KR101813897B1 - 약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법 - Google Patents

약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 약액의 온도를 실시간으로 조절하며, 약액 온도조절 장치를 약액탱크 외부에 배치함으로써 약액탱크 내부 공간에 불필요한 체적을 줄일 수 있는 약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 기판을 처리하는 약액이 수용된 약액탱크; 상기 약액탱크의 외부에 독립적으로 배치되며, 상기 약액의 온도를 조절하는 약액온도 조절유닛; 상기 약액탱크와 상기 약액온도 조절유닛을 연결하며, 상기 약액의 이동을 안내하는 약액순환 배관유닛; 상기 약액탱크에 수용된 약액과, 상기 약액온도 조절유닛에 수용된 약액이 섞이도록 순환시키는 약액순환펌프;를 포함하며, 상기 약액온도 조절유닛은 상기 약액순환 배관유닛과 연통되며, 상기 약액이 수용되는 케이싱, 상기 케이싱 내부공간에 배치되어 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 가열하는 약액가열 히터, 그리고 적어도 일부분이 상기 약액가열 히터의 외측면을 감싸면서 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 냉각시키는 약액냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액온도 조절장치를 제공한다.

Description

약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법{Apparatus for controlling temperature of chemical solution, system and method for treating substrate using the same}
본 발명은 약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 처리하는 약액의 온도를 실시간으로 조절하며, 약액 온도조절 장치를 약액탱크 외부에 배치함으로써 약액탱크 내부 공간에 불필요한 체적을 줄일 수 있는 약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정 및 LCD(Liquid Crystal Display) 공정을 수행하는 기판 처리 장치는 다양한 약액들을 이용하여 기판의 공정을 진행한다.
예를 들어, 기판처리장치는 기판의 식각 공정, 세정 공정 등을 처리하며, 이러한 기판의 공정에서는 불산, 황산, 질산, 인산 등과 같은 산성 용액이나, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 암모늄 등과 같은 알칼리성 용액, 또는 이들 중 어느 하나 또는 이들의 혼합액 등의 다양한 종류의 약액이 사용된다.
이러한 다양한 종류의 약액을 이용하여 화학 반응을 일으킴으로써 기판상의 불필요한 물질이 제거되거나 세정된다.
기판을 처리하는 공정에서는 기판에 분사되는 약액의 온도가 공정의 주요 요인으로 작용한다.
따라서, 식각 또는 세정 공정에서 약액의 일정한 온도 유지와 안정적인 약액 공급은 기판 공정의 균일성과 효율성을 위해서 반드시 필요하다.
일반적으로 종래의 약액가열장치는 기판의 공정 조건에 적합하도록 약액을 가열하는 적어도 하나의 히터와, 상기 약액의 냉각을 위한 냉각장치를 포함하여 구성된다.
도 1은 상기한 약액가열장치를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 이를 참조하여 종래 기술의 약액가열장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 종래의 약액가열장치는 약액이 수용되는 챔버(11)와, 상기 약액을 가열하기 위한 히터(13)와, 상기 히터(13)에 의해 가열된 약액을 냉각시키기 위한 냉각장치(15)로 구성된다.
그러나, 상기 히터(13) 및 상기 냉각장치(15)는 상기 약액(C)에 의하여 부식되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 히터(13) 및 상기 냉각장치(15)의 외측은 PFA(Perfluoroalkoxy) 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 등의 내산성을 가지는 재질로 튜빙되어 약액(C)에 대한 내부식성을 가지도록 구성된다.
그러나, 위와 같이 내부식성을 가지는 재질은 일반 금속재질에 비하여 열전도율이 매우 낮으므로, 약액(C)으로의 충분한 열전달을 위해서는 넓은 면적이 필요한 문제점이 있다.
