KR100771096B1

KR100771096B1 - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR100771096B1
Application number: KR1020060072619A
Authority: KR
Inventors: 박근영; 성보람찬
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-10-29

Abstract

본 발명은 기판상에 복수의 약액이나 기체를 공급하여 기판을 세정 건조하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 기판 처리 장치는 기판이 놓여지는 척을 갖는 기판 지지부재; 상부가 개방되고, 상기 척 주변을 감싸도록 형상지어진 하부 챔버; 및 기판 처리 과정에서 기판 상부에 존재하는 흄(fume)을 강제 흡입하는 흡입 부재를 포함한다. 이러한 구성의 기판 처리 장치는 기판 상부에 존재하는 흄을 신속하게 배출함으로써 흄에 의한 기판 오염을 최소화 할 수 있다.

기판, 세정, 건조, 커버

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 부분적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 전체적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다.

도 4는 상부 챔버를 보여주는 도면이다.

도 5는 기판 세정과정에서 발생되는 흄이 흡입관을 통해 강제 배기되는 상태를 보여주는 도면이다.

도 6은 직접분사노즐관이 나란히 설치된 상부 챔버를 보여주는 도면이다.

도 7은 직접분사노즐관과 흡입관이 이중관 구조로 설치된 상부 챔버를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

110: 기판 지지부재

120 : 하부 챔버

130 : 상부 챔버

140 : 간접분사노즐

160 : 약액 노즐 부재

170 : 감압 부재

본 발명은 반도체 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기판상에 약액이나 기체를 공급하여 기판을 세정 건조하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo-resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되며, 각각의 공정에서 발생하는 이물질의 제거를 위한 공정으로는 순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정공정(Wet Cleaning Process)이 있다.

일반적인 세정건조 장치는 한 장의 웨이퍼를 처리할 수 있는 웨이퍼 척(Wafer chuck)으로 웨이퍼를 고정시킨 후 모터에 의해 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼의 상부에서 분사노즐을 통해 약액 또는 순수를 흘려주어, 웨이퍼의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 웨이퍼의 전면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다.

이와 같이, 매엽식 세정건조 장치에서는 순수를 이용한 린스 처리후에 N2 가스로 건조하는 방식으로 세정 건조 공정이 이루어지고 있다.

하지만, 웨이퍼가 대형과 되고, 웨이퍼 상에 형성된 패턴이 미세화되면서 세정 공정에서 사용된 순수가 완전히 제거되지 않고 미건조되는 현상이 발생되고 있다. 또한, 웨이퍼가 대기 중에 노출된 상태에서 세정 및 건조가 이루어지기 때문에 외부 환경에 많은 영향을 받아 건조 불량이 발생된다.

특히, 종래 세정 건조 장치는 챔버 하부를 통한 배기 구조로써, 기판 세정 및 건조 과정에서 발생되는 기판 상부의 근거리에 존재하는 흄(fume)의 배출이 원활하지 못하여, 그 흄으로 인해 기판이 오염되는 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 신속한 기판 건조가 가능한 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 외부 오염원으로 기판을 보호할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 기판 건조 과정에서 발생되는 물반점을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 외부 환경으로부터 영향을 최소화 할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 기판 상부에 존재하는 흄의 신속한 제거가 가능한 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 기판 처리 장치는 기판이 놓여지는 척을 갖는 기판 지지부재; 상부가 개방되고, 상기 척 주변을 감싸도록 형상지어진 하부 챔버; 및 기판 처리 과정에서 기판 상부에 존재하는 흄(fume)을 강제 흡입하는 흡입 부재를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 흡입부재는 상기 흄이 흡입되는 적어도 하나의 흡입구를 갖는 그리고 상기 기판의 상부 중앙에 위치되는 흡입관을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 기판 처리 장치는 기판에 대한 처리 공정이 외부와 격리된 밀폐 공간에서 진행되도록 상기 하부 챔버의 상부를 밀폐하는 상부 챔버; 상기 상부 챔버에 의해 밀폐된 공간으로 건조 유체를 공급하는 간접분사노즐을 더 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 흡입 부재는 상기 흄이 흡입되는 흡입구를 갖는 그리고 상기 상부 챔버의 중앙에 수직하게 설치되는 흡입관을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 흡입부재는 상기 흡입관의 내부에 이중관 구조로 설치되며 기판 표면으로 유체를 직접 분사하는 직접분사노즐관을 더 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 흡입 부재는 상기 흡입구의 위치를 변경시키기 위해 상기 흡입관을 상하 이동시키는 위치조절부를 더 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 흡입관은 하단 둘레면에 다수의 흡입구 들을 갖는다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 상부 챔버는 상기 간접분사노즐로부터 분사되는 건조유체가 상기 상부 챔버의 중앙으로 향하도록 안내하는 환형 공간; 상기 환형 공간을 따라 상기 상부 챔버의 중앙으로 모여진 건조 유체가 기판을 향해 빠져나오는 중앙 개구; 및 상기 중앙 개구를 통해 빠져나가는 건조 유체가 기판의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되도록 건조 유체를 안내하는 안내면을 더 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

