KR20240071637A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240071637A
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이근우
강대중
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정부; 상기 기판의 표면에 스프레이 방식으로 유체를 분사하도록 구성된 분사부; 및 상기 공정부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 공정부의 동작을 중지하고 상기 분사부가 상기 기판의 표면에 유체를 분사하도록 제어할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{substrate processing equipment}
아래의 실시 예는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체소자의 제조에는, 연마와 버핑(buffing) 및/또는 세정을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 작업이 필요하다. 반도체 소자는, 다층 구조의 형태로 되어 있으며, 기판층에는 확산영역을 갖춘 트랜지스터 소자가 형성된다. 기판층에서, 연결금속선이 패턴화되고 기능성 소자를 형성하는 트랜지스터 소자에 전기 연결된다. 공지된 바와 같이, 패턴화된 전도층은 이산화규소와 같은 절연재로 다른 전도층과 절연된다. 더 많은 금속층과 이에 연관된 절연층이 형성되므로, 절연재를 편평하게 할 필요성이 증가한다. 편평화가 되지 않으면, 표면형태에서의 많은 변동 때문에 추가적인 금속층의 제조가 실질적으로 더욱 어려워진다. 또한, 금속선패턴은 절연재로 형성되어, 금속 CMP 작업이 과잉금속물을 제거하게 된다. 한편, 기판에 대한 공정이 진행되는 도중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 상황이 발생할 수 있다. 이와 같은 상황에서, 공정이 진행되던 기판의 상태를 유지할 수 있는 장치가 요구된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은, 임의의 공정이 비정상적으로 수행된 상황에서, 기판에 가해지는 손상을 최소화하면서 기판의 상태를 유지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정부; 상기 기판의 표면에 스프레이 방식으로 유체를 분사하도록 구성된 분사부; 및 상기 공정부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 공정부의 동작을 중지하고 상기 분사부가 상기 기판의 표면에 유체를 분사하도록 제어할 수 있다.
상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 분사부에서 유체가 분사되는 제1 주기 및 상기 분사부에서 유체가 분사되지 않는 제2 주기가 반복되도록 상기 분사부를 제어할 수 있다.
상기 제1 주기는 상기 제2 주기보다 짧을 수 있다.
상기 제1 주기는 3초 내지 15초이고, 상기 제2 주기는 20초 내지 60초일 수 있다.
상기 유체는 순수를 포함할 수 있다.
상기 분사부는 제1 분사 노즐 및 제2 분사 노즐을 포함하고, 상기 제1 분사 노즐 및 제2 분사 노즐은 상기 기판의 중심으로부터 방사상 거리가 상이한 영역에 유체를 분사할 수 있다.
상기 기판에 광을 조사하는 발광부를 더 포함하고, 상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 발광부에서 565nm 내지 590nm 파장의 빛이 조사되도록 제어할 수 있다.
상기 기판에 광을 조사하는 발광부를 더 포함하고, 상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 발광부에서 빛이 조사되지 않도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정부; 상기 기판의 표면에 유체를 분사하도록 구성된 분사부; 및 상기 공정부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 분사부에서 유체가 분사되는 제1 주기 및 상기 분사부에서 유체가 분사되지 않는 제2 주기가 반복되도록 상기 분사부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 임의의 공정이 비정상적으로 수행된 상황에서, 기판에 가해지는 손상을 최소화하면서 기판의 상태를 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 분사부의 분사 위치를 도시하는 개략적인 평면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 분사부의 온/오프 그래프이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 블록도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 사시도이다. 도 3은 일 실시 예에 따른 분사부의 분사 위치를 도시하는 개략적인 평면도이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 분사부의 온/오프 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 기판(W)에 대하여 처리 공정을 수행할 수 있다. 기판(W)에 대한 처리 공정은 연마 공정, 버핑 공정, 세정 공정 및/또는 건조 공정을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 기판(W)에 대한 처리 공정의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. 기판(W)은 반도체 장치(semiconductor) 제조용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나, 기판(W)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(W)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)과 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글라스를 포함할 수도 있다.
