KR20220162329A - Method and apparatus for treating substrate - Google Patents

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KR20220162329A
KR20220162329A KR1020210070660A KR20210070660A KR20220162329A KR 20220162329 A KR20220162329 A KR 20220162329A KR 1020210070660 A KR1020210070660 A KR 1020210070660A KR 20210070660 A KR20210070660 A KR 20210070660A KR 20220162329 A KR20220162329 A KR 20220162329A
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bhdiw
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최문식
김선미
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세메스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a substrate treating method and apparatus. Etching rate and uniformity can be improved by scanning and ejecting a treatment liquid onto a substrate while adjusting the movement time of a spray nozzle based on the delay time of treatment liquid scan discharge depending on whether BHDIW is supplied. The substrate treating method includes: a substrate temperature control step; and a treatment liquid discharge control step.

Description

기판 처리 방법 및 장치{Method and apparatus for treating substrate}Substrate treatment method and apparatus {Method and apparatus for treating substrate}

본 발명은 기판 처리 방법 및 장치로서, 보다 상세하게는 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출함으로써 에칭 레이트와 균일도를 향상시키는 방안에 대한 것이다.The present invention is a substrate processing method and apparatus, and more particularly, etching rate and uniformity by scanning and ejecting a processing liquid onto a substrate while adjusting the movement time of a spray nozzle based on the processing liquid scan ejection delay time according to whether or not BHDIW is supplied. It is about ways to improve.

반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등의 기판에 대하여, 기판을 회전시키면서 기판의 상방에 배치된 분사 노즐로부터 기판에 대하여 처리액을 공급하고, 기판의 원심력에 의해 처리액을 기판의 표면 전체에 확산시켜 기판을 처리하는 기판 처리 장치가 적용되고 있다.With respect to a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate, while rotating the substrate, a processing liquid is supplied to the substrate from a spray nozzle disposed above the substrate, and the processing liquid is spread over the entire surface of the substrate by the centrifugal force of the substrate to clean the substrate. A substrate processing apparatus for processing is applied.

기판 처리 장치에서 처리액을 기판의 중심부에 고정 분사하는 경우 처리액이 기판의 전면에 고루 분포되지 않고 중심부와 외측 간에 처리액 공급량의 차이가 발생되는 문제가 있다.When the processing liquid is fixedly sprayed to the center of the substrate in the substrate processing apparatus, the processing liquid is not evenly distributed over the entire surface of the substrate, and there is a problem in that a difference in supply amount of the processing liquid occurs between the center and the outside.

이러한 제반 문제 해결을 위해 기판 처리 장치를 동작시킴에 있어서 분사 노즐로부터 처리액을 토출시키면서 분사 노즐을 기판의 중심부과 외측 사이에서 왕복시키는 스캔 처리를 복수회 연속으로 행하여 처리액 공급의 면내 균일도를 높이고 있다.In order to solve these various problems, in operating the substrate processing apparatus, while discharging the treatment liquid from the spray nozzle, a scanning process of reciprocating the spray nozzle between the center and the outside of the substrate is continuously performed multiple times to increase the in-plane uniformity of the supply of the treatment liquid. have.

하지만 기판의 중심부와 외측 간의 온도 차이로 인해 에칭 레이트의 균일도((E/R Uniformity)가 떨어지는 문제가 있다. 특히 기판의 후면으로 BHDIW(후면 고온 순수)를 공급하면서 기판의 전면으로 처리액을 토출하는 경우, 기판의 중심부와 외측 간에 온도 차이가 일정 수준을 초과하면 에칭 레이트의 균일도(E/R Uniformity)는 더욱 떨어지는 문제가 있다. However, there is a problem in that the uniformity (E/R Uniformity) of the etching rate is lowered due to the temperature difference between the center and the outside of the substrate. In this case, if the temperature difference between the center and the outside of the substrate exceeds a certain level, there is a problem in that the uniformity of the etching rate (E/R uniformity) is further deteriorated.

한국 등록특허공보 제10-2115173호Korean Patent Registration No. 10-2115173

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기판 처리 장치에서 처리액을 기판의 중심부에 고정 분사하는 경우 처리액이 기판의 전면에 고루 분포되지 않고 중심부와 외측 간에 처리액 공급량의 차이가 발생되는 문제를 해소하고자 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and when a processing liquid is fixedly sprayed to the center of a substrate in a substrate processing apparatus, the processing liquid is not evenly distributed over the entire surface of the substrate and is treated between the center and the outside. It is intended to solve the problem that the difference in liquid supply amount occurs.

나아가서 기판의 중심부와 외측 사이에서 분사 노즐을 스캔 토출함에 있어서 기판의 중심부와 외측 간의 온도 차이로 인해 에칭 레이트의 균일도((E/R Uniformity)가 떨어지는 문제를 해결하고자 한다. Furthermore, in scanning and ejecting the spray nozzle between the center and the outside of the substrate, the problem of the etching rate uniformity (E / R Uniformity) being lowered due to the temperature difference between the center and the outside of the substrate is to be solved.

특히 기판의 후면으로 BHDIW(후면 고온 순수)를 공급하면서 기판의 전면으로 처리액을 토출하는 경우, 기판의 중심부와 외측 간에 온도 차이가 일정 수준을 초과하면 에칭 레이트의 균일도(E/R Uniformity)는 더욱 떨어지는 문제를 해결하고자 한다.In particular, when the processing liquid is discharged to the front of the substrate while supplying BHDIW (rear side high temperature pure water) to the back side of the substrate, when the temperature difference between the center and the outside of the substrate exceeds a certain level, the uniformity of the etching rate (E/R Uniformity) We want to solve the problem even further.

본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다. The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description.

본 발명에 따른 기판 처리 방법의 일실시예는, 기판 처리 공정에 따라 BHDIW(후면 고온 순수)를 선택적으로 기판 후면에 공급하는 기판 온도 조절 단계; 및 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하는 처리액 토출 조절 단계를 포함할 수 있다.One embodiment of the substrate processing method according to the present invention, the substrate temperature control step of selectively supplying BHDIW (rear high temperature pure water) to the back side of the substrate according to the substrate processing process; and a treatment liquid discharge control step of scanning and ejecting the treatment liquid onto the substrate while adjusting a movement time of the spray nozzle based on a treatment liquid scan discharge delay time according to whether or not BHDIW is supplied.

바람직하게는 상기 처리액 토출 조절 단계는, 기판의 외측으로부터 중심부를 향해 상기 분사 노즐의 이동 시간을 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출할 수 있다.Preferably, in the controlling the discharge of the treatment liquid, the treatment liquid may be scanned and discharged onto the substrate by adjusting a movement time of the spray nozzle from the outer side of the substrate toward the center of the substrate.

일례로서, 상기 처리액 토출 조절 단계는, BHDIW의 공급시 경우, 기판의 외측 부위에서 중심 부위보다 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 길게 조절할 수 있다.As an example, in the step of adjusting the discharge of the treatment liquid, in the case of supplying the BHDIW, the treatment liquid scan discharge delay time may be adjusted to be longer at the outer portion of the substrate than at the center portion.

