KR101395220B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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조원필
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 약액 공급 장치에 관한 것이다. 본 발명은 상기 기판 처리 유닛에 약액을 공급하는 약액 공급 장치를 포함하되, 상기 약액 공급 장치는, 제1,2약액 소스부; 상기 제1,2약액 소스부로부터 제1,2약액을 공급받아 혼합하는 용기인 복수 개의 약액 탱크; 상기 복수 개의 약액 탱크로부터 혼합된 고온의 약액을 공급받아 저장하는 그리고 저장된 고온의 약액을 상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 공급하기 위한 메인 탱크; 상기 제1,2약액 소스부로부터 상기 복수개의 약액 탱크로 제1,2약액을 공급하는 제1,2메인 약액 공급라인; 및 상기 복수개의 약액 탱크에서 혼합되어 있는 혼합 약액의 농도 변화를 보상하기 위해 상기 약액 소스부로부터 상기 복수개의 약액 탱크로 농도보정을 위한 약액을 공급하는 제1,2 보충 약액 공급라인을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판을 처리하는 약액의 공급 장치에 관한 것이다.
기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 반도체 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미친다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다. 이러한 이물질을 제거를 위한 공정으로는 순수(Deionize Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정 공정이 있다.
약액을 이용한 세정의 경우에는 일반적으로 산화성의 산이 사용된다. 특히, 황산(H2SO4), 과산화 수소(H2O2)를 혼합한 약액이 기판 세정 공정을 위한 약액으로 사용된다.
본 발명은 혼합 약액의 재사용에 따른 농도 변화를 보상할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 혼합 약액의 과산화수소 농도를 일정하게 유지할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 기판을 처리하는 기판 처리 유닛에 약액을 공급하는 장치는 제1,2약액 소스부; 상기 제1,2약액 소스부로부터 제1,2약액을 공급받아 혼합하는 용기인 복수 개의 약액 탱크; 상기 복수 개의 약액 탱크로부터 혼합된 고온의 약액을 공급받아 저장하는 그리고 저장된 고온의 약액을 상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 공급하기 위한 메인 탱크; 상기 제1,2약액 소스부로부터 상기 복수개의 약액 탱크로 제1,2약액을 공급하는 제1,2메인 약액 공급라인; 및 상기 복수개의 약액 탱크에서 혼합되어 있는 혼합 약액의 농도 변화를 보상하기 위해 상기 약액 소스부로부터 상기 복수개의 약액 탱크로 농도보정을 위한 약액을 공급하는 제1,2 보충 약액 공급라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 약액 공급 장치는 상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 공급된 혼합 약액의 농도 변화를 보상하기 위해 상기 제2약액 소스부로부터 상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 제2약액을 공급하는 제3보충 약액 공급라인을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1약액은 황산(H2SO4)이고 상기 제2약액은 과산화 수소(H2O2)이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수개의 약액 탱크에서는 리사이클된 혼합약액과 순수 혼합된 약액을 번갈아 가며 상기 메인 탱크에 공급한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 혼합 약액을 공정 진행후 재사용시, 혼합약액의 과산화수소 농도가 점점 낮아지는 현상을 보정하기 위하여 노즐 유닛에 과산화수소를 추가 공급한다.
본 발명에 의하면, 황산과 과산화수소를 혼합하는 과정에서 과산화수소의 농도가 점점 낮아지는 것을 제2 보충 약액 공급라인을 통해 추가 공급함으로써 농도를 유지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 혼합 약액이 토출되는 노즐 유닛에 과산화수소를 추가 공급함으로써 과산화수소의 농도가 낮아지는 것을 보상해줄 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 공정 챔버와 기판 처리 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 3은 공정 챔버와 기판 처리 유닛를 나타낸 단면도이다.
도 4는 약액 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제 2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 정의한다.
인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함한다.
4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.
인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다.
버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다.
메인 이송 로봇(30)은 이동 통로(40)에 설치되며, 각 기판 처리 장치(1)들 및 버퍼부(20) 간에 기판을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 기판 처리 장치(1)로 이송하거나, 각 기판 처리 장치(1)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다.
이동 통로(40)는 처리부 내의 제 1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(1)들이 서로 마주보며 제 1 방향을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(1)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.
기판 처리 장치(1)는 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 시스템(1000)은 상하층으로 된 다수개의 기판 처리 장치(1)를 구비하나, 기판 처리 장치(1)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 기판 처리 장치(1)는 독립적인 하우징으로 구성되며, 이에 각각의 기판 처리 장치 내에서는 독립적인 형태로 기판을 처리하는 공정이 이루어질 수 있다.
