KR101471540B1

KR101471540B1 - Method and Apparatus for treating substrate

Info

Publication number: KR101471540B1
Application number: KR1020110044125A
Authority: KR
Inventors: 이복규; 최종수; 김봉주
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2014-12-11
Also published as: KR20120126384A

Abstract

본 발명은 기판으로 약액을 토출 시 상기 약액의 온도를 공정 온도로 유지할 수 있는 기판처리방법 및 기판처리장치에 관한 것이다. 공정 진행 시 약액은 공급라인을 통해 약액공급부에서 노즐로 공급하여 기판으로 토출되고, 공정 대기 시 약액은 상기 공급라인으로부터 분기되는 분기라인을 통해 순환된다. 상기 공정 대기 시 순환되는 약액의 유량과 상기 공정 진행 시 토출되는 약액의 유량은 서로 동일하게 유지한다.The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of maintaining the temperature of the chemical liquid at a process temperature when discharging the chemical liquid into the substrate. During the process, the chemical liquid is supplied to the nozzle from the chemical liquid supply unit through the supply line and discharged to the substrate, and the chemical liquid is circulated through the branch line branching from the supply line during the process standby. The flow rate of the chemical liquid circulated in the process standby state and the flow rate of the chemical liquid discharged in the process state remain the same.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a substrate processing method,

본 발명은 기판처리방법 및 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판으로 약액을 공급하는 기판처리방법 및 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for supplying a chemical liquid to a substrate.

반도체소자를 제조하기 위해서, 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막증착등의 다양한 공정들을 통해 원하는 패턴을 기판에 형성한다. 각각의 공정은 시간이 지남에 따라 다양해지고 복잡해져 오염물 및 파티클이 생성된다. 이 때문에 각각의 공정들은 진행 전후단계에서 기판을 세정하는 세정공정과 기판을 건조하는 건조공정이 실시된다.In order to manufacture a semiconductor device, a desired pattern is formed on a substrate through various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, and thin film deposition. Each process varies and becomes more complex over time, creating contaminants and particles. Therefore, each of the processes is subjected to a cleaning process for cleaning the substrate before and after the process, and a drying process for drying the substrate.

일반적으로 건조공정은 기판 상에 잔여된 세정액을 건조시키기 위해 공정 온도로 유지된 IPA액을 상기 기판으로 공급한다. 공정 온도로 유지된 IPA액을 공급하기 위해 노즐은 대기위치에서 IPA액의 온도를 공정 온도에 도달될 때까지 배출시킨다. 이후, IPA액의 온도가 공정 온도에 도달하면, 노즐은 공정위치로 이동되고, IPA액은 기판으로 토출된다. 그러나 대기위치에서 IPA액을 배출하는 시간에 의해 건조 공정은 신속하게 이루어지지 않고, 배출되는 IPA액은 낭비한다. 또한 공정 온도로 유지된 IPA액을 공급하기 위해 IPA액을 기판으로 토출하기 전, 소량의 IPA액을 순환하여 공정 온도를 유지하였다. 그러나 IPA액은 기판으로 토출 시 공정 온도에 미치지 못한 상태로 토출된다.In general, the drying process feeds the substrate with an IPA solution maintained at the process temperature to dry the cleaning liquid remaining on the substrate. To supply the IPA liquid maintained at the process temperature, the nozzle discharges the IPA liquid at the standby position until the process temperature is reached. Thereafter, when the temperature of the IPA liquid reaches the process temperature, the nozzle is moved to the process position, and the IPA liquid is discharged to the substrate. However, due to the time for discharging the IPA solution at the standby position, the drying process is not performed quickly and the discharged IPA solution is wasted. In order to supply the IPA solution maintained at the process temperature, a small amount of the IPA solution was circulated before the IPA solution was discharged onto the substrate to maintain the process temperature. However, the IPA liquid is discharged in a state in which the IPA liquid does not reach the process temperature during discharge.

본 발명에서 공정 대기 시 순환되는 약액과 공정 진행 시 토출되는 약액 간에 온도 편차가 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 기판처리방법 및 기판처리장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of solving the problem that a temperature deviation occurs between a chemical liquid circulated in a process standby state and a chemical liquid discharged in the process.