일 실시 예에서, 기판 처리 장치(1)는 지지부(10), 공정부(11), 분사부(12), 발광부(13), 감지부(14) 및 제어부(15)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 지지부(10)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지부(10)는 지지 플레이트, 지지 척 또는 지지 핀을 포함할 수 있다. 도면에 도시된 지지부(10)는 예시적인 것으로, 지지부(10)의 구조 및/또는 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 공정부(11)는 기판(W)에 대한 처리 공정을 수행할 수 있다. 공정부(11)는 연마 공정, 버핑 공정, 세정 공정 및/또는 건조 공정 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다. 예를 들어, 공정부(11)는 기판(W)을 파지하는 캐리어 및/또는 기판(W)을 연마하는 연마 패드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정부(11)는 기판(W)에 세정액 또는 린스액을 분사하는 유체 분사 노즐 및/또는 기판(W)을 세정하는 브러쉬를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정부(11)는 기체를 분사하는 기체 분사 노즐을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 공정부(11)가 수행하는 공정의 종류 및/또는 공정부(11)가 포함하는 구성이 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 분사부(12)는 기판(W)의 표면에 유체를 분사할 수 있다. 분사부(12)가 분사하는 유체는 순수를 포함할 수 있다. 분사부(12)는 스프레이 방식으로 유체를 분사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 분사부(12)는 좁은 영역에 유체를 직분사하는 것이 아니라, 넓은 영역에 걸쳐 유체를 스프레이 방식으로 분사할 수 있다. 분사부(12)는 제1 분사 노즐(121) 및 제2 분사 노즐(122)을 포함할 수 있다. 제1 분사 노즐(121) 및 제2 분사 노즐(122)은 기판(W)의 중심으로부터 방사상 거리가 상이한 영역에 유체를 분사할 수 있다. 예를 들어, 제1 분사 노즐(121)이 유체를 분사하는 영역의 중심점(P1)은 기판(W)의 중심으로부터 제1 반경(R1)에 위치할 수 있고, 제2 분사 노즐(122)이 유체를 분사하는 영역의 중심점(P2)은 기판(W)의 중심으로부터 제2 반경(R2)에 위치할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 기판(W)의 전 영역에 걸쳐 골고루 유체를 분사하는 것이 가능할 수 있다.
일 실시 예에서, 발광부(13)는 기판(W)에 광을 조사할 수 있다. 기판(W)에 조사되는 광은 기판(W)의 표면 처리를 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 발광부(13)는 백색광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 발광부(13)는 노란색 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 발광부(13)는 565nm 내지 590nm 파장의 빛을 조사할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 발광부(13)가 조사하는 빛이 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 감지부(14)는 기판 처리 장치(1)의 상태를 감지할 수 있다. 예를 들어, 감지부(14)는 기판 처리 장치(1)의 각 공정이 정상적으로 수행되는지를 감지할 수 있다. 예를 들어, 감지부(14)는 기판 처리 장치(1)의 각 공정의 수행 상태를 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 감지부(14)는 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 것으로 감지된 경우, 알람을 발생시킬 수 있다. 감지부(14)는 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 것으로 감지된 경우, 비상 신호를 제어부(15)에 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(15)는 공정부(11), 분사부(12) 및 발광부(13)의 동작을 제어할 수 있다. 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 제어부(15)는 공정이 진행 중이던 기판(W)의 상태를 보존하고 기판(W)의 건조, 오염 또는 손상을 방지하기 위하여, 공정부(11), 분사부(12) 및 발광부(13)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 제어부(15)는 공정부(11)의 동작을 중지할 수 있다. 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 제어부(15)는 분사부(12)가 기판(W)의 표면에 유체를 분사하도록 제어할 수 있다. 기판(W)에 대한 공정이 중지된 상태에서, 기판(W) 표면에 유체(예: 순수)를 분사함으로써, 기판(W)의 상태를 유지시킬 수 있으며, 기판(W)의 건조, 오염 또는 손상을 방지할 수 있다. 이후에, 처리 공정이 재개되는 경우, 이어서 해당 기판(W)에 후속 공정을 진행할 수 있다. 이 과정에서, 분사부(12)는 스프레이 방식으로 넓은 영역에 걸쳐 유체를 분사하기 때문에, 기판(W)의 단위 면적당 받는 유체의 타력이 작을 수 있다. 