성된다.
폐수 수거부(85)는 하측면 분사 모듈(20)의 상측면으로 낙하하는 폐수가 폐수 배수 유로(24)를 통해 흡입되도록 폐수 배수 유로(24)에 부압(負壓)을 형성한다. 폐수 수거부(85)는 회전 테이블(11)의 외부에 위치하며 수거된 폐수를 수용하는 폐수 탱크(86), 폐수 배수 유로(24)를 통해 배수된 폐수를 폐수 탱크(86)까지 안내하는 폐수 유로(89), 폐수 유로(89)와 폐수 배수 유로(24)를 통해 폐수가 폐수 탱크(86)로 흡입되어 수거되도록 부압을 형성하는 제6 펌프(87), 및 폐수 유로(89)를 선택적으로 개폐하는 제6 밸브(88)를 구비한다.
회전하는 회전 테이블(11)의 내측면과 회전하지 않고 고정된 하측면 분사 모듈(20)의 외측면 사이에는 이격된 미로형 패턴 틈새(50)가 형성된다. 퍼지 기체 공급부(80)는 미로형 패턴 틈새(50)로 예컨대, 흄(fume)과 같은 이물질이 침투하지 않도록 미로형 패턴 틈새(50)로 퍼지 기체(purge gas)를 공급하여 미로형 패턴 틈새(50) 상단의 유출구(57)로 방출시킨다. 퍼지 기체는 예컨대, 질소 가스(N2)일 수 있다.
퍼지 기체 공급부(80)는 회전 테이블(11) 외부에 위치하며 퍼지 기체가 수용된 퍼지 기체 탱크(81), 퍼지 기체 탱크(81)에서 미로형 패턴 틈새(50)까지 퍼지 기체를 안내하는 퍼지 기체 유로(84), 퍼지 기체가 퍼지 기체 유로(84)를 통해 퍼지 기체 탱크(81)에서 미로형 패턴 틈새(50)로 공급되도록 퍼지 기체를 가압하는 제5 펌프(82), 및 퍼지 기체 유로(84)를 선택적으로 개폐하는 제5 밸브(83)를 구비한다.
미로형 패턴 틈새(50)의 종단면 형상은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 미로형 패턴(labyrinth pattern)을 따라 연장된다. 이로 인해, 퍼지 기체가 회전 축선(RC)을 중심으로 360° 방향으로 균일한 압력으로 편중되지 않게 미로형 패턴 틈새(50)를 따라 유동하여 미로형 패턴 틈새(50) 상단의 유출구(57)로 방출된다. 결과적으로, 상단의 유출구(57)를 통한 이물질의 침투가 신뢰성있게 차단된다.
구체적으로, 미로형 패턴 틈새(50)는 퍼지 가스의 유동 경로 상에서 퍼지 가스의 유동 방향을 전환시키는 제1 절곡부(52), 제2 절곡부(53), 제3 절곡부(54), 제4 절곡부(55), 및 제5 절곡부(56)를 포함한다. 또한, 미로형 패턴 틈새(50)는 퍼지 기체의 압력이 균일하게 분산되도록 단차지게 확장된 퍼지 가스 챔버(chamber)(51)를 더 구비한다. 퍼지 가스 챔버(51)는 퍼지 가스의 유동 경로를 따라 제1 절곡부(52)보다 선행하는 위치에 마련된다. 중력에 의해 낙하하는 이물질에 의해 폐쇄되지 않도록 미로형 패턴 틈새(50)의 유출구(57)는 방사 방향으로 개방된다. 미로형 패턴 틈새(50)에서 제5 절곡부(56)를 통과한 퍼지 가스는 유출구(57)를 통해 방사 방향으로 방출된다.
이상에서 설명한 기판 처리 장치(10)는 회전하는 웨이퍼(1)의 하측면에 경사지게 입사되도록 처리 유체를 분사하는 경사 분사 노즐(30)을 구비하여 웨이퍼(1) 하측면의 전체 영역에 처리 유체를 균일하게 분사할 수 있다. 이에 따라 웨이퍼(1)의 하측면에 식각액을 분사하여 웨이퍼의 하측면을 식각하는 공정에서 식각율의 균일도가 향상되고, 반도체 제조에서 양품 수율이 향상된다.
도 1에 도시되진 않았으나, 기판 처리 장치(10)는 웨이퍼(1)의 상측면에 처리 유체를 분사하는 상측면 분사 노즐을 더 구비할 수 있다. 이 경우에 웨이퍼(1)를 회전 테이블(11)에 탑재한 상태로 상측면과 하측면을 동시에 처리할 수 있다. 그러므로, 웨이퍼(1) 처리 작업의 생산성이 향상되고, 전력 소모도 줄어 반도체 제조 원가도 절감된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 웨이퍼를 지지하며 회전 축선을 중심으로 회전하는 회전 테이블; 및,
    상기 회전 테이블의 중앙부에 고정 배치되며, 상기 회전 테이블에 지지된 웨이퍼가 회전할 때 상기 웨이퍼의 하측면에 처리 유체를 분사하는 하측면 분사 모듈(module);을 구비하고,
    상기 하측면 분사 모듈은 상기 처리 유체가 상기 웨이퍼의 하측면에 경사지게 입사(入射)되도록 상기 처리 유체를 분사하는 경사 분사 노즐(nozzle)을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 경사 분사 노즐은 상기 회전 축선에서 편심되게 배치되고,
    상기 경사 분사 노즐은 상기 처리 유체를 상기 회전 축선에 가까워지거나 상기 회전 축선을 가로지르는 방향으로 상향 경사지게 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 경사 분사 노즐이 분사하는 상기 처리 유체는 식각액(etching agent)인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 하측면 분사 모듈은 상기 웨이퍼의 하측면에 상기 처리 유체가 수직 방향으로 입사하도록 상기 처리 유체를 분사하는 수직 분사 노즐을 더 구비하고,
    상기 수직 분사 노즐은 상기 회전 축선에서 편심되게 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 경사 분사 노즐의 분사구의 높이가 상기 수직 분사 노즐의 분사구의 높이보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하측면 분사 모듈은,
    상기 웨이퍼에 분사된 후 상기 하측면 분사 모듈로 낙하하는 상기 처리 유체의 폐수를 상기 회전 테이블 및 상기 하측면 분사 모듈의 외부로 배수되도록 인도하는 폐수 배수 유로, 및
    상기 폐수가 상기 폐수 배수 유로의 유입구로 유입되도록 상기 하측면 분사 모듈의 상측면에 경사지게 형성된 폐수 유도 경사면을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 폐수 배수 유로를 통해 상기 폐수가 흡입되도록 상기 폐수 배수 유로에 부압(負壓)을 형성하는 폐수 수거부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 하측면 분사 모듈과 상기 회전 테이블 사이의 틈새로 이물질이 침투하지 않도록 상기 틈새로 퍼지 기체(purge gas)를 공급하여 상기 틈새의 상단의 개구로 방출시키는 퍼지 기체 공급부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 틈새의 종단면 형상은 미로형 패턴(labyrinth pattern)을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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