아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액(오존수 포함), 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스(IPA가 포함된 가스)와 같은 처리유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다. 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다. 도 2에서는 도면 편의상 고정 노즐 부재를 생략하였다.
본 실시예에서는 매엽식 기판 처리 장치(1)가 처리하는 기판으로 반도체 기판를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치(1)는 다양한 처리유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(700), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 이동 노즐 부재(300), 고정 노즐(500) 및 배기부재(400)를 포함한다.
챔버(700)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(710)이 설치된다. 팬필터유닛(710)은 챔버(700) 내부에 수직기류를 발생시킨다.
팬필터유닛(710)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 챔버 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터 유닛(710)을 통과하여 챔버 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 처리 용기(100)의 흡입덕트들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 고청정도를 유지하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(700)는 수평 격벽(714)에 의해 공정 영역(716)과 유지보수 영역(718)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(718)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 서브배기라인(410) 이외에도 승강유닛의 구동부과, 이동 노즐 부재(300)의 노즐유닛(310)들과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(718)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지부재(200)가 위치된다. 기판 지지부재(200)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판를 회전시킨다.
처리 용기(100)는 스핀헤드(210)가 위치되는 상부공간(132a)과, 상부공간(132a)과는 스핀헤드(210)에 의해 구분되며 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다.
환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.
구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.
제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(210)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다.
승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 기판 처리장치(1)는 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 기판 처리장치(1)는 기판 지지부재(200)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.
기판 지지 부재(200)는 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부 면을 갖는 스핀헤드(210)를 가지며, 스핀헤드(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척킹 핀(214)들을 가진다. 지지 핀(212)들은 스핀헤드(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 스핀헤드(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)들의 외 측에는 척킹 핀(214)들이 각각 배치되며, 척킹 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
스핀헤드(210)의 하부에는 스핀헤드(210)를 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부(230)에 의해 회전한다. 구동부(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 스핀헤드(210) 및 기판(W)이 회전한다.
배기부재(400)는 공정시 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 흡입덕트에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다. 배기부재(400)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브배기라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브배기라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인(팹)의 바닥 공간에 매설된 메인배기라인과 연결된다.
고정 노즐(500)들은 처리 용기(100) 상단에 설치된다. 고정 노즐(500)은 스핀헤드(210)에 놓여진 기판(W)으로 처리유체를 분사한다. 고정 노즐(500)은 기판의 처리 위치에 따라 분사 각도 조절이 가능하다.
이동 분사 부재(300)는 처리 용기(100)의 외측에 위치되며, 이동 분사 부재(300)는 기판(w)을 세정 또는 식각하기 위한 처리유체를 기판 지지부재(200)에 고정된 기판(w)으로 공급한다. 이동 분사 부재(300)는 지지축(302), 구동기(303), 노즐 지지대(304) 그리고 노즐유닛(310)을 포함한다.
지지축(302)은 그 길이 방향이 제 3 방향으로 제공되며, 지지축(302)의 하단은 구동기(303)와 결합된다. 구동기(303)는 지지축(302)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(304)는 구동기(303)와 결합된 지지축(302)의 끝단의 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐유닛(310)은 노즐 지지대(304)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐 유닛(310)은 구동기(303)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐 유닛(310)이 기판의 중심 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐 유닛(310)이 기판의 상부로부터 벗어난 위치이다.
기판 처리 공정에 사용되는 처리유체는 불산(HF), 황산(H3SO4), 과산화수소(H2O2), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 오존수, 그리고 SC-1 용액(수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 린스액으로는 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용될 수 있고, 건조 가스로는 이소프로필 알코올 가스(IPA:Isopropyl alcohol gas)가 사용될 수 있다.
도 4는 약액 공급 장치(800)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 약액 공급 장치(800)는 기판 처리 장치(1)의 노즐유닛(310)으로 고온의 약액을 공급한다. 약액 공급 장치(800)는 회수 부재(810), 약액 소스부(820), 제 1 공급 유닛(830), 제 2 공급 유닛(850), 메인 공급 유닛 (870),분배 부재(890) 및 배출 부재(880)를 포함한다.
회수 부재(810)는 회수 공급 라인(812), 회수 탱크(814) 및 재사용 공급 라인(816)을 포함한다.
