KR102239785B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR102239785B1
KR102239785B1 KR1020180150023A KR20180150023A KR102239785B1 KR 102239785 B1 KR102239785 B1 KR 102239785B1 KR 1020180150023 A KR1020180150023 A KR 1020180150023A KR 20180150023 A KR20180150023 A KR 20180150023A KR 102239785 B1 KR102239785 B1 KR 102239785B1
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Abstract

본 발명의 실시 예는 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은, 상기 기판에 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액을 공급하여 기판을 처리하되, 상기 기판으로 공급되는 상기 DSP 혼합액을, 물(
Figure 112018119118273-pat00075
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00076
)을 포함하는 액에 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00077
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00078
)을 포함하는 제1가스를 공급하여 제조할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기판을 처리하는 처리 유닛에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 증착, 애싱, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 또한 이러한 공정들이 수행되기 전후에는 기판 상에 잔류된 파티클을 세정 처리하는 세정 공정이 수행된다. 세정 공정은 스핀 헤드에 지지된 기판으로 세정액을 공급하여 이루어진다.
도 1은 기판으로 세정액을 토출하는 처리 유닛으로 세정액을 전달하는 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 액 공급 유닛(1)은 내부 공간(3)을 가지는 탱크(2)와 내부 공간(3)으로 약액을 공급하는 액 공급 라인(4)을 가진다. 액 공급 라인(4)은 탱크(2)의 내부 공간(3)으로 액상의 물(
Figure 112018119118273-pat00001
), 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00002
), 황산(
Figure 112018119118273-pat00003
), 그리고 불화수소(HF) 등의 약액들을 공급한다. 탱크(2)의 내부 공간(3)으로 공급된 약액들은 서로 혼합되어 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액(6)으로 제조된다. 제조된 DSP 혼합액(6)은 탱크(2)와 연결된 전달 라인(7)을 통해 기판으로 세정액을 토출하는 처리유닛으로 전달된다.
그러나, 탱크(2)의 내부 공간(3)으로 공급되는 액상의 약액들, 특히 황산(
Figure 112018119118273-pat00004
), 불화수소(HF)에는 파티클(Particle) 등의 오염물질을 내포하고 있다. 이에, 탱크(2)의 내부 공간(3)에서 제조되는 DSP 혼합액(6)은 파티클(Particle) 등의 오염물질을 내포하게 된다. 파티클(Particle) 등의 오염물질을 내포하고 있는 DSP 혼합액(6)이 세정 공정을 수행하면서 기판으로 토출되면, 기판의 세정 효율이 낮아진다. 또한, 세정 공정을 수행된 이후에도 기판에 파티클(Particle) 등의 오염물질이 잔류하게 된다.
본 발명은 기판을 효율적으로 세정할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판으로 토출되는 처리액에 내포되는 오염물질을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리액에 내포되는 오염물질을 최소화 할 수 있는 액 공급 유닛, 그리고 처리액 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액을 기판에 공급하여 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는. 기판으로 DSP 혼합액을 토출하는 처리 유닛과; 상기 처리 유닛으로 상기 DSP 혼합액을 전달하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은, 내부 공간을 가지는 탱크와; 상기 내부 공간으로 물(
Figure 112018119118273-pat00005
)을 액상으로 공급하는 제1액 공급라인과; 상기 내부 공간으로 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00006
)를 액상으로 공급하는 제2액 공급 라인과; 상기 내부 공간으로 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00007
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00008
)을 포함하는 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 라인을 포함하되, 상기 DSP 혼합액은 상기 내부 공간에서 상기 물 또는 상기 과산화수소를 포함하는 액과 상기 제1가스가 혼합되어 제조될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스 공급 라인에는 상기 제1가스를 여과시키는 제1가스 필터가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스 공급 라인은 상기 내부 공간에 위치되어 상기 제1가스를 토출하는 제1가스 분사부를 포함하고, 상기 제1가스 분사부는 상기 탱크에 수용되는 상기 액에 잠기도록 위치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 탱크는 상부가 개방된 바디와, 상기 바디와 결합되어 상기 내부 공간을 형성하는 커버를 포함하되, 상기 제1가스 분사부는, 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스 분사부는, 상기 제1액 공급라인의 토출구 및 제2액 공급라인의 토출구보다 아래에 위치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은, 상기 탱크와 연결되어 상기 탱크에 수용된 DSP 혼합액을 순환시키는 순환 라인을 포함하되, 상기 순환 라인에는 상기 DSP 혼합액을 여과시키는 처리액 필터와 상기 내부 공간에 감압을 제공하는 펌프가 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은, 상기 내부 공간으로 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인을 더 포함하고, 상기 제2가스 공급 라인은 상기 내부 공간에 위치되어 상기 제2가스를 토출하는 제2가스 분사부를 포함하고, 상기 제2가스 분사부는 상기 탱크에 수용되는 상기 액에 잠기도록 위치될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은, 상기 기판에 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액을 공급하여 기판을 처리하되, 상기 기판으로 공급되는 상기 DSP 혼합액을, 물(
