KR102063320B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛, 그리고 상기 처리 용기에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 처리 용기는 처리액이 회수되는 제1회수 공간을 가지는 제1회수통을 포함하고, 상기 제1회수통은 상기 냉각 유체에 의해 냉각된다. 이로 인해 회수통을 냉각하여 회수통의 열변형을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 애싱, 에칭, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 포토리소그라피, 애싱, 에칭, 그리고 세정 공정은 기판을 액 처리하는 공정을 포함하며, 다양한 종류의 처리액들이 사용된다.
일반적으로 처리액은 온도에 따라 반응성이 달라지며, 이는 기판의 처리 효율과 밀접한 관계를 가진다. 따라서 각 공정에 맞게 처리액의 온도가 결정된다. 특히 강산 또는 강염기의 케미칼이 사용되는 공정에서는 그 케미칼을 고온의 상태에서 공정을 수행한다. 이러한 케미칼은 주변 장치를 부식시키거나 열 변형시킬 수 있으며, 케미칼을 회수하는 회수통은 내식성과 내열성을 모두 갖추어야 한다.
그러나 가공 및 비용 측면에서 내식성과 내열성을 모두 갖춘 회수통을 사용하기에는 어려움이 따르며, 도 1과 같이 다량의 케미칼이 회수되는 과정에서 회수통(2)이 열 변형되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 고온의 케미칼을 회수하는 과정에서 회수통이 열 변형되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛, 그리고 상기 처리 용기에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 처리 용기는 처리액이 회수되는 제1회수 공간을 가지는 제1회수통을 포함하고, 상기 제1회수통은 상기 냉각 유체에 의해 냉각된다.
상기 처리 용기는 상기 제1회수통과 조합되어 유로를 형성하는 가이드를 더 포함하되, 상기 제1회수 공간과 상기 유로는 상기 제1회수통에 의해 구획되고, 상기 냉각 유체 공급 유닛은 상기 유로로 냉각 유체를 공급할 수 있다. 상기 유로는 상기 제1회수통의 내측 또는 아래에 위치될 수 있다.
상기 제1회수통은 환형의 링 형상으로 제공되고, 상기 가이드는 상기 제1회수통의 내측면의 적어도 일부, 그리고 상기 제1회수통의 저면을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다.
선택적으로 상기 냉각 유체 공급 유닛은 상기 제1회수통을 향해 직접 냉각 유체를 토출할 수 있다.
상기 제1회수통은 상기 기판 지지 유닛으로부터 멀어질수록 하향 경사지는 상부 경사부, 상기 상부 경사부의 하단으로부터 아래 방향으로 연장되는 상부 연장부, 상기 상부 수직부의 하단으로부터 상기 기판 지지 유닛에 가까워지는 방향으로 하향 경사지는 하부 경사부, 상기 하부 경사부의 하단으로부터 아래 방향으로 연장되는 하부 연장부, 그리고 상기 하부 수직부의 하단으로부터 상기 기판 지지 유닛에 멀어지는 방향으로 연장되는 바닥부를 가질 수 있다.
상기 바닥부는 상기 기판 지지 유닛에서 멀어질수록 하향 경사지는 제1부분을 가질 수 있다. 상기 바닥부는 상기 기판 지지 유닛에서 멀어질수록 상향 경사지는 제2부분을 더 가지되, 상기 제2부분은 상기 제1부분보다 상기 기판 지지 유닛에서 더 멀게 위치될 수 있다.
상기 가이드는 상기 하부 연장부 및 상기 바닥부를 감싸도록 제공될 수 있다. 상기 제1회수통은 상기 바닥부의 외측단으로부터 위로 연장되는 외측부를 더 가지고, 상기 처리 용기는 상기 제1회수통의 주변을 감싸는 제2회수통 및 상기 외측부와 상기 제2회수통 사이에 위치되도록 상기 제2회수통에 고정 결합되며, 외측부를 지지하는 휨 방지대를 더 포함할 수 있다. 상기 휨 방지대는 복수 개로 제공되며, 복수 개의 상기 휨 방지대는 상기 외측부의 원주 방향을 따라 동일 간격으로 배열될 수 있다.
