基板処理装置及び基板処理方法
【課題】基板上に複数の薬液や気体を供給して、基板を洗浄乾燥する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１００において、基板が在置されるチャックを持つ基板支持機構１１０と、上部が開放されて、チャック周辺を囲むように配置された下部チャンバー１２０と、基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように下部チャンバー１２０の上部を開閉する上部チャンバー１３０と、上部チャンバー１３０のエッジに設置され、乾燥流体が基板に間接憤射されるように上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズル１４０と、を含むことを特徴とする基板処理装置１００。このような構成の基板洗浄装置は、基板の乾燥効率の増大及び外部汚染の遮断そして酸化膜の防止などの効果を得ることができる。
【解決手段】基板処理装置１００において、基板が在置されるチャックを持つ基板支持機構１１０と、上部が開放されて、チャック周辺を囲むように配置された下部チャンバー１２０と、基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように下部チャンバー１２０の上部を開閉する上部チャンバー１３０と、上部チャンバー１３０のエッジに設置され、乾燥流体が基板に間接憤射されるように上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズル１４０と、を含むことを特徴とする基板処理装置１００。このような構成の基板洗浄装置は、基板の乾燥効率の増大及び外部汚染の遮断そして酸化膜の防止などの効果を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関し、より詳細には、基板上に薬液や気体を供給して、基板を洗浄乾燥する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に半導体製造工程では、絶縁膜及び金属物質の蒸着（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、エッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）、感光剤（Ｐｈｏｔｏ−ｒｅｓｉｓｔ）の塗布（Ｃｏａｔｉｎｇ）、現象（Ｄｅｖｅｌｏｐ）、アッシャー（Ａｓｈｅｒ）除去などが数回に反復されて微細なパターン(Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ)の配列を作ることになり、それぞれの工程で発生する異質物の除去のための工程には、純水(Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ)又は、薬液(Ｃｈｅｍｉｃａｌ)を利用した洗浄工程（Ｗｅｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ)を実行する。
【０００３】
一般的な洗浄乾燥装置は、一枚のウェハを処理できるウェハチャック(Ｗａｆｅｒ Ｃｈｕｃｋ)にウェハを固定させた後、モーターによってウェハを回転させながら、ウェハの上部から憤射ノズルを通じて薬液又は純水を流させて、ウェハの回転力によって薬液又は純水がウェハの全面に広がるようにする工程が実行されるようになっている。
【０００４】
これと共に、枚葉式洗浄乾燥装置では、純水を利用したリンス処理後にＮ２ガスで乾燥する方式によって洗浄乾燥工程が実行されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、ウェハが大型になることや、ウェハ上に形成されたパターンが微細化されることによって、洗浄工程で使われた純水が完全に除去されないで未乾燥になる現象が発生している。また、ウェハが大気中に露出された状態で洗浄及び乾燥が実行されるため、外部環境に多くの影響が与えられ、乾燥不良が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためのものであって、その目的は、迅速な基板乾燥が可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、外部汚染源から基板を保護できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、基板乾燥工程で発生する水斑点を最小化できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、外部環境からの影響を最小化できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために本発明の一実施の形態によれば、基板処理装置において、基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、上部が開放され、チャック周辺を囲むように配置された下部チャンバーと、基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように下部チャンバーの上部を開閉する上部チャンバーと、上部チャンバーのエッジに設置され、乾燥流体が基板に間接憤射されるように上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、を含むことに特徴がある。
【００１１】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、中心へ集まった乾燥流体が抜け出る中央開口と、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、をさらに含む。
【００１２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、案内面は、エッジに向うほど基板と近づくように下降傾斜する。
【００１３】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、基板の中心からエッジ方向に徐々に空間が狭くなるように下降傾斜する案内面と、をさらに含む。
【００１４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体を中央の開口に案内する環形空間と、をさらに含み、間接憤射ノズルは、環形空間のエッジ部に沿ってリング形状に設置される。
【００１５】
本発明の望ましい実施の形態によれば、環形空間は、間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が上方へ傾きながら流れるように間接憤射ノズルが設置されたエッジ部が中央部より低い。
【００１６】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルが設置された環形空間と基板との間に位置されて、間接憤射ノズルから落ちる異質物から基板を保護する突出壁と、をさらに含む。
【００１７】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、基板から飛散される水粒子及び乾燥流体が下部チャンバーの壁に向うリバウンドを防止するために基板のエッジとは、０．５ｃｍ−２ｃｍの間隔を維持する。
【００１８】
本発明の望ましい実施の形態によれば、下部チャンバーは、基板上で飛散される薬液と空気を流入及び吸入する環形の吸入ダクトが多端に配置されている。
【００１９】
本発明の望ましい実施の形態によれば、チャックは、吸入ダクトの高さに従って昇降される。
【００２０】
本発明の望ましい実施の形態によれば、チャックは、基板を上向きに離隔された状態で支持する支持機構を含む。
【００２１】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板処理装置は、チャックに設置されて、基板の背面を洗浄及び乾燥するための流体を憤射するバックノズル部をさらに含む。
【００２２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、乾燥流体は、有機溶剤及び窒素ガスを含む。
【００２３】
上述した目的を達成するために本発明の他の一実施の形態によれば、基板処理装置において、基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、内部に基板支持機構のチャックが位置され、基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように密閉空間を提供するチャンバーと、チャンバーに設置され、乾燥流体が基板表面に直接憤射されないようにチャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、を含むことに特徴がある。
【００２４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、チャンバーは、下部チャンバーと上部チャンバーとで成り立ち、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が上部チャンバーの中央へ向かうように案内する環形空間と、環形空間に沿って上部チャンバーの中央へ集まった乾燥流体が基板へ向かって抜け出す中央開口と、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がるように乾燥流体を案内する案内面と、を含む。
【００２５】
本発明の望ましい実施の形態によれば、間接憤射ノズルは、憤射方向が上部チャンバーのエッジ部から上部チャンバーの中心部へ向かう。
