KR101430750B1 - 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 기판을 수용하고, 처리 유체로 상기 기판을 처리하는 처리실; 처리실로 처리 유체를 공급하는 공급 유닛을 포함하되, 공급 유닛은, 리 유체가 공급되는 공급 라인; 공급 라인 상에 설치되어 처리 유체를 1차 가열하는 예비 히터; 예비히터의 하류에서 공급 라인 상에 설치되어 처리 유체를 2차 가열하는 메인 히터; 예비히터를 우회하도록 공급 라인에 연결되고, 제1밸브를 갖는 제1우회 라인; 예비히터와 메인 히터 또는 메인 히터를 우회하도록 공급 라인에 연결되고, 제2밸브를 갖는 제2우회 라인; 제1밸브 및 제2밸브를 제어하는 제어기를 포함하되; 제어기는 처리 유체의 일부가 제1우회 라인 및 제2우회라인으로 흐르도록 제1밸브와 제2밸브를 제어한다.

Description

기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법{Apparatus for Processing Substrate and method for supplying fluid of the same}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 다수의 약액들을 혼합하고, 그 혼합액의 온도를 조절하여 기판 처리에 사용하는 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 평판 디스플레이 소자, 또는 태양전지의 제조 공정은 박막 증착 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등을 통해 제조된다. 이러한, 제조 공정 중 식각 공정 및 세정 공정에서는 다양한 종류의 약액(Chemical)이 사용된다. 예를 들어, 다양한 종류의 처리액은 식각액, 현상액, 및 세정액 등이 될 수 있다.
식각 공정 또는 세정 공정에서는 다수의 약액들을 일정한 혼합 비율로 혼합한 처리액이 사용된다. 처리액은 별도의 약액 공급 장치에 의해 챔버(또는 처리실)로 공급된다. 약액 공급 장치는 2개의 탱크에서 처리액의 약액의 농도 및 온도를 해당 공정의 조건에 맞도록 조절한 후 공급한다.
종래의 약액 공급 장치는 사용하고자 하는 처리액의 농도 및 온도를 2개의 탱크에서 미리 준비하여 챔버에 공급하기 때문에 준비 시간이 필요하다. 또한, 하나의 온도가 정해지고 준비된 상태에서 처리액의 온도를 변경하고자 하면 준비 시간이 필요하다. 하나의 비율로 정해지고 준비된 상태에서 처리액의 농도를 변경하고자 하면 준비 시간이 필요하다.
이처럼, 약액 공급 장치에서 미리 준비된 처리액은 모든 챔버에 동일 조건으로 공급되기 때문에 챔버마다 처리액의 조건을 변경할 수 없다. 그리고, 사용 정도에 따라 라이프 타임에 제한을 받는다.
본 발명의 실시예들은 처리유체를 실시간으로 원하는 비율로 믹싱한 후 상온의 약액을 원하는 온도로 승온시켜 공급할 수 있는 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 각각의 챔버에 조건을 달리해가며 처리유체를 공급할 수 있는 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 실시간으로 처리 유체의 온도 및 유량을 가변할 수 있는 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 순간적으로 발생되는 온도 헌팅을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 처리유체가 토출되지 않더라도 노즐부까지의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 기판 처리 장치 및 이의 처리 유체 공급 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 수용하고, 처리 유체로 상기 기판을 처리하는 처리실; 상기 처리실로 상기 처리 유체를 공급하는 공급 유닛을 포함하되, 상기 공급 유닛은, 상기 처리 유체가 공급되는 공급 라인; 상기 공급 라인 상에 설치되어 상기 처리 유체를 1차 가열하는 예비 히터; 상기 예비히터의 하류에서 상기 공급 라인 상에 설치되어 상기 처리 유체를 2차 가열하는 메인 히터; 상기 예비히터를 우회하도록 상기 공급 라인에 연결되고, 제1밸브를 갖는 제1우회 라인; 및 상기 제1밸브를 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 예비히터와 상기 메인 히터 또는 상기 메인 히터를 우회하도록 상기 공급 라인에 연결되고, 상기 제어기에 의해 제어되는 제2밸브를 갖는 제2우회 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 히터의 하류에서 상기 예비 히터의 상류로 상기 처리 유체가 리턴되도록 상기 공급 라인에 연결되는 리턴 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 히터는 상기 처리 유체의 정밀한 온도 조절을 위해 중탕 히터일 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 공급라인상에 설치되고, 적어도 하나 이상의 약액 공급부로부터 약액을 공급받아 혼합한 처리유체를 상기 예비 히터로 공급하는 비율 조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 비율 조절부와 상기 약액 공급부를 연결하는 라인에는 약액의 유량을 제어하는 유량 제어기가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 약액 공급부로부터 약액을 공급받아 혼합하는 단계; 혼합된 처리유체가 예비 히터를 통과하면서 설정 온도에 근접한 온도로 1차 승온되는 단계; 및 1차 승온된 처리 유체가 메인 히터에서 상기 설정온도로 2차 승온되는 단계를 포함하되; 상기 예비 히터에서 오버 슈팅이 발생되면 상기 예비 히터를 우회하는 제1우회라인을 통해 상온의 처리유체 일부를 상기 1차 승온된 처리 유체와 혼합하는 처리 유체 공급 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 처리 유체 공급 방법은 상기 2차 승온 단계에서 상기 설정온도로 승온된 처리 유체의 온도를 실시간으로 낮추고자 하는 경우, 상기 예비 히터와 상기 메인 히터를 우회하는 제2우회라인을 통해 상온의 처리 유체의 일부를 상기 2차 승온된 처리 유체와 혼합할 수 있다.