기판을 액 처리하는 방법으로는 상기 기판 상에 처리액을 공급하고, 공급된 상기 처리액을 회수통에 형성된 회수 공간으로 회수하되, 상기 처리액은 상온보다 높은 온도로 상기 기판에 공급되고, 상기 처리액은 상기 기판을 처리한 후에 상기 회수 공간으로 회수되며, 상기 회수 공간을 형성하는 상기 회수통은 냉각 유체에 의해 냉각된다.
상기 회수통은 상기 회수 공간과 인접한 영역에 흐르는 냉각 유체에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각 유체는 상기 처리액으로 상기 기판을 처리하는 동안에 공급될 수 있다. 상기 처리액은 인산을 포함할 수 있다. 상기 처리액은 180 ℃ 이상의 온도를 가지는 케미칼을 포함하고, 상기 회수통은 폴리테트라 플르오로에틸렌(PTFE) 재질을 포함할 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛, 그리고 상기 처리 용기에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 처리 용기는 처리액이 회수되는 제1회수 공간을 가지는 제1회수통, 상기 제1회수통의 주변을 감싸는 제2회수통, 그리고 상기 제1회수통과 상기 제2회수통 사이에 위치되도록 상기 제2회수통에 고정 결합되며, 상기 제1회수통을 지지하는 휨 방지대를 포함한다.
상기 제1회수통 및 상기 제2회수통은 각각 환형의 링 형상으로 제공되고, 상기 휨 방지대는 복수 개로 제공되며, 복수 개의 상기 휨 방지대는 상기 제1회수통의 원주 방향을 따라 동일 간격으로 배열될 수 있다.
상술한 장치를 이용하여 기판을 액 처리하는 방법으로는, 상기 기판 상에 처리액을 공급하고, 공급된 상기 처리액을 처리 용기으로 회수하되, 상기 처리액은 상온보다 높은 온도를 가지는 제1액과 상기 제1액보다 낮은 온도를 가지는 제2액을 포함하고, 상기 제1액은 상기 제1회수 공간으로 회수되며, 상기 제2액은 상기 제1회수 공간과 상이한 공간으로 회수된다.
상기 기판 상에는 상기 제1액을 공급하고, 이후에 상기 제2액을 공급하되, 상기 제2액은 상기 제1회수통을 사이에 두고 상기 제1회수 공간과 반대되는 공간에 회수될 수 있다. 상기 제1액은 인산을 포함하고, 상기 제2액은 순수를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 회수 공간과 유로는 회수통에 의해 구획되고, 처리액은 회수 공간으로 회수되며, 냉각 유체는 유로로 공급된다. 이로 인해 회수통을 냉각하는 동시에 케미칼과 냉각 유체의 혼합을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 휨 방지대는 처리액이 회수되는 회수통을 지지함으로써, 회수통의 양면의 온도차로 인한 열 변형을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 가이드는 하부 연장부 및 상기 바닥부를 감싸도록 제공된다. 이로 인해 냉각 유체가 회수통에 접촉되는 영역을 확장시킬 수 있다.
도 1은 일반적으로 케미칼을 회수하는 과정에서 회수통의 열 변형을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 처리 용기를 보다 확대해 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 가이드를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 4의 처리 용기에 냉각 유체가 공급되는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 4의 처리 용기의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 처리 용기의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 3의 냉각 유체 공급 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 처리 용기를 보다 확대해 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 가이드를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 4의 처리 용기에 냉각 유체가 공급되는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 4의 처리 용기의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 처리 용기의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 3의 냉각 유체 공급 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
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 처리액을 이용하여 기판을 세정 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 세정 공정에 한정되지 않고, 식각 공정, 애싱 공정 및 현상 공정 등과 같이, 액을 이용한 기판 처리 공정에서 다양하게 적용 가능하다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(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(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 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 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정 챔버들(260)이 제공된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(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. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 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 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(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. 인덱스암들(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암들(144c) 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(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.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(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. 메인암들(244c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)는 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 장치들(300)은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(400), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 처리액 공급 유닛(380), 그리고 냉각 유체 공급 유닛(500)을 포함한다.
