KR920009981B1 - 기판의 표면처리방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

기판의 표면처리방법

제1도는 본 발명에 의한 기판의 표면처리방법을 실시하기 위한 장치의 일예의 개략적인 구성을 나타내는 측단면도.

제2도는 상기 장치에 사용되는 처리액공급수단의 일예를 나타내는 일부절개 사시도.

제3도는 본 발명에 의한 표면처리방법을 실시하는 장치의 다른예를 나타내는 측단면 개요도.

제4도는 제3도에 나타낸 장치에 사용되는 표면처리액공급수단의 다른예를 나타내는 요부개요도.

제5도는 종래의 기판처리장치의 일예를 나타내는 측면개요도.

제6도는 본 발명에의한 표면처리방법에 따라 처리액의 커튼상으로 공급되는 상태를 나타내는 도면.

제7도는 종래 기술에 있어서 처리액이 공급되는 상태를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

w : 기판 10,30 : 액층

12,34 : 처리액공급수단 32 : 표면처리액유하수단

R₁,R₅: 반송로울러 R₂,R₇: 이송로울러

T₁,T₄: 표면처리액수조 T₆: 침적조

P,P₁,P₂: 펌프 N₁: 처리액공급구

본 발명은, 반도체기판, 액정용 그라스기판, 프린트회로기판, 리이드프레임등의 박판상의 기판(이하, “기판”이라 한다)의 현상처리, 또는 엣칭처리등의 표면처리방법에 관한 것이다.

종래 샤우어노즐에 의해 표면처리액을 기판표면에 살포하여 표면을 처리하는 방법은 잘 알려져 있다.

이 경우, 처리액의 비말이 많이 발생하고 이 비말이 부착한 개소는 다른개소보다도 빨리 표면처리가 진행하며, 표면처리상태에 얼룩이 발생하여 품질불량을 야기시키는 것이었다.

그래서, 예를들면 일본국 특공소 62-33736호 공보(발명의 명칭 “반도체 웨이퍼의 처리장치”)에 있어서는, 미리 처리액을 웨이퍼 표면에 한거번에 유하(流下)시켜서 웨이퍼 표면을 처리액으로 순시에 피복하도록 한 봉상노즐과, 이봉상노즐의 웨이퍼 진행방향의 전방위치에 봉상노즐과 소정의 거리를 두어서 처리액을 부채형상으로 횡방향에 넓게 펴지는 샤우어상으로 분출하는 샤우어노즐과를 구비한 반도체 웨이퍼의 처리장치가 개시되어 있다.

이 장치는, 제5도에 그 측면개요도를 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)를 수평으로 반송하는 벨트컨베이어(7)의 상방에, 제1노즐(4), 제2노즐(5) 및 이 제2노즐(5)과 거리 D만큼 떨어진 제3노즐(5´)를 각각 매달도록 설치하여 구성하고 있다. 이 장치에 있어서, 제1노즐은 제7도에 도시된 바와 같이, 봉상으로 유하된 충분한 량의 처리액(3)을 웨이퍼(1)의 표면에 공급하고, 제2노즐(5)은, 샤우어상으로 처리액 (6)을 웨이퍼(1)의 표면에 공급하여 웨이퍼 표면에 처리액의 액층(2)을 전면에 균일하게 형성하도록 하고 있다. 그래서, 거리 D사이를 웨이퍼가 수평으로 반송되고, 이 반송중에 웨이퍼의 표면의 액층(2)내에서 차례로 웨이퍼(1)의 표면처리가 진행되어, 제3노즐(5´)에 의한 샤우어상으로 처리액(6´)을 공급하여 처리를 완료한다.

종래의 예를들어 일본국 특개소 62-33736호 공보에 기재된 웨이퍼 처리장치에 있어서는, 웨이퍼 진행방향에 있어서의 거리 D 사이에 처리액공급노즐이 없고, 웨이퍼(1) 표면의 액층(2)과 웨이퍼(1)가 동시에 수평으로 반송되기 때문에 일종의 침적정지 표면처리를 행하게 되는 것으로 되어, 표면처리의 진행속도가 늦어진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 종래 표면처리방법에 있어서 상기 문제점을 해결하기위하여 된 것으로, 기판 1매 마다의 처리액공급량을 적게 할 수 있음과 동시에 표면처리를 신속하게 하고, 또한 균일하게 행하여지도록 함을 과제로 하고 있다.