이에 따라, 상기 히터(13) 및 상기 냉각장치(15)의 체적이 상기 챔버(11) 내부 공간을 비효율적으로 차지함에 따라, 상기 챔버(11) 내부에 수용되는 약액(C)의 양이 줄어들게 되는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 상기 히터(13) 및 상기 냉각장치(15)의 체적이 증가함에 따라, 상기 히터(13) 및 상기 냉각장치(15)를 제작하는 제작비용뿐만 아니라, 상기 히터(13) 및 상기 냉각장치(15)에 사용되는 전력량이 증가하므로, 경제적 손실이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2001-0114016호 (발명의 명칭: 약액 가열용 히터 및 이를 구비하는 약액 공급 장치, 공개일: 2011년 10월 19일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판을 처리하는 약액의 온도를 실시간으로 조절하며, 약액 온도조절 장치를 약액탱크 외부에 배치함으로써 약액탱크 내부 공간에 불필요한 체적을 줄일 수 있는 약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판을 처리하는 약액이 수용된 약액탱크; 상기 약액탱크의 외부에 독립적으로 배치되며, 상기 약액의 온도를 조절하는 약액온도 조절유닛; 상기 약액탱크와 상기 약액온도 조절유닛을 연결하며, 상기 약액의 이동을 안내하는 약액순환 배관유닛; 상기 약액탱크에 수용된 약액과, 상기 약액온도 조절유닛에 수용된 약액이 섞이도록 순환시키는 약액순환펌프;를 포함하며, 상기 약액온도 조절유닛은 상기 약액순환 배관유닛과 연통되며, 상기 약액이 수용되는 케이싱, 상기 케이싱 내부공간에 배치되어 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 가열하는 약액가열 히터, 그리고 적어도 일부분이 상기 약액가열 히터의 외측면을 감싸면서 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 냉각시키는 약액냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액온도 조절장치를 제공한다.
상기 약액순환 배관유닛은 상기 약액순환펌프가 배치되며, 상기 약액탱크에 수용된 약액이 상기 케이싱으로 이동하는 제 1 약액순환 파이프와, 상기 케이싱의 약액이 상기 약액탱크로 이동하는 제 2 약액순환 파이프를 포함할 수 있다.
상기 약액냉각부는 상기 약액가열 히터의 외측면을 따라 코일형상으로 형성되며, 내부에는 냉각수가 순환되는 약액냉각 파이프, 상기 약액냉각 파이프 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수탱크, 그리고 상기 약액냉각 파이프 내부에 냉각수가 순환되도록 배치되는 냉각수 순환펌프를 포함할 수 있다.
상기 약액탱크의 내부에 수용된 약액의 온도를 측정하는 약액온도 측정유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 약액온도 측정유닛에서 측정된 상기 약액의 온도에 따라 상기 약액가열 히터와 상기 냉각수 순환펌프의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리부; 상기 약액 저장부로부터 약액을 전달받아 상기 약액의 온도를 조절하는 약액온도 조절장치; 일단은 상기 약액온도 조절장치와 연결되고 타단은 상기 기판 처리부와 연결되며, 상기 약액이 이동하는 약액 이동배관; 상기 약액온도 조절장치와 상기 약액 이동배관의 연결부에 배치되며, 상기 약액의 온도에 따라 상기 약액의 흐름을 제어하는 약액이동 제어밸브; 그리고 상기 약액 이동배관 상에 배치되며, 일정 온도로 조절된 약액을 상기 약액온도 조절장치로부터 상기 기판처리부로 이동시키는 약액 이동펌프;를 포함하는 기판처리 시스템을 제공한다.
상기 기판처리부는 상기 기판이 내부에 배치되는 기판 챔버, 상기 약액 이동배관을 따라 이동된 약액이 분사되는 약액 분사노즐, 그리고 상기 기판 챔버에서 사용된 약액을 수용하여 저장하는 약액 저장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 기판처리 시스템을 이용한 기판처리방법에 있어서, 상기 약액온도 조절장치에 의하여 상기 약액을 가열 및 냉각하여 상기 약액의 온도를 조절하는 약액온도 조절단계; 상기 약액의 온도에 따라 상기 약액 이동배관 밸브가 개폐되는 밸브 개폐단계; 일정 온도로 조절된 약액이 상기 약액 이동펌프에 의해 상기 약액온도 조절유닛로부터 상기 기판처리부로 이동되는 약액 이동단계; 상기 약액 이동배관을 따라 이동한 상기 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판처리단계;를 포함하는 기판처리방법을 제공한다.
상기 약액온도 조절단계는 약액탱크 내부에 수용된 약액과, 케이싱에 수용된 약액이 섞이도록 순환되는 약액순환단계, 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 가열시키는 약액 가열단계, 상기 약액탱크 내부에 수용된 약액의 온도를 측정하는 약액온도 측정단계, 그리고 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 냉각시키는 약액 냉각단계를 포함할 수 있다.