본 발명은 프리디펜스로 인해 소요되는 시간 및 소모되는 약액을 줄일 수 있는 기판처리방법 및 기판처리장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of reducing time and consumed chemical liquid due to pre-defuse.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited thereto and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판으로 공급되는 약액의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 기판처리방법 및 기판처리장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of maintaining a constant temperature of a chemical liquid supplied to a substrate.

일 예에 있어서, 기판처리방법은 공정 진행 시 약액은 약액공급부에서 공급라인을 통해 지지암과 결합된 노즐로 공급하여 기판으로 토출되고, 공정 대기 시 약액은 상기 공급라인으로부터 분기되는 분기라인을 통해 순환하며, 상기 공정 대기 시 순환되는 약액의 유량과 상기 공정 진행 시 토출되는 약액의 유량은 서로 동일하게 유지한다.In one example, in the substrate processing method, the chemical liquid is supplied to the substrate from the chemical liquid supply unit through the supply line to the nozzle coupled with the support arm, and the chemical liquid is supplied to the substrate through the branch line And the flow rate of the chemical liquid circulated in the process standby state is kept equal to the flow rate of the chemical liquid discharged in the process.

상기 분기라인은 상기 지지암 내에서 상기 공급라인으로부터 분기될 수 있다. 상기 순환되는 약액의 온도는 상기 토출되는 약액의 온도보다 높게 유지할 수 있다. 상기 약액은 이소프로필 알콜일 수 있다.The branch line may be branched from the supply line in the support arm. The temperature of the circulating chemical liquid can be maintained higher than the temperature of the discharged chemical liquid. The chemical liquid may be isopropyl alcohol.

또한 기판처리장치는 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드와; 상기 기판으로 약액을 토출하는 노즐과; 상기 노즐과 결합되어 상기 노즐을 지지하는 지지암과; 상기 노즐로 약액을 공급하는 공급라인과; 상기 공급라인으로부터 분기되고, 약액을 순환하는 분기라인과; 약액의 유량을 제어하는 제어부를 포함하되; 상기 제어부는, 순환되는 약액의 유량과 상기 기판으로 토출되는 약액의 유량을 동일하게 유지시킨다.The substrate processing apparatus further includes a spin head for supporting and rotating the substrate; A nozzle for discharging the chemical liquid to the substrate; A support arm coupled to the nozzle to support the nozzle; A supply line for supplying the chemical solution to the nozzle; A branch line branched from the supply line and circulating the chemical liquid; A control unit for controlling a flow rate of the chemical liquid; The control unit maintains the flow rate of the circulating chemical liquid and the flow rate of the chemical liquid discharged to the substrate to be the same.

상기 공급라인은 상기 노즐의 내부 및 상기 지지암의 내부에 배치되고, 상기 분기라인은 상기 지지암의 내부에서 상기 공급라인과 분기될 수 있다. 상기 공급라인 및 상기 분기라인 각각에는 약액의 온도를 감지하는 센서가 설치될 수 있다. 상기 공급라인에 설치되는 센서는 상기 분기라인이 분기되는 지점을 기준으로 상기 노즐과 가깝게 설치될 수 있다.The supply line is disposed inside the nozzle and inside the support arm, and the branch line can branch with the supply line inside the support arm. A sensor for sensing the temperature of the chemical liquid may be installed in each of the supply line and the branch line. The sensor installed on the supply line may be installed close to the nozzle based on a point where the branch line is branched.

본 발명은 순환되는 약액과 토출되는 약액 간에 온도편차를 최소화할 수 있다.The present invention can minimize the temperature deviation between the circulating chemical liquid and the discharged chemical liquid.

본 발명은 약액의 온도를 공정 온도까지 유지시키기 위해 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.The present invention can minimize the time required to maintain the temperature of the chemical liquid up to the process temperature.

도1은 기판처리설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도2는 도1의 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도3은 도2의 분사유닛을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도4는 공정 대기 시 분사유닛 내에서 약액의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도5는 공정 진행 시 분사유닛 내에서 약액의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도6은 순환유량과 토출유량의 차이에 따라 발생하는 온도편차를 비교한 표이다.
도7은 약액을 순환하는 방식과 비순환하는 방식에 따라 약액의 온도가 공정 온도에 도달하는 시간을 비교한 그래프이다.1 is a plan view schematically showing a substrate processing facility.
2 is a cross-sectional view schematically showing the substrate processing apparatus of FIG.
Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing the injection unit of Figure 2;
4 is a cross-sectional view showing the flow of the chemical liquid in the injection unit in the process standby state.
5 is a cross-sectional view showing the flow of the chemical liquid in the injection unit when the process is proceeding.
6 is a table comparing temperature deviations caused by the difference between the circulating flow rate and the discharge flow rate.
FIG. 7 is a graph comparing the time when the temperature of the chemical liquid reaches the process temperature according to the circulation method and the non-circulation manner of the chemical liquid.