본 발명의 제1발명은, 상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 수평반송중의 기판표면에 표면처리액을 커어튼상으로 공급하여 그 기판표면에 표면처리액의 액층을 형성하는 제1공정과, 상기 제1공정에 이어서, 표면에 표면처리액의 액층이 형성된 상기 기판을 수평방향으로 왕복이동시키는 제2공정을 경유하는 것에 의해 기판의 표면처리를 행하도록 하는 것을 요지로 하고 있다.

또한, 본 발명의 제2발명은, 수평으로 반송중의 기판표면에 표면처리액을 커어튼상으로 공급하는 제1행정과, 표면에 표면처리액이 공급된 기판을 표면처리액내에 침적된 상태에서 수평방향으로 왕복이동시키는 제2행정을 경유하는 것에 의해, 기판의 표면처리를 행하도록 한 것을 요지로 하고 있다.

상기 구성의 표면처리방법에 의하면, 제1발명에서는, 수평반송중의 기판표면에 커어튼상으로 표면처리액이 공급되고, 이후 제1발명에서는 기판표면에 열 처리액층을 형성한 상태에서 그 기판을 수평방향으로 왕복이동시키기 때문에, 기판표면은 수평이동과정에서 정지표면처리가 행하여지고, 기판의 이송방향이 역으로 될 때에 액층의 관성력에 의하여 표면처리액의 교반작용이 일어나고, 기판표면에서의 액의 갱신이 행하여져서, 표면처리가 빠르고 또한 균일하게 진행된다.

또한, 제2의 발명에서는 수평반송중의 기판표면에 표면처리액을 커어튼상으로 공급하는 제1행정에 의하여, 기판표면으로의 표면처리액의 접촉이, 기판표면의 어떠한위치에서도 처리액과 접촉하는 상황에서 개시하는 것으로 되어, 전면 균일한 표면처리에 기여한다. 이것은, 종래기술에서 기판표면이 표면처리액과 접촉하는 초기에 있어서는 표면처리의 진행이 급격하여서 불안정한 경향이 있기 때문에 표면처리액의 엷은 얼룩이 표면처리의 균일도를 저하시키는 큰 요인의 하나이지만, 이와 같은 요인을 해소하기 때문이다. 이어서, 상기 제1행정후, 즉 기판표면의 표면처리액과 접촉이 일단 완료한후, 제2행정에 의하여 표면처리를 속행하기 때문이지만, 이와 같은 제2행정에 있어서 침적상태에서의 표면처리는, 표면처리액중에서 기판을 수평방향으로 왕복이동시키면서 행하기 때문에, 기판표면에서는 표면처리액이 교반되어 기판표면이 상기 새로운 처리액과 접촉하게 되어 균일하고 빠르게 표면처리가 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는, 본 발명에 의한 방법을 실시하기 위한 기판의 표면처리장치의 개략구성을 나타내는 측단면도이다.

제1도에 나타낸 장치에 있어서, 기판(W)을 수평방향으로 반송하는 반송로울러(R₁)가 복수개, 자유로이 회전할 수 있도록 축받이 되어, 나열하여 설치되어 있고, 이 반송로울러(R₁)의 상방에, 수평으로 반송되는 기판(W)의 표면에 커어튼상으로 처리액을 공급하여 액층(10)을 형성하기 위한 처리액공급수단(12) 및 기판의 유무를 검지하는 검지센서(S₁)가 각각 매달려지게 설치되어 있다.

처리액공급수단(12)에는, 펌프(P)를 통하도록 장치하여 표면처리액수조(T₁)가 유로를 형성하도록 접속되어 있어, 표면처리액수조(T₁)내의 처리액을 펌프(P)에 의하여 처리액공급수단(12)으로 반송하도록 되어 있다. 제2도에, 처리액공급수단(12)의 하나의 실시예를 나타내고 있다. 이 처리액공급수단(12)은, 처리하도록 하는 기판(W)의 폭에 대응한 길이의 슬릿상의 토출구(14)를 하단면에 가지고 있고, 내부에 이 토출구(14)에 연통하는 액유로(液流路)(16)가 형성되게 설치되어 있으며, 이 액유로(16)에 연통로(18)를 개재하여 이송액배전관(20)이 접속되게 구성되어 있다.