회수 공급 라인(812)은 기판 처리 장치(1)에서 사용된 약액을 회수 탱크(814)로 회수하는 연결 부재이다. 회수 공급 라인(812)은 기판 처리 장치(1)의 처리용기(100)의 배출라인(141,143,145)과 연결된다. 회수 공급 라인(812) 상에는 필터와 펌프가 설치된다. 기판 처리 장치(1)에서 사용된 약액은 회수 공급 라이인(812) 상의 필터를 통과하면서 이물질이 필터링되고 펌프에 의해 가압되어 회수 탱크(814)로 회수된다.
회수 탱크(814)는 회수 공급 라인(812)을 통해 회수된 약액을 재사용할 수 있도록 저장하는 탱크이다. 회수 탱크(814)는 레벨 센서(813)와 순환 라인(815)을 포함한다. 레벨 센서(813)는 회수 탱크(814)의 회수된 약액의 수위를 감지한다. 순환 라인(815)은 회수 탱크(814)의 저장된 약액을 순환시킨다. 순환 라인(815) 상에는 펌프가 설치된다.
재사용 공급 라인(816)은 회수 탱크(814)에 저장된 약액을 제 1 공급 유닛(830)의 제 1 탱크(832)에 공급하는 연결 부재이다.
약액 소스부(820)는 제 1 약액 소스부(820a)와 제 2 약액 소스부(820b)로 나눈다. 제 1 약액 소스부(820a)의 약액은 황산(H2SO4)일 수 있으며, 제 2 약액 소스부(820b)의 약액은 과산화수소(H2O2)일 수 있다.
제 1 약액 소스부(820a)는 제 1 약액 공급원(821a)과 제 1 메인 약액 공급 라인(822a) 그리고 제 1 메인 약액 공급라인으로부터 분기되고 제1메인 약액 공급라인보다는 직경이 작은 배관으로 이루어지는 제1보충 약액 공급라인(823a)을 포함하며, 제 2 약액 소스부(820b)는 제 2 약액 공급원(821b)과 제 2 약액 공급 라인(822b), 제 2 메인 약액 공급라인으로부터 분기되고 제2메인 약액 공급라인보다는 직경이 작은 배관으로 이루어지는 제2보충 약액 공급라인(823b) 그리고 제 2 메인 약액 공급라인으로부터 분기되고 제2메인 약액 공급라인보다는 직경이 작은 배관으로 이루어지며 노즐 유닛(310)으로 제2약액을 공급하는 제3보충 약액 공급라인(824)를 포함한다. 제 1 메인 약액 공급 라인(822a)과 제 2 메인 약액 공급 라인(823a)의 배관이 큰 이유는 신속하게 약액을 탱크로 공급하기 위함이고, 제1,2,3보충 약액 공급라인(823a.823b,824)의 배관이 작은 이유는 탱크 내부에 혼합된 약액의 농도 변화량 만큼 소량의 약액을 공급하기 용이하기 때문이다.
제 1 약액 공급원(821a)과 제 2 약액 공급원(821b)은 제 1 메인 약액 공급 라인(822a)과 제 2 메인 약액 공급 라인(823a)을 통해 제 1, 제 2 공급 유닛(830,850)의 제 1, 제 2 탱크(832,852)에 약액을 공급한다. 즉, 약액 소스부(820)는 제 1, 제 2 탱크(832,852)에 제1약액과 제2약액을 채울때에는 제 1 메인 약액 공급 라인(822a)과 제 2 메인 약액 공급 라인(823a)을 통해 제1,2약액을 공급받는다. 하지만, 약액 소스부(820)는 제 1, 제 2 탱크(832,852)에 회수 탱크(814)로부터 회수된 혼합약액을 공급받는 경우 혼합 약액의 농도 변화가 발생되고, 제 1, 제 2 탱크(832,852)에 혼합된 약액이 순환라인을 통해 순환 순환하는 과정에서도 농도 변화가 발생되는데, 이경우에는 제 1 메인 약액 공급 라인(822a)과 제 2 메인 약액 공급 라인(823a)이 아닌 제1,2보충 약액 공급라인(823a.823b)을 통해 농도 보정을 위한 소량의 약액을 공급받는다. 도시하지 않았지만 혼합 약액의 농도 체크를 위해 제 1, 제 2 탱크(832,852)에는 농도측정센서가 설치되어 있다.