본 발명은 기판의 건조 효율 증대 및 외부 오염 차단 그리고 산화막 방지 등의 효과를 얻을 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다. 이를 위해 본 발명은 기판의 건조 공정이 대기압 이하에서 처리되도록 기판 처리 공간을 외부와 격리할 수 있는 상하 분리 구조의 챔버(상부챔버와 하부챔버로 이루어짐)와, 기판으로 건조 유체를 간접 분사할 수 있는 상부챔버, 챔버의 처리 공간을 감압하기 위한 감압부재를 갖는데 그 특징이 있습니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 부분적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 하부 챔버가 전체적으로 개방된 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 기판(w)을 스피닝하면서 약액 세정, 린스, 그리고 건조 등의 처리 공정을 수행한다.

기판 처리 장치(100)는 기판(W)이 놓여지는 척(112)을 갖는 기판 지지부재(110), 하부 챔버(low chamber)(120), 상부 챔버(upper chamber)(130), 약액 노즐부재(160) 그리고 감압 부재(170)를 포함한다.

기판 지지부재(110)는 처리 공정시 기판(w)을 지지한다. 기판 지지부재(110)는 척(112), 스핀들(spindle)(114), 회전 부재(116), 승강 부재(117) 그리고 백 노즐부(118)를 갖는다.

척(112)은 하부 챔버(120)의 안쪽 공간에 배치된다. 척(112)은 상부에 기판(W)이 로딩(loading)되는 상부면(112a)과, 상부면(112)으로부터 이격된 상태로 기판(W)을 지지하는 지지핀(113a)들 그리고 기판(w)을 고정하는 척킹핀(113b)들을 갖는다. 지지핀(113a)들은 기판을 척(112)의 상부면(112a)으로부터 이격된 상태로 지지하며, 척킹핀(113b)들은 공정 진행시 기판의 가장자리 일부를 척킹한다.

스핀들(114)은 척(112)의 중앙 하부와 결합된다. 스핀들(130)은 그 내부가 비어 있는 중공축(hollow shaft) 형태로써, 회전 부재(116)의 회전력을 척(112)에 전달한다. 상세하게 도시하지는 않았지만, 회전 부재(116)는 회전력을 발생하는 모터와 같은 구동부와, 구동부로부터 발생된 회전력을 스핀들로 전달하는 벨트, 체인과 같은 동력 전달부 등의 통상적인 구성으로 이루어질 수 있다.

승강 부재(117)는 공정에 사용되는 유체 종류에 따라(또는 처리 공정에 따라) 하부 챔버(120) 내에서 척(112)의 상대높이가 변화되도록 척(112)을 상하로 이동시키기 위한 것이다. 승강 부재(117)에 의해 척(112)은 사용되는 유체의 종류(또는 처리 공정)에 따라 후술하는 제1,2,3 흡입덕트(122a,122b,122c)에 대응되는 높이로 이동된다. 상술한 예에서는 하부 챔버(120)가 고정되고, 세정 및 린스 그리고 건조 등의 과정(또는 사용되는 유체 종류)에 따라 척(112)이 상하로 이동되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 반대로 척(112)이 고정된 상태에서 하부 챔버(120)가 상하로 이동될 수도 있다.