따라서, 유체의 분사력에 의하여 기판(W)의 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 스프레이 방식의 분사부(12)를 이용하면, 좁은 영역에 유체를 직분사하도록 구성된 분사부에 비하여, 기판(W)에 손상(예: W plug recess)이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에서, 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 제어부(15)는 분사부(12)에서 유체가 분사되는 주기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 분사부(12)에서 유체가 단속적으로 분사되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 분사부(12)에서 유체가 분사되는 제1 주기(t1) 및 분사부(12)에서 유체가 분사되지 않는 제2 주기(t2)가 반복되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 주기(t1)는 제2 주기(t2)보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 제1 주기(t1)는 3초 내지 15초이고, 제2 주기(t2)는 20초 내지 60초일 수 있다. 예를 들어, 제1 주기(t1)는 5초이고, 제2 주기(t2)는 50초일 수 있다. 예를 들어, 제1 주기(t1)는 5초이고, 제2 주기(t2)는 30초일 수 있다. 예를 들어, 제1 주기(t1)는 10 초이고, 제2 주기(t2)는 30초일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제1 주기(t1) 및 제2 주기(t2)가 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 같은 단속적인 분사에 의하면, 기판(W)의 표면이 받는 단위 시간당 유체의 타력을 낮출 수 있다. 따라서, 이와 같은 단속적인 분사에 의하면, 연속적인 분사에 비하여 기판(W)에 손상(예: W plug recess)이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에서, 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 제어부(15)는 발광부(13)에서 노란색 빛(예: 565nm 내지 590nm 파장의 빛)이 조사되도록 제어할 수 있다. 노란색 빛의 경우, 백색광에 비하여 기판(W) 부식(예: W plug corrosion)을 덜 발생시키므로, 제어부(15)가 발광부(13)에서 노란색 빛(565nm 내지 590nm 파장의 빛)이 조사되도록 제어함으로써, 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행된 경우 기판(W)에 손상(예: W plug corrosion)이 발생되는 것을 최소화할 수 있다. 또는, 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 제어부(15)는 발광부(13)에서 빛이 조사되지 않도록 제어할 수 있다. 이와 같은 제어에 의하여도, 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행된 경우 기판(W)에 손상(예: W plug corrosion)이 발생되는 것을 최소화할 수 있다. 이후에, 처리 공정이 재개되는 경우, 이어서 해당 기판(W)에 후속 공정을 진행할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1: 기판 처리 장치
10: 지지부
11: 공정부
12: 분사부
13: 발광부
14: 감지부
15: 제어부

Claims (9)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정부;
    상기 기판의 표면에 스프레이 방식으로 유체를 분사하도록 구성된 분사부; 및
    상기 공정부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 공정부의 동작을 중지하고 상기 분사부가 상기 기판의 표면에 유체를 분사하도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 분사부에서 유체가 분사되는 제1 주기 및 상기 분사부에서 유체가 분사되지 않는 제2 주기가 반복되도록 상기 분사부를 제어하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 주기는 상기 제2 주기보다 짧은, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 주기는 3초 내지 15초이고, 상기 제2 주기는 20초 내지 60초인, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체는 순수를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분사부는 제1 분사 노즐 및 제2 분사 노즐을 포함하고,
    상기 제1 분사 노즐 및 제2 분사 노즐은 상기 기판의 중심으로부터 방사상 거리가 상이한 영역에 유체를 분사하는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 광을 조사하는 발광부를 더 포함하고,
    상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 발광부에서 565nm 내지 590nm 파장의 빛이 조사되도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 광을 조사하는 발광부를 더 포함하고,
    상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 발광부에서 빛이 조사되지 않도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  9. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판에 대한 처리 공정을 수행하는 공정부;
    상기 기판의 표면에 유체를 분사하도록 구성된 분사부; 및
    상기 공정부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 처리 공정 중 임의의 공정이 비정상적으로 수행되는 경우, 상기 제어부는 상기 분사부에서 유체가 분사되는 제1 주기 및 상기 분사부에서 유체가 분사되지 않는 제2 주기가 반복되도록 상기 분사부를 제어하는, 기판 처리 장치.
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