KR100824306B1 - Apparatus for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional substrate processing apparatus.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 반도체 기판의 로딩 및 언로딩을 위하여 가이드 링이 하강한 상태를 보여주는 개략도이다.3 is a schematic view showing a state in which the guide ring is lowered for loading and unloading a semiconductor substrate.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 처리액 회수 가이드의 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.4A and 4B are partial cross-sectional views for explaining another example of the treatment liquid recovery guide shown in FIG. 2.
도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 처리액 회수 가이드의 또 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.5A and 5B are partial cross-sectional views illustrating still another example of the treatment liquid recovery guide shown in FIG. 2.
도 6a 및 도 6b는 도 2에 도시된 처리액 회수 가이드의 또 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.6A and 6B are partial cross-sectional views for describing still another example of the treatment liquid recovery guide shown in FIG. 2.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 반도체 기판 200 : 기판 처리 장치10: semiconductor substrate 200: substrate processing apparatus
210 : 회전척 212 : 원형 정반210: rotation chuck 212: circular plate
214 : 홀더 216 : 회전 구동부214: holder 216: rotation drive
218 : 회전척 220 : 제1 처리액 제공부218: rotary chuck 220: first processing liquid providing unit
222 : 노즐 230 : 제2 처리액 제공부222: nozzle 230: second processing liquid providing unit
240 : 처리액 회수부 242 : 보울240: processing liquid recovery unit 242: bowl
250 : 처리액 회수 가이드 252 : 가이드 링250: processing liquid recovery guide 252: guide ring
254 : 제2 수직 구동부 270 : 제1 수직 구동부254: second vertical driver 270: first vertical driver
280 : 드레인 배관280: drain pipe
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 처리액을 이용하여 반도체 웨이퍼와 같은 기판에 대한 스핀(spin) 처리 공정을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus. More particularly, the present invention relates to an apparatus for performing a spin treatment process on a substrate such as a semiconductor wafer using a treatment liquid.
일반적으로, 휘발성 또는 불휘발성 메모리 장치와 같은 반도체 장치는 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 여러 가지 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 막 형성 공정은 반도체 기판 상에 절연막, 도전막, 유전막 등과 같은 다양한 막들을 형성하기 위하여 수행되며, 식각 공정은 반도체 기판 상에 형성된 막들을 목적하는 패턴으로 형성하기 위하여 또는 제거하기 위하여 수행되며, 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 목적하는 패턴들을 형성하기 위한 식각 마스크를 형성하기 위하여 수행되며, 이온 주입 공정 또는 확산 공정은 반도체 기판의 표면 부위 또는 반도체 기판 상에 형성된 패턴 구조물의 전기적인 특성을 변화시키기 위하여 수행되며, 화학적 기계적 연마 공정 또는 에치 백 공정과 같은 평탄화 공정은 반도체 기판 또는 그 상에 형성된 막의 평탄화를 위하여 수행되며, 세정 공정은 반도체 기판 상의 불순물 또는 원치않는 막을 제거하기 위하여 수행될 수 있다.In general, a semiconductor device such as a volatile or nonvolatile memory device may be manufactured by repeatedly performing various unit processes on a semiconductor substrate such as a silicon wafer. For example, a film forming process is performed to form various films such as an insulating film, a conductive film, a dielectric film, and the like on a semiconductor substrate, and an etching process is performed to form or remove films formed on the semiconductor substrate in a desired pattern. The photolithography process is performed to form an etch mask for forming desired patterns on the semiconductor substrate, and the ion implantation process or diffusion process is performed on the surface portion of the semiconductor substrate or on the electrical structure of the pattern structure formed on the semiconductor substrate. A planarization process, such as a chemical mechanical polishing process or an etch back process, is performed to planarize a semiconductor substrate or a film formed thereon, and a cleaning process is performed to remove impurities or unwanted films on the semiconductor substrate. Can be.
상기 식각 또는 세정 공정은 습식 처리조를 이용하는 배치식 장치 또는 각각의 웨이퍼에 대하여 수행되는 매엽식 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 매엽식 장치는 기판을 회전시키면서 상기 회전에 의해 발생되는 원심력을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 매엽식 장치는 스핀 처리 공정에 바람직하게 적용될 수 있다.The etching or cleaning process may be performed by a batch apparatus using a wet treatment tank or a sheet type apparatus performed on each wafer. The sheet type device may be performed by using a centrifugal force generated by the rotation while rotating the substrate. That is, the sheet type device can be preferably applied to the spin treatment process.
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional substrate processing apparatus.