백 노즐부(118)는 기판(w)의 저면으로 세정 및 건조를 위한 유체를 선택적으로 분사하기 위한 것으로, 백 노즐부(118)는 스핀들(114)의 중공 부분(hollow section)을 지나는 유체의 이동경로인 공급관(118a)과 척(112)의 상면 중앙에 설치된 노즐(nozzle)(118b)을 포함한다. 노즐(118b)은 공급관(118a)과 연결되어 척(112)의 중앙부에 노출되어 기판 배면에 세정 및 건조를 위한 유체를 분사하여 기판의 배면 세정 및 건조를 수행한다. 공급관(118a)은 소정의 배관으로 구성될 수 있고, 또는 스핀들(114)의 내부의 관 형태로 비어있는 공간으로 정의될 수 있다. 노즐(118b)을 통해 기판의 배면 중앙부로 분사되는 유체는 기판의 회전에 의해 기 판의 가장자리로 쉽게 분산된다.

하부 챔버(120)는 상부가 개방된 그리고 척(112) 주변을 감싸도록 형상 지어지며, 회전되는 기판상에서 비산되는 유체(또는 기판의 약액 처리 과정에서 발생되는 흄)를 유입 및 흡입하는 환형의 제1,2,3흡입덕트(122a,122b,122c)가 다단으로 배치되며, 강제 배기가 이루어지도록 진공 라인(174)과 연결되는 배기 포트(124)를 갖는다. 도시하지 않았지만, 하부 챔버(120)에는 약액 회수를 위한 배출라인들이 연결된다.

도 1 및 도 4 그리고 도 5를 참조하면, 상부 챔버(130)는 하부 챔버(120)의 상부를 개방하거나 또는 폐쇄하는 상부 컵(132)과, 상부 컵(132)에 설치되어 건조를 위한 유체를 기판으로 간접 분사하는 간접분사노즐(140)과, 상부 컵(132)이 하부 챔버(120)의 상부를 개방 또는 폐쇄하도록 상부 컵(132)을 구동시키는 개폐 구동부(138) 그리고 흡입 부재(180)를 포함한다.

상부 컵(132)은 하부 챔버(120) 상부를 충분하게 커버할 수 있는 크기로, 환형 공간(134), 안내돌기(139), 중앙 개구(135), 안내면(136) 그리고 돌출벽(137)을 갖는다.

환형 공간(134)은 간접분사노즐(140)이 설치되는 가장자리부(134a)와, 가장자리부(134a) 보다 높은 중앙부(134b)로 이루어지는 우산 모양의 공간으로, 간접분사노즐(140)로부터 분사되는 건조 유체를 중앙으로 안내하기 위하여 경사진 통로(134c)를 갖는다.

흡입 부재(180)는 기판 상부에 존재하는 흄을 강제 배기시키기 위한 흄 배기 수단이다. 흡입 부재는 상부 컵(132)의 상부 중앙을 관통하여 기판의 중심으로 향해 수직하게 설치되는 흡입관(182)과, 흡입관(182)을 상하 이동시키는 위치조절부(183)를 포함한다. 흡입관(182)의 흡입구(182a)들은 흄의 포집 효율을 높이기 위해 기판 상부와 가까운 거리를 갖도록 형성된다. 흡입구(182a)들은 흡입관(182)의 하단 둘레면에 형성되며, 흡입관(182)의 끝단부는 막혀 있는 것이 바람직하다. 흄은 기판(w)의 상면으로 세정을 위한 유체(또는 식각을 위한 유체)를 분사하는 세정 단계(또는 식각 단계)에서 발생되며, 기판(w)의 가장자리 부근에 존재하는 흄은 제1흡입덕트(122a)를 통해 강제 배기되며, 기판의 중앙 부근에 존재하는 흄은 흡입관(182)을 통해 강제 배기된다. 한편, 흡입관(182)은 위치조절부(183)에 의해 그 높낮이가 조절된다. 따라서, 흡입관(182)은 단계적으로 그 높이를 높이거나 낮추면서 흄을 흡입할 수 있기 때문에 흄 제거 효율이 뛰어나다.