【００２６】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルを通じて、上部チャンバーの中心へ憤射された乾燥流体が基板へ向かって抜け出す中央開口をさらに含む。
【００２７】
上述した目的を達成するために本発明の他の一実施の形態によれば、基板処理方法において、下部チャンバーの内側に位置するチャックに基板をローディングし、チャックにローディングされた基板へ薬液を供給して、基板を薬液処理し、上部チャンバーが下部チャンバーの開放された上部を密閉した状態で上部チャンバーに設置された間接憤射ノズルから間接憤射される乾燥流体によって、基板を乾燥することを含むことに特徴がある。
【００２８】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーが下部チャンバーを密閉する前に上部チャンバーの内部を吹きだす乾燥流体の雰囲気で維持する。
【００２９】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板乾燥は、乾燥流体が上部チャンバーのエッジから中心へ向かって憤射され、前記上部チャンバーの中心へ集められた乾燥流体は、中心に形成された中央開口を通じて、基板へ向かって抜け出し、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体は、基板の中心からエッジに次第に広がりながら、基板表面を乾燥する。
【００３０】
上述した目的を達成するために本発明の他の一実施の形態によれば、基板処理装置において、基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、上部が開放されて、チャック周辺を囲むように構成された下部チャンバーと、基板に対する乾燥工程が外部空気を遮断された密閉空間で進行されるように下部チャンバーの上部を密閉する上部チャンバーと、を含むことに特徴がある。
【００３１】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板処理装置は、上部チャンバーに設置され、乾燥流体が基板に間接憤射されるように上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、をさらに含む。
【００３２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから憤射された乾燥流体が抜け出る前記中央開口と、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、をさらに含む。
【００３３】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから落ちる異質物から基板を保護する突出壁と、をさらに含む。
【００３４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板は、半導体ウェハ、プラズマディスプレーパネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ ：ＰＤＰ)、液晶ディスプレー（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ：ＬＣＤ)、電界発光素子(ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ ：ＦＥＤ)及び有機発光素子(ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ： ＯＬＥＤ)の製造に使われる基板である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の基板処理装置によれば、迅速な基板乾燥ができる。
【００３６】
また、本発明の基板処理装置によれば、乾燥流体を基板に間接憤射させ、蒸流気流が全面的に維持できるので、乾燥流体の濃度分布を均一に維持することができる。
【００３７】
また、本発明の基板処理装置によれば、間接憤射ノズルが上部に向かっているので、異質物が基板に落ちることを防止できる。
【００３８】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥の際に、外部汚染源から基板を保護することができる。
【００３９】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥工程で発生する水斑点を最小化することができる。
【００４０】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥の際に、外部環境から影響を最小化することができる。
【００４１】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板が空気と接触することを防止できる。
【００４２】
さらに、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥のために供給される流体の濃度及び温度変化を最小することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の実施の形態は、様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲は、以下に詳説する実施の形態によって限定されるものと解析してはならない。本発明の実施の形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状などは、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。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について添付された図１乃至図６に基づいて、詳細に説明する。また、前記図面で同じ機能を実行する構成要素に対しては、同じ参照番号を併記する。
【００４５】
本発明は、基板の乾燥効率を増大及び外部汚染の遮断、そして酸化膜の防止などの効果を得ることができる基板処理装置を提供する。このために本発明は、基板の乾燥工程が大気圧以下で処理されるように基板処理空間を外部と隔離できる上下分離構造のチャンバー（上部チャンバーと下部チャンバーとで構成される。)と、基板で乾燥流体を間接憤射できる上部チャンバーと、チャンバーの処理空間を減圧するための減圧機構とを持つことがその特徴である。
【００４６】
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００を概略的に示した図面である。図２は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００において、下部チャンバーが部分的に開放された状態を示した図面である。図３は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００において、下部チャンバーが全体的に開放された状態を示した図面である。
【００４７】
図１乃至図３を参照すれば、基板処理装置１００は、基板Ｗをスピニングしながら薬液洗浄、リンス、そして乾燥などの処理工程を実行する。
【００４８】
基板処理装置１００は、基板Ｗが在置されるチャック１１２を有する基板支持機構１１０と、下部チャンバー（ｌｏｗｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）１２０と、上部チャンバー（ｕｐｐｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）１３０と、薬液ノズル機構１６０と、減圧部１７０とを含む。
【００４９】
基板支持機構１１０は、処理工程時基板Ｗを支持する。基板支持機構１１０は、チャック１１２と、スピンドル（ｓｐｉｎｄｌｅ）１１４と、回転部１１６と、昇降部１１７と、バックノズル部１１８とを持つ。
【００５０】
チャック１１２は、下部チャンバー１２０の内側空間に配置される。チャック１１２は、上部に基板Ｗがローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）される上部面１１２ａと、上部面１１２ａから離隔された状態で基板Ｗを支持する支持ピン１１３ａと、基板Ｗを固定するチャッキングピン１１３ｂとを持つ。チャッキングピン１１３ｂは、基板Ｗをチャック１１２の上部面１１２ａから離隔された状態を支持しながら、チャッキングピン１１３ｂは、工程進行の時、基板Ｗのエッジ一部をチャッキングする。
【００５１】
スピンドル１１４は、チャック１１２の中央下部と結合する。スピンドル１３０は、その内部が空いている中空き軸（ｈｏｌｌｏｗ ｓｈａｆｔ）形態で、回転部１１６の回転力をチャック１１２に伝達する。詳細に示されなかったが、回転部１１６は、回転力を発生するモーターのような駆動部と、駆動部から発生した回転力をスピンドル１３０に伝達するベルト、チェーンと同じ動力伝達部などの通常の構成で成り立つことができる。
【００５２】
昇降部１１７は、工程に使われる流体種類によって（又は、処理工程によって）下部チャンバー１２０内でチャック１１２の相対高さが変化するようにチャック１１２を上下に移動させるためのものである。昇降部１１７によってチャック１１２は、使われる流体の種類(または、処理工程)に従って、後述する第１、２、３吸入ダクト１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに対応される高さに移動する。詳述した例では、下部チャンバー１２０が固定されて、洗浄工程、リンス工程と、乾燥工程など（または、使われる流体種類）によりチャック１１２が上下に移動することを説明した。しかしながら、これとは、反対にチャック１１２が固定されて、下部チャンバー１２０が上下に移動することもできる。