또한, 상기 2차 승온 단계에서는 처리 유체의 온도를 정밀하게 가열하도록 중탕 히터로 가열할 수 있다.
본 발명에 의하면, 처리유체를 실시간으로 원하는 비율로 믹싱한 후 상온의 약액을 원하는 온도로 승온시켜 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 각각의 챔버에 처리 유체의 온도 조건을 달리해가며 처리유체를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 실시간으로 처리 유체의 온도 및 유량을 가변할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 순간적으로 발생되는 온도 헌팅을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 처리유체가 토출되지 않더라도 노즐부까지의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 기판 처리 장치 각각에 제공되는 처리 유체 공급 유닛을 보여주는 구성도이다.
도 4는 처리 유체 공급 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
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 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)가 배열된 방향을 제 1 방향(1)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향(1)의 수직인 방향을 제 2 방향(2)이라 하며, 제 1 방향(1)과 제 2 방향(2)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향(3)이라 정의한다.
인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향(1)의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 로드 포트(12) 및 이송 프레임(14)을 포함한다.
로드 포트(12)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(11)가 안착된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 장치(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(11)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다. 캐리어(11)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.
이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 공정 처리부(20)의 버퍼부(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(14)은 인덱스 레일(15) 및 인덱스 로봇(17)을 포함한다. 인덱스 레일(15) 상에 인덱스 로봇(17)이 안착된다. 인덱스 로봇(17)은 버퍼부(30)와 캐리어(11)간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 로봇(17)은 인덱스 레일(210)을 따라 제 2 방향으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.
공정 처리부(20)는 인덱스부(10)에 이웃하여 제 1 방향(1)을 따라 기판 처리 시스템(1000)의 후방에 배치된다. 공정 처리부(20)은 버퍼부(30), 이동 통로(40), 메인 이송 로봇(50) 그리고 기판 처리 장치(60)를 포함한다.
버퍼부(30)는 제 1 방향(1)을 따라 공정 처리부(20)의 전방에 배치된다. 버퍼부(30)는 기판 처리 장치(60)와 캐리어(11) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. 버퍼부(30)는 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제 3 방향(3)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다.
이동 통로(40)는 버퍼부(30)와 대응되게 배치된다. 이동 통로(40)는 그 길이방향이 제 1 방향(1)에 따라 나란하게 배치된다. 이동 통로(40)은 메인 이송 로봇(50)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(60)들이 서로 마주보며 제 1 방향(1)을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(50)이 제 1 방향(1)을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(60)의 상하층, 그리고 버퍼부(30)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.