본 실시예에서는 기판 상면으로 세정을 위한 유체를 분사하는 약액 분사 부재(160)가 챔버 외곽에 설치되어 있기 때문에, 세정용 유체가 분사된 직후(또는 분사와 동시에)에 발생되는 흄 제거에는 다소 시간이 지연될 수 있다. 예컨대, 흡입 부재(180)를 사용하기 위해서는 약액 노즐 부재(160)의 노즐(162)이 챔버 외곽으로 이동되어야 하고, 상부 챔버(130)가 이동되어야 하는 과정이 수반되어야 하기 때문이다. 이러한 불필요한 시간을 단축시키고 신속하게 흄을 제거하기 위해서는 상부 챔버(130)에 기판 표면으로 세정용 유체(식각 공정에 사용되는 경우에는 식각용 유체)를 직접 분사하는 직접분사노즐관이 설치될 필요가 있다. 도 6에는 직접분사노즐관이 나란히 설치된 상부 챔버가 도시되어 있다. 도 6에서와 같이, 상부 챔 버(130)에 직접분사노즐관(184)과 흡입관(182)이 나란하게 설치됨으로써, 세정용 유체가 직접분사노즐관(184)을 통해 기판으로 분사된 직후에 발생되는 흄은 흡입관(182)을 통해 신속하게 배기된다. 직접분사노즐관(184)에는 건조용 유체 공급부(또는 식각용 유체 공급부)(185)가 연결된다.

도 7은 직접분사노즐관과 흡입관이 이중관 구조로 설치된 상부 챔버가 도시되어 있다. 흡입 부재(180a)는 흡입관(182) 내부에 직접분사노즐관(185)이 동축상에 이중으로 설치되며, 직접분사노즐관(184)의 끝단부가 흡입관(182)의 끝단부보다 길게 형성되어 있다. 이러한 이중관 구조는 상부 챔버(130)의 구조를 단순화시킬 수 있고, 간접분사노즐(140)로부터 분사되는 건조 유체의 흐름에 미치는 영향을 줄일 수 있게 된다.

간접분사노즐(140)은 환형 공간(134)의 가장자리부(134a)에 설치되는 링 형태로 이루어질 수 있으며, 간접분사노즐(140)은 일정 간격마다 분사구(142)들이 형성되는데, 분사구(142)들은 상 방향으로 건조 유체를 분사하도록 형성된다. 건조 유체는 간접분사노즐(140)의 분사구(142)들을 통해 분사된 후 환형 공간(134)을 따라 환형 공간의 중앙부(134b)를 향하게 된다.

환형 공간(134)의 중앙부(134b)에서 모인 건조 유체는 중앙의 개구(135)를 통해 처리 공간(a)으로 빠져나가서 기판 중앙부로 향하게 된다. 돌출벽(137)은 간접분사노즐(140)로부터 분사되는 건조 유체가 흐르는 환형 공간(134)과, 기판의 처리 공간(a) 사이에 위치하는 돌출 부분으로 이 돌출벽(137)은 간접분사노즐(140)로부터 떨어지는 이물질로부터 기판을 보호하게 된다.

참고로, 건조 유체는 유기용제(IPA) 및 질소가스가 포함될 수 있으며, 유기용제 및 질소가스는 30도 이상 90도 미만의 온도로 가열된 것이 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 건조 유체가 기판으로 간접 분사됨으로써 층류 기류를 전면적으로 유지할 수 있고, 기판 표면으로 직접 분사하는 종래 스윙 노즐 방식에 비해 건조 유체의 농도 분포를 균일하게 유지할 수 있다. 특히, 간접분사노즐(140)이 환형 공간(134) 가장자리부(안쪽으로 움푹 들어간 공간)(134a)에 위치됨으로써 간접분사노즐(140)의 분사구(142)들로부터 떨어지는 이물질이 기판으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 건조 유체는 상부 커버(132) 중앙부에서 모인 후 기판(w)의 중앙부로 흐르는 안정적인 기류 흐름을 갖기 때문에 건조가 균일하게 이루어진다.