한편, 제3보충 약액 공급라인(824)은 제2메인 약액 공급라인(822b)으로부터 분기되어 노즐 유닛(310)으로 제2약액을 공급하게 되는데, 이때 제3보충 약액 공급라인(824)은 노즐 유닛(310)으로 공급되는 혼합된 약액의 과산화수소의 농도 변화량에 따라 약액을 추가 공급하여 혼합 약액의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
제 1 공급 유닛(830)은 제 1 탱크(832) 및 제 1 연결 라인(834)을 포함한다.
제 1 탱크(832)는 회수 탱크(814)로부터 약액을 공급받거나 약액 소스부(820)로부터 약액을 공급받아 저장하는 탱크이다. 제 1 탱크(832)는 레벨 센서(833)와 순환 라인(835)을 포함한다. 레벨 센서(833)는 제 1 탱크(832) 내의 약액의 수위를 감지한다. 순환 라인(835)은 제 1 탱크(832) 내의 약액을 순환시키는 연결 부재이다. 순환 라인(835)상에 펌프, 히터, 압력계, 필터, 유량계 및 밸브가 설치된다. 제 1 탱크(832)는 메인 공급 유닛(870)의 메인 탱크(872)로 약액을 공급하는 주탱크이다. 제 1 탱크(832)는 메인 공급 유닛(870)의 메인 탱크(872)로 약액을 공급하기 전에 약액의 농도와 온도를 보정한다. 기판 처리 장치(1)에서 사용된 약액이 회수 탱크(814)를 거쳐 제 1 탱크(832)로 공급되는 경우, 약액의 농도와 온도가 설정된 기준에 미달되는 경우가 발생한다. 이 때, 제 1 탱크(832)는 약액의 농도를 보정하기 위해 약액 소스부(820)로부터 약액을 공급받으며, 약액을 순환 라인(835) 상의 가열기를 거쳐 온도를 보정한다.
제 1 연결 라인(834)은 제 1 탱크(832)에 저장된 약액을 메인 공급 유닛(870)의 메인 탱크(872)에 공급하는 연결부재이다.
제 2 공급 유닛(850)은 제 2 탱크(852) 및 제 2 연결 라인(854)을 포함한다.
제 2 탱크(852)는 약액 소스부(820)로부터 공급된 약액을 저장하는 탱크이다. 제 2 탱크(852)는 레벨 센서(853)와 순환 라인(855)을 포함한다. 레벨 센서(853)는 제 2 탱크(852) 내의 약액 수위를 감지한다. 순환 라인(855)은 제 2 탱크(852) 내의 약액을 순환시키는 연결 부재이다. 순환 라인(855) 상에는 펌프, 히터, 압력계, 필터, 유량계 및 밸브가 설치된다. 제 2 탱크(852)는 제 1 탱크(832)의 보조 탱크로서, 제 1 탱크(832)가 약액을 교환하거나 제 1 탱크(832)의 하자가 발생한 경우에 메인 공급 장치(870)의 메인 탱크(872)로 약액을 공급한다.
제 2 연결 라인(854)은 제 2 탱크(852)에 저장된 약액을 메인 공급 유닛(870)의 메인 탱크(872)로 공급하는 연결 부재이다.
메인 공급 유닛(870)은 메인 탱크(872)와 메인탱크(872)를 예열하기 위한 예열 부재(840)를 포함한다.
메인 탱크(872)는 제 1 및 제 2 탱크(832,852)로부터 공급된 약액을 저장하는 탱크이다. 메인 탱크(872)는 레벨 센서(미도시됨)와 순환 라인(875)을 포함한다. 레벨 센서(873)는 메인 탱크(872) 내의 약액 수위를 감지한다. 순환 라인(875)은 메인 탱크(872)의 약액을 순환시키는 연결 부재이다. 순환 라인(875) 상에는 펌프, 히터, 압력계, 필터, 유량계 및 밸브를 포함한다. 메인 탱크(872)는 기판 처리 장치(1)로 약액을 공급하는 약액 공급 장치(800)의 최종 단계 탱크이다.
분배 부재(890)는 메인 탱크(872)로부터 약액을 공급받고 약액을 기판 처리 장치(1)에 분배한다. 분배 부재(890)는 분배기(892)와 분배 라인(894)을 포함한다.
분배기(892)는 메인 탱크(872)로부터 약액을 공급받아 이를 수용한다. 분배 라인(894)은 복수 개가 구비될 수 있으며, 각각의 분배 라인(894)은 분배기(892)로부터 기판 처리 장치(1)의 노즐 유닛(310)으로 약액을 공급한다.
