KR101034234B1 - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에서, 약액 공급원으로부터 약액을 공급받아서 저장하는 탱크, 탱크로부터 약액을 공급받고, 약액을 이용하여 외부로부터 투입된 기판을 처리하는 처리조를 포함한다. 약액 공급원과 처리조 사이에는 탱크에 저장된 약액을 교환할 때 약액 공급원과 처리조를 직접 연결하기 위한 직수 유닛이 더 구비된다. 따라서, 탱크의 약액 교환 공정 시 처리조는 직수 유닛을 통해 약액을 계속해서 공급받을 수 있어서, 처리조의 동작 정지 없이 효율적으로 약액을 교환할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF PROCESSING SUBSTRATE USING THE SAME}

본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.

기판 처리 장치는 반도체 제조용 웨이퍼 및 평판 디스플레이 제조용 유리 기판 등의 기판을 처리하는 장치이다. 이 중 평판 디스플레이 제조용 유리기판을 처리하는 장치는 기판을 세정 또는 에칭하는 공정을 수행한다.

그러기 위해 기판 처리 장치는 약액(세정액 또는 에칭액)을 이용하여 기판을 세정 또는 에칭하는 처리조, 및 상기 처리조로 약액을 공급하는 탱크를 구비한다. 탱크는 약액 공급원으로부터 제공된 약액을 저장한 후 기판이 처리조에 투입되면 처리조로 공급한다.

일반적으로, 기판 처리 장치에 탱크가 하나만 구비되면, 탱크에 저장되는 약액을 교환하기 경우 처리조의 동작을 정지시켜야 했다. 그러나, 처리조의 동작을 정지시키면 기판의 생산성이 저하된다.

따라서, 종래에는 처리조의 동작이 정지되는 것을 방지하기 위하여 두 개의 탱크를 구비하고, 하나의 탱크의 약액 교환시 나머지 하나의 탱크에 처리조를 연결하여 약액 교환시에도 처리조는 계속해서 프로세스를 진행할 수 있었다. 그러나, 두 개의 탱크를 구비하면, 기판 처리 장치의 부피 및 부품이 증가하는 문제가 발생한다.

따라서, 현재 하나의 탱크를 구비하는 기판 처리 장치에서 처리조의 동작을 정지시키지 않으면서 탱크의 약액을 교환할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 1개의 탱크를 구비하는 경우 액교환을 효율적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 약액 공급원, 상기 약액 공급원으로부터 약액을 공급받아서 저장하는 탱크, 상기 탱크로부터 상기 약액을 공급받고, 상기 약액을 이용하여 외부로부터 투입된 기판을 처리하는 처리조, 상기 약액 공급원과 상기 처리조를 직접 연결하고, 상기 탱크에 저장된 약액을 교환할 때 상기 처리조로 상기 약액을 직접 공급하는 직수유닛, 및 상기 탱크의 약액 교환시기를 감지하고, 상기 탱크의 상기 약액 교환시 직수 모드 신호를 상기 직수유닛에 공급하여 상 기 직수유닛을 가동시키는 제어유닛을 포함한다.

여기서, 상기 직수유닛은 상기 약액 공급원과 상기 처리조를 직접 연결하는 직수배관, 및 상기 직수배관에 설치되고, 상기 제어유닛으로부터 전송되는 직수 모드 신호에 응답하여 상기 직수배관을 오픈시키는 직수밸브를 포함한다.

상기 기판 처리 장치는 상기 탱크에 저장된 상기 약액을 상기 처리조로 공급하는 공급배관, 및 상기 공급배관에 설치되고, 상기 제어유닛으로부터 전송되는 탱크 모드 신호에 응답하여 상기 공급배관을 오픈시키는 공급밸브를 더 포함한다.

