KR100809516B1 - 처리 장치 및 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 처리 장치는, 피처리체를 수용하도록 된 처리 챔버와, 이 처리 챔버 내에 마련되어, 피처리체 상에 증기를 토출하는 제1 노즐과, 처리 챔버를 둘러싸는 벽과, 이 벽의 내부에 마련되는 유체 채널과, 유체 입구와, 유체 출구를 포함한다. 유체 입구는 유체 채널과 연통하게 마련된다. 유체 출구는 유체 채널과 연통하게 마련되어, 유체가 유체 입구로 유입되어, 유체 채널을 거쳐 상기 유체 출구에서 유출된다. 본 발명에 따른 처리 방법은, 처리 챔버 내에서 이동하는 피처리체를 처리하는 처리 방법으로서, 처리 챔버를 둘러싸는 벽의 내부에 마련된 유체 채널을 통해 유체를 유동시키면서, 피처리체를 향해 제1 노즐로부터 증기를 토출한다.

처리 챔버, 피처리체, 노즐, 유체 채널, 유체 입구, 유체 출구

Description

처리 장치 및 처리 방법{PROCESSING APPARATUS AND METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치의 주요부의 단면도이며,

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치에서의 처리 챔버의 내부 구성을 도시하는 개략도이며,

도 4는 도 3에 도시한 처리 챔버에 대한 처리액 공급 라인의 개략도이고,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치를 포함하는 인라인(inline) 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 처리 챔버

2 : 벽

2a : 상벽

2b, 2c : 측벽

5 : 제1 노즐

6 : 반송 롤러

7 : 제2 노즐

9 : 제3 노즐

8 : 제4 노즐

10 : 피처리체

60 : 유체 입구

61 : 유체 출구

71 : 팬

65a, 65b, 65c : 유체 채널

본 발명은 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 리소그래피(lithography)에 사용된 포토레지스트를 제거하는 데에 적합한 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 소자나 액정 패널의 제조 과정 중 리소그래피 단계에서, 패터닝 마스크(patterning mask)로서 통상 유기 레지스트 막이 사용되고 있다. 이 레지스트 막은 패터닝이 완료된 후에 제거될 필요가 있다. 레지스트 막을 제거하는 방법으로는 유기 용제 등으로 레지스트 막을 가열 용해시키는 방법이 있다. 그러나, 유기 용제의 사용은 폐액 처리 설비에 추가적인 비용을 수반한다. 특히, 최근 반도체 웨이퍼 및 액정 패널의 대형화는 레지스트 박리 과정에서 생성되는 폐액의 양의 증가를 가져왔다. 이는 처리비용 및 환경적 부담에 있어서의 관련 문제점을 증가시켰다.

예를 들면, JP 2001-250773A에는 비용 및 환경적 부담을 저감시키기 위해 가열된 수증기를 기판상에 분사하여 레지스트 막을 박리 제거하는 기법이 개시되어 있다.

그러나, 생성된 증기는 대기압하에서 100℃를 초과하는 고온이다. 따라서, 처리 챔버 내부 및 그 벽에서 온도가 증가하여, 작업자들이 벽에 접촉하지 않도록 취급에 있어서의 주의가 요구된다. 게다가, 벽과 장치 주변 간의 온도차가 증가하여, 장치 주변에 응결이 발생할 수 있다.

본 발명의 하나의 양태에 따르면, 피처리체를 수용하도록 된 처리 챔버와, 이 처리 챔버 내에 마련되어, 상기 피처리체 상에 증기를 토출하는 제1 노즐과, 처리 챔버를 둘러싸는 벽과, 이 벽의 내부에 마련되는 유체 채널과, 이 유체 채널과 연통하게 마련되는 유체 입구와, 유체 채널과 연통하게 마련되는 유체 출구를 포함하며, 유체가 유체 입구로 유입되어, 유체 채널을 거쳐 유체 출구에서 유출되는 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 하나의 양태에 따르면, 처리 챔버 내에서 이동하는 피처리체를 처리하는 처리 방법으로서, 처리 챔버를 둘러싸는 벽의 내부에 마련된 유체 채널을 통해 유체를 유동시키면서, 피처리체를 향해 제1 노즐로부터 증기를 토출하는 것인 처리 방법이 제공된다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치의 주요부의 단면도이다.

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 취한 단면도이다.