도 1을 참조하면, 상기 스핀 처리 공정을 수행하기 위한 장치(100)는 기판(10)을 지지하여 회전시키기 위한 회전척(110)과, 상기 회전척(110) 상의 기판(10)의 상부면 상으로 제1 처리액을 제공하기 위한 제1 처리액 제공부(120)와, 상기 기판(10)의 하부면 상으로 제2 처리액을 제공하기 위한 제2 처리액 제공부(130)와, 상기 회전척(110)을 감싸도록 배치되어 상기 기판(10)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 상기 기판(10)으로부터 이탈된 처리액을 회수하기 위한 처리액 회수부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an
상기 회전척(110)은 회전 가능하도록 배치된 원형 정반(112)과 상기 원형 정반(112)의 가장자리 부위 상에 배치되어 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위를 파지하는 다수의 홀더들(114)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 회전척(110)은 회전력을 제공하는 회전 구동부(116)와 상기 원형 정반(112)을 상기 회전 구동부(116)에 연결하는 회전축(118)을 포함할 수 있다.The
상기 제1 처리액 제공부(120)는 서로 다른 처리액들을 각각 제공하는 다수의 노즐들을 포함할 수 있으며, 목적하는 처리 공정을 수행하기 위하여 선택된 처리액을 제공하기 위하여 상기 다수의 노즐들 중에서 선택된 노즐(122)이 반도체 기판(10) 상에 위치될 수 있다. 또한, 상기 제2 처리액 제공부(130)는 상기 반도체 기판(10)의 상부면에 대한 처리와 상기 반도체 기판(10)의 하부면에 대한 처리가 동시에 이루어지는 경우, 상기 하부면으로 제2 처리액을 제공하기 위하여 구비된다. 예를 들면, 상기 제2 처리액 제공부(130)는 상기 원형 정반(112) 및 회전축(118)을 통해 형성된 유로를 통해 제2 처리액을 상기 반도체 기판(10)의 하부면으로 제공할 수 있다.The first treatment
상기 처리액 회수부(140)는 상기 회전척(110)의 중심축을 기준으로 동심원 형태로 배치되는 다수의 보울들(142)을 포함할 수 있다. 각각의 보울(142)은 수직 상방으로 연장하는 몸체와 상기 몸체의 상부로부터 상기 회전척(110)의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장하는 커버를 포함할 수 있다.The treatment
상기 처리액 회수부(140)는 반도체 기판(10) 상으로 제공되는 처리액의 종류에 따라 높이가 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 처리액 회수부(140)는 수직 구동부(150)와 연결되어 있으며, 상기 처리액을 종류별로 회수하기 위하여 높이가 조절된다. 즉, 각각의 보울들(142) 사이의 공간들에 상기 처리액들이 종류별로 수용될 수 있도록 처리액 회수부(140)의 높이가 조절될 수 있다.The processing
그러나, 회로 패턴들 또는 특정 막질이 형성된 기판(10) 상부면에 대한 세정 공정과 기판(10) 하부면에 대한 세정 공정을 동시에 수행하기 위하여 상기 제1 처 리액과 제2 처리액을 서로 다르게 사용하는 경우, 상기 제1 처리액과 제2 처리액을 구분하여 회수하는 것이 용이하지 않다. 이는 원심력에 의해 회전하는 반도체 기판(10)의 상부면 및 하부면을 따라 반도체 기판(10)의 외측으로 확장된 제1 처리액 및 제2 처리액이 반도체 기판(10)의 가장자리를 이탈하면서 서로 혼합될 수 있으며, 혼합된 세정액이 상기 보울들(142) 사이의 공간으로 회수되기 때문이다.However, the first treatment liquid and the second treatment liquid are used differently to simultaneously perform the cleaning process on the upper surface of the
상기와 같이 혼합되어 회수된 처리액은 재사용이 불가능하거나 재사용을 위한 별도의 재처리가 요구될 수 있다. 따라서, 기판 처리 공정에서 회수된 처리액의 재사용 효율이 크게 감소될 수 있으며, 이는 반도체 장치의 제조 비용을 상승시키는 요인이 될 수 있다.The treatment liquid recovered and mixed as described above may not be reused or may require separate reprocessing for reuse. Therefore, the reuse efficiency of the processing liquid recovered in the substrate processing process can be greatly reduced, which can be a factor that increases the manufacturing cost of the semiconductor device.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반도체 기판의 상부면 및 하부면의 처리에 각각 사용된 처리액들을 서로 구분하여 회수할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a substrate processing apparatus capable of separating and recovering the processing liquids respectively used for processing the upper and lower surfaces of the semiconductor substrate.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 기판 처리 장치는, 회전 가능하도록 배치되는 원형 정반 및 상기 원형 정반의 가장자리 부위 상에 배치되며 기판의 가장자리 부위를 파지하기 위한 다수의 홀더들을 포함하는 회전척과, 상기 회전척에 의해 파지된 기판의 상부면 상으로 제1 처리액을 제공하는 제1 처리액 제공부와, 상기 회전척에 의해 파지된 기판의 하부면 상으로 제2 처리액을 제공하는 제2 처리액 제공부와, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈된 제 1 처리액 및 제2 처리액을 회수하기 위하여 상기 회전척을 감싸도록 배치되며, 상기 제1 처리액 및 제2 처리액을 수용하기 위하여 적어도 하나의 보울(bowl)에 의해 구획된 내부 공간들을 갖는 처리액 회수부와, 상기 회전척에 의해 파지된 기판과 상기 처리액 회수부 사이에 위치되도록 상기 홀더들보다 외측에서 상기 원형 정반에 장착되며, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판으로부터 이탈되는 제1 처리액 및 제2 처리액을 구분하여 상기 내부 공간들로 각각 유도하기 위한 처리액 회수 가이드를 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object, a circular surface plate that is rotatably disposed and a plurality of holders disposed on the edge portion of the circular surface plate for holding the edge portion of the substrate A first processing liquid providing unit for providing a first processing liquid onto the upper surface of the substrate held by the rotating chuck, and a second processing liquid onto the lower surface of the substrate held by the rotating chuck And a second processing liquid providing unit and surrounding the rotary chuck to recover the first processing liquid and the second processing liquid separated from the substrate by the rotation of the substrate, wherein the first processing liquid and the second processing liquid are disposed. A processing liquid recovery part having internal spaces partitioned by at least one bowl to receive the processing liquid, a substrate held by the rotary chuck and the processing liquid recovery part A processing liquid which is mounted on the circular platen from the outside of the holders so as to be located at and separated into the first processing liquid and the second processing liquid which are separated from the substrate by rotation of the substrate, and guides them into the internal spaces, respectively. It may include a recovery guide.