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 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Accordingly, the shapes of the components and the like in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer description.

본 발명은 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 by way of example.

도 1은 본 발명의 기판처리설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가지고, 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다. 1 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 has an index module 10 and a processing module 20, and the index module 10 has a load port 120 and a transfer frame 140. The load port 120, the transfer frame 140, and the process module 20 are sequentially arranged in a line. The direction in which the load port 120, the transfer frame 140 and the processing module 20 are arranged is referred to as a first direction 12 and a direction perpendicular to the first direction 12 Direction is referred to as a second direction 14 and a direction perpendicular to the plane including the first direction 12 and the second direction 14 is referred to as a third direction 16. [

로드포트(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다. The carrier 130 in which the substrate W is accommodated is seated in the load port 140. A plurality of load ports 120 are provided, and they are arranged in a line along the second direction 14. The number of load ports 120 may increase or decrease depending on the process efficiency and footprint conditions of the process module 20 and the like. A plurality of slots (not shown) are formed in the carrier 130 for accommodating the substrates W horizontally with respect to the paper surface. As the carrier 130, a front opening unified pod (FOUP) may be used.

공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 양측에는 각각 공정챔버(260)들이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정챔버(260)들은 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정챔버(260)들이 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.The process module 20 has a buffer unit 220, a transfer chamber 240, and a process chamber 260. The transfer chamber 240 is disposed such that its longitudinal direction is parallel to the first direction 12. Process chambers 260 are disposed on both sides of the transfer chamber 240, respectively. At one side and the other side of the transfer chamber 240, the process chambers 260 are provided to be symmetrical with respect to the transfer chamber 240. A plurality of process chambers 260 are provided on one side of the transfer chamber 240. Some of the process chambers 260 are disposed along the longitudinal direction of the transfer chamber 240. In addition, some of the process chambers 260 are stacked together. That is, at one side of the transfer chamber 240, the process chambers 260 may be arranged in an array of A X B. Where A is the number of process chambers 260 provided in a row along the first direction 12 and B is the number of process chambers 260 provided in a row along the third direction 16. When four or six process chambers 260 are provided on one side of the transfer chamber 240, the process chambers 260 may be arranged in an array of 2 X 2 or 3 X 2. The number of process chambers 260 may increase or decrease. Unlike the above, the process chamber 260 may be provided only on one side of the transfer chamber 240. In addition, the process chamber 260 may be provided as a single layer on one side and on both sides of the transfer chamber 240.

버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 마주보는 면 및 이송챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다. The buffer unit 220 is disposed between the transfer frame 140 and the transfer chamber 240. The buffer unit 220 provides a space for the substrate W to stay before the transfer of the substrate W between the transfer chamber 240 and the transfer frame 140. [ The buffer unit 220 is provided with a slot (not shown) in which the substrate W is placed, and a plurality of slots (not shown) are provided to be spaced apart from each other in the third direction 16. The buffer unit 220 is opened on the side facing the transfer frame 140 and on the side facing the transfer chamber 240.

이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. The transfer frame 140 transfers the substrate W between the buffer unit 220 and the carrier 130 that is seated on the load port 120. The transfer frame 140 is provided with an index rail 142 and an index robot 144. The index rail 142 is provided so that its longitudinal direction is parallel to the second direction 14. The index robot 144 is installed on the index rail 142 and is linearly moved along the index rail 142 in the second direction 14. The index robot 144 has a base 144a, a body 144b, and an index arm 144c. The base 144a is installed so as to be movable along the index rail 142. The body 144b is coupled to the base 144a. The body 144b is provided to be movable along the third direction 16 on the base 144a. Also, the body 144b is provided to be rotatable on the base 144a. The index arm 144c is coupled to the body 144b and is provided to be movable forward and backward relative to the body 144b. A plurality of index arms 144c are provided and each is provided to be individually driven. The index arms 144c are stacked in a state of being spaced from each other along the third direction 16. Some of the index arms 144c are used to transfer the substrate W from the processing module 20 to the carrier 130 and another portion of the index arms 144c from the carrier 130 to the processing module 20, ). &Lt; / RTI > This can prevent the particles generated from the substrate W before the process processing from adhering to the substrate W after the process processing in the process of loading and unloading the substrate W by the index robot 144. [

