KR100914533B1 - 약액 공급 장치 - Google Patents

약액 공급 장치

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Abstract

노즐에 잔류하는 약액을 제거하여, 작업의 정밀도를 높일 수 있는 약액 공급 장치가 제공된다. 약액 공급 장치는 약액을 저장하는 탱크와, 약액을 분사하는 노즐과, 약액을 탱크로부터 노즐로 공급하는 약액 공급관과, 노즐 또는 약액 공급관에 연결되며, 음압을 이용하여 잔류액을 흡입하는 잔류액 회수관을 포함한다.

Description

약액 공급 장치{Apparatus for supplying chemicals}
본 발명은 약액 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노즐에 잔류하는 약액을 제거하여, 작업의 정밀도를 높일 수 있는 약액 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 가공 공정에는 감광액 도포 공정(Photoresist Coating), 현상 공정(Develop), 식각 공정(Etching), 화학기상증착 공정(Chemical Vapor Deposition), 애싱 공정(Ashing) 등이 있으며, 각각의 여러 단계의 공정을 수행하는 과정에서 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위한 공정으로 약액(Chemical) 또는 순수(Deionized Water)를 이용한 세정 공정(Wet Cleaning)이 있다.
이러한 감광액의 도포, 현상, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 약액을 기판 위로 분사시켜 공정이 이루어진다. 예를 들어, 일반적인 매엽식 세정 장치의 경우, 한 장의 기판을 처리할 수 있는 기판척(Wafer chuck)에 기판을 고정시킨 후 모터에 의해 기판을 회전시키면서, 기판의 상부에서 분사 노즐을 통해 약액을 분사하고, 기판의 회전력에 의해 약액이 기판의 전면으로 퍼지게 된다.
일반적으로 기판을 처리하는 공정에 있어서 단일의 약액만을 사용하는 것이 아니라 하나의 약액을 사용한 후 다른 약액을 사용한 공정이 연속적으로 이어지게 된다.
이때, 하나의 약액이 분사되고 약액을 공급하는 밸브가 닫힌 후에도 노즐 내에 남아 있는 잔류 약액이 흘러내려 기판에 떨어지면서 기판의 품질을 저하시킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 노즐에 잔류하는 약액을 제거하여, 작업의 정밀도를 높일 수 있는 약액 공급 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치는 약액을 저장하는 탱크와, 상기 약액을 분사하는 노즐과, 상기 약액을 상기 탱크로부터 상기 노즐로 공급하는 약액 공급관과, 상기 노즐 또는 상기 약액 공급관에 연결되며, 음압을 이용하여 잔류액을 흡입하는 잔류액 회수관을 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 실시예들에 따른 약액 공급 장치는 노즐에 잔류하는 약액을 제거하여, 작업의 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 약액 공급 장치에 포함되는 잔류액 회수관 연결부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 장치에 포함되는 잔류액 회수관 연결부의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 약액 공급 장치 110: 제1 약액 유입관
115: 제1 유입 밸브 120: 제2 약액 유입관
125: 제2 유입 밸브 200: 탱크
300: 순환 펌프 310: 제1 순환관
320: 제2 순환관 330: 제1 분지관
400: 약액 공급관 410: 약액 공급 밸브
420: 유량계 430: 제2 분지관
500: 노즐 600: 보울
610: 스핀 헤드 700: 잔류액 회수관
710: 잔류액 회수관 연결부 800: 제어부
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 약액 공급 장치에 포함되는 잔류액 회수관 연결부의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(10)는 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)을 통하여 각각 약액을 공급받아 탱크(200)에 저장한 후, 약액 공급관(400)을 통하여 노즐(500)로 공급하는 역할을 하며, 노즐(500)에 잔류하는 잔류 약액을 제거하기 위한 잔류액 회수관(700)을 포함한다.
구체적으로, 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)은 각각 서로 다른 약액을 탱크(200)로 공급하는 역할을 하며, 탱크(200)에 각각 연결되어 있다. 이러한 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)에는 각각 제1 유입 밸브(115) 및 제2 유입 밸브(125)가 연결되어 있다. 제1 유입 밸브(115) 및 제2 유입 밸브(125)는 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)의 유량을 조절하여, 약액의 농도를 조절하게 된다.
탱크(200)는 유입된 약액을 저장하는 기능을 하며, 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)을 통하여 유입된 두 약액이 서로 혼합되는 공간이 된다.
탱크(200)에는 제1 순환관(310) 및 제2 순환관(320)이 연결된다. 제1 순환관(310)은 탱크(200)에 저장된 약액이 배출되는 통로가 되며, 제2 순환관(320)은 제1 순환관(310)을 통하여 배출되는 약액이 다시 탱크(200)로 유입되는 통로가 된다.