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 처리액 회수 가이드는, 상기 제1 처리액 및 제2 처리액을 분리하여 상기 내부 공간들로 각각 유도하기 위한 가이드 링과, 상기 원형 정반 내부에 설치되어 상기 가이드 링과 결합되며, 상기 기판에 대한 처리 공정을 수행하는 동안 상기 가이드 링이 상기 기판의 가장자리 부위와 인접하게 위치하도록 상기 가이드 링을 상승시키며, 상기 회전척에 대하여 상기 기판의 로딩 및 언로딩이 수행되는 동안 상기 가이드 링이 상기 원형 정반의 상부면과 인접하게 위치하도록 상기 가이드 링을 하강시키는 수직 구동부를 포함할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the treatment liquid recovery guide may include a guide ring for separating the first treatment liquid and the second treatment liquid into the internal spaces, respectively, and installed inside the circular surface plate. Coupled with a guide ring, and raises the guide ring so that the guide ring is positioned adjacent to the edge portion of the substrate during the processing of the substrate, and loading and unloading of the substrate with respect to the rotary chuck It may include a vertical drive for lowering the guide ring so that the guide ring is located adjacent to the upper surface of the circular surface while performing.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 수직 구동부는 상기 가이드 링과 결합하며 상기 원형 정반의 가장자리 부위들에 수직 방향으로 내장되는 다수의 공압 또는 유압 실린더들을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the vertical drive unit may include a plurality of pneumatic or hydraulic cylinders coupled to the guide ring and embedded in the vertical direction at the edge portions of the circular surface plate.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 수직 구동부는 상기 원형 정반의 가장자리 부위들에서 반경 방향으로 내장되는 다수의 공압 또는 유압 실린더들을 포함할 수 있으며, 상기 수직 구동부와 상기 가이드 링은 다수의 링크 구조물들에 의해 연 결될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the vertical drive unit may include a plurality of pneumatic or hydraulic cylinders that are radially embedded at the edge portions of the circular platen, and the vertical drive unit and the guide ring may include a plurality of link structures. Can be connected by
본 발명의 실시예들에 따르면, 각각의 링크 구조물은, 상기 가이드 링의 하부에 연결되어 하방으로 연장하는 지지축과, 상기 지지축과 힌지 방식으로 결합된 상부 링크와, 일단이 상기 상부 링크에 힌지 방식으로 결합된 하부 링크를 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, each link structure includes a support shaft connected to a lower portion of the guide ring and extending downward, an upper link hingedly coupled to the support shaft, and one end of which is connected to the upper link. It may comprise a lower link coupled in a hinged manner.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 원형 정반의 가장자리 부위들 각각에는 상기 지지축이 삽입되며 상기 지지축의 수직 방향 이동을 안내하기 위한 안내홀과, 상기 안내홀과 연통되며 상기 상부 링크, 상기 하부 링크 및 공압 또는 유압 실린더가 설치되는 설치 공간이 형성되어 있고, 상기 하부 링크의 타단은 상기 설치 공간의 저면에 힌지 방식으로 결합되고, 실린더 수용 공간에 배치된 공압 또는 유압 실린더는 상기 설치 공간의 측면에 힌지 방식으로 결합되며 상기 공압 또는 유압 실린더의 실린더 로드는 상기 상부 링크와 하부 링크의 결합 부위에 힌지 결합될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, each of the edge portions of the circular surface plate is inserted into the support shaft and guide holes for guiding the vertical movement of the support shaft, and in communication with the guide hole, the upper link, the lower An installation space is formed in which a link and a pneumatic or hydraulic cylinder are installed, and the other end of the lower link is hingedly coupled to the bottom of the installation space, and a pneumatic or hydraulic cylinder disposed in the cylinder receiving space is formed on the side of the installation space. It is coupled in a hinged manner and the cylinder rod of the pneumatic or hydraulic cylinder may be hinged to the engaging portion of the upper link and the lower link.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 수직 구동부는 상기 원형 정반의 가장자리 부위들에서 반경 방향으로 내장되는 다수의 단동 실린더들을 포함할 수 있으며, 각각의 단동 실린더 내에는 상기 원형 정반의 회전에 따라 발생되는 원심력에 의해 실린더 로드를 신장시키기 위한 피스톤과, 상기 원형 정반의 정지 상태에서 상기 실린더 로드를 신축시키기 위한 스프링이 내장될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the vertical driving unit may include a plurality of single-acting cylinders radially embedded in the edge portions of the circular platen, each generated in accordance with the rotation of the circular platen in the single-acting cylinder A piston for extending the cylinder rod by the centrifugal force, and a spring for stretching the cylinder rod in the stationary state of the circular platen may be included.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 수직 구동부는 상기 원형 정반의 가장자리 부위들에서 반경 방향으로 내장된 다수의 복동 실린더들을 포함할 수 있다. 각 각의 복동 실린더는 상기 원형 정반의 회전에 따라 발생되는 원심력에 의해 실린더 로드를 신장시키기 위한 피스톤을 내장하며, 상기 신장된 실린더 로드는 상기 원형 정반의 정지 상태에서 상기 가이드 링의 자중에 의해 신축될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the vertical driving unit may include a plurality of double acting cylinders radially embedded at edge portions of the circular platen. Each double-acting cylinder has a piston for elongating the cylinder rod by the centrifugal force generated by the rotation of the circular platen, and the elongated cylinder rod is stretched by the weight of the guide ring in the stationary state of the circular platen. Can be.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 가이드 링은 상기 회전척의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the guide ring may extend inwardly upward toward the central axis of the rotary chuck.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 처리액 회수부는 상기 회전척의 중심축을 기준으로 동심원 형태로 배치되는 다수의 보울들을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the treatment liquid recovery part may include a plurality of bowls arranged concentrically with respect to the central axis of the rotary chuck.
