KR101120606B1 - Sealing unit and apparatus for processing a substrate having the sealing unit - Google Patents
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Abstract
기판 처리 장치의 밀봉 유닛은 밀봉 부재 및 압력 조절부를 포함한다. 밀봉 부재는 상부 및 하부 용기의 접촉면 둘레를 따라 배치되며, 중공 형태의 내부 공간을 갖는다. 압력 조절부는 밀봉 부재의 내부 공간과 연결되며, 내부 공간으로 유체를 공급하거나 내부 공간으로부터 유체를 배출하여 밀봉 부재의 압력을 조절한다.The sealing unit of the substrate processing apparatus includes a sealing member and a pressure regulating portion. The sealing member is disposed around the contact surface of the upper and lower containers and has a hollow inner space. The pressure regulator is connected to the inner space of the sealing member, and regulates the pressure of the sealing member by supplying fluid to or discharging fluid from the inner space.
Description
본 발명은 밀봉 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 용기의 누설을 방지하기 위한 밀봉 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sealing unit and a substrate processing apparatus having the same, and more particularly, to a sealing unit and a substrate processing apparatus having the same for preventing leakage of the pressure vessel.
일반적으로 식각액, 세정액 등의 약액으로 처리된 기판에 이소프로필알코올(IPA)과 질소(N2)와의 혼합가스를 제공하여 기판을 건조한다. 그러나, 기판 상에 형성된 패턴이 미세화됨에 따라, 상기 기판 건조시 상기 패턴 사이의 약액을 건조하기가 어렵다. 따라서, 상기 패턴 사이의 약액을 효과적으로 건조하기 위해 초임계 유체를 이용한 건조 기술이 제안된다. 상기 초임계 유체를 이용한 건조 기술은 약액 처리된 기판을 압력 용기 내에 반입하고, 액체 이산화탄소를 장치 내에 도입하여 기판 표면의 약액을 치환하고, 압력을 상승시켜 이산화탄소를 초임계 상태로 만들어 초임계 건조 처리를 진행한 후 감압한다.Generally, a substrate is dried by providing a mixed gas of isopropyl alcohol (IPA) and nitrogen (N 2) to a substrate treated with a chemical solution such as an etching solution or a cleaning solution. However, as the pattern formed on the substrate becomes finer, it is difficult to dry the chemical liquid between the patterns when the substrate is dried. Therefore, a drying technique using a supercritical fluid for effectively drying the chemical liquid between the patterns is proposed. In the drying technique using the supercritical fluid, a chemically treated substrate is introduced into a pressure vessel, liquid carbon dioxide is introduced into the device to replace the chemical liquid on the surface of the substrate, and the pressure is increased to make the carbon dioxide in a supercritical state, thereby supercritical drying treatment. After proceeding to reduce the pressure.
상기 압력 용기는 하부 용기와 상부 용기로 이루어지며, 상기 상부 및 하부 용기 사이에 압력의 누설을 방지하기 위한 밀봉 부재가 구비된다. 상기 압력 용기 내부의 압력이 고압이므로, 상기 압력에 의해 상기 밀봉 부재가 상기 압력 용기의 외측 방향으로 변형된다. 상기 밀봉 부재가 변형되면 상기 압력 용기에서 상기 압력의 누설이 발생할 수 있다. 또한, 상기 압력 누설을 방지하기 위해 상기 밀봉 부재를 교체하는 경우, 상기 압력 용기를 이용하는 건조 공정이 중단되므로 상기 건조 공정의 생산성이 저하될 수 있다. The pressure vessel consists of a lower vessel and an upper vessel, and is provided with a sealing member for preventing leakage of pressure between the upper and lower vessels. Since the pressure inside the pressure vessel is a high pressure, the sealing member is deformed in the outward direction of the pressure vessel by the pressure. When the sealing member is deformed, leakage of the pressure may occur in the pressure vessel. In addition, when the sealing member is replaced to prevent the pressure leakage, the drying process using the pressure vessel is stopped, so that the productivity of the drying process may be reduced.
본 발명은 밀봉 부재의 변형을 방지할 수 있는 밀봉 유닛을 제공한다. The present invention provides a sealing unit that can prevent deformation of the sealing member.
본 발명은 상기 밀봉 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. The present invention provides a substrate processing apparatus including the sealing unit.