상기 약액 냉각단계에서는 상기 약액온도 측정단계에서 측정된 상기 약액의 온도가 일정범위를 벗어난 경우에 냉각수 순환펌프를 구동하여 냉각수를 순환시킬 수 있다.
본 발명에 따른 약액온도 조절장치, 이를 이용한 기판처리 시스템 및 기판처리방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 약액을 가열 및 냉각시킬 수 있는 약액온도 조절유닛을 약액이 수용되는 약액탱크 외부에 배치함으로써 상기 약액탱크에 수용되는 약액의 용량이 증대되는 이점이 있다.
둘째, 약액가열히터와 약액냉각부의 외측을 PFA(Perfluoroalkoxy) 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 등의 내산성을 가지는 재질로 튜빙함으로써 약액에 대한 내부식성을 가지게 되는 이점이 있다.
셋째, 케이싱의 내경, 약액가열히터의 외경 및 약액냉각부의 배치에 의해 결정되는 상기 케이싱의 단면적을 이용하여 약액의 유속을 조절함으로써 상기 약액의 열전달 계수를 높여, 작은 체적에서도 높은 열전달효율을 가지는 이점이 있다.
넷째, 인라인 방식의 약액가열히터와 코일형상의 약액냉각부를 사용하여 약액의 열전달계수를 극대화함으로써 상기 약액가열히터 및 상기 약액냉각부의 체적을 최소화하여 장비 제작 단가 및 사용되는 전력량을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 약액가열장치를 개략적으로 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 약액온도 조절장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 약액온도 조절유닛의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판처리시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 기판처리방법을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 약액온도 조절장치의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 약액온도 조절장치는 약액탱크(20), 약액순환 배관유닛(40), 약액온도 조절유닛, 약액순환펌프를 포함한다.
상기 약액탱크(20)는 기판(P)을 처리하는 약액(C)을 수용한다. 상기 약액탱크(20)는 상기 약액(C)에 의해 부식되지 않도록 내부식성을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 약액순환펌프는 상기 약액탱크(20)에 수용된 약액(C)과, 상기 약액온도 조절유닛에 수용된 약액(C)이 서로 섞이도록 순환시키기 위하여 배치된다.
상기 약액순환펌프는 상기 제 1 약액순환 파이프(41)상에 배치되는 제 1 약액순환 펌프(41a)를 포함한다.
이에 따라, 상기 약액탱크(20) 내부에 수용된 약액(C)이 상기 약액온도 조절유닛으로 이동하여 가열되고, 상기 약액온도 조절유닛에서 조절된 약액(C)은 상기 약액탱크(20)로 이동할 수 있게 된다.
상기 약액순환 배관유닛(40)은 상기 약액탱크(20)와 상기 약액온도 조절유닛을 연결하며, 상기 약액(C)의 이동을 안내한다.
구체적으로 상기 약액순환 배관유닛(40)은 제 1 약액순환 파이프(41)와 제 2 약액순환 파이프(43)를 포함한다.
상기 제 1 약액순환 파이프(41)에는 상기 제 1 약액순환 펌프(41a)가 배치되며, 상기 약액순환펌프의 구동력에 의하여 상기 약액탱크(20)에 수용된 약액(C)이 상기 제 1 약액순환 파이프(41)를 통해 상기 케이싱(310)으로 이동한다.
상기 제 2 약액순환 파이프(43)는 상기 케이싱(310)에 수용된 약액(C)이 상기 약액탱크(20)로 이동하도록 경로를 안내한다.
이에 따라, 상기 약액탱크(20)에 수용되는 약액(C)과 상기 케이싱(310)에 수용되는 약액(C)이 섞이며 순환하게 된다.
상기 제 1 약액순환 파이프(41) 및 상기 제 2 약액순환 파이프(43)는 상기 약액(C)에 의해 부식되지 않도록 내부식성을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 약액순환 파이프(41) 및 상기 제 2 약액순환 파이프(43)가 상기 약액탱크(20)와 상기 케이싱(310)과의 연결에 있어서 부가적인 실링장치를 이용하여 연결함으로써 상기 약액(C)이 외부로 누출되지 않도록 설계되는 것이 바람직하다.
상기 약액온도 조절유닛은 상기 약액탱크(20)의 외부에 독립적으로 배치되며, 상기 약액(C)의 온도를 조절한다.
