KR101085188B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 방법을 개시한 것으로서, 처리실 내의 화재 발생시, 공정 진행을 위해 처리실로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급 부재로부터 이산화탄소를 공급받아, 처리실 내에 이산화탄소를 분사함으로써, 처리실 내의 화재를 진화하는 것을 특징으로 가진다.
소화 노즐, 이산화탄소

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 진행에 사용되는 이산화탄소를 이용하여 처리실 내의 화재를 진화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fabrication; 'FAB') 공정과, 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 포토레지스트 패턴을 이용하여 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기와 같은 공정들의 진행시, 전원 공급 장치가 과열되거나, 공정 진행 중 공정 온도가 상승하거나, 또는 가연성 물질이 고열에 노출되는 등의 다양한 원인에 의해 화재가 발생할 수 있다.
본 발명은 소화(消火) 설비를 간소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는 기판 처리 공정이 진행되는 처리실; 상기 처리실 내에서 진행되는 공정에 사용되는 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급 부재; 및 상기 처리실 내에 설치되며, 상기 처리실 내의 화재 발생시 진화를 위해 상기 이산화탄소 공급 부재로부터 이산화탄소를 공급받아 상기 처리실 내에 분사하는 소화(消火) 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내의 화재 발생시 화염을 감지하는 화염 검출 부재를 더 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 처리실 내에 설치되며, 상기 처리실 내의 온도를 감지하는 온도 검출 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 화염 검출 부재의 화염 검출 신호와 상기 온도 검출 부재의 온도 검출 신호를 전달받고, 화염 검출 여부와 온도 상승 여부에 따라 상기 소화 노즐의 이산 화탄소 분사 여부를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은 처리실 내에서 기판 처리 공정을 진행하고, 상기 처리실 내의 화재 발생시, 공정 진행을 위해 상기 처리실로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급 부재로부터 제공되는 이산화탄소를 상기 처리실 내에 분사하여 상기 처리실 내의 화재를 진화하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치 방법에 있어서, 상기 처리실 내의 화재 발생 여부는 상기 처리실 내의 화염 발생 여부에 의해 감지될 수 있다.
상기 처리실 내의 화재 발생 여부는 상기 처리실 내의 온도 상부 여부에 의해 감지될 수 있다.
본 발명에 의하면, 소화(消火) 설비를 간소화할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 처리실(10), 기판 지지 부재(100), 용기(200) 및 처리 유체 공급 부재(300)를 포함한다.
처리실(10)은 기판 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 기판 지지 부재(100)는 처리실(10)의 내측에 배치되며, 기판(W)을 지지하고, 후술할 제 1 회전 구동기(130)에 의해 회전된다. 처리 유체 공급 부재(300)는 기판(W)을 처리하기 위한 처리 유체를 회전하는 기판(W)에 공급한다. 용기(200)는 기판 지지 부재(100)의 둘레에 배치되며, 기판(W)상에 공급되는 처리 유체가 비산하는 것을 방지한다.
기판 지지 부재(100)는 기판(W)을 지지하기 위한 것으로 원형의 상부 면을 가지는 지지판(110)을 가진다. 지지판(110)의 하부에는 지지 축(120)이 연결되고, 지지 축(120)은 제 1 회전 구동기(130)에 연결된다. 제 1 회전 구동기(130)는 지지판(110) 상에 기판(W)을 로딩/언로딩할 경우 지지 축(120)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있으며, 그리고 공정이 진행되는 동안에는 지지 축(120)을 회전시켜 지지판(110) 상에 놓인 기판(W)을 회전시킨다.
기판 지지 부재(100)는 지지판(110) 내에 제공된 진공 라인(미도시)을 통해 기판(W)을 진공 흡착할 수 있다. 이와 달리 기판 지지 부재(100)로는 정전력에 의해 기판을 흡착 지지하는 정전척(Electro Static Chuck, ESC)이 사용될 수 있다. 또한 기계적 클램핑 방식을 이용하여 기판(W)을 기판 지지 부재(100)에 고정할 수도 있다.
용기(200)는 기판 지지 부재(100)의 둘레에 배치되며, 기판(W)상에 공급되는 처리 유체가 비산하는 것을 방지한다. 용기(200)는 대체로 원통 형상을 가진다. 용기(200)는 원형의 하부 벽(210)과, 하부 벽(210)의 가장자리로부터 상측으로 연장되는 측벽(220)을 가진다. 하부 벽(210)에는 배기 홀(212)이 형성되고, 배기 홀(212)에는 배기관(230)이 연통 설치된다. 배기관(230) 상에는 펌프와 같은 배기 부재(240)가 배치된다. 배기 부재(240)는 기판(W)의 회전에 의해 비산된 처리 유체를 포함하는 용기(200) 내부의 공기를 배기시키도록 음압을 제공한다.