처리 용기(400)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(400)은 내부에 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(400)은 처리 공간을 감싸는 제1회수통(420), 제2회수통(450), 중간 회수통(470), 가이드(480), 그리고 휨 방지대(490)를 포함한다. 각각의 회수통은 서로 조합되어 공정에 사용된 처리액들 중 상이한 종류의 액들을 분리 회수한다. 각각의 회수통은 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 제1회수통(420), 중간 회수통(470), 그리고 제2회수통(450)은 서로 조합되어 상하 방향으로 적층되게 위치된다. 제1회수통(420), 중간 회수통(470), 그리고 제2회수통(450) 각각은 기판 지지 유닛(340)을 감싸도록 제공된다. 중간 회수통(470)은 제1회수통(420)의 주변을 감싸도록 제공되고, 제2회수통(450)은 제1회수통(420) 및 중간 회수통(470)의 주변을 감싸도록 제공된다. 제1회수통(420)과 중간 회수통(470) 간에 사이 공간은 처리액이 유입되는 제1유입구(401)로서 기능한다. 제1회수통(420)의 내측 공간은 처리액이 유입되는 제2유입구(402)로서 기능한다. 중간 회수통(470)과 제2회수통(450) 간에 사이 공간은 처리액이 유입되는 제3유입구(403)로서 기능한다. 각각의 회수통은 제1유입구(401) 및 제3유입구(403)의 크기가 상이하도록 서로 간의 상대 높이가 조절될 수 있다. 예컨대, 제1유입구(401) 및 제3유입구(403) 중 어느 하나가 개방되어 처리액이 유입되는 동안에 다른 하나는 닫혀질 수 있다. 또한 제2유입구(402)로 처리액이 유입되는 동안에 제1유입구(401) 및 제3유입구(403)는 닫혀질 수 있다. 각각의 유입구(401,402,403)를 통해 유입된 처리액은 각각의 회수 라인(401a,402a,403a)을 통해 분리 회수된다. 예컨대, 각 회수통(420,450,470)의 재질은 폴리테트라 플르오로에틸렌(PTFE)을 포함할 수 있다.
기판 지지 유닛(340)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(340)은 지지판(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재(350)를 포함한다. 지지판(342)은 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지판(342)의 저면은 상면에 비해 작은 직경을 가진다. 지지판(342)의 측면은 상면으로부터 하향 경사진 방향을 향하도록 제공된다.
지지 핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 상면으로부터 위로 돌출되게 제공된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 가장자리부에서 내측 방향으로 소정 간격 이격되게 배치된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 상면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 저면을 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 지지판(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 지지판(342)의 상면으로부터 위로로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 지지판(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 지지판(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
회전 구동 부재(350)는 지지판(342)의 중심축을 중심으로 지지판(342)을 회전시킨다. 회전 구동 부재(350)는 회전축(354), 고정축(352), 그리고 구동기(356)를 포함한다. 회전축(354)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하는 통 형상으로 제공된다. 회전축(354)은 지지판(342)의 저면에 고정 결합된다. 구동기(356)는 회전축(354)이 회전되도록 회전축(354)에 구동력을 제공한다. 구동기(356)가 회전축(354)에 구동력을 제공하면, 지지판과 회전축(354)은 함께 회전된다. 고정축(352)은 회전축(354)을 감싸는 관 형상으로 제공된다. 고정축(352)은 회전축(354)에 액이 비산되는 것을 방지한다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)과 기판 지지 유닛(340) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 일 예에 의하면, 승강 유닛(360)은 제2회수통(450) 및 중간 회수통(470) 각각을 독립 구동한다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 포함한다. 이동축(364)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 브라켓(362)는 이동축(364) 및 제2수직부를 서로 연결한다. 구동기(366)에 의해 이동축(364)이 상하 방향으로 이동되면, 제2회수통은 이동축(364)과 함께 이동 가능하다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 놓이거나, 기판 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 기판 지지 유닛(340)이 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.