다른 일례로서, 상기 처리액 토출 조절 단계는, BHDIW의 미공급시의 경우, 기판의 외측 부위에서 중심 부위보다 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 짧게 조절할 수 있다.As another example, in the step of controlling the discharge of the treatment liquid, when the BHDIW is not supplied, the processing liquid scan discharge delay time may be adjusted shorter at the outer portion of the substrate than at the center portion.

나아가서 상기 처리액 토출 조절 단계는, 스캔 토출 범위를 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출할 수 있다.Furthermore, in the controlling the discharge of the treatment liquid, the treatment liquid may be scanned and discharged onto the substrate by adjusting a scan discharge range.

일례로서, 상기 기판 온도 조절 단계는, 기판의 외측과 중심 부위에 대한 온도 차이를 측정하며, 상기 처리액 토출 조절 단계는, 상기 온도 차이를 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절할 수 있다.As an example, the step of adjusting the temperature of the substrate may measure a temperature difference between an outer and central portion of the substrate, and the step of controlling discharge of the treatment solution may adjust a delay time of scanning the treatment solution based on the temperature difference.

바람직하게는 기판 처리 공정에 따른 BHDIW 공급 여부, 기판의 처리 온도 조건 및 처리액 공급량을 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하는 공정 조건 설정 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, a process condition setting step of setting a processing liquid scan discharge delay time based on whether BHDIW is supplied according to the substrate processing process, a processing temperature condition of the substrate, and a processing liquid supply amount may be further included.

또한 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일실시예는, 기판이 안착되는 기판 지지 부재; 기판 상으로 스캔 이동하면서 상기 기판의 상부면으로 처리 유체를 토출하는 분사 노즐을 포함하는 노즐 부재; 상기 기판의 후면으로 처리 유체를 분사하는 백노즐; 및 상기 백노즐의 BHDIW(후면 고온 순수) 분사를 선택적으로 제어하면서 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하여 상기 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 토출하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.In addition, one embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention, the substrate support member on which the substrate is seated; a nozzle member including a spray nozzle configured to discharge a processing fluid to an upper surface of the substrate while scanning the substrate; a back nozzle for spraying a processing fluid to the rear surface of the substrate; and a controller configured to selectively control injection of BHDIW (rear high temperature pure water) from the back nozzle and set a treatment solution scan discharge delay time according to whether or not BHDIW is supplied to control the injection nozzle to discharge the treatment solution while adjusting the movement time of the injection nozzle. can include

바람직하게는 상기 제어부는, 기판의 외측으로부터 중심부를 향해 상기 분사 노즐의 이동 시간을 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하도록 상기 노즐 부재를 제어할 수 있다.Preferably, the control unit may control the nozzle member to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate by adjusting a movement time of the injection nozzle from the outer side of the substrate toward the center.

보다 바람직하게는 상기 제어부는, 상기 분사 노즐의 스캔 토출 범위를 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하도록 제어할 수 있다.More preferably, the control unit may control to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate by adjusting a scan discharge range of the injection nozzle.

일례로서, 상기 제어부는, 기판 처리 공정에 따른 BHDIW 공급 여부, 기판의 처리 온도 조건 및 처리액 공급량을 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정할 수 있다.As an example, the control unit may set a processing liquid scanning discharge delay time based on whether to supply BHDIW according to a substrate processing process, a processing temperature condition of a substrate, and a processing liquid supply amount.

나아가서 기판의 외측과 중심 부위에 대한 온도 차이를 측정하는 온도 측정부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 기판의 외측과 중심 부위의 온도 차이를 기초로 상기 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절할 수 있다.Furthermore, it may further include a temperature measurement unit for measuring a temperature difference between an outer side and a central portion of the substrate, and the control unit may adjust a delay time for scanning and ejecting the treatment liquid of the injection nozzle based on the temperature difference between the outer and central portion of the substrate. have.

이와 같은 본 발명에 의하면, 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출함으로써 에칭 레이트와 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the etching rate and uniformity can be improved by scanning and ejecting the treatment liquid onto the substrate while adjusting the movement time of the injection nozzle based on the treatment liquid scan discharge delay time.

특히, BHDIW 공급 여부에 따른 기판 영역별 온도를 고려하여 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절함으로써 에칭 레이트의 균일도를 향상시킬 수 있다.In particular, the uniformity of the etching rate can be improved by adjusting the delay time of the injection nozzle for scanning the treatment solution in consideration of the temperature of each substrate region depending on whether BHDIW is supplied or not.

본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치가 적용되는 기판 처리 시스템의 일실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측면 구성도를 나타낸다.
도 4는 BHDIW 사용 여부에 따른 기판의 온도 차이를 나타낸다.
도 5는 BHDIW 사용시 기판의 중심부(center) 영역과 외측(Edge) 영역의 온도 변화를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 방법의 일실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 방법에서 기판을 복수의 영역으로 분류하여 분사 노즐의 이동 시간 조절하는 개념을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 기판 처리 방법에서 분사 노즐의 이동 시간 조절에 대한 실시예를 도시한다.
도 9는 본 발명을 적용하여 BHDIW의 공급 여부에 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 나타낸다.
도 10은 본 발명에서 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간 조절에 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 나타낸다.
도 11은 본 발명에서 스캔 토출 범위를 조절한 경우의 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 나타낸다.1 shows an embodiment of a substrate processing system to which a substrate processing apparatus according to the present invention is applied.
2 shows a plan configuration diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
3 shows a side configuration diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
4 shows the temperature difference of the substrate according to whether or not BHDIW is used.
FIG. 5 shows temperature changes between a center region and an edge region of a substrate when BHDIW is used.
6 shows a flow chart according to one embodiment of a substrate processing method according to the present invention.
FIG. 7 illustrates the concept of adjusting the movement time of a spray nozzle by classifying a substrate into a plurality of areas in the substrate processing method according to the present invention.
8 shows an embodiment of adjusting the movement time of a spray nozzle in the substrate processing method according to the present invention.
9 shows the TiN etching amount (Etch Amount) according to whether or not BHDIW is supplied by applying the present invention.
10 shows the TiN etching amount (Etch Amount) according to the adjustment of the treatment liquid scanning discharge delay time of the injection nozzle in the present invention.
11 shows the TiN etching amount (Etch Amount) according to the case where the scan discharge range is adjusted in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, the following describes a preferred embodiment of the present invention and references it.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "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.First, the terms used in this application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, in this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명은 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출함으로써 에칭 레이트와 균일도를 향상시키는 기판 처리 방법과 기판 처리 장치를 제시한다.The present invention provides a substrate processing method and a substrate processing apparatus for improving etching rate and uniformity by scanning and ejecting a processing liquid onto a substrate while adjusting the movement time of a spray nozzle based on the processing liquid scanning ejection delay time according to whether or not BHDIW is supplied. present.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치가 적용되는 기판 처리 시스템의 일실시예를 도시한다.1 shows an embodiment of a substrate processing system to which a substrate processing apparatus according to the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치가 적용되는 기판 처리 시스템(1)은 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치된다. Referring to FIG. 1 , a substrate processing system 1 to which a substrate processing apparatus according to the present invention is applied may include an index unit 10 , a buffer unit 20 and a processing unit 50 . The index unit 10, the buffer unit 20 and the processing unit are arranged in a line.