본 실시예에 따른 처리 장치는 대체로, 피처리체(10)를 수용할 수 있는 처리 챔버(1)와, 피처리체(10) 상에 증기를 토출하도록 처리 챔버(1) 내에 마련된 제1 노즐(5)과, 처리 챔버(1)를 둘러싸는 벽(2)과, 이 벽(2) 내부에 마련된 유체 채널(65a 내지 65c)과, 이 유체 채널(65a 내지 65c)과 연통하게 마련된 유체 입구(60)와, 유체 채널(65a 내지 65c)과 연통하게 마련된 유체 출구(61)를 포함한다. 유체는 유체 입구(60)로 유입되어, 유체 채널(65a 내지 65c)을 거쳐 유체 출구(61)에서 유출된다.

피처리체(10)는 예를 들면 액정 패널용 유리 기판이다. 그러나, 피처리체(10)는 그에 한정되는 것이 아니라 플랫 패널 디스플레이용 기판, 반도체 웨이퍼, 리드 프레임(lead frame), 인쇄 회로 기판 등일 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치에서의 처리 챔버(1)의 내부 구성을 도시하는 개략도이다.

도 4는 처리 챔버(1)에 대한 처리액 공급 라인의 개략도이다.

처리 챔버(1)에는, 피처리체(10)의 이동 방향(A)을 따라 복수 개의 반송 롤러(6)가 마련되어 있다. 이 반송 롤러(6)는 피처리체(10)를 지지한 채로 회전할 수 있다. 피처리체(10)는 반송 롤러(6) 상에서 이동 방향(A)으로 직선 이동한다. 피처리체(10)의 이동 경로는 도 3에 2점 쇄선으로 가상적으로 도시되어 있다. 예를 들면, 폭이 1.1m에 이르는 피처리체(10)가 반송 롤러(6)에 의해 반송될 수 있 다. 반송 속도는 1 내지 10 m/min으로 달리할 수 있다. 반송 롤러(6) 외에, 피처리체를 위한 이동 기구는 또한 도시는 생략한 샤프트, 모터, 구동력 전달 기구 등을 포함한다.

제1 노즐(5)은 피처리체(10)의 이동 경로에 대향한 토출 포트를 갖고 있다. 제1 노즐(5)은 도 3의 지면을 통과하는 방향으로 연장하고, 그 하단부에 슬릿형 토출 포트가 제1 노즐(5)의 연장 방향을 따라 형성되어 있다. 이 토출 포트로부터, 제1 노즐(5)은 피처리체(10)를 처리하는 처리액으로서 수증기, 화학 용액(chemical solution) 증기 등을 토출할 수 있다.

본 실시예에서, 예를 들면 수증기가 제1 노즐(5)의 토출 포트로부터 토출된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 증기 발생기(26) 및 증기 재가열기(27)가 처리 챔버(1)의 외부에 마련된다. 증기 발생기(26)는 초순수 또는 탈이온수의 증기를 생성한다. 증기 재가열기(27)는 증기 발생기(26)에서 생성된 증기를 소정의 온도로 가열한다. 가열된 증기는 배관(28)을 통해 제1 노즐(5)의 토출 포트로부터 토출된다.

증기의 생성을 위해 증기 발생기(26)로 도입되는 초순수 또는 탈이온수의 유량은 예를 들면 4 내지 10 ℓ/min이다. 제1 노즐(5)의 토출 포트로부터 토출되는 증기의 온도는 예를 들면 100 내지 140℃의 범위로 제어될 수 있다.

이 경우, 수증기가 대기압 중으로 토출될 때에 발생하는 단열 팽창으로 인한 온도 감소를 고려하여, 증기 발생기(26) 및 증기 재가열기(27)는 수증기가 기판 또는 기타 피처리체(10)의 표면에서 100 내지 140℃의 온도를 갖도록 수증기를 180 내지 300℃로 가열하는 데에 사용된다.

도 3을 다시 참조하면, 제1 노즐(5)의 위치의 바로 하류측에는 이동 경로에 대향한 토출 포트를 갖는 제2 노즐(7)이 마련되어 있다.

반송 롤러(6) 아래에는 이 반송 롤러(6)에 대향한 토출 포트를 각각 구비하고 있는 복수 개의 제3 노즐(9)이 마련되어 있다. 제3 노즐(9)은 반송 롤러(6)의 맞은편의 피처리체의 이동 경로의 다른쪽에 배치된다.

처리 챔버(1)의 벽(2)의 내측면에 토출 포트가 대향하도록 복수 개의 제4 노즐(8)이 마련되어 있다. 이 제4 노즐(8)은 피처리체의 이동 경로 위에 배치된다.