이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. The transfer chamber 240 transfers the substrate W between the buffer unit 220 and the process chamber 260 and between the process chambers 260. The transfer chamber 240 is provided with a guide rail 242 and a main robot 244. The guide rails 242 are arranged so that their longitudinal directions are parallel to the first direction 12. The main robot 244 is installed on the guide rails 242 and is linearly moved along the first direction 12 on the guide rails 242. The main robot 244 has a base 244a, a body 244b, and a main arm 244c. The base 244a is installed so as to be movable along the guide rail 242. The body 244b is coupled to the base 244a. The body 244b is provided to be movable along the third direction 16 on the base 244a. Body 244b is also provided to be rotatable on base 244a. The main arm 244c is coupled to the body 244b, which is provided for forward and backward movement relative to the body 244b. A plurality of main arms 244c are provided and each is provided to be individually driven. The main arms 244c are stacked in a state of being spaced from each other along the third direction 16.

공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판처리장치(300)가 제공된다. 기판처리장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다. In the process chamber 260, a substrate processing apparatus 300 for performing a cleaning process on the substrate W is provided. The substrate processing apparatus 300 may have a different structure depending on the type of the cleaning process to be performed. Alternatively, the substrate processing apparatus 300 in each process chamber 260 may have the same structure. Optionally, the process chambers 260 are divided into a plurality of groups such that the substrate processing apparatuses 300 in the process chambers 260 belonging to the same group are identical to one another, (300) may be provided differently from each other.

도 2는 도 1의 기판처리장치(300)를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리장치(300)는 하우징(320), 스핀헤드(340), 승강유닛(360), 그리고 분사유닛(380)를 가진다. 하우징(320)은 기판처리공정이 수행되는 공간을 가지며, 그 상부는 개방된다. 하우징(320)은 내부회수통(322) 및 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 외부회수통(326)의 사이공간(326a)은 각각 내부회수통(322)과 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,326b)은 각각의 회수통(322,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.2 is a sectional view showing the substrate processing apparatus 300 of FIG. Referring to FIG. 2, the substrate processing apparatus 300 has a housing 320, a spin head 340, a lift unit 360, and a spray unit 380. The housing 320 has a space in which a substrate processing process is performed, and the upper portion thereof is opened. The housing 320 has an inner recovery cylinder 322 and an outer recovery cylinder 326. Each of the recovery cylinders 322 and 326 recovers the different treatment liquids among the treatment liquids used in the process. The inner recovery cylinder 322 is provided in an annular ring shape surrounding the spin head 340 and the outer recovery cylinder 326 is provided in an annular ring shape surrounding the inner recovery cylinder 322. The inner space 322a of the inner recovery cylinder 322 and the space 326a between the inner recovery cylinder 322 and the outer recovery cylinder 326 are connected to each other through the inner recovery cylinder 322 and the outer recovery cylinder 326, And serves as an inflow port. Recovery passages 322b and 326b extending perpendicularly to the bottom of the recovery passages 322 and 326 are connected to the recovery passages 322 and 326, respectively. Each of the recovery lines 322b and 326b discharges the processing liquid introduced through each of the recovery cylinders 322 and 326. [ The discharged treatment liquid can be reused through an external treatment liquid recovery system (not shown).

스핀헤드(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다.The spin head 340 supports the substrate W and rotates the substrate W during the process. The spin head 340 has a body 342, a support pin 344, a chuck pin 346, and a support shaft 348. The body 342 has a top surface that is generally circular when viewed from the top. A support shaft 348 rotatable by a motor 349 is fixedly coupled to the bottom surface of the body 342.