본 발명에 따른 밀봉 유닛은 상부 및 하부 용기의 접촉면 둘레를 따라 배치되며, 중공 형태의 내부 공간을 갖는 밀봉 부재 및 상기 밀봉 부재의 내부 공간과 연결되며, 상기 내부 공간으로 유체를 공급하거나 상기 내부 공간으로부터 유체를 배출하여 상기 밀봉 부재의 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함할 수 있다.The sealing unit according to the present invention is disposed along the circumference of the contact surface of the upper and lower containers, is connected to the sealing member having a hollow inner space and the inner space of the sealing member, to supply fluid to the inner space or to the inner space It may include a pressure control unit for controlling the pressure of the sealing member by discharging the fluid from the.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 밀봉 부재는 수지 물질을 포함하는 수지부 및 상기 유체의 압력에 대한 상기 수지부의 강성을 유지하기 위한 금속부를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sealing member may include a resin part including a resin material and a metal part for maintaining the rigidity of the resin part with respect to the pressure of the fluid.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 하부 용기와, 상기 하부 용기 상에 상하 이동하도록 배치되며, 상기 하부 용기와 결합하여 상기 기판을 건조하기 위한 내부 공간을 형성하는 상부 용기와, 상기 상부 용기와 연결되며, 상기 내부 공간으로 상기 기판을 건조하기 위한 초임계 유체를 공급 및 배출하는 초임계 유체부 및 상기 상부 및 하부 용기의 접촉면 둘레를 따라 배치되며 중공 형태의 내부 공간을 갖는 밀봉 부재 및 상기 밀봉 부재의 내부 공간과 연결되며, 상기 내부 공간으로 유체를 공급하거나 상기 내부 공간으로부터 유체를 배출하여 상기 밀봉 부재의 압력을 조절하는 압력 조절부로 이루어질 수 있다. A substrate processing apparatus according to the present invention includes a lower container for supporting a substrate, an upper container disposed to move up and down on the lower container, and combined with the lower container to form an inner space for drying the substrate; A sealing member connected to the container and having a supercritical fluid portion for supplying and discharging a supercritical fluid for drying the substrate to the inner space and a contact surface of the upper and lower containers and having a hollow inner space; It may be connected to the inner space of the sealing member, it may be made of a pressure regulator for adjusting the pressure of the sealing member by supplying a fluid to the inner space or discharge the fluid from the inner space.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 밀봉 부재는 수지 물질을 포함하는 수지부 및 상기 유체의 압력에 대한 상기 수지부의 강성을 유지하기 위한 금속부를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the sealing member may include a resin part including a resin material and a metal part for maintaining the rigidity of the resin part with respect to the pressure of the fluid.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 상기 상부 및 하부 용기가 이격된 상태에서 상기 하부 용기 상에 수평 이동 가능하도록 배치되며, 상기 기판으로 상기 기판을 처리하기 위한 약액을 제공하는 약액 공급부를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus is disposed to be horizontally movable on the lower container in a state where the upper and lower containers are spaced apart, and provides a chemical liquid for treating the substrate with the substrate. The chemical liquid supply unit may further include.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 상기 하부 용기와 연결되고, 상기 약액이 상기 기판에 균일하게 제공되도록 상기 기판을 지지한 하부 용기를 회전시키는 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus may further include a rotation driving unit connected to the lower container and rotating the lower container supporting the substrate so that the chemical liquid is uniformly provided to the substrate. .
