KR100947482B1 - 처리액 감지기를 갖는 밸브, 이를 이용한 기판 처리 장치및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

처리액 감지기를 갖는 밸브, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공된다. 상기 밸브는 몸체, 입구, 출구, 셔터 및 감지기를 포함한다. 상기 몸체는 내부에 기판의 처리액이 이동하는 통로가 구비된다. 상기 입구는 상기 통로의 일 단부에 연결되며, 상기 몸체 내부로 상기 처리액이 유입된다. 상기 출구는 상기 통로의 다른 단부에 연결되며, 상기 몸체 외부로 상기 처리액이 유출된다. 상기 셔터는 상기 입구와 상기 통로를 연결하는 영역에서 상기 통로를 개방하거나 차단한다. 상기 감지기는 상기 통로를 이동하는 상기 처리액에 접촉되도록 상기 몸체에 결합되며, 상기 처리액의 성분을 감지한다.
반도체, 기판, 웨이퍼, 처리조, 비저항

Description

처리액 감지기를 갖는 밸브, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Valve with sensor for process solution, Apparatus for treating substrate using the same and Method thereof}
본 발명은 처리액 감지기를 갖는 밸브, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제품의 수명이 향상되고 공정 효율이 향상되는 처리액 감지기를 갖는 밸브, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 메모리 소자 또는 평판 표시 장치와 같은 전자 장치는 기판을 포함한다. 상기 기판은 실리콘 웨이퍼이거나 또는 글라스 기판이 될 수 있다. 상기 기판상에는 복수의 도전막 패턴들이 형성되며, 또한 서로 다른 복수의 도전막 패턴들 사이를 절연하는 절연막 패턴들이 형성된다. 상기 도전막 패턴들이나 절연막 패턴들은 노광, 현상, 식각 및 세정과 같은 일련의 공정들에 의하여 형성된다.
상기한 일련의 공정들 중 일부는 처리액이 담긴 처리조를 이용하여 수행된다. 상기 처리조는 대상 공정에 따라 복수개가 구비된다. 상기 복수의 처리조는 동일한 공정을 수행하기 위한 동일한 처리액이 담긴 처리조들이거나, 또는 서로 다른 공정을 수행하기 위한 서로 다른 처리액이 담긴 처리조들이 될 수 있다. 또한, 상기 처리조 중에는 기판을 처리액으로 처리한 후 기판을 세정하기 위한 세정액이 담긴 처리조가 포함될 수 있다.
상기 처리액으로서 세정액을 이용하여 상기 기판을 세정하는 경우, 세정이 완결되는 시점을 파악하여 공정 진행을 완료한다. 상기 완결 시점을 파악하기 위하여 상기 처리액에 접촉하는 감지기가 사용될 수 있으며, 상기 감지기는 세정액에 노출된다. 그런데, 상기 세정액에는 산 용액이 포함될 수 있고, 상기 산 용액에 지속적으로 노출되는 경우 상기 감지기가 손상되어 수명이 단축될 수 있다.
본 발명의 목적은 제품의 수명이 향상되고 공정 효율이 향상되는 처리액 감지기를 갖는 밸브를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 밸브를 이용하는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 기판 처리 장치에 적용될 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 밸브는 몸체, 입구, 출구, 셔터 및 감지기를 포함한다. 상기 몸체는 내부에 기판의 처리액이 이동하는 통로가 구비된다. 상기 입구는 상기 통로의 일 단부에 연결되며, 상기 몸체 내부로 상기 처리액이 유입된다. 상기 출구는 상기 통로의 다른 단부에 연결되며, 상기 몸체 외부로 상기 처리액이 유출된다. 상기 셔터는 상기 입구와 상기 통로를 연결하는 영역에서 상기 통로를 개방하거나 차단한다. 상기 감지기는 상기 통로를 이동하는 상기 처리액에 접촉되도록 상기 몸체에 결합되며, 상기 처리액의 성분을 감지한다.
상기한 밸브에 있어서, 상기 감지기는 상기 처리액의 비저항을 측정한다.