상기 약액온도 조절유닛이 상기 약액탱크(20)와 독립적으로 배치됨으로써 상기 약액탱크(20)에 수용되는 약액(C)의 용량이 증대될 수 있다.
따라서, 기판(P)을 공정하기 위해 사용되는 약액(C)의 공급제한이 완화되어 기판공정과정이 연속적으로 이루어질 수 있게 된다.
또한, 기판공정과정에 사용되는 약액(C)이 안정적으로 공급됨으로써 상기 기판공정의 효율성이 향상된다.
구체적으로 상기 약액온도 조절유닛은 케이싱(310), 약액가열 히터(330), 그리고 약액냉각부를 포함한다.
상기 케이싱(310)은 상기 약액순환 배관유닛(40)과 연통되며, 내부 공간에 상기 약액(C)이 수용된다.
상기 케이싱(310)은 상기 약액탱크(20)와 마찬가지로 상기 약액(C)에 의해 부식되지 않도록 내부식성을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 약액가열 히터(330)는 상기 케이싱(310) 내부공간에 배치되어 상기 케이싱(310) 내부에 수용된 약액(C)을 가열한다.
상기 약액가열 히터(330)는 외측에 PFA 또는 PTFE 등의 내산성을 가지는 재질로 튜빙함으로써 상기 약액(C)에 대한 내부식성을 가진다.
상기 약액가열 히터(330)는 상기 케이싱(310)에 착탈식으로 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 약액가열 히터(330)에 고장이 발생할 경우 상기 약액가열 히터(330)만을 별도로 교체할 수 있다.
상기 약액가열 히터(330)는 상기 케이싱(310)을 관통하여 상기 케이싱(310) 내부에 배치될 수 있으며, 상기 약액가열 히터(330)와 상기 케이싱(310)의 연결에 있어 부가적인 실링장치를 이용하여 연결함으로써 상기 약액(C)이 상기 케이싱(310)의 외부로 누출되지 않도록 설계되는 것이 바람직하다.
상기 약액냉각부는 적어도 일부분이 상기 약액가열 히터(330)의 외측면을 감싸면서 상기 케이싱(310) 내부에 수용된 약액(C)을 냉각시킨다.
구체적으로, 상기 약액냉각부는 약액냉각 파이프(351), 냉각수탱크(353), 냉각수 순환펌프(355)를 포함한다.
상기 약액냉각 파이프(351)는 상기 약액가열 히터(330)의 외측면을 따라 코일형상으로 형성되며, 내부에는 냉각수가 순환된다.
상기 약액냉각 파이프(351)의 내부에 순환되는 냉각수에 의하여 상기 케이싱(310) 내부에 수용된 약액이 냉각된다.
상기 약액냉각 파이프(351)는 외측에 PFA 또는 PTFE 등의 내산성을 가지는 재질로 튜빙함으로써 상기 약액(C)에 대한 내부식성을 가진다.
내산성의 재질로 튜빙되어 낮아진 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 약액냉각 파이프(351)의 열전달계수를 극대화하기 위하여, 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 약액냉각 파이프(351)와 접촉하며 흐르는 약액(C)의 유속이 극대화되어야 한다.
상기 약액의 유속을 극대화하기 위하여 코일형상을 가지는 상기 약액냉각 파이프(351)의 중심에 상기 약액가열 히터(330)를 배치함으로써 상기 케이싱(310) 내부에서 유동하는 약액(C)이 흐르는 단면적을 줄인다.
이에 따라, 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 약액냉각 파이프(351)가 배치된 상기 케이싱(310) 내부에서 유동하는 약액(C)의 유속이 높아지므로, 상기 케이싱(310) 내부를 경유하는 약액(C)의 열전달계수가 커지게 된다.
따라서, 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 약액냉각 파이프(351)가 내부식성을 가지는 재질로 튜빙되어 약액(C)에 전도되는 열전도율이 낮아지더라도 상기 케이싱(310)을 경유하는 약액(C)의 유속을 조절하여 열전달계수를 높임으로써 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 약액냉각 파이프(351)의 체적을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
이때, 약액(C)이 흐르는 상기 케이싱(310)의 단면적이 일정 기준 이하로 작게 형성되어 있을 경우 압력손실이 발생하여 상기 케이싱(310) 내부로 약액(C)의 유입이 방해될 수 있다.