지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다. A plurality of support pins 344 are provided. The support pins 344 are spaced apart from the edge of the upper surface of the body 342 and protrude upward from the body 342. The support pins 344 are arranged so as to have a generally annular ring shape in combination with each other. The support pins 344 support the rear edge of the substrate W such that the substrate W is spaced from the upper surface of the body 342 by a predetermined distance.

척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.A plurality of the chuck pins 346 are provided. The chuck pin 346 is disposed farther away from the center of the body 342 than the support pin 344. The chuck pin 346 is provided to protrude upward from the body 342. The chuck pin 346 supports the side of the substrate W so that the substrate W is not laterally displaced in place when the spin head 340 is rotated. The chuck pin 346 is provided to allow linear movement between the standby position and the support position along the radial direction of the body 342. The standby position is a distance from the center of the body 342 relative to the support position. The chuck pin 346 is positioned in the standby position when the substrate W is loaded or unloaded onto the spin head 340 and the chuck pin 346 is positioned in the supporting position when the substrate W is being processed. At the support position, the chuck pin 346 contacts the side of the substrate W.

승강유닛(360)은 하우징(320)을 상하 방향으로 직선이동시킨다. 하우징(320)이 상하로 이동됨에 따라 스핀헤드(340)에 대한 하우징(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 스핀헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀헤드(340)가 하우징(320)의 상부로 돌출되도록 하우징(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 약액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 하우징(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강유닛(360)은 스핀헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.The lifting unit 360 moves the housing 320 linearly in the vertical direction. The relative height of the housing 320 with respect to the spin head 340 is changed as the housing 320 is moved up and down. The lifting unit 360 has a bracket 362, a moving shaft 364, and a driver 366. The bracket 362 is fixed to the outer wall of the housing 320 and the bracket 362 is fixedly coupled to the moving shaft 364 which is moved up and down by the actuator 366. The housing 320 is lowered so that the spin head 340 protrudes to the upper portion of the housing 320 when the substrate W is placed on the spin head 340 or lifted from the spin head 340. When the process is performed, the height of the housing 320 is adjusted so that the chemical solution can be introduced into the predetermined collection container 360 according to the type of the treatment liquid supplied to the substrate W. Alternatively, the lifting unit 360 can move the spin head 340 in the vertical direction.

분사유닛(380)은 기판 처리 시 기판(W)으로 약액을 공급한다. 분사유닛(380)은 지지축(386), 구동기(388), 지지암(382), 그리고 노즐(390)을 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 지지암(382)은 그 일단이 지지축(386)의 상단과 수직하게 결합되고, 일단과 반대되는 타단의 저면에는 노즐(390)이 설치된다. 노즐(390)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정위치는 노즐(390)이 하우징(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기위치는 노즐(390)이 하우징(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. The ejection unit 380 supplies the chemical liquid to the substrate W during substrate processing. The ejection unit 380 has a support shaft 386, a driver 388, a support arm 382, and a nozzle 390. The support shaft 386 is provided along its lengthwise direction along the third direction 16 and a driver 388 is coupled to the lower end of the support shaft 386. The driver 388 rotates and lifts the support shaft 386. One end of the support arm 382 is vertically coupled to the upper end of the support shaft 386, and a nozzle 390 is provided on the other end opposite to the end. The nozzle 390 is moved by the actuator 388 to the process position and the standby position. The process position is that the nozzle 390 is located at the vertical upper portion of the housing 320 and the standby position is the position at which the nozzle 390 is deviated from the vertical upper portion of the housing 320.