메인 이송 로봇(50)은 이동 통로(40)에 설치되며, 기판 처리 장치(60) 및 버퍼부(30) 간에 또는 각 기판 처리 장치(60) 간에 기판(W)을 이송한다. 메인 이송 로봇(50)은 이동 통로(400)을 따라 제 2 방향(2)으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.
기판 처리 장치(60)는 복수개 제공되며, 제 2 방향(2)을 따라 이동 통로(30)을 중심으로 양측에 배치된다. 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 이동 통로(30)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이동 통로(30)의 일측에는 기판 처리 장치(60)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제 1 방향(1)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이고, B는 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이다. 이동 통로(30)의 일측에 기판 처리 장치(60)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 기판 처리 장치(60)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 기판 처리 장치(60)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(30)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(30)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(60)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(60)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 기판 처리 장치(60)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 기판 처리 장치(60)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 기판 처리 장치(60)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 기판 처리 장치(60)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(60)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송 챔버(240)의 일측에는 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공되고, 이송 챔버(240)의 타측에는 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송 챔버(240)의 양측에서 하층에는 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공되고, 상층에는 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공될 수 있다. 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)와 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다. 이와 달리, 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)와 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)는 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
도 2는 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 기판 처리 장치 각각에 제공되는 처리 유체 공급 유닛을 보여주는 구성도이다.
아래의 실시예에서는 처리 유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판으로 처리 유체를 공급하면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 기판 처리 장치(60)가 처리하는 기판으로 반도체 기판을 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(60)는 공정 챔버(700), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 분사 부재(300) 그리고 처리 유체 공급 유닛(800)을 포함한다.
공정 챔버(700)는 밀폐된 공간을 제공하며. 상부에는 팬 필터 유닛(710)이 설치된다. 팬 필터 유닛(710)은 공정 챔버(700) 내부에 수직 기류를 발생시킨다.
팬 필터 유닛(710)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 공정 챔버(700) 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터 유닛(710)을 통과하여 공정 챔버(700) 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 퓸(Fume)등 오염기체는 공기와 함께 처리 용기(100)의 회수 용기들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 청정도를 유지하게 된다.
공정 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 회수라인(141,145), 서브배기라인(410) 이외에도 분사 부재(300)의 분사 노즐(340)과 연결되는 처리 유체 공급 유닛(800) 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. 처리 용기(100)는 공정 공간 아래에 제2배기부재(400)와 연결되는 제2배기덕트(190)가 제공된다. 제2배기덕트(190)는 바닥면에 드레인 라인(192)이 제공된다.
처리 용기(100)는 회수통들(121,122,123)과 제1승강 부재(130)를 포함한다.
회수통(121,122,123)들은 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하기 위해 다단으로 배치된다. 각각의 회수통(121,122,123)은 공정에 사용된 처리 유체 중 서로 상이한 처리 유체를 회수할 수 있다.
제3고정 회수통(123)은 기판 지지부재(311)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제2고정 회수통(122)은 제3고정 회수통(123)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제1고정 회수통(121)은 제2고정 회수통(122)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제3고정 회수통(123)의 내측 공간(123a)은 제3고정 회수통(123)으로 약액과 기체가 유입되는 유입구로서 제공된다. 제3고정 회수통(123)과 제2고정 회수통(122)의 사이 공간(122a)은 제2고정 회수통(122)으로 약액과 기체가 유입되는 유입구로서 제공된다. 그리고, 제2고정 회수통(122)과 제1고정 회수통(121)의 사이 공간은 제1고정 회수통(121)으로 약액과 기체가 유입되는 유입구로서 제공된다.
본 실시예에서, 처리 용기는 3개의 고정 회수통을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 처리 용기는 2개의 고정 회수통 또는 3개 이상의 고정 회수통을 포함할 수 있다.
배기 부재(400)는 기판 처리 공정시 처리 용기(100) 내에 배기압력을 제공하기 위한 것이다. 제2배기부재(400)는 제2배기덕트(190)와 연결되는 서브 배기 라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브 배기 라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기 라인과 연결된다.