상기한 밸브에 있어서, 상기 처리액은 순수를 포함한다. 여기서, 상기 감지기는 상기 순수에 포함된 불산의 농도를 감지한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 처리조, 제1 배출 라인 및 제1 밸브를 포함한다. 상기 처리조는 처리액이 제공되며, 상기 처리액으로 기판에 대한 공정을 진행한다. 상기 제1 배출 라인은 상기 처리조에 연결되어 상기 처리액이 배출된다. 상기 제1 밸브는 상기 제1 배출 라인에 설치되며, 몸체, 입구, 출구, 셔터 및 감지기를 포함한다. 상기 몸체는 내부에 상기 처리액이 이동하는 통로가 구비된 다. 상기 입구는 상기 통로의 일 단부에 연결되며, 상기 몸체 내부로 상기 처리액이 유입된다. 상기 출구는 상기 통로의 다른 단부에 연결되며, 상기 몸체 외부로 상기 처리액이 유출된다. 상기 셔터는 상기 입구와 상기 통로를 연결하는 영역에서 상기 통로를 개방하거나 차단한다. 상기 감지기는 상기 통로를 이동하는 상기 처리액에 접촉되도록 상기 몸체에 결합되며, 상기 처리액의 성분을 감지하는 감지기를 포함한다.
상기한 기판 처리 장치는 상기 감지기에 연결되며, 상기 감지 결과에 따라 상기 공정을 완료하도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.
상기한 기판 처리 장치는 상기 처리조에 연결되어 상기 처리액이 배출되고, 상기 제1 배출 라인이 결합되는 제2 배출 라인을 더 포함한다. 여기서, 상기 처리조는 상기 처리액을 수용하고 상기 기판이 상기 수용된 처리액에 침지되는 내조 및 상기 내조를 둘러싸며 상기 내조에서 오버플로우된 상기 처리액을 수용하는 외조를 포함한다. 이 경우, 상기 제1 배출 라인은 상기 외조에 연결되고, 상기 제2 배출 라인은 상기 내조에 연결된다. 여기서, 상기 외조에 연결되어 상기 처리액이 배출되고, 상기 제2 배출 라인에 결합되는 제3 배출 라인을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 처리액이 제공된 처리조에서 기 판에 대한 공정을 진행하는 단계, 상기 처리조에 연결된 배출 라인의 유로를 개방하는 단계, 상기 배출 라인을 통하여 배출된 상기 처리액의 성분을 감지하는 단계, 및 상기 감지 결과에 따라 상기 공정을 완료하는 단계를 포함하며, 상기 유로를 개방하는 단계 및 상기 성분을 분석하는 단계는 동일한 장소에서 이루어진다.
상기한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 공정은 상기 기판에 대한 세정 공정이고, 상기 처리액은 상기 순수를 포함한다. 여기서, 상기 성분 분석 단계는 상기 처리액의 비저항을 측정하며, 상기 비저항이 설정치 이상인 경우에 상기 공정을 완료한다.
상기한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 성분 분석 단계는 상기 처리액의 비저항을 측정하여 상기 순수에 포함된 불산의 농도를 감지하고, 상기 비저항이 설정치 이상인 경우에 상기 공정을 완료한다.
본 실시예들에 따르면, 처리액과 감지기 사이의 접촉을 최소화하여 제품의 수명이 향상되고 공정 효율이 향상된다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이 다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 몸체(1), 입구(2), 출구(3), 통로(4), 셔터(5) 및 감지기(6)가 구비된다. 몸체(1)는 그 길이 방향을 따라 내부에 공간이 형성된 중공 구조를 갖는다. 상기 길이 방향을 따라 몸체(1)의 일 단부에는 입구(2)가 형성되고, 반대쪽 단부에는 출구(3)가 형성된다. 상기 중공 구조에 의해 몸체(1)에는 통로(4)가 형성되고, 통로(4)는 입구(2) 및 출구(3)와 연통된다. 몸체(1)에는 입구(2)와 연통된 통로(4)를 개폐하는 셔터(5)가 설치된다. 셔터(5)는 상기 길이 방향을 따라 승강하며, 상방향으로 이동하여 입구(2)를 차단한다. 또한, 셔터(5)는 하방향으로 이동하여 입구(2)를 개방하며, 이 경우 통로(4)는 입구(2)로부터 셔터(5)를 둘러싸는 가장자리를 따라 형성된다. 감지기(6)는 몸체(1)에 결합되며, 그 단부(6a)가 몸체(1)를 관통하여 통로(4)로 삽입된다.