또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 약액 공급원으로부터 상기 약액을 공급받아서 상기 탱크로 전달하는 이송배관, 및 상기 이송배관에 설치되고, 상기 제어유닛으로부터 전송되는 약액 교환 신호에 응답하여 상기 이송배관을 오픈시키는 제어밸브를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 제어유닛은 상기 탱크에 설치되어, 상기 탱크의 약액 교환시기를 감지하는 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 탱크의 약액을 교환할 시기인지 판단하는 단계, 상기 약액을 교환할 시기로 판별되면, 직수 유닛을 통해 직접 상기 약액을 처리조로 공급하는 직수 모드로 변경하는 단계, 상기 직수 유닛을 통해 공급되는 상기 약액을 이용하여 기판을 처리하는 단계, 상기 탱크의 약액을 교환하는 단계, 상기 탱크의 약액 교환이 완료되면 상기 탱크에 저장된 상기 약액을 상기 처리조로 공급하는 탱크 모드로 전환하는 단계, 및 상기 탱크로부터 공급되는 상기 약액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 탱크의 약액을 교환할 시기인지 판단하는 단계 이후에, 교환할 약액의 종류를 변경할 것인지 판단하는 단계, 판단결과 상기 교환할 약액이 동일한 경우 상기 직수 모드로 변경하는 단계를 진행하고, 교환할 약액이 동일하지 않은 경우 상기 처리조로 상기 기판의 투입을 규제하는 단계, 상기 처리조 및 상기 직수 유닛을 세정하는 단계, 세정이 완료되면, 상기 처리조에 상기 기판의 투입 규제를 종료하는 단계, 및 변경된 약액을 상기 직수 유닛을 이용하여 직접 상기 처리조로 공급하는 직수 모드로 변경하는 단계를 포함한다.

이와 같은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 따르면, 하나의 탱크를 구비하는 경우, 약액 공급원과 처리조를 직접적으로 연결하는 직수 유닛을 추가적으로 구비함으로써, 상기 탱크의 약액 교환시 처리조의 동작이 멈추는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 효율적으로 약액을 교환할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 약액 공급원(110), 탱크(120), 처리조(130), 직수유닛(140) 및 제어유닛(150)을 포함한다.

상기 약액 공급원(110)은 탱크(120) 및 직수유닛(140)에 약액을 공급한다. 본 발명의 일 예로, 상기 약액은 초순수(Ddeionized Water: DIW) 또는 세정액(예를 들어, Tetra Methyl Ammonium Hydroxide: TMAH)로 이루어질 수 있다.

상기 탱크(120)와 상기 약액 공급원(110) 사이에는 상기 약액을 상기 탱크(120)로 전달하기 위한 이송 배관(121) 및 상기 이송 배관(121)의 중간에 설치된 제어 밸브(122)가 더 구비된다. 상기 제어 밸브(122)는 상기 제어 유닛(150)으로부터 출력된 약액 교환 신호에 응답하여 상기 이송 배관(121)을 오픈시킨다. 따라서, 상기 탱크(120)는 상기 이송 배관(121)을 통해 약액을 공급받는다.

상기 탱크(120)는 상기 약액 공급원(110)으로부터 공급받은 약액을 소정 분량 저장한다. 한편, 상기 탱크(120)의 일측에는 레벨 센서(125)가 구비된다. 상기 레벨 센서(125)는 상기 탱크(120)에 저장된 약액의 높이를 감지하여 상기 제어 유닛(150)으로 제공한다.

상기 제어 유닛(150)은 상기 탱크(120)에 저장된 약액이 기 설정된 하이 높이에 위치할 때, 상기 제어 벨브(122)에 약액 공급 중단 신호를 제공하여 상기 이송 배관(121)을 클로즈시킨다. 따라서, 상기 탱크(120)의 기 설정된 하이 높이까지 약액이 채워지면 약액 공급이 중단될 수 있다.

상기 처리조(130)와 상기 탱크(120) 사이에는 상기 탱크(120)에 저장된 약액을 상기 처리조(130)로 공급하기 위한 공급 배관(124) 및 상기 공급 배관(124)의 중간에 설치된 공급 밸브(123)가 구비된다. 상기 처리조(130)에 기판(10)이 투입되면, 상기 제어 유닛(150)은 상기 공급 밸브(124)에 탱크 모드 신호를 제공하여, 상기 공급 배관(123)을 오픈시킨다. 그러면, 상기 탱크(120)에 저장된 약액이 상기 공급 배관(123)을 통해 상기 처리조(130)로 공급된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 처리조(130)에는 상기 약액을 상기 기판(10) 상으로 분사하기 위한 분사 유닛이 더 구비될 수 있다.

