(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-08
(45)【発行日】2024-11-18
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20241111BHJP
【FI】
H01L21/304 643A
H01L21/304 648L
(21)【出願番号】P 2022083520
(22)【出願日】2022-05-23
【審査請求日】2022-05-23
(31)【優先権主張番号】10-2021-0067346
(32)【優先日】2021-05-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】598123150
【氏名又は名称】セメス株式会社
【氏名又は名称原語表記】SEMES CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】77,4sandan 5-gil,Jiksan-eup,Seobuk-gu,Cheonan-si,Chungcheongnam-do,331-814 Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】IBC一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】チョイ,イェ ジン
(72)【発明者】
【氏名】ジョン,チョル ファン
(72)【発明者】
【氏名】キム,ヨン ジン
(72)【発明者】
【氏名】ムン,ジョン ウォン
【審査官】堀江 義隆
(56)【参考文献】
【文献】特開2002-164281(JP,A)
【文献】特開2009-231710(JP,A)
【文献】特開2009-032777(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/304
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する装置において、
処理空間を提供する処理容器と、
前記処理空間で基板を支持及び回転させる支持ユニットと、
前記処理容器に結合されて前記処理空間内の気流を排気する排気ラインと、
前記支持ユニットの回転に対して独立に提供され、前記支持ユニットを囲むように配置される支持フレームと、
前記支持フレームから外側に突出され、前記処理空間内の気流を下方向に案内するガイドベーンと、を含み、
前記支持ユニットは、
基板を支持するスピンチャックと、
前記スピンチャックの底面に結合されて前記スピンチャックを回転させる回転軸と、
前記回転軸に回転力を提供する第1駆動器と、を含み、
前記支持フレームは、
前記回転軸の外周面を囲むリング形状に提供され、
前記スピンチャックの下端と隣接するように提供されて前記支持フレームの外周面を囲むように環状のリング形状を有するボディー部と、
前記ボディー部の上面に提供されて前記スピンチャックに液を吐出する背面ノズルと、
を含み、
前記ガイドベーンは、前記ボディー部から外側に突出されて下方向に延長される、基板処理装置。
【請求項2】
前記ガイドベーンは、
その長さ方向が地面に対して垂直に提供される請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記ガイドベーンは、
その長さ方向が地面に対して傾くように提供される請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記ガイドベーンは、
前記支持フレーム外側面の円周方向に沿って複数が提供され、
前記ガイドベーンの中で一部は、互いにその傾斜角が異な
るように提供される請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記ガイドベーンの上端は、前記スピンチャックの下面より低い位置に提供される請求項1乃至請求項4中のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記ガイドベーンの上端は、前記スピンチャックの下面より高くて、前記スピンチャックの上面より低い位置に提供される請求項1乃至請求項4中のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記支持フレームは、
前記処理容器内で停止された状態に提供される請求項1乃至請求項4中のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記支持フレームは、
前記支持ユニットの回転に対して独立的に前記支持フレームを回転させる第2駆動器をさらに含み、
前記第2駆動器は、前記支持ユニットの回転方向と同一な方向に、そして前記支持ユニットより低い速度に前記支持フレームを回転させる請求項1乃至請求項4中のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記支持フレームは、
前記支持ユニットの回転に対して独立的に前記支持フレームを回転させる第2駆動器をさらに含み、
前記第2駆動器は、前記支持ユニットの回転方向と反対方向に前記支持フレームを回転させる請求項1乃至請求項4中のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項10】
基板を処理する装置において、
内部空間を有するハウジングと、
前記内部空間内に位置し、処理空間を提供する処理容器と、
前記処理空間で基板を支持及び回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された基板に液を供給する液供給ユニットと、
前記処理空間に降下気流を形成する気流供給ユニットと、
前記処理容器に結合されて前記処理空間内の気流を排気する排気ラインと、
前記支持ユニットの回転に対して停止されるように提供され、前記支持ユニットを囲むように配置される支持フレームと、
前記処理空間内の気流を下方向に案内するガイドベーンと、を含み、
前記支持ユニットは、
基板を支持するスピンチャックと、
前記スピンチャックの底面に結合されて前記スピンチャックを回転させる回転軸と、
前記回転軸に回転力を提供する第1駆動器と、を含み、
前記支持フレームは、
前記回転軸の外周面を囲むリング形状に提供され、
前記スピンチャックの下端と隣接するように提供されて前記支持フレームの外周面を囲むように環状のリング形状を有するボディー部と、
前記ボディー部の上面に提供されて前記スピンチャックに液を吐出する背面ノズルと、
を含み、
前記ガイドベーンは、前記支持フレームに装着され、前記ボディー部から外側に突出されて下方向に延長される、基板処理装置。
【請求項11】
前記ガイドベーンは、
その長さ方向が地面に対して垂直に提供される請求項10に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記ガイドベーンは、