복수개의 반송로울러(R₁)에 이어서, 일정거리(D₁)사이에, 정·역회전가능한 이송로울러(R₂)가 나열되게 설치되어 있고, 그 최전방부 및 최후미의 각각의 상방에 한쌍의 센서(S₂,S₃)가 매달려지게 설치되어 있다. 또한, 복수개의 이송로울러(R₂)에 이어서, 반송로울러(R₃)가 배치하여 설치되어 있고, 최후미의 이송로울러(R₂)와 반송로울러(R₃)와의 사이에 에어나이프(22,22´)가 적어도 한쌍 배치되게 설치되어 있다. 그리고, 이들 반송로울러(R₁), 이송로울러(R₂), 에어나이프(22,22´) 및 반송로울러(R₃)가 처리조(T₂)내에 배치되어있고, 이 처리조(T₂)는, 배출관(40)를 통하여 표면처리액수조(T₁)에 접속되어 있어, 수조(T₁)내의 처리액은, 처리공급수단(12) 및 처리조(T₂)를 통하여 순환사용되도록 되어 있다.

또하, 처리조(T₂)에 이어서, 세정조(T₃)가 배치되게 설치되어 있고, 이 세정조(T₃)의 상방에는 세정액 토출노즐(24)이 배치되게 설치되어 있으며, 처리조(T₂)에서의 표면처리를 끝마친 기판(W)은, 반송로울러(R₄)에 이동재치되어 세정조(T₃)내를 반송하는 사이에 세정된다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 세정조(T₃)에 이어서, 건조조 및 기판수납수단이 연결되게 설치된다.

반송로울러(R₁,R₂,R₃,R₄)는 어느것도 기판(W)의 양측단부에만 맞닿아 있으며, 기판(W)하면의 유효부와 맞닿아 있지않는 구조인 편이 기판(W)의 이면유효부에 먼지를 부착시키지 않기 때문에 바람직하다.

상기 구성의 장치에 있어서의 동작은 다음과 같다.

먼저 도시되어 있지 않은 기판공급수단(로우터)에 의해 기판(W)이 한 장씩 그 장치로 공급되고, 반송로울러(R₁)에 재치되어서 반송된다. 그리고 기판(W)의 검지센서(S₁)의 직하위치에 수평으로 반송될때에, 검지센서(S₁)로부터의 출력신호에 의해 펌프(P)가 작동되어서,표면처리액수조(T₁)내의 처리액)이 처리액공급수단(12)로 이송되고, 이 처리액공급수단(12)의 슬릿상의 토출구(14)로부터, 제6도에 도시되어있는 바와 같이 처리약이 커어튼상으로 기판(W)의 표면으로 공급된다. 이때, 기판(W)은 반송로울러(R₁)에 의해 소정의 고속도, 예를들어 8m/분의 속도로 수평으로 반송되어 표면처리액은 기판(W)의 표면상에 빠르게 액층(10)을 형성한다. 그리고, 기판(W)이 처리액공급수단(12)의 하방을 통과하면서 소정시간 경과후, 펌프(P)가 정지된다. 또한, 기판(W)으로부터 오우버플로우한 처리액은, 처리조(T₂)의 배출관(40)을 통하여 수조(T₁)으로 되돌아간다.

다음에, 기판(W)이 센서(S₂)의 직하위치를 통과하면, 기판(W)는 이송로울러(R₂)에 이동재치되고, 반송로울러(R₁)에 비하여 저속도, 예를들어 3m/분의 속도로 수평이송된다. 여기서, 반송로울러(R₁)와 이송로울러(R₂)와의 각 수조 속도가 다르기 때문에, 이송로울러(R₂)중의 센서(S₂)에 가까운 측의 복수개의 로울러를 회전이 자유로운 프리로울러로 하여, 기판(W)의 반송속도의 변화에 대하여, 기판(W)과 로울러 사이의 슬립을 방지하고 있다. 또한, 기판(W)이 센서(S₂)의 위치를 통과한후, 이송로울러(R₂)의 속도를 고속에서 저속으로 절환하여도 좋다.