본 발명에 따른 밀봉 유닛은 밀봉 부재의 내부 공간으로 상기 유체를 공급한다. 상기 유체의 압력을 이용하여 상기 밀봉 부재의 형상을 일정하게 유지할 수 있고, 상기 밀봉 부재의 형상이 변형된 경우 상기 밀봉 부재의 형상을 원래대로 복원할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 유닛은 상기 압력 용기의 누설을 효과적으로 방지할 수 있다. The sealing unit according to the invention supplies the fluid to the interior space of the sealing member. The shape of the sealing member may be kept constant by using the pressure of the fluid, and when the shape of the sealing member is deformed, the shape of the sealing member may be restored to its original state. Thus, the sealing unit can effectively prevent leakage of the pressure vessel.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 밀봉 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문 에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a sealing unit and a substrate processing apparatus having the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 유닛을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밀봉 부재가 변형된 상태를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a sealing unit according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the sealing member illustrated in FIG. 1 is deformed.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 밀봉 유닛(100)은 압력 용기(10)의 하부 용기(12)와 상부 용기(14) 사이에 배치되어 상기 압력 용기(10)의 압력 누설을 방지하기 위한 것으로, 밀봉 부재(110) 및 압력 조절부(120)를 포함한다.1 and 2, the
상기 밀봉 부재(110)는 상기 하부 용기(12)의 상부면 둘레를 따라 형성된 홈(12a)에 배치된다. 따라서, 상기 밀봉 부재(110)는 고리 형상을 갖는다. 상기 밀봉 부재(110)는 하나가 배치되거나, 다수개가 배치될 수 있다. The sealing
상기 밀봉 부재(110)는 중공 형태의 내부 공간을 가지며, 상기 내부 공간으로 유체가 공급될 수 있다. 상기 유체로는 공기, 비활성 기체, 물 등을 들 수 있다. 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간에 상기 유체가 공급되므로, 상기 밀봉 부재(110)가 일정한 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 부재(110)의 압력 누설 방지 효과를 향상시킬 수 있다. The sealing
상기 밀봉 부재(110)는 복합 물질로 이루어지며, 수지부(112)와 금속부(114)를 포함한다. The sealing
상기 수지부(112)는 수지 계열의 물질로 이루어지며, 상기 내부 공간을 갖는 고리 형상을 갖는다. 상기 수지부(112)는 탄성을 갖는다. 상기 수지 계열을 물질은 합성 수지를 포함하며, 합성 수지의 예로는 테프론 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다. 따라서, 상기 수지부(112)가 상기 압력 용기(10)와 밀착될 수 있다. The
상기 금속부(114)는 금속 물질로 이루어지며, 내부 공간을 갖는 고리 형상을 갖는다. 상기 금속 물질의 예로는 철, 철합금 등을 들 수 있다. 상기 금속부(114)는 상기 수지부(112)의 내부에 삽입된다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수지부(112)가 상기 금속부(114)의 내측면과 외측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 상기 수지부(112)가 상기 금속부(114)의 외측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. The
상기 금속부(114)는 상기 수지부(112)의 강성을 보강한다. 따라서, 상기 금속부(114)는 상기 수지부(112)가 변형도를 감소시킨다. The
한편, 상기 금속부(114)가 상기 수지부(112)의 외측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. Meanwhile, the
상기에서는 상기 밀봉 부재(110)가 복합 물질로 이루어지는 것으로 설명되었지만, 상기 밀봉 부재(110)는 단일 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 단일 물질의 예로는 탄성을 갖는 수지 계열의 물질을 들 수 있다. 상기 수지 계열을 물질은 합성 수지를 포함하며, 합성 수지의 예로는 테프론 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다. Although the sealing
상기 압력 조절부(120)는 상기 밀봉 부재(110)의 압력을 조절하기 위한 것으로, 유체 탱크(122), 배관(124) 및 펌프(126)를 포함한다. The