その長さ方向が地面に対して傾くように提供される請求項10に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は基板を処理する装置に関り、さらに詳細には基板を回転させながら、基板上に液を供給して基板を処理する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体素子を製造するためには写真、蒸着、アッシング、蝕刻、そしてイオン注入等のような多様な工程が遂行される。また、このような工程が遂行される前後には基板上に残留されたパーティクルを洗浄処理する洗浄工程が遂行される。基板の洗浄工程で様々な処理液で基板処理工程を遂行する。
【0003】
洗浄工程は、スピンヘッドに支持されて回転する基板にケミカルが供給する工程、基板に脱イオン水(Deionized Water;DIW)等のような洗浄液を供給して基板上でケミカルを除去する工程、その後に洗浄液より表面張力が低いイソプロピルアルコール(IPA)液のような有機溶剤を基板に供給して基板の上の洗浄液を有機溶剤で置換する工程、そして置換された有機溶剤を基板上で除去する工程を含む。
【0004】
図1は一般的な基板処理装置を示した図面である。
図1を参照すれば、基板処理装置1000は処理空間を有する処理容器1300内の支持ユニット1200に基板Wを配置し、回転する基板Wに液を供給しながら、基板Wを処理する。基板Wを処理する時、ハウジング1100の上部面に提供されるファンフィルターユニットが処理空間の内部に降下気流を供給する。基板を処理する途中に発生される気体等の副産物は降下気流と共に処理容器1300の底面に提供された排気ライン1400を通じて外部に排出される。処理空間の内部圧力が設定圧力に維持される時、排気ライン1400を通じた円滑な排気が進行される。
【0005】
洗浄工程では支持ユニット1200によって回転する基板W上に液を供給しながら、基板を処理する。支持ユニット1200が回転することによって、処理空間の内部に回転気流が発生する。
図2のように回転気流が形成されることによって、処理空間の内部に提供された降下気流が排気ライン1400に到達しなく、支持ユニット1200の側面で気流停滞が発生する。これによって、処理空間の内部圧力が設定圧力に維持されるのが難しい。特に、支持ユニット1200が高速に回転し、基板Wに対して液処理を進行する場合、処理空間の内部で形成される回転気流がさらに強くなる。処理空間の内部圧力が設定圧力より高い圧力に切り替えて排気ライン1400を通じた処理空間の排気が難しい。これによって、処理空間で基板W上に供給された液が再度に基板W上に跳ね返るか、或いは逆流する。また、排気が進行されないことによって、処理過程で発生したパーティクル、ヒューム(Fume)等が処理空間で飛散される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】国際特許公開第WO2012002232A1号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は処理空間で基板を回転させながら、基板を処理する時、支持ユニットの回転によって形成される回転気流による処理空間の内部の気流渋滞を解消することができる基板処理装置を提供することにある。
【0008】
また、本発明の目的は処理空間で基板を回転させながら、基板を処理する時、処理空間の内部圧力を設定圧力に維持することができる基板処理装置を提供することにある。
【0009】
また、本発明の目的は処理空間で基板を回転させながら、基板を処理する時、処理空間の内部の排気を安定的に遂行する基板処理装置を提供することにある。
【0010】
また、本発明の目的は処理空間で基板を回転させながら、基板を処理する時、基板上にパーティクルが形成されることを防止する基板処理装置を提供することにある。
【0011】
本発明の目的はここに制限されなく、言及されないその他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は処理空間を提供する処理容器、前記処理空間で基板を支持、及び回転させる支持ユニット、前記処理容器に結合されて前記処理空間内の気流を排気する排気ライン、前記支持ユニットの回転に対して独立に提供され、前記支持ユニットを囲むように配置される支持フレーム、そして前記支持フレームから外側に突出され、前記処理空間内の気流を下方向に案内するガイドベーンを含むことができる。
【0013】
一実施形態によれば、前記支持ユニットは基板を支持するスピンチャック、前記スピンチャックの底面に結合されて前記スピンチャックを回転させる回転軸、そして前記回転軸に回転力を提供する第1駆動器を含み、前記支持フレームは前記回転軸の外周面を囲むリング形状に提供されることができる。
【0014】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンはその長さ方向が地面に対して垂直に提供されることができる。
【0015】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンはその長さ方向が地面に対して傾くように提供されることができる。
【0016】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンは前記支持フレーム外側面の円周方向に沿って複数が提供され、前記ガイドベーンの中で一部は互いにその傾斜角が異なりに提供されることができる。
【0017】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンの上端は前記スピンチャックの下面より低い位置に提供されることができる。
【0018】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンの上端は前記スピンチャックの下面より高くて、前記スピンチャックの上面より低い位置に提供されることができる。
【0019】
一実施形態によれば、前記支持フレームは前記処理容器内で停止された状態に提供されることができる。
【0020】
一実施形態によれば、前記支持フレームは前記支持ユニットの回転に対して独立的に前記支持フレームを回転させる第2駆動器をさらに含み、前記第2駆動器は前記支持ユニットの回転方向と同一な方向に、そして前記支持ユニットより低い速度に前記支持フレームを回転させることができる。
【0021】
一実施形態によれば、前記支持フレームは前記支持ユニットの回転に対して独立的に前記支持フレームを回転させる第2駆動器をさらに含み、前記第2駆動器は前記支持ユニットの回転方向と反対方向に前記支持フレームを回転させることができる。
【0022】
一実施形態によれば、前記支持フレームは前記スピンチャックの下端と隣接するように提供されて前記支持フレームの外周面を囲むように環状のリング形状を有するボディー部をさらに含み、前記ガイドベーンは前記ボディー部から外側に突出されて下方向に延長されることができる。
【0023】
一実施形態によれば、前記ボディー部の上面に提供されて前記スピンチャックで液を吐出する背面ノズルをさらに含むことができる。
【0024】
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は処理空間を提供する処理容器、前記処理空間で基板を支持及び回転させる支持ユニット、前記処理容器に結合されて前記処理空間内の気流を排気する排気ライン、そして前記処理空間内に提供され、前記支持ユニットの回転によって前記処理空間内に形成される回転気流を下方向に案内するガイドベーンを含むことができる。