Figure 112018119118273-pat00009
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00010
)을 포함하는 액에 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00011
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00012
)을 포함하는 제1가스를 공급하여 제조할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판으로 공급되는 상기 DSP 혼합액을, 탱크가 가지는 내부 공간에서 상기 액에 상기 제1가스를 공급하여 제조할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스를 상기 내부 공간에 공급하기 전 불순물을 여과한 후 상기 내부 공간으로 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스를 상기 내부 공간으로 공급하는 제1가스 분사부는 상기 내부 공간에 수용되는 상기 액에 잠긴 상태로 위치되고, 상기 제1가스를 상기 액으로 공급하여 상기 액과 혼합 시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 탱크에 수용되는 DSP 혼합액을, 상기 탱크와 연결된 순환 라인을 통해 순환시켜 불순물을 여과시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 DSP 혼합액은, 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 더 공급하여 제조되고, 상기 제2가스를 상기 내부 공간에 공급하기 전 불순물을 여과한 후 상기 내부 공간으로 공급 시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 황산을 포함하는 처리액을 기판을 처리하는 처리 유닛에 전달하는 액 공급 유닛을 제공한다. 액 공급 유닛은, 내부 공간을 가지는 탱크와; 상기 내부 공간으로 액을 공급하는 액 공급 라인과; 상기 내부 공간으로 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00013
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00014
)을 포함하는 제1가스를 공급하는 제1가스 공급 라인을 포함하되, 상기 황산을 포함하는 처리액은 상기 내부 공간에서 상기 액과 상기 제1가스가 혼합되어 제조될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스 공급 라인에는 상기 제1가스를 여과시키는 제1가스 필터가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스 공급 라인은 상기 제1가스를 토출하는 제1가스 분사부를 포함하되, 상기 제1가스 분사부는 상기 탱크에 수용되는 상기 액에 잠기도록 위치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 탱크와 연결되어 상기 탱크에 수용된 상기 처리액을 순환시키는 순환 라인을 포함하되, 상기 순환 라인에는 상기 처리액을 여과시키는 처리액 필터와 상기 내부 공간에 감압을 제공하는 펌프가 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액은 물(
Figure 112018119118273-pat00015
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00016
)이고, 상기 처리액은 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스가 더 혼합되어 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치 내에서 황산을 포함하는 처리액을 제조하는 방법을 제공한다. 기판 처리 장치 내에서 황산을 포함하는 처리액을 제조하는 방법에 있어서, 처리액을 제조하는 방법은, 상기 처리액을 탱크가 가지는 내부 공간으로 액과 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00017
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00018
)을 포함하는 제1가스를 공급하여 제조할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스를 상기 내부 공간으로 공급하기 전 불순물을 여과한 후 상기 내부 공간으로 공급시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1가스를 상기 내부 공간으로 공급하는 제1가스 분사부는 상기 내부 공간에 수용되는 상기 액에 잠긴 상태로 위치되고, 상기 제1가스를 상기 액으로 공급하여 상기 액과 혼합시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액은 액체 상태의 물(
Figure 112018119118273-pat00019
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00020
)이고, 상기 처리액은 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스가 더 공급되어 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 세정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 처리 유닛에 전달되는 처리액에 내포되는 오염물질을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3는 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 액 공급 유닛의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 도 4의 가스 분사부의 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8은 액 공급 라인에서 탱크로 액을 공급하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 가스 공급 라인에서 탱크로 가스를 공급하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 액 공급 유닛의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 설비(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 가진다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)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. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)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.