본 발명의 실시예들에 따르면, 각각의 보울들은 수직 상방으로 연장하는 실린더 형태의 몸체와 상기 몸체의 상부로부터 상기 회전척의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장하는 커버를 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, each of the bowls may include a cylindrical body extending vertically upward and a cover extending inwardly upward from the top of the body toward the central axis of the rotary chuck.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판의 처리 공정에서 기판의 상부면에 제공되는 제1 처리액과 기판의 하부면에 제공되는 제2 처리액은 기판의 회전에 따른 원심력에 의해 기판의 가장자리 부위로부터 이탈되며, 상기 처리액 회수 가이드에 의해 서로 혼합되지 않고 각각 처리액 회수부의 내부 공간들에 수용될 수 있다. 따라서, 상기 처리액들의 종류별로 처리액의 회수가 가능하게 되며, 이에 따라 기판 처리 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the first processing liquid provided on the upper surface of the substrate and the second processing liquid provided on the lower surface of the substrate in the processing process of the substrate is subjected to the centrifugal force according to the rotation of the substrate. It is separated from the edge portion of the substrate by the processing liquid recovery guide can be accommodated in the inner spaces of the processing liquid recovery portion, respectively, without being mixed with each other. Therefore, it is possible to recover the treatment liquid for each type of the treatment liquids, thereby reducing the cost of the substrate treatment process.
실시예Example
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각각의 장치, 요소들, 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각각의 장치 또는 요소들은 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들 또는 부가 요소들을 구비할 수 있으며, 각각의 요소 또는 막(층)이 다른 요소 또는 막(층) 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 요소 또는 막(층) 상에 직접 배치 또는 형성되거나 그들 사이에 추가적인 요소 또는 막(층)이 개재될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of individual devices, elements, films (layers) and regions have been exaggerated for the sake of clarity of the invention, and each of the various devices or elements are various additional devices not described herein. Or additional elements, where each element or film (layer) is referred to as being located on another element or film (layer), disposed or formed directly on the other element or film (layer), or Additional elements or films (layers) may be interposed therebetween.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판(10)의 식각, 세정, 린스, 건조 등의 처리를 매엽식 스핀 방식으로 처리하기 위하여 사용될 수 있다.2, the
상기 기판 처리 장치(200)는 반도체 기판(10)을 지지하고 회전시키기 위한 회전척(210)과, 상기 회전척(210) 상의 반도체 기판(10)의 상부면 상으로 제1 처리액을 제공하기 위한 제1 처리액 제공부(220)와, 상기 반도체 기판(10)의 하부면 상으로 제2 처리액을 제공하기 위한 제2 처리액 제공부(230)와, 상기 회전척(210)의 주변에서 상기 회전척(210)을 감싸도록 배치되어 상기 반도체 기판(10)의 회전에 의해 상기 반도체 기판(10)으로부터 이탈된 제1 및 제2 처리액을 회수하기 위한 처리액 회수부(240)와, 상기 반도체 기판(10)과 상기 처리액 회수부(240) 사이에 배치되어 상기 제1 처리액 및 제2 처리액을 구분하여 회수할 수 있도록 하는 처리액 회수 가이드(250)를 포함할 수 있다.The
상기 회전척(210)은 회전 가능하도록 배치되는 원형 정반(212)과, 상기 원형 정반(212)의 가장자리 부위 상에 배치되어 상기 반도체 기판(10)의 가장자리를 파지하는 다수의 홀더들(214)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 회전척(210)은 상기 원형 정반(212)의 하부에 배치되어 상기 원형 정반(212)을 회전시키기 위하여 회전력을 제공하는 회전 구동부(216)와, 상기 원형 정반(212)과 상기 회전 구동부(216) 사이를 연결하는 회전축(218)을 포함할 수 있다.The