【0025】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンはその長さ方向が前記支持ユニットの回転軸と平行に提供されることができる。
【0026】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンはその長さ方向が前記支持ユニットの回転軸に対して傾くように提供されることができる。
【0027】
一実施形態によれば、前記支持ユニットの回転に対して独立に提供され、前記支持ユニットを囲むように配置される支持フレームをさらに含み、前記ガイドベーンは前記支持フレームに裝着されることができる。
【0028】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンは前記処理容器の内側壁に設置されることができる。
【0029】
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板を処理する装置は内部空間を有するハウジング、前記内部空間内に位置し、処理空間を提供する処理容器、前記処理空間で基板を支持及び回転させる支持ユニット、前記支持ユニットに支持された基板に液を供給する液供給ユニット、前記処理空間に降下気流を形成する気流供給ユニット、前記処理容器に結合されて前記処理空間内の気流を排気する排気ライン、前記支持ユニットの回転に対して停止されるように提供され、前記支持ユニットを囲むように配置される支持フレーム、そして前記処理空間内の気流を下方向に案内するガイドベーンを含み、前記ガイドベーンは前記支持フレームに裝着されることができる。
【0030】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンはその長さ方向が地面に対して垂直に提供されることができる。
【0031】
一実施形態によれば、前記ガイドベーンはその長さ方向が地面に対して傾くように提供されることができる。
【発明の効果】
【0032】
本発明の実施形態によれば、処理空間で基板を回転させながら、基板を処理する時、支持ユニットの回転によって形成される回転気流を下方向に案内して処理空間の内部の気流渋滞を解消することができる。
【0033】
また、本発明の実施形態によれば、処理空間で基板を回転させながら、基板を処理する時、処理空間の内部圧力が設定圧力を維持することができる。
【0034】
また、本発明の実施形態によれば、基板を回転させながら、基板を処理する時、処理空間の内部の排気を安定的に維持することができる。
【0035】
また、本発明の実施形態によれば、基板を回転させながら、基板を処理する時、基板上にパーティクルが形成されることを防止することができる。
【0036】
本発明の効果が上述した効果によって限定されることではなく、言及されない効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【
図1】一般的な基板処理装置を概略的に示す断面図である。
【
図2】
図1の一般的な基板処理装置で回転気流による気流渋滞を概略的に示す図面である。
【
図3】本発明の基板処理装置に対する一実施形態を概略的に示す図面である。
【
図4】
図3の基板処理装置の工程チャンバーに対する一実施形態を概略的に示す図面である。
【
図5】
図4の基板処理装置の切断面を概略的に示す図面である。
【
図6】
図3のガイドベーンに対する斜視図を概略的に示す図面である。
【
図7】
図4の工程チャンバー内部の気流の流れを概略的に示す図面である。
【
図8】
図4の処理容器内部の気流の流れを概略的に示す切断斜視図である。
【
図9】
図4の工程チャンバーの内部圧力を概略的に示す図面である。
【
図10】
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図11】
図10のガイドベーンに対する斜視図を概略的に示す図面である。
【
図12】
図4のガイドベーンに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図13】
図4のガイドベーンに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図14】
図4のガイドベーンに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図15】
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図16】
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図17】
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図18】
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図19】
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
【
図20】
図19の処理容器内部の気流の流れを概略的に示す切断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が下で説明する実施形態によって限定されないことと解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されることである。したがって、図面での構成要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【0039】
本実施形態には基板上に洗浄液のような液を供給して基板を液処理する工程を例として説明する。しかし、本実施形態は洗浄工程に限定されず、蝕刻工程、アッシング工程、現像工程等のように処理液を利用して基板を処理する様々な工程に適用可能である。
【0040】
以下、
図3乃至
図18を参照して本発明の一例を詳細に説明する。
【0041】
図3は本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図面である。
図3を参照すれば、基板処理装置1はインデックスモジュール10(index module)と処理モジュール20(treating module)を含む。一実施形態によれば、インデックスモジュール10と処理モジュール20は一方向に沿って配置される。以下では、インデックスモジュール10と処理モジュール20が配置された方向を第1方向2とし、上部から見る時、第1方向2と垂直になる方向を第2方向4とし、第1方向2と第2方向4を全て含む平面に垂直になる方向を第3方向6として定義する。
【0042】
インデックスモジュール10は基板Wが収納された容器Fから基板Wを処理する処理モジュール20に基板Wを搬送する。インデックスモジュール10は処理モジュール20で処理が完了された基板Wを容器Fに収納する。インデックスモジュール10の長さ方向は第2方向4に提供される。インデックスモジュール10はロードポート120及びインデックスフレーム140を有する。