배출 부재(880)는 제 1, 제 2 탱크(832,852), 제 1, 제 2 및 메인 탱크(832,852,872)에 포함된 순환 라인(835,855,875) 및 제 1, 제 2 및 메인 탱크를 담고 있는 바닥 용기에 각각 연결된 배출 라인(881)을 포함한다. 배출라인(881)은 버퍼 탱크(882)를 거쳐 외부로 배출된다.
상기에서 설명한 것처럼, 약액 공급 장치(800)는 약액 소스부(820)로부터 공급된 약액과 기판 처리 장치(1)에서 사용된 약액을 복수 개의 탱크(814,832,852,872)에 저장하고 이를 거쳐 기판 처리 장치(1)에 공급하는 장치이며, 기판 처리 장치(1)로 공급될 고온의 약액이 저장되는 메인 탱크(872)는 예열부재(840)에 의해 90℃ 고온으로 예열된 상태에서 고온(170℃~190℃)의 약액을 공급받는다.
약액 공급 장치(800)를 이용한 약액의 공급 및 재사용 시스템에 대하여 설명한다. 약액 공급 및 재사용 시스템은 시스템 대기 단계, 시스템 진행 단계, 약액 교환 단계로 나뉜다. 시스템 대기 단계는 약액을 기판 처리 장치(1)에 공급하기 전에 비워진 제 1, 제 2 및 메인 탱크(832,852,872)에 약액을 저장하는 단계를 말한다. 시스템 진행 단계는 시스템을 작동시킨 후 약액을 기판 처리 장치(1)에 공급하고 사용된 약액을 회수하는 단계를 말한다. 시스템 진행 단계는 2 단계로 나눠 진행된다. 약액 교환 단계는 기판 처리 장치(1)에서 사용된 약액을 배출하고 새로운 약액을 공급하는 단계를 말한다. 이때, 약액을 저장하는 복수 개의 탱크(814,832,852,872)들은 약액이 탱크에 가득 채워진 수위를 기준으로 HH레벨, H 레벨, MR 레벨, M 레벨, L 레벨, LL 레벨로 나뉠 수 있다.
상기에서 설명한 약액 공급, 재사용 및 교환 시스템은 기판 세정 공정 뿐만 아니라 약액을 사용하여 기판을 처리하는 공정에도 사용될 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.
800 : 약액 공급 장치 810 : 회수 부재
820 : 약액 소스부 830 : 제 1 공급 유닛
840 : 예열 부재 850 : 제 2 공급 유닛
870 : 메인 공급 유닛 890 : 분배 부재

Claims (6)

  1. 하우징, 스핀 헤드, 승강 유닛, 분사 부재 및 배기 부재를 포함하는 기판 처리 유닛에 있어서,
    상기 기판 처리 유닛에 약액을 공급하는 약액 공급 장치를 포함하되, 상기 약액 공급 장치는,
    제1,2약액 소스부;
    상기 제1,2약액 소스부로부터 제1,2약액을 공급받아 혼합하는 복수 개의 약액 탱크;
    상기 복수 개의 약액 탱크로부터 혼합된 고온의 약액을 공급받아 저장하는 그리고 저장된 고온의 약액을 상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 공급하기 위한 메인 탱크;
    상기 제1,2약액 소스부로부터 상기 복수개의 약액 탱크로 제1,2약액을 공급하는 제1,2메인 약액 공급라인;
    상기 복수개의 약액 탱크에서 혼합되어 있는 혼합 약액의 농도 변화를 보상하기 위해 상기 약액 소스부로부터 상기 복수개의 약액 탱크로 농도보정을 위한 약액을 공급하는 제1,2 보충 약액 공급라인; 및
    상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 공급된 혼합 약액의 농도 변화를 보상하기 위해 상기 제2약액 소스부로부터 상기 기판 처리 유닛의 노즐 유닛으로 제2약액을 공급하는 제3보충 약액 공급라인을 포함하고,
    상기 제1보충 약액 공급라인은
    상기 제1메인 약액 공급라인으로부터 분기되고,
    상기 제2보충 약액 공급라인은
    상기 제2메인 약액 공급라인으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2약액은 과산화수소인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1,2 보충 약액 공급라인은
    상기 제1,2메인 약액 공급라인의 직경보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 공급 장치는
    상기 기판 처리 유닛에서 사용된 약액을 회수하는 회수 탱크를 더 포함하고,
    상기 회수 탱크는 상기 복수 개의 약액 탱크중 어느 하나의 약액 탱크에 회수된 약액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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