예를 들면, 상기 원형 정반(212)의 상부 가장자리 부위에는 6개의 홀더들(214)이 배치될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 각각의 홀더들(214)은 자체 회전 가능하도록 배치되며, 상기 반도체 기판(10)의 가장자리를 지지하기 위한 하부 지지부재들과, 상기 하부 지지부재들 상에 편심되도록 배치되며 자체 회전에 의해 상기 반도체 기판(10)의 측면에 밀착됨으로써 상기 반도체 기판(10)을 파지하는 상부 지지부재들을 포함할 수 있다.For example, six
상기 회전 구동부(216)는 회전력을 제공하는 모터를 포함할 수 있으며, 상기 회전축(218)은 회전 구동부(216)와의 연결을 위하여 상기 원형 정반(212)의 중심 부위로부터 하방으로 연장할 수 있다.The
상기 제1 처리액 제공부(220)는 처리 공정의 종류에 따라 서로 다른 처리액들을 각각 제공하기 위한 다수의 노즐들(222)을 포함할 수 있으며, 상기 노즐들(222)은 별도의 구동 장치(미도시)에 의해 선택적으로 상기 반도체 기판(10) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 처리액 제공부(220)는 3개의 노즐들(222)을 포함할 수 있으며, 상기 노즐들(222)은 각각 제1 세정액, 제2 세정액 및 린스를 위한 순수를 반도체 기판(10) 상으로 순차적으로 제공할 수 있다.The first treatment
상기 제2 처리액 제공부(230)는 상기 회전축(218) 및 원형 정반(212)을 통해 형성된 처리액 공급 유로를 통해 상기 반도체 기판(10)의 하부면 상으로 제2 처리액을 제공할 수 있다.The second processing
상기 처리액 회수부(240)는 상기 반도체 기판(10)의 회전에 의해 상기 반도체 기판(10)으로부터 이탈된 제1 처리액 및 제2 처리액을 수용하기 위하여 적어도 하나의 보울(bowl, 242)에 의해 구획된 내부 공간들을 갖는다. 도시된 바에 의하면, 상기 처리액 회수부(240)는 3개의 내부 공간들을 형성하는 4개의 보울들(242)을 포함하고 있으며, 각각의 보울들(242)은 상기 회전척(210)의 중심축에 대하여 동심원 형태로 배치될 수 있다. 각각의 보울들(242)은 수직 상방으로 연장하는 실린더 형태의 몸체(244)와 상기 몸체(244)의 상부로부터 상기 회전척(210)의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장하는 커버(246)를 포함할 수 있다.The processing
상기 회전 구동부(216)와 인접하게는 상기 처리액 회수부(240)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제1 수직 구동부(270)가 배치되며, 상기 제1 수직 구동부(270)는 처리액 회수부(240)와 구조적으로 연결되어 있다. 상기 제1 수직 구동부(270)로는 유압 또는 공압 실린더가 사용될 수 있으며, 상기 반도체 기판(10) 상에 제공되는 처리액의 종류에 따라 처리액 회수부(240)의 높이를 조절하기 위하여 제공된다.A first
한편, 상기 회전 구동부(216)와 상기 회전축(218)을 처리액으로부터 보호하 기 위한 실린더 형태의 보호 커버들(272, 274)이 각각 상기 회전 구동부(216)와 상기 회전축(218)을 감싸도록 배치될 수 있다.Meanwhile, cylinder-shaped
상기 보울들(242) 사이의 내부 공간들은 상기 처리액을 배출하기 위한 드레인 배관들(280)이 연결될 수 있다. 상기 드레인 배관들(280)은 상기 처리액을 종류별로 구분하여 수용하기 위한 용기들(미도시)과 상기 내부 공간들을 연결한다.Inner spaces between the
상기 처리액 회수 가이드(250)는 상기 반도체 기판(10)의 상부면으로 제공되는 제1 처리액과 하부면 상으로 제공되는 제2 처리액을 서로 분리하여 회수할 수 있도록 하기 위하여 제공된다. 상기 반도체 기판(10)의 상부면 및 하부면 상으로 제공되는 제1 처리액 및 제2 처리액은 반도체 기판(10)의 회전에 따른 원심력에 의해 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위로 확장되며, 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위를 이탈하면서 혼합될 수 있다. 상기 처리액 분리 가이드(250)는 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하게 배치되어 상기 제1 처리액과 제2 처리액이 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.The processing
상기 처리액 회수 가이드(250)는 상기 원형 정반(212)의 가장자리 부위 상에 배치되는 가이드 링(252)과 상기 원형 정반(212)의 가장자리 부위에 내장되며 상기 가이드 링(252)과 연결되는 제2 수직 구동부(254)를 포함할 수 있다.The treatment
구체적으로, 상기 가이드 링(252)은 상기 원형 정반(212) 상에서 상기 홀더들(214)의 외측에 배치될 수 있으며, 상기 제2 수직 구동부(254)는 상기 가이드 링(252)의 하부에 연결되어 상기 원형 정반(212)의 가장자리 부위에 내장되는 다수의 공압 또는 유압 실린더들을 포함할 수 있다. 각각의 공압 또는 유압 실린더들의 실린더 몸체는 상기 원형 정반(212) 내부에 수직 방향으로 삽입되며, 실린더 로드는 상기 가이드 링(252)의 하부에 연결된다.In detail, the
상기 가이드 링(252)은 상기 기판(10)에 대한 처리 공정을 수행하는 동안 상기 제2 수직 구동부(254)에 의해 상기 회전척(210)에 의해 파지된 기판(10)의 가장자리 부위에 인접하게 배치되어 원심력에 의해 상기 반도체 기판(10)의 가장자리로부터 이탈되는 제1 처리액 및 제2 처리액을 서로 분리하여 상기 보울들(242) 사이의 내부 공간들로 각각 유도하기 위하여 사용된다. The