【0043】
ロードポート120には基板Wが収納された容器Fが安着される。ロードポート120はインデックスフレーム140を基準に処理モジュール20の反対側に位置する。ロードポート120は複数が提供されることができ、複数のロードポート120は第2方向4に沿って一列に配置されることができる。ロードポート120の数は処理モジュール20の工程効率及びフットプリント条件等に応じて増加するか、又は減少することができる。
【0044】
容器Fには基板Wを地面に対して水平に配置した状態に収納するための多数のスロット(図示せず)が形成される。容器Fとしては前面開放一体型ポッド(Front Opening Unifed Pod;FOUP)のような密閉用容器が使用されることができる。容器Fはオーバーヘッドトランスファー(Overhead Transfer)、オーバーヘッドコンベア(Overhead Conveyor)、又は自動案内車両(Automatic Guided Vehicle)のような移送手段(図示せず)や作業者によってロードポート120に置かれることがきる。
【0045】
インデックスフレーム140の内部にはインデックスレール142とインデックスロボット144が提供される。インデックスレール142はインデックスフレーム140内にその長さ方向が第2方向4に沿って提供される。インデックスロボット144は基板Wを搬送することができる。インデックスロボット144はインデックスモジュール10、そしてバッファユニット220の間に基板Wを搬送することができる。インデックスロボット144はインデックスハンド1440を含むことができる。インデックスハンド1440には基板Wが置かれることがきる。インデックスハンド1440は円周の一部が対称されるように曲げた環状のリング形状を有するインデックスベース1442とインデックスベース1442を移動させるインデックス支持部1444を含むことができる。インデックスハンド1440の構成は後述する搬送ハンドの構成と同一又は類似である。インデックスハンド1440はインデックスレール142上で第2方向4に沿って移動可能に提供されることができる。したがって、インデックスハンド1440はインデックスレール142に沿って前進及び後進移動が可能である。また、インデックスハンド1440は第3方向6を軸とする回転、そして第3方向6に沿って移動可能に提供されることができる。
【0046】
処理モジュール20はバッファユニット220、搬送チャンバー240、そして工程チャンバー260を含む。バッファユニット220は処理モジュール20に搬入される基板Wと処理モジュール20から搬出される基板Wが一時的に留まる空間を提供する。搬送チャンバー240はバッファユニット220と工程チャンバー260との間に、そして工程チャンバー260との間に基板Wを搬送する空間を提供する。工程チャンバー260は基板W上に液を供給して基板Wを液処理する液処理工程を遂行することができる。例えば、液処理工程は洗浄液で基板を洗浄する洗浄工程であり得る。工程チャンバー内で基板に対してケミカル処理、リンス処理、そして乾燥処理が全て遂行されることができる。選択的に、基板を乾燥処理する工程チャンバーは液処理チャンバーを遂行する工程チャンバーと別に提供されることができる。
【0047】
バッファユニット220はインデックスフレーム140と搬送チャンバー240との間に配置されることができる。バッファユニット220は搬送チャンバー240の一端に位置されることができる。バッファユニット220の内部には基板Wが置かれるスロット(図示せず)が提供される。スロット(図示せず)は相互間に第3方向6に沿って離隔されるように複数が提供される。バッファユニット220は前面(front face)と背面(rear face)が開放される。前面はインデックスモジュール10と対向する面であり、後面は搬送チャンバー240と対向する面である。インデックスロボット144は前面を通じてバッファユニット220に接近し、後述する搬送ロボット244は背面を通じてバッファユニット220に接近することができる。
【0048】
搬送チャンバー240はその長さ方向が第1方向2に提供されることができる。搬送チャンバー240の両側には各々の工程チャンバー260が配置されることができる。工程チャンバー260は搬送チャンバー240の側部に配置されることができる。工程チャンバー260と搬送チャンバー240は第2方向4に沿って配置されることができる。一例によれば、工程チャンバー260は搬送チャンバー240の両側に配置され、搬送チャンバー240の一側で工程チャンバー260は第1方向2及び第3方向6に沿って各々AXB(A、Bは各々1又は1より大きい自然数)配列に提供されることができる。ここで、Aは第1方向2に沿って一列に提供された工程チャンバー260の数であり、Bは第3方向6に沿って一列に提供された工程チャンバー260の数である。搬送チャンバー240の一側に工程チャンバー260が4つ又は6つ提供される場合、工程チャンバー260は2X2又は3X2の配列に配置されることができる。工程チャンバー260の数は増加するか、或いは減少してもよい。上述したことと異なりに、工程チャンバー260は搬送チャンバー240の一側のみに提供されることができる。また、工程チャンバー260は搬送チャンバー240の一側及び両側に単層に提供されることができる。
【0049】
搬送チャンバー240はガイドレール242と搬送ロボット244を有する。ガイドレール242はその長さ方向が第1方向2に搬送チャンバー240内に提供される。搬送ロボット244はガイドレール242上で第1方向2に沿って直線移動可能に提供されることができる。搬送ロボット244はバッファユニット220と工程チャンバー260との間に、そして工程チャンバー260との間に基板Wを搬送する。
【0050】
搬送ロボット2440はベース2442、本体2444、そしてアーム2446を含む。ベース2442はガイドレール242に沿って第1方向2に移動可能するように設置される。本体2444はベース2442に結合される。本体2444はベース2442上で第3方向6に沿って移動可能するように提供される。また、本体2444はベース2442上で回転可能するように提供される。アーム2446は本体2444に結合され、これは本体2444に対して前進及び後進移動可能するように提供される。アーム2446は複数に提供されて各々個別駆動されるように提供される。アーム2446は第3方向6に沿って互いに離隔された状態に積層されるように配置される。
【0051】
工程チャンバー260は基板Wに対して液処理する工程を遂行する。例えば、工程チャンバー260は基板Wに対して洗浄液を供給して洗浄工程を遂行するチャンバーであり得る。これと異なりに工程チャンバー260は液体プラズマを供給して基板の上の薄膜を除去する湿式蝕刻工程を遂行するチャンバーであり得る。工程チャンバー260は基板Wを処理する工程の種類に応じて異なる構造を有することができる。これと異なりに、各々の工程チャンバー260は互いに同一な構造を有することができる。選択的に、工程チャンバー260は複数のグループに区分されてグループの中でいずれか1つのグループに属する工程チャンバー260は洗浄工程と湿式蝕刻工程の中でいずれか1つを遂行する工程チャンバー260であり、グループの中で他の1つのグループに属する工程チャンバー260は洗浄工程と湿式蝕刻工程の中で他の1つを遂行する工程チャンバー260であり得る。