한편, 상기 탱크(120)에 저장된 약액이 기 설정된 로우 높이에 위치하면, 상기 제어 유닛(150)은 상기 탱크(120)에 약액을 교환할 시기임을 알려주는 약액 교환 신호를 상기 제어 밸브(122)로 공급하여 상기 이송 배관(121)을 오픈시킨다. 따라서, 상기 탱크(120)에 다시 약액을 공급하는 액교환 공정이 수행될 수 있다.

상기 탱크(120)에 다시 약액을 공급하는 액교환 공정이 시작되면, 상기 제어 유닛(150)은 상기 공급 밸브(124)에 직수 모드 신호를 제공하여 상기 공급 배관(123)을 클로즈시킨다. 따라서, 상기 탱크(120)에 저장된 약액이 상기 처리조(130)에 공급되는 것이 중단된다.

또한, 액교환 공정이 시작되면, 상기 제어 유닛(150)은 상기 직수 유닛(140)을 가동시킨다. 상기 직수 유닛(140)은 상기 약액 공급원(110)과 상기 처리조(130)의 분사유닛을 연결하는 직수 배관(141) 및 상기 직수 배관(141)의 중간에 설치된 직수 밸브(142)로 이루어진다. 구체적으로, 상기 액교환 공정이 시작되면, 상기 제어 유닛(150)은 상기 직수 밸브(142)에 상기 직수 모드 신호를 공급하여 상기 직수 배관(141)을 오픈시킨다. 따라서, 상기 약액 공급원(110)으로부터 출력된 약액은 상기 직수 배관(141)을 통해 상기 처리조(130)의 분사유닛으로 직접적으로 공급된다.

이후, 상기 탱크(120)에 약액이 기 설정된 하이 높이까지 저장되면, 상기 제어 유닛(150)은 상기 공급 밸브(124) 및 상기 직수 밸브(142)에 각각 탱크 모드 신 호를 공급하여, 상기 공급 배관(123)은 오픈시키고, 상기 직수 배관(141)을 클로즈시킨다. 따라서, 상기 처리조(130)는 상기 탱크(120) 및 상기 공급 배관(123)을 통해서 상기 약액을 공급받는다.

이처럼 기판 처리 장치(100)에 약액을 저장하는 탱크가 하나만 구비된 경우, 약액 교환 공정시 직수 유닛(140)을 통해 상기 처리조(130)에 약액을 직접적으로 공급함으로써, 약액 교환 공정시 상기 처리조(130)의 기판 처리 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 탱크(120)의 약액을 교환할 시기인지 상기 탱크(120)의 일측에 구비된 레벨 센서(125)를 이용하여 감지한다(S10). 상기 탱크(120)에 약액을 교환할 시기로 판별되지 않으면, 기존 방식대로 프로세스를 진행한다. 그러나, 상기 탱크(120)에 약액을 교환할 시기로 판별되면, 제어 유닛(150)은 상기 기판 처리 장치(100)를 직수 모드로 변경한다(S20). 즉, 상기 공급 배관(123)을 클로즈시키고, 상기 직수 배관(141)을 오픈시켜 처리조(130)가 상기 직수 배관(141)을 통해 약액 공급원(110)으로부터 직접적으로 약액을 공급받을 수 있도록 한다. 이후, 처리조(130)는 상기 직수 모드에서 기판(10)을 처리하는 프로세스를 진행한다(S30).