상기 유체 탱크(122)는 상기 밀봉 부재(110)로 공급될 상기 유체를 저장한다. 상기 배관(124)은 상기 유체 탱크(122)와 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간을 연결한다. 상기 펌프(126)는 상기 배관(124) 상에 배치되며, 상기 유체 탱크(122)의 유체를 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간으로 공급하거나, 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간으로부터 상기 유체를 상기 유체 탱크(122)로 배출한다. The
상기 하부 용기(12)와 상기 상부 용기(14)가 결합될 때 또는 상기 하부 용기(12)와 상기 상부 용기(14)가 결합된 후, 상기 압력 조절부(120)는 상기 유체를 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간으로 공급할 수 있다. 또한, 상기 하부 용기(12)와 상기 상부 용기(14)가 분리될 때 또는 상기 하부 용기(12)와 상기 상부 용기(14)가 분리된 후, 상기 압력 조절부(120)는 상기 유체를 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간으로부터 배출할 수 있다.When the
상기 밀봉 유닛(100)은 상기 밀봉 부재(110)의 내부 공간으로 상기 유체를 공급한다. 상기 유체의 압력을 이용하여 상기 밀봉 부재(110)의 형상을 일정하게 유지할 수 있고, 상기 밀봉 부재(110)의 형상이 변형된 경우 상기 밀봉 부재(110)의 형상을 원래대로 복원할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 유닛(100)은 상기 압력 용기(10)의 누설을 효과적으로 방지할 수 있다. The sealing
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 기판 처리 장치(200)는 기판(S)에 대한 약액 처리 공 정 및 건조 공정을 수행하기 위한 것으로, 압력 용기(210), 밀봉 유닛(220), 회전 구동부(230), 수직 구동부(240), 약액 공급부(250), 임계 유체부(260) 및 보호 부재(270)를 포함한다. 상기 기판(S)은 반도체 소자를 형성하기 위한 웨이퍼 또는 평판 표시 소자를 형성하기 위한 유리 기판일 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 압력 용기(210)는 상기 기판(S)을 건조하기 위한 공간을 제공하기 위한 것으로, 하부 용기(212) 및 상부 용기(214)를 포함한다. The
상기 하부 용기(212)는 상기 기판(S)을 지지한다. 상기 하부 용기(212)의 상부면은 평탄한 형태 또는 오목한 형태를 가질 수 있으나, 후술하는 약액의 배출을 위채 평평한 형태를 갖는 것이 바람직하다.The
상기 하부 용기(212)는 상기 상부면에 지지된 상기 기판(S)이 움직이지 않도록 고정한다. 예를 들면, 상기 하부 용기(212)는 기계력, 정전기력 또는 진공력으로 상기 기판(S)을 고정할 수 있다.The
상기 하부 용기(212)는 제1 홈(212a)을 갖는다. 상기 제1 홈(212a)은 상기 하부 용기(212)의 상부면 가장자리를 따라 형성된다. 즉, 상기 제1 홈(212a)은 고리 형상을 갖는다. 상기 제1 홈(212a)에는 후술하는 밀봉 부재(221)가 삽입된다.The
한편, 상기 하부 용기(212)의 내부에 히터(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 히터는 상기 하부 용기(212)에 지지된 기판(S)을 가열하여 상기 약액 처리 공정 및 건조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, a heater (not shown) may be provided inside the
상기 상부 용기(214)는 상기 하부 용기(212) 상에 배치되며, 상하 이동 가능하도록 구비된다. 상기 상부 용기(214)는 하부면에 제2 홈(214a)을 갖는다. 상기 제2 홈(214a)의 크기는 상기 기판(S)의 크기보다 크다. 상기 상부 용기(214)가 상기 하부 용기(212)와 결합할 때, 상기 제2 홈(214a)은 상기 하부 용기(212)에 지지된 기판(S)을 수용하는 내부 공간을 형성한다. The
상기 상부 용기(214)는 상기 하부 용기(212)와 이격되어 상기 하부 용기(212)에 지지된 기판(S)이 외부에 노출될 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)에 대한 상기 약액 처리 공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 상부 용기(214)는 상기 하부 용기(212)와 결합하여 상기 기판(S)을 수용하는 내부 공간을 형성한다. 상기 내부 공간에서 상기 기판(S)에 대한 건조 공정을 수행할 수 있다.The
상기 밀봉 유닛(220)은 상기 압력 용기(210)의 하부 용기(212)와 상부 용기(214) 사이에 배치되어 상기 압력 용기(210)의 압력 누설을 방지하기 위한 것으로, 밀봉 부재(221) 및 압력 조절부(225)를 포함한다.The sealing
상기 밀봉 부재(221)는 상기 제1 홈(212a)에 삽입된다. 상기 밀봉 부재(221) 및 유체 탱크(226), 배관(227) 및 펌프(228)를 포함하는 압력 조절부(225)에 대한 구체적인 설명은 도 1 및 도 2를 참조한 밀봉 부재(110) 및 압력 조절부(120)에 대한 설명과 실질적으로 유사하므로 생략한다. The sealing
상기에서는 상기 밀봉 부재(221)가 상기 제1 홈(212a)에 삽입되는 것으로 설명되었지만, 상기 밀봉 부재(221)는 상기 상부 용기(214)의 하부면 가장자리를 따라 형성되는 홈(미도시)에 삽입될 수도 있다.Although the sealing
상기 밀봉 유닛(220)은 상기 밀봉 부재(221)의 내부 공간으로 상기 유체를 공급한다. 상기 유체의 압력을 이용하여 상기 밀봉 부재(221)의 형상을 일정하게 유지할 수 있고, 상기 압력 용기(210)의 압력으로 인해 상기 밀봉 부재(221)의 형상이 변형된 경우 상기 밀봉 부재(110)의 형상을 원래대로 복원할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 유닛(220)은 상기 압력 용기(210)의 누설을 효과적으로 방지할 수 있다. The sealing