인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함할 수 있다.The index unit 10 may include four load ports 12 and one index robot 13 .

4개의 로드 포트(12)는 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 그 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.Four load ports 12 are disposed in front of the index unit 10 . A plurality of load ports 12 are provided, and the number may increase or decrease according to process efficiency and footprint conditions of the substrate processing system 1000 . A carrier (eg, a cassette, a FOUP, etc.) accommodating a substrate W to be provided to the process and a substrate W after the process process is seated in the load ports 12 . The carrier 16 is formed with a plurality of slots for accommodating substrates in a state in which they are arranged horizontally with respect to the ground.

인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다.The index robot 13 is installed between the load port 12 and the buffer unit 20 . The index robot 13 transfers the substrate W waiting on the upper layer of the buffer unit 20 to the carrier 16 or transfers the substrate W waiting on the carrier 16 to the lower layer of the buffer unit 20. do.

버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부(50) 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다.The buffer unit 20 is installed between the index unit 10 and the processing unit 50 . The buffer unit 20 temporarily accommodates a substrate W to be provided to a process before being transferred by the index robot 13 or a substrate W whose process has been completed before being transferred by the main transfer robot 30 is stored and waits. is a place to

메인 이송 로봇(30)은 이동 통로(40)에 설치되며, 각 기판 처리 장치(100)들 및 버퍼부(20) 간에 기판을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 기판 처리 장치(100)로 이송하거나, 각 기판 처리 장치(100)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다.The main transfer robot 30 is installed in the moving passage 40 and transfers substrates between each substrate processing apparatus 100 and the buffer unit 20 . The main transfer robot 30 transfers substrates to be provided in a waiting process in the buffer unit 20 to each substrate processing apparatus 100 or transfers substrates processed in each substrate processing apparatus 100 to the buffer unit 20. ) is transferred to

이동 통로(40)는 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(100)들이 서로 마주보며 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(100)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.The moving passage 40 provides a passage through which the main transfer robot 30 moves. On both sides of the moving passage 40, substrate processing apparatuses 100 are disposed facing each other. In the moving passage 40, the main transfer robot 30 moves along the first direction, and a moving rail capable of moving up and down to the upper and lower floors of the substrate processing apparatus 100 and the upper and lower floors of the buffer unit 20 is installed. .

기판 처리 장치(100)는 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 시스템(1)은 상하층으로 된 다수개의 기판 처리 장치(100)를 구비하나, 기판 처리 장치(100)의 개수는 기판 처리 시스템(1)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 기판 처리 장치(100)는 독립적인 하우징으로 구성되며, 이에 각각의 기판 처리 장치(100) 내에서는 독립적인 형태로 기판을 처리하는 공정이 이루어질 수 있다.The substrate processing apparatus 100 is disposed to face each other on both sides of the moving passage 40 where the main transfer robot 30 is installed. The substrate processing system 1 includes a plurality of upper and lower substrate processing apparatuses 100, but the number of substrate processing apparatuses 100 increases or decreases depending on the process efficiency and footprint conditions of the substrate processing system 1 You may. Each substrate processing apparatus 100 is composed of an independent housing, and thus, a substrate processing process may be performed in an independent form within each substrate processing apparatus 100 .

도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측면 구성도이다. 2 is a plan configuration diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a side configuration diagram showing the configuration of the substrate processing apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)는 다양한 처리 유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(110), 처리 용기(120), 기판 지지부재(130), 노즐 부재(140) 등을 포함한다. A substrate processing apparatus 100 according to the present invention is a device for removing foreign substances and film materials remaining on a substrate surface using various processing fluids, and includes a chamber 110, a processing container 120, a substrate support member 130, and a nozzle. member 140 and the like.

챔버(110)는 수평 격벽(111)에 의해 공정 영역과 유지보수 영역으로 구획된다. The chamber 110 is divided into a process area and a maintenance area by a horizontal partition wall 111 .

처리 용기(120)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(120)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지부재(130)가 위치된다. 기판 지지부재(130)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판를 회전시킨다.The processing vessel 120 has a cylindrical shape with an open top and provides a process space for processing the substrate w. The open upper surface of the processing container 120 serves as a path for transporting and transporting the substrate w. A substrate support member 130 is positioned in the process space. The substrate support member 130 supports the substrate W and rotates the substrate during the process.

처리 용기(120)의 상부공간에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 복수의 흡입덕트(121, 122, 123)가 다단으로 배치된다.In the upper space of the processing container 120, a plurality of suction ducts 121, 122, and 123 are arranged in multiple stages to introduce and suck chemical liquid and gas scattered on the rotating substrate.

복수의 흡입덕트(121, 122, 123)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구들을 갖는다. 복수의 흡입덕트(121, 122, 123)는 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 회수공간을 제공한다. The plurality of intake ducts 121, 122, and 123 have exhaust ports communicating with one common annular space (corresponding to the lower space of the container). The plurality of suction ducts 121 , 122 , and 123 provide a recovery space into which an airflow containing the treatment liquid and fume scattered from the substrate W flows.

한편, 처리 용기(120)는 처리 용기(120)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(160)와 결합된다. 승강 유닛(160)은 처리 용기(120)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. Meanwhile, the processing vessel 120 is coupled with an elevating unit 160 that changes the vertical position of the processing vessel 120 . The lifting unit 160 linearly moves the processing container 120 in the vertical direction.

기판 처리장치(100)는 처리 용기(120)를 수직 이동시켜 처리 용기(120)와 기판 지지부재(130) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 기판 처리장치(100)는 기판 지지부재(130)를 수직 이동시켜 처리 용기(120)와 기판 지지부재(130) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.The substrate processing apparatus 100 vertically moves the processing container 120 to change a relative vertical position between the processing container 120 and the substrate support member 130 . However, the substrate processing apparatus 100 may vertically move the substrate support member 130 to change a relative vertical position between the processing container 120 and the substrate support member 130 .

기판 지지 부재(130)는 처리 용기(120)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(130)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 구동부에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(130)는 원형의 상부면을 갖는 스핀헤드(131)를 가지며, 스핀헤드(131)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(132)들과 척킹핀(134)들을 가진다. 지지 핀(132)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(131)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 척킹 핀(134)들은 다수의 지지 핀(132)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(131) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(134)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.The substrate support member 130 is installed inside the processing container 120 . The substrate support member 130 supports the substrate W during the process and may be rotated by a driving unit during the process. The substrate support member 130 has a spin head 131 having a circular upper surface, and support pins 132 and chucking pins 134 supporting the substrate W are placed on the upper surface of the spin head 131. have The support pins 132 support the lower surface of the substrate W so that the substrate W is supported while being spaced apart from the spin head 131 in an upward direction. The chucking pins 134 align the substrate W supported by the plurality of support pins 132 so that the substrate W is placed on the spin head 131 in a proper position. During the process, the chucking pins 134 come into contact with the side of the substrate (W) to prevent the substrate (W) from being separated from its original position.