이와 같은 밸브는 여러가지 유체가 이동하는 유로상에 설치되어 상기 유체의 흐름을 제어한다. 상기 유체는 입구(2)로 유입되어 셔터(5)에 의해 유로가 개방된 경우에 통로(4)를 거쳐서 출구(3)로 유출된다. 상기 유체는 통로(4)를 경유하는 동안 감지기(6)의 단부(6a)를 지나게 된다. 감지기(6)는 단부(6a)로부터 상기 유체에 접촉하게 되어 상기 유체의 성분을 감지하게 된다. 상기 유체의 성분을 감지하는 방법은 여러가지가 적용될 수 있다. 예컨대, 상기 유체가 산성 성분을 포함하는 경우, 상기 산성에 의한 pH를 측정하거나 또는 상기 산성으로부터 해리된 이온의 양 에 따라 유체의 전도도 내지 비저항이 달라짐을 이용하여 상기 전도도나 비저항을 측정할 수 있다. 또는 상기 유체에 포함된 특정 성분의 농도나 입자의 개수를 측정할 수 있다.
상기 유체는 밸브가 사용되는 장치에 따라 여러가지가 될 수 있다. 예컨대, 상기 밸브를 반도체 기판을 제조하는 공정 장비에 사용하는 경우, 상기 유체는 반도체 기판 제조에 사용되는 처리액이 될 수 있다. 상기 처리액은 불산, 황산, 인산 또는 초순수등이 될 수 있다.
본 실시예의 밸브가 기판 처리 장치에 사용되는 경우, 상기 밸브는 상기 처리액의 흐름을 제어하고 밸브에 결합된 감지기(6)는 상기 처리액의 성분을 감지한다. 감지기(6)에서 상기 처리액의 성분을 감지함으로써, 현재 공정의 진행 상태를 파악할 수 있고 그에 따라 필요한 조치를 취할 수 있다. 또한, 감지기(6)가 밸브에 일체로 형성됨으로써, 기판 처리 장치에 설치가 용이하고 부가 설비가 불필요하여 경제적이다.
한편, 도 1에 도시된 구조는 예시적인 관점에서 제공된 실시예이며, 상기한 실시예의 밸브외에도 감지기가 결합된 밸브는 다양한 구조를 가질 수 있다. 이하에서는, 예시적인 관점에서 상기 밸브가 사용되는 기판 처리 장치의 몇 가지 실시예에 대해서 살펴 본다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치에는 로드 포트(10), 트랜스퍼 유닛(20) 및 처리 유닛(30)이 구비된다. 로드 포트(10)에서는 반도체 웨이퍼와 같은 기판이 로 딩, 언로딩된다. 로드 포트(10)에서 웨이퍼는 카세트(11)를 이용하여 한꺼번에 복수개가 처리된다. 트랜스퍼 유닛(20)은 로드 포트(10)로부터 웨이퍼를 받아서 처리 유닛으로 이송한다. 트랜스퍼 유닛(20)은 하단부에 웨이퍼를 이송하는 이송 로봇(미도시됨)이 배치된다.
처리 유닛(30)은 트랜스퍼 유닛(20)으로부터 이송된 웨이퍼를 공정 처리한다. 처리 유닛(30)은 복수의 서브 처리 유닛들을 포함한다. 즉, 처리 유닛(30)은 제1 서브 처리 유닛(31), 제2 서브 처리 유닛(32) 및 제3 서브 처리 유닛(33)을 포함한다. 처리 유닛(30)은 필요에 따라 제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33)외에 추가적인 서브 처리 유닛을 더 포함할 수 있다. 또는, 처리 유닛(30)은 필요에 따라 제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33) 중 일부가 생략될 수 있다.