처리 유체 공급 부재(300)는 기판 지지 부재(100)의 일 측에 배치되며, 기판 지지 부재(100)에 놓인 기판(W)상에 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급 부재(300)는 기판(W)을 향해 처리 유체를 공급하는 노즐(302)을 가진다. 노즐(302)은 노즐 지지대(304)의 일단에 연결되고, 노즐 지지대(304)는 수평 방향으로 배치된다. 노즐 지지대(304)의 타 단에는 이동 로드(306)가 연결된다. 이동 로드(306)는 노즐 지지대(304)와 직각을 유지하도록 수직 방향으로 배치된다. 이동 로드(306)는 제 2 회전 구동기(308)에 연결된다. 제 2 회전 구동기(308)는 이동 로드(306)를 회전시켜, 공정 진행시 또는 공정 전후에 노즐(302)을 이동시킨다. 제 2 회전 구동기(308)는 모터일 수 있으며, 선택적으로 노즐(302)을 상하 방향으로 직선 이동시 키기 위한 어셈블리일 수도 있다.
처리 유체 공급 부재(300)의 노즐(302)은 고압 분사 가스를 이용하여 세정액을 스프레이 방식으로 기판(W)에 분사할 수 있다. 노즐(302)을 통해 기판(W)에 공급되는 세정액으로는 탈이온수(DIW)에 이산화탄소(CO2)가 혼합된 이산화탄소수(DIW + CO2)가 사용될 수 있다. 이산화탄소수에 함유된 이산화탄소는 회전하는 기판(W)에 공급되는 탈이온수와 기판(W)과의 마찰로 인해 발생하는 정전기 발생을 중화시키는 작용을 한다. 분사 가스로는 화학적 반응성이 약한 불활성 가스가 사용될 수 있으며, 질소 가스를 예로 들수 있다.
도 2에는 노즐(302)로 이산화탄소수(DIW + CO2)를 공급하는 이산화탄소수 공급 부재(320)와, 노즐(302)로 고압의 분사 가스를 공급하는 분사 가스 공급 부재(350)의 구성이 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 이산화탄소수 공급 부재(320)는 노즐(302)로 이산화탄소수를 공급하고, 분사 가스 공급 부재(350)는 노즐(302)로 고압의 분사 가스, 예를 들어 질소 가스를 공급한다. 노즐(302)로 공급된 이산화탄소수는 분사 가스의 압력에 의해 스프레이 형태로 기판(W)에 분사된다.
이산화탄소수 공급 부재(320)는 노즐(302)에 연결된 공급관(321)을 가진다. 공급관(321)의 타단에는 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급원(322)이 연결된다. 노즐(302)과 탈이온수 공급원(322) 사이의 공급관(321)에는 이산화탄소 버블러(330)가 배치된다.
이산화탄소 버블러(330)는 탈이온수 공급원(322)으로부터 공급되는 탈이온수 와 이산화탄소 공급원(350)으로부터 공급되는 이산화탄소를 혼합한다. 이산화탄소 버블러(330)와 노즐(302) 사이의 공급관(321)에는 분배기(323)가 설치되고, 분배기(323)와 노즐(302)의 사이에는 밸브(324)가 설치될 수 있다. 분배기(323)는 이산화탄소 버블러(330)에서 이산화탄소가 혼합된 탈이온수, 즉 이산화탄소수)를 각 처리 장치들의 노즐(302)로 분배하고, 밸브(324)는 노즐(302)로 공급되는 이산화탄소수의 흐름을 개폐한다.
노즐(302)로 분배된 이산화탄소수는 분사 가스 공급 부재(350)로부터 노즐(302)로 공급되는 고압의 분사 가스에 의해 스프레이 형태로 분사된다. 분사 가스로는 질소 가스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.
분사 가스 공급 부재(350)는 노즐(302)에 연결된 가스 공급관(351)을 가진다. 가스 공급관(351)의 타단에는 분사 가스 공급원(352)이 연결된다. 분사 가스 공급원(352)과 노즐(302) 사이의 가스 공급관(351)에는 노즐(302)을 향한 방향으로 분배기(353), 히터(354), 유량계(355) 및 밸브(356)가 순차적으로 배치된다.
분사 가스 공급원(352)으로부터 공급되는 분사 가스는 분배기(353)로 유입되고, 분배기(353)는 각 처리 장치별로 분사 가스를 분배한다. 분배기(353)에서 분배된 분사 가스는 히터(354)로 유입되고, 히터(354)는 분사 가스를 공정에 필요한 온도로 가열한다. 히터(354)에서 가열된 고온의 분사 가스는 유량계(355)를 거치면서 유량이 조절되고, 조절된 일정 유량의 분사 가스가 노즐(302)로 공급된다. 노즐(302)로 공급된 고온 고압의 분사 가스는 노즐(302)로 공급되는 이산화탄소 수(DIW+CO2)가 스프레이 형태로 분사될 수 있도록 이산화탄소수(DIW+CO2)를 미립화한다.