액 공급 유닛(380)은 기판 상에 다양한 종류의 처리액들을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 복수 개의 노즐들(382,384,386)을 포함한다. 각 노즐들(382,384,386)은 공급하고자 하는 액의 종류에 대응되는 개수로 제공된다. 일 예에 의하면, 처리액은 제1액, 제2액, 그리고 제3액을 포함한다. 제1액은 케미칼로 제공되고, 제2액은 린스액으로 제공되며, 제3액은 건조 유체로 제공될 수 있다. 제1액은 상온보다 높은 인산을 포함할 수 있다. 제1액은 회수통을 열변형시킬 수 있는 온도로 제공될 수 있다. 제1액은 180 ℃ 이상의 온도를 가질 수 있다.
제1액은 제1노즐(382)에 의해 공급되고, 제2액은 제2노즐(384)에 의해 공급되며, 제3액은 제3노즐(386)에 의해 공급될 수 있다. 각 노즐(382,384,386)은 공정 위치 및 대기 위치로 이동 가능하다. 여기서 공정 위치는 노즐(382,384,386)이 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 마주하는 위치이고, 대기 위치는 노즐(382,384,386)이 공정 위치를 벗어난 위치이다.
냉각 유체 공급 유닛(500)은 처리 용기(400)가 열 변형되는 것을 방지한다. 냉각 유체 공급 유닛(500)은 처리 용기(400)에 냉각 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 냉각 유체 공급 유닛(500)은 케미칼을 회수하는 회수통(420)을 냉각할 수 있다. 냉각 유체 공급 유닛(500)은 냉각 노즐(500)을 포함한다. 냉각 노즐(500)은 냉각 유체를 토출한다. 냉각 노즐(500)은 고정축(352)에 고정 결합된다. 상부에서 바라볼 때 냉각 노즐(500)은 지지판(342)과 중첩되게 위치된다. 냉각 노즐(500)은 지지판(342)을 향해 냉각 유체를 토출한다. 냉각 노즐(500)은 냉각 유체가 지지판(342)으로부터 비산되어 제1회수통(420)에 공급되도록 냉각 유체를 토출한다. 일 예에 의하면, 냉각 유체는 제1상부 연장부(424) 및 제1하부 경사부(426)에 공급될 수 있다. 냉각 유체는 제2액과 동일한 종류의 액일 수 있다.
다음은 처리 용기(400)에 대해 보다 자세히 설명한다.
제1회수통(420)은 제1상부 경사부(422), 제1상부 연장부(424), 제1하부 경사부(426), 제1하부 연장부(428), 제1바닥부(430), 그리고 외측부(432)를 가진다. 제1상부 경사부(422)는 기판 지지 유닛(340)으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 제공된다. 제1상부 연장부(424)는 제1상부 경사부(422)의 하단으로부터 아래 방향으로 연장되게 제공된다. 제1하부 경사부(426)는 제1상부 수직부의 하단으로부터 기판 지지 유닛(340)에 가까워지는 방향으로 하향 경사지게 제공된다. 제1하부 연장부(428)는 제1하부 경사부(426)의 하단으로부터 아래 방향으로 연장되게 제공된다. 제1바닥부(430)는 제1하부 수직부의 하단으로부터 기판 지지 유닛(340)에 멀어지는 방향으로 연장되게 제공된다. 예컨대, 제1바닥부(430)는 제1하부 연장부(428)의 하단으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있다. 외측부(432)는 제1바닥부(430)의 외측단으로부터 위로 연장된다.
제2회수통(450)은 제2경사부(452), 제2수직부(454), 제2바닥부(456), 그리고 돌기(458)를 가진다. 제2경사부(452)는 제1상부 경사부(422)보다 높은 위치에서 기판 지지 유닛(340)으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 제공된다. 제2경사부(452)와 제1상부 경사부(422)의 내측 끝단은 상하 방향으로 일치되게 위치될 수 있다. 제2수직부(454)는 제2경사부(452)의 하단으로부터 아래로 수직하게 연장된다. 제2수직부(454)의 하단은 제1바닥부(430)보다 낮게 위치된다. 제2바닥부(456)는 제2수직부(454)의 하단으로부터 기판 지지 유닛(340)에 가까워지는 방향으로 연장된다. 예컨대, 제2바닥부(456)는 제2수직부(454)의 하단으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있다. 제2바닥부(456)는 제1바닥부(430)에 비해 내측 끝단이 기판 지지 유닛(340)에 더 가깝게 위치된다. 돌기(458)는 제2바닥부(456)로부터 위로 연장되게 제공된다. 상부에서 바라볼 때 돌기(458)는 제1바닥부(430)와 중첩되게 위치된다. 돌기(458)는 제2회수 공간(402b)에 회수되는 액과 제3회수 공간(403b)에 회수되는 액의 혼합을 방지한다.