제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33) 각각은 웨이퍼에 대한 다양한 공정을 수행하기 위한 공정 용액들이 담긴 처리조들을 포함한다. 예컨대, 상기 공정은 식각, 세정 및 건조가 될 수 있다. 상기 식각, 세정 및 건조시 공정 용액으로 불산, 황산, 탈이온수, 이소프로필 알콜 등이 다양하게 사용될 수 있다.
제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33) 각각의 처리조에 담긴 공정 용액은 동일한 공정을 수행하기 위한 동일한 공정 용액이 될 수 있다. 또는, 제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33) 각각의 처리조에 담긴 공정 용액은 동일한 공정에 대한 서로 다른 성분을 갖는 공정 용액이 될 수 있다. 또는, 제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33) 각각의 처리조에 담긴 공정 용액은 상이한 공정을 수행하기 위한 서로 다른 공정 용액이 될 수 있다.
이하에서는 제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33) 중 어느 하나의 구조를 살펴 본다. 하기의 서브 처리 유닛 구조는 제1 내지 제3 서브 처리 유닛(31,32,33)과 모두 동일하거나, 또는 이 중 일부와는 상이할 수 있다. 다만, 상이한 구조를 갖는 경우에도 개략적인 구조는 하기의 구조에서 크게 벗어나지는 않는 경우가 대부분이다.
도 3은 도 1에 도시된 서브 처리 유닛의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 서브 처리 유닛은 처리조(100), 지지대(120), 분사 노즐(130), 배출 라인(140,150,160) 및 제어부(200)를 포함한다. 처리조(100)는 처리액을 수용하는 공간을 가지며, 상기 공간에서 반도체 웨이퍼와 같은 기판(S)에 대한 공정이 진행된다.
구체적으로, 처리조(100)는 내조(111) 및 외조(112)를 포함한다. 내조(111)는 상부가 개방되며, 외조(112)는 내조(111)의 외측을 둘러싸고 있다. 내조(111)는 반도체 기판(S)의 공정에 필요한 처리액을 수용하며, 외조(112)는 내조(111)로부터 오버플로우되는 처리액을 수용한다.
내조(111) 내부에는 공정 진행시 기판(S)이 지지되는 가이드(120)가 설치된다. 가이드(120)는 서로 평행하게 배치된 복수의 지지로드(121)들과 이들 지지로드(121)들을 연결하는 결합판(122)을 포함한다. 각각의 지지로드(121)에는 그 길이 방향을 따라 기판(S)의 가장자리 일부가 삽입되는 슬롯(121a)들이 형성된다. 상기 슬롯(121a)들은 약 50개가 형성되며, 이로써 가이드(120)는 최대 50매의 웨이퍼(W)들을 동시에 지지할 수 있다.
한편, 내조(111)에는 분사 노즐(130)이 설치된다. 분사 노즐(130)은 공급 라인(131)에 연결되며, 공급 라인(131)은 외부의 처리액 소스에 연결된다. 따라서, 상기 처리액은 상기 소스로부터 공급 라인(131)을 따라 전달되어 분사 노즐(130)에 의하여 내조(111) 내부로 분사된다. 공급 라인(131)에는 한 가지 종류의 처리액을 제공하는 하나의 소스가 연결될 수 있다. 또는, 공급 라인(131)에는 여러 가지 종류의 처리액을 제공하는 여러가지 소스가 연결될 수 있다. 상기 여러가지 소스가 연결되는 경우, 공급 라인(131)은 상기 여러가지 종류의 소스로 분기되고 각 분기된 라인을 따라 공정 단계별로 필요한 종류의 소스가 한 가지 또는 여러가지가 한번에 또는 순차적으로 제공될 수 있다.
