KR102037901B1 - 액 공급 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액을 공급하는 장치를 제공한다. 액 공급 유닛은 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 처리액을 공급하는 상류 공급 라인, 상기 상류 공급 라인으로부터 공급되는 처리액을 노즐로 공급하는 하류 공급 라인, 그리고 상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인을 서로 연결하는 버블 제거 부재를 포함하되, 상기 버블 제거 부재는 상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인 사이에 위치되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 버퍼 탱크, 상기 버퍼 공간에서 위치되며, 복수의 제1홀들이 형성되는 제1플레이트, 그리고 상기 제1플레이트보다 높은 상기 버퍼 공간의 영역에 연결되는 버블 배기 라인을 포함한다. 흐르는 처리액의 버블을 제거할 수 있다.

Description

액 공급 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치{Unit for supplying chemical and Apparatus for treating substrate}
본 발명은 액을 공급하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 애싱, 식각, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 세정 공정은 기판 상에 잔류된 파티클을 제거하는 공정으로, 각각의 공정 전후 단계에서 진행된다.
일반적으로 세정 공정은 처리액을 이용하여 기판에 잔류된 파티클을 제거하는 액 처리 공정이다. 액 처리 공정의 진행 여부에 따라 처리액은 공급 탱크에 수용된 상태에서 대기되거나, 공급 탱크로부터 노즐로 공급된다. 도 1은 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 액 공급 유닛은 공급 탱크(6), 액 공급 라인(2), 버블 제거 부재(4), 유량 측정기, 그리고 노즐(8)을 포함한다. 1차 공급 라인에는 버블 제거 부재(4)가 설치된다. 버블 제거 부재(4)는 공급 탱크(4)로 공급되는 처리액으로부터 버블을 제거한다. 버블 제거 부재(4)는 흐름이 정지된 처리액에 대해 버블의 밀도차로 그 버블을 제거한다.
그러나 도 2의 버블 제거 부재(4)는 흐르는 처리액에 대해 버블 제거를 기대하는 것이 어렵다. 이로 인해 유량을 측정하는 과정에서 버블은 측정 오류를 빈번히 발생시킨다. 이러한 측정 오류와 함께 비정상적 알람은 빈번히 발생되고, 이는 액 처리 공정을 중지시키는 사태가 발생된다.
한국 특허 공개 번호 2014-0120232
본 발명은 기판의 액 처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 흐르는 처리액의 버블을 제거할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 액을 공급하는 장치를 제공한다. 액 공급 유닛은 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 처리액을 공급하는 상류 공급 라인, 상기 상류 공급 라인으로부터 공급되는 처리액을 노즐로 공급하는 하류 공급 라인, 그리고 상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인을 서로 연결하는 버블 제거 부재를 포함하되, 상기 버블 제거 부재는 상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인 사이에 위치되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 버퍼 탱크, 상기 버퍼 공간에서 위치되며, 복수의 제1홀들이 형성되는 제1플레이트, 그리고 상기 제1플레이트보다 높은 상기 버퍼 공간의 영역에 연결되는 버블 배기 라인을 포함한다.
상기 버블 제거 부재는 상기 버퍼 공간에서 상기 제1플레이트의 아래에서 상기 제1플레이트과 마주보도록 위치되며, 복수의 제2홀들이 형성되는 제2플레이트를 포함하되, 상부에서 바라볼 때, 상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 간에 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 상기 제1플레이트는 상기 제2플레이트에 비해 상기 상류 공급 라인에 더 가깝게 위치되고, 상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트에 비해 상기 하류 공급 라인에 더 가깝게 위치되되, 상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 상이한 직경을 가질 수 있다. 상기 제1홀은 상기 제2홀에 비해 작은 직경을 가질 수 있다.