상기 회전 구동부(230)는 상기 하부 용기(212)의 하부면과 연결되며, 상기 하부 용기(212)를 회전시킨다. 상기 하부 용기(212)의 회전에 따라 상기 기판(S)도 회전한다. The
상기 수직 구동부(240)는 상기 상부 용기(214)의 상부면과 연결되며, 상기 상부 용기(210)를 상하 이동시킨다. 상기 수직 구동부(240)가 상기 상부 용기(214)를 상승시키면, 상기 상부 용기(214)와 상기 하부 용기(212)는 서로 이격된다. 따라서, 상기 기판(S)에 대한 상기 약액 처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 수직 구동부(240)가 상기 상부 용기(214)를 하강시키면, 상기 상부 용기(214)와 상기 하부 용기(212)는 서로 결합된다. 따라서, 상기 기판(S)에 대한 상기 건조 공정을 수행할 수 있다. The
상기 약액 공급부(250)는 상기 상부 용기(214)와 상기 하부 용기(212)가 이격된 상태에서 상기 하부 용기(212) 상에 수평 이동 가능하도록 배치되며, 상기 기판(S)으로 상기 기판(S)을 처리하기 위한 약액을 제공한다. 상기 약액 공급부(250)는 노즐(252), 수평 구동부(254) 및 보울(256)을 포함한다.The chemical
상기 노즐(252)은 상기 하부 용기(212)의 상방에 배치된다. 상기 노즐(252)은 상기 하부 용기(212) 상에 지지된 기판(S)으로 약액을 분사한다. 상기 약액은 상기 기판(S)을 식각하기 위한 식각액, 상기 기판(S)을 세정하기 위한 세정액 등을 들 수 있다. 상기 노즐(252)은 상기 기판(S)으로 상기 식각액을 분사하거나, 상기 세정액을 분사할 수 있다. 또한, 상기 노즐(252)은 상기 식각액과 상기 세정액을 순차적으로 분사할 수 있다. 이 경우, 상기 노즐(252)은 상기 식각액을 분사하는 식각액 분사 노즐 및 상기 세정액을 분사하는 세정액 분사 노즐을 포함할 수 있다. The
한편, 상기 회전 구동부(230)의 구동에 따라 상기 기판(S)이 회전하는 경우, 상기 노즐(252)에서 분사된 약액이 상기 기판(S)으로 균일하게 제공될 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)이 균일하게 식각되거나 세정될 수 있다.On the other hand, when the substrate S is rotated according to the driving of the
상기 수평 구동부(254)는 상기 노즐(252)과 연결되며, 상기 노즐(252)을 상기 하부 용기(212)의 상부면과 평행한 방향으로 수평 이동할 수 있다. 일 예로, 상기 수평 구동부(254)는 상기 노즐(252)을 직선 왕복운동시켜 수평 이동할 수 있다. 따른 예로, 상기 수평 구동부(254)는 상기 노즐(252)을 회전 운동시켜 수평 이동할 수 있다.The
상기 약액 처리 공정시 상기 노즐(252)은 상기 하부 용기(212)에 지지된 기판(S)의 상방에 위치하고, 그 외의 경우 상기 노즐(252)은 상기 하부 용기(212)의 일측 상방에 위치할 수 있다. 그러므로, 상기 수평 구동부(254)는 상기 노즐(252)의 위치를 용이하게 변경할 수 있다.In the chemical liquid treatment process, the
상기 보울(256)은 상기 하부 용기(212)의 측면 둘레를 따라 배치되며, 상방이 개방된 용기 형태를 갖는다. 상기 보울(256)은 상기 기판(S)의 회전에 따라 상기 기판(S)으로부터 비산되는 상기 약액을 차단한다. 따라서, 상기 약액에 의해 다 른 장치들이 오염되는 것을 방지한다. The
한편, 상기 기판(S)을 상기 하부 용기(212)로 로딩하거나 상기 하부 용기(212)로부터 언로딩하기 위해 상기 보울(256)은 별도의 상하 구동부에 의해 상하 이동할 수 있다. Meanwhile, in order to load the substrate S into the
상기 초임계 유체부(260)는 상기 상부 용기(214)와 연결되며, 상기 내부 공간으로 상기 기판(S)을 건조하기 위한 초임계 유체를 공급 및 배출한다. The
상기 초임계 유체는 임계온도(Tc) 및 임계압력(Pc) 이상의 영역에 있는 유체로서 기체와 액체의 구별이 모호해져 임계압력 이상의 압력을 가하여도 액화가 되지 않는 비응축성 특성을 가진다. 즉, 초임계 유체의 물성은 액체적인 성질과 기체적인 성질을 모두 가지고 있어서, 기체와 같은 확산도와 점성, 액체와 같은 용해능력을 가지고 있다. 상기 초임계 유체의 예로는 초임계 이산화탄소, 초임계 산소, 초임계 아르곤, 초임계 크립톤, 초임계 제논, 초임계 암모니아 등을 들 수 있다. The supercritical fluid has a non-condensing characteristic that does not liquefy even when a pressure above the critical pressure is applied because the distinction between the gas and the liquid is ambiguous as a fluid in a region above the critical temperature Tc and the critical pressure Pc. That is, the physical properties of the supercritical fluid have both liquid and gaseous properties, and thus have the same diffusivity and viscosity as gas and dissolution ability as liquid. Examples of the supercritical fluid include supercritical carbon dioxide, supercritical oxygen, supercritical argon, supercritical krypton, supercritical xenon, supercritical ammonia, and the like.