제2 노즐(7), 제3 노즐(9), 및 제4 노즐(8) 각각으로부터는 온수가 토출된다. 도 4에 도시한 바와 같이 온수 생성기(29)가 처리 챔버(1)의 외부에 마련되어 있다. 온수 생성기(29)에 의해 생성된, 예를 들면 95℃의 온수가 배관(30) 및 이 배관(30)에서 분기된 배관(31, 33, 32)을 통해 제2 노즐(7), 제3 노즐(9) 및 제4 노즐(8)로 공급된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 처리 챔버(1)를 둘러싸는 벽(2)은 이동 방향(도 1에서는 지면을 통과하는 방향)을 따라 서로 대향하게 마련된 한쌍의 측벽(2b, 2c)과, 처리 챔버(1) 위에 덮인 상벽(2a)을 갖는다. 처리 챔버(1)는 측벽(2b, 2c), 상벽(2a), 베이스(17)에 의해 둘러싸인다.

벽(2)은 이중 구조를 가져, 벽(2)의 내부에는 유체 채널(65a 내지 65c)이 마련된다. 구체적으로, 유체 채널(65a)은 상벽(2a)의 내부에 마련되며, 유체 채널(65b, 65c)은 측벽(2b, 2c) 내부에 각각 마련되어, 유체 채널(65a)과 연통한다. 유체 채널(65a 내지 65b)은 벽(2)에 의해 처리 챔버(1)로부터 분리되어 있고, 처리 챔버(1)와 연통하지는 않는다.

유체 채널(65a)은 상벽(2a)의 평면 방향으로 연장하여, 상벽(2a)의 평면 치수에 동등한 정도의 평면 치수를 갖는 공간으로서 형성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 대기압 및 유체 채널(65a)과 연통하는 유체 입구(60)가 대체로 상벽(2a)의 중앙에 형성되어 있다.

도 1의 선 A-A를 따라 취한 단면도인 도 2에 도시한 바와 같이, 유체 채널(65c)은 측벽(2c)의 평면 방향으로 연장하여, 측벽(2c)의 평면 치수에 동등한 정도의 평면 치수를 갖는 공간으로서 형성된다. 유체 채널(65c)의 상부에서는 유체 채널(65a)과 연통한다. 유체 채널(65c)의 하부에는 그 유체 채널(65c)과 연통하는 유체 출구(61)가 형성된다. 이 유체 출구(61)의 근방에 배기 팬(71)이 마련된다.

유체 채널(65b)은 마찬가지로 다른 측벽(2b)에 마련된다. 구체적으로, 유체 채널(65b)은 측벽(2b)의 평면 방향으로 연장하여, 측벽(2b)의 평면 치수에 동등한 정도의 평면 치수를 갖는 공간으로서 형성된다. 유체 채널(65b)의 상부에서는 유체 채널(65a)과 연통한다. 유체 채널(65b)의 하부에는 그 유체 채널(65b)과 연통하는 유체 출구(61)가 형성된다. 이 유체 출구(61)의 근방에 배기 팬(71)이 마련된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치를 포함하는 인라인 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.

전술한 처리 챔버(1) 앞에는 반입 챔버(21)가 배치되어 있다. 처리 챔버(1) 다음에는 수세 챔버(water rinse chamber)(22), 건조 챔버(23), 및 반출 챔버(24)가 연속하여 배치되어 있다.

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치를 사용한 피처리체의 처리 과정에 대해 설명한다.

피처리체(10)는 반입 챔버(21)를 통해 처리 챔버(1) 안으로 보내져, 반송 롤러(6)의 회전에 의해 처리 챔버(1) 내에서 이동 방향(A)을 따라 이동한다.

이 때, 수증기가 제1 노즐(5)로부터 피처리체(10)를 향해 토출된다. 이 수증기의 온도 및 충돌은 피처리체(10) 상에 형성된 포토레지스트 또는 기타 잔류물을 부풀어오르게 하여 박리시켜 불어내게 된다.

제1 노즐(5)의 하류측에서는 온수가 피처리체(10)에 0.3㎫의 고압으로 분사된다. 따라서, 피처리체(10) 상에 남아 있는 포토레지스트를 제거할 수 있다.

피처리체(10)로부터 박리된 포토레지스트의 일부는 제1 노즐(5)로부터 토출된 수증기 내에 또는 이 수증기의 냉각에 의해 생성된 물에 혼합되어, 물 유출구(도시 생략)를 통해 배출된다. 포토레지스트의 다른 일부는 반송 롤러(6)에 부착될 수 있고, 나아가서는 그 반송 롤러(6)에 지지된 피처리체(10)의 배면에 부착될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 반송 롤러(6) 및 피처리체(10)의 배면에 부착되는 이물질은 제3 노즐(9)로부터 토출되는 온수의 샤워(shower)에 의해 씻겨 제거될 수 있다.