스핀 헤드(131)의 상면에는 백노즐(135)이 제공된다. 백노즐(135)은 기판 후면의 중심을 향해 처리 유체를 분사한다.A back nozzle 135 is provided on the upper surface of the spin head 131 . The back nozzle 135 sprays process fluid toward the center of the backside of the substrate.

노즐 부재(140)는 스윙 이동을 통해 기판의 중심 상부로 이동되어 기판상에 세정 또는 식각하기 위한 처리 유체를 공급할 수 있다.The nozzle member 140 may be moved to the upper center of the substrate through swing movement to supply a processing fluid for cleaning or etching the substrate.

노즐 부재(140)는 구동부(141), 지지축(142), 노즐 암(143), 그리고 분사 노즐(145)을 포함한다.The nozzle member 140 includes a driving unit 141 , a support shaft 142 , a nozzle arm 143 , and a spray nozzle 145 .

지지축(142)은 구동부(141)와 결합된다. 구동부(141)는 노즐 암(143)이 스윙 이동되도록 지지축(142)을 회전시킨다.The support shaft 142 is coupled to the driving unit 141 . The driving unit 141 rotates the support shaft 142 so that the nozzle arm 143 swings.

노즐 암(143)은 지지축(142)에 결합된다. 노즐 암(143)의 단부에는 분사 노즐(145)이 설치되며, 노즐 암(143)은 구동부(141)에 의해 지지축(142)을 중심축으로 기판 중심에서 가장자리까지 스윙 이동될 수 있다.The nozzle arm 143 is coupled to the support shaft 142 . A spray nozzle 145 is installed at the end of the nozzle arm 143, and the nozzle arm 143 can be swing-moved from the center to the edge of the substrate around the support shaft 142 as a central axis by the drive unit 141.

노즐 부재(140)는 기판 중앙에 위치한 상태에서 처리 유체를 토출하거나 또는 기판 상에서 스캔 이동을 하면서 처리 유체를 토출할 수 있다. 이때, 노즐 부재(140)는 토출 지점에 따라 유량 변경이 가능할 수 있다.The nozzle member 140 may discharge the processing fluid while being located at the center of the substrate or may discharge the processing fluid while scanning the substrate. At this time, the nozzle member 140 may change the flow rate according to the discharge point.

제어부(200)는 노즐 부재(140)의 스윙 이동과 토출 유량을 제어한다. 또한 제어부(200)는 백노즐(135)의 선택적 처리 유체 분사를 제어한다.The control unit 200 controls the swing movement of the nozzle member 140 and the discharge flow rate. In addition, the control unit 200 controls selective treatment fluid injection of the back nozzle 135 .

특히, 제어부(200)는 백노즐(135)를 통한 BHDIW의 공급 여부에 따라 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하고, 이를 기초로 분사 노즐(145)의 이동 시간을 조절하면서 기판(W) 상으로 분사 노즐(145)의 스캔 토출을 제어한다.In particular, the control unit 200 sets the processing liquid scan discharge delay time according to whether or not BHDIW is supplied through the back nozzle 135, and adjusts the movement time of the spray nozzle 145 based on this, while controlling the spray nozzle 145 onto the substrate W. Scan ejection of the spray nozzle 145 is controlled.

제어부(200)는 기판 처리 공정에 따른 BHDIW 공급 여부, 기판의 처리 온도 조건 및 처리액 공급량을 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하며, 설정된 공정 조건에 따라 백노즐(135)과 분사 노즐(145)를 통한 처리 유체 분사를 제어할 수 있다.The control unit 200 sets the treatment liquid scan discharge delay time based on whether BHDIW is supplied according to the substrate treatment process, the treatment temperature condition of the substrate, and the treatment liquid supply amount, and the back nozzle 135 and the spray nozzle ( 145) to control injection of the treatment fluid.

바람직하게는 제어부(200)는 기판(W)의 외측으로부터 중심부를 향해 분사 노즐(145)의 이동 시간을 조절하여 처리액을 기판(W) 상으로 스캔 토출하도록 노즐 부재(140)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(200)는 분사 노즐(145)의 스캔 토출 범위를 조절하여 처리액을 기판(W) 상으로 스캔 토출하도록 제어할 수 있다.Preferably, the controller 200 may control the nozzle member 140 to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate W by adjusting the movement time of the spray nozzle 145 from the outer side of the substrate W toward the center. have. In addition, the control unit 200 may control to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate W by adjusting the scan discharge range of the spray nozzle 145 .

나아가서 기판(W)의 외측과 중심 부위에 대한 온도 차이를 측정하는 온도 측정부(미도시)가 구비될 수 있다. 온도 측정부는 카메라 센서를 통한 촬영을 통해 기판의 영역별 온도를 측정할 수도 있고 또는 광 조사를 통해 기판의 영역별 온도를 측정할 수 있다.Furthermore, a temperature measuring unit (not shown) may be provided to measure a temperature difference between the outer and central portions of the substrate W. The temperature measurement unit may measure the temperature of each region of the substrate through photographing through a camera sensor or may measure the temperature of each region of the substrate through light irradiation.

그리고 제어부(200)는 온도 측정부의 측정 결과에 따른 기판(W)의 외측과 중심 부위의 온도 차이를 기초로 분사 노즐(145)의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절할 수 있다.Also, the control unit 200 may adjust the processing liquid scanning discharge delay time of the spray nozzle 145 based on the difference in temperature between the outer and central portions of the substrate W according to the measurement result of the temperature measuring unit.

이와 같은 본 발명의 기판 처리 장치를 통해 기판의 외측과 중심부의 온도 차이에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절하여 분사 노즐을 스윙 이동시키면서 기판 상에 처리액을 스캔 토출함으로써 에칭 레이트의 균일도를 향상시킬 수 있다.Through the substrate processing apparatus of the present invention, the processing liquid scan discharge delay time according to the temperature difference between the outside and the center of the substrate is adjusted to swing the spray nozzle while scanning and discharging the processing liquid on the substrate, thereby improving the uniformity of the etching rate. can make it

또한 본 발명에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 제시하는데, 이하에서는 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 앞서 살펴본 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 참조하여 살펴보기로 한다.In addition, in the present invention, a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the present invention described above is presented. Hereinafter, the substrate processing method according to the present invention will be described with reference to the substrate processing apparatus according to the present invention described above.

이하의 실시예에서는 RMG(Replacement Metal Gate) 공정을 예시로 설명하나, 본 발명이 RMG 고정에 한정되는 것은 아니다.In the following embodiments, a replacement metal gate (RMG) process will be described as an example, but the present invention is not limited to RMG fixing.