중간 회수통(470)은 제1회수통(420)과 제2회수통(450)의 사이에 위치된다. 중간 회수통(470)은 중간 경사부(472), 중간 수직부(474), 제1분기부(476), 그리고 제2분기부(478)를 가진다. 중간 경사부(472)는 제2경사부(452)와 제1상부 경사부(422)의 사이에 위치된다. 중간 경사부(472)는 기판 지지 유닛(340)으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 제공된다. 중간 수직부(474)는 중간 경사부(472)의 하단으로부터 수직한 아래로 연장된다. 예컨대, 중간 수직부(474)는 외측부(432)와 상하 방향으로 일치되게 위치될 수 있다. 제1분기부(476) 및 제2분기부(478)는 각각 중간 수직부(474)의 하단으로부터 서로 다른 방향으로 연장된다. 제1분기부(476) 및 제2분기부(478)는 각각 아래 방향으로 연장된다. 상부에서 바라볼 때 제1분기부(476)와 제2분기부(478)는 외측부(432)를 사이에 두고 서로 다른 방향으로 연장된다. 제1분기부(476)는 제2분기부(478)에 비해 기판 지지 유닛(340)에 더 가깝게 위치된다. 제1분기부(476)의 하단은 제2분기부(478)의 하단보다 낮게 위치된다.
예컨대, 각 회수통(420,450,470)의 재질은 폴리테트라 플르오로에틸렌(PTFE)을 포함할 수 있다.
가이드(480)는 냉각 유체가 흐르는 유로(462)를 형성한다. 가이드(480)는 제1회수통(420)과 조합되어 유로(462)를 형성한다. 가이드(480)는 제1회수통(420)의 내측면의 적어도 일부, 그리고 제1회수통(420)의 저면을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 일 예에 의하면, 가이드(480)는 제1하부 연장부(428) 및 제1바닥부(430)를 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 즉 유로(462)와 제1회수 공간(401b)은 제1하부 연장부(428) 및 제1바닥부(430)에 의해 구획된 공간으로 제공된다. 따라서 제1회수통(420)에 공급된 냉각 유체 중 일부는 제2회수 공간(402b)으로 유입되고, 다른 일부는 제1하부 경사부(426)를 타고 유로(462)에 유입될 수 있다. 제1하부 연장부(428) 및 제1바닥부(430)는 유로(462)에 흐르는 냉각 유체에 의해 냉각될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 가이드(480)의 외측단은 돌기(458)보다 기판 지지 유닛(340)에 가깝게 위치된다. 따라서 냉각 유체는 유로(462)에서 제2회수 공간(402b)으로 낙하될 수 있다. 이로 인해 냉각 유체는 제3회수 공간(403b)에 유입되는 것을 방지할 수 있으면, 유로(462)에 유입된 냉각 유체와 유입되지 못한 냉각 유체는 각각 제2회수 공간(402b)으로 회수될 수 있다.