기판 지지부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판을 회전시킨다. 기판 지지부재(200)는 스핀 헤드(210), 지지축(220), 회전 구동부(230)을 포함한다. 스핀 헤드는 지지핀(212), 척핀(214)을 포함한다. 스핀 헤드(210)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 헤드(210)의 저면에는 회전 구동부(230)에 의해 회전가능한 지지축(220)이 고정결합된다.
분사 부재(300)는 처리 유체 공급 유닛으로부터 처리 유체를 공급받아 기판 지지부재(200)의 스핀헤드(210)에 놓인 기판의 처리면으로 처리 유체를 분사한다. 분사 부재(300)는 지지축(320), 구동기(310), 노즐 지지대(330) 그리고 분사 노즐(340)을 포함한다. 지지축(320)은 그 길이 방향이 제 3 방향(3)으로 제공되며, 지지축(320)의 하단은 구동기(310)와 결합된다. 구동기(310)는 지지축(320)을 회전 및 직선 운동시킨다. 노즐 지지대(330)는 지지축(320)에 결합되어 분사 노즐(340)을 기판 상부로 이동시키거나, 기판 상부에서 분사 노즐(340)이 처리 유체를 분사하면서 이동되도록 한다.
분사 노즐(340)은 노즐 지지대(330)의 끝단 저면에 설치된다. 분사 노즐(340)은 구동기(310)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 분사 노즐(340)이 처리 용기(100)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 분사 노즐(340)이 처리 용기(100)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 분사 노즐(340)은 처리 유체 공급 유닛(800)으로부터 공급된 처리유체를 분사한다. 또한, 분사 노즐(340)은 처리 유체 공급 유닛(800)에서 공급된 처리유체 외에 다른 처리유체를 직접 노즐로 공급받아 분사할 수 있다.
도 4는 처리 유체 공급 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4를 참조하면, 처리 유체 공급 유닛(800)은 비율 조절부(810), 공급 라인(820), 예비 히터(830), 메인 히터(840), 유량 조절부(850), 제1우회라인(862), 제2우회 라인(864), 리턴 라인(866) 그리고 제어기(890)를 포함한다.
비율 조절부(810)는 적어도 하나 이상의 약액 공급부로부터 약액을 공급받는다. 일 예로, 비율 조절부는 제1 및 제2 약액 공급부(802a, 802b)로부터 혼합하고자 하는 약액을 공급받을 수 있다. 제1 및 제2 약액 공급부(802a, 802b)와 비율 조절부(810)를 연결하는 라인(804)에는 약액의 유량을 제어하는 유량 제어기(808)가 설치될 수 있다. 유량 제어기(808)는 LFC(Liquid Flow controller)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 약액 공급부(802a, 802b)에서는 유량 제어기(808)에 의해 각 약액이 정해진 양만큼 소정 범위의 압력으로 공급될 수 있다.
즉, 다수의 약액은 유량 제어기(808)를 통해 그 양이 정밀하게 조절되어 혼합된 후 비율 조절부(810)를 인라인으로 통과하면서 한번 더 혼합된다. 따라서, 처리 유체 공급 유닛(800)은 약액을 혼합하기 위한 혼합 탱크를 구비하지 않아도 된다.
한편, 도 4에는 제1 약액 공급부(802a) 및 제2 약액 공급부(802b)만을 도시하였지만, 약액 공급부가 셋 이상일 수 있음을 물론이며, 이 중에 어느 하나는 순수 공급부(802c)일 수 있다. 순수를 사용하는 약액의 온도 조절은 핫순수(hot DIW)와 쿨순수(cool DIW)를 적정하게 혼합하여 원하는 온도를 1차적으로 맞춘 후 2차로 메인 히터에서 정밀하게 조절할 수 있다.
비율 조절부(810)에서 인라인으로 혼합된 혼합 약액(이하 처리 유체)은 처리 유체 사용부로 공급된다. 혼합 약액 사용부는 예를 들어, 공정 챔버, 분사 부재일 수 있으며, 처리 유체는 분사 노즐(340)을 통해 기판으로 공급될 수 있다.
