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KR20170020022A - Substrate treating method for selectively etching a substrate surfaces - Google Patents

Substrate treating method for selectively etching a substrate surfaces Download PDF

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KR20170020022A
KR20170020022A KR1020150114653A KR20150114653A KR20170020022A KR 20170020022 A KR20170020022 A KR 20170020022A KR 1020150114653 A KR1020150114653 A KR 1020150114653A KR 20150114653 A KR20150114653 A KR 20150114653A KR 20170020022 A KR20170020022 A KR 20170020022A
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South Korea
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substrate
etching
center
spin chuck
selected region
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Withdrawn
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KR1020150114653A
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Korean (ko)
Inventor
이봉문
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세메스 주식회사
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a substrate processing method for selectively etching a substrate surface. The substrate processing method includes a step of setting a selection region to be etched on a substrate; a step of loading the substrate on a spin chuck such that the selection region is located at the center of the spin chuck; and a step of moving a nozzle to the center of the spin chuck to provide an etchant to the selection region of the substrate rotated, and etching the selection region.

Description

기판 표면을 선택적으로 에칭하기 위한 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING METHOD FOR SELECTIVELY ETCHING A SUBSTRATE SURFACES}[0001] SUBSTRATE TREATING METHOD FOR SELECTIVELY ETCHING A SUBSTRATE SURFACES [

본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판 표면을 선택적으로 에칭하기 위한 기판 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and method, and more particularly, to a substrate processing method for selectively etching a substrate surface.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해 사용되는 식각 공정(etching process)은 반도체 기판에 형성시킨 막질(예를 들면 금속막, 산화막, 다결정 실리콘막, 포토 레지스트막)을 원하는 패턴으로 가공하는 제조 과정을 일컫는다.In general, an etching process used for manufacturing a semiconductor device refers to a manufacturing process of processing a film (for example, a metal film, an oxide film, a polycrystalline silicon film, or a photoresist film) formed on a semiconductor substrate into a desired pattern .

이러한 식각 공정에는 화학약품 에칭(chemical etching), 플라즈마 에칭(plasma etching), 이온빔(ion beam) 및 반응성 이온 에칭(reactive ion etching)등의 방법들이 사용되며, 최근에는 화학약품 에칭 방법으로 반도체 기판이 회전하고 있을 때 약액을 분사하여 식각하는 스핀 에칭 방법이 널리 사용되고 있다. Such etching processes include chemical etching, plasma etching, ion beam, and reactive ion etching. In recent years, a chemical etching method has been used to etch a semiconductor substrate A spin etching method in which a chemical solution is injected while spinning is widely used.

스핀 에칭 공정은 반도체 기판의 중심으로 식각액을 분사하는 중앙 공급 방식과, 반도체 기판의 중심영역에서 가장자리로 이동하면서 약액을 분사하는 스캔 공급 방식이 사용된다. In the spin etching process, a central supply method for spraying the etching solution to the center of the semiconductor substrate and a scan supply method for spraying the chemical solution while moving to the edge in the central region of the semiconductor substrate are used.

도 1은 에칭 공정에 제공되는 반도체 기판(W)을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a semiconductor substrate W provided in an etching process.

도 1을 참조하면, 기판(W)상에 증착되는 박막의 두께는 기판(W)의 영역에 따라 상이하다. 기판(W)상에 박막을 형성하는 과정에서 선택영역(selective area, 이하 'SA'라고 함.)과 같이 다른영역에 비하여 박막의 두께가 두껍게 형성되는 영역이 발생한다. Referring to FIG. 1, the thickness of the thin film deposited on the substrate W differs depending on the region of the substrate W. In the process of forming a thin film on the substrate W, a region where the thickness of the thin film is thicker than other regions such as a selective area (SA) is generated.

상기 기판을 스핀 에칭 공정으로 공정 처리하는 경우, 기판으로 분사된 약액은 원심력에 의해 기판의 중앙에서 가장자리로 흐르면서 기판 표면의 박막을 제거하기 때문에 반도체 기판의 부위별 식각율 조정이 불가능하다. In the case where the substrate is processed by a spin etching process, since the thin film on the surface of the substrate is removed while the chemical liquid injected onto the substrate flows from the center to the edge of the substrate by centrifugal force, it is impossible to adjust the etching rate for each part of the semiconductor substrate.