반도체 게이트(gate) 물질로 금속을 사용하는데 있어서, 금속(Metal)의 경우 Poly-Si보다 녹는점이 낮은 물질들이 많기 때문에 공정 중 금속 게이트가 녹는 문제가 발생된다. 이러한 여러 제반 문제를 해결하고자 RMG(Replacement Metal Gate)공정이 도입되었다.In using a metal as a semiconductor gate material, since there are many materials with a melting point lower than Poly-Si in the case of metal, a problem of melting the metal gate during the process occurs. To solve these various problems, the RMG (Replacement Metal Gate) process was introduced.

RMG는 우선 게이트(Gate)에 고온에서 잘 버틸 수 있는 더미(Dummy)재료를 증착 시킨 후에 고온 공정이 끝나면 CMP로 더미(Dummy) 재료를 제거하고 이후에 금속 게이트(Gate Metal)를 증착시키는 방법이다.RMG is a method in which a dummy material that can withstand high temperatures is first deposited on the gate, and after the high temperature process is finished, the dummy material is removed by CMP and then a metal gate is deposited. .

RMG 공정에서 TiN 막질의 에칭량(Etch Amount) 증가를 위해 BHDIW(후면 고온 순수)를 사용한다. 그러나 BHDIW 사용 시 기판(Wafer)의 중심부와 외측 간 온도 차가 심해지고, 이로 인해 에칭 레이트 균일도(E/R Uniformity) 성능이 떨어지는 문제가 있다.In the RMG process, BHDIW (rear hot water) is used to increase the etch amount of the TiN film. However, when BHDIW is used, the temperature difference between the center and the outside of the substrate (Wafer) becomes severe, and as a result, there is a problem in that etching rate uniformity (E/R uniformity) performance is deteriorated.

도 4는 BHDIW 사용 여부에 따른 기판의 온도 차이를 나타낸다.4 shows the temperature difference of the substrate according to whether or not BHDIW is used.

분사 노즐을 기판의 중심부에 고정시킨 상태에서 처리액을 토출하는 경우, 상기 도 4의 (a)는 BHDIW 미사용시 기판의 영역별 온도를 나타내고, 상기 도 4의 (b)는 BHDIW 사용시 기판의 영역별 온도를 나타낸다.When the treatment liquid is discharged with the injection nozzle fixed to the center of the substrate, FIG. 4(a) shows the temperature of each area of the substrate when BHDIW is not used, and FIG. 4(b) shows the area of the substrate when BHDIW is used. represents the star temperature.

상기 도 4에서 보는 바와 같이 BHDIW 사용 여부에 따라 기판의 중심부(center) 영역과 외측(Edge) 영역 간에 상당한 온도 차이가 발생되는 것을 알 수 있다. 이러한 온도 차이는 기판의 중심부(center) 영역과 외측(Edge) 영역 간의 에칭 레이트 차이를 발생시키고 에칭 균일도(Uniformity)에 영향을 미친다.As shown in FIG. 4, it can be seen that a significant temperature difference occurs between the center region and the edge region of the substrate depending on whether BHDIW is used or not. This temperature difference causes an etching rate difference between a center region and an edge region of the substrate and affects etching uniformity.

BHDIW를 사용함으로써 기판 영역 간 온도 차이를 어느 정도 줄일 수는 있으나, 여전히 기판의 중심부(center) 영역과 외측(Edge) 영역 간에는 일정 수준 이상의 온도 차이가 발생된다.Although the temperature difference between substrate regions can be reduced to some extent by using the BHDIW, a temperature difference of a certain level or higher still occurs between the center region and the edge region of the substrate.

도 5는 BHDIW 사용시 기판의 중심부(center) 영역과 외측(Edge) 영역의 온도 변화를 나타낸다.FIG. 5 shows temperature changes between a center region and an edge region of a substrate when BHDIW is used.

기판의 중심부에서 분사 노즐을 통해 70도의 처리액을 800cc/min 분사 속도로 30초가 토출하면서 기판 후면에 70도의 BHDIW를 700cc/min 분사 속도로 토출하여 기판의 영역별 온도 변화를 측정하였다.70 degree BHDIW was discharged to the back side of the substrate at a spray speed of 700 cc/min while a 70 degree treatment liquid was discharged for 30 seconds at an injection speed of 800 cc/min through a spray nozzle at the center of the substrate, and the temperature change for each area of the substrate was measured.

상기 도 5에서 보는 바와 같이 상대적으로 기판 처리 온도가 고온으로 갈수록 BHDIW 사용시에도 기판의 중심부(center) 영역과 외측(Edge) 영역의 온도 차이가 점차적으로 커지는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that as the substrate processing temperature becomes relatively high, the temperature difference between the center region and the edge region of the substrate gradually increases even when the BHDIW is used.

이는 고온 공정에서는 BHDIW를 사용하더라도 기판의 전체적인 온도 균일도를 적절하게 유지시키지 못하므로 이로 인해 에칭 균일도(Uniformity) 저하가 발생된다.This is because the overall temperature uniformity of the substrate cannot be properly maintained even if BHDIW is used in a high-temperature process, which causes etching uniformity to deteriorate.

따라서 본 발명에서는 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출함으로써 RMG공정에 필요한 TiN막질의 에칭 레이트(E/R)와 균일도(Uniformity)를 향상시키는 방안을 제시한다.Therefore, in the present invention, the etching rate (E/R) of the TiN film required for the RMG process is achieved by scanning and ejecting the treatment liquid onto the substrate while adjusting the movement time of the spray nozzle based on the treatment liquid scan ejection delay time according to whether or not BHDIW is supplied. and suggest ways to improve uniformity.

도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 방법의 일실시예에 따른 흐름도를 도시한다.6 shows a flow chart according to one embodiment of a substrate processing method according to the present invention.

본 발명에서는 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하는데, 이를 위해 제어부(200)는 사전에 분사 노즐의 처리액 스캔 토출을 위한 딜레이 시간을 설정(S110)한다.In the present invention, the treatment liquid is scanned and discharged onto the substrate while adjusting the movement time of the spray nozzle based on the treatment liquid scan discharge delay time according to whether or not BHDIW is supplied. To this end, the controller 200 controls the treatment liquid of the spray nozzle in advance A delay time for scan ejection is set (S110).

여기서 처리액 스캔 토출 딜레이 시간은 해당 기판 처리 공정에 따른 BHDIW 공급 여부, 기판의 처리 온도 조건 및 처리액 공급량 등의 각 요소에 대한 데이터를 사전에 실험적 결과를 기초로 마련하여 각 요소별 변동치에 따라 최적의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정할 수 있다.Here, the processing liquid scan ejection delay time is determined based on experimental results of data for each element, such as BHDIW supply according to the substrate processing process, substrate processing temperature condition, and processing liquid supply amount, in advance, The optimal processing liquid scan discharge delay time can be set.