그리고, 기판(W)이 거리 D₁만큼 이송되어 센서(S₂)의 직하위치까지 도달하면, 이 센서(S₂)로부터의 출력신호에 의해 이송로울러(R₂)가 역회전되어, 기판(W)은 이송방향을 반전한다. 이때, 기판(W)에 형성된 액층(10)의 관성력에 의해 처리액의 교반작용이 일어나고, 기판(W)의 표면에 접촉하는 처리액의 갱신이 행하여진다. 다음에, 기판(W)이 거리 D₁만큼 센서(S₂)의 방향으로 이송되어, 센서(S₂)의 직하위치까지 도달하면, 이 센서(S₂)로부터의 출력신호에 의해 이송로울러(R₂)가 원래와 같이 정회전되어, 기판(W)은 다시 이송방향을 반전하며, 이때, 기판(W)상의 액층(10)의 처리액은 다시 교반작용을 받게된다. 이와 같이하여, 기판(W)이 이송로울러(R₂)에 의해 소정거리 D₁사이를 왕복이송되는 사이에, 기판(W)은, 수평이송중은 표면처리액의 액층(10)에 의하여 정지형 침적거리를 받으며, 방향전환하는 순간, 액층(10)의 관성력과 기판(W)의 역방향으로의 움직임과의 상대적인 작용에 의해 액층(10)에 교반작용이 생기게 되어서, 표면처리가 신속하게 행하여진다. 또한, 이 방법에 의하면, 기판표면에 형성된 액층분만으로서 기판의 표면처리가 행하여지게 되므로, 처리액량이 필요 최소한으로 되어 고가의 표면처리액을 절약할 수가 있다.

기판(W)이 소정시간내, 왕복수평 이동하면서 표면처리되어서, 기판(W)의 표면처리가 종료되면, 기판(W)은 센서(S₃)의 하방을 통과하고, 한쌍의 에어나이프(22,22′)사이를 지나, 그 사이에 액층(10)의 처리액은 에어의 힘으로서 불어날려버러, 기판(W)의 표면으로부터 액을 없애버린다.

이어서, 세정조(T₃)에서, 기판(W)은, 세정액토출노즐(24) 등에 의해 세정액이 공급되어 세정된후, 도시되어 있지않은 건조수단으로 건조되어서, 기판수납용기에 수납된다.

다음에 제2발명에 의한 기판표면처리 방법에 대하여 제3도에 표시된 장치로 설명한다.

제3도에 표시한 장치에서, 기판(W)을 수평으로 반송하는 반송로울러(R₅)가 자유로이 회전할 수 있도록 복수개 축받이 되어 있다. 반송로울러(R₅)의 상방에는, 기판(W)의 유무를 검지하는 검지센서(S₄), 표면처리액 유하수단(32) 및 이 표면처리액 유하수단(32)에 처리액을 공급하는 공급구(N₁)가 각각 배치되게 설치되어 있다. 공급구(N₁)에로는, 표면처리액수조(T₄)로부터, 표면처리액의 펌프(P₁)에 의하여 공급된다. 표면처리액유하수단(32)의 월유부(越流部)는, 수평으로 반송되는 기판(W)의 표면보다 소정의 높이(H)에 보지되어 있다. 또한, 표면처리유하수단(32)의, 도시되지 않은 월유부의 폭은, 거의 기판(W)의 폭에 상당하도록 하고 있다. 그래서 유하수단(32)에서 유하한 처리액의 일부는 수조(T₅)에 들어와서, 다음에 수조(T₄)로 유하하도록 되어 있다.

표면처리 유하수단(32)에 인접하여, 반송로울러(R₅)에 협지로울러(R₆,R₆′)를 자유로이 회전하도록 배치하여 설치한 침적조(T₆)를 설치하고 있다.이 침적조(T₆)내에는, 펌프(P₂)에 의해 수조(T₄)에서 처리액이 공급되고 협지로울러(R₆,R₆′)의 상면까지 처리액으로 가득차게되어 기판(W)을 이 처리액내에 침적시키면서 수평이송되도록 하고 있다. 또한, 침적조(T₆)내의 이송로울러(R₆)는, 정ㆍ역회전이 자유로이 되도록 되어 있다.