【0052】
以下の本発明の実施形態では工程チャンバー260で基板W上に液を供給して基板Wを液処理する液処理工程を遂行する場合を例として説明する。
【0053】
図4は工程チャンバーの一実施形態を概略的に示す図面である。
図4を参照すれば、工程チャンバー260はハウジング2610、処理容器2620、支持ユニット2630、液供給ユニット2640、排気ライン2650、そして気流供給ユニット2660、支持フレーム2670、そしてガイドベーン2680を含む。
【0054】
ハウジング2610は内部に空間を有する。ハウジング2610は大体に直方体形状に提供される。処理容器2620、支持ユニット2630、そして液供給ユニット2640はハウジング2610内に配置される。
【0055】
処理容器2620は上部が開放された処理空間を有する。基板Wは処理空間内で液処理される。支持ユニット2630は処理空間内で基板Wを支持し、基板Wを回転させる。液供給ユニット2640は支持ユニット2630に支持された基板W上に液を供給する。液は複数の種類に提供され、基板W上に順次的に供給されることができる。
【0056】
一例によれば、処理容器2620は案内壁2621と複数の回収筒2623、2625、2627を有する。各々の回収筒2623、2625、2627は基板処理に使用された液の中で互いに異なる液を分離回収する。回収筒2623、2625、2627は各々基板処理に使用された液を回収する回収空間を有する。案内壁2621と各々の回収筒2623、2625、2627は支持ユニット2630を囲む環状のリング形状に提供される。液処理工程が進行される時、基板Wの回転によって飛散される液は後述する各回収筒2623、2625、2627の流入口2623a、2625a、2627aを通じて回収空間に流入される。各々の回収筒には互いに異なる種類の処理液が流入されることができる。
【0057】
一例によれば、処理容器2620は案内壁2621、第1回収筒2623、第2回収筒2625、そして第3回収筒2627を有する。案内壁2621は支持ユニット2630を囲む環状のリング形状に提供され、第1回収筒2623は案内壁2621を囲む環状のリング形状に提供される。第2回収筒2625は第1回収筒2623を囲む環状のリング形状に提供され、第3回収筒2627は第2回収筒2625を囲む環状のリング形状に提供される。第1回収筒2623と案内壁2621との間の空間は液が流入される第1流入口2623aとして機能する。第1回収筒2623と第2回収筒2625との間の空間は液が流入される第2流入口2625aとして機能する。第2回収筒2625と第3回収筒2627との間の空間は液が流入される第3流入口2627aとして機能する。第2流入口2625aは第1流入口2623aより上部に位置され、第3流入口2627aは第2流入口2625aより上部に位置されることができる。
【0058】
案内壁2621の下端と第1回収筒2623との間の空間は液から発生されたヒューム(Fume)と気流を排出される第1排出口2623bとして機能する。第1回収筒2623の下端と第2回収筒2625との間の空間は液から発生されたヒュームと気流を排出される第2排出口2625bとして機能する。第2回収筒2625の下端と第3回収筒2627との間の空間は液から発生されたヒュームと気流を排出される第3排出口2627bとして機能する。第1排出口2623b、第2排出口2625b、そして第3排出口2627bから排出されたヒューム(fume)と気流は後述する排気ユニット2660を通じて排気される。
【0059】
各々の回収筒2623、2625、2627にはその底面下方向に垂直に延長される回収ライン2623c、2625c、2627cが連結される。各々の回収ライン2623c、2625c、2627cは各々の回収筒2623、2625、2627を通じて流入された処理液を排出する。排出された処理液は外部の処理液再生システム(図示せず)を通じて再使用されることができる。
【0060】
支持ユニット2630はスピンチャック2631、支持ピン2633、チョクピン2635、回転軸2637、そして第1駆動器2639を有する。スピンチャック2631は上部から見る時、大体に円形に提供される上部面を有する。スピンチャック2631の上部面は基板Wより大きい直径を有するように提供されることができる。
【0061】
支持ピン2633は複数に提供される。支持ピン2633はスピンチャック2631の上部面の縁部に所定の間隔に離隔されるように配置されスピンチャック2631から上部に突出される。支持ピン2633は相互間の組み合わせによって全体的に環状のリング形状を有するように配置される。支持ピン2633はスピンチャック2631の上部面から基板Wが一定距離離隔されるように基板Wの背面縁を支持する。
【0062】
チョクピン2635は複数に提供される。チョクピン2635はスピンチャック2631の中心で支持ピン2633より遠く離れるように配置される。チョクピン2635はスピンチャック2631で上部面から突出されるように提供される。チョクピン2635は基板Wが回転される時、正位置から側方向に離脱されないように基板Wの側部を支持する。チョクピン2635はスピンチャック2631の半径方向に沿って待機位置と支持位置との間に直線移動が可能するように提供される。待機位置は支持位置に比べてスピンチャック2631の中心から遠く離れた位置である。基板Wが支持ユニット2630にローディング又はアンローディングする時、チョクピン2635は待機位置に位置され、基板Wに対して工程を遂行する時、チョクピン2635は支持位置に位置される。支持位置でチョクピン2635は基板Wの側部と接触される。
【0063】
回転軸2637はスピンチャック2631と結合される。回転軸2637はスピンチャック2631の下面と結合することができる。回転軸2637は長さ方向が上下方向に向かうように提供されることができる。回転軸2637は第1駆動器2639から動力が伝達されて回転可能するように提供される。回転軸2637が第1駆動器2639によって回転することによってスピンチャック2631を回転させる。第1駆動器2639は回転軸2637の回転速度を可変することができる。第1駆動器2639は駆動力を提供するモーターであり得る。しかし、これに限定されることではなく、駆動力を提供する公知された装置に多様に変形されることができる。
【0064】
液供給ユニット2640は支持ユニット2630に支持された基板W上に液を供給する。液供給ユニット2640は複数に提供され、の各々は互いに異なる種類の液を供給する。一例によれば、液供給ユニット2640は第1液供給部材2642及び第2液供給部材2644を含む。
【0065】