한편, 상부 컵(132)의 안내면(136)은 중앙에서 가장자리 방향으로 갈수록 높이가 낮아지도록 하향 경사지는 구조로 이루어진다. 안내면(136)은 중앙 개구(135)를 통해 빠져나가는 건조 유체가 기판의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되면서(퍼져나가면서) 흘러가도록 건조 유체를 안내하게 된다. 이러한 구조의 안내면(136)은 기판의 중심에 비해 가장자리로 갈수록 건조 유체의 밀도를 낮아지는 것을 방지하기 위한 것으로, 상부 컵(132)의 안내면(136)은 기판의 중심보다 가장자리로 갈수록 좁아지는 처리 공간(a)을 제공하게 된다.

이처럼 기판 상부의 처리 공간(a)은 중앙으로부터 가장자리로 갈수록 줄어들기 때문에 기판의 중앙에서 가장자리로 흐르는 건조 유체의 밀도는 가장자리로 갈수록 높아지게 된다. 또한, 건조 유체는 기판의 중심으로부터 가장자리로 점차 확 산되면서(퍼져나가면서) 흘러가기 때문에 기판 전면에 균일하게 제공된다.

특히, 유체의 이동 통로가 되는 기판 상부의 처리 공간(a)은 가장자리로 갈수록 좁아지기 때문에, 건조 유체는 기판 중심보다 기판 가장자리로 갈수록 빠르게 이동하게 된다. 따라서, 기판 표면에 잔류하는 파티클의 제거 효율 및 물기 제거 효율이 향상될 수 있는 것이다.

상부 챔버(130)는 하부 챔버(120)와 접하는 상부 컵(132)의 측면에 기판이 처리되는 공간을 실링하도록 실링부재(133)가 설치된다.

감압 부재(170)는 하부 챔버(120)와 상부 챔버(130)의 결합에 의해 형성되는 밀폐된 처리 공간(a)을 감압하기 위한 것이다. 감압 부재(170)는 진공펌프(172)와, 일단은 진공펌프(172)와 연결되고 타단은 하부 챔버(120)의 배기포트(124)와 연결되는 진공라인(174)을 갖는다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 상부 챔버(130)에 의해 기판(w)의 처리 공간(a)이 외부와 격리될 뿐만 아니라, 외부와 격리된 기판(w)의 처리 공간(밀폐 공간;a)이 대기압 이하로 감압될 수 있는 구조적인 특징을 갖는다. 이러한 구조적인 특징에 의하면, 기판의 건조 공정에서 외부 환경에 의한 영향을 최소화 할 수 있고, 신속한 기판 건조가 가능하다.

도시되지 않았지만, 하부 챔버(120)와 기판 지지부재(110)의 척(112)은 상대적으로 또는 개별적으로 승강하도록 구성될 수 있으며, 이들을 승,하강시킨 상태에서 기판(w)을 기판 지지부재(110)의 척(112)으로 로딩하거나, 처리가 끝난 기판(W)을 언로딩할 수 있다.

도 1 및 도 3를 참조하면, 약액 노즐 부재(160)는 기판(w)의 상면으로 세정을 위한 유체 및 린스를 위한 유체를 분사하기 위한 것으로, 약액 노즐 부재(160)는 노즐 이동부재(164)에 의해 상하방향으로 직선이동 되거나 웨이퍼(W)의 중심 상부에서 하부 챔버(120)의 외측으로 회전 이동되는 노즐(162)을 포함한다. 노즐 이동부재(164)는 노즐(162)이 결합되는 수평 지지대(166)와 이에 결합되며 모터(미도시됨)에 의해 회전 가능한 수직 지지대(168)를 가진다.