다음, 이송 배관(121)을 통해 탱크(120)에 약액을 공급한다(S40). 상기 탱크(120)에 약액 저장이 완료되면(S50), 상기 제어 유닛(150)은 상기 기판 처리 장치(100)를 다시 탱크 모드로 변경한다(S60). 즉, 상기 직수 배관(141)을 클로즈시키고, 상기 공급 배관(123)을 오픈시켜 상기 처리조(130)가 상기 공급 배관(123)을 통해 상기 탱크(120)로부터 약액을 공급받을 수 있도록 한다. 이후, 처리조(130)는 상기 탱크 모드에서 상기 기판(10)을 처리하는 프로세스를 진행한다(S70).

따라서, 약액 교환 시 상기 처리조(130)의 기판 처리 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다.

이상 도 2를 참조하여 탱크(120)에 교환할 약액이 동일한 경우에 대해서 설명하였다. 그러나, 약액 교환 시 탱크(120)에 이전 약액과 동일하지 않은 약액을 공급할 수도 있다. 이는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 과정을 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하면, 탱크(120)의 약액을 교환할 시기인지 상기 탱크(120)의 일측에 구비된 레벨 센서(125)를 이용하여 감지한다(S211). 상기 탱크(120)에 약액을 교환할 시기로 판별되지 않으면, 기존 방식대로 프로세스를 진행한다. 그러나, 상기 탱크(120)에 약액을 교환할 시기로 판별되면,상기 탱크(120)에 약액을 교환할 시기로 판별되면, 상기 탱크(120)에 저장할 약액이 변경되는지 판별한다(S212). 상기 탱크(120)에 저장할 약액이 변경되지 않을 경우, 도 2에 도시된 과정(S20~S70)과 동일한 과정(S217~S222)을 수행한다. 이 과정은 도 2에 도시된 과정(S20~S70)과 동일하므로 여기에서 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상기 탱크(120)에 저장할 약액이 변경될 경우, 상기 제어 유닛(150)은 상기 처리조(130)에 기판(10)이 투입되는 것을 규제한다(S213). 그리고 나서, 상기 처리조(130) 및 직수 배관(141)을 세정한다(S214). 즉, 상기 처리조(130) 및 직수 배관(141)에서 이전 약액이 남지 않도록 세정하여 이전 약액에 의해서 새로운 약액 이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

세정이 완료되면(S215), 상기 처리조(130)에 기판(10)을 투입시킨다(S216). 이후, 직수 모드를 이용하여 기판을 처리하는 과정(S217~S222)을 수행한다.

이처럼, 약액이 변경되는 경우에도 직수 모드를 이용하여 처리조(130)는 계속해서 기판을 처리할 수 있음으로써, 약액 교환을 효율적으로 수행할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 과정을 나타낸 순서도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 기판 처리 장치 110 : 약액 공급원

120 : 탱크 130 : 처리조

140 : 직수 유닛 150 : 제어 유닛

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 탱크의 약액을 교환할 시기인지 판단하는 단계;

   상기 약액을 교환할 시기로 판별되면, 직수 유닛을 통해 직접 상기 약액을 처리조로 공급하는 직수 모드로 변경하는 단계;

   상기 직수 유닛을 통해 공급되는 상기 약액을 이용하여 기판을 처리하는 단 계;

   상기 탱크의 약액을 교환하는 단계;

   상기 탱크의 약액 교환이 완료되면 상기 탱크에 저장된 상기 약액을 상기 처리조로 공급하는 탱크 모드로 전환하는 단계; 및

   상기 탱크로부터 공급되는 상기 약액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 탱크의 약액을 교환할 시기인지 판단하는 단계 이후에,

   교환할 약액의 종류를 변경할 것인지 판단하는 단계;

   판단 결과 상기 교환할 약액이 동일한 경우 상기 직수 모드로 변경하는 단계를 진행하고, 교환할 약액이 동일하지 않은 경우 상기 처리조로 상기 기판의 투입을 중단하는 단계;

   상기 처리조 및 상기 직수 유닛을 세정하는 단계;

   세정이 완료되면, 상기 처리조에 상기 기판의 투입 중단을 해제하는 단계;

   변경된 약액을 상기 직수 유닛을 이용하여 직접 상기 처리조로 공급하는 직수 모드로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.

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