공정 처리 모듈(200)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 챔버(260)들이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버(260)들은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정챔버(260)들이 제공된다. 공정 챔버(260)들 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)들이 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 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 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. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)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 챔버(260)들 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. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 액 처리하는 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 챔버(260)들은 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 제공된 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(300)는 기판(W)을 액 처리한다. 본 실시예에는 기판의 액 처리 공정을 세정 공정으로 설명한다. 이러한 액 처리 공정은 세정 공정에 한정되지 않으며, 사진, 애싱, 그리고 식각 등 다양하게 적용 가능하다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 처리 유닛(380), 액 공급 유닛(400) 그리고 제어기(600)를 포함한다.
처리 용기(320)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)는 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 기판 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측공간(322a) 및 내부 회수통(322)은 내부 회수통(322)으로 처리액이 유입되는 제1유입구(322a)로서 기능한다. 내부 회수통(322)과 외부 회수통(326)의 사이공간(326a)은 외부 회수통(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 회수 라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,326)에 유입된 처리액들은 회수 라인(322b,326b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
기판 지지 유닛(340)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 기판 지지 유닛(340)은 지지판(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전 구동 부재를 가진다. 지지판(342)은 대체로 원형의 판 형상으로 제공되며, 상면 및 저면을 가진다. 하부면은 상부면에 비해 작은 직경을 가진다. 상면 및 저면은 그 중심축이 서로 일치하도록 위치된다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 지지판(342)의 상면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지판(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 지지판(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 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 위로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지판(342)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 외측 위치와 내측 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 외측 위치는 내측 위치에 비해 지지판(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지판(342)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 외측 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 내측 위치에 위치된다. 내측 위치는 척핀(346)과 기판(W)의 측부가 서로 접촉되는 위치이고, 외측 위치는 척핀(346)과 기판(W)이 서로 이격되는 위치이다.
회전 구동 부재(348,349)는 지지판(342)을 회전시킨다. 지지판(342)은 회전 구동 부재(348,349)에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 구동 부재(348,349)는 지지축(348) 및 구동부(349)를 포함한다. 지지축(348)은 제3방향(16)을 향하는 통 형상을 가진다. 지지축(348)의 상단은 지지판(342)의 저면에 고정 결합된다. 일 예에 의하면, 지지축(348)은 지지판(342)의 저면 중심에 고정 결합될 수 있다. 구동부(349)는 지지축(348)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 지지축(348)은 구동부(349)에 의해 회전되고, 지지판(342)은 지지축(348)과 함께 회전 가능하다.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 지지판(342)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 기판(W)이 지지판(342)에 로딩되거나, 언로딩될 때 지지판(342)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(322,326)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 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. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 지지판(342)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
처리 유닛(380)은 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 처리 유닛(380)은 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 종류의 처리액들을 공급할 수 있다. 처리 유닛(380)은 이동 부재(381) 및 노즐(390)을 포함할 수 있다.
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 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 전처리 위치 및 후처리 위치를 포함한다. 전처리 위치는 노즐(390)이 제1공급 위치에 처리액을 공급하는 위치이고, 후처리 위치는 노즐(390)이 제2공급 위치에 처리액을 공급하는 위치로 제공된다. 제1공급 위치는 제2공급 위치보다 기판(W)의 중심에 더 가까운 위치이고, 제2공급 위치는 기판의 단부를 포함하는 위치일 수 있다. 선택적으로 제2공급 위치는 기판의 단부에 인접한 영역일 수 있다.
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. 지지축(386)은 승강 이동이 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. 선택적으로 아암(382)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(390)이 이동되는 경로는 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치될 수 있다. 예컨대, 처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제일 수 있다. 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 케미칼은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액일 수 있다. 린스액은 순수(H20)일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA) 액일 수 있다.
액 공급 유닛(400)은 처리 유닛(380)으로 처리액을 전달할 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 처리 유닛(380)으로 전달되는 처리액을 제조할 수 있다. 예컨대, 액 공급 유닛(400)은 케미칼을 제조할 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 케미칼은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액일 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 액 공급 유닛(400)에 대하여 상세히 설명한다. 본 실시예에서는 액 공급 유닛(400)이 제조하고, 처리 유닛(380)으로 전달하는 처리액을 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액인 것을 예로 들어 설명한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 실시예로 변형될 수 있다. 예컨대, 액 공급 유닛(400)이 제조하고 처리 유닛(380)으로 전달하는 처리액은, 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH) 등을 포함하는 케미칼 일 수 있다.