가령 도 7에 도시된 바와 같이 기판(W)을 중심부로부터 외측부를 향해 복수의 영역(A, B, C)로 분류하고 각 영역(A, B, C)에서 분사 노즐(145)의 이동 시간을 각각 상이하게 조절하면서 처리액 공급량을 조절할 수 있다. 상기 도 7에서는 기판(W)을 외측으로부터 중심을 향해 A, B, C 영역으로 구분하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 구분한 것으로서, 기판의 영역을 더욱 세분화시켜 구분할 수도 있고, 또는 기판(W)의 외측으로부터 중심부를 향하는 거리를 기준으로 분사 노즐(145)의 이동 시간을 조절할 수도 있다. 또한 기판(W)의 외측과 중심부 간을 반복하여 왕복하도록 분사 노즐(145)의 이동 시간을 조절할 수도 있다.For example, as shown in FIG. 7, the substrate W is classified into a plurality of areas A, B, and C from the center toward the outer portion, and the movement time of the spray nozzle 145 in each area A, B, and C is It is possible to control the supply amount of the treatment liquid while controlling each differently. In FIG. 7, the substrate W is divided into A, B, and C regions from the outside toward the center, but this is for convenience of description, and the substrate W may be further subdivided and divided. The movement time of the spray nozzle 145 may be adjusted based on the distance from the outer side toward the center. In addition, the movement time of the spray nozzle 145 may be adjusted so as to repeatedly reciprocate between the outer side and the center of the substrate W.

기판 처리 장치(100)를 통한 기판 처리 공정을 수행하면서, 제어부(200)는 해당 공정에 따라 백노즐(135)을 제어하여 BHDIW(후면 고온 순수)를 선택적으로 기판 후면에 공급(S120)한다.While performing the substrate processing process through the substrate processing apparatus 100, the control unit 200 controls the back nozzle 135 according to the corresponding process to selectively supply BHDIW (rear high-temperature pure water) to the back side of the substrate (S120).

그리고 제어부(200)는 노즐 부재(140)를 제어하여 분사 노즐(145)의 이동 시간을 조절(S130)하면서 분사 노즐(145)을 통해 처리액을 스캔 토출(S140)시킨다.The control unit 200 controls the nozzle member 140 to scan and eject the treatment liquid through the spray nozzle 145 while adjusting the movement time of the spray nozzle 145 (S130).

바람직하게는 제어부(200)는 기판의 외측으로부터 중심부를 향해 분사 노즐(145)의 이동 시간을 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하도록 노즐 부재(140)를 제어한다.Preferably, the control unit 200 controls the nozzle member 140 to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate by adjusting the movement time of the spray nozzle 145 from the outer side of the substrate toward the center.

도 8은 본 발명에 따른 기판 처리 방법에서 분사 노즐의 이동 시간 조절에 대한 실시예를 도시한다.8 shows an embodiment of adjusting the movement time of a spray nozzle in the substrate processing method according to the present invention.

상기 도 8의 (a)는 BHDIW를 공급하는 경우에 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 나타내는데, 기판(W)의 외측 부위의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간(t11)을 기판(W)의 중심 부위의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간(t12)보다 길게 조절한다.(a) of FIG. 8 shows the processing liquid scan discharge delay time when BHDIW is supplied. The processing liquid scan discharge delay time t11 of the outer portion of the substrate W is used as the processing liquid scan discharge delay time t11 of the central portion of the substrate W. It is adjusted longer than the liquid scan discharge delay time (t12).

또한 상기 도 8의 (b)는 BHDIW를 미공급하는 경우에 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 나타내는데, 기판(W)의 외측 부위의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간(t21)을 기판(W)의 중심 부위의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간(t22)보다 ?게 조절한다.In addition, (b) of FIG. 8 shows the processing liquid scan discharge delay time when BHDIW is not supplied. The processing liquid scan discharge delay time t21 of the outer portion of the substrate W is defined as It is adjusted to be shorter than the processing liquid scan discharge delay time (t22).

이와 같이 백노즐(135)을 통한 BHDIW의 공급 여부에 따라 분사 노즐(145)의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절하여 분사 노즐(145)의 이동 시간을 상이하게 변경하면서 기판 상에 처리액을 스캔 토출한다.In this way, the processing liquid is scanned on the substrate while the moving time of the spray nozzle 145 is differently changed by adjusting the processing liquid scan discharge delay time of the spray nozzle 145 according to whether BHDIW is supplied through the back nozzle 135. Discharge.

이러한 분사 노즐(145)의 처리액 스캔 토출은 기판의 외측 부위와 중심 부위를 왕복하면서 반복적으로 수행될 수도 있다.Scanning and discharging of the treatment liquid of the spray nozzle 145 may be repeatedly performed while reciprocating between the outer portion and the central portion of the substrate.

또한 제어부(200)는 BHDIW 공급 여부와 기판의 온도 변화에 따라 분사 노즐(145)의 스캔 토출 범위를 상이하게 조절하여 기판 상으로 분사 노즐(145)이 처리액을 스캔 토출하도록 제어할 수도 있다.In addition, the control unit 200 may control the spray nozzle 145 to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate by differently adjusting the scan/discharge range of the spray nozzle 145 according to whether BHDIW is supplied and the temperature of the substrate changes.

나아가서 제어부(200)는 분사 노즐(145)의 스캔 토출을 제어하면서 온도 측정부를 통해 기판의 각 영역에 대한 온도 차이를 파악(S150)할 수 있으며, 만약 기판의 영역별 온도 차이가 일정 수준을 초과하는 경우에 분사 노즐(145)의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 다시 조절(S160)할 수 있다.Furthermore, the control unit 200 may determine the temperature difference for each region of the substrate through the temperature measuring unit while controlling the scan discharge of the spray nozzle 145 (S150), and if the temperature difference for each region of the substrate exceeds a certain level In this case, the treatment liquid scanning discharge delay time of the spray nozzle 145 may be adjusted again (S160).

가령, 기판의 외측과 중심 부위의 온도 차이가 기설정된 기준치를 초과하거나 미달하는 경우에 제어부(200)는 분사 노즐(145)의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 다시 조절할 수 있다.For example, when the temperature difference between the outer and the center of the substrate exceeds or falls short of a predetermined reference value, the control unit 200 may re-adjust the treatment liquid scan discharge delay time of the injection nozzle 145 .

이와 같은 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 통해 처리액과 BHDIW의 공급량을 조절함으로써 에칭량(Etch Amount) 및 균일도를 향상시킬 수 있다.Through the substrate processing method according to the present invention, the etching amount and uniformity can be improved by adjusting the supply amount of the processing liquid and BHDIW.

특히 BHDIW 공급 여부에 따른 기판 영역별 온도를 고려하여 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절함으로써 에칭 레이트의 균일도를 향상시킬 수 있다.In particular, the uniformity of the etching rate may be improved by adjusting the delay time of the injection nozzle for scanning the treatment liquid in consideration of the temperature of each substrate area depending on whether BHDIW is supplied or not.