도3은 도2의 노즐 및 지지암을 보여주는 단면도이다. 도3을 참조하면, 노즐(390)의 내부 및 지지암(382)의 내부에는 공급라인(410) 및 분기라인(420)이 배치된다. 공급라인(410)은 약액공급부(440)로부터 노즐(390)로 약액을 공급한다. 분기라인(420)은 그 일단이 공급라인(410)으로부터 분기되도록 연결되고, 타단은 약액공급부(440)와 연결된다. 이로 인해 약액은 순환 시 공급라인(410), 분기라인(420), 그리고 약액공급부(440)를 순차적으로 순환된다. 공급라인(410)으로부터 분기라인(420)이 분기되는 지점에는 삼방밸브(430)가 제공된다. 삼방밸브(430)는 약액이 공급되는 방향을 제공한다. 공급라인(410) 상에는 제1센서(435a)가 설치되고, 분기라인(420) 상에는 제2센서(435b)가 설치된다. 제1센서(435a)는 공급라인(410)과 분기라인(420)이 분기되는 지점을 기준으로 노즐(390)과 가까운 지점에 설치된다. 제1센서(435a)는 기판(W)으로 토출되는 약액의 온도를 감지하고, 제2센서(435b)는 순환되는 약액의 온도를 감지한다. 예컨대, 약액은 기판(W)을 건조시키는 IPA액일 수 있다.3 is a cross-sectional view showing the nozzle and the support arm of FIG. 2; Referring to FIG. 3, a supply line 410 and a branching line 420 are disposed inside the nozzle 390 and inside the support arm 382. The supply line 410 supplies the chemical liquid from the chemical liquid supply unit 440 to the nozzle 390. [ The branch line 420 is connected so that one end thereof is branched from the supply line 410 and the other end is connected to the chemical solution supply unit 440. Accordingly, the chemical liquid is circulated sequentially through the supply line 410, the branch line 420, and the chemical liquid supply unit 440 during circulation. A three-way valve 430 is provided at a point where the branch line 420 branches from the supply line 410. Way valve 430 provides a direction in which the chemical liquid is supplied. A first sensor 435a is provided on the supply line 410 and a second sensor 435b is provided on the branch line 420. [ The first sensor 435a is installed near the nozzle 390 on the basis of a point where the supply line 410 and the branch line 420 are branched. The first sensor 435a senses the temperature of the chemical liquid discharged to the substrate W, and the second sensor 435b senses the temperature of the circulating chemical liquid. For example, the chemical liquid may be an IPA liquid to dry the substrate W.

다음은 상술한 기판처리장치를 이용하여 기판(W)을 건조하는 과정이다.The following is a process of drying the substrate W using the above-described substrate processing apparatus.

도4는 공정 대기 시 분사유닛 내에서 약액의 흐름을 보여주는 단면도이고, 도5는 공정 진행 시 분사유닛 내에서 약액의 흐름을 보여주는 단면도이다. 도4 및 도5를 참조하면, 공정처리 전의 기판(W)은 풉(FOUP)에 수납되고 풉(FOUP)은 로드포트(120)에 안착된다. 인덱스로봇(144)은 풉(FOUP)에 적재된 기판(W)을 버퍼부(220)로 이송한다. 메인이송로봇(244)은 버퍼부(220)에 적재된 기판(W)을 공정챔버(260)로 이송한다. 기판(W)은 공정챔버(260) 내에 배치된 스핀헤드(342)에 로딩되고, 하우징(320)은 내부회수통(322)의 유입구(322a)가 기판(W)에 대응되도록 높이를 조절한다. 기판(W)은 세정공정이 진행됨에 따라 회전되고, 상기 기판(W)으로 세정액을 공급한다. 하우징(320)은 공급되는 세정액의 종류에 따라 기판(W)에 대응되는 높이가 상이해진다. 세정 공정이 완료되면, 건조공정을 진행하기 위해 분사유닛(380)의 노즐(390)은 공정위치로 이동된다. 건조공정에 사용되는 약액은 건조공정이 진행되기 직전까지 공급라인(410), 분기라인(420), 그리고 약액공급부(440)를 계속적으로 순환한다. 이때 순환되는 약액은 그 온도가 공정 온도보다 높게 유지한다. 일 예에 의하면, 상기 약액의 공정 온도가 70℃라면, 순환되는 약액의 온도는 77 내지 80℃를 유지하며 순환한다. 건조공정이 진행되면, 삼방밸브(430)는 공급라인(410)에서 분기라인(420)으로 공급되는 약액의 흐름을 차단하여 상기 약액이 공급라인(410)에서 노즐(390)로 공급될 수 있도록 약액의 흐름을 제공한다. 노즐(390)로 공급되는 약액은 기판(W) 상으로 토출된다. 공정 진행 시 토출되는 약액의 유량(이하, 토출유량)은 공정 대기 시 순환되는 약액의 유량(이하, 순환유량)과 동일하도록 유지한다. 기판(W)의 건조공정이 완료되면, 분사유닛(380)의 노즐(390)은 대기위치로 이동되고, 기판(W)은 정지한다. 이후, 기판(W)은 언로딩되어 메인이송로봇(244)에 의해 버퍼부(220)로 이송된다. 인덱스로봇(144)은 버퍼부(220)에 적재된 기판(W)을 풉(FOUP)으로 이송한다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing the flow of the chemical solution in the injection unit in the process standby state, and FIG. 5 is a sectional view showing the flow of the chemical solution in the injection unit in the process progress. Referring to FIGS. 4 and 5, the substrate W before processing is housed in a FOUP and the FOUP is placed in a load port 120. The index robot 144 transfers the substrate W loaded on the FOUP to the buffer unit 220. The main transfer robot 244 transfers the substrate W loaded in the buffer unit 220 to the process chamber 260. The substrate W is loaded into the spin head 342 disposed in the process chamber 260 and the housing 320 adjusts the height so that the inlet 322a of the inner recovery cylinder 322 corresponds to the substrate W . The substrate W is rotated as the cleaning process proceeds, and supplies the cleaning liquid to the substrate W. The height of the housing 320 corresponding to the substrate W differs depending on the type of the cleaning liquid to be supplied. When the cleaning process is completed, the nozzle 390 of the ejection unit 380 is moved to the process position to proceed the drying process. The chemical liquid used in the drying process continuously circulates the supply line 410, the branch line 420, and the chemical liquid supply unit 440 until just before the drying process. At this time, the circulating chemical liquid maintains its temperature higher than the process temperature. According to an example, when the process temperature of the chemical liquid is 70 ° C, the temperature of the circulating chemical liquid circulates at 77-80 ° C. The three-way valve 430 cuts off the flow of the chemical liquid supplied from the supply line 410 to the branch line 420 so that the chemical liquid can be supplied to the nozzle 390 from the supply line 410 Thereby providing a flow of the chemical liquid. The chemical liquid supplied to the nozzle 390 is discharged onto the substrate W. The flow rate of the chemical liquid discharged at the time of the process (hereinafter referred to as the discharge flow rate) is kept equal to the flow rate of the chemical liquid circulated at the time of the process standby (hereinafter referred to as the circulating flow rate). When the drying process of the substrate W is completed, the nozzle 390 of the ejection unit 380 is moved to the standby position, and the substrate W is stopped. Thereafter, the substrate W is unloaded and transferred to the buffer unit 220 by the main transfer robot 244. The index robot 144 transfers the substrate W loaded on the buffer unit 220 to the FOUP.