참고적으로, 초임계 이산화탄소는 임계온도가 31℃ 이고, 임계압력이 72.8 기압(atm) 정도로서 임계영역(35℃, 75atm)에서의 점성은 0.03cP, 표면장력은 0 dyne(S)/cm, 밀도는 300kg/㎥의 물성을 가진다.For reference, the supercritical carbon dioxide has a critical temperature of 31 ° C., a critical pressure of 72.8 atm, and a viscosity of 0.03 cP and a surface tension of 0 dyne (S) / cm in the critical region (35 ° C., 75 atm). Density has physical properties of 300 kg / m 3.
상기 초임계 유체부(260)는 공급관(262), 배출관(264), 제1 밸브(266) 및 제2 밸브(268)를 포함한다. The
상기 공급관(262) 및 상기 배출관(264)은 각각 상기 상부 용기(214)를 관통하여 상기 제2 홈(214a)과 연통한다. 예를 들면, 상기 공급관(262)은 상기 상부 용기(214)의 일측면에 배치되고, 상기 배출관(264)은 상기 일측면과 반대되는 상기 상부 용기(214)의 타측면에 배치된다. The
상기 공급관(262)은 상기 초임계 유체를 상기 내부 공간으로 공급한다. 상기 내부 공간으로 공급된 상기 초임계 유체는 상기 기판(S) 표면의 약액을 치환하여 상기 기판(S)을 건조한다. 상기 배출관(262)은 상기 초임계 유체를 상기 내부 공간으로부터 배출한다. The
상기 제1 밸브(266)는 상기 공급관(262) 상에 배치되며, 상기 공급관(262)을 개폐하여 상기 초임계 유체의 공급을 조절한다. 상기 제2 밸브(268)는 상기 배출관(264) 상에 배치되며, 상기 배출관(262)을 개폐하여 상기 초임계 유체의 배출을 조절한다. 일 예로, 상기 제1 밸브(266)와 상기 제2 밸브(268)는 동시에 개폐될 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 밸브(266)와 상기 제2 밸브(268)는 순차적으로 개폐될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 밸브(266)가 개방된 후 상기 제2 밸브가(268)가 개방되고, 상기 제1 밸브(266)가 차단된 후 상기 제2 밸브가(268)가 차단될 수 있다.The
상기 보호 부재(270)는 상기 하부 용기(212) 및 상기 상부 용기(214)의 표면에 구비된다. 예를 들면, 상기 보호 부재(270)는 상기 하부 용기(212)의 상부면 및 상기 상부 용기(214)의 하부면에 각각 구비될 수 있다. The
일 예로, 상기 보호 부재(270)는 상기 상부 및 하부 용기들(210, 120)에 착탈가능한 재킷(jacket)일 수 있다. 상기 재킷이 탈착 가능하므로, 상기 재킷의 주기적인 교체가 용이하다. For example, the
다른 예로, 상기 보호 부재(270)는 상기 상부 및 하부 용기들(210, 120) 표면에 형성되는 코팅막일 수 있다. 상기 코팅막은 주기적인 교체없이 반영구적으로 사용할 수 있다. As another example, the
상기 보호 부재(270)는 상기 약액에 대해 내화학성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 내화학성 재질의 예로는 테프론을 들 수 있다.The
따라서, 상기 보호 부재(270)는 상기 약액에 의해 상기 상부 및 하부 용기들(210, 120)이 손상되는 것을 방지한다. Accordingly, the
상기 기판 처리 장치(200)는 상기 하부 용기(212)를 개방하여 상기 기판(S)에 대한 약액 처리 공정을 수행하고, 상기 하부 용기(212)를 상기 상부 용기(214)와 결합하여 상기 기판(S)에 대한 건조 공정을 수행할 수 있다. 상기 기판(S)의 이동없이 상기 기판 처리 장치(200)에서 상기 약액 처리 공정 및 상기 건조 공정을 연속적으로 수행할 수 있다. 따라서, 상기 기판 처리 장치(200)를 이용한 기판 처리 공정 시간을 단축할 수 있고, 상기 기판 처리 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. The
또한, 상기 기판 처리 장치(200)는 상기 밀봉 유닛(220)을 이용하여 상기 압력 용기(210)의 압력 누설을 방지할 수 있다. 또한, 상기 변형된 밀봉 부재의 형상을 복원할 수 있으므로, 상기 밀봉 부재(221)의 교체를 위해 상기 기판 처리 장치(200)를 중단할 필요가 없다. 따라서, 상기 기판 처리 장치(200)의 중단을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the
이하에서는 상기 기판 처리 장치(200)를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.Hereinafter, cross-sectional views for describing a substrate processing method using the