한편, 상기 가이드 링(252)은 각각의 보울들(242)의 커버들(246)이 연장하는 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 즉, 상기 가이드 링(252)은 상기 제1 처리액과 제2 처리액을 분리하여 상기 내부 공간들에 수용하기 위하여 상기 회전척(210)의 중심축을 향하여 내측 상방으로 연장할 수 있으며, 상기 가이드 링(252)의 상단부와 상기 회전척(210) 상에 파지된 반도체 기판(10)의 가장자리 부위 사이의 간격은 약 0.5 내지 2mm 정도로 조절될 수 있다.Meanwhile, the
특히, 상기 가이드 링(252)은 상기 반도체 기판(10)에 대한 처리 공정이 수행되는 동안 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위와 인접하도록 상기 제2 수직 구동부(254)에 의해 상승되며, 상기 반도체 기판(10)이 상기 회전척(210) 상으로 로딩되거나 상기 회전척(210) 상으로부터 언로딩되는 동안 상기 원형 정반(212)의 상부면과 인접하도록 상기 제2 수직 구동부(254)에 의해 하강된다. 구체적으로, 상기 제2 수직 구동부(254)는 상기 반도체 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위하여 이송 로봇의 블레이드(blade)가 상기 반도체 기판(10)을 상기 홀더들(214) 상에 내려놓 을 수 있도록, 또한 상기 홀더들(214) 상에 놓여진 반도체 기판(10)을 들어올릴 수 있도록 상기 가이드 링(252)의 위치를 조절한다.In particular, the
상술한 바와 같이, 상기 처리액 회수 가이드(250)는 상기 원형 정반(2112)의 가장자리 부위에 장착되어 상기 원형 정반(212)과 함께 회전하므로, 상기 제1 처리액 및 제2 처리액의 분리를 더욱 용이하게 할 수 있다.As described above, the treatment
도 3은 반도체 기판의 로딩 및 언로딩을 위하여 가이드 링이 하강한 상태를 보여주는 개략도이다.3 is a schematic view showing a state in which the guide ring is lowered for loading and unloading a semiconductor substrate.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 반도체 기판(10)에 대한 처리 공정을 수행하는 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 반도체 기판(10)은 이송 로봇의 블레이드에 지지된 상태로 상기 처리 공정의 수행을 위한 공정 챔버(미도시) 내부로 이송된다. 이어서, 상기 이송 로봇의 블레이드는 상기 반도체 기판(10)을 상기 홀더들(214) 상에 내려놓은 후 상기 공정 챔버 외부로 후퇴한다. 이때, 상기 가이드 링(252)은 상기 제2 수직 구동부(254)에 의해 상기 원형 정반(212)의 상부면에 인접하도록 위치된다. 또한, 상기 처리액 회수부(240) 역시 상기 제1 수직 구동부(270)에 의해 상기 이송되는 반도체 기판(10)과의 간섭을 방지하기 위하여 하강된 상태이다.Hereinafter, a method of performing a processing process on the
이어서, 상기 제2 수직 구동부(254)에 의해 상기 가이드 링(252)이 반도체 기판(10)의 가장자리 부위에 인접하도록 위치되고, 상기 제1 수직 구동부(270)에 의해 처리액 회수부(240)가 적정 위치로 상승된 후, 반도체 기판(10)은 회전척(210)에 의해 기 설정된 속도로 회전된다. 상기 회전하는 반도체 기판(10)의 상 부면 및 하부면 상으로 각각 제1 처리액 및 제2 처리액이 공급된다.Subsequently, the
상기 제1 처리액으로는 반도체 기판(10)의 상부면을 세정하기 위한 세정액, 예를 들면, SC-1(standard cleaning 1) 용액이 제공될 수 있으며, 상기 제2 처리액으로는 탈이온수가 제공될 수 있다. 그러나, 상기 처리액들의 종류는 일 예에 불과한 것이며, 기판 처리 공정의 종류에 따라 다양한 처리액들이 사용될 수 있다.The first treatment liquid may be a cleaning liquid for cleaning the upper surface of the
상기 반도체 기판(10)의 회전에 따른 원심력으로 상기 반도체 기판(10) 상으로 제공된 제1 처리액 및 제2 처리액은 반도체 기판(10)의 상부면 및 하부면을 따라 가장자리 부위로 확장된다. 상기 반도체 기판(10)의 가장자리 부위로부터 이탈된 제1 처리액 및 제2 처리액은 상기 처리액 회수 가이드(250)의 가이드 링(252)에 의해 서로 혼합되는 것이 방지되며, 각각 상기 처리액 회수부(240)의 내부 공간들에 수용된다. 상기 내부 공간들에 수용된 제1 처리액 및 제2 처리액은 각각 드레인 라인들(280)을 통하여 배출된다.The first processing liquid and the second processing liquid provided on the
상기와 같이 제1 처리액 및 제2 처리액을 이용한 기판 처리 공정이 종료되면, 상기 가이드 링(252)은 제2 수직 구동부(254)에 의해 하강하며 상기 처리액 회수부(240)는 제1 수직 구동부(270)에 의해 하강한다. 이어서, 이송 로봇에 의해 상기 반도체 기판(10)이 공정 챔버로부터 반출된다.As described above, when the substrate processing process using the first processing liquid and the second processing liquid is completed, the
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 처리액 회수 가이드의 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.4A and 4B are partial cross-sectional views for explaining another example of the treatment liquid recovery guide shown in FIG. 2.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 처리액 회수 가이드(350)는 가이드 링(352)과 제2 수직 구동부를 포함할 수 있다. 상기 가이드 링(352)에 대한 추가적인 상세 설 명은 상기 도 2를 참조하여 기 설명된 바와 동일하므로 생략한다.4A and 4B, the treatment