따라서, 기판의 전체면으로 식각액이 일정하게 공급되어 식각이 완료된 후에도 선택영역은 다른 영역에 비해 증착막이 두껍게 유지된다. 이는 후속공정에서 공정불량을 야기한다. Therefore, even after the etchant is uniformly supplied to the entire surface of the substrate and the etching is completed, the selective region remains thicker than the other regions. This causes process failures in subsequent processes.

본 발명의 실시예들은 전 공정의 산포 불량에 따른 선택적 에칭이 가능한 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide a substrate processing method capable of selective etching according to defective scattering in all steps.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판상에서 식각하고자 하는 선택영역을 설정하는 단계; 상기 선택 영역이 스핀 척의 중심에 위치하도록 상기 기판을 스핀척에 로딩하는 단계; 및 노즐을 상기 스핀척의 중심으로 이동시켜 회전하는 상기 기판의 선택 영역으로 식각액을 제공하여 상기 선택영역을 식각하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: setting a selection region to be etched on a substrate; Loading the substrate onto a spin chuck such that the selected region is located at the center of the spin chuck; And etching the selected region by providing an etchant to a selected region of the substrate rotated by moving the nozzle to the center of the spin chuck.

또한, 상기 설정 단계는 상기 기판상의 박막 두께를 측정하는 단계; 및 측정된 박막 두께를 분석하여 상기 선택 영역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The setting step may include measuring a thickness of the thin film on the substrate; And setting the selection region by analyzing the measured thin film thickness.

또한, 상기 로딩 단계는 상기 선택 영역이 상기 스핀척의 회전 중심에 위치하도록 상기 기판을 상기 스핀척에 로딩할 수 있다.Also, the loading step may load the substrate on the spin chuck such that the selected region is located at the rotation center of the spin chuck.

또한, 상기 설정 단계는 상기 선택 영역의 중심을 설정하는 단계를 더 포함g할 수 있다.The setting step may further include setting a center of the selection area.

또한, 상기 로딩 단계는 상기 선택 영역의 중심과 상기 스핀척의 회전 중심이 일치하도록 상기 기판을 상기 스핀척에 로딩할 수 있다.The loading step may load the substrate on the spin chuck such that the center of the selection area coincides with the rotation center of the spin chuck.

또한, 상기 선택영역을 식각하는 단계에서 식각 범위는 상기 스핀척의 회전 속도와 상기 노즐의 식각액 분사량의 조절을 통해 제어할 수 있다.In the step of etching the selected region, the etching range may be controlled by adjusting the rotation speed of the spin chuck and the amount of the etching solution injected from the nozzle.

또한, 상기 스핀척은 상기 기판을 진공으로 고정할 수 있다. In addition, the spin chuck can fix the substrate by vacuum.

본 발명에 의하면, 스핀 척의 회전중심에 선택 영역을 일치시켜 편심지도록 저속 회전시킴으로써 선택 영역을 국부적으로 식각할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.According to the present invention, the selective region can be locally etched by rotating the spin chuck at a low speed so that the selected region coincides with the rotation center of the spin chuck so as to be eccentric.

본 발명에 의하면, 기판 부위별 식각량 조절이 가능한 각별한 효과를 갖는다하다.According to the present invention, it is possible to control the etching amount of each substrate portion.

도 1은 에칭 공정에 제공되는 반도체 기판을 나타내는 도면이다.
도 2는 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5a는 기판의 선택 영역 중심을 보여주는 도면이다.
도 5b는 기판의 선택 영역 중심이 스핀 헤드의 회전 중심에 일치되도록 놓여진 상태를 보여주는 도면이다.
도 5c는 선택 영역으로 식각액을 분사하는 것을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a semiconductor substrate provided in an etching process.
2 is a plan view schematically showing a substrate processing system;
3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus.
4 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
5A is a view showing the center of the selected region of the substrate.
5B is a view showing a state in which the center of the selected region of the substrate is placed to coincide with the center of rotation of the spin head.
5C is a view showing spraying the etchant into the selected region.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout the specification and claims. The description will be omitted.