휨 방지대(490)는 외측부(432)가 열 변형되는 것을 방지한다. 휨 방지대(490)는 물리적인 힘에 의해 외측부(432)의 열 변형을 방지한다. 휨 방지대(490)는 외측부(432)와 제2수직부(454) 사이에 위치된다. 휨 방지대(490)는 복수 개로 제공되며, 각각은 외측부(432)의 원주 방향을 따라 배열되게 위치된다. 휨 방지대(490)는 제2수직부(454)에 고정 결합되며, 처리 용기(400)의 중심축을 향하는 길이 방향을 가지는 바 형상으로 제공된다. 예컨대, 각각의 휨 방지대(490)는 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다. 휨 방지대(490)는 회수통(420,450,470)과 다른 재질로 제공될 수 있다. 휨 방지대(490)는 회수통(420,450,470)에 비해 내열성이 강한 재질로 제공될 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치(300)를 이용하여 기판(W)을 처리하는 방법을 설명한다. 기판(W)은 기판 지지 유닛(340)에 의해 지지 및 회전된다. 기판(W) 상에는 제1액, 제2액, 그리고 제3액이 순차적으로 공급된다. 제1액이 공급되는 중에는 제1유입구(401)가 개방되고, 제3유입구(403)가 닫혀진다. 처리 용기(400)는 제1액이 공급되는 중에 제1유입구(401)가 기판(W)에 마주하도록 이동된다. 제1액은 기판(W)을 식각 또는 세정 처리한다. 제1액이 공급되는 중에는 제1회수통(420)에 냉각 유체가 공급된다. 기판(W) 처리에 사용된 제1액은 제1회수 공간(401b)으로 회수되고, 냉각 유체는 제1회수통(420)을 냉각한다. 제1회수통(420)을 냉각 처리한 냉각 유체는 제2회수 공간(402b)으로 회수된다. 기판(W)의 제1액 처리가 완료되면, 제2액 처리가 진행된다.
제2액 처리가 진행되면, 처리 용기(400)는 제2유입구(402)가 기판(W)에 마주하도록 위치된다.제2액이 공급되는 중에는 제1유입구(401) 및 제3유입구(403)가 닫혀진다. 제2액은 기판(W)을 린스 처리한다. 린스 처리에 사용된 제2액은 제2회수 공간(402b)으로 회수된다. 기판(W)의 제2액 처리가 완료되면, 제3액 처리가 진행된다.
제3액 처리가 진행되면, 처리 용기(400)는 제3유입구(403)가 기판(W)에 마주하도록 위치된다. 제3액이 공급되는 중에는 제1유입구(401)가 닫혀진다. 제3액은 기판(W) 상에 잔류된 제2액을 건조 처리한다. 건조 처리에 사용된 제3액은 제3회수 공간(403b)으로 회수된다.
상술한 실시예에 의하면, 회수통(420,450,470)은 제1액에 의해 열 변형이 발생되는 재질로 제공된다. 냉각 유체는 제1액이 회수되는 회수통(420)에 공급되어 회수통(420)의 열 변형을 방지할 수 있다.
회수 공간(401b)과 유로(462)는 회수통에 의해 구획되고, 처리액은 회수 공간(401b)으로 회수되며, 냉각 유체는 유로(462)로 공급된다. 이로 인해 회수통(420)을 냉각하는 동시에 케미칼과 냉각 유체의 혼합을 방지할 수 있다. 또한 기판(W) 처리에 사용된 케미칼을 재생 가능하다.
또한 상부에서 바라볼 때 가이드(480)의 외측 끝단은 제2회수 공간(402b)에 마주하도록 위치된다. 이로 인해 제2액과 동일한 종류인 냉각 유체는 제2회수 공간(402b)으로 낙하될 수 있다.
또한 제1회수통(420)의 일면에는 제1액이 제공되고, 제1회수통(420)의 타면에는 냉각 유체가 제공됨에 따라 열팽창으로 인해 외측부(432)의 열 변형이 발생될 수 있다. 휨 방지대(490)는 외측부(432)를 지지하여 제1회수통(420)의 열변형을 방지할 수 있다.
이와 유사하게 제1회수통(420)의 일면을 포함하는 제1회수 공간(401b)에는 제1액이 제공되고, 제1회수통(420)의 타면을 포함하는 제2회수 공간(402b)에는 제1액보다 낮은 온도의 제2액이 제공된다. 이로 인해 제1회수통(420)에는 열 변형이 발생될 수 있으며, 휨 방지대(490)는 외측부(432)를 지지하여 제1회수통(420)의 열 변형을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에는 가이드(480)에 의해 냉각 유체가 흐르는 유로(462)가 형성되는 것으로 설명하였다. 그러나 가이드(480)없이 제1바닥부(430)의 형상으로, 냉각 유체의 흐름을 안내할 수 있다. 도 7과 같이 제1바닥부(430)는 경사진 방향을 향하는 제1부분(430a)과 제2부분(430b)을 가질 수 있다. 제1부분(430a)은 제1하부 수직부(428)의 하단으로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 제2부분(430b)은 제1부분(430a)의 끝단으로부터 연장될 수 있다. 제2부분(430b)은 제1부분(430a)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 이로 인해 냉각 유체는 제1부분(430a)의 저면 상에서 제1부분(430a)을 타고 흐를 수 있다.