【００５３】
バックノズル部１１８は、基板Ｗの底面で洗浄及び乾燥のための流体を選択的に憤射するためのもので、バックノズル部１１８は、スピンドル１１４の中空部分（ｈｏｌｌｏｗ ｓｅｃｔｉｏｎ）を通る流体の移動経路の供給管１１８ａとチャック１１２の上面の中心へ設置されたノズル１１８ｂを含む。ノズル１１８ｂは、供給管１１８ａと連結して、チャック１１２の中央部に露出して、基板Ｗ背面に洗浄及び乾燥のための流体を憤射して、基板Ｗの背面洗浄及び乾燥を実行する。供給管１１８ａは、所定の配管で構成されることができて、または、スピンドル１１４の内部の管形態で空いている空間で定義されることができる。ノズル１１８ｂを通じて、基板Ｗの背面中央部で憤射される流体は、基板Ｗの回転によって、基板Ｗのエッジで簡単に分散する。
【００５４】
下部チャンバー１２０は、上部が開放され、そしてチャック１１２周辺を囲むように配置され、回転する基板Ｗ上で飛散される流体を流入及び吸入する環形の第１、２、３吸入ダクト１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃが多端に配置されながら、強制排気が行われるように真空ライン１７４と連結する排気ポート１２４を持つ。図示しないが、下部チャンバー１２０には、薬液回収のための複数の排出ラインを連結する。
【００５５】
図１、図４及び図５を参照すれば、上部チャンバー１３０は、下部チャンバー１２０の上部を開放或いは、閉鎖する上部カップ１３２と、上部カップ１３２に設置されて、乾燥のための流体を基板Ｗへの間接憤射する間接憤射ノズル１４０と、上部カップ１３２が下部チャンバー１２０の上部を開放或いは、閉鎖するように上部カップ１３２を駆動させる開閉駆動部１３８とを含む。
【００５６】
上部カップ１３２は、下部チャンバー１２０上部を充分にカバーできる大きさで、環形空間１３４と、中央開口１３５と、案内面１３６と、突出壁１３７とを持つ。環形空間１３４は、間接憤射ノズル１４０が設置されるエッジ部１３４ａと、エッジ部１３４ａより高い中央部１３４ｂでなりたつ傘形状の空間で、間接憤射ノズル１４０から憤射される乾燥流体を中心へ案内するために傾斜した通路１３４ｃとを持つ。
【００５７】
間接憤射ノズル１４０は、環形空間１３４のエッジ部１３４ａに設置されるリング状の形態になっているし、間接憤射ノズル１４０は、一定の間隔毎に複数の憤射口１４２が形成されるのに、複数の憤射口１４２は、上方向で乾燥流体を憤射するように形成される。乾燥流体は、間接憤射ノズル１４０の複数の憤射口１４２を通じて、憤射された後、環形空間１３４に沿って環形空間の中央部１３４ｂ(上部カップの中央)に向かう。
【００５８】
環形空間１３４の中央部１３４ｂから集まった乾燥流体は、中央開口１３５を通じて、処理空間ａに抜け出ることになる。突出壁１３７は、間接憤射ノズル１４０から憤射される乾燥流体が流れる環形空間１３４と、基板Ｗの処理空間ａとの間に位置する突出の部分であり、この突出壁１３７は、間接憤射ノズル１４０から落ちる異質物から基板Ｗを保護することになる。
【００５９】
参考に、乾燥流体は、有機溶剤(ＩＰＡ)及び窒素ガス（Ｎ２）が含まれるし、有機溶剤及び窒素ガスは、３０度以上９０度未満の温度で加熱したものを使うことができる。
【００６０】
上述した通り、本発明は、乾燥流体が基板Ｗへ間接憤射されることによって蒸流気流を全面的に維持することができ、基板Ｗ表面に直接憤射する従来スイングノズル方式に比べ、乾燥流体の濃度分布を均一に維持することができる。特に、間接憤射ノズル１４０が環形空間１３４のエッジ部(内側のくぼみに入った空間)１３４ａに位置されることによって間接憤射ノズル１４０の複数の憤射口１４２から落ちる異質物が基板Ｗに落ちることを防止することができる。
【００６１】
一方、上部カップ１３２の案内面１３６は、中央からエッジ方向に徐々に高さが低くなるように下降傾斜する構造をとっている。案内面１３６は、中央開口１３５を通じて抜け出る乾燥流体が基板Ｗの中心からエッジに次第に拡散されながら（広がりながら）流れるように乾燥流体を案内する。このような構造の案内面１３６は、基板Ｗの中心に比べ、エッジに向うほど乾燥流体の密度を低くなることを防止するためのものとして、上部カップ１３２の案内面１３６は、基板Ｗの中心よりエッジに向うほど狭くなる処理空間ａを提供する。
【００６２】
このように基板Ｗ上部の処理空間ａは、中央からエッジに向うほど狭くなるため、基板Ｗの中央からエッジに流れる乾燥流体の密度は、エッジに向うほど高まることになる。また、乾燥流体は、基板Ｗの中心からエッジに次第に拡散されながら（広がりながら）流れるため基板Ｗ全面に均一に提供される。
【００６３】
特に、流体の移動通路になる基板Ｗ上部の処理空間ａは、エッジに向うほど狭くなるから、乾燥流体は、基板Ｗ中心より基板Ｗエッジに向うほど早く移動することになる。従って、基板Ｗ表面に残留するパーティクルの除去効率及び水分除去効率が向上することができる。
【００６４】
上部チャンバー１３０は、下部チャンバー１２０と接する上部カップ１３２の側面に基板Ｗが処理される空間を密閉するようにシーリング部１３３が設置される。
【００６５】
減圧機構１７０は、下部チャンバー１２０と上部チャンバー１３０との結合によって形成される密閉された処理空間ａを減圧するためのものである。減圧機構１７０は、真空ポンプ１７２と、一端が真空ポンプ１７２に連結され、他端は、下部チャンバー１２０の排気ポート１２４に連結される真空ライン１７４とを持つ。
【００６６】
上述した通り、本発明の基板処理装置１００は、上部チャンバー１３０により基板Ｗの処理空間ａが外部と隔離されるだけでなく、外部と隔離された基板Ｗの処理空間(密閉空間：ａ)が大気圧以下に減圧されることができる構造的な特徴も持つ。このような構造的な特徴によれば、基板Ｗの乾燥工程で外部環境による影響を最小化することができ、迅速な基板乾燥ができる。
【００６７】
図示しないが、下部チャンバー１２０と基板支持機構１１０のチャック１１２は、相対的にまたは、個別的に昇降するように構成され、これらを昇・下降させた状態で基板Ｗを基板支持機構１１０のチャック１１２にローディングしたり、処理が終わった基板Ｗをアンローディングしたりすることができる。
【００６８】
図１及び図３を参照すれば、薬液ノズル機構１６０は、基板Ｗの上面に洗浄のための流体及びリンスのための流体を憤射するためのものとして、薬液ノズル機構１６０は、ノズル移動部１６４によって下方向に直線移動し、ウェハの中心上部で下部チャンバー１２０の外側に回転移動するノズル１６２を含む。ノズル移動部１６４は、ノズル１６２が結びつく水平支持台１６６とこれに結びつきながら、モーター(図示しない)によって回転可能な垂直支持台１６８を持つ。
【００６９】
これと共に、本発明の基板処理装置１００は、基板Ｗの洗浄及び乾燥方式によって複数の憤射口の数或いは、複数の憤射口に供給される流体の種類を変更することができ、憤射口とのあいだの間隔も変更されることができる。例えば、洗浄のための流体には、脱イオン水とフッ化水素酸溶液とが混合された混合液、脱イオン水、アンモニア溶液と過酸化水溶液が混合された混合液などが使われ、乾燥のための流体には、イソプロフィルアルコール蒸気と窒素ガスの混合ガス、窒素ガスなどが使われることができる。
【００７０】
図５に示したように、乾燥工程が進行される時、上部カップ１３２のエッジと基板Ｗとの間隔は、基板Ｗから飛散される水粒子及び乾燥流体が下部チャンバーの壁にむかってリバウンドすることを防止するために最小０．５ｃｍ、最大２ｃｍ離隔されることが望ましい。
【００７１】
以下、前記のような基板処理装置１００を使って、基板Ｗを洗浄乾燥する工程について説明する。
【００７２】
図６は、本発明の実施の形態に従う基板処理方法を示した流れ図である。
【００７３】
図１乃至図６を参照すれば、工程Ｓ１１０において、基板Ｗは、下部チャンバー１２０の開放された上部を通じて、チャック１１２にローディングされる。基板Ｗは、複数の支持ピン１１３ａによって支持された状態で複数のチャッキングピン１１３ｂによってチャッキングされる。基板Ｗは、回転部１１６の動作によって、チャック１１２と共に回転する。以後、工程Ｓ１２０において、回転する基板Ｗは、薬液ノズル機構１６０のノズル１６２を通じて、憤射される流体によって、洗浄及びリンス処理される(図３参照)。
【００７４】
工程Ｓ１３０において、基板Ｗの洗浄及びリンス処理が完了されると、基板Ｗに対する乾燥処理が進行される。基板Ｗの乾燥処理は、基板Ｗ表面に水斑点が発生しないように速かにそして大気圧以下の環境で進行される。
【００７５】
乾燥工程を詳しく説明すると、工程Ｓ１３２において、先に下部チャンバー１２０の上部は、上部カップ１３２によって密閉される。工程Ｓ１３４において、上部チャンバー１３０と下部チャンバー１２０によって密閉された処理空間ａは、減圧機構１７０によって大気圧以下に減圧される。工程Ｓ１３６において、処理空間ａが大気圧以下に減圧されると、基板Ｗは、間接憤射ノズル１４０を通じて、間接憤射される乾燥流体によって乾燥される。ここで、乾燥流体は、処理空間ａが減圧されること以前(上部チャンバーが下部チャンバーを密閉させるために移動する瞬間)から間接憤射ノズル１４０を通じて提供することができる。一方、間接憤射ノズル１４０は、突出壁１３７によって遮断された環形空間１３４のエッジ部１３４ａに位置されて、憤射口１４２が上方へ向かうため、憤射口１４２から落ちる異質物によって基板Ｗの汚染を防止することができる。
【００７６】
乾燥流体は、間接憤射ノズル１４０の憤射口１４２を通じて、憤射された後環形空間１３４について環形空間の中央部１３４ｂ(上部カップの中央)に集まることになる。環形空間１３４の中央部１３４ｂから集まった乾燥流体は、中央開口１３５を通じて、処理空間ａに抜け出ることになる。中央開口１３５を通じて抜け出る乾燥流体は、回転する基板Ｗの中心からエッジに次第に拡散されながら(広がりながら)基板Ｗ表面を速かにそして均一に乾燥させる。