상기 제2 수직 구동부로는 원형 정반(312)의 가장자리 부위들에서 반경 방향으로 내장되는 다수의 공압 또는 유압 실린더들(354)이 사용될 수 있으며, 상기 공압 또는 유압 실린더들(354)은 상기 가이드 링(352)에 다수의 링크 구조물들에 의해 연결될 수 있다.As the second vertical drive unit, a plurality of pneumatic or
각각의 링크 구조물은 상기 가이드 링(352)의 하부에 연결되어 하방으로 연장하는 지지축(356)과, 상기 지지축(356)과 힌지 방식으로 결합된 상부 링크(358)와, 일단이 상기 상부 링크(358)에 힌지 방식으로 결합된 하부 링크(360)를 포함할 수 있다.Each link structure has a
상기 원형 정반(312)의 가장자리 부위들 각각에는 상기 지지축들(356)이 삽입되며 상기 지지축들(356)의 수직 방향 이동을 안내하기 위한 안내홀들(312a)이 형성되어 있으며, 상기 원형 정반(312)의 가장자리 부위들 내부에는 상기 상부 링크(356), 하부 링크(358) 및 공압 또는 유압 실린더(354)가 설치되는 설치 공간들(312b)이 형성되어 있다.The
상기 하부 링크들(360) 각각의 타단은 상기 설치 공간(312b)의 저면 상에 힌지 방식으로 결합될 수 있다. 상기 공압 또는 유압 실린더들(354) 각각은 상기 설치 공간(312b)의 측면 상에 힌지 방식으로 결합될 수 있으며, 상기 공압 또는 유압 실린더들(354)의 실린더 로드들 각각은 상기 상부 링크(356)와 하부 링크(358)의 힌지 결합 부위에 힌지 방식으로 결합될 수 있다.The other end of each of the
따라서, 상기 공압 또는 유압 실린더들(354)의 신장에 의해 상기 가이드 링(352)이 수직 방향으로 상승할 수 있으며, 신축에 의해 수직 방향으로 하강할 수 있다. 그러나, 상기 링크 구조물의 구성은 당업자에 의해 다양하게 변경될 수 있으며, 또한 설계 조건들에 따라 다양하게 변경될 수 있는 것이므로, 예시적으로 설명된 상기 링크 구조물의 구성에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않을 것이다.Therefore, the
도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 처리액 회수 가이드의 또 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.5A and 5B are partial cross-sectional views illustrating still another example of the treatment liquid recovery guide shown in FIG. 2.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 처리액 회수 가이드(450)는 가이드 링(452)과 제2 수직 구동부를 포함할 수 있다. 상기 가이드 링(452)에 대한 추가적인 상세 설명은 상기 도 2를 참조하여 기 설명된 바와 동일하므로 생략한다.5A and 5B, the treatment
상기 제2 수직 구동부로는 원형 정반(412)의 가장자리 부위들에서 반경 방향으로 내장되며 원심력에 의해 동작하는 다수의 단동 실린더들(454)이 사용될 수 있다. 상기 단동 실린더들(454)은 상기 가이드 링(452)에 다수의 링크 구조물들에 의해 연결될 수 있다.As the second vertical driving unit, a plurality of single-acting
각각의 단동 실린더들(454)의 실린더 몸체 내부에는 상기 원형 정반(412)의 회전에 따라 발생되는 원심력에 의해 실린더 로드를 신장시키는 피스톤(454a)이 배치된다. 또한, 상기 실린더 몸체 내부에서 상기 실린더 로드를 감싸도록 코일 스프링(454b)이 배치되며, 상기 신장된 실린더 로드는 상기 원형 정반(412)이 정지한 상태에서 상기 코일 스프링(454b)의 복원력에 의해 신축될 수 있다.Inside the cylinder body of each of the single-acting
각각의 링크 구조물은 상기 가이드 링(452)의 하부에 연결되어 하방으로 연장하는 지지축(456)과, 상기 지지축(456)과 힌지 방식으로 결합된 상부 링크(458) 와, 일단이 상기 상부 링크(458)에 힌지 방식으로 결합된 하부 링크(460)를 포함할 수 있다.Each link structure has a
상기 원형 정반(412)의 가장자리 부위들 각각에는 상기 지지축들(456)이 삽입되며 상기 지지축들(456)의 수직 방향 이동을 안내하기 위한 안내홀들(412a)이 형성되어 있으며, 상기 원형 정반(412)의 가장자리 부위들 내부에는 상기 상부 링크(456), 하부 링크(458) 및 단동 실린더(454)가 설치되는 설치 공간들(412b)이 형성되어 있다.In each of the edge portions of the
상기 하부 링크들(460) 각각의 타단은 상기 설치 공간(412b)의 저면 상에 힌지 방식으로 결합될 수 있다. 상기 단동 실린더들(454) 각각은 상기 설치 공간(412b)의 측면 상에 힌지 방식으로 결합될 수 있으며, 상기 단동 실린더들(454)의 실린더 로드들 각각은 상기 상부 링크(456)와 하부 링크(458)의 힌지 결합 부위에 힌지 방식으로 결합될 수 있다.The other end of each of the
따라서, 상기 단동 실린더들(454)의 신장에 의해 상기 가이드 링(452)이 수직 방향으로 상승할 수 있으며, 신축에 의해 수직 방향으로 하강할 수 있다.Therefore, the