이와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 기판의 세정 및 건조 방식에 따라 분사구들의 개수 또는 분사구들로 공급되는 유체의 종류를 변경할 수 있으며, 분사구들간의 간격 역시 변경될 수 있다. 예컨대, 세정을 위한 유체에는 탈이온수와 불산 용액이 혼합된 혼합액, 탈이온수, 암모니아 용액과 과산화수용액이 혼합된 혼합액 등이 사용될 수 있으며, 건조를 위한 유체에는 이소프로필알콜 증기와 질소가스가 혼합된 가스, 질소 가스 등이 사용될 수 있다.

건조 공정이 진행될 때 상부 컵(132)의 가장자리와 기판과의 간격은 기판으로부터 비산되는 물 입자 및 건조 유체가 하부 챔버의 벽을 맞고 리바운드 되는 것을 방지하기 위해 최소 0.5cm 그리고 최대 2cm 이격되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 기판 처리 장치를 사용하여 기판을 세정 건조하는 공정을 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 기판(w)은 하부 챔버(120)의 개방된 상부를 통해 척(122)에 로딩된다. 기판(w)은 지지핀(113a)들에 지지된 상태에서 척킹핀(113b)들에 의해 척킹된다, 기판(w)은 회전부재(116)의 동작에 의해 척(112)과 함께 회전된다. 이후, 회전되는 기판은 약액노즐부재(160)의 노즐(162)을 통해 분사되는 유체에 의해 세정 및 린스 처리된다(도 3 참조). 기판 세정과정에서 발생되는 흄은 흡입관(182)을 통해 강제 배기된다. 이를 위해 약액노즐부재(160)의 약액 공급이 완료되면 신속하게 상부 챔버(130)를 도 2에 도시된 위치로 이동시킨 상태에서 흡입관(182)를 통해 흄 제거를 실시하게 된다. 기판 가장자리 상부에 존재하는 흄은 제1흡입덕트(122a)를 통해 강제 배기되고, 기판 상부의 중앙부근에 존재하는 흄은 흡입관(182)를 통해 강제 배기됨으로써 흄에 의한 기판 오염을 최소화할 수 있다.

물론, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 직접분사노즐관(184)이 상부 챔버(130)에 설치된 경우에는 약액 분사와 흄 제거를 거의 동시에 진행할 수도 있다.

기판의 세정 및 린스 처리가 완료되면, 기판(w)에 대한 건조 처리가 진행된다. 기판의 건조 처리는 기판 표면에 물반점이 발생되지 않도록 신속하게 그리고 대기압 이하의 환경에서 진행된다.

건조 과정을 자세히 살펴보면, 먼저 하부 챔버(120)의 상부는 상부 컵(132)에 의해 밀폐된다. 그리고, 상부 챔버(130)와 하부 챔버(120)에 의해 밀폐된 처리 공간(a)은 감압 부재(170)에 의해 대기압 이하로 감압된다. 처리 공간(a)이 대기압 이하로 감압되면, 기판(w)은 간접분사노즐(140)을 통해 간접 분사되는 건조 유체에 의해 건조된다. 여기서, 건조 유체는 처리 공간(a)이 감압되기 이전(상부 챔버가 하부 챔버를 밀폐시키기 위해 이동하는 순간)부터 간접분사노즐(140)을 통해 제공될 수 있다. 한편, 간접분사노즐(140)은 돌출벽(137)에 의해 차단된 환형 공 간(134)의 가장자리부(134a)에 위치되고, 분사구(142)가 상방향을 향하기 때문에 분사구(142)로부터 떨어지는 이물질로 인한 기판 오염을 방지할 수 있다.

건조 유체는 간접분사노즐(140)의 분사구(142)들을 통해 분사된 후 환형 공간(134)을 따라 환형 공간의 중앙부(134b)(상부 컵의 중앙)로 모이게 된다. 환형 공간(134)의 중앙부(134b)에서 모인 건조 유체는 중앙 개구(135)를 통해 처리 공간(a)의 기판 중앙부분으로 향하게 된다. 중앙 개구(135)를 통해 기판의 중앙부분으로 향한 건조 유체는 회전하는 기판(w)의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되면서(퍼져나가면서) 기판 표면을 신속하게 그리고 균일하게 건조시킨다.