처리조(100)에는 제1 내지 제3 배출구(141,151,161)가 형성되며, 제1 내지 제3 배출구(141,151,161)에는 제1 내지 제3 배출 라인(140,150,160)이 각각 연결된다. 제1 배출구(141)는 외조(112)에 형성되며, 제1 배출 라인(140)에는 제1 밸브(145)가 설치된다. 제2 배출구(151)는 내조(111)에 형성되며, 제2 배출 라인(150)에는 제2 밸브(155)가 설치된다. 제3 배출구(153)는 외조(112)에 형성되며, 제3 배출 라인(160)에는 제3 밸브(165)가 설치된다. 제1 및 제3 배출 라인(140,160)은 제2 배출 라인(150)에 병합된다. 이로써, 상기 처리액은 최종적으로 병합된 제2 배출 라인(150)에 의하여 외부로 배출된다. 다만, 제1 및 제3 배출 라인(140,160)이 반드시 제2 배출 라인(150)으로 병합되어야 하는 것은 아니며, 상기 처리액이 제1 내지 제3 배출 라인(140,150,160) 각각으로 나누어져 외부로 배출될 수도 있다.
제1 밸브(145)에는 상기 처리액을 분석하여 감지하는 감지기(145a)가 결합되며, 제어부(200)는 감지기(145a)에 연결된다. 제1 밸브(145)는 이전에 살핀 실시예의 밸브가 사용될 수 있다. 제어부(200)는 감지기(145a)의 감지 결과에 따라서 기판 처리 장치의 동작을 제어한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 서브 처리 유닛에서의 공정 진행 과정을 설명하는 도면들이다.
도 4a를 참조하면, 처리액(300)이 제공되어 내조(111) 내부를 채우며, 내조(111)로부터 오버플로우된 처리액(300)이 외조(112)를 채운다. 기판(S)은 내조(111)로 반입되어 지지대(120)에 장착된다. 기판(S)이 지지대(120)에서 지지되는 동안, 기판(S)은 처리액(300)에 침지되어 처리액(300)과 반응하면서 공정이 진행된다. 예컨대, 상기 공정이 기판(S)에 대한 세정 공정인 경우라면, 처리조(100)에는 케미컬이 제공되어 기판(S)으로부터 각종 이물질이나 불순물이 제거된다. 이어서, 기판(S)에 대해 순수가 제공되며, 상기 순수가 기판(S)을 린스하여 기판(S)으로부터 상기 케미컬이 제거된다.
이와 같은 공정 진행시 제1 밸브(145)를 제외한 제2 및 제3 밸브(155,165)가 열려서 제2 및 제3 배출 라인(150,160)이 개방된다. 따라서, 내조(111)로부터의 처리액(300)이 제2 배출 라인(150)을 통하여 배출되며, 내조(111)에서 오버플로우된 처리액(300)이 제3 배출 라인(160)을 통하여 배출된다.
도 4b를 참조하면, 상기 순수에 의한 린스 공정이 소정 시간 진행된 후 제1 밸브(145)가 열린다. 이로써, 제1 배출 라인(140)이 개방되어 제1 배출 라인(140) 으로 처리액(300)이 배출된다. 상기 처리액(300)은 외조(112)로부터 배출된 것으로, 제1 배출 라인(140)이 개방된 동안에는 또 다른 외조(112)로부터의 배출 경로인 제3 배출 라인(160)은 개방되든 밀폐되든 상관없다. 다만, 본 실시예에서는 제1 배출 라인(140)이 개방되는 동안 제3 배출 라인(160)은 밀폐된다.
제1 배출 라인(140)을 경유하는 처리액(300)은 제1 밸브(145)를 통과하면서, 감지기(145a)에서 그 성분이 분석되고 감지된다. 상기 감지 단계에서는 처리액(300)으로 사용되는 순수에 포함된 케미컬의 양을 분석한다. 상기 분석 결과, 케미컬의 양의 설정치 미만(또는 이하)인 것으로 분석되면, 충분한 린스가 진행된 것으로 판단하여 세정 공정이 종료된다. 만약, 상기 분석 결과에서 케미컬의 양의 설정치 이상(또는 초과)인 것으로 분석되면, 린스가 불충분하게 진행된 것으로 판단하여 세정 공정이 더 진행된다.