또한 도 8과 같이, 제1바닥부(430)는 제1부분(430c)으로만 제공될 수 있다. 즉 제1바닥부(430)는 제1하부 수직부(428)의 하단으로부터 끝단까지 하향 경사진 방향으로 연장될 수 있다.
또한 도 9와 같이, 가이드(480)는 제1하부 연장부(428), 바닥부, 그리고 외측부(432)를 모두 감싸도록 제공될 수 있다. 가이드(480)에는 유로(462)로부터 냉각 유체가 유출되는 홀(482)이 형성될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 홀(482)은 제2회수 공간(402b)과 중첩되게 위치될 수 있다. 이로 인해 냉각 유체는 제2회수 공간(402b)으로 회수되고, 제1회수통(420)의 제1하부 연장부(428), 바닥부, 그리고 외측부(432)를 냉각할 수 있다.
또한 상술한 실시예에 의하면, 냉각 노즐(500)은 냉각 유체를 지지판(342)에 비산시켜 제1회수통(420)에 공급하는 것으로 설명하였다. 그러나 냉각 노즐(500)은 냉각 유체를 제1회수통(420)에 직접 토출할 수 있다.
또한 가이드(480)에는 냉각 유체가 공급되는 유체 공급 라인(미도시)이 연결되어 유로(462)에 냉각 유체를 공급할 수 있다.
400: 처리 용기 420: 제1회수통
450: 제2회수통 470: 중간 회수통
480: 가이드 490: 휨 방지대
500: 냉각 유체 공급 유닛
450: 제2회수통 470: 중간 회수통
480: 가이드 490: 휨 방지대
500: 냉각 유체 공급 유닛
Claims (21)
- 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기와;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과;
상기 처리 용기에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급 유닛을 포함하되,
상기 처리 용기는,
처리액이 회수되는 제1회수 공간을 가지는 제1회수통과;
상기 제1회수통과 조합되어 유로를 형성하는 가이드를 포함하되,
상기 유로는 상기 제1회수통을 기준으로 상기 제1회수 공간의 반대편에 위치되고,
상기 냉각 유체 공급 유닛은 상기 유로로 냉각 유체를 공급하며,
상기 제1회수통은 냉각 유체에 의해 냉각되는 기판 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1회수 공간과 상기 유로는 상기 제1회수통에 의해 구획되는 기판 처리 장치. - 제2항에 있어서,
상기 유로는 상기 제1회수통의 내측 또는 아래에 위치되는 기판 처리 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1회수통은 환형의 링 형상으로 제공되고,
상기 가이드는 상기 제1회수통의 내측면의 적어도 일부, 그리고 상기 제1회수통의 저면을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 냉각 유체 공급 유닛은 상기 제1회수통을 향해 직접 냉각 유체를 토출하는 기판 처리 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1회수통은,
상기 기판 지지 유닛으로부터 멀어질수록 하향 경사지는 상부 경사부와;
상기 상부 경사부의 하단으로부터 아래 방향으로 연장되는 상부 연장부와;
상기 상부 수직부의 하단으로부터 상기 기판 지지 유닛에 가까워지는 방향으로 하향 경사지는 하부 경사부와;
상기 하부 경사부의 하단으로부터 아래 방향으로 연장되는 하부 연장부와;
상기 하부 수직부의 하단으로부터 상기 기판 지지 유닛에 멀어지는 방향으로 연장되는 바닥부를 가지는 기판 처리 장치. - 제6항에 있어서,
상기 바닥부는 상기 기판 지지 유닛에서 멀어질수록 하향 경사지는 제1부분을 가지는 기판 처리 장치. - 제7항에 있어서,
상기 바닥부는 상기 기판 지지 유닛에서 멀어질수록 상향 경사지는 제2부분을 더 가지되,
상기 제2부분은 상기 제1부분보다 상기 기판 지지 유닛에서 더 멀게 위치되는 기판 처리 장치. - 제6항에 있어서,
상기 가이드는 상기 하부 연장부 및 상기 바닥부를 감싸도록 제공되는 기판 처리 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제1회수통은 상기 바닥부의 외측단으로부터 위로 연장되는 외측부를 더 가지고,
상기 처리 용기는,
상기 제1회수통의 주변을 감싸는 제2회수통과;
상기 외측부와 상기 제2회수통 사이에 위치되도록 상기 제2회수통에 고정 결합되며, 외측부를 지지하는 휨 방지대를 더 포함하는 기판 처리 장치. - 제10항에 있어서,
상기 휨 방지대는 복수 개로 제공되며,
복수 개의 상기 휨 방지대는 상기 외측부의 원주 방향을 따라 동일 간격으로 배열되는 기판 처리 장치. - 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
상기 기판 상에 처리액을 공급하고, 공급된 상기 처리액을 회수통에 형성된 회수 공간으로 회수하되,
상기 처리액은 상온보다 높은 온도로 상기 기판에 공급되고, 상기 처리액은 상기 기판을 처리한 후에 상기 회수 공간으로 회수되며, 상기 회수 공간을 형성하는 상기 회수통은 냉각 유체에 의해 냉각되되,
상기 냉각 유체는 상기 회수통을 기준으로 상기 회수 공간과 반대편에 위치되는 유로에 공급되고,
상기 유로는 상기 회수 공간이 형성되는 상기 회수통 일면의 반대면에 의해 형성되는 기판 처리 방법. - 제12항에 있어서,
상기 회수 공간과 상기 유로는 상기 회수통에 의해 구획되는 기판 처리 방법. - 제13항에 있어서,
상기 냉각 유체는 상기 처리액으로 상기 기판을 처리하는 동안에 공급되는 기판 처리 방법. - 제14항에 있어서,
상기 처리액은 인산을 포함하는 기판 처리 방법. - 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리액은 180 ℃ 이상의 온도를 가지는 케미칼을 포함하고,
상기 회수통은 폴리테트라 플르오로에틸렌(PTFE) 재질을 포함하는 기판 처리 방법. - 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기와;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과;
상기 처리 용기에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급 유닛을 포함하되,
상기 처리 용기는,
처리액이 회수되는 제1회수 공간을 가지는 제1회수통과;
상기 제1회수통의 주변을 감싸는 제2회수통과;
상기 제1회수통과 상기 제2회수통 사이에 위치되도록 상기 제2회수통에 고정 결합되며, 상기 제1회수통을 지지하는 휨 방지대를 포함하는 기판 처리 장치. - 제17항에 있어서,
상기 제1회수통 및 상기 제2회수통은 각각 환형의 링 형상으로 제공되고,
상기 휨 방지대는 복수 개로 제공되며,
복수 개의 상기 휨 방지대는 상기 제1회수통의 원주 방향을 따라 동일 간격으로 배열되는 기판 처리 장치. - 제17항의 장치를 이용하여 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
상기 기판 상에 처리액을 공급하고, 공급된 상기 처리액을 처리 용기으로 회수하되,
상기 처리액은 상온보다 높은 온도를 가지는 제1액과 상기 제1액보다 낮은 온도를 가지는 제2액을 포함하고,
상기 제1액은 상기 제1회수 공간으로 회수되며,
상기 제2액은 상기 제1회수 공간과 상이한 공간으로 회수되는 기판 처리 방법. - 제19항에 있어서,
상기 기판 상에는 상기 제1액을 공급하고, 이후에 상기 제2액을 공급하되,
상기 제2액은 상기 제1회수통을 사이에 두고 상기 제1회수 공간과 반대되는 공간에 회수되는 기판 처리 방법. - 제20항에 있어서,
상기 제1액은 인산을 포함하고,
상기 제2액은 순수를 포함하는 기판 처리 방법.
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