상술한 문제점을 방지하고, 상기 케이싱(310) 내부로 약액(C)의 유입을 원활하게 하며, 열전달계수를 높이기 위하여 상기 케이싱(310)의 내경, 약액가열 히터(330)의 외경, 그리고 상기 약액냉각 파이프(351)의 외경 및 배치는 상기 케이싱(310) 내부로 유입되는 약액(C)의 유량에 맞게 설계되는 것이 바람직하다.
상기 냉각수탱크(353)는 내부에 상기 약액냉각 파이프(351)로 공급되는 냉각수를 수용한다.
상기 냉각수 순환펌프(355)는 상기 약액냉각 파이프(351) 내부에 냉각수가 순환되도록 배치된다.
본 발명에 따른 약액온도 조절장치는 임펠러(90), 약액온도 측정유닛(20a), 그리고 제어부(50)를 더 포함한다.
상기 임펠러(90)는 상기 약액탱크(20)의 내부에 배치되어 상기 약액탱크(20)에 수용된 약액(C)을 순환시킨다.
상기 임펠러(90)는 상기 약액탱크(20)의 내부에 존재하는 상기 케이싱(310)으로부터 조절된 약액(C)과, 상기 케이싱(310)을 경유하지 않은 약액(C)을 혼합시킴으로써 결과적으로 상기 약액탱크(20) 내부에 위치하는 약액(C)이 전체적으로 균일한 온도를 가지도록 하기 위하여 배치된다.
따라서 상기 약액(C)은 기판(P)에 대하여 균일한 온도를 가지며 분사되고, 이에 따라 기판공정이 균일하게 진행될 수 있다.
상기 임펠러(90)는 상기 약액(C)에 의하여 부식되지 않도록 내부식성을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 약액온도 측정유닛(20a)은 상기 약액탱크(20)의 내부공간에 배치되며, 상기 약액탱크(20)에 수용된 약액(C)의 온도를 측정한다.
상기 제어부(50)는 상기 약액온도 측정유닛(20a)에서 측정된 상기 약액(C)의 온도에 따라 상기 약액가열 히터(330)와 상기 냉각수 순환펌프(355)의 구동을 제어한다.
상기 제어부(50)에는 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 냉각수 순환펌프(355)가 구동되는 기준을 가지는 약액(C)의 온도범위 기준이 저장될 수 있으며, 상기 제어부(50)는 상기 온도범위 기준을 따라 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 냉각수 순환펌프(355)를 구동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 약액온도 조절장치는 상기 약액온도 측정유닛(20a)에서 측정된 약액(C)의 온도를 사용자가 모니터링 할 수 있는 약액온도 모니터링부를 더 포함할 수 있다.
상기 약액온도 모니터링부에서 표시되는 상기 약액(C)의 온도에 따라 사용자는 상기 제어부(50)를 통하여 상기 약액가열 히터(330) 및 상기 냉각수 순환펌프(355)를 수동으로 구동시킬 수 있다.
따라서, 상기 제어부(50)는 상기 기판(P)의 공정처리 단계 및 기판처리에 사용되는 약액(C)의 종류에 따라 사용자가 선택적으로 온도 조절을 할 수 있도록 수동으로 제어될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 기판처리시스템을 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판처리시스템은 기판처리부(80), 약액온도 조절장치, 약액이동배관(70), 약액이동 제어밸브(60) 및 약액이동펌프(60a)를 포함한다.
상기 기판처리부(80)는 기판챔버(81), 분사노즐(83), 그리고 약액저장부(85)를 포함한다.
상기 기판챔버(81)의 내부에는 상기 약액(C)에 의해 공정이 진행되는 기판(P)이 배치된다.
상기 분사노즐(83)은 상기 약액이동배관(70)을 따라 이동된 약액(C)을 상기 기판(P)으로 분사시킨다.
상기 약액저장부(85)는 상기 기판챔버(81)에서 사용된 약액(C)을 수용하여 저장하며, 상기 약액저장부(85)에 저장된 약액(C)은 상기 약액탱크(20)로 이동된다.
상기 약액저장부(85)에 저장된 상기 약액(C)은 기판처리부(80)에서 기판(P)을 처리하는 과정 중에 발생 된 슬러지를 제거하기 위하여 배치되는 슬러지 제거장치를 경유한 후 상기 약액탱크(20)로 이동될 수 있다.