【００７７】
本発明では、基板Ｗの上面と底面とを同時に洗浄及び乾燥することができる。基板Ｗの底面洗浄及び乾燥は、基板Ｗが回転する状態で、バックノズル部１５０のノズル１５２を通じて、基板Ｗ上部で提供される流体と同じ流体が基板Ｗの底面に供給されながら成り立つ。
【００７８】
基板Ｗ乾燥工程が完了されると、工程Ｓ１４０において、下部チャンバー１２０の上部開放のために上部チャンバー１３０の上部カップ１３２は、図２に示された位置まで上昇された後、図３に示された位置に移動する。工程Ｓ１５０において、基板Ｗは、チャック１１２が停止した状態でチャック１１２からアンローディンデングする。
【００７９】
本発明は、基板Ｗを液状(または、気体状態)の流体で処理するすべての設備に適用できる。このような実施の形態の中で望ましい実施の形態として半導体洗浄工程で使われる回転型洗浄装置を例をあげて説明した。本発明は、回転型エッチング装置（ｒｏｔａｒｙ ｅｔｃｈｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）等にも使われることができる。
【００８０】
以上で、本発明に従う基板処理装置の構成及び作用は、上述した説明及び図面により図示したが、例として説明したことに過ぎないし、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に従う基板処理装置を概略的に示す図面である。
【図２】本発明の実施の形態に従う基板処理装置において、下部チャンバーが部分的に開放された状態を示す図面である。
【図３】本発明の実施の形態に従う基板処理装置において、下部チャンバーが全体的に開放された状態を示す図面である。
【図４】上部チャンバーを示す図面である。
【図５】上部チャンバーの第１ノズルらから憤射される乾燥流体の流れを示す図面である。
【図６】本発明の実施の形態に従う基板処理方法を示した流れ図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００ 基板処理装置
１１０ 基板支持機構
１２０ 下部チャンバー
１３０ 上部チャンバー
１４０ 間接憤射ノズル
１６０ 薬液ノズル機構
１７０ 減圧機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関し、より詳細には、基板上に薬液や気体を供給して、基板を洗浄乾燥する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に半導体製造工程では、絶縁膜及び金属物質の蒸着（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、エッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）、感光剤（Ｐｈｏｔｏ−ｒｅｓｉｓｔ）の塗布（Ｃｏａｔｉｎｇ）、現象（Ｄｅｖｅｌｏｐ）、アッシャー（Ａｓｈｅｒ）除去などが数回に反復されて微細なパターン(Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ)の配列を作ることになり、それぞれの工程で発生する異質物の除去のための工程には、純水(Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ)又は、薬液(Ｃｈｅｍｉｃａｌ)を利用した洗浄工程（Ｗｅｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ)を実行する。
【０００３】
一般的な洗浄乾燥装置は、一枚のウェハを処理できるウェハチャック(Ｗａｆｅｒ Ｃｈｕｃｋ)にウェハを固定させた後、モーターによってウェハを回転させながら、ウェハの上部から憤射ノズルを通じて薬液又は純水を流させて、ウェハの回転力によって薬液又は純水がウェハの全面に広がるようにする工程が実行されるようになっている。
【０００４】
これと共に、枚葉式洗浄乾燥装置では、純水を利用したリンス処理後にＮ２ガスで乾燥する方式によって洗浄乾燥工程が実行されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、ウェハが大型になることや、ウェハ上に形成されたパターンが微細化されることによって、洗浄工程で使われた純水が完全に除去されないで未乾燥になる現象が発生している。また、ウェハが大気中に露出された状態で洗浄及び乾燥が実行されるため、外部環境に多くの影響が与えられ、乾燥不良が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためのものであって、その目的は、迅速な基板乾燥が可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、外部汚染源から基板を保護できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、基板乾燥工程で発生する水斑点を最小化できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、外部環境からの影響を最小化できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために本発明の一実施の形態によれば、基板処理装置において、基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、上部が開放され、チャック周辺を囲むように配置された下部チャンバーと、基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように下部チャンバーの上部を開閉する上部チャンバーと、上部チャンバーのエッジに設置され、乾燥流体が基板に間接憤射されるように上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、を含むことに特徴がある。
【００１１】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、中心へ集まった乾燥流体が抜け出る中央開口と、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、をさらに含む。
【００１２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、案内面は、エッジに向うほど基板と近づくように下降傾斜する。
【００１３】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、基板の中心からエッジ方向に徐々に空間が狭くなるように下降傾斜する案内面と、をさらに含む。
【００１４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体を中央の開口に案内する環形空間と、をさらに含み、間接憤射ノズルは、環形空間のエッジ部に沿ってリング形状に設置される。
【００１５】
本発明の望ましい実施の形態によれば、環形空間は、間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が上方へ傾きながら流れるように間接憤射ノズルが設置されたエッジ部が中央部より低い。
【００１６】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルが設置された環形空間と基板との間に位置されて、間接憤射ノズルから落ちる異質物から基板を保護する突出壁と、をさらに含む。
【００１７】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、基板から飛散される水粒子及び乾燥流体が下部チャンバーの壁に向うリバウンドを防止するために基板のエッジとは、０．５ｃｍ−２ｃｍの間隔を維持する。
【００１８】
本発明の望ましい実施の形態によれば、下部チャンバーは、基板上で飛散される薬液と空気を流入及び吸入する環形の吸入ダクトが多端に配置されている。
【００１９】
本発明の望ましい実施の形態によれば、チャックは、吸入ダクトの高さに従って昇降される。
【００２０】
本発明の望ましい実施の形態によれば、チャックは、基板を上向きに離隔された状態で支持する支持機構を含む。
【００２１】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板処理装置は、チャックに設置されて、基板の背面を洗浄及び乾燥するための流体を憤射するバックノズル部をさらに含む。
【００２２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、乾燥流体は、有機溶剤及び窒素ガスを含む。
【００２３】
上述した目的を達成するために本発明の他の一実施の形態によれば、基板処理装置において、基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、内部に基板支持機構のチャックが位置され、基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように密閉空間を提供するチャンバーと、チャンバーに設置され、乾燥流体が基板表面に直接憤射されないようにチャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、を含むことに特徴がある。
【００２４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、チャンバーは、下部チャンバーと上部チャンバーとで成り立ち、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が上部チャンバーの中央へ向かうように案内する環形空間と、環形空間に沿って上部チャンバーの中央へ集まった乾燥流体が基板へ向かって抜け出す中央開口と、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がるように乾燥流体を案内する案内面と、を含む。