우선, 수직 구동부(240)의 구동에 따라 상부 용기(214)가 상방으로 이동하여 상기 상부 용기(214)와 하부 용기(212)가 이격된다. 이때, 보울(256)은 상기 하부 용기(212)의 상부면보다 낮게 위치한 상태이다. 이송암(미도시)이 기판(S)을 상기 하부 용기(212)의 상부면으로 로딩한다. 상기 기판(S)은 상기 하부 용기(212)에 의해 지지되면서 고정된다. First, the
상기 수평 구동부(254)의 구동에 따라 노즐(252)이 상기 하부 용기(212)에 지지된 기판(S)의 상방으로 이동한다. 보울(256)이 상기 하부 용기(212)의 상부면보다 높도록 상방으로 이동한다. The
회전 구동부(230)의 구동에 따라 상기 하부 용기(212) 및 상기 기판(S)이 회전하고, 상기 노즐(252)이 상기 회전하는 기판(S)으로 약액을 분사하여 상기 기판(S)에 대한 약액 처리 공정을 수행한다. 상기 노즐(252)은 상기 기판(S)으로 상기 기판(S)을 식각하기 위한 식각액을 분사하거나, 상기 기판(S)을 세정하기 위한 세정액을 분사할 수 있다. 또한, 상기 노즐(252)은 상기 식각액과 상기 세정액을 순차적으로 분사할 수 있다. 상기 기판(S)이 회전하므로 상기 노즐(252)에서 분사된 약액이 상기 기판(S)으로 균일하게 제공될 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)이 균일하게 식각되거나 세정될 수 있다.The
상기 기판(S)에 대한 약액 처리 공정이 완료되면, 상기 하부 용기(212)의 회전과 상기 노즐(252)의 분사를 중단한다. When the chemical liquid treatment process for the substrate S is completed, the rotation of the
상기 보울(256)이 상기 하부 용기(212)의 상부면보다 낮도록 하방으로 다시 이동한 상태에서 상기 수평 구동부(254)의 구동에 따라 노즐(252)이 상기 하부 용 기(212)에 지지된 기판(S)의 상방에서 상기 하부 용기(212)의 일측 상방으로 이동한다. A substrate in which the
다음으로, 상기 수직 구동부(240)의 구동에 따라 상부 용기(214)가 하방으로 이동하여 상기 상부 용기(214)와 하부 용기(212)가 결합한다. 상기 상부 및 하부 용기들(210, 120)의 결합에 따라 상기 상부 및 하부 용기들(210, 120) 사이에 상기 기판(S)을 수용하는 내부 공간이 형성된다. Next, the
상기 하부 용기(212)와 상기 상부 용기(214)가 결합될 때 또는 상기 하부 용기(212)와 상기 상부 용기(214)가 결합된 후, 상기 압력 조절부(225)는 상기 유체를 상기 밀봉 부재(221)의 내부 공간으로 공급한다. 상기 유체의 압력으로 인해 상기 밀봉 부재(221)가 형상을 유지하거나 변형된 밀봉 부재(221)의 형상이 복원된다. 따라서, 상기 하부 용기(212)와 상기 상부 용기(214) 사이로 압력이 누설되는 것을 방지할 수 있다. When the
다음으로, 제1 밸브(266) 및 제2 밸브(268)를 개방하여 공급관(262)을 통해 초임계 유체를 상기 내부 공간으로 공급하고 배출관(264)을 통해 상기 초임계 유체를 배출한다. 상기 내부 공간으로 공급된 상기 초임계 유체는 상기 기판(S) 표면의 약액을 치환하여 상기 기판(S)을 건조한다.Next, the
상기 기판(S)에 대한 건조 공정이 완료되면, 상기 제1 밸브(266) 및 제2 밸브(268)를 차단하여 공급관(262)을 통해 상기 초임계 유체의 공급과 상기 배출관(264)을 통한 상기 초임계 유체의 배출을 중단한다. When the drying process for the substrate S is completed, the
상기 제1 밸브(266)와 상기 제2 밸브(268)는 동시에 개폐될 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 밸브(266)와 상기 제2 밸브(268)는 순차적으로 개폐될 수 있다.The
상기 수직 구동부(240)의 구동에 따라 상부 용기(214)가 상방으로 이동하여 상기 상부 용기(214)와 하부 용기(212)가 이격된다. The
상기 하부 용기(212)와 상기 상부 용기(214)가 분리될 때 또는 상기 하부 용기(212)와 상기 상부 용기(214)가 분리된 후, 상기 압력 조절부(225)는 상기 유체를 상기 밀봉 부재(221)의 내부 공간으로부터 배출한다. When the
다음으로, 상기 하부 용기(212)가 상기 기판(S)의 고정을 해제하고, 상기 이송암이 상기 건조 공정이 완료된 기판(S)을 상기 하부 용기(212)의 상부면으로부터 언로딩한다. Next, the
이후, 상기 새로운 기판(S)에 대해 상기 공정들을 반복한다. Thereafter, the processes are repeated for the new substrate S.