第1液供給部材2642は支持軸2642a、支持アーム2642b、アーム駆動器2642c、そしてノズル2642dを含む。支持軸2642aは処理容器2620の一側に位置される。支持軸2642aはその長さ方向が第3方向6に向かうロード形状を有する。支持軸2642aはアーム駆動器2642cによって回転可能するように提供される。支持アーム2642bは支持軸2642aの上端に結合される。支持アーム2642bは支持軸2642aから垂直に延長される。支持アーム2642bの終端にはノズル2642dが固定結合される。支持軸2642aが回転されることによって、ノズル2642dは支持アーム2642bと共にスイング移動可能である。ノズル2642dはスイング移動されて工程位置及び待機位置に移動されることができる。ここで、工程位置はノズル2642dが支持ユニット2630に支持された基板Wと対向される位置であり、待機位置はノズル2642dが工程位置をずれた位置である。
【0066】
選択的に、支持アーム2642bはその長さ方向に向かって前進及び後進移動が可能するように提供されることができる。上部から見る時、ノズル2642dはスイング移動されて基板Wの中心軸と一致するように移動されることができる。
【0067】
第2液供給部材2644は支持ユニット2630に支持された基板W上に第2液を供給する。第2液供給部材2644は第1液供給部材2642と同一な形状を有するように提供される。したがって、第2液供給部材2644に対する詳細な説明は省略する。
【0068】
第1処理液と第2処理液はケミカル、リンス液、そして有機溶剤の中でいずれか1つであり得る。例えば、ケミカルは希釈された硫酸(H2SO4、DilutedSulfuric acid Peroxide)、リン酸(P2O5)、フッ酸(HF)そして水酸化アンモニウム(NH4OH)を含むことができる。例えば、リンス液は水又は脱イオン水(DIW)を含むことができる。例えば、有機溶剤はイソプロピルアルコール(Isopropyl Alcohol;IPA)のようなアルコールを含むことができる。
【0069】
排気ライン2650は処理空間に発生されたヒューム(Fume)と気体を排気する。排気ライン2650は基板Wを液処理発生されるヒュームと気体を排気する。排気ライン2650は処理容器2620の底面に結合されることができる。一実施形態として、排気ライン2650は支持ユニット2630の回転軸2637と処理容器2620の内側壁の間の空間に提供されることができる。排気ライン2650には減圧ユニット(図示せず)が提供される。減圧ユニットによって、基板Wを液処理発生されるヒュームと気体を処理空間から処理空間の外部に排気する。
【0070】
気流供給ユニット2660はハウジング2610の内部空間に気流を供給する。気流供給ユニット2660は内部空間に降下気流を供給することができる。気流供給ユニット2660はハウジング2610に設置されることができる。気流供給ユニット2660は処理容器2620と支持ユニット2630より上部に設置されることができる。気流供給ユニット2660を通じてハウジング2610の内部空間に供給された気体は内部空間で降下気流を形成する。処理空間内で処理工程によって発生された気体副産物は降下気流によって排気ライン2650を通じてハウジング2610の外部に排出される。気流供給ユニット2660はファンフィルターユニットに提供されることができる。
【0071】
図5は
図4の基板処理装置の切断面を概略的に示す図面である。
図6は
図4のガイドベーンに対する斜視図を概略的に示す図面である。以下では
図4乃至
図6を参照して本発明の一実施形態による支持フレームとガイドベーンに対して説明する。
【0072】
図4と
図5を参照すれば、支持フレーム2670は支持ユニット2630を囲むように配置される。支持フレーム2670は回転軸2637の外周面を囲むように提供されることができる。支持フレーム2670は回転軸の外周面を囲むリング形状に提供されることができる。支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して独立に提供される。一例として、支持フレーム2670の内周面と回転軸2637の外周面が接する面にベアリングが提供されることができる。したがって、支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して停止されるように提供されることができる。
【0073】
支持フレーム2670は支持フレーム2670の外周面を囲むように環状のリング形状を有するボディー部2675を含むことができる。ボディー部2675は支持ユニット2630の下端と隣接する位置に提供されることができる。
【0074】
ガイドベーン2680はボディー部2675に装着される。ガイドベーン2680はボディー部2675を媒介として間接的に支持フレーム2670に装着される。支持フレーム2670が停止されるように提供されることによって、ガイドベーン2680も停止されるように提供される。ガイドベーン2680はボディー部2675の外側に突出されて下方向に延長されることができる。一例として、ガイドベーン2680はボディー部2675の上面に装着されてボディー部2675と結合する。ガイドベーン2680はボディー部2675の上面に装着された部分から地面に向かって下方向にその長さ方向が形成される。
【0075】
ガイドベーン2680は支持フレーム2670の外周面の円周方向に沿って複数が提供されることができる。複数のガイドベーン2680は互いに一定間隔を置き、離隔されるように提供されることができる。また、複数のガイドベーン2680は互いに異なる間隔を置き、離隔されるように提供されることができる。ガイドベーン2680の上端はスピンチャック2631の下面よりより低い位置に提供されることができる。
【0076】
図7は
図4の工程チャンバー内部の気流の流れを概略的に示す図面である。
図8は
図4の処理容器内部の気流流れを概略的に示す切断斜視図である。
図9は
図4の工程チャンバー内部の圧力を概略的に示す図面である。
【0077】
図7乃至
図9を参照すれば、ハウジング2610の上部壁に提供された気流供給ユニット2650からハウジング2610の内部空間に降下気流が提供される。基板を処理する時スピンチャック2631が回転することによって処理空間で回転軸2637を中心とした回転気流が発生する。ガイドベーン2680は地面に対して垂直に形成されて回転気流方向と垂直になる方向に回転気流を案内する。ガイドベーン2680の上端は回転気流が主に形成されるスピンチャック2631の上面より低い位置に、そして長さ方向が支持フレーム2670の外周面から下方向に提供されてスピンチャック2631の回転によって発生する気流を下方向に案内することができる。ガイドベーン2680によって下方向に案内気流は処理容器の下端に結合された排気ライン2660によって排気されることができる。
【0078】
これによって、処理空間の内部で発生する回転気流による処理空間の内部の渦流の発生を緩和することができる。また、回転気流を下方向に案内することによって、処理空間の内部の円滑な排気を進行することができる。これによって、処理空間の内部で回転気流によって処理空間の内部の圧力が設定圧力より高くなることを防止することができる。スピンチャック2631が高速に回転しながら、基板を処理する時にも処理空間の内部圧力が設定圧力より高く形成されることを防止することができる。処理空間の内部の圧力が設定圧力に維持されることによって、基板上に供給された液が再び基板上に跳ね返して逆流するリスクを最小化することができる。
【0079】