【００２５】
本発明の望ましい実施の形態によれば、間接憤射ノズルは、憤射方向が上部チャンバーのエッジ部から上部チャンバーの中心部へ向かう。
【００２６】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルを通じて、上部チャンバーの中心へ憤射された乾燥流体が基板へ向かって抜け出す中央開口をさらに含む。
【００２７】
上述した目的を達成するために本発明の他の一実施の形態によれば、基板処理方法において、下部チャンバーの内側に位置するチャックに基板をローディングし、チャックにローディングされた基板へ薬液を供給して、基板を薬液処理し、上部チャンバーが下部チャンバーの開放された上部を密閉した状態で上部チャンバーに設置された間接憤射ノズルから間接憤射される乾燥流体によって、基板を乾燥することを含むことに特徴がある。
【００２８】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーが下部チャンバーを密閉する前に上部チャンバーの内部を吹きだす乾燥流体の雰囲気で維持する。
【００２９】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板乾燥は、乾燥流体が上部チャンバーのエッジから中心へ向かって憤射され、前記上部チャンバーの中心へ集められた乾燥流体は、中心に形成された中央開口を通じて、基板へ向かって抜け出し、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体は、基板の中心からエッジに次第に広がりながら、基板表面を乾燥する。
【００３０】
上述した目的を達成するために本発明の他の一実施の形態によれば、基板処理装置において、基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、上部が開放されて、チャック周辺を囲むように構成された下部チャンバーと、基板に対する乾燥工程が外部空気を遮断された密閉空間で進行されるように下部チャンバーの上部を密閉する上部チャンバーと、を含むことに特徴がある。
【００３１】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板処理装置は、上部チャンバーに設置され、乾燥流体が基板に間接憤射されるように上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、をさらに含む。
【００３２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから憤射された乾燥流体が抜け出る前記中央開口と、中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、をさらに含む。
【００３３】
本発明の望ましい実施の形態によれば、上部チャンバーは、間接憤射ノズルから落ちる異質物から基板を保護する突出壁と、をさらに含む。
【００３４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、基板は、半導体ウェハ、プラズマディスプレーパネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ ：ＰＤＰ)、液晶ディスプレー（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ：ＬＣＤ)、電界発光素子(ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ ：ＦＥＤ)及び有機発光素子(ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ： ＯＬＥＤ)の製造に使われる基板である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の基板処理装置によれば、迅速な基板乾燥ができる。
【００３６】
また、本発明の基板処理装置によれば、乾燥流体を基板に間接憤射させ、蒸流気流が全面的に維持できるので、乾燥流体の濃度分布を均一に維持することができる。
【００３７】
また、本発明の基板処理装置によれば、間接憤射ノズルが上部に向かっているので、異質物が基板に落ちることを防止できる。
【００３８】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥の際に、外部汚染源から基板を保護することができる。
【００３９】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥工程で発生する水斑点を最小化することができる。
【００４０】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥の際に、外部環境から影響を最小化することができる。
【００４１】
また、本発明の基板処理装置によれば、基板が空気と接触することを防止できる。
【００４２】
さらに、本発明の基板処理装置によれば、基板乾燥のために供給される流体の濃度及び温度変化を最小することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の実施の形態は、様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲は、以下に詳説する実施の形態によって限定されるものと解析してはならない。本発明の実施の形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状などは、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。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について添付された図１乃至図６に基づいて、詳細に説明する。また、前記図面で同じ機能を実行する構成要素に対しては、同じ参照番号を併記する。
【００４５】
本発明は、基板の乾燥効率を増大及び外部汚染の遮断、そして酸化膜の防止などの効果を得ることができる基板処理装置を提供する。このために本発明は、基板の乾燥工程が大気圧以下で処理されるように基板処理空間を外部と隔離できる上下分離構造のチャンバー（上部チャンバーと下部チャンバーとで構成される。)と、基板で乾燥流体を間接憤射できる上部チャンバーと、チャンバーの処理空間を減圧するための減圧機構とを持つことがその特徴である。
【００４６】
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００を概略的に示した図面である。図２は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００において、下部チャンバーが部分的に開放された状態を示した図面である。図３は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００において、下部チャンバーが全体的に開放された状態を示した図面である。
【００４７】
図１乃至図３を参照すれば、基板処理装置１００は、基板Ｗをスピニングしながら薬液洗浄、リンス、そして乾燥などの処理工程を実行する。
【００４８】
基板処理装置１００は、基板Ｗが在置されるチャック１１２を有する基板支持機構１１０と、下部チャンバー（ｌｏｗｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）１２０と、上部チャンバー（ｕｐｐｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）１３０と、薬液ノズル機構１６０と、減圧部１７０とを含む。
【００４９】
基板支持機構１１０は、処理工程時基板Ｗを支持する。基板支持機構１１０は、チャック１１２と、スピンドル（ｓｐｉｎｄｌｅ）１１４と、回転部１１６と、昇降部１１７と、バックノズル部１１８とを持つ。
【００５０】
チャック１１２は、下部チャンバー１２０の内側空間に配置される。チャック１１２は、上部に基板Ｗがローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）される上部面１１２ａと、上部面１１２ａから離隔された状態で基板Ｗを支持する支持ピン１１３ａと、基板Ｗを固定するチャッキングピン１１３ｂとを持つ。チャッキングピン１１３ｂは、基板Ｗをチャック１１２の上部面１１２ａから離隔された状態を支持しながら、チャッキングピン１１３ｂは、工程進行の時、基板Ｗのエッジ一部をチャッキングする。
【００５１】
スピンドル１１４は、チャック１１２の中央下部と結合する。スピンドル１３０は、その内部が空いている中空き軸（ｈｏｌｌｏｗ ｓｈａｆｔ）形態で、回転部１１６の回転力をチャック１１２に伝達する。詳細に示されなかったが、回転部１１６は、回転力を発生するモーターのような駆動部と、駆動部から発生した回転力をスピンドル１３０に伝達するベルト、チェーンと同じ動力伝達部などの通常の構成で成り立つことができる。
【００５２】
昇降部１１７は、工程に使われる流体種類によって（又は、処理工程によって）下部チャンバー１２０内でチャック１１２の相対高さが変化するようにチャック１１２を上下に移動させるためのものである。昇降部１１７によってチャック１１２は、使われる流体の種類(または、処理工程)に従って、後述する第１、２、３吸入ダクト１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに対応される高さに移動する。詳述した例では、下部チャンバー１２０が固定されて、洗浄工程、リンス工程と、乾燥工程など（または、使われる流体種類）によりチャック１１２が上下に移動することを説明した。しかしながら、これとは、反対にチャック１１２が固定されて、下部チャンバー１２０が上下に移動することもできる。