이와 달리, 상기 제2홀은 상기 제1홀에 비해 작은 직경을 가질 수 있다. 상기 버퍼 탱크는 내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 하우징 및 상기 제1플레이트 위에 위치되며, 처리액이 상기 상류 공급 라인에서 상기 버퍼 공간에 유입되도록 상기 하우징에 고정 결합되는 유입 포트를 더 포함하되, 상기 유입 포트는 상기 제1플레이트에 가까워질수록 개구 면적이 작아지는 관 형상으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 유입 포트의 개구와 마주보는 상기 제1플레이트의 영역은 블로킹 영역으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 제1홀은 상기 블로킹 영역을 감싸도록 배열될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 유입 포트는 상기 하우징의 상면 중심에 위치되고, 상기 버블 배기 라인은 상기 하우징의 상면에서 상기 중심을 벗어난 위치에 연결될 수 있다. 상기 하우징은 상기 유입 포트가 결합되며, 내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 통 형상의 몸통부 및 상기 몸통부의 하단으로부터 아래로 연장되며 환형의 링 형상의 배출부를 가지고, 상기 배출부는 아래로 갈수록 횡단면이 작아지고, 상기 배출부의 하단에는 상기 하류 공급 라인이 연결될 수 있다. 상기 액 공급 유닛은 내부에 처리액이 수용 가능한 수용 공간을 가지며, 상기 하류 공급 라인이 연결되는 공급 탱크 및 상기 공급 탱크, 상기 노즐을 서로 연결하는 액 공급 라인, 상기 하류 공급 라인에 설치되며, 처리액의 유량을 측정하는 유량 측정기, 그리고 상기 유량 측정기로부터 전달된 정보를 근거로 상기 하류 공급 라인에 설치된 밸브를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
처리액을 공급하는 유닛은 처리액을 공급하는 상류 공급 라인, 상기 상류 공급 라인으로부터 공급되는 처리액을 노즐로 공급하는 하류 공급 라인, 그리고 상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인을 서로 연결하는 버블 제거 부재를 포함하되, 상기 버블 제거 부재는 상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인 사이에 위치되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 버퍼 탱크, 상기 버퍼 공간에서 위치되며, 복수의 제1홀들이 형성되는 제1플레이트, 그리고 상기 제1플레이트보다 높은 상기 버퍼 공간의 영역에 연결되는 버블 배기 라인을 포함한다.
상기 버블 제거 부재는 상기 버퍼 공간에서 상기 제1플레이트의 아래에서 상기 제1플레이트과 마주보도록 위치되며, 복수의 제2홀들이 형성되는 제2플레이트를 포함하되, 상부에서 바라볼 때, 상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 간에 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 상기 버퍼 탱크는 내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 하우징, 상기 제1플레이트 위에 위치되며, 처리액이 상기 상류 공급 라인에서 상기 버퍼 공간에 유입되도록 상기 하우징에 고정 결합되는 유입 포트를 더 포함하되, 상기 유입 포트는 상기 제1플레이트에 가까워질수록 개구 면적이 작아지는 관 형상으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 유입 포트의 개구와 마주보는 상기 제1플레이트의 영역은 블로킹 영역으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 유입 포트는 상기 하우징의 상면 중심에 위치되고, 상기 버블 배기 라인은 상기 하우징의 상면에서 상기 중심을 벗어난 위치에 연결될 수 있다. 상기 하우징은 상기 유입 포트가 결합되며, 내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 통 형상의 몸통부 및 상기 몸통부의 하단으로부터 아래로 연장되며 환형의 링 형상의 배출부를 가지고, 상기 배출부는 아래로 갈수록 횡단면이 작아지고, 상기 배출부의 하단에는 상기 하류 공급 라인이 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리액은 홀이 형성된 플레이트를 통과하는 과정에서 버블이 제거된다. 이로 인해 흐르는 처리액의 버블을 제거할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 플레이트는 복수 개로 제공되며, 각 플레이트에 형성된 홀들은 서로 상이하게 배열된다. 이로 인해 처리액은 홀을 통과하는 과정에서 각 플레이트에 비산되어 버블을 보다 쉽게 분리할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 하우징의 유입 개구는 그 내측으로 갈수록 점차 좁아지는 형상을 가진다. 이로 인해 처리액의 유입 속도는 그 내측으로 갈수록 점차 빨라지고, 버블이 그 유입구에 재유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 하우징의 하부 영역의 횡단면은 아래로 갈수록 좁아진다. 이로 인해 처리액이 하우징으로부터 배출되는 과정에서 버블을 하우징의 중심축을 향해 포집되어 위로 이동될 수 있다.