앞서 살핀 바와 같이, 감지기(145a)는 여러가지 방법으로 케미컬의 양을 분석할 수 있다. 예컨대, 케미컬이 불산인 경우, 불산은 산성으로 수용액에서 이온으로 해리되고 상기 이온의 양에 따라 전도도가 증가한다. 따라서, 순수에 포함된 케미컬의 양이 많을수록 비저항이 감소하며 반대로 케미컬의 양이 작을수록 비저항이 증가한다. 상기 비저항의 값을 측정하여 비저항이 설정치 보다 큰 경우, 충분한 린스가 진행되어 상기 케미컬이 제거되었다고 판단하여 공정을 중단한다.
그런데, 상기 불산과 같은 케미컬은 유리나 석영을 침식시키는 성질을 가지며, 상기 케미컬에 노출되어 지속적으로 접촉된 감지기(145a)는 손상을 받아 제품의 수명이 단축될 수 있다. 따라서, 감지기(145a)는 분석을 위하여 필요한 최소한 의 시간동안만 상기 케미컬에 접촉하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 외조(112)에서 배출되는 처리액은 대부분 제3 배출 라인(160)으로 배출되며, 감지기(145a)가 설치된 제1 배출 라인(140)은 상기 케미컬을 감지하는 동안만 개방된다. 따라서, 감지기(145a)와 상기 케미컬간 접촉 시간이 최소로 되며, 그에 따라 감지기(145a)의 손상을 방지하여 수명이 증가된다. 또한, 감지기(145a)가 제1 밸브(145)에 결합되어 일체로 형성되므로, 설치가 용이하고 부가 설비가 불필요하여 경제적이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1에 도시된 서브 처리 유닛의 구성도이다. 본 실시예에 있어서, 앞선 실시예와 중복되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하였으며, 이러한 중복 구성 요소에 대한 상세 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 서브 처리 유닛은 처리조(100), 지지대(120), 분사 노즐(130), 배출 라인(140,150) 및 제어부(200)를 포함한다. 처리조(100)는 내조(111) 및 외조(112)를 포함한다. 내조(111)에는 기판(S)이 지지되는 가이드(120)가 설치된다. 또한, 내조(111)에는 분사 노즐(130)이 설치된다. 분사 노즐(130)은 외부의 소스로부터 기판(S)에 대한 처리액을 제공받는 공급 라인(131)에 연결된다.
처리조(100)에는 제1 및 제2 배출구(141,151)가 형성되며, 제1 및 제2 배출구(141,151)에는 각각 제1 및 제2 배출 라인(140,150)이 연결된다. 제1 배출구(141)는 외조(112)에 형성되며, 제1 배출 라인(140)에는 제1 밸브(145)가 설치된다. 제2 배출구(151)는 내조(111)에 형성되며, 제2 배출 라인(150)에는 제2 밸 브(155)가 설치된다. 제1 배출 라인(140)은 제2 배출 라인(150)에 병합된다.
제1 밸브(145)에는 상기 처리액을 분석하여 감지하는 감지기(145a)가 결합되며, 제어부(200)는 감지기(145a)에 연결된다. 제어부(200)는 감지기(145a)의 감지 결과에 따라서 기판 처리 장치의 동작을 제어한다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 서브 처리 유닛에서의 공정 진행 과정을 설명하는 도면들이다.
도 6a를 참조하면, 처리액(300)이 제공되어 내조(111) 내부를 채운다. 처리액(300)은 내조(111)만을 채우며 내조(111)로부터 오버플로우 되지 않게 제공된다. 기판(S)은 지지대(120)에 장착되고, 처리액(300)에 침지되어 공정이 진행된다. 예컨대, 상기 공정이 기판(S)에 대한 세정 공정인 경우라면, 처리조(100)에는 케미컬이 제공되어 기판(S)으로부터 각종 이물질이나 불순물이 제거된다. 이어서, 기판(S)에 대해 순수가 제공되며, 상기 순수가 기판(S)을 린스하여 기판(S)으로부터 상기 케미컬이 제거된다. 공정이 진행되는 동안, 제2 밸브(155)가 열려서 제2 배출 라인(150)이 개방되고 내조(111)로부터의 처리액(300)이 제2 배출 라인(150)을 통하여 배출된다.
도 6b를 참조하면, 상기 순수에 의한 린스 공정이 소정 시간 진행된 후 내조(111)로부터 외조(112)로 처리액(300)이 오버플로우 되게 한다. 또한, 제1 밸브(145)가 열려서 제1 배출 라인(140)이 개방되고, 제1 배출 라인(140)을 통하여 처리액(300)이 배출된다.