제1 순환관(310)은 탱크(200)의 하부에 연결되며, 약액을 강제 순환시킬 수 있는 순환 펌프(300)가 연결된다. 제1 순환관(310)은 제1 분지관(330)을 통하여 제2 순환관(320)과 연결되며, 제2 순환관(320)을 통하여 약액을 탱크(200)로 유입시킨다. 이와 같이, 제1 순환관(310) 및 제2 순환관(320)을 통하여 약액이 순환됨에 따라 서로 다른 약액의 혼합 균일도가 향상되고, 약액의 온도 또한 균일하게 유지될 수 있다.
제1 분지관(330)은 제1 순환관(310) 및 제2 순환관(320) 사이에 연결되어, 순환되는 약액의 일부를 약액 공급관(400)으로 분지하는 역할을 한다. 이와 같은 제1 분지관(330)은 'T'자형 분지관일 수 있으며, 제1 분지관(330)에 각각 연결되는 제1 순환관(310), 제2 순환관(320) 및 약액 공급관(400)은 서로 직경이 다를 수 있으며, 관내의 유량이 서로 다르게 조절될 수 있다.
약액 공급관(400)은 일단이 제1 분지관(330)에 연결되며, 타단은 노즐(500)에 연결되어, 제1 순환관(310) 및 제2 순환관(320)을 통하여 순환되는 약액을 노즐(500)에 공급하는 관로가 된다. 이러한 약액 공급관(400)에는 관내로 흐르는 유량을 측정하기 위한 유량계(420)를 포함할 수 있으며, 노즐(500)로 공급되는 약액의 흐름을 조절할 수 있는 약액 공급 밸브(410)를 포함할 수 있다. 이러한 약액 공급 밸브(410)는 노즐(500)로 공급되는 약액을 조절함으로써, 기판에 분사되는 약액을 조절하게 된다.
노즐(500)은 기판의 상부에 위치하여, 기판에 약액을 분사하는 역할을 한다. 노즐(500)을 통하여 분사된 약액은 기판의 회전에 의해 원심력을 받게 되어, 기판을 처리한 후 기판을 이탈하게 된다. 이러한 기판은 보울(600) 내부의 회전하는 스핀 헤드(610)에 안착되어 회전하게 된다.
보울(600)은 다중의 벽을 포함하는 용기로서, 내부에 기판이 안착되어 기판을 회전시키는 스핀 헤드(610)를 포함한다. 보울(600)의 다중 벽에는 다수의 배수구를 포함하여, 약액의 종류에 따라 서로 다른 약액을 배출하는 통로로 사용된다.
약액 공급 밸브(410) 및 노즐(500) 사이에는 제2 분지관(430)이 연결된다. 제2 분지관(430)은 노즐(500)로의 약액 공급이 중단되면, 노즐(500) 및 관로에 남아있는 잔류액이 회수되는 통로가 된다. 제2 분지관(430)은 'T'자형 분지관일 수 있으며, 제2 분지관(430)의 양단에 연결된 약액 공급관(400)은 직경이 서로 다르게 하여, 유입 및 유출되는 약액의 유량을 조절할 수 있다. 이러한 제2 분지관(430)에는 잔류액 회수관(700)이 연결된다.
잔류액 회수관(700)은 음압을 발생시켜 노즐(500) 또는 약액 공급관(400) 내부의 잔류액을 흡입하는 역할을 한다. 이러한 잔류액 회수관(700)은 약액 공급관(400)에 비하여 작은 직경의 관을 사용할 수 있다.
잔류액 회수관(700)은 일단이 제2 분지관(430)에 연결되며, 타단은 잔류액 회수관 연결부(710)을 통하여, 순환 펌프(300)의 유입단에 연결된다. 순환 펌프(300)의 유입단은 유체를 흡입하는 압력인 음압이 발생하여, 순환 펌프(300)의 유입단에 연결된 잔류액 회수관(700)의 내부에는 음압이 발생하게 된다.
잔류액 회수관 연결부(710)는 양단이 순환 펌프(300)의 유입단에 위치하는 제1 순환관(310)에 연결되며, 측부에 잔류액 회수관(700)이 연결된다. 잔류액 회수관(700)의 직경은 은 제1 순환관(310)의 직경 보다 작게 형성할 수 있다.
순환 펌프(300)가 가동되면 잔류액 회수관 연결부(710) 및 잔류액 회수관(700) 내부는 항상 음압이 작용하게 된다. 이와 같은 잔류액 회수관(700)의 내부로 유입되는 약액을 조절하기 위해 잔류액 회수관(700)에 잔류액 조절 밸브(720)를 설치한다.
잔류액 조절 밸브(720)를 약액 공급 밸브(410)가 닫힌 후에 개방하면, 노즐(500)에 남아 있는 잔류액이 잔류액 회수관(700)을 통하여 회수된다. 이와 같은 잔류액 조절 밸브(720)는 제어부(800)를 통하여 자동으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 약액 공급 밸브(410)의 개폐시기와 연동하여 약액 공급 밸브(410) 개폐시기를 조절할 수 있다. 즉, 약액 공급 밸브(410)가 닫히면 일정 시간 내에 제어부(800)는 잔류액 조절 밸브(720)를 개방하여 노즐(500) 내에 남아 있는 잔류액을 회수할 수 있다.
한편, 노즐(500) 끝단부에 잔류 약액의 레벨을 측정할 수 있는 센서를 부착하여, 노즐(500) 끝단부의 약액 레벨에 따라 제어부(800)는 잔류액 조절 밸브(720)를 개폐할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 장치에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 장치에 포함되는 잔류액 회수관 연결부의 단면도이다. 설명의 편의상 상기 일 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 동일 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 장치는 벤츄리관 형상의 잔류액 회수관 연결부(710)를 포함한다. 노즐(500) 내부의 잔류액을 효과적으로 회수하기 위해서는 강한 흡입력을 필요하게 된다. 따라서, 잔류액 회수관(700) 내부에 강한 음압이 유지될 수 있도록 순환 펌프(300)의 유입단에 벤츄리 형상의 잔류액 회수관 연결부(710')를 형성한다. 잔류액 회수관 연결부(710)를 벤츄리 형상으로 형성하면, 베르누이 정리에 따라 관로의 넓이가 큰 양단부 보다 관로의 넓이가 가장 작은 중심부 부근의 압력이 가장 낮아지게 된다. 즉, 동일 유선을 형성하는 유체는 유체의 속도가 빨라지게 되면 압력이 낮아지게 된다. 따라서, 순환 펌프(300)의 용량을 고려하여 약액의 흐름에 큰 지장을 주지 않은 범위를 고려하여 적절한 직경을 갖는 벤츄리관 형 잔류액 회수관 연결부(710')를 설치하여, 잔류액 회수관(700) 내부의 압력을 더 낮게 조절할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (6)