도6은 순환유량과 토출유량의 차이에 따라 발생하는 온도편차를 비교한 표이다. 도6에 의하면, 순환유량이 토출유량보다 적을 경우, 토출되는 약액은 그 온도가 공정 온도보다 낮게 유지된 상태로 토출되고, 순환유량이 토출유량보다 많을 경우, 토출되는 약액은 그 온도가 공정 온도보다 높게 유지된 상태로 토출된다. 예컨대, 건조공정에서 약액의 공정 온도를 70℃라 한다면, 토출되는 약액은 순환유량이 토출유량보다 적을수록 그 온도가 70℃보다 더 낮아진다. 이와 반대로, 토출되는 약액의 온도는 순환유량이 토출유량보다 많을수록 그 온도가 70℃보다 더 높아진다. 따라서 순환유량과 토출유량을 동일하도록 유지한다면, 기판(W)으로 공급되는 약액은 그 온도가 공정 온도를 유지한 채로 토출될 수 있다.6 is a table comparing temperature deviations caused by the difference between the circulating flow rate and the discharge flow rate. 6, when the circulating flow rate is smaller than the discharge flow rate, the discharged chemical liquid is discharged while the temperature thereof is kept lower than the process temperature. When the circulating flow rate is larger than the discharge flow rate, Is maintained at a higher level. For example, if the process temperature of the chemical liquid in the drying process is 70 ° C, the temperature of the discharged chemical liquid becomes lower than 70 ° C as the circulating flow rate is smaller than the discharge flow rate. On the contrary, the temperature of the discharged chemical liquid becomes higher than 70 ° C as the circulating flow rate is larger than the discharge flow rate. Therefore, if the circulating flow rate and the discharge flow rate are kept the same, the chemical liquid supplied to the substrate W can be discharged while its temperature is maintained at the process temperature.