도 2는 본 발명의 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.2 is a plan view schematically showing the substrate processing system of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)가 배열된 방향을 제 1 방향(1)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향(1)의 수직인 방향을 제 2 방향(2)이라 하며, 제 1 방향(1)과 제 2 방향(2)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향(3)이라 정의한다.Referring to FIG. 2, the substrate processing system 1000 of the present invention may include an index unit 10 and a process processing unit 20. The index section 10 and the process processing section 20 are arranged in a line. The direction in which the index portion 10 and the processing portion 20 are arranged is referred to as a first direction 1 and the direction perpendicular to the first direction 1 is referred to as a second direction 2, And a direction perpendicular to the plane including the first direction 1 and the second direction 2 is defined as a third direction 3. [

인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향(1)의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 로드 포트(12) 및 이송 프레임(14)을 포함한다.The index portion 10 is disposed in front of the first direction 1 of the substrate processing system 1000. The index portion 10 includes a load port 12 and a transfer frame 14.

로드 포트(12)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 장치(60)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다. 캐리어(18)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.The carrier 18 in which the substrate W is accommodated is seated in the load port 12. A plurality of load ports 12 are provided and they are arranged in a line along the second direction 2. The number of the load ports 12 may increase or decrease depending on the process efficiency and the footprint condition of the substrate processing apparatus 60, and the like. As the carrier 18, a front opening unified pod (FOUP) may be used. The carrier 18 is formed with a plurality of slots for accommodating the substrates horizontally arranged with respect to the paper surface.

이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 공정 처리부(20)의 버퍼부(22) 사이에 배치된다. 이송 프레임(14)은 인덱스 레일(17) 및 인덱스 로봇(16)을 포함한다. 인덱스 레일(17) 상에 인덱스 로봇(16)이 안착된다. 인덱스 로봇(16)은 버퍼부(22)와 캐리어(18)간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 로봇(16)은 인덱스 레일(17)을 따라 제 2 방향으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.The transfer frame 14 is disposed in the first direction adjacent to the load port 12. [ The transfer frame 14 is disposed between the load port 12 and the buffer section 22 of the processing section 20. The transfer frame 14 includes an index rail 17 and an index robot 16. And the index robot 16 is seated on the index rail 17. The index robot 16 transfers the substrate W between the buffer section 22 and the carrier 18. The index robot 16 moves linearly along the index rail 17 in the second direction or rotates about the third direction 3 as an axis.

공정 처리부(20)는 인덱스부(10)에 이웃하여 제 1 방향(1)을 따라 기판 처리 시스템(1000)의 후방에 배치된다. 공정 처리부(20)은 버퍼부(22), 이동 통로(24), 메인 이송 로봇(26) 그리고 기판 처리 장치(60)를 포함한다.Process processing section 20 is disposed behind substrate processing system 1000 along a first direction 1 adjacent to index section 10. The processing section 20 includes a buffer section 22, a moving passage 24, a main transfer robot 26, and a substrate processing apparatus 60.

버퍼부(22)는 제 1 방향(1)을 따라 공정 처리부(20)의 전방에 배치된다. 버퍼부(22)는 기판 처리 장치(60)와 캐리어(18) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. 버퍼부(22)는 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제 3 방향(3)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다.The buffer unit 22 is disposed in front of the processing unit 20 along the first direction 1. The buffer unit 22 is a place where the substrate W is temporarily stored and waited before the substrate W is transferred between the substrate processing apparatus 60 and the carrier 18. [ The buffer portion 22 is provided with a slot (not shown) in which the substrate W is placed, and a plurality of slots (not shown) are provided so as to be spaced apart from each other in the third direction 3.

이동 통로(24)는 버퍼부(22)와 대응되게 배치된다. 이동 통로(24)는 그 길이방향이 제 1 방향(1)에 따라 나란하게 배치된다. 이동 통로(24)은 메인 이송 로봇(26)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(24)의 양측에는 기판 처리 장치(60)들이 서로 마주보며 제 1 방향(1)을 따라 배치된다. 이동 통로(24)에는 메인 이송 로봇(26)이 제 1 방향(1)을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(60)의 상하층, 그리고 버퍼부(22)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다. The transfer passage 24 is disposed in correspondence with the buffer portion 22. The moving passages (24) are arranged in the longitudinal direction along the first direction (1). The transfer passage 24 provides a path through which the main transfer robot 26 moves. On both sides of the transfer passage 24, the substrate processing apparatuses 60 are disposed facing each other along the first direction 1. [ The main transfer robot 26 moves along the first direction 1 in the transfer passage 24 and moves up and down the upper and lower layers of the substrate processing apparatus 60 and the upper and lower layers of the buffer unit 22. [ Respectively.