한편, 비율 조절부(810)에서 혼합된 처리유체는 비율 조절부(810)와 연결된 농도계(미도시됨)에서 농도가 측정될 수 있다. 즉, 처리 유체의 농도는 비율 조절부(810)와 연결된 농도계에서 바로 측정이 가능하다.
비율 조절부(810)에서 혼합된 처리유체는 공급 라인(820)을 통해 분사 부재(340)로 공급된다.
공급 라인(820)에는 예비 히터(830)와 메인 히터(840) 그리고 유량 조절부(850)가 순차적으로 설치된다.
예비 히터(830)는 비율 조절부(810)와 메인 히터(840) 사이의 공급 라인(820) 상에 설치된다. 처리 유체는 예비 히터(830)를 통과하면서 원하는 온도(설정 온도)에 가장 근접한 온도로 1차 승온된다. 예비 히터(830)는 효율이 가장 좋은 발열체를 사용하여 처리 유체를 가장 빠른 시간에 원하는 온도에 근접하게 승온시킨다. 일 예로, 예비 히터(830)는 가열 램프 방식의 히터일 수 있다.
메인 히터(840)는 예비 히터(830)와 유량 조절부(850) 사이의 공급 라인(820) 상에 설치된다. 처리 유체는 메인 히터(840)를 통과하면서 원하는 온도(설정 온도)로 정밀하게 승온된다. 일 예로, 메인 히터(840)는 처리 유체의 온도를 정밀하게 맞출 수 있도록 중탕 히터를 사용할 수 있다. 중탕 히터는 중탕용 액체가 담겨진 중탕통과, 중탕용 물을 일정한 온도로 가열하는 히터, 가열하고자 하는 처리 유체가 통과하는 열교환 파이프를 포함할 수 있다. 처리 유체는 중탕 히터의 열교환 파이프를 통과하면서 설정 온도로 정밀하게 승온된다. 중탕 히터에서 중탕용 액체는 처리 유체의 설정 온도가 100도씨 이하인 경우 항온수를 사용하고, 처리 유체의 설정 온도가 100도씨 이상인 경우 실리콘 오일을 사용할 수 있다.
제1우회 라인(862)은 예비히터(830)를 우회하도록 공급 라인(820)에 연결된다. 제1우회 라인(862)에는 제1밸브(863)가 설치된다. 처리 유체의 일부는 제1우회 라인(862)을 통해 예비 히터(830)를 우회하여 흐를 수 있다. 일 예로, 예비 히터(830)에서 오버슈팅(over shooting)이 발생되면 이를 방지하기 위해 상온의 처리 유체의 일부를 제1우회 라인(862)을 통해 우회시켜 예비 히터(830)에서 승온된 처리 유체와 혼합시킴으로써 메인 히터(840)로 유입되는 처리 유체의 온도를 조절할 수 있다.
제2우회 라인(864)은 예비 히터(820)와 메인 히터(840)를 우회하도록 공급 라인(820)에 연결된다. 제2우회 라인(864)에는 제2밸브(865)가 설치된다. 처리 유체의 일부는 제2우회 라인(864)을 통해 예비 히터(820)와 메인 히터(840)를 우회한 후 공급 라인(820)에 합류될 수 있다. 일 예로, 메인 히터(840)에서 설정온도로 승온된 처리 유체의 온도를 실시간으로 낮추고자 하는 경우, 제2우회 라인(864)을 통해 상온의 처리 유체를 혼합하여 실시간으로 처리 유체의 온도를 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 제2우회 라인(864)이 예비 히터(830)와 메인 히터(840)를 우회하는 것으로 도시하였으나, 또 다른 방안으로 제2우회 라인(864)은 메인 히터(840)를 우회하도록 공급 라인(820)에 연결될 수 있다.