본 실시 예에 따른 약액온도 조절장치는 제 1 약액온도 조절장치(A1)와 제 2 약액온도 조절장치(A2)를 포함하며, 상기 제1 약액온도 조절장치(A1)와 상기 제2 약액온도 조절장치(A2)는 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 상기 제 1 약액온도 조절장치(A1)와 제 2 약액온도 조절장치(A2)의 구성은 도 2 및 도 3에서 설명한 약액온도 조절장치와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 상기 제1 약액온도 조절장치(A1) 및 상기 제2 약액온도 조절장치(A2)에 구비되는 약액온도 조절유닛(400A, 400B)은 상술한 약액온도 조절유닛과 차이를 가진다.
구체적으로, 상기 약액온도 조절유닛(400A, 400B)은 약액가열히터, 약액냉각파이프 및 케이싱을 포함하는 약액조절 어셈블리가 복수 개로 구비된다. 상기 약액조절 어셈블리들은 상하방향으로 적층되어 직렬연결되어 있다. 상기 약액조절 어셈블리들이 상하방향으로 적층되어 배치됨으로써 약액이 중력에 의하여 상부에 배치되는 케이싱으로부터 하부에 배치되는 케이싱으로 자연스럽게 흐르게 된다.
본 실시 예에 따른 상기 약액순환펌프는 제 2 약액순환 파이프(43)상에 배치되는 제 2 약액순환 펌프(43a)를 포함한다.
따라서, 상기 제 2 약액순환 펌프(43a)에 의하여 상기 약액(C)은 상기 케이싱(310)으로부터 상기 약액탱크(20)로 이동된다.
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 약액온도 조절장치의 갯수는 기판(P)의 공정에 요구되는 약액(C)의 양에 따라 자유롭게 변경될 수 있으며, 상기 약액조절 조절장치들은 서로 병렬연결되어 배치될 수도 있을 것이다.
상기 약액이동배관(70)은 일단은 상기 약액온도 조절장치와 연결되고, 타단은 상기 기판(P) 처리부와 연결되어 있으며, 상기 약액온도 조절장치로부터 상기 기판(P) 처리부로 상기 약액(C)의 이동을 안내한다.
상기 약액이동 제어밸브(60)는 상기 약액온도 조절장치와 상기 약액이동배관(70)의 연결부에 배치되며, 상기 약액온도 측정유닛(20a)에 의해 측정된 상기 약액(C)의 온도에 따라 상기 약액(C)의 흐름을 제어한다.
상기 약액이동 제어밸브(60)는 상기 제 1 약액온도 조절장치(A1)에서 공급되는 약액(C)의 이동을 제어하는 제 1 제어밸브(61)와, 상기 제 2 약액온도 조절장치(A2)에서 공급되는 약액(C)의 이동을 제어하는 제 2 제어밸브(63)를 포함한다.
상기 약액이동 제어밸브(60)의 개폐는 상기 약액(C)의 온도에 따라 상기 제어부(50)에 의해 이루어진다.
상기 약액이동펌프(60a)는 상기 약액이동배관(70) 상에 배치되며, 일정 온도로 조절된 약액(C)을 상기 약액(C)온도 조절 어셈블리로부터 상기 기판처리부(80)로 이동시킨다.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 기판처리방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 기판처리방법은 약액온도 조절단계(S100), 밸브 개폐단계(S200), 약액 이동단계(S300), 그리고 기판처리단계(S400)를 포함한다.
기판처리를 마치고 약액저장부(85)에 수집된 약액(C)의 온도조절을 위하여 상기 약액(C)은 상기 약액저장부(85)에서 약액온도 조절장치로 이동된다.
상기 약액온도 조절장치로 이동된 약액(C)은 상기 약액조절단계를 통하여 기판의 처리를 위하여 요구되는 온도로 다시 조절된다.
상기 약액온도 조절단계(S100)는 약액순환단계(S110), 약액가열단계(S120), 약액온도 측정단계(S130), 그리고 약액 냉각단계(S140)를 포함한다.
상기 약액순환단계(S110)에서는 상기 약액순환펌프에 의하여 상기 약액탱크(20)에 수용된 약액(C)과, 상기 케이싱(310)에 수용된 약액(C)이 섞이도록 순환된다.