메인 이송 로봇(26)은 이동 통로(24)에 설치되며, 기판 처리 장치(60) 및 버퍼부(22) 간에 또는 각 기판 처리 장치(60) 간에 기판(W)을 이송한다. 메인 이송 로봇(26)은 이동 통로(24)을 따라 제 2 방향(2)으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다. The main transfer robot 26 is installed in the transfer passage 24 and transfers the substrate W between the substrate processing apparatus 60 and the buffer section 22 or between the substrate processing apparatuses 60. The main transfer robot 26 moves linearly in the second direction 2 along the movement path 24 or rotates about the third direction 3. [

기판 처리 장치(60)는 복수개 제공되며, 제 2 방향(2)을 따라 이동 통로(24)을 중심으로 양측에 배치될 수 있다. 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 이동 통로(24)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 서로 적층되게 배치될 수 있다. 즉, 이동 통로(24)의 일측에는 기판 처리 장치(60)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제 1 방향(1)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이고, B는 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이다. 이동 통로(24)의 일측에 기판 처리 장치(60)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 기판 처리 장치(60)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 기판 처리 장치(60)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(24)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(24)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다. A plurality of substrate processing apparatuses 60 are provided and can be disposed on both sides of the moving path 24 along the second direction 2. [ Some of the substrate processing apparatuses 60 may be disposed along the longitudinal direction of the moving path 24. [ In addition, some of the substrate processing apparatuses 60 may be stacked on each other. That is, the substrate processing apparatuses 60 may be arranged in an array of A X B on one side of the transfer passage 24. Where A is the number of substrate processing apparatuses 60 provided in a row along the first direction 1 and B is the number of substrate processing apparatuses 60 provided in a row along the second direction 2. [ When four or six substrate processing apparatuses 60 are provided on one side of the transfer passage 24, the substrate processing apparatuses 60 may be arranged in an array of 2 X 2 or 3 X 2. The number of the substrate processing apparatuses 60 may increase or decrease. Unlike the above, the substrate processing apparatus 60 may be provided only on one side of the moving path 24. Also, unlike the above, the substrate processing apparatus 60 may be provided as a single layer on one side and on both sides of the moving passage 24. [

기판 처리 장치(60)는 기판(W)에 대해 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(60)는 수행하는 식각 공정에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 기판 처리 장치(60)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 기판 처리 장치(60)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 기판 처리 장치(60)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 기판 처리 장치(60)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다. The substrate processing apparatus 60 can perform an etching process on the substrate W. [ The substrate processing apparatus 60 may have a different structure depending on the etching process to be performed. Alternatively, each substrate processing apparatus 60 may have the same structure. Alternatively, the substrate processing apparatuses 60 are divided into a plurality of groups, and the substrate processing apparatuses 60 belonging to the same group are identical to each other, and the structures of the substrate processing apparatuses 60 belonging to different groups are provided differently from each other .

도 2는 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus.

아래의 실시예에서는 처리 유체들을 사용하여 기판(W)에 형성된 막질(예를 들면, 금속막, 산화막, 다결정 실리콘막, 포토 레지스트막)을 식각하는 식각 공정(etching process)을 수행하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 세정 공정 등과 같이 기판으로 처리 유체를 공급하면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.In the following embodiments, an example of an apparatus for performing an etching process for etching a film (for example, a metal film, an oxide film, a polycrystalline silicon film, or a photoresist film) formed on a substrate W using processing fluids is described as an example I will explain it. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto, and can be applied to various kinds of apparatuses that perform a process while supplying a processing fluid to a substrate, such as a cleaning process.

또한, 본 실시예에서는 기판 처리 장치(60)가 처리하는 기판으로 반도체 기판을 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.In the present embodiment, the substrate processed by the substrate processing apparatus 60 is exemplified as a semiconductor substrate. However, the present invention is not limited to this and can be applied to various types of substrates such as a glass substrate.