図10は
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
図11は
図10のガイドベーンに対する斜視図を概略的に示す図面である。
【0080】
図10乃至
図11を参照すれば、基板処理装置1はスピンチャック2631の上面に向かって液を吐出する背面ノズル2690をさらに含むことができる。背面ノズル2690は支持ユニット2630の下面に向かって液を噴射することができる。背面ノズル2690はボディー部2675の上面に提供されることができる。背面ノズル2690はボディー部2675の上面に装着された複数のガイドベーン2680の間に位置することができる。ガイドベーン2680と背面ノズル2690がボディー部2675を媒介として装着されて基板処理装置の構造的な複雑さを解消することができる。スピンチャック2631、そして処理容器2620に対する洗浄処理を提供することと同時に、処理空間の内部の回転気流による渦流発生を緩和することができる。
【0081】
図12乃至
図14は
図4のガイドベーンに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
図12乃至
図13を参照すれば、ガイドベーン2680はその長さ方向が地面に対して傾くように提供されることができる。一例として、ガイドベーン2680の上端はスピンチャック2631が回転する方向に対して上流地点に位置し、ガイドベーン2680の下端はスピンチャック2631が回転する方向に対して下流地点に位置することができる。ガイドベーン2680の地面に対して傾いた傾斜角は9°から150°の範囲に提供されることができる。
【0082】
ガイドベーン2680は互いに地面に対して傾いた傾斜角aが同様に提供されることができる。これと異なりに、ガイドベーン2680は互いにその傾斜角a、b、cが異なりに提供されることができる。一例として、スピンチャック2631が回転する方向に対して上流地点に位置する一ガイドベーン2680の地面に対する傾斜角aは、下流地点に位置する他のガイドベーン2680の地面に対する傾斜角bより小さく提供されることができる。他のガイドベーン2680より相対的に下流地点に位置するその他のガイドベーン2680の傾斜角cは他のガイドベーンの傾斜角bより大きく提供されることができる。
【0083】
ガイドベーン2680が地面に対して傾くように提供されることによって、スピンチャック2631の回転による回転気流の方向を地面に対して傾いた方向に案内することができる。回転気流がガイドベーン2680と接触することによって発生する上方向に向かう分岐気流を最小化することができる。これによって、処理空間の内部の気流渋滞を解消することができる。
【0084】
図14を参照すれば、ガイドベーン2680はボディー部2675の外側に突出されて下方向に形成され、下方向に行くほど、その幅が狭くなる形状に提供されることができる。一例として、ガイドベーン2680はボディー部2675の上面に装着されてボディー部2675と結合する。ガイドベーン2680はボディー部2675の上面に装着された部分から地面に向かって下方向にその長さ方向が形成される。ガイドベーン2680は下方向に行くほど、その幅が狭くなる大略三角形の直角形状に提供されることができる。
【0085】
これに限定されず、ガイドベーン2680はガイドベーン2680の高さに対する最大横幅の比が少なくとも0.5以上がされる値を満足する形状に変形されて提供されることができる。これに限定されず、ガイドベーン2680はガイドベーン2680の角ラウンド値に対するガイドベーンの厚さの比が少なくとも0.1以上がされる値を満足する形状に変形されて提供されることができる。
【0086】
図15乃至
図16は
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。以上で説明した支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して停止されるように提供される場合を例えば説明した。これに限定されず、支持フレーム2670は回転が可能するように提供されることができる。以下では説明する実施形態で工程チャンバー260はハウジング2610、処理容器2620、支持ユニット2630、液供給ユニット2640、排気ライン2650、そして気流供給ユニット2660は
図4の実施形態と類似に提供される。また、ガイドベーン2680は
図4乃至
図14の実施形態と類似に提供される。
【0087】
図15を参照すれば、支持フレーム2670は支持ユニット2630を囲むように配置される。支持フレーム2670は回転軸2637の外周面を囲むように提供されることができる。支持フレーム2670は回転軸の外周面を囲むリング形状に提供されることができる。支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して独立に提供される。支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転方向と同一な方向に回転されることができる。支持フレーム2670は支持ユニット2630の軸方向と同一な方向に回転力を提供する第2駆動器2677を含むことができる。第2駆動器2677は支持フレーム2670の下部に提供されることができる。第2駆動器2677は回転速度を可変することができる。支持フレーム2670の回転速度は支持ユニット2630の回転速度より低い速度に提供されることができる。第2駆動器2677は駆動力を提供するモーターであり得る。しかし、これに限定されることではなく、駆動力を提供する公知された装置に多様に変形されることができる。他の例として、支持フレーム2670の内周面と支持ユニット2630の外周面が接する面に歯車結合するギヤ(図示せず)が提供されることができる。支持フレーム2670の内周面に提供されるギヤ(図示せず)は支持ユニット2630の外周面に提供されるギヤよりその直径が大きく提供されることができる。したがって、支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転方向と同一な方向に、そして支持ユニット2630の回転速度より低い速度に回転されることができる。これに限定されず、
図16のように支持フレーム2670と支持ユニット2630は互いに反対方向に回転することができる。
【0088】
図4乃至
図16で説明した実施形態ではガイドベーン2680がボディー部2675を媒介として間接的に支持ユニット2630に装着された場合を例として説明した。これに限定されず、ガイドベーン2680が支持ユニット2630に直接装着されて提供されることができる。
【0089】
図17乃至
図18は
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。以下では説明する実施形態で工程チャンバー260はハウジング2610、処理容器2620、支持ユニット2630、液供給ユニット2640、排気ライン2650、そして気流供給ユニット2660は
図4の実施形態と類似に提供される。
【0090】