도 1은 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 버블 제거 부재를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 버블 제거 부재를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 제1플레이트 및 제2플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 8 및 도 9는 도 6의 버블 제거 부재를 이용하여 처리액으로부터 버블을 분리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 10은 도 7의 제1플레이트 및 제2플레이트의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 11은 도 7의 제1플레이트 및 제2플레이트의 또 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
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.
본 실시예에는 기판 상에 형성된 소수성 막질을 세정 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 이하, 도 3 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가진다. 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.
로드 포트(120)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 기판들(W)을 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.
공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송챔버(240)의 일측에는 복수 개의 기판처리부(260)들이 제공된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정 챔버들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
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)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 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.
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.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(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.
공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(300)는 도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 스핀 헤드(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛을 포함한다.
처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)는 내부회수통(322) 및 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀 헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 내부회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a) 및 내부회수통(322)은 내부 회수통(322)으로 처리액이 유입되는 제1유입구(322a)로서 기능한다. 내부 회수통(322)과 외부회수통(326)의 사이공간(326a)은 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 제2유입구(326a)로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(322a,326a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,326)의 저면 아래에는 회수라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,326)에 유입된 처리액들은 회수라인(322b,326b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
스핀 헤드(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛(340)으로 제공된다. 스핀 헤드(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 구동부(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다.
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.
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 스핀 헤드(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 스핀 헤드(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.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 스핀 헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀 헤드(340)가 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛은 기판(W) 상으로 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛은 액 토출부 및 액 공급부를 포함한다. 액 토출부는 이동 부재(381) 및 노즐(390)을 포함한다. 이동 부재(381)는 노즐(390)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐(390)이 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(390)이 공정 위치를 벗어난 위치이다. 이동 부재(381)는 지지축(386), 아암(382), 그리고 구동기(388)를 포함한다. 지지축(386)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축(386)은 그 길이방향이 제3방향을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(386)은 구동기(388)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 아암(382)은 지지축(386)의 상단에 결합된다. 아암(382)은 지지축(386)으로부터 수직하게 연장된다. 아암(382)의 끝단에는 노즐(390)이 고정 결합된다. 지지축(386)이 회전됨에 따라 노즐(390)은 아암(382)과 함께 스윙 이동 가능하다. 노즐(390)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(390)은 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치되도록 위치될 수 있다. 예컨대, 처리액은 케미칼일 수 있다. 케미칼은 암모니아(NH3), 인산(P2O5), 황산(H2SO4) 중 적어도 하나를 포함하는 액일 수 있다. 선택적으로, 지지축(386)은 승강 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 또한 아암(382)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다.
액 공급부(400)는 노즐(390)에 처리액을 공급한다. 액 공급부(400)는 기판(W)의 액 처리 공정이 진행되면 노즐(390)에 처리액을 공급하고, 액 처리 공정이 중지되면 노즐(390)에 처리액 공급을 중지한다. 도 5는 도 3의 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 액 공급부(400)는 1차 공급 라인(410), 버블 제거 부재(500), 공급 탱크(440), 유량 측정기(450), 2차 공급 라인(420), 그리고 제어기(460)를 포함한다. 처리액은 1차 공급 라인(410), 공급 탱크(440). 그리고 2차 공급 라인(420)을 순차적으로 거쳐 노즐(390)로 제공된다. 처리액은 1차 공급 라인(410)으로 흐르는 중에 버블 제거 부재(500)에 의해 버블이 제거되고, 유량 측정기(450)에 의해 유량이 측정된다.
1차 공급 라인(410)은 액 저장부(430)에 저장된 처리액을 공급 탱크(440)로 제공한다. 1차 공급 라인(410)은 상류 공급 라인(412) 및 하류 공급 라인(416)을 포함한다. 상류 공급 라인(412)은 액 저장부(430) 및 버블 제거 부재(500)를 서로 연결한다. 처리액은 상류 공급 라인(412)을 통해 액 저장부(430)에서 버블 제거 부재(500)로 공급된다. 하류 공급 라인(416)은 버블 제거 부재(500) 및 공급 탱크(440)를 서로 연결한다. 처리액은 하류 공급 라인(416)을 통해 버블 제거 부재(500)에서 공급 탱크(440)로 공급된다. 따라서 처리액은 상류 공급 라인(412), 버블 제거 부재(500), 그리고 하류 공급 라인(416)을 순차적으로 통하여 공급 탱크(440)에 공급된다.
공급 탱크(440)는 내부에 처리액이 수용 가능한 수용 공간을 가진다. 수용 공간은 기판(W)을 1회 액 처리하기 위해 필요한 용량보다 큰 용량을 가진다. 도시되지 않았지만, 공급 탱크(440)에는 레벨 센서가 설치된다. 레벨 센서는 수용 공간에 수용된 처리액의 양을 측정한다. 공급 탱크(440)는 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 공급 탱크(440)는 제1공급 탱크(440) 및 제2공급 탱크(440)를 포함할 수 있다. 공급 탱크(440)는 2 개일 수 있다. 선택적으로 공급 탱크(440)는 1 개 또는 3 개이 이상일 수 있다. 하류 공급 라인(416)은 제1공급 탱크(440a)에 연결되고, 하류 공급 라인(416)으로부터 분기되는 분기 라인은 제2공급 탱크(440b)에 연결된다. 분기 지점을 기준으로 이의 하류 라인 각각에는 밸브(416a,416b)가 설치된다. 각각의 밸브(416a,416b)는 제어기(460)에 의해 제어된다.
유량 측정기(450)는 공급 탱크(440)에 공급되는 처리액의 유량을 측정한다. 유량 측정기(450)는 하류 공급 라인(416)에 설치된다. 유량 측정기(450)는 하류 공급 라인(416)에서 분기 지점보다 상류에 위치된다.
제어기(460)는 유량 측정기(450)로부터 측정된 유량 정보 및 레벨 센서로부터 측정된 수용 정보를 근거로 각 밸브를 제어한다. 제어기(460)는 수용 공간에 처리액이 기설정 양이 수용되도록 밸브를 제어한다. 일 예에 의하면, 제어기(460)는 수용 공간에 처리액이 기설정 량보다 적으면, 밸브를 개방할 수 있다. 이와 반대로, 제어기(460)는 수용 공간에 처리액이 기설정 량과 동일하거나 이보다 많으면, 밸브를 닫을 수 있다.
다음은 버블 제거 부재(500)에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 도 6은 도 5의 버블 제거 부재(500)를 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 버블 제거 부재(500)는 버퍼 탱크, 버블 배기 라인(540), 제1플레이트(570), 그리고 제2플레이트(580)를 포함한다. 버퍼 탱크는 하우징(510) 및 유입 포트(530)를 포함한다. 하우징(510)은 통 형상을 가진다. 하우징(510)은 내부에 버퍼 공간(514)을 포함한다. 버퍼 공간(514)은 처리액에 포함된 버블을 제거할 수 있는 공간으로 제공된다. 하우징(510)은 몸통부(512) 및 배출부(518)를 가진다. 버퍼 공간(514)은 몸통부(512) 및 배출부(518)에 의해 형성된다. 몸통부(512)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 예컨대, 몸통부(512)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 몸통부(512)는 그 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 몸통부(512)의 상면에는 유입홀(515) 및 배기홀(516)이 형성된다. 상부에서 바라볼 때 유입홀(515)은 몸통부(512)의 상면 중심에 형성되고, 배기홀(516)은 상면 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 배출부(518)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 배출부(518)는 몸통부(512)의 하단으로부터 아래로 연장된다. 배출부(518)는 아래로 갈수록 내경이 작아진다. 배출부(518)의 하단에는 하류 공급 라인(416)이 연결된다.
유입 포트(530)는 몸통부(512)의 유입홀(515)에 고정 설치된다. 유입 포트(530)는 처리액이 상류 공급 라인(412)으로부터 버퍼 공간(514)에 유입되도록 안내한다. 유입 포트(530)는 아래로 갈수록 개구 면적이 작아지는 관 형상으로 제공된다. 버블 배기 라인(540)은 배기홀(516)에 연결된다. 버퍼 공간(514)에서 처리액으로부터 분리된 버블은 버블 배기 라인(540)을 통해 외부로 배기된다.
제1플레이트(570)는 버퍼 공간(514)에 수용되는 처리액으로부터 버블을 1차 분리시킨다. 도 7은 도 6의 제1플레이트 및 제2플레이트를 보여주는 평면도이다. 도 7을 참조하면, 제1플레이트(570)는 버퍼 공간(514) 내에 위치된다. 제1플레이트(570)는 버퍼 공간(514)에서 몸통부(512)와 대응되는 높이에 위치된다. 제1플레이트(570)는 몸통부(512)의 내측면에 고정 결합된다. 제1플레이트(570)는 복수의 제1홀들(572)이 형성된 판 형상으로 제공된다. 제1플레이트(570)는 몸통부(512)의 내경과 동일한 외경을 가지도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 유입 포트(530)의 개구와 마주보는 상기 제1플레이트(570)의 영역은 블로킹 영역으로 제공된다. 여기서 블로킹 영역이 제1홀(572)이 형성되지 않은 차단 영역으로 정의한다. 예컨대, 제1홀(572)은 블로킹 영역을 감싸도록 배열될 수 있다. 이로 인해 유입홀(515)을 통해 유입된 처리액은 제1플레이트(570)에 의해 1 회 이상 비산될 수 있다.
제2플레이트(580)는 버퍼 공간(514)에 수용되는 처리액으로부터 버블을 2차 분리시킨다. 제2플레이트(580)는 버퍼 공간(514)에서 제1플레이트(570)의 아래에서 제1플레이트(570)과 마주보도록 위치된다. 제2플레이트(580)는 제1플레이트(570)과 이격되게 위치된다. 제2플레이트(580)는 버퍼 공간(514)에서 몸통부(512)와 대응되는 높이에 위치된다. 제2플레이트(580)는 몸통부(512)의 내측면에 고정 결합된다. 제2플레이트(580)는 복수의 제2홀들(582)이 형성된 판 형상으로 제공된다. 예컨대, 제2플레이트(580)는 제1플레이트(570)과 동일한 직경을 가지는 판일 수 있다. 제2홀들(582)은 제1홀들(572)과 상이하게 배열될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 제1홀(572)과 제2홀(582)은 서로 간에 중첩되지 않도록 배열된다. 제1홀(572)과 제2홀(582)은 서로 동일한 직경을 가지도록 제공된다.
다음은 상술한 버블 제거 부재(500)를 이용하여 처리액으로부터 버블을 분리하는 과정을 설명한다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 처리액은 상류 공급 라인(412)을 통해 유입 포트(530)로 제공된다. 처리액은 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 유입 포트(530)의 형상으로 인해 버퍼 공간(514)에 가까워질수록 유속이 빨라진다. 처리액은 버퍼 공간(514)으로 유입되고, 제1플레이트(570)에 의해 적어도 2 회 이상 버블이 분리된다. 처리액은 제1플레이트(570)으로부터 비산되는 과정에서 버블이 1 회 분리되고, 제1홀(572)을 통과하는 과정에서 버블이 2 회 분리된다. 처리액이 제1플레이트(570)으로부터 1 회 이상 비산될 수 있다. 처리액은 제1플레이트(570)의 중심에 비산되고, 이는 버퍼 공간(514)에서 제1플레이트(570)의 상부 가장자리 영역에 와류가 형성한다. 버퍼 공간(514)에 형성된 와류는 처리액이 유입 포트(530)로 재유입되는 것을 방지한다. 처리액은 제1홀들(572)을 통해 낙하된다. 낙하된 처리액은 제2플레이트(580)에 의해 적어도 2 회 이상 버블이 분리된다. 처리액은 제2플레이트(580)으로부터 비산되는 과정에서 버블이 1 회 분리되고, 제2홀(582)을 통과하는 과정에서 버블이 2 회 분리된다. 처리액은 제2홀(582)을 통해 하우징(510)의 배출부(518)로 낙하된다. 처리액은 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 배출부(518)의 형상으로 인해 유속이 빨라진다. 처리액은 배출부(518)를 통해 하류 공급 라인(416)으로 배출된다. 처리액이 하류 공급 라인(416)으로 배출되는 과정에서 분리된 버블은 하우징(510)의 중심축을 향해 포집된다. 중앙으로 포집된 버블들은 제2홀(582) 및 제1홀(572)을 순차적으로 거쳐 버블 배기 라인(540)으로 배기된다.
상술한 실시예에는 제1홀(572)과 제2홀(582)이 동일한 직경을 가지는 것으로 설명하였다. 그러나 제1홀(572)과 제2홀(582)은 서로 상이한 직경을 가질 수 있다. 도 10과 같이 제1홀(572)은 제2홀(582)에 비해 작은 직경을 가질 수 있다. 이로 인해 제1플레이트(570)에는 제2플레이트(580)에 비해 다량의 버블을 처리액으로부터 분리할 수 있다.
이와 달리 도 11을 참조하면, 제2홀(582)은 제1홀(572)에 비해 작은 직경을 가질 수 있다. 이 경우 처리액은 제1플레이트(570) 및 제2플레이트(580) 각각에서 서로 상이한 크기의 버블을 제거할 수 있다. 제2플레이트(580)에서 분리된 버블은 제1플레이트(570)에서 분리된 버블에 비해 작은 크기의 버블일 수 있다.
412: 상류 공급 라인 416: 하류 공급 라인
510: 하우징 530: 유입 포트
570: 제1플레이트 572: 제1홀
580: 제2플레이트 582: 제2홀

Claims (20)

  1. 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기와
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    처리액을 공급하는 상류 공급 라인과;
    상기 상류 공급 라인으로부터 공급되는 처리액을 노즐로 공급하는 하류 공급 라인과;
    상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인을 서로 연결하고, 상기 처리액에서 버블을 분리하는 버블 제거 부재를 포함하되,
    상기 버블 제거 부재는,
    상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인 사이에 위치되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 버퍼 탱크와;
    상기 버퍼 공간에 위치되며, 복수의 제1홀들이 형성되는 제1플레이트와;
    상기 버퍼 공간에서 상기 제1플레이트 아래에서 상기 제1플레이트와 마주보도록 위치되며, 복수의 제2홀들이 형성되는 제2플레이트를 포함하되,
    상기 버퍼 탱크는,
    내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 하우징과;
    상기 제1플레이트 위에 위치되며, 처리액이 상기 상류 공급 라인에서 상기 버퍼 공간에 유입되도록 상기 하우징에 고정 결합되는 유입 포트를 더 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 유입포트의 개구와 마주보는 상기 제1플레이트의 영역은 블로킹 영역으로 제공되고,
    상기 유입 포트는 상기 제1플레이트에 가까워질수록 개구 면적이 작아지는 관 형상으로 제공되고,
    상기 버블 제거 부재는 상기 제1플레이트보다 높은 상기 버퍼 공간의 영역에 연결되는 버블 배기라인을 포함하고,
    상부에서 바라볼 때 상기 유입 포트는 상기 하우징의 상면 중심에 위치되고, 상기 버블 배기 라인은 상기 하우징의 상면에서 상기 중심을 벗어난 위치에 연결되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2홀의 직경은 상기 제1홀의 직경보다 작은 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때, 상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 간에 중첩되지 않도록 위치되고,
    상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 상이한 직경을 가지는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 제1홀은 상기 블로킹 영역을 감싸도록 배열되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1플레이트는 상기 제2플레이트에 비해 상기 상류 공급 라인에 더 가깝게 위치되고,
    상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트에 비해 상기 하류 공급 라인에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 유입 포트가 결합되며, 내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 원통 형상의 몸통부와;
    상기 몸통부의 하단으로부터 아래로 연장되며 환형의 링 형상으로 제공되는 배출부를 가지고,
    상기 배출부는 아래로 갈수록 횡단면이 작아지고, 상기 배출부의 하단에는 상기 하류 공급라인이 연결되는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    내부에 처리액이 수용 가능한 수용 공간을 가지며, 상기 하류 공급라인이 연결되는 공급 탱크와;
    상기 공급 탱크 및 상기 노즐을 서로 연결하는 액 공급 라인과;
    상기 하류 공급 라인에 설치되며, 처리액의 유량을 측정하는 유량 측정기와;
    상기 유량 측정기로부터 전달된 정보를 근거로 상기 하류 공급라인에 설치된 밸브를 제어하는 제어기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 수용 공간에 상기 처리액이 기설정 양이 수용되도록 상기 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
  11. 처리액을 공급하는 유닛에 있어서,
    처리액을 공급하는 상류 공급 라인과;
    상기 상류 공급 라인으로부터 공급되는 처리액을 노즐로 공급하는 하류 공급 라인과;
    상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인을 서로 연결하고, 상기 처리액에서 버블을 분리하는 버블 제거 부재를 포함하되,
    상기 버블 제거 부재는,
    상기 상류 공급 라인 및 상기 하류 공급 라인 사이에 위치되며, 내부에 버퍼 공간을 가지는 버퍼 탱크와;
    상기 버퍼 공간에 위치되며, 복수의 제1홀들이 형성되는 제1플레이트와;
    상기 버퍼 공간에서 상기 제1플레이트 아래에서 상기 제1플레이트와 마주보도록 위치되며, 복수의 제2홀들이 형성되는 제2플레이트를 포함하되,
    상기 버퍼 탱크는,
    내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 하우징과;
    상기 제1플레이트 위에 위치되며, 처리액이 상기 상류 공급 라인에서 상기 버퍼 공간에 유입되도록 상기 하우징에 고정 결합되는 유입 포트를 더 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 유입포트의 개구와 마주보는 상기 제1플레이트의 영역은 블로킹 영역으로 제공되고,
    상기 유입 포트는 상기 제1플레이트에 가까워질수록 개구 면적이 작아지는 관 형상으로 제공되고,
    상기 버블 제거 부재는 상기 제1플레이트보다 높은 상기 버퍼 공간의 영역에 연결되는 버블 배기라인을 포함하고,
    상부에서 바라볼 때 상기 유입 포트는 상기 하우징의 상면 중심에 위치되고, 상기 버블 배기 라인은 상기 하우징의 상면에서 상기 중심을 벗어난 위치에 연결되는 액 공급 유닛.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2홀의 직경은 상기 제1홀의 직경보다 작은 액 공급 유닛.
  14. 제11항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때, 상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 간에 중첩되지 않도록 위치되고,
    상기 제1홀과 상기 제2홀은 서로 상이한 직경을 가지는 액 공급 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 제1홀은 상기 블로킹 영역을 감싸도록 배열되는 액 공급 유닛.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1플레이트는 상기 제2플레이트에 비해 상기 상류 공급 라인에 더 가깝게 위치되고,
    상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트에 비해 상기 하류 공급 라인에 더 가깝게 위치되는 액 공급 유닛.
  17. 삭제
  18. 제11항 및 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 유입 포트가 결합되며, 내부에 상기 버퍼 공간을 가지는 원통 형상의 몸통부와;
    상기 몸통부의 하단으로부터 아래로 연장되며 환형의 링 형상으로 제공되는 배출부를 가지고,
    상기 배출부는 아래로 갈수록 횡단면이 작아지고, 상기 배출부의 하단에는 상기 하류 공급라인이 연결되는 액 공급 유닛.
  19. 제11항 및 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    내부에 처리액이 수용 가능한 수용 공간을 가지며, 상기 하류 공급라인이 연결되는 공급 탱크와;
    상기 공급 탱크 및 상기 노즐을 서로 연결하는 액 공급 라인과;
    상기 하류 공급 라인에 설치되며, 처리액의 유량을 측정하는 유량 측정기와;
    상기 유량 측정기로부터 전달된 정보를 근거로 상기 하류 공급라인에 설치된 밸브를 제어하는 제어기를 더 포함하는 액 공급 유닛.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 수용 공간에 상기 처리액이 기설정 양이 수용되도록 상기 밸브를 제어하는 액 공급 유닛.
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