도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(60)는 공정 챔버(700), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 분사 부재(300) 그리고 처리 유체 공급 유닛(800)을 포함한다.2, the substrate processing apparatus 60 includes a processing chamber 700, a processing vessel 100, a substrate supporting member 200, a jetting member 300, and a processing fluid supply unit 800. [

공정 챔버(700)는 밀폐된 공간을 제공하며. 도시하지 않앗지만, 공정 챔버의 상부에는 팬 필터 유닛이 설치되어, 공정 챔버(700) 내부에 수직 기류를 발생시킨다. 팬 필터 유닛에 의해 제공되는 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 퓸(Fume)등 오염기체는 공기와 함께 처리 용기(100)의 회수 용기들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 청정도를 유지하게 된다.The process chamber 700 provides an enclosed space. Although not shown, a fan filter unit is installed on the top of the process chamber to generate a vertical air flow inside the process chamber 700. The vertical airflow of the air provided by the fan filter unit provides a uniform airflow over the substrate and the contaminated gas such as fumes generated during the processing of the substrate surface by the processing fluid flows into the processing vessel 100 to be discharged to the exhaust member 400 to be removed, thereby maintaining the cleanliness of the interior of the processing vessel.

공정 챔버(700)의 상부에는 카메라(790)가 설치되며, 카메라(790)는 기판의 선택영역이 기판 지지부재(200)의 스핀 헤드(210)의 회전중심에 놓이는지를 체크하기 위해 제공된다. A camera 790 is provided at the top of the process chamber 700 and a camera 790 is provided to check whether a selected region of the substrate is placed at the center of rotation of the spin head 210 of the substrate support member 200.

공정 챔버(700)는 수평 격벽(714)에 의해 공정 영역(716)과 유지보수 영역(718)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(718)에는 처리 용기(100)와 연결되는 회수라인(141,145), 서브배기라인(410) 이외에도 분사 부재(300)의 분사 노즐(340)과 연결되는 처리 유체 공급 유닛(800) 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(718)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다. The process chamber 700 is partitioned into a process area 716 and a maintenance area 718 by a horizontal partition 714. The maintenance area 718 is provided with a processing fluid connected to the injection nozzle 340 of the injection member 300 in addition to the recovery lines 141 and 145 and the sub-exhaust line 410 connected to the processing vessel 100, Such as the supply unit 800, etc., is preferably located, such a maintenance area 718 is preferably isolated from the process area where the substrate processing is to be performed.

처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지부재(200)가 위치된다. 처리 용기(100)는 공정 공간 아래에 제2배기부재(400)와 연결되는 제2배기덕트(190)가 제공된다. 제2배기덕트(190)는 바닥면에 드레인 라인(192)이 제공된다. The processing vessel 100 has a cylindrical shape with an open top, and provides a processing space for processing the substrate w. The open upper surface of the processing vessel 100 is provided as a take-out and carry-in passage of the substrate w. The substrate support member 200 is located in the process space. The processing vessel 100 is provided with a second exhaust duct 190 connected to the second exhaust member 400 below the process space. The second exhaust duct 190 is provided with a drain line 192 at its bottom surface.

처리 용기(100)는 회수통들(121,122,123)과 제1승강 부재(130)를 포함한다.The processing vessel 100 includes recovery bins 121, 122, and 123 and a first elevating member 130.

회수통(121,122,123)들은 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하기 위해 다단으로 배치된다. 각각의 회수통(121,122,123)은 공정에 사용된 처리 유체 중 서로 상이한 처리 유체를 회수할 수 있다. The recovery tubes 121, 122, and 123 are arranged in multiple stages for introducing and sucking the chemical liquid and the gas scattered on the substrate to be rotated. Each of the recovery cylinders 121, 122 and 123 can recover different processing fluids among the processing fluids used in the process.

제3고정 회수통(123)은 기판 지지부재(311)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제2고정 회수통(122)은 제3고정 회수통(123)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제1고정 회수통(121)은 제2고정 회수통(122)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제3고정 회수통(123)의 내측 공간(123a)은 제3고정 회수통(123)으로 약액과 기체가 유입되는 유입구로서 제공된다. 제3고정 회수통(123)과 제2고정 회수통(122)의 사이 공간(122a)은 제2고정 회수통(122)으로 약액과 기체가 유입되는 유입구로서 제공된다. 그리고, 제2고정 회수통(122)과 제1고정 회수통(121)의 사이 공간은 제1고정 회수통(121)으로 약액과 기체가 유입되는 유입구로서 제공된다. The third fixed recovery cylinder 123 is provided in an annular ring shape surrounding the substrate support member 311 and the second fixed recovery cylinder 122 is provided in the shape of an annular ring surrounding the third fixed recovery cylinder 123 And the first fixed recovery cylinder 121 is provided in the shape of an annular ring surrounding the second fixed collection cylinder 122. An inner space 123a of the third fixed recovery cylinder 123 is provided as an inlet through which the chemical liquid and the gas are introduced into the third fixed recovery cylinder 123. [ The space 122a between the third fixed recovery cylinder 123 and the second fixed recovery cylinder 122 is provided as an inlet through which the chemical solution and the gas are introduced into the second fixed collection cylinder 122. [ The space between the second fixed recovery cylinder 122 and the first fixed recovery cylinder 121 is provided as an inlet through which the chemical liquid and the gas are introduced into the first fixed recovery cylinder 121.