한편, 처리실(10)에서 기판 처리 공정이 진행동안, 전원 공급 장치(미도시)가 과열되거나, 공정 진행 중 공정 온도가 상승하거나, 또는 가연성 물질이 고열에 노출되는 등 여러 가지 원인에 의해 처리실(10) 내에서 화재가 발생할 수 있다.
처리실(10)에는 화재 발생 여부를 감지하기 위한 감지 부재들(404,406)이 제공된다. 감지 부재들(404,406) 중 화염 검출 부재(404)는 처리실(10) 내의 화재 발생시 화염을 감지하고, 온도 검출 부재(406)는 처리실(10) 내의 온도를 감지한다. 화염 검출 부재(404)와 온도 검출 부재(406)는 처리실(10)의 내벽에 설치될 수 있으며, 설치 위치는 특정 장소에 구애받지 않는다.
처리실(10) 내에서 화재가 발생하면, 화염 검출 부재(404)는 화염 검출 신호를 제어부(410)로 전송하고, 온도 검출 부재(406)는 온도 검출 신호를 제어부(410)로 전송한다. 제어부(410)는 화염 검출 신호와 온도 검출 신호로부터 처리실(10) 내에서의 화재 발생 여부를 판단한다.
소화 노즐(402)은 처리실(10)의 상부벽 내측에 설치될 수 있다. 소화 노즐(402)은 화재 발생 시 처리실(10) 내에 이산화탄소를 분사한다. 소화 노즐(402)은 공급관(342)에 의해 이산화탄소 공급원(340)에 연결되고, 공급관(342) 상에는 밸브(344)가 설치된다.
제어부(410)는 처리실(10) 내에 화재가 발생하였다고 판단한 경우, 제어 신호를 공급관(342)상의 밸브(344)로 전송하여, 밸브(344)를 열림 상태로 유지시킨다. 열려 있는 밸브(344)를 통해 소화 노즐(402)로 이산화탄소가 공급되면, 소화 노즐(402)은 이산화탄소를 처리실(10) 내에 분사하여, 처리실(10) 내의 화재를 진화한다.
이와 같이, 소화 노즐(402)은, 처리실(10) 내의 화재 진화에 사용되는 이산화탄소를, 처리실(10) 내의 공정 진행에 사용되는 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원(340)으로부터 공급받는다. 소화 노즐(402)이 별도의 소화 장치로부터 이산화탄소를 공급받지 않고, 처리실(10) 내의 공정 진행에 사용되는 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급원(340)으로부터 이산화탄소를 공급받음으로써, 화재의 진화에 사용되는 소화(消火) 설비를 간소화할 수 있다.
본 실시 예에서는 기판 처리 장치로 이산화탄소수를 사용하는 세정 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 공정 진행에 이산화탄소를 사용하는 모든 기판 처리 장치들에 적용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 노즐들에 유체를 공급하는 배관 계통을 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
340 : 이산화탄소 공급원 402 : 소화 노즐
404 : 화염 검출 부재 406 : 온도 검출 부재
410 : 제어부

Claims (7)

  1. 기판 처리 공정이 진행되는 처리실;
    상기 처리실 내에서 노즐을 통해 상기 기판에 이산화탄소수를 분사하는 이산화탄소수 공급 부재;
    상기 이산화탄소수의 제조를 위해 상기 이산화탄소수 공급 부재에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급 부재;
    상기 처리실 내에 설치되며, 상기 처리실 내의 화재 발생시 진화를 위해 상기 이산화탄소 공급 부재로부터 이산화탄소를 공급받아 상기 처리실 내에 분사하는 소화(消火) 노즐;
    상기 처리실 내의 화재 발생시 화염을 감지하는 화염 검출 부재; 및
    상기 처리실 내에 설치되며, 상기 처리실 내의 온도를 감지하는 온도 검출 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화염 검출 부재의 화염 검출 신호와 상기 온도 검출 부재의 온도 검출 신호를 전달받고, 화염 검출 여부와 온도 상승 여부에 따라 상기 소화 노즐의 이산화탄소 분사 여부를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 이산화탄소수 공급 부재는
    탈이온수를 제공하는 탈이온수 공급원;
    상기 탈이온수 공급원으로부터 제공되는 탈이온수와 상기 이산화탄소 공급 부재로부터 공급되는 이산화탄소를 혼합하여 이산화탄소수를 제조하는 이산화탄소 버블러;
    상기 이산화탄소수를 상기 노즐로 분배하는 분배기; 및
    상기 노즐과 상기 분배기 사이에 위치하여 상기 노즐로 공급되는 상기 이산화탄소수의 흐름을 개폐하는 밸브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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