상기 약액가열단계(S120)에서는 상기 약액가열 히터(330)에 의하여 상기 케이싱(310) 내부에 수용된 약액(C)이 가열된다.
상기 약액가열 히터(330)에 의하여 가열된 약액(C)은 상기 약액순환펌프에 의해 상기 약액탱크(20)로 이동함으로써 순환되며, 상기 약액탱크(20) 내부에 수용된 약액(C)은 상기 약액탱크(20) 내부에 배치된 임펠러(90)를 통하여 전체적으로 균일한 온도를 가지게 된다.
상기 약액온도 측정단계(S130)에서는 상기 약액탱크(20) 내부에 수용된 약액(C)의 온도가 측정된다.
상기 약액온도 측정단계(S130)에서 측정된 약액(C)의 온도를 기준으로 상기 제어부(50)는 상기 약액가열 히터(330)와 상기 냉각수 순환펌프(355)를 구동시킨다.
상기 약액 냉각단계(S140)에서는 상기 냉각수 순환펌프(355)가 구동되어 상기 케이싱(310) 내부에 수용된 약액(C)이 냉각된다.
상기 약액 냉각단계(S140)에서는 상기 약액온도 측정단계(S130)에서 측정된 상기 약액(C)의 온도가 일정범위를 벗어난 경우에 상기 제어부(50)의 제어명령에 의해서 상기 냉각수 순환펌프(355)를 구동하여 냉각수를 순환시킨다.
상기 냉각수 순환펌프(355)에 의해 냉각된 상기 약액(C)은 약액순환펌프에 의하여 상기 탱크유닛(20)으로 이동되며, 상기 탱크유닛(20) 내부에 있던 약액(C)과 섞이면서 상기 기판처리부(80)에 사용되는 약액(C)의 온도를 냉각시킨다.
상기 밸브 개폐단계(S200)에서는 상기 약액(C)의 온도에 따라 상기 약액이동 제어밸브(60)가 계폐된다.
상기 약액(C)의 온도에 따라 상기 약액이동 제어밸브(60)가 열린 경우에는 상기 약액(C)이 상기 기판처리부로 이동되며, 상기 약액이동 제어밸브(60)가 닫힌 경우에는 상기 약액(C)이 상기 약액탱크(20)에 머무르게 된다.
상기 약액 이동단계(S300)에서는 상기 약액(C)가열 조절단계에서 일정 온도로 조절된 약액(C)이 상기 약액이동펌프(60a)에 의해 상기 약액온도 조절유닛로부터 상기 기판처리부(80)로 이동된다.
상기 약액(C)은 상기 기판처리부(80)에 포함된 상기 분사노즐(83)로 이동된다.
상기 기판처리단계(S400)에서는 상기 약액이동배관(70)을 따라 이동한 상기 약액(C)을 이용하여 기판(P)을 처리한다.
상기 분사노즐(83)에 의해 상기 기판(P)을 향하여 상기 약액(C)을 분사함으로써 기판공정이 진행된다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
20: 약액탱크 20a: 약액온도 측정유닛
400A,400B: 약액온도 조절유닛 310: 케이싱
330: 약액가열 히터 351: 약액냉각 파이프
353: 냉각수탱크 355: 냉각수 순환펌프
40: 약액순환 배관유닛 41: 제 1 약액순환 파이프
41a: 제 1 약액순환 펌프 43: 제 2 약액순환 파이프
43a: 제 2 약액순환 펌프 50: 제어부
60: 약액이동 제어밸브 60a: 약액이동펌프
61: 제 1 제어밸브 63: 제 2 제어밸브
70: 약액이동배관 80: 기판처리부
81: 기판챔버 83: 분사노즐
85: 약액저장부 90: 임펠러
C: 약액 P: 기판
A1: 제 1 약액온도 조절장치 A2: 제 2 약액온도 조절장치

Claims (10)

  1. 기판을 처리하는 약액이 수용된 약액탱크;
    상기 약액탱크의 외부에 독립적으로 배치되며, 상기 약액의 온도를 조절하는 약액온도 조절유닛;
    상기 약액탱크와 상기 약액온도 조절유닛을 연결하며, 상기 약액의 이동을 안내하는 약액순환 배관유닛;
    상기 약액탱크에 수용된 약액과, 상기 약액온도 조절유닛에 수용된 약액이 섞이도록 순환시키는 약액순환펌프; 및
    상기 약액탱크 내부에 배치되어 상기 약액탱크에 수용된 약액을 순환시키는 임펠러;를 포함하며,
    상기 약액온도 조절유닛은 상기 약액순환 배관유닛과 연통되며, 상기 약액이 수용되는 케이싱, 상기 케이싱 내부공간에 배치되어 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 가열하는 약액가열 히터, 그리고 적어도 일부분이 상기 약액가열 히터의 외측면을 감싸면서 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 냉각시키는 약액냉각부를 포함하고,
    상기 약액냉각부는 상기 약액가열 히터의 외측면을 따라 코일형상으로 형성되며, 내부에는 냉각수가 순환되는 약액냉각 파이프, 상기 약액냉각 파이프 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수탱크, 그리고 상기 약액냉각 파이프 내부에 냉각수가 순환되도록 배치되는 냉각수 순환펌프를 포함하며,