본 실시예에서, 처리 용기는 3개의 고정 회수통을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 처리 용기는 2개의 고정 회수통 또는 3개 이상의 고정 회수통을 포함할 수 있다. In this embodiment, the processing vessel is shown as having three fixed recovery cylinders, but the present invention is not limited thereto. The processing vessel may include two fixed recovery cylinders or three or more fixed recovery cylinders.

배기 부재(400)는 기판 처리 공정시 처리 용기(100) 내에 배기압력을 제공하기 위한 것이다. 제2배기부재(400)는 제2배기덕트(190)와 연결되는 서브 배기 라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브 배기 라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기 라인과 연결된다.The exhaust member 400 is for providing the exhaust pressure in the processing vessel 100 during the substrate processing process. The second exhaust member 400 includes a sub-exhaust line 410 connected to the second exhaust duct 190, and a damper 420. The sub-exhaust line 410 is supplied with the exhaust pressure from an exhaust pump (not shown) and is connected to the main exhaust line embedded in the bottom space of the semiconductor production line.

기판 지지부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판을 회전시킨다. 기판 지지부재(200)는 스핀 헤드(210), 지지축(220), 회전 구동부(230)을 포함한다. 스핀 헤드는 기판을 진공으로 고정하는 진공 척일 수 있다. 스핀 헤드(210)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 헤드(210)는 기판의 지름보다 대략 2배의 지름을 가질 수 있다. 스핀 헤드(210)의 저면에는 회전 구동부(230)에 의해 회전가능한 지지축(220)이 고정결합된다. The substrate support member 200 supports the substrate W and rotates the substrate during the process. The substrate support member 200 includes a spin head 210, a support shaft 220, and a rotation drive unit 230. The spin head may be a vacuum chuck for holding the substrate in a vacuum. The spin head 210 has an upper surface that is generally circular when viewed from the top. The spin head 210 may have a diameter approximately twice the diameter of the substrate. A support shaft 220 rotatable by a rotation drive unit 230 is fixedly coupled to a bottom surface of the spin head 210.

분사 부재(300)는 처리 유체 공급 유닛으로부터 처리 유체를 공급받아 기판 지지부재(200)의 스핀헤드(210)에 놓인 기판의 처리면으로 처리 유체를 분사한다. 분사 부재(300)는 지지축(320), 구동기(310), 노즐 지지대(330) 그리고 분사 노즐(340)을 포함한다. 지지축(320)은 그 길이 방향이 제 3 방향(3)으로 제공되며, 지지축(320)의 하단은 구동기(310)와 결합된다. 구동기(310)는 지지축(320)을 회전 및 직선 운동시킨다. 노즐 지지대(330)는 지지축(320)에 결합되어 분사 노즐(340)을 기판 상부로 이동시키거나, 기판 상부에서 분사 노즐(340)이 처리 유체를 분사하면서 이동되도록 한다. The injection member 300 receives the processing fluid from the processing fluid supply unit and ejects the processing fluid onto the processing surface of the substrate placed on the spin head 210 of the substrate supporting member 200. The injection member 300 includes a support shaft 320, a driver 310, a nozzle support 330, and a spray nozzle 340. The support shaft 320 is provided in the third direction 3 in its longitudinal direction and the lower end of the support shaft 320 is engaged with the driver 310. The driver 310 rotates and linearly moves the support shaft 320. The nozzle support 330 is coupled to the support shaft 320 to move the injection nozzle 340 to an upper portion of the substrate or to cause the injection nozzle 340 to move while spraying the processing fluid over the substrate.