  1. 약액을 저장하는 탱크;
    상기 약액을 분사하는 노즐;
    상기 약액을 상기 탱크로부터 상기 노즐로 공급하는 약액 공급관; 및
    상기 노즐 또는 상기 약액 공급관에 연결되며, 음압을 이용하여 잔류액을 흡입하는 잔류액 회수관; 및
    양단이 상기 탱크와 연결되어 상기 약액이 순환되는 순환관에서 상기 약액을 순환시키는 순환 펌프를 포함하며;
    상기 잔류액 회수관은 상기 순환 펌프의 유입단에 연결되며,
    상기 노즐에 상기 약액의 공급이 중단되는 경우에 상기 잔류액 회수관의 관로를 개방하여 상기 순환 펌프의 작동에 의하여 상기 노즐 내부의 잔류액을 상기 잔류액 회수관으로 흡입하는, 약액 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순환관은 상기 양단 사이에 분지관을 포함하여, 상기 분지관을 통하여 상기 약액 공급관에 연결되는, 약액 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 약액의 공급의 중단은 상기 약액 공급관에 배치된 약액 공급 밸브의 닫힘에 의해 이루어지는, 약액 공급 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 순환 펌프의 상기 유입단은 벤츄리관으로 형성된 약액 공급 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 잔류액 회수관의 관로를 개폐하는 잔류액 조절 밸브 및 상기 약액 공급 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 약액 공급 밸브가 닫히면, 소정의 시간 내에 상기 잔류액 조절 밸브를 개방하는, 약액 공급 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 잔류액 회수관의 관로를 개폐하는 잔류액 조절 밸브 및 상기 약액 공급 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 노즐의 상기 약액의 레벨이 낮아지면 상기 잔류액 조절 밸브를 개방하는 약액 공급 장치.
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