본 발명을 적용한 실험결과에 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 살펴보기로 한다.Let's take a look at the TiN etching amount (Etch Amount) according to the experimental results applying the present invention.

도 9는 본 발명을 적용하여 BHDIW의 공급 여부에 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 나타낸다.9 shows the TiN etching amount (Etch Amount) according to whether or not BHDIW is supplied by applying the present invention.

분사 노즐을 통해 70도 처리액을 2000cc/min의 분사속도로 30초 동안 토출하면서 BHDIW의 공급시 70도 BHDIW를 2000cc/min의 분사속도로 공급하였다.70-degree BHDIW was supplied at a spray speed of 2000 cc/min when BHDIW was supplied while the 70-degree treatment liquid was discharged for 30 seconds at a spray speed of 2000 cc/min through a spray nozzle.

그리고 BHDIW의 공급시 분사 노즐의 스캔 토출 딜레이 시간을 기판의 외측 부근에서 0.5초로 설정하고 기판의 중심 부근에서 1.5초로 설정하였으며, BHDIW의 미공급시 분사 노즐의 스캔 토출 딜레이 시간을 기판의 외측 부근에서 1초로 설정하고 기판의 중심 부근에서 0.5초로 설정하였다.In addition, when BHDIW is supplied, the scan discharge delay time of the spray nozzle is set to 0.5 seconds near the outside of the substrate and 1.5 seconds near the center of the substrate, and when BHDIW is not supplied, the scan discharge delay time of the spray nozzle is set to near the outside of the substrate It was set to 1 sec and set to 0.5 sec near the center of the substrate.

상기 도 9에서 A1 그래프는 본 발명에 따라 처리액을 스캔 토출하면서 BHDIW를 공급한 경우의 TiN 에칭량이고, A2 그래프는 처리액을 스캔 토출하지 않고 기판의 중심부에서 고정 토출하면서 BHDIW를 공급한 경우의 TiN 에칭량이고, A3 그래프는 본 발명에 따라 처리액을 스캔 토출하면서 BHDIW를 미공급한 경우의 TiN 에칭량을 나타낸다.In FIG. 9, graph A1 is the TiN etching amount when BHDIW is supplied while scanning and ejecting the treatment liquid according to the present invention, and graph A2 is when BHDIW is supplied while fixedly ejecting the treatment liquid from the center of the substrate without scanning and ejecting the treatment liquid according to the present invention. is the TiN etching amount, and graph A3 shows the TiN etching amount when BHDIW is not supplied while scanning and discharging the treatment liquid according to the present invention.

상기 도 9에서 보는 바와 같이 본 발명을 적용하는 경우에 에칭량의 균일도를 현저하게 높일 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 9, it can be seen that the uniformity of the etching amount can be remarkably increased when the present invention is applied.

도 10은 본 발명에서 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간 조절에 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 나타낸다.10 shows the TiN etching amount (Etch Amount) according to the adjustment of the treatment liquid scanning discharge delay time of the injection nozzle in the present invention.

기판의 영역별로 분사 노즐의 스캔 토출 딜레이 시간을 상이하게 설정하였는데, B1 그래프의 경우 기판 중심 부위에서 1.5초, 외측 부위에서 0초로 설정하고, B2 그래프의 경우 기판 중심 부위에서 0.5초, 외측 부위에서 1초로 설정하고, B3 그래프의 경우 기판 중심 부위에서 3초, 외측 부위에서 0.5초로 설정하고 B4 그래프의 경우 기판 중심 부위에서 1.5초, 외측 부위에서 0.5초로 설정하여 각 경우에 대한 TiN 에칭량을 나타낸다.The scan discharge delay time of the spray nozzle was set differently for each area of the substrate. In the case of graph B1, it was set to 1.5 seconds in the center of the substrate and 0 seconds in the outer area, and in the case of graph B2, 0.5 seconds in the center of the substrate and 0 second in the outer area. It is set to 1 second, and in the case of graph B3, it is set to 3 seconds in the center of the substrate and 0.5 seconds in the outer area, and in the case of graph B4, it is set to 1.5 seconds in the center of the substrate and 0.5 seconds in the outer area, showing the TiN etching amount for each case. .

상기 도 10의 결과를 통해 기판 중심 부위와 기판 외측 부위에서의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간에 대한 편차를 너무 높이는 경우 적절하지 않고 너무 낮추는 경우에도 적절하지 않을 것을 알 수 있다. 이러한 실험 결과에 따라 본 발명의 적용시 기판 중심 부위와 외측 부위 간의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간은 0~1:1~5로 설정하는 것이 적절하다. 아울러 BHDIW 공급 여부도 고려하여 기판 중심 부위와 외측 부위 간의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절하는 것이 적절하다.From the results of FIG. 10 , it can be seen that too high a deviation of the processing liquid scan ejection delay time between the center of the substrate and the outer portion of the substrate is not appropriate, and too low is also not appropriate. According to these experimental results, when applying the present invention, it is appropriate to set the processing liquid scan discharge delay time between the central area and the outer area of the substrate to 0 to 1:1 to 5. In addition, it is appropriate to adjust the processing liquid scan discharge delay time between the central area and the outer area of the substrate in consideration of whether BHDIW is supplied.

도 11은 본 발명에서 스캔 토출 범위를 조절한 경우의 따른 TiN 에칭량(Etch Amount)을 나타낸다.11 shows the TiN etching amount (Etch Amount) according to the case where the scan discharge range is adjusted in the present invention.

직경이 300mm인 웨이퍼에 대하여 웨이퍼 외측으로부터 중심을 향해 스캔 토출 범위를 다양하게 설정하고 처리액을 스캔 토출하여 상기 도 11의 결과를 얻었다.With respect to a wafer having a diameter of 300 mm, the scan discharge range was set in various ways from the outer side of the wafer toward the center, and the treatment liquid was scanned and discharged to obtain the result shown in FIG. 11 .

C1은 웨이퍼의 외측으로부터 15mm에서 시작하여 중심부를 향해 145mm까지 스캔 토출 범위를 설정한 경우이고, C2는 웨이퍼의 외측으로부터 15mm에서 시작하여 중심부를 향해 115mm까지 스캔 토출 범위를 설정한 경우이고, C3는 웨이퍼의 외측으로부터 15mm에서 시작하여 중심부를 향해 135mm까지 스캔 토출 범위를 설정한 경우이고, C4는 웨이퍼의 외측으로부터 15mm에서 시작하여 중심부를 향해 150mm까지 스캔 도출 범위를 설정한 경우이다.C1 is a case where the scan discharge range is set from 15 mm from the outside of the wafer to 145 mm toward the center, C2 is a case where the scan discharge range is set from 15 mm from the outside of the wafer to 115 mm toward the center, and C3 is This is the case where the scan discharge range is set from 15 mm from the outside of the wafer to 135 mm toward the center, and C4 is the case where the scan discharge range is set from 15 mm from the outside of the wafer to 150 mm toward the center.