분사 노즐(340)은 노즐 지지대(330)의 끝단 저면에 설치된다. 분사 노즐(340)은 구동기(310)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 분사 노즐(340)이 처리 용기(100)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 분사 노즐(340)이 처리 용기(100)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 분사 노즐(340)은 처리 유체 공급 유닛(800)으로부터 공급된 처리유체를 분사한다. 또한, 분사 노즐(340)은 처리 유체 공급 유닛(800)에서 공급된 처리유체 외에 다른 처리유체를 직접 노즐로 공급받아 분사할 수 있다. The injection nozzle 340 is installed at the bottom end of the nozzle support base 330. The injection nozzle 340 is moved to the process position and the standby position by the driver 310. The process position is a position where the injection nozzle 340 is disposed at the vertical upper portion of the processing container 100 and the standby position is the position where the injection nozzle 340 is deviated from the vertical upper portion of the processing container 100. The injection nozzle 340 injects the processing fluid supplied from the processing fluid supply unit 800. Further, the injection nozzle 340 can directly supply the processing fluid other than the processing fluid supplied from the processing fluid supply unit 800 to the nozzle and inject it.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 5a는 기판의 선택 영역 중심을 보여주는 도면이며, 도 5b는 기판의 선택 영역 중심이 스핀 헤드의 회전 중심에 일치되도록 놓여진 상태를 보여주는 도면이고, 도 5c는 선택 영역으로 식각액을 분사하는 것을 보여주는 도면이다. FIG. 5A is a view showing a center of a selected region of a substrate, FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a state in which the center of the selected region of the substrate is aligned with the center of rotation of the spin head FIG. 5C is a view showing the spraying of the etchant into the selected region. FIG.

도 4 내지 도 5c를 참조하면, 기판 처리 방법은 기판(W)의 선택영역을 설정하는 단계(S100), 기판을 스핀 헤드상에 로딩하는 단계(S200), 기판으로 식각액을 제공하는 선택영역을 식각하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.4 to 5C, a substrate processing method includes a step S100 of setting a selection area of a substrate W, a step S200 of loading a substrate on a spin head, And etching (S300).

기판의 선택영역을 설정하는 단계(S100)는 박막 측정장치(910)를 이용하여 기판 상의 증착된 막의 두께를 측정하고, 제어부(920)는 박막 측정장치(910)에서 측정된 박막 두께를 분석하여 기판의 영역별 두께를 산출하고, 이를 토대로 국부적으로 실각해야 할 선택 영역(SA)을 설정한다. 또한, 제어부(920)는 선택 영역(SA)을 설정한 후 선택 영역의 중심(C1)을 설정한다. 기판의 박막 측정은 기판 처리 장치(60) 내에서 이루어지거나 또는 기판 처리 장치(60)로 반입되기 전 별도의 챔버에서 이루어질 수 있다. In the step S100 of setting the selected region of the substrate, the thickness of the deposited film on the substrate is measured using the thin film measuring apparatus 910, and the controller 920 analyzes the thin film thickness measured in the thin film measuring apparatus 910 The thickness of the substrate is calculated, and a selection region SA to be locally deflected is set based on the calculated thickness. Further, the control unit 920 sets the selection area SA and then sets the center C1 of the selection area. The thin film measurement of the substrate may be performed in the substrate processing apparatus 60 or may be performed in a separate chamber before being transferred to the substrate processing apparatus 60.

기판을 스핀 헤드 상에 로딩하는 단계는 기판의 선택 영역 중심과 스핀 헤드의 회전 중심이 일치하도록 기판을 스핀 헤드에 올려놓는다. 스핀 헤드의 회전 중심과 선택영역 중심이 일치하는지는 공정 챔버 상부에 설치된 카메라를 통해 점검할 수 있다.  The step of loading the substrate onto the spin head places the substrate on the spin head such that the center of the selected area of the substrate coincides with the center of rotation of the spin head. Whether the center of rotation of the spin head coincides with the center of the selected area can be checked by a camera installed at the top of the process chamber.