리턴 라인(866)은 메인 히터(840)의 하류에서 예비 히터(830)의 상류로 처리 유체가 리턴되도록 공급 라인(820)에 연결된다. 리턴 라인(866)에는 제3밸브(867)와 순환용 펌프(868)가 설치될 수 있다. 처리 유체의 공급이 멈추면 공급 라인(820) 내의 약액 온도는 떨어진다. 이를 방지하기 위해, 처리 유체의 공급이 멈추면 공급 라인(820) 내의 처리 유체는 리턴 라인(866)을 통해 순환됨으로써 공급 라인(820) 내의 처리 유체 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
제어기(890)는 제1밸브(863), 제2밸브(865), 제3밸브(867) 그리고 순환용 펌프(868)를 제어한다. 제어기(890)는 처리 유체의 일부가 제1우회 라인(862) 및 제2우회 라인(864)으로 흐르도록 제1밸브(863)와 제2밸브(865)를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(890)는 처리 유체가 리턴 라인(866)을 통해 순환되도록 제3밸브(867)와 순환용 펌프(868)를 제어할 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.
1000 : 기판 처리 시스템
10 인덱스부 20 공정 처리부
30 버퍼부 40 이동 통로
50 메인 이송 로봇 60 기판 처리 장치
100 처리 용기 200 기판 지지부재
300 분사 부재
800 : 처리 유체 공급부 810 : 비율 조절부
820 : 공급 라인 830 : 예비 히터
840 ; 메인 히터 850 : 유량 조절부
862: 제1우회 라인 864 : 제2우회 라인
866 : 리턴 라인 890 : 제어기

Claims (9)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서:
    기판을 수용하고, 처리 유체로 상기 기판을 처리하는 처리실;
    상기 처리실로 상기 처리 유체를 공급하는 공급 유닛을 포함하되,
    상기 공급 유닛은,
    상기 처리 유체가 공급되는 공급 라인;
    상기 공급 라인 상에 설치되어 상기 처리 유체를 1차 가열하는 예비 히터;
    상기 예비히터의 하류에서 상기 공급 라인 상에 설치되어 상기 처리 유체를 2차 가열하는 메인 히터;
    상기 예비히터를 우회하도록 상기 공급 라인에 연결되고, 제1밸브를 갖는 제1우회 라인;
    상기 제1밸브를 제어하는 제어기; 및
    상기 예비히터와 상기 메인 히터 또는 상기 메인 히터를 우회하도록 상기 공급 라인에 연결되고, 상기 제어기에 의해 제어되는 제2밸브를 갖는 제2우회 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 히터의 하류에서 상기 예비 히터의 상류로 상기 처리 유체가 리턴되도록 상기 공급 라인에 연결되는 리턴 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메인 히터는 상기 처리 유체의 정밀한 온도 조절을 위해 중탕 히터인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는
    상기 공급라인상에 설치되고, 적어도 하나 이상의 약액 공급부로부터 약액을 공급받아 혼합한 처리유체를 상기 예비 히터로 공급하는 비율 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비율 조절부와 상기 약액 공급부를 연결하는 라인에는 약액의 유량을 제어하는 유량 제어기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 처리 유체 공급 방법에 있어서:
    적어도 하나 이상의 약액 공급부로부터 약액을 공급받아 혼합하는 단계;
    혼합된 처리유체가 예비 히터를 통과하면서 설정 온도에 근접한 온도로 1차 승온되는 단계; 및
    1차 승온된 처리 유체가 메인 히터에서 상기 설정온도로 2차 승온되는 단계를 포함하되;
    상기 예비 히터에서 오버 슈팅이 발생되면 상기 예비 히터를 우회하는 제1우회라인을 통해 상온의 처리유체 일부를 상기 1차 승온된 처리 유체와 혼합하고,
    상기 2차 승온 단계에서 상기 설정온도로 승온된 처리 유체의 온도를 실시간으로 낮추고자 하는 경우, 상기 예비 히터와 상기 메인 히터를 우회하는 제2우회라인을 통해 상온의 처리 유체의 일부를 상기 2차 승온된 처리 유체와 혼합하는 것을 특징으로 하는 처리 유체 공급 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 2차 승온 단계에서는 처리 유체의 온도를 정밀하게 가열하도록 중탕 히터로 가열하는 것을 특징으로 하는 처리 유체 공급 방법.
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