제1 배출 라인(140)을 경유하는 처리액(300)은 제1 밸브(145)를 통과하면서, 감지기(145a)에서 그 성분이 분석되고 감지된다. 상기 감지 결과에 따라, 충분한 린스가 진행된 것으로 판단되면 제어부(200)에서 세정 공정을 종료한다. 만약, 상기 감지 결과에서 린스가 부족한 것으로 판단되면 제어부(200)에서 세정 공정이 더 진행된다.
본 실시예에서는 앞선 실시예와 달리, 외조(112)로부터의 배출 통로로서 제1 배출 라인(140)만이 형성된다. 따라서, 공정이 진행되는 동안 처리액(300)이 내조(111)로부터 외조(112)로 오버플로우 되는 경우, 제1 배출 라인(140)을 통하여 상기 오버플로우 된 처리액(300)을 배출해야 한다. 이 경우, 감지기(145a)가 처리액(300)에 지속적으로 노출되고, 처리액(300)이 불산과 같은 케미컬을 포함한다면 감지기(145a)가 손상되어 수명이 단축될 수 있다. 이러한 점을 감안하여, 감지기(145a)가 설치된 제1 배출 라인(140)외에 외조(112)로부터의 별도의 배출 라인이 설치되지 않는 경우에는, 처리액(300)의 성분 분석이 진행되는 동안 처리액(300)이 외조(112)로 오버플로우 되게 동작한다. 따라서, 감지기(145a)와 상기 케미컬간 접촉 시간이 최소로 되며, 그에 따라 감지기(145a)의 손상을 방지하여 수명이 증가된다. 또한, 감지기(145a)가 제1 밸브(145)에 결합되어 일체로 형성되고, 외조(112)로부터의 배출 라인이 단수로 설치되므로, 설치가 용이하고 부가 설비가 불필요하여 경제적이다.
이하에서는 상기한 실시예의 장치에 적용될 수 있는 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 하기의 방법은 상기한 실시예의 장치에 적용가능하기에, 설명의 편의상, 상기 실시예의 장치에 사용된 참조 번호를 사용하여 설명한다. 다만, 하기의 기판 처리 방법은 상기한 실시예의 장치에만 한정되는 것은 아니며, 이와 유사한 여러가지 장치에 다양하게 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 7을 참조하면, 제1 단계(S100)에서 처리조(100)에서 기판(S)에 대한 공정이 진행된다. 상기 공정은 세정이나 식각과 같은 다양한 공정을 포함하며, 각 공정에 해당하는 처리액(300)이 처리조(100)에 수용된 상태에서 기판(S)은 처리조(100) 내부에 침지된다.
제2 단계(S200)에서 처리조(100)에 연결된 배출 라인(140,150,160)의 유로가 개방된다. 따라서, 배출 라인(140,150,160)을 통하여 처리조(100)로부터 처리액(300)이 배출된다.
제3 단계(S300)에서 배출된 처리액(300)의 성분이 감지된다. 상기 공정에서 불산을 포함하는 케미컬로 기판(S)을 세정하고 순수로 기판(S)을 린스하는 경우, 상기 순수에 남아있는 불산의 양이 감지된다. 상기 불산의 양은 처리액(300)의 비저항을 측정하여 감지되며, 상기 불산의 양을 감지하는 감지기(145a)는 해당 배출 라인(140)의 유로를 개방하는 밸브(145)에 결합된다. 따라서, 해당 배출 라인(140)에서 상기 유로를 개방하고 상기 성분을 분석하는 것은 동일한 장소에서 이루어진다.
제4 단계(S400)에서 상기 측정된 비저항 값이 설정치와 비교된다. 상기 측정치가 상기 설정치 보다 작으면 추가적인 린스 공정이 진행되고, 상기 측정치가 상기 설정치 보다 크면 공정이 종료된다.
이상에서 살핀 바와 같이, 상기 실시예들에 따르면 제품의 수명이 향상되고 공정 효율이 향상된다. 다만, 상기 실시예들은 예시적인 관점에서 설명된 것일 뿐으로, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 서브 처리 유닛의 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 서브 처리 유닛에서의 공정 진행 과정을 설명하는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1에 도시된 서브 처리 유닛의 구성도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 서브 처리 유닛에서의 공정 진행 과정을 설명하는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
1: 몸체 4: 통로
5: 셔터 6: 감지기
10 : 로드 포트 11 : 카세트
20 : 트랜스퍼 유닛 30 : 처리 유닛
100: 처리조 111: 내조
112: 외조 120: 지지대
140,150,160: 배출 라인 W: 기판

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  11. 처리액이 제공되며, 상기 처리액으로 기판에 대한 공정을 진행하는 처리조;
    상기 처리조에 연결되어 상기 처리액이 배출되는 제1 배출 라인;
    상기 제1 배출 라인에 설치되는 제1 밸브; 및
    상기 제1 밸브와 연결되며, 상기 공정 진행을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제1 밸브는,
    내부에 상기 처리액이 이동하는 통로가 구비된 몸체;
    상기 통로의 일 단부에 연결되며, 상기 몸체 내부로 상기 처리액이 유입되는 입구;
    상기 통로의 다른 단부에 연결되며, 상기 몸체 외부로 상기 처리액이 유출되는 출구;
    상기 입구와 상기 통로를 연결하는 영역에서 상기 통로를 개방하거나 차단하는 셔터;
    상기 통로를 이동하는 상기 처리액에 접촉되도록 상기 몸체에 결합되며, 상기 처리액의 성분을 감지하는 감지기를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 감지기에 연결되고, 상기 감지 결과에 따라 상기 공정을 완료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 처리액이 제공되며, 상기 처리액으로 기판에 대한 공정을 진행하는 처리조;
    상기 처리조에 연결되어 상기 처리액이 배출되는 제1 배출 라인;
    상기 처리조에 연결되어 상기 처리액이 배출되고, 상기 제1 배출 라인이 결합되는 제2 배출 라인; 및
    상기 제1 배출 라인에 설치되는 제1 밸브를 포함하되,
    상기 제1 밸브는,
    내부에 상기 처리액이 이동하는 통로가 구비된 몸체;
    상기 통로의 일 단부에 연결되며, 상기 몸체 내부로 상기 처리액이 유입되는 입구;
    상기 통로의 다른 단부에 연결되며, 상기 몸체 외부로 상기 처리액이 유출되는 출구;
    상기 입구와 상기 통로를 연결하는 영역에서 상기 통로를 개방하거나 차단하는 셔터; 및
    상기 통로를 이동하는 상기 처리액에 접촉되도록 상기 몸체에 결합되며, 상기 처리액의 성분을 감지하는 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 처리조는 상기 처리액을 수용하고 상기 기판이 상기 수용된 처리액에 침지되는 내조 및 상기 내조를 둘러싸며 상기 내조에서 오버플로우된 상기 처리액을 수용하는 외조를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 배출 라인은 상기 외조에 연결되고, 상기 제2 배출 라인은 상기 내조에 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 외조에 연결되어 상기 처리액이 배출되고, 상기 제2 배출 라인에 결합되는 제3 배출 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 처리액이 제공된 처리조에서 기판에 대한 공정을 진행하는 단계;
    상기 처리조에 연결된 배출 라인의 유로를 개방하는 단계;
    상기 배출 라인을 통하여 배출된 상기 처리액의 성분을 감지하는 단계; 및
    상기 감지 결과에 따라 상기 공정을 완료하는 단계를 포함하고,
    상기 유로를 개방하는 단계 및 상기 성분을 분석하는 단계는 동일한 장소에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 공정은 상기 기판에 대한 세정 공정이고, 상기 처리액은 순수를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 성분 분석 단계는 상기 처리액의 비저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 성분 분석 단계는 상기 처리액의 비저항을 측정하여 상기 순수에 포함된 불산의 농도를 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제 18항 또는 제 19항에 있어서,
    상기 비저항이 설정치 이상인 경우에 상기 공정을 완료하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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