선택 영역을 식각하는 단계는 스핀헤드가 저속으로 회전되고, 분사 노즐이 선택 영역 중심으로 이동된 후 선택 영역으로 식각액이 분사된다. 제어부는 스핀 헤드의 회전 속도와 식각액의 분사량을 조절하여 식각액이 선택 영역 밖으로 밀려나지 않도록 조절한다. 즉, 스핀 헤드의 회전 속도와 식각액의 공급량에 따라 식각 부위의 크기를 조절할 수 있다. 이와 같이 선택 영역의 식각으로 선택 영역의 박막 두께와 인접한 영역의 박막 두께차가 감소된다. The step of etching the selected region causes the spin head to rotate at a low speed, and the etchant is injected into the selected region after the injection nozzle is moved to the center of the selected region. The control unit adjusts the rotation speed of the spin head and the injection amount of the etching liquid so as to prevent the etching liquid from being pushed out of the selection area. That is, the size of the etching region can be controlled according to the rotation speed of the spin head and the amount of the etching solution supplied. As described above, the etching of the selective region reduces the thin film thickness of the selected region and the thin film thickness difference of the adjacent region.

상술한 바와 같이, 스핀 헤드의 회전 중심에 원하는 선택 영역을 위치시켜 기판을 스핀 헤드에 편심지도록 저속 회전시키면서 회전 중심에 소량의 식각액을 공급하여 국부적인 선택 식각이 가능하다. As described above, local selective etching is possible by supplying a small amount of etchant to the center of rotation while rotating the substrate at a low speed so as to be eccentric to the spin head by positioning a desired selection region at the rotation center of the spin head.

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 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

800 : 처리 유체 공급 유닛 810 : 유량 제어 모듈
820 : 케이스 830 : 유량 계측 부재
840 ; 다목적 밸브 부재 850 : 전공 레귤레이터800: process fluid supply unit 810: flow rate control module
820: Case 830: Flow measurement member
840; Multi-purpose valve member 850: electropneumatic regulator

Claims (7)

기판을 식각처리하는 기판 처리 방법에 있어서:
기판상에서 식각하고자 하는 선택영역을 설정하는 단계;
상기 선택 영역이 스핀 척의 중심에 위치하도록 상기 기판을 스핀척에 로딩하는 단계; 및
노즐을 상기 스핀척의 중심으로 이동시켜 회전하는 상기 기판의 선택 영역으로 식각액을 제공하여 상기 선택영역을 식각하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.A substrate processing method for etching a substrate, comprising:
Setting a selection region to be etched on the substrate;
Loading the substrate onto a spin chuck such that the selected region is located at the center of the spin chuck; And
And moving the nozzle toward the center of the spin chuck to provide an etchant to a selected region of the substrate to rotate to etch the selected region. 제 1 항에 있어서,
상기 설정 단계는
상기 기판상의 박막 두께를 측정하는 단계; 및
측정된 박막 두께를 분석하여 상기 선택 영역을 설정하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.The method according to claim 1,
The setting step
Measuring a thickness of the thin film on the substrate; And
And analyzing the measured thin film thickness to set the selected region. 제 2 항에 있어서,
상기 로딩 단계는
상기 선택 영역이 상기 스핀척의 회전 중심에 위치하도록 상기 기판을 상기 스핀척에 로딩하는 기판 처리 방법.3. The method of claim 2,
The loading step
And the substrate is loaded on the spin chuck such that the selected region is located at the center of rotation of the spin chuck. 제 2 항에 있어서,
상기 설정 단계는
상기 선택 영역의 중심을 설정하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.3. The method of claim 2,
The setting step
And setting a center of the selection region. 제 4 항에 있어서,
상기 로딩 단계는
상기 선택 영역의 중심과 상기 스핀척의 회전 중심이 일치하도록 상기 기판을 상기 스핀척에 로딩하는 기판 처리 방법.5. The method of claim 4,
The loading step
And the substrate is loaded on the spin chuck such that the center of the selected region coincides with the rotation center of the spin chuck. 제 1 항에 있어서,
상기 선택영역을 식각하는 단계에서
식각 범위는 상기 스핀척의 회전 속도와 상기 노즐의 식각액 분사량의 조절을 통해 제어하는 기판 처리 방법.The method according to claim 1,
In the step of etching the selected region
Wherein the etching range is controlled by adjusting the rotation speed of the spin chuck and the injection amount of the etching solution in the nozzle. 제 1 항에 있어서,
상기 스핀척은 상기 기판을 진공으로 고정하는 기판 처리 방법.The method according to claim 1,
Wherein the spin chuck holds the substrate in a vacuum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110620069A (en) * 2019-10-21 2019-12-27 深圳市思坦科技有限公司 System and method for wet processing of wafers

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