    상기 케이싱의 내경, 상기 약액가열 히터의 외경, 그리고 상기 약액냉각 파이프의 외경 및 배치는 상기 케이싱 내부로 유입되는 약액의 유량에 따라 결정되고,
    상기 약액온도 조절유닛은 복수개로 구비되되, 상하방향으로 적층되어 직렬연결됨으로써 상부에 배치되는 케이싱 내부의 약액은 중력에 의하여 하부에 배치되는 케이싱으로 이동되는 것을 특징으로 하는 약액온도 조절장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액순환 배관유닛은 상기 약액순환펌프가 배치되며, 상기 약액탱크에 수용된 약액이 상기 케이싱으로 이동하는 제 1 약액순환 파이프와, 상기 케이싱의 약액이 상기 약액탱크로 이동하는 제 2 약액순환 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액온도 조절장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액탱크의 내부에 수용된 약액의 온도를 측정하는 약액온도 측정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액온도 조절장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 약액온도 측정유닛에서 측정된 상기 약액의 온도에 따라 상기 약액가열 히터와 상기 냉각수 순환펌프의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액온도 조절장치.
  6. 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리부;
    상기 기판처리부로부터 약액을 전달받아 상기 약액의 온도를 조절하는 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 약액온도 조절장치;
    일단은 상기 약액온도 조절장치와 연결되고 타단은 상기 기판 처리부와 연결되며, 상기 약액이 이동하는 약액 이동배관;
    상기 약액온도 조절장치와 상기 약액 이동배관의 연결부에 배치되며, 상기 약액의 온도에 따라 상기 약액의 흐름을 제어하는 약액이동 제어밸브; 그리고
    상기 약액 이동배관 상에 배치되며, 일정 온도로 조절된 약액을 상기 약액온도 조절장치로부터 상기 기판처리부로 이동시키는 약액 이동펌프;를 포함하는 기판처리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판처리부는 상기 기판이 내부에 배치되는 기판 챔버, 상기 약액 이동배관을 따라 이동된 약액이 분사되는 약액 분사노즐, 그리고 상기 기판 챔버에서 사용된 약액을 수용하여 저장하는 약액 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리 시스템.
  8. 제 6 항에 따른 기판처리 시스템을 이용한 기판처리방법에 있어서,
    상기 약액온도 조절장치에 의하여 상기 약액을 가열 및 냉각하여 상기 약액의 온도를 조절하는 약액온도 조절단계;
    상기 약액의 온도에 따라 상기 약액이동 제어밸브가 개폐되는 밸브 개폐단계;
    일정 온도로 조절된 약액이 상기 약액 이동펌프에 의해 상기 약액온도 조절유닛로부터 상기 기판처리부로 이동되는 약액 이동단계;
    상기 약액 이동배관을 따라 이동한 상기 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판처리단계;를 포함하는 기판처리방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 약액온도 조절단계는 약액탱크 내부에 수용된 약액과, 케이싱에 수용된 약액이 섞이도록 순환되는 약액순환단계, 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 가열시키는 약액 가열단계, 상기 약액탱크 내부에 수용된 약액의 온도를 측정하는 약액온도 측정단계, 그리고 상기 케이싱 내부에 수용된 약액을 냉각시키는 약액 냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 약액 냉각단계에서는 상기 약액온도 측정단계에서 측정된 상기 약액의 온도가 일정범위를 벗어난 경우에 냉각수 순환펌프를 구동하여 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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