상기 도 11의 결과 그래프에서 보듯이 C3의 경우 TiN 에칭량의 균일도가 가장 높은 것을 알 수 있다. 이러한 실험 결과를 기초로 최적의 스캔 토출 범위에 대한 설정이 가능하게 된다.As shown in the result graph of FIG. 11, it can be seen that the uniformity of the TiN etching amount is the highest in the case of C3. Based on these experimental results, it is possible to set an optimal scan discharge range.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출함으로써 에칭 레이트와 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention described above, the etching rate and uniformity can be improved by scanning and ejecting the treatment liquid onto the substrate while adjusting the movement time of the spray nozzle based on the treatment liquid scan discharge delay time.

특히, BHDIW 공급 여부에 따른 기판 영역별 온도를 고려하여 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절함으로써 에칭 레이트의 균일도를 향상시킬 수 있다.In particular, the uniformity of the etching rate can be improved by adjusting the delay time of the injection nozzle for scanning the treatment solution in consideration of the temperature of each substrate region depending on whether BHDIW is supplied or not.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 기판 처리 장치,
110 : 챔버, 120 : 처리 용기,
130 : 기판 지지부재, 135 : 백노즐,
140 : 노즐 부재,
141 : 구동부, 142 : 지지축,
143 : 노즐 암, 145 : 분사 노즐,
200 : 제어부.100: substrate processing device,
110: chamber, 120: processing vessel,
130: substrate support member, 135: back nozzle,
140: nozzle member,
141: driving unit, 142: support shaft,
143: nozzle arm, 145: injection nozzle,
200: control unit.

Claims (12)

기판 처리 공정에 따라 BHDIW(후면 고온 순수)를 선택적으로 기판 후면에 공급하는 기판 온도 조절 단계; 및
BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 기초로 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하는 처리액 토출 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.A substrate temperature control step of selectively supplying BHDIW (rear side high temperature pure water) to the back side of the substrate according to the substrate processing process; and
and a treatment liquid discharge control step of scanning and discharging the treatment liquid onto the substrate while adjusting a moving time of the spray nozzle based on a treatment liquid scan discharge delay time depending on whether BHDIW is supplied or not. 제 1 항에 있어서,
상기 처리액 토출 조절 단계는,
기판의 외측으로부터 중심부를 향해 상기 분사 노즐의 이동 시간을 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
In the step of controlling the discharge of the treatment liquid,
A substrate processing method characterized in that scanning and discharging the processing liquid onto the substrate by adjusting a moving time of the spray nozzle from the outer side of the substrate toward the center. 제 1 항에 있어서,
상기 처리액 토출 조절 단계는,
BHDIW의 공급시 경우, 기판의 외측 부위에서 중심 부위보다 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 길게 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
In the step of controlling the discharge of the treatment liquid,
In the case of supplying the BHDIW, a substrate processing method characterized in that the processing liquid scan discharge delay time is adjusted longer at the outer portion of the substrate than at the central portion. 제 1 항에 있어서,
상기 처리액 토출 조절 단계는,
BHDIW의 미공급시의 경우, 기판의 외측 부위에서 중심 부위보다 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 짧게 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
In the step of controlling the discharge of the treatment liquid,
When BHDIW is not supplied, a substrate processing method characterized in that the processing liquid scan discharge delay time is adjusted shorter in the outer portion of the substrate than in the central portion. 제 1 항에 있어서,
상기 처리액 토출 조절 단계는,
스캔 토출 범위를 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
In the step of controlling the discharge of the treatment liquid,
A substrate processing method characterized by scanning and discharging a treatment liquid onto a substrate by adjusting a scan discharge range. 제 1 항에 있어서,
상기 기판 온도 조절 단계는,
기판의 외측과 중심 부위에 대한 온도 차이를 측정하며,
상기 처리액 토출 조절 단계는,
상기 온도 차이를 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
The substrate temperature control step,
Measure the temperature difference between the outside and the center of the substrate,
In the step of controlling the discharge of the treatment liquid,
A substrate processing method characterized in that adjusting a processing liquid scan discharge delay time based on the temperature difference. 제 1 항에 있어서,
기판 처리 공정에 따른 BHDIW 공급 여부, 기판의 처리 온도 조건 및 처리액 공급량을 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하는 공정 조건 설정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.According to claim 1,
The substrate processing method further comprising a process condition setting step of setting a processing liquid scanning ejection delay time based on whether BHDIW is supplied according to the substrate processing process, a processing temperature condition of the substrate, and a processing liquid supply amount. 기판이 안착되는 기판 지지 부재;
기판 상으로 스캔 이동하면서 상기 기판의 상부면으로 처리 유체를 토출하는 분사 노즐을 포함하는 노즐 부재;
상기 기판의 후면으로 처리 유체를 분사하는 백노즐; 및
상기 백노즐의 BHDIW(후면 고온 순수) 분사를 선택적으로 제어하면서 BHDIW의 공급 여부에 따른 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하여 상기 분사 노즐의 이동 시간을 조절하면서 처리액을 토출하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. a substrate support member on which a substrate is seated;
a nozzle member including a spray nozzle configured to discharge a processing fluid to an upper surface of the substrate while scanning the substrate;
a back nozzle for spraying a processing fluid to the rear surface of the substrate; and
A control unit configured to selectively control BHDIW (rear high-temperature pure water) injection from the back nozzle and set a processing liquid scanning discharge delay time according to whether or not BHDIW is supplied, thereby controlling the movement time of the injection nozzle to discharge the processing liquid A substrate processing apparatus characterized in that for doing. 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
기판의 외측으로부터 중심부를 향해 상기 분사 노즐의 이동 시간을 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하도록 상기 노즐 부재를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. According to claim 8,
The control unit,
and controlling the nozzle member to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate by adjusting a movement time of the injection nozzle from the outer side of the substrate toward the center of the substrate. 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 분사 노즐의 스캔 토출 범위를 조절하여 처리액을 기판 상으로 스캔 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.According to claim 8,
The control unit,
The substrate processing apparatus characterized in that the scan discharge range of the injection nozzle is controlled to scan and discharge the treatment liquid onto the substrate. 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
기판 처리 공정에 따른 BHDIW 공급 여부, 기판의 처리 온도 조건 및 처리액 공급량을 기초로 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. According to claim 8,
The control unit,
A substrate processing apparatus characterized in that a processing liquid scan discharge delay time is set based on whether BHDIW is supplied according to a substrate processing process, a processing temperature condition of the substrate, and a processing liquid supply amount. 제 8 항에 있어서,
기판의 외측과 중심 부위에 대한 온도 차이를 측정하는 온도 측정부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
기판의 외측과 중심 부위의 온도 차이를 기초로 상기 분사 노즐의 처리액 스캔 토출 딜레이 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. According to claim 8,
Further comprising a temperature measurement unit for measuring the temperature difference between the outer and the center of the substrate,
The control unit,
A substrate processing apparatus characterized in that adjusting a delay time for scanning and discharging the processing liquid of the spray nozzle based on a temperature difference between an outer side and a central portion of the substrate.
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