반송 롤러(6) 및 피처리체(10)의 배면에 부착된 이물질을 세정하는 것 외에, 제3 노즐(9)은 피처리체(10)의 배면에서 그 피처리체(10)를 가열함으로써 피처리 체(10)의 온도를 상승시키고, 이에 의해 수증기의 박리 효과를 향상시키는 기능을 한다.

피처리체(10)로부터 박리되어 불어 날려진 포토레지스트의 일부는 처리 챔버(1) 내에서 위쪽으로 비산하여, 벽(2)의 내면[처리 챔버(1)의 내측을 향하는 면]에 부착될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 벽(2)의 내면에 부착된 이물질은 제4 노즐(8)로부터 토출되는 온수에 의해 씻어 내어져, 폐수와 함께 처리 챔버(1) 외부로 배출된다. 따라서, 벽(2)의 내면에 부착된 이물질이 피처리체(10)로 떨어져 그에 다시 부착되는 것이 방지된다.

전술한 바와 같이, 노즐로부터 토출된 수증기 및 온수는 처리 챔버(1) 내의 온도를 상승시킨다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 처리 챔버(1)의 벽(2)의 내부에 유체 채널(65a 내지 65c)이 마련되며, 유체 출구(61) 근방에 마련된 배기 팬(71)이 작동한다. 따라서, 벽(2)의 내부에 공기 흐름이 생성되어, 공기가 대기압과 연통하는 유체 입구(60)를 통해 유체 채널(65a)로 유입되어, 유체 채널(65b, 65c)을 거쳐, 유체 출구(61)에서 유출된다. 따라서, 처리 챔버(1) 내의 열이 벽(2)의 외면으로 전도되기에는 어렵게 된다. 그 결과, 작업자들이 접촉할 수 있는 벽의 외면에서의 온도 상승이 감소될 수 있고, 그 장치를 안전하게 취급할 수 있게 된다.

게다가, 벽의 외면이 고온에 이르지 않기 때문에, 장치 주변과의 온도차로 인해 장치 주변에 응결이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 예를 들면 벽의 외면이 그에 부착된 액체 냉각 재킷에 의해 냉각되는 경우와 비교할 때에, 벽의 내면의 과도한 냉각을 방지할 수 있다. 따라서, 벽의 내면에서 오염 물질의 부착 및 응축을 방지할 수 있다.

유체 채널 안으로 유체를 가압 주입하도록 유체 입구측에 팬이 마련될 수도 있음을 주목해야 한다. 그러나, 이 경우, 유체 채널 내의 풍속 분포가 불균일하게 되어, 표류(drift) 또는 정체(stagnation)를 야기할 가능성이 있다.

이와 달리, 전술한 본 실시예에서와 같이 유체 출구측에 팬이 마련되는 경우, 공기는 팬 근방에서의 압력 강하로 인한 압력차에 의해 빨아 당겨진다. 따라서, 공기는 균일하게 빨아 당겨질 수 있어, 처리 챔버(1)로부터 열을 제거한 공기가 유체 채널로부터 효율적으로 배기될 수 있다.

전술한 바와 같이, 처리 챔버(1) 내에서 포토레지스트 또는 기타 잔류물이 제거된 피처리체(10)는 이어서 수세 챔버(22)로 반송되어, 피처리체(10)가 물로 세정된다. 이어서, 피처리체(10)는 건조 챔버(23)에서 예를 들면 에어 나이프(air knife)에 의해 건조된다. 그 후, 피처리체(10)는 반출 챔버(24)를 통해 후속 처리 공정으로 보내진다.

본 발명의 실시예를 구체예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 그에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형예가 이루어질 수 있다.

유체 채널을 통과하는 유체는 공기에 한정된 것이 아니라, 다른 가스 또는 물과 같은 액체가 사용될 수도 있다. 액체인 경우, 유체 입구를 통해 유체 채널 안으로 유입되어, 유체 채널을 거쳐 유체 출구에서 유출되는 액체가 다시 유체 입구를 통해 유체 채널 안으로 유입될 수 있게 하는 액체 순환 기구가 채용될 수 있 다.

유체 입구, 유체 출구 및 팬의 개수와 그 위치는 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 벽은 이중 구조를 갖는 것에 한정되는 것이 아니라, 3중 이상의 구조를 가질 수도 있다.

본 발명은 포토레지스트 또는 기타 잔류물을 제거하는 데에 한정되는 것이 아니라, 단순한 세정에도 효과적이다. 또한, 피처리체, 처리액, 특정 처리 조건 등도 전술한 것에 한정되지 않는다.

본 발명에 따르면, 기판과 같은 피처리체로부터 포토레지스트를 제거하는 등에 사용되는 처리 챔버 내부 및 그 벽의 온도가 상승되는 것이 방지되어, 작업자들이 본 발명의 처리 장치를 안전하게 취급할 수 있게 된다. 또한, 처리 챔버의 벽의 외면이 고온에 이르지 않기 때문에, 장치 주변과의 온도차로 인해 장치 주변에 응결이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (20)

1. 피처리체를 수용하도록 된 처리 챔버와,

   상기 처리 챔버 내에 마련되어, 상기 피처리체 상에 증기를 토출하는 제1 노즐과,

   상기 처리 챔버를 둘러싸는 벽과,

   상기 벽의 내부에 마련되는 유체 채널과,

   상기 유체 채널과 연통하게 마련되는 유체 입구와,

   상기 유체 채널과 연통하게 마련되는 유체 출구

   를 포함하며, 유체가 상기 유체 입구로 유입되어, 상기 유체 채널을 거쳐 상기 유체 출구에서 유출되는 것인 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유체 입구로부터 공기를 도입하고, 그 공기를 상기 유체 채널을 거쳐 상기 유체 출구를 통해 배출하는 팬을 더 포함하는 것인 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 유체 입구는 대기압과 연통하며, 상기 유체 출구에는 배기 팬이 마련되는 것인 처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 유체는 액체이며, 상기 처리 장치는,

   상기 유체 입구를 통해 유체 채널 안으로 유입되어, 그 유체 채널을 거쳐 상기 유체 출구에서 유출되는 액체가 다시 상기 유체 입구를 통해 상기 유체 채널 안으로 유입될 수 있게 하는 액체 순환 기구를 더 포함하는 것인 처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 유체 입구는 상기 유체 출구보다 상부 위치에 마련되는 것인 처리 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 벽은 상기 처리 챔버의 측면들을 둘러싸는 한쌍의 측벽부와, 상기 처리 챔버의 위에 덮이는 상벽부를 구비하며, 상기 유체 채널은 상기 한쌍의 측벽부 중 적어도 하나의 내부에 마련되는 것인 처리 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 상벽부의 내부에도 상기 측벽부의 내부에 마련된 유체 채널과 연통하는 유체 채널이 마련되는 것인 처리 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 유체 입구는 상기 상벽부에 마련되는 것인 처리 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 유체 출구는 상기 측벽부의 하부에 마련되는 것인 처리 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 처리 챔버 내에서 상기 피처리체를 직선 이동시키도록 된 이동 기구를 더 포함하며, 상기 벽은 상기 피처리체의 이동 방향을 따라 서로 대향하게 마련된 한쌍의 측벽부와, 상기 처리 챔버 위에 덮이는 상벽부를 구비하며, 상기 유체 채널은 상기 한쌍의 측벽부 중 적어도 하나의 내부에 마련되는 것인 처리 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 상벽부의 내부에도 상기 측벽부의 내부에 마련된 유체 채널과 연통하는 유체 채널이 마련되는 것인 처리 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 제1 노즐의 위치의 하류측에 마련되어 토출 포트가 상기 피처리체의 이동 경로에 대향하고 있는 제2 노즐을 더 포함하는 것인 처리 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 이동 기구는 복수 개의 반송 롤러를 포함하며, 상기 처리 장치는, 상기 반송 롤러 아래에 마련되어 토출 포트가 각각 상기 반송 롤러에 대향하고 있는 복수 개의 제3 노즐을 더 포함하는 것인 처리 장치.
14. 처리 챔버 내에서 이동하는 피처리체를 처리하는 처리 방법으로서,

    상기 처리 챔버를 둘러싸는 벽의 내부에 마련된 유체 채널을 통해 유체를 유동시키면서, 상기 피처리체를 향해 제1 노즐로부터 증기를 토출하는 것인 처리 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 유체는 공기인 것인 처리 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 유체 채널의 상부에 마련된 유체 입구로부터 공기를 도입하고, 그 공기를 상기 유체 채널의 하부에 마련된 유체 출구로부터 배출하는 것인 처리 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 유체 채널을 통해 액체를 순환시키는 것인 처리 방법.
18. 제14항에 있어서, 상기 피처리체의 표면에서의 증기의 온도는 100℃ 이상인 것인 처리 방법.
19. 제14항에 있어서, 상기 증기를 사용하여 피처리체로부터 잔류물을 제거하는 것인 처리 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 피처리체로부터 제거되는 잔류물은 포토레지스트인 것인 처리 방법.

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