본 발명에서는 기판의 상면과 저면을 동시에 세정 및 건조할 수 있다. 기판(w)의 저면 세정 및 건조는 기판이 회전되는 상태에서, 백 노즐부(150)의 노즐(152)을 통해 기판(w) 상부로 제공되는 유체와 동일한 유체가 기판의 저면으로 공급되면서 이루어진다.

기판 건조 과정이 완료되면, 하부 챔버(120)의 상부 개방을 위해 상부 챔버(130)의 상부 컵(132)은 도 2에 도시된 위치까지 상승된 후, 도 3에 도시된 위치로 이동된다. 기판(w)은 척(112)이 정지된 상태에서 척(112)으로부터 언로딩된다.

본 발명은 기판을 액상(또는 기체상태)의 유체로 처리하는 모든 설비에 적용 가능하다. 그러한 실시예 중에서 바람직한 실시예로 반도체 세정 공정에서 사용되는 회전형 세정 장치를 예를 들어 설명한 것으로, 본 발명은 회전형 식각 장치(rotary etching apparatus) 등에도 사용될 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 신속한 기판 건조가 가능하다.

또한, 본 발명은 건조 유체를 기판에 간접 분사하여 층류기류를 전면적으로 유지 가능하고, 건조 유체의 농도 분포를 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 간접분사노즐이 상부를 향하고 있어 이물질이 기판으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 건조시 외부 오염원으로 기판을 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 건조 과정에서 발생되는 물반점을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 건조시 외부 환경으로부터 영향을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판이 공기와 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 건조를 위해 공급되는 유체의 농도 및 온도 변화를 최소할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 상부에 존재하는 흄을 신속하게 배출함으로써 흄에 의한 기판 오염을 최소화 할 수 있다.

Claims

삭제
기판 처리 장치에 있어서:

기판이 놓여지는 척을 갖는 기판 지지부재;

상부가 개방되고, 상기 척 주변을 감싸도록 형상지어진 하부 챔버; 및

기판 처리 과정에서 기판 상부에 존재하는 흄(fume)을 강제 흡입하는 흡입 부재를 포함하되;

상기 흡입부재는

상기 흄이 흡입되는 적어도 하나의 흡입구를 갖는 그리고 상기 기판의 상부 중앙에 위치되는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
기판 처리 장치에 있어서:

기판이 놓여지는 척을 갖는 기판 지지부재;

상부가 개방되고, 상기 척 주변을 감싸도록 형상지어진 하부 챔버;

기판 처리 과정에서 기판 상부에 존재하는 흄(fume)을 강제 흡입하는 흡입 부재;

기판에 대한 처리 공정이 외부와 격리된 밀폐 공간에서 진행되도록 상기 하부 챔버의 상부를 밀폐하는 상부 챔버; 및

상기 상부 챔버에 의해 밀폐된 공간으로 건조 유체를 공급하는 간접분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제3항에 있어서,

상기 흡입 부재는 상기 흄이 흡입되는 흡입구를 갖는 그리고 상기 상부 챔버의 중앙에 수직하게 설치되는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제2항 또는 제4항에 있어서,

상기 흡입부재는

상기 흡입관의 내부에 이중관 구조로 설치되며 기판 표면으로 유체를 직접 분사하는 직접분사노즐관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제2항 또는 제4항에 있어서,

상기 흡입 부재는 상기 흡입구의 위치를 변경시키기 위해 상기 흡입관을 상하 이동시키는 위치조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제2항 또는 제4항에 있어서,

상기 흡입관은 하단 둘레면에 다수의 흡입구들을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제3항에 있어서,

상기 상부 챔버는

상기 간접분사노즐로부터 분사되는 건조유체가 상기 상부 챔버의 중앙으로 향하도록 안내하는 환형 공간;

상기 환형 공간을 따라 상기 상부 챔버의 중앙으로 모여진 건조 유체가 기판을 향해 빠져나오는 중앙 개구; 및

상기 중앙 개구를 통해 빠져나가는 건조 유체가 기판의 중심으로부터 가장자리로 점차 확산되도록 건조 유체를 안내하는 안내면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.