도7은 약액을 순환하는 방식과 비순환하는 방식에 따라 약액의 온도가 공정 온도에 도달하는 시간을 비교한 그래프이다. 도7을 참조하면, 순환방식은 공정 대기 시 약액을 순환하여 일정 온도를 유지하고, 공정 진행되면 약액을 기판(W)으로 토출한다. 상기 순환방식에서 약액은 그 온도를 공정 온도 또는 그 이상의 온도로 유지한다. 이와 달리 비순환방식에서 노즐(390)은 대기위치에 위치된다. 공정이 진행되면, 노즐(390)은 약액의 온도가 공정 온도로 도달될 때까지 상기 약액을 배출한다. 약액의 온도가 공정 온도에 도달하면, 상기 노즐(390)은 공정위치로 이동되어 약액을 기판(W)으로 토출한다. 일 예에 의하면, 순환방식에서 공정이 시작되어 약액이 기판(W)으로 토출되기까지 소요시간은 약 10초이다. 그러나 비순환방식에서 공정이 시작되어 약액이 기판(W)으로 토출되는 시점까지 소요되는 시간이 약 180초이고, 이는 약액이 배출되는 시간(프리디펜스 시간)으로 인한 것이다. 따라서 공정이 시작되어 기판(W)으로 약액을 토출하는데 소요되는 시간은 상기 순환방식이 비순환방식보다 매우 빠르다.FIG. 7 is a graph comparing the time when the temperature of the chemical liquid reaches the process temperature according to the circulation method of the chemical liquid and the method of the non-circulation. Referring to FIG. 7, in the circulation system, the chemical liquid is circulated while waiting for the process, and the chemical liquid is discharged to the substrate W when the process is proceeded. In the circulation system, the chemical liquid maintains its temperature at or above the process temperature. In contrast, in the non-circulation manner, the nozzle 390 is located at the standby position. When the process proceeds, the nozzle 390 discharges the chemical liquid until the temperature of the chemical liquid reaches the process temperature. When the temperature of the chemical liquid reaches the process temperature, the nozzle 390 is moved to the process position to discharge the chemical liquid into the substrate W. According to one example, the time required for the chemical solution to be discharged to the substrate W is about 10 seconds after the process starts in the circulation system. However, it takes about 180 seconds to start the process in the non-circulating system and to discharge the chemical liquid to the substrate W, which is due to the time (pre-suspension time) for discharging the chemical liquid. Therefore, the time required for starting the process and discharging the chemical liquid to the substrate W is much faster than the circulation method.

300 : 기판처리장치 320 : 하우징
340 : 스핀헤드 360 : 승강유닛
380 : 분사유닛 382 : 지지암
390 : 노즐 410 : 공급라인
410 : 공급라인 420 : 분기라인
440 : 약액공급부300: substrate processing apparatus 320: housing
340: spin head 360: lift unit
380: jet unit 382: support arm
390: nozzle 410: supply line
410: supply line 420: branch line
440:

Claims

During the process, the chemical liquid is supplied from the chemical liquid supply unit to the nozzle coupled with the support arm through the supply line and discharged to the substrate,
The chemical liquid in the process standby circulates through the branch line branching from the supply line,
Wherein the flow rate of the chemical solution circulated in the process standby state is kept equal to the flow rate of the chemical solution discharged in the process step,
Wherein the temperature of the circulating chemical liquid is maintained to be higher than the temperature of the discharged chemical liquid.

The method according to claim 1,
Wherein the branch line branches off from the supply line in the support arm.

delete

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the chemical liquid is isopropyl alcohol.

A spin head for supporting and rotating the substrate;
A nozzle for discharging the chemical liquid to the substrate;
A support arm coupled to the nozzle to support the nozzle;
A supply line for supplying the chemical solution to the nozzle;
A branch line branched from the supply line and circulating the chemical liquid;
A sensor installed at each of the supply line and the branch line for sensing the temperature of the chemical liquid;
A control unit for controlling a flow rate of the chemical liquid;
Wherein,
Wherein the flow rate of the circulating chemical liquid and the flow rate of the chemical liquid discharged to the substrate are kept the same.

6. The method of claim 5,
The supply line being disposed inside the nozzle and inside the support arm,
Wherein the branch line branches with the supply line inside the support arm.

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6. The method of claim 5,
Wherein the sensor installed on the supply line is disposed close to the nozzle with respect to a point where the branch line is branched.