침적조(T₆)는, 그 주위를 수조(T₅)로 포위되어 있고 협지로울러(R₆)의 상부를, 또는 침적조(T₆)의 측벽을 월유한 처리액이 수조(T₅)로 유입하여, 다시 수조(T₄)로 되돌아 가도록 되어 있다. 또한, 침적조(T₅)내에는 한쌍의 센서(S₅,S₆)가 소정거리 D₂만큼 떨어져 배치되어 실치되어 있고, 각각 기판(W)의 존재를 검지하고 있다. 그리고, 침적조(T₆)상방에는 스프레이노즐(N₂)을 복수개 매달도록 설치하여, 이 스프레이노즐(N₂)로 펌프(P₂)에 의해 처리액이 이송되도록 되어 있다.

또한, 제3도에 나타낸 장치에 있어서는, 협지로울러(R₆,R₆′)를 로울러(R₅,R₅′)보다 기판(W)의 두께이상으로 간극을 형성한 상태로 설치하여 처리액이 이 간극에서 유출하도록 하며, 또한 협지로울러(R₆,R₆′)사이까지 처리액면이 도달하는 높이까지 펌프(P₂)로 처리액순환량을 조정하여, 기판(W)의 표면유효부가 로울러(R₆,R₆′)에 맞닿게 되도록 하지아니하여도 된다. 또한, 협지로울러(R₆,R₆′)대신에 셔터기구를 침적조(T₆)의 입구 및 출구에 설치하여도 된다. 또한, 스프레이노즐(N₂)를 침적조(T₆)의 액면상방에 배치하여 설치하고 있지만, 기판(W)의 표면과 처리액면과의 사이의 높이(h)를 높게하고, 그 사이의 처리액내에 노즐을 배치하여 설치할 수도 있다.

다음에 상기 장치의 종작에 대하여 설명한다.

도시되지 않는 로우터에 의해 기판(W)이 한 장씩 수평으로 반송되어 온다. 그리고, 검지센서(S₄)가 반송로울러(R₅)에 의해 수평으로 반송된 기판(W)을 검지할 때 펌프(P₁)를 일정시간 작동시켜, 공급구(N₁)에서 처리액을 표면처리유하수단(32)에 공급하여, 미리 설정한 높이(H)에서 기판(W)의 표면에, 그 자중에 의해 커어튼상으로 유하시킨다. 이 표면처리유하수단(32)의 하방을 반송로울러(R₅)에 의해 수평반송되는 기판(W)의 속도는, 예를들면 8m/분으로 설정되어 있다.

기판(W)은, 그 표면에 액층(30)을 형성한 상태에서 혹은, 그 표면의 액층(30)이 유하되어버린 상태에서, 침적조(T₆)로 반송로울러(R₅)에 의해 이송되고, 미리 펌프(P₂)를 운전하여 노즐(N₂) 및 자동밸브(AV₂) 또는 노즐(N₂)의 키를 개재하여 처리액을 충만시켜 높은 침적조(T₆)내로, 반송로울러(R₅)와 협지로울러(R₆)와의 사이를 통하여 삽입된다.