도 6a 및 도 6b는 도 2에 도시된 처리액 회수 가이드의 또 다른 예를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.6A and 6B are partial cross-sectional views for describing still another example of the treatment liquid recovery guide shown in FIG. 2.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 처리액 회수 가이드(550)는 가이드 링(552)과 제2 수직 구동부를 포함할 수 있다. 상기 가이드 링(552)에 대한 추가적인 상세 설명은 상기 도 2를 참조하여 기 설명된 바와 동일하므로 생략한다.6A and 6B, the treatment
상기 제2 수직 구동부로는 원형 정반(512)의 가장자리 부위들에서 반경 방향 으로 내장되며 원심력과 가이드 링(552)의 자중에 의해 동작하는 다수의 복동 실린더들(554)이 사용될 수 있다. 상기 복동 실린더들(554)은 상기 가이드 링(552)에 다수의 링크 구조물들에 의해 연결될 수 있다.As the second vertical driving unit, a plurality of
각각의 복동 실린더들(554)의 실린더 몸체 내부에는 상기 원형 정반(512)의 회전에 따라 발생되는 원심력에 의해 실린더 로드를 신장시키는 피스톤(554a)이 배치된다. 상기 신장된 실린더 로드는 상기 원형 정반(512)이 정지한 상태에서 상기 가이드 링(552)의 자중에 의해 신축될 수 있다.Inside the cylinder body of each double-acting
각각의 링크 구조물은 상기 가이드 링(552)의 하부에 연결되어 하방으로 연장하는 지지축(556)과, 상기 지지축(556)과 힌지 방식으로 결합된 상부 링크(558)와, 일단이 상기 상부 링크(558)에 힌지 방식으로 결합된 하부 링크(560)를 포함할 수 있다.Each link structure includes a
상기 원형 정반(512)의 가장자리 부위들 각각에는 상기 지지축들(556)이 삽입되며 상기 지지축들(556)의 수직 방향 이동을 안내하기 위한 안내홀들(512a)이 형성되어 있으며, 상기 원형 정반(512)의 가장자리 부위들 내부에는 상기 상부 링크(556), 하부 링크(558) 및 복동 실린더(554)가 설치되는 설치 공간들(512b)이 형성되어 있다.The
상기 하부 링크들(560) 각각의 타단은 상기 설치 공간(512b)의 저면 상에 힌지 방식으로 결합될 수 있다. 상기 복동 실린더들(554) 각각은 상기 설치 공간(512b)의 측면 상에 힌지 방식으로 결합될 수 있으며, 상기 복동 실린더들(554)의 실린더 로드들 각각은 상기 상부 링크(556)와 하부 링크(558)의 힌지 결합 부위 에 힌지 방식으로 결합될 수 있다.The other end of each of the
따라서, 상기 가이드 링(552)의 상승은 상기 복동 실린더(554)의 실린더 로드가 상기 원형 정반(512)의 회전에 따른 원심력에 의해 신장됨으로써 이루어질 수 있으며, 상기 상승된 가이드 링(552)은 원형 정반(512)이 정지된 상태 또는 일정 속도 이하로 회전 속도가 떨어지면 자체의 자중에 의해 하강될 수 있다.Therefore, the raising of the
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 기판의 스핀 처리 공정에서 반도체 기판의 상부면 및 하부면 상으로 제공된 제1 처리액 및 제2 처리액은 처리액 회수 가이드에 의해 서로 혼합되지 않고 각각 처리액 회수부의 내부 공간들로 수용될 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the first processing liquid and the second processing liquid provided on the upper and lower surfaces of the semiconductor substrate in the spin treatment process of the semiconductor substrate are not mixed with each other by the treatment liquid recovery guide. And may be accommodated into the inner spaces of the treatment liquid recovery part, respectively.
상기와 같이 처리액 회수 가이드를 이용하여 상기 제1 및 제2 처리액을 분리하여 회수할 수 있으므로, 처리액의 재사용이 가능해지며, 이에 따라 반도체 기판의 처리 공정에 소요되는 비용이 절감될 수 있다.As described above, the first and second treatment solutions may be separated and recovered using the treatment solution recovery guide, and thus the treatment solution may be reused, thereby reducing the cost of the semiconductor substrate processing process. .
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| KR1020060132383A KR100824306B1 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Apparatus for treating substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020060132383A KR100824306B1 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Apparatus for treating substrate |
Publications (1)
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| KR1020060132383A KR100824306B1 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Apparatus for treating substrate |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20130319 Year of fee payment: 6 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |