KR100868538B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판을 세정하는 기판 처리 장치가 제공된다. 이 기판 처리 장치는 처리조의측벽과 배수조의 측벽 사이에 설치되는 플렉시블 튜브를 감싸는 차단 부재를 구비한다. 이 기판 처리 장치에 의하면, 상기 차단 부재가 플렉시블 튜브의 파손시 누설되는 처리액이 상기 배수조의 측벽으로 튀는것을 차단한다. 따라서, 배수조의 측벽이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES}
본 발명은 웨이처 등과 같은 기판을 세정하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
현재 반도체 제조 공정에서 사용되는 세정 공정은, 가스 상태에서 기판 표면의 오염 물질을 제거하는 건식 세정(Dry Cleaning)과, 약액 중에 웨이퍼를 침적시켜 화학적 용해 등에 의해서 오염 물질을 제거하는 습식 세정(Wet Cleaning)으로 크게 나뉠수 있다.
습식 세정을 수행하기 위해 배스 시스템이 사용된다. 통상적으로 배스 시스템(Bath System)은 처리액이 채워진 처리조와, 이 처리조를 감싸는 배수조 및 처리조로 처리액을 공급하는 처리액 공급 라인을 포함할 수 있다. 이러한 배스 시스템은 이송 장치를 이용하여 기판을 처리조에 로딩/언로딩하여 일괄 처리 공정으로 세정 공정 및 건조 공정을 수행한다.
한편, 처리액 공급 라인은 상기 배수조의 측벽을 관통하여 상기 처리조로 처리액을 공급한다. 이때, 상기 배수조의 내부에 설치되는 처리액 공급 라인은 신축성있는 튜브로 제조된다. 처리조의 설치 과정에서 발생하는 처리조와 처리액 공급 라인(144) 간의 편심을 작업자가 직접 보정하기 위함이다.
그런데, 처리액은 고농도, 고온 및 높은 유압 상태로 이송된다. 따라서 상기 튜브가 파손되면, 상기 튜브를 통해 높은 유압상태로 이송되는 처리액이 상기 배수조의 측벽쪽으로 튀게 된다. 이에 따라, 배수조의 측벽이 고온 상태의 처리액에 의해 손상을 입게 된다. 이를 해결하기 위해 상기 배수조의 내측벽쪽에 방열판을 설치하는 이중의 측벽구조를 갖는 배수조가 개발된 바 있다.
그러나 이러한 이중의 측벽구조를 갖는 배수조는 전체 반도체 설비 장치의 제조 단가를 상승시킨다.
본 발명의 목적은 누설되는 처리액에 의해 배수조의 측벽이 손상되는 것을 방지하고, 전체 설비단가를 저감시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 기판 처리 장치는 처리조, 배수조, 신축 이음관 및 차단 부재를 포함한다. 처리조는 처리액을 이용하여 기판을 세정한다. 배수조는 상기 처리조를 수용한다. 신축 이음관은 상기 배수조 측벽과 상기 처리조의 측벽 사이에 구비되고, 상기 처리조의 측벽을 관통하는 제 1 처리액 공급 배관과 상기 배수조의 측벽을 관통하는 제 2 처리액 공급 배관을 연결하여 상기 처리액을 상기 처리조로 공급한다. 차단 부재는 상기 신축 이음관의 파손시 누설되는 상기 처리액이 상기 배수조의 측벽으로 튀는 것을 방지하도록 상기 이음관을 감싼다.
이 기판 처리 장치에 의하면, 신축 이음관의 파손시 신축 이음관을 감싸는 차단 부재에 의해 신축 이음관으로부터 누설되는 처리액이 배수조의 측벽으로 튀는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 배수조의 측벽이 처리액에 의해 손상되는 것을 방지한다.
또한, 차단 부재를 구비함으로써, 배수조의 측벽이 종래의 방열판을 구비한 이중 측벽 구조에서 단일 측벽 구조로 설계된다. 따라서, 전체 설비 단가를 절감할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되는 것은 아니다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자, 즉 당업자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공된 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상은 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)를 개략적으로 보여주는 단면도이고,
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(substrate treating apparatus: 100)는 세정조(cleaning-liquid bath: 100), 연결 부재(140) 및 처리액 공급부재(treating-liquid supply member: 200)를 포함한다.
세정조(100)는 처리조(treating-liquid bath: 110)와 배수조(sinking-liquid bath: 120)를 포함한다.
처리조(110)는 내부에 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 상기 기판 처리 공정은 기판(W) 측면에 잔류하는 이물질을 제거하는 공정이다. 처리조(110)는 내조(inner bath: 112) 및 외조(outer bath: 114)를 가진다. 내조(112)는 제 1 하우징(112a) 및 보우트(112b: boat)를 가진다. 상기 제 1 하우징(212a)의 내부에는 복수의 웨이퍼(W)들의 세정 공정시 처리액이 채워지는 공간을 제공한다. 상기 공간은 공정 시 복수의 웨이퍼(W)들이 충분히 침지될 수 있는 용적을 가진다. 또한, 제 1 하우징(112a)은 상부가 개방되며, 개방된 상부는 공정시 웨이퍼(W)들의 출입 통로로 이용된다. 또한, 상기 제 1 하우징(112a)의 측벽 중 일측벽에 제 1 유입구(20)가 제공되어 아래에서 상세히 기술되는 처리액 공급라인(140)의 일단부가 삽입 설치된다. 이에 따라, 상기 내조(112)는 상기 처리액 공급 라인(140)을 통해 처리액을 공급받는다. 보우트(212b)는 공정시 상기 제 1 하우징(212a) 내부에서 복수의 웨이퍼(W)들을 상하로 수직하게 지지한다. 외조(114)는 제 2 하우징(114a) 및 커버(114b)를 포함한다. 제 2 하우징(114a)은 제 1 하우징(212a)의 측부를 감싸도록 제공된다. 제 2 하우징(214a)의 측벽의 상단 높이는 제 1 하우징(212a)의 측벽 상단의 높이보다 높게 제공된다. 제2 하우징(214a)은 공정시 제 1 하우징(212a)의 개방된 상부로부터 오버플로우(overflow)되는 처리액을 수용하도록 상부가 개방된다. 커버(114b)는 공정 진행시 상기 개방된 제 1 하우징(112a)의 상부를 덮는다.
배수조(120)는 상기 처리조(110)를 둘러싸며, 처리조(110)가 파손되어 처리액이 누설되는 경우 또는 처리액이 처리조(110)로부터 오버플로우되는(넘쳐 흐르는) 경우, 상기 누설된 처리액 또는 상기 오버플로된 처리액이 외부로 유출되는 것을 차단한다. 배수조(120)의 내부에는 상기 누설된 처리액 또는 상기 오버플로된 처리액을 수용하는 용기 형태의 보호조(124)가 구비된다. 보호조(124)는 처리조의 하부에 설치되어 상기 누설된 처리액 또는 상기 오버플로된 처리액을 수용한다.
본 실시예에서는 처리액으로서, 고온(대략 120~150) 및 고농도의 황 산(H2SO4)이 이용될 수 있다. 따라서, 상기 배수조(120)는 고온 및 고농도의 처리액에 대해 내열성 및 내화학성이 우수한 PVC(Poly Vinyl Chrolide) 재질 또는 PTFE(Polytelrafluoro ethylene) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 가격 단가를 고려하여 배수조(120)는 PTFE 재질에 비해 비교적 낮은 가격 단가를 갖는 PVC 재질로 제작된다. 또한, 배수조(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, PTFE 재질로 이루어진 방열판(122)이 배수조(120)의 내측벽 상에 설치되는 이중의 측벽구조를 갖는다. 또한, 배수조(120)의 측벽 중 상기 방열판이 설치된 내측벽에는 연결 부재(140)가 관통 설치되는 제 2 유입구(30)가 형성된다. 따라서, 연결 부재(140)가 제 2 유입구(30) 및 상기 제 1 유입구(20)에 순차적으로 삽입 설치되어 처리액 공급 부재(200)로부터 처리조(110)로 처리액을 전달한다.
연결 부재(140)는 처리액 공급 부재(200)로부터 공급되는 처리액을 처리조(110)로 전달한다. 연결 부재(140)는 제 1 및 제 2 처리액 공급 배관(142, 144)과, 상기 제 1 및 제 2 처리액 공급 배관(142, 144)을 연결하는 신축 이음관(146) 및 상기 신축 이음관(146)를 감싸는 차단 부재(148)를 포함한다.
제 1 처리액 공급 배관(142)은 튜브(146)의 일단과 상기 처리조(110)의 내조(112)를 연결하는 배관 또는 피팅(fitting) 부속품일 수 있다. 또는 제 1 처리액 공급 배관(142)은 배관 및 피팅 부속품이 연결된 부속품일 수도 있다. 제 2 처리액 공급라인(144)은 처리액 공급 부재(130)와 상기 신축 이음관(146)의 타단을 연결하는 배관일 수 있다. 신축 이음관(146, '플렉시블 튜브라 한다')은 제 1 처리액 공 급 배관(142)과 제 2 처리액 공급 배관(144)을 연결하는 플렉시블 튜브(146)로서, 외주면 상에 주름이 형성되어 탄력적으로 신장 및 신축되는 특성을 갖는다. 여기서, 플렉시블 튜브를 사용하는 이유는 처리조(110)의 설치 과정에서 발생하는 처리조(110)와 제 2 처리액 공급라인(144) 간의 편심을 보정하기 위함이다. 플렉시블 튜브의 재질로서는, 앞서 언급한 고온 및 고농도의 처리액에 대해 내화학성 및 내열성이 우수한 PTFE 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
차단 부재(148)는 상기 신축 이음관(146)의 파손시 처리액이 배수조(120)의 내측벽 쪽으로 튀는 현상을 차단하도록 상기 플렉시블 튜브(146)를 감싸도록 제공된다. 차단 부재에 대한 설명은 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
처리액 공급부재(200)는 처리조(110)로 처리액을 공급한다. 상기 처리액은 기판(W) 측면에 잔류하는 미세한 파티클을 세정하는 세정액이다. 일례로, 세정액은 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2) 및 불산(HF) 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 케미칼(chemical)이 사용될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)는 처리조(110) 내 처리액을 순환시키는 순환 부재(circulation member)를 더 포함할 수 있다. 순환 부재는 순환라인(circulation line), 가압부재(pressurization member), 필터 유닛(filtering member) 및 가열기(heater)를 포함한다. 순환라인은 처리조(110) 내 처리액을 순환시킨다. 순환라인은 외조(114)로부터 내조(112)로, 또는 내조(112) 및 외조(114)로부터 내조(112)로 처리액을 순환시킨다. 가압부재는 순환라인 상에 설치된다. 가압부재는 처리액이 순환라인을 따라 흐르도록 순환라인 내 처리액에 유동압을 제공한다. 가압부재로는 펌프(pump)가 사용될 수 있다. 필터 유닛(126)는 순환라인을 따라 흐르는 처리액 내 잔류하는 파티클(particle)과 같은 오염물질들을 필터링(filtering)한다. 그리고, 가열기는 순환라인 상에 설치되어 순환라인을 따라 이동되는 처리액을 가열한다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 차단 부재(148)를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 차단 부재(148)의 평면도, 정면 사시도 및 배면 사시도를 각각 보여주는 도면들이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 차단 부재(148)는 원통 형상의 몸체(40)를 갖는다. 상기 몸체(40)는 제 1 내경(r1)의 내부 통로(P1)가 형성된 제 1 몸체(42)와, 상기 제 1 몸체(42)의 길이 방향으로 상기 제 1 몸체(42)로부터 연장되고, 상기 제 1 내경(r1)보다 작은 제 2 내경(r2)의 관통홀(P2)이 형성된 제 2 몸체(44)를 포함한다.
제 1 몸체(42)의 내측에는 플렉시블 튜브(146)가 상기 제 1 몸체(42)의 내벽면과 이격된 상태로 삽입된다. 따라서, 상기 제 1 내경(r1)은 상기 플렉시블 튜브(146)의 외경보다 크다. 상기 플렉시블의 튜브(146)가 삽입된 상태에서 상기 플렉시블 튜브(146)의 일단부는 제 1 약액 공급 라인(142)의 일단부와 연결된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 플렉시블 튜브(146)의 일단부에는 제 1 약액 공급 라인(142)의 내측벽에 밀착 삽입되는 이음 부재(미도시)가 제공될 수 있다.
상기 제 2 몸체(44)의 내측에는, 상기 제 2 약액 공급 라인(144)이 상기 제 2 약액 공급 라인(144)의 외주면과 상기 제 2 몸체(44)의 내벽면에 밀착되어 삽입 지지된다. 따라서, 상기 제 2 몸체(44)의 제 2 내경(r2)은 제 2 약액 공급 라인(144)의 외경(r3)과 동일하게 제공된다. 제 1 몸체(42)의 내측에 삽입된 플렉시블 튜브(146)의 타단부는 제 2 몸체(44)의 내측에 삽입된 제 2 약액 공급 라인(144)과 연결된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 플렉시블 튜브(146)의 타단부에는 제 2 약액 공급 라인(144)의 내측으로 삽입 체결되는 이음 부재(미도시)가 제공될 수 있다.
이러한 상기 차단 부재(148)에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플렉시블 튜브(146)가 파손되는 경우, 상기 플렉시블 튜브(146)로부터 누설되는 처리액이 플렉시블 튜브(146)의 외주면과 제 2 몸체(42)의 내벽면 사이의 내부 통로(P1)에 수용된다. 이때, 상기 내부 통로(P1)는 처리조(110) 방향으로 개방되어 상기 처리액이 상기 처리조(110)가 배치된 방향으로 배출된다. 배출된 처리액은 상기 처리조(110)의 하부측에 설치된 보호조(124)로 수용된다.
결과적으로 본 발명의 기판 처리 장치(10)에 구비된 차단 부재(148)는 플렉시블 튜브(146)의 파손시 배수조(120)의 측벽쪽으로 처리액이 튀지 않도록 처리액의 흐름방향을 제어한다. 즉, 누설된 처리액은 한쪽이 개방된 내부 통로(P1)를 통해 처리조(110) 방향(구체적으로,처리조(110)의 하부측에 설치된 보호조(124) 방향)으로 배출되고, 배출된 처리액은 처리조(110)에 하부측에 설치된 보호조(124)에 수용된다. 따라서, 플렉시블 튜브(146)의 파손시 누설되는 처리액에 의해 배수 조(120)의 측벽이 손상되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 처리 장치는 플렉시블 튜브를 감싸는 차단 부재(148)를 구비함으로써, 종래의 이중 측벽 구조에서 단일 측벽 구조로 배수조가 설계되어 전체 설비 단가를 절감할 수 있다.
한편, 상기 차단 부재(148)는 상기 플렉시블 튜브(146)와 동일한 재질인 PTFE재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 고온, 고농도의 처리액에 대해 내화학성 및 내열성이 우수한 재질이라면 어떠한 재질로 제작되어도 무방하다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차단 부재의 부분 절단 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 차단 부재의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 플렉시블 튜브의 파손시, 플렉시블 튜브로부터 누설되는 처리액의 흐름방향을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (5)

  1. 처리액을 이용하여 기판을 세정하는 처리조;
    상기 처리조를 수용하는 배수조;
    상기 배수조 측벽과 상기 처리조의 측벽 사이에 구비되고, 상기 처리조의 측벽을 관통하는 제 1 처리액 공급 배관과 상기 배수조의 측벽을 관통하는 제 2 처리액 공급 배관을 연결하여 상기 처리액을 상기 처리조로 공급하는 신축 이음관; 및
    상기 신축 이음관의 파손시 누설되는 상기 처리액이 상기 배수조의 측벽으로 튀는 것을 방지하도록 상기 이음관을 감싸는 차단 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 누설되는 처리액이 배출되는 내부 통로를 형성하도록 상기 신축 이음관의 외벽면과 이격된 상태로 상기 신축 이음관을 감싸고,
    상기 내부 통로는 처리조 방향으로 개방된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    상기 내부 통로를 형성하도록 상기 신축 이음관의 외벽면과 이격된 상태로 상기 신축 이음관을 감싸는 제 1 몸체; 및
    상기 제 1 몸체의 일단부로부터 상기 제 1 몸체의 길이방향으로 연장되고, 상기 신축 이음관의 일단부와 연결되는 상기 제 2 처리액 공급 배관의 일단부가 밀착 삽입되는 관통홀을 갖는 제 2 몸체를 포함하고,
    상기 내부 통로는 상기 처리조 방향으로 개방되어 상기 처리조 방향으로 상기 처리액을 배출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배수조는 상기 처리조의 하측부에 설치되어 상기 내부 통로를 통해 배출되는 상기 처리액을 수용하는 보호조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단 부재는 PTFE(Polytelrafluoro ethylene) 재질인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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