침적조(T₆)내에서는 기판(W)의 센서(S₅)와 센서(S₆)와의 사이의 소정거리 D₂사이를 왕복이동하도록, 침적조(T₆)내의 이송로울러(R₇)가 정ㆍ역회전구동된다. 그 사이, 상방의 노즐(N₂)로부터 처리액이 분사되어, 기판(W)상의 깊이(h)의 액층부분을 교반한다. 기판(W)은 왕복수평 이동되면서 표면처리되고, 그 표면처리의 종료를 하면, 광센서(S₇,S₇′) 등의 검지수단에 의해 검지된다. 이 검지수단으로부터 발생되는 표면처리종료를 나타내는 신호에 의하여 배출밸브(AV₁)가 열려지고, 자동밸브(AV₂)가 열려져 있는 경우에는 이것을 닫아서, 침적조(T₆)내의 처리액을 배출시켜 침적처리를 종료한다. 이후 이어서 노즐(N₂)에서 처리액을 분사시켜 스프레이처리를 일정시간 행하는 기판표면을 추가처리한다. 그리고 자동밸브(AV₂)는 전술한 바와 같이 침적조(T₆)에 기판을 반송하기 앞서서 여는것 이외의 때에는 닿도록 하여도 좋고, 혹은 침적조에 있어서의 처리중에도 열려지도록 하여도 좋다. 후자의 경우는 처리액의 순환을 향상시켜서 기판이면의 표면처리효과를 높이고저 할대에 행하여진다. 특히 온도조절이 필요할 때에는 처리중에 열려져 있도록 하는 것이 바람직하다. 처리조(T₆)내의 이송로울러(R₇)에 의한 기판(W)의 이송속도는, 예를들면 3m/분보다 상당히 빠르게 되도록 하고 있다.

이어서, 기판(W)은, 도시되지 않은 세정, 건조장치에 수평이송된다.

또한, 상기 장치에 있어서, 펌프(P₁)을 생략하고 자동밸브(AV₂)와는 별개의 자동밸브를 노즐(N₁)에 연결하는 배관에 접속하여 펌프(P₂)와 공급구(N₁)사이에 설치하도록 하여도 좋다. 또한 표면처리액유하수단(32)대신에, 제4도에 도시된 바와 같이 제1도에 나타낸 장치와 동양으로, 처리액을 커어튼상으로 기판(W)의 표면으로 공급하는 노즐(34)을 매달아 설치하도록 하여도 좋다. 또한, 제1도 및 제3도에 도시한 장치에 있어서, 기판을 반송하는 로울러는, 기판이면과 접촉하여도 좋은 경우 반송벨트이어도 좋다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되고 작용하기 때문에, 본 발명의 방법에 의해 반도체기판, 액정용 그라스기판, 프린트회로기판 등의 각종 박막상의 기판에 현상처리, 엣칭처리 등의 표면처리를 실시할때는, 제1발명에서는 기판표면의 표면처리액과의 접촉의 개시시점에 있어서 표면처리액의 국소적 부착에 의한 처리얼룩의 발생이 없게되고, 균일한 표면처리를 행할 수 있게 되어, 품질의 안정을 확보할 수 있다. 종래기술에 있어서 표면처리액의 봉상노즐에 의한 봉상유하에 비하여 본 발명의 커어튼상유하는 처리액의 유하폭이 넓기 때문에 특히 대형기판의 표면처리에 효과가 크다. 또한 제2의 행정에서 기판을 왕복이동시키면서, 기판표면에 형성한 표면처리액의 액층내에 있어서, 처리액은 정지됨이 없이 교반작용을 받아서, 표면처리가 빠르게 진행되기 때문에, 기판의 표면처리의 생산성이 향상된다.

또한, 제2발명에서는 기판표면의 표면처리액과의 접촉개시시점에 있어서 표면처리액의 국소적 부착에 의한 처리얼룩의 발생이 없게 되고, 균일한 표면처리를 행할 수 있게 되어, 품질의 안정을 확보할 수가 있다. 특히 대형기판의 표면처리에 효과가 크다. 또한, 제2행정에서 기판을 왕복이동시키면서, 기판을 침적하고 있는 표면처리액내에서, 기판표면의 처리액은 정지됨이 없이 교반작용을 받아서, 표면처리가 빠르게 진행되기 때문에 기판의 표면처리의 생산성이 향상된다.

Claims (2)

1. 수평반송중의 기판표면에 표면처리액을 커어튼상으로 공급하여 그 기판의 표면에 표면처리액의 액층을 형성하는 제1공정과, 표면에 표면처리액의 액층이 형성된 상기기판을 수평방향으로 왕복이송시키는 제2공정으로 형성되는 기판의 표면처리방법.
2. 수평으로 반송중의 기판표면에 표면처리액을 커어튼상으로 공급하는 제1행정과, 표면에 표면처리액이 공급된 기판을 표면처리액에 침적된 상태에서 수평방향으로 왕복이송시키는 제2행정으로 형성되는 기판의 표면처리방법.

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