【００５３】
バックノズル部１１８は、基板Ｗの底面で洗浄及び乾燥のための流体を選択的に憤射するためのもので、バックノズル部１１８は、スピンドル１１４の中空部分（ｈｏｌｌｏｗ ｓｅｃｔｉｏｎ）を通る流体の移動経路の供給管１１８ａとチャック１１２の上面の中心へ設置されたノズル１１８ｂを含む。ノズル１１８ｂは、供給管１１８ａと連結して、チャック１１２の中央部に露出して、基板Ｗ背面に洗浄及び乾燥のための流体を憤射して、基板Ｗの背面洗浄及び乾燥を実行する。供給管１１８ａは、所定の配管で構成されることができて、または、スピンドル１１４の内部の管形態で空いている空間で定義されることができる。ノズル１１８ｂを通じて、基板Ｗの背面中央部で憤射される流体は、基板Ｗの回転によって、基板Ｗのエッジで簡単に分散する。
【００５４】
下部チャンバー１２０は、上部が開放され、そしてチャック１１２周辺を囲むように配置され、回転する基板Ｗ上で飛散される流体を流入及び吸入する環形の第１、２、３吸入ダクト１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃが多端に配置されながら、強制排気が行われるように真空ライン１７４と連結する排気ポート１２４を持つ。図示しないが、下部チャンバー１２０には、薬液回収のための複数の排出ラインを連結する。
【００５５】
図１、図４及び図５を参照すれば、上部チャンバー１３０は、下部チャンバー１２０の上部を開放或いは、閉鎖する上部カップ１３２と、上部カップ１３２に設置されて、乾燥のための流体を基板Ｗへの間接憤射する間接憤射ノズル１４０と、上部カップ１３２が下部チャンバー１２０の上部を開放或いは、閉鎖するように上部カップ１３２を駆動させる開閉駆動部１３８とを含む。
【００５６】
上部カップ１３２は、下部チャンバー１２０上部を充分にカバーできる大きさで、環形空間１３４と、中央開口１３５と、案内面１３６と、突出壁１３７とを持つ。環形空間１３４は、間接憤射ノズル１４０が設置されるエッジ部１３４ａと、エッジ部１３４ａより高い中央部１３４ｂでなりたつ傘形状の空間で、間接憤射ノズル１４０から憤射される乾燥流体を中心へ案内するために傾斜した通路１３４ｃとを持つ。
【００５７】
間接憤射ノズル１４０は、環形空間１３４のエッジ部１３４ａに設置されるリング状の形態になっているし、間接憤射ノズル１４０は、一定の間隔毎に複数の憤射口１４２が形成されるのに、複数の憤射口１４２は、上方向で乾燥流体を憤射するように形成される。乾燥流体は、間接憤射ノズル１４０の複数の憤射口１４２を通じて、憤射された後、環形空間１３４に沿って環形空間の中央部１３４ｂ(上部カップの中央)に向かう。
【００５８】
環形空間１３４の中央部１３４ｂから集まった乾燥流体は、中央開口１３５を通じて、処理空間ａに抜け出ることになる。突出壁１３７は、間接憤射ノズル１４０から憤射される乾燥流体が流れる環形空間１３４と、基板Ｗの処理空間ａとの間に位置する突出の部分であり、この突出壁１３７は、間接憤射ノズル１４０から落ちる異質物から基板Ｗを保護することになる。
【００５９】
参考に、乾燥流体は、有機溶剤(ＩＰＡ)及び窒素ガス（Ｎ２）が含まれるし、有機溶剤及び窒素ガスは、３０度以上９０度未満の温度で加熱したものを使うことができる。
【００６０】
上述した通り、本発明は、乾燥流体が基板Ｗへ間接憤射されることによって蒸流気流を全面的に維持することができ、基板Ｗ表面に直接憤射する従来スイングノズル方式に比べ、乾燥流体の濃度分布を均一に維持することができる。特に、間接憤射ノズル１４０が環形空間１３４のエッジ部(内側のくぼみに入った空間)１３４ａに位置されることによって間接憤射ノズル１４０の複数の憤射口１４２から落ちる異質物が基板Ｗに落ちることを防止することができる。
【００６１】
一方、上部カップ１３２の案内面１３６は、中央からエッジ方向に徐々に高さが低くなるように下降傾斜する構造をとっている。案内面１３６は、中央開口１３５を通じて抜け出る乾燥流体が基板Ｗの中心からエッジに次第に拡散されながら（広がりながら）流れるように乾燥流体を案内する。このような構造の案内面１３６は、基板Ｗの中心に比べ、エッジに向うほど乾燥流体の密度を低くなることを防止するためのものとして、上部カップ１３２の案内面１３６は、基板Ｗの中心よりエッジに向うほど狭くなる処理空間ａを提供する。
【００６２】
このように基板Ｗ上部の処理空間ａは、中央からエッジに向うほど狭くなるため、基板Ｗの中央からエッジに流れる乾燥流体の密度は、エッジに向うほど高まることになる。また、乾燥流体は、基板Ｗの中心からエッジに次第に拡散されながら（広がりながら）流れるため基板Ｗ全面に均一に提供される。
【００６３】
特に、流体の移動通路になる基板Ｗ上部の処理空間ａは、エッジに向うほど狭くなるから、乾燥流体は、基板Ｗ中心より基板Ｗエッジに向うほど早く移動することになる。従って、基板Ｗ表面に残留するパーティクルの除去効率及び水分除去効率が向上することができる。
【００６４】
上部チャンバー１３０は、下部チャンバー１２０と接する上部カップ１３２の側面に基板Ｗが処理される空間を密閉するようにシーリング部１３３が設置される。
【００６５】
減圧機構１７０は、下部チャンバー１２０と上部チャンバー１３０との結合によって形成される密閉された処理空間ａを減圧するためのものである。減圧機構１７０は、真空ポンプ１７２と、一端が真空ポンプ１７２に連結され、他端は、下部チャンバー１２０の排気ポート１２４に連結される真空ライン１７４とを持つ。
【００６６】
上述した通り、本発明の基板処理装置１００は、上部チャンバー１３０により基板Ｗの処理空間ａが外部と隔離されるだけでなく、外部と隔離された基板Ｗの処理空間(密閉空間：ａ)が大気圧以下に減圧されることができる構造的な特徴も持つ。このような構造的な特徴によれば、基板Ｗの乾燥工程で外部環境による影響を最小化することができ、迅速な基板乾燥ができる。
【００６７】
図示しないが、下部チャンバー１２０と基板支持機構１１０のチャック１１２は、相対的にまたは、個別的に昇降するように構成され、これらを昇・下降させた状態で基板Ｗを基板支持機構１１０のチャック１１２にローディングしたり、処理が終わった基板Ｗをアンローディングしたりすることができる。
【００６８】
図１及び図３を参照すれば、薬液ノズル機構１６０は、基板Ｗの上面に洗浄のための流体及びリンスのための流体を憤射するためのものとして、薬液ノズル機構１６０は、ノズル移動部１６４によって下方向に直線移動し、ウェハの中心上部で下部チャンバー１２０の外側に回転移動するノズル１６２を含む。ノズル移動部１６４は、ノズル１６２が結びつく水平支持台１６６とこれに結びつきながら、モーター(図示しない)によって回転可能な垂直支持台１６８を持つ。
【００６９】
これと共に、本発明の基板処理装置１００は、基板Ｗの洗浄及び乾燥方式によって複数の憤射口の数或いは、複数の憤射口に供給される流体の種類を変更することができ、憤射口とのあいだの間隔も変更されることができる。例えば、洗浄のための流体には、脱イオン水とフッ化水素酸溶液とが混合された混合液、脱イオン水、アンモニア溶液と過酸化水溶液が混合された混合液などが使われ、乾燥のための流体には、イソプロフィルアルコール蒸気と窒素ガスの混合ガス、窒素ガスなどが使われることができる。
【００７０】
図５に示したように、乾燥工程が進行される時、上部カップ１３２のエッジと基板Ｗとの間隔は、基板Ｗから飛散される水粒子及び乾燥流体が下部チャンバーの壁にむかってリバウンドすることを防止するために最小０．５ｃｍ、最大２ｃｍ離隔されることが望ましい。
【００７１】
以下、前記のような基板処理装置１００を使って、基板Ｗを洗浄乾燥する工程について説明する。
【００７２】
図６は、本発明の実施の形態に従う基板処理方法を示した流れ図である。
【００７３】
図１乃至図６を参照すれば、工程Ｓ１１０において、基板Ｗは、下部チャンバー１２０の開放された上部を通じて、チャック１１２にローディングされる。基板Ｗは、複数の支持ピン１１３ａによって支持された状態で複数のチャッキングピン１１３ｂによってチャッキングされる。基板Ｗは、回転部１１６の動作によって、チャック１１２と共に回転する。以後、工程Ｓ１２０において、回転する基板Ｗは、薬液ノズル機構１６０のノズル１６２を通じて、憤射される流体によって、洗浄及びリンス処理される(図３参照)。
【００７４】
工程Ｓ１３０において、基板Ｗの洗浄及びリンス処理が完了されると、基板Ｗに対する乾燥処理が進行される。基板Ｗの乾燥処理は、基板Ｗ表面に水斑点が発生しないように速かにそして大気圧以下の環境で進行される。
【００７５】
乾燥工程を詳しく説明すると、工程Ｓ１３２において、先に下部チャンバー１２０の上部は、上部カップ１３２によって密閉される。工程Ｓ１３４において、上部チャンバー１３０と下部チャンバー１２０によって密閉された処理空間ａは、減圧機構１７０によって大気圧以下に減圧される。工程Ｓ１３６において、処理空間ａが大気圧以下に減圧されると、基板Ｗは、間接憤射ノズル１４０を通じて、間接憤射される乾燥流体によって乾燥される。ここで、乾燥流体は、処理空間ａが減圧されること以前(上部チャンバーが下部チャンバーを密閉させるために移動する瞬間)から間接憤射ノズル１４０を通じて提供することができる。一方、間接憤射ノズル１４０は、突出壁１３７によって遮断された環形空間１３４のエッジ部１３４ａに位置されて、憤射口１４２が上方へ向かうため、憤射口１４２から落ちる異質物によって基板Ｗの汚染を防止することができる。
【００７６】