상기와 같은 기판 처리 방법은 상기 기판(S)의 이송 공정없이 상기 기판(S)에 대한 상기 약액 처리 공정 및 상기 건조 공정을 연속적으로 수행할 수 있다. 따라서, 상기 기판 처리 공정에 소요되는 시간을 단축하여 상기 기판 처리 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. The substrate treating method as described above may continuously perform the chemical liquid treatment process and the drying process on the substrate S without the transfer process of the substrate S. Therefore, it is possible to shorten the time required for the substrate processing process to improve the productivity of the substrate processing process.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 밀봉 유닛은 밀봉 부재의 내부 공간으로 공급되는 유체를 이용하여 상기 밀봉 부재의 형상을 일정하게 유지하거나, 변형된 밀봉 부재의 형상을 원래대로 복원할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 유닛은 상기 압력 용기의 누설을 효과적으로 방지할 수 있다. As described above, the sealing unit according to the present invention can maintain a constant shape of the sealing member or restore the shape of the deformed sealing member by using a fluid supplied to the inner space of the sealing member. Thus, the sealing unit can effectively prevent leakage of the pressure vessel.
또한, 상기 변형된 밀봉 부재의 형상을 복원할 수 있으므로, 상기 밀봉 부재 의 교체를 위해 압력 용기를 이용하는 건조 공정의 중단을 방지할 수 있다. 그러므로, 상기 건조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the shape of the deformed sealing member can be restored, interruption of the drying process using the pressure vessel for replacing the sealing member can be prevented. Therefore, productivity of the said drying process can be improved.
그리고, 상기 밀봉 유닛을 포함하는 기판 처리 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. And the reliability of the substrate processing apparatus containing the said sealing unit can be improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 유닛을 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a sealing unit according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 밀봉 부재가 변형된 상태를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view for describing a state in which the sealing member illustrated in FIG. 1 is deformed.
도 3은 도 1에 도시된 밀봉 유닛을 갖는 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view for explaining a substrate processing apparatus having the sealing unit shown in FIG. 1.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 하부 용기 12 : 홈10: lower container 12: groove
20 : 상부 용기 100 : 밀봉 유닛20: upper container 100: sealing unit
110 : 밀봉 부재 112 : 수지 부재110: sealing member 112: resin member
114 : 금속 부재 120 : 압력 조절부114: metal member 120: pressure regulator
122 : 유체 탱크 124 : 공급 라인122: fluid tank 124: supply line
200 : 기판 처리 장치 210 : 압력 용기200: substrate processing apparatus 210: pressure vessel
220 : 밀봉 유닛 230 : 회전 구동부220: sealing unit 230: rotary drive unit
240 : 수직 구동부 250 : 임계 유체부240: vertical drive portion 250: critical fluid portion
260 : 약액 공급부 270 : 보호부재260: chemical supply portion 270: protective member
S : 기판S: Substrate
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