図17を参照すれば、支持フレーム2670は支持ユニット2630を囲むように配置される。支持フレーム2670は回転軸2637の外周面を囲むように提供されることができる。支持フレーム2670は回転軸の外周面を囲むリング形状に提供されることができる。支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して独立に提供される。一例として、支持フレーム2670の内周面と回転軸2637の外周面が接する面にベアリングが提供されることができる。したがって、支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して停止されるように提供されることができる。これに限定されず、
図15乃至
図16で説明したように支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して独立に回転することができる。
【0091】
ガイドベーン2680は支持フレーム2670に装着される。ガイドベーン2680は支持フレーム2670に直接裝着されることができる。一例として、ガイドベーン2680は支持フレーム2670の外周面から突出されて形成され、その長さ方向が下方向に延長されて提供されることができる。ガイドベーン2680はその長さ方向が地面に対して垂直に提供されることができる。ガイドベーン2680は支持フレーム2670の外周面の円周方向に沿って複数が提供されることができる。複数のガイドベーン2680は互いに一定間隔を置き、離隔されるように提供されることができる。また、複数のガイドベーン2680は互いに異なる間隔を置き、離隔されるように提供されることができる。ガイドベーン2680の上端はスピンチャック2631の下面より低い位置に提供されることができる。ガイドベーン2680の形状及び角度は
図11乃至
図14のように変形されて提供されることができる。
【0092】
図18を参照すれば、支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して独立に提供される。一例として支持フレーム2670の内周面と回転軸2637の外周面が接する面にベアリングが提供されることができる。したがって、支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して停止されるように提供されることができる。これに限定されず、
図15乃至
図16で説明したように支持フレーム2670は支持ユニット2630の回転に対して独立に回転することができる。
【0093】
支持フレーム2670は支持ユニット2630を囲むように配置される。支持フレーム2670は第1部分2671と第2部分2672を含むことができる。第1部分2671は回転軸2637の外周面を囲むように提供されることができる。一例として第1部分2671は回転軸2637の外周面を囲むようにリング形状に提供されることができる。第2部分2672は第1部分2671から上方向に延長される。第2部分2672はスピンチャック2631の外周面を囲むように提供されることができる。第2部分2672は上方向に行くほど、回転軸2637の中心から遠くなる方向に上向傾くように提供されることができる。
【0094】
ガイドベーン2680は第2部分2672の上面に装着される。ガイドベーン2680は第2部分2672の上面に結合されてその長さ方向が下方向に延長されるように提供されることができる。ガイドベーン2680はその長さ方向が地面に対して垂直に提供されることができる。また、ガイドベーン2680はその長さ方向が地面に対して傾くように提供されることができる。ガイドベーン2680は第2部分2672の円周方向に沿って複数が提供されることができる。複数のガイドベーン2680は互いに一定間隔を置き、離隔されるように提供されることができる。また、複数のガイドベーン2680は互いに異なる間隔を置き、離隔されるように提供されることができる。ベーン2680の上端はスピンチャック2631の下面よりは高くて、スピンチャック2631の上面よりは低い位置に提供されることができる。これに限定されず、ガイドベーン2680の上端はスピンチャック2681の下面より低い位置に提供されることができる。スピンチャック2631の外周面を囲む第2部分2672にガイドベーン2680が形成されてスピンチャック2631の側面で形成される回転気流を下方向に案内することができる。
【0095】
本実施形態ではガイドベーン2680が第2部分2672の上面に直接装着されることと説明した。これに限定されず、ガイドベーン2680は
図9乃至
図15の実施形態のようにボディー部2675を媒介として第2部分2672に間接的に裝着されることができる。また、ガイドベーン2680の形状及び角度は
図11乃至
図14のように変形されて提供されることができる。
【0096】
図19は
図4の基板処理装置の工程チャンバーに対する他の実施形態を概略的に示す図面である。
図20は
図19の処理容器内部の気流の流れを概略的に示す切断斜視図である。
【0097】
以下では説明する実施形態で工程チャンバー260はハウジング2610、支持ユニット2630、液供給ユニット2640、排気ライン2650、気流供給ユニット2660、そしてガイドベーン2680は
図4の実施形態と類似に提供される。
【0098】
図19及び
図20を参照すれば、処理容器2620は上部が開放された処理空間を有する。基板Wは処理空間内で液処理される。一例によれば、処理容器2620は基板処理に使用された液を回収する。処理容器2620は支持ユニット2630を囲む環状のリング形状に提供される。
【0099】
ガイドベーン2680は処理容器2620の内側壁に直接裝着されることができる。また、ガイドベーン2680は処理容器2620の内側壁に環状のリング形状に形成されるボディー部2675を媒介にして内側壁に間接的に裝着されることができる。ガイドベーン2680の具体的な形状等は以上で説明した他の実施形態と類似に提供されるので、以下では、説明を省略する。
【0100】
支持ユニット2630の回転によって形成された回転気流が回収筒2623の内側壁に直間接的に装着されたガイドベーン2680によって下方向に案内されることができる。下方向に案内気流は排気ライン2650に排出される。これによって、処理空間の内部の気流排気が円滑に提供されることができる。(処理容器)
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を例として説明することであり、本発明は多様な他の組合、変更、及び環境で使用することができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲、及び/又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明することであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される様々な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むことと解析されなければならない。
【符号の説明】
【0101】
2610ハウジング
2620処理容器
2630支持ユニット
2660排気ライン
2670支持フレーム
2680ガイドベーン