乾燥流体は、間接憤射ノズル１４０の憤射口１４２を通じて、憤射された後環形空間１３４について環形空間の中央部１３４ｂ(上部カップの中央)に集まることになる。環形空間１３４の中央部１３４ｂから集まった乾燥流体は、中央開口１３５を通じて、処理空間ａに抜け出ることになる。中央開口１３５を通じて抜け出る乾燥流体は、回転する基板Ｗの中心からエッジに次第に拡散されながら(広がりながら)基板Ｗ表面を速かにそして均一に乾燥させる。
【００７７】
本発明では、基板Ｗの上面と底面とを同時に洗浄及び乾燥することができる。基板Ｗの底面洗浄及び乾燥は、基板Ｗが回転する状態で、バックノズル部１５０のノズル１５２を通じて、基板Ｗ上部で提供される流体と同じ流体が基板Ｗの底面に供給されながら成り立つ。
【００７８】
基板Ｗ乾燥工程が完了されると、工程Ｓ１４０において、下部チャンバー１２０の上部開放のために上部チャンバー１３０の上部カップ１３２は、図２に示された位置まで上昇された後、図３に示された位置に移動する。工程Ｓ１５０において、基板Ｗは、チャック１１２が停止した状態でチャック１１２からアンローディンデングする。
【００７９】
本発明は、基板Ｗを液状(または、気体状態)の流体で処理するすべての設備に適用できる。このような実施の形態の中で望ましい実施の形態として半導体洗浄工程で使われる回転型洗浄装置を例をあげて説明した。本発明は、回転型エッチング装置（ｒｏｔａｒｙ ｅｔｃｈｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）等にも使われることができる。
【００８０】
以上で、本発明に従う基板処理装置の構成及び作用は、上述した説明及び図面により図示したが、例として説明したことに過ぎないし、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に従う基板処理装置を概略的に示す図面である。
【図２】本発明の実施の形態に従う基板処理装置において、下部チャンバーが部分的に開放された状態を示す図面である。
【図３】本発明の実施の形態に従う基板処理装置において、下部チャンバーが全体的に開放された状態を示す図面である。
【図４】上部チャンバーを示す図面である。
【図５】上部チャンバーの第１ノズルらから憤射される乾燥流体の流れを示す図面である。
【図６】本発明の実施の形態に従う基板処理方法を示した流れ図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００ 基板処理装置
１１０ 基板支持機構
１２０ 下部チャンバー
１３０ 上部チャンバー
１４０ 間接憤射ノズル
１６０ 薬液ノズル機構
１７０ 減圧機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置において、
基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、
上部が開放され、前記チャック周辺を囲むように配置された下部チャンバーと、
前記基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように前記下部チャンバーの上部を開閉する上部チャンバーと、
前記上部チャンバーのエッジに設置され、乾燥流体が前記基板に間接憤射されるように前記上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記上部チャンバーは、中心へ集まった乾燥流体が抜け出る中央開口と、
前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が前記基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記案内面は、エッジに向うと前記基板と近づくように下降傾斜したことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記上部チャンバーは、前記基板の中心からエッジ方向に徐々に空間が狭くなるように下降傾斜する案内面と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体を前記中央の開口に案内する環形空間と、をさらに含み、
前記間接憤射ノズルは、前記環形空間のエッジ部に沿ってリング形状に設置されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記環形空間は、前記間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が上方へ傾きながら流れるように前記間接憤射ノズルが設置されたエッジ部が中央部より低いことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルが設置された前記環形空間と前記基板との間に位置されて、前記間接憤射ノズルから落ちる異質物から前記基板を保護する突出壁と、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記上部チャンバーは、前記基板から飛散される水粒子及び乾燥流体が前記下部チャンバーの壁に向うリバウンドを防止するために基板のエッジとは、０．５ｃｍ−２ｃｍの間隔を維持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記下部チャンバーは、前記基板上で飛散される薬液と空気を流入及び吸入する環形の吸入ダクトが多端に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記チャックは、前記吸入ダクトの高さに従って昇降されることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記チャックは、基板を上向きに離隔された状態で支持する支持機構を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記基板処理装置は、前記チャックに設置されて、前記基板の背面を洗浄及び乾燥するための流体を憤射するバックノズル部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記乾燥流体は、有機溶剤及び窒素ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
基板処理装置において、
基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、
内部に前記基板支持機構のチャックが位置され、前記基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように密閉空間を提供するチャンバーと、
前記チャンバーに設置され、乾燥流体が前記基板表面に直接憤射されないように前記チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
前記チャンバーは、下部チャンバーと上部チャンバーで成り立ち、前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が前記上部チャンバーの中央へ向かうように案内する環形空間と、
前記環形空間に沿って前記上部チャンバーの中央へ集まった乾燥流体が前記基板へ向かって抜け出す中央開口と、
前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が前記基板の中心からエッジに次第に広がるように乾燥流体を案内する案内面と、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記間接憤射ノズルは、憤射方向が前記上部チャンバーのエッジ部から前記上部チャンバーの中心部へ向かうことを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルを通じて、前記上部チャンバーの中心へ憤射された乾燥流体が前記基板へ向かって抜け出す前記中央開口と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
基板処理方法において、
下部チャンバーの内側に位置するチャックに基板をローディングし、
前記チャックにローディングされた前記基板へ薬液を供給して、前記基板を薬液処理し、
上部チャンバーが前記下部チャンバーの開放された上部を密閉した状態で前記上部チャンバーに設置された間接憤射ノズルから間接憤射される乾燥流体によって、前記基板を乾燥することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１９】
前記上部チャンバーが前記下部チャンバーを密閉する前に前記上部チャンバーの内部を吹きだす乾燥流体の雰囲気で維持することを特徴とする請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記基板乾燥は、乾燥流体が前記上部チャンバーのエッジから中心へ向かって憤射され、前記上部チャンバーの中心へ集められた乾燥流体は、中心に形成された中央開口を通じて、前記基板へ向かって抜け出し、前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体は、前記基板の中心からエッジに次第に広がりながら、前記基板表面を乾燥することを特徴とする請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
基板処理装置において、
基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、
上部が開放されて、前記チャック周辺を囲むように構成された下部チャンバーと、
前記基板に対する乾燥工程が外部空気を遮断された密閉空間で進行されるように前記下部チャンバーの上部を密閉する上部チャンバーと、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２２】
前記基板処理装置は、前記上部チャンバーに設置され、乾燥流体が前記基板に間接憤射されるように前記上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の基板処理装置。
【請求項２３】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから憤射された乾燥流体が抜け出る前記中央開口と、前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の基板処理装置。
【請求項２４】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから落ちる異質物から前記基板を保護する突出壁をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板処理装置において、
基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、
上部が開放され、前記チャック周辺を囲むように配置された下部チャンバーと、
前記基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように前記下部チャンバーの上部を開閉する上部チャンバーと、
前記上部チャンバーのエッジに設置され、乾燥流体が前記基板に間接憤射されるように前記上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記上部チャンバーは、中心へ集まった乾燥流体が抜け出る中央開口と、
前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が前記基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記案内面は、エッジに向うと前記基板と近づくように下降傾斜したことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記上部チャンバーは、前記基板の中心からエッジ方向に徐々に空間が狭くなるように下降傾斜する案内面と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体を前記中央の開口に案内する環形空間と、をさらに含み、
前記間接憤射ノズルは、前記環形空間のエッジ部に沿ってリング形状に設置されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記環形空間は、前記間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が上方へ傾きながら流れるように前記間接憤射ノズルが設置されたエッジ部が中央部より低いことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルが設置された前記環形空間と前記基板との間に位置されて、前記間接憤射ノズルから落ちる異質物から前記基板を保護する突出壁と、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記上部チャンバーは、前記基板から飛散される水粒子及び乾燥流体が前記下部チャンバーの壁に向うリバウンドを防止するために基板のエッジとは、０．５ｃｍ−２ｃｍの間隔を維持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記下部チャンバーは、前記基板上で飛散される薬液と空気を流入及び吸入する環形の吸入ダクトが多端に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記チャックは、前記吸入ダクトの高さに従って昇降されることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記チャックは、基板を上向きに離隔された状態で支持する支持機構を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記基板処理装置は、前記チャックに設置されて、前記基板の背面を洗浄及び乾燥するための流体を憤射するバックノズル部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記乾燥流体は、有機溶剤及び窒素ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
基板処理装置において、
基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、
内部に前記基板支持機構のチャックが位置され、前記基板に対する乾燥工程が外部と隔離された状態で進行されるように密閉空間を提供するチャンバーと、
前記チャンバーに設置され、乾燥流体が前記基板表面に直接憤射されないように前記チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
前記チャンバーは、下部チャンバーと上部チャンバーで成り立ち、前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから憤射される乾燥流体が前記上部チャンバーの中央へ向かうように案内する環形空間と、
前記環形空間に沿って前記上部チャンバーの中央へ集まった乾燥流体が前記基板へ向かって抜け出す中央開口と、
前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が前記基板の中心からエッジに次第に広がるように乾燥流体を案内する案内面と、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記間接憤射ノズルは、憤射方向が前記上部チャンバーのエッジ部から前記上部チャンバーの中心部へ向かうことを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルを通じて、前記上部チャンバーの中心へ憤射された乾燥流体が前記基板へ向かって抜け出す前記中央開口と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
基板処理方法において、
下部チャンバーの内側に位置するチャックに基板をローディングし、
前記チャックにローディングされた前記基板へ薬液を供給して、前記基板を薬液処理し、
上部チャンバーが前記下部チャンバーの開放された上部を密閉した状態で前記上部チャンバーに設置された間接憤射ノズルから間接憤射される乾燥流体によって、前記基板を乾燥することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１９】
前記上部チャンバーが前記下部チャンバーを密閉する前に前記上部チャンバーの内部を吹きだす乾燥流体の雰囲気で維持することを特徴とする請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記基板乾燥は、乾燥流体が前記上部チャンバーのエッジから中心へ向かって憤射され、前記上部チャンバーの中心へ集められた乾燥流体は、中心に形成された中央開口を通じて、前記基板へ向かって抜け出し、前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体は、前記基板の中心からエッジに次第に広がりながら、前記基板表面を乾燥することを特徴とする請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
基板処理装置において、
基板が在置されるチャックを有する基板支持機構と、
上部が開放されて、前記チャック周辺を囲むように構成された下部チャンバーと、
前記基板に対する乾燥工程が外部空気を遮断された密閉空間で進行されるように前記下部チャンバーの上部を密閉する上部チャンバーと、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２２】
前記基板処理装置は、前記上部チャンバーに設置され、乾燥流体が前記基板に間接憤射されるように前記上部チャンバーの中心へ向かって、乾燥流体を憤射する間接憤射ノズルと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の基板処理装置。
【請求項２３】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから憤射された乾燥流体が抜け出る前記中央開口と、前記中央開口を通じて抜け出る乾燥流体が基板の中心からエッジに次第に広がりながら流れるように乾燥流体を案内する案内面と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の基板処理装置。
【請求項２４】
前記上部チャンバーは、前記間接憤射ノズルから落ちる異質物から前記基板を保護する突出壁をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２２０１０（Ｐ２００８−２２０１０Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３０６９（Ｐ２００７−１８３０６９）
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（５９８１２３１５０）セメス株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（５９８１２３１５０）セメス株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
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