도 4는 본 발명의 액 공급 유닛의 일 실시예를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 액 공급 유닛(400)은 DSP 혼합액을 제조할 수 있다. 또한 액 공급 유닛(400)은 제조된 DSP 혼합액을 처리 유닛(380)으로 전달할 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 탱크(410), 제1액 공급 라인(420), 제2액 공급 라인(430), 제1가스 공급 라인(440), 제2가스 공급 라인(450), 순환 라인(460), 그리고 전달 라인(470)을 포함할 수 있다.
탱크(410)는 내부 공간(412)을 가진다. 탱크(410)는 원통 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 내부 공간(412)을 가질 수 있는 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 예컨대, 탱크(410)는 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 탱크(410)는 상부가 개방된 바디(414)와, 바디(414)와 결합되는 커버(416)를 포함할 수 있다. 커버(416)는 바디(414)의 상단과 결합되어 내부 공간(412)을 형성할 수 있다. 바디(414)와 커버(416) 사이에는 내부 공간(412)을 더욱 기밀하게 형성할 수 있도록 밀폐 부재(미도시)가 제공될 수 있다. 또한, 탱크(410)는 내화학성이 높은 금속으로 이루어질 수 있다.
상술한 예에서는 탱크(410)가 바디(414)와 커버(416)가 조합되어 내부 공간(412)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 탱크(410)는 단일 구성으로 제공될 수 있다.
제1액 공급 라인(420)은 탱크(410)와 연결될 수 있다. 제1액 공급 라인(420)은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 액을 공급할 수 있다. 제1액 공급 라인(420)은 내부 공간(412)으로 물(
Figure 112018119118273-pat00021
)을 액상으로 공급할 수 있다. 제1액 공급 라인(420)은 제1액 공급부(422), 제1액 토출구(424), 제1액 필터(426), 그리고 제1액 밸브(427)를 포함할 수 있다.
제1액 공급부(422)는 제1액 공급라인(420)에 흐르는 액을 공급한다. 일 예로, 제1액 공급부(422)는 제1액 공급라인(420)으로 액상의 물(
Figure 112018119118273-pat00022
)을 공급할 수 있다.
제1액 토출구(424)는 제1액 공급라인(420)에 흐르는 액을 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급할 수 있다. 제1액 토출구(424)는 탱크(410)에 결합될 수 있다. 제1액 토출구(424)는 탱크(410)의 커버(416)에 결합될 수 있다. 제1액 토출구(424)는 내부 공간(412)에서 아래 방향으로 액을 공급할 수 있다. 또한, 제1액 토출구(424)는 스프레이 방식으로 내부 공간(412)으로 액을 공급할 수 있다.
제1액 필터(426)는 제1액 공급라인(420)에 흐르는 액을 여과시킨다. 예컨대, 제1액 필터(426)는 제1 액 공급 라인(420)에 흐르는 액에 포함되어 있는 불순물 등을 필터링할 수 있다. 이에, 제1액 공급 라인(420)에 흐르는 액은 내부 공간(412)으로 공급되기 전 불순물이 여과된 후 내부 공간(412)으로 공급될 수 있다. 또한, 제1액 필터(426)는 탱크(410)의 외부에 설치될 수 있다. 제1액 필터(426)는 제1액 공급부(422)보다 하류에 설치될 수 있다.
제1액 밸브(427)는 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급되는 액의 단위시간당 공급 유량을 조절할 수 있다. 제1액 밸브(427)는 개폐 밸브 또는 유량조절밸브로 제공될 수 있다. 제1액 밸브(427)는 제1액 필터(426) 보다 하류에 위치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1액 밸브(427)는 제1액 필터(426) 보다 상류에 위치될 수도 있다.
제2액 공급 라인(430)은 탱크(410)와 연결될 수 있다. 제2액 공급 라인(430)은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 액을 공급할 수 있다. 제2액 공급 라인(430)은 내부 공간(412)으로 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00023
)를 액상으로 공급할 수 있다. 제2액 공급 라인(430)은 제2액 공급부(432), 제2액 토출구(424), 제2액 필터(436), 그리고 제2액 밸브(437)를 포함할 수 있다.
제2액 공급부(432)는 제2액 공급라인(430)에 흐르는 액을 공급한다. 일 예로, 제2액 공급부(432)는 제2액 공급라인(420)으로 액상의 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00024
)를 공급할 수 있다.
제2액 토출구(434)는 제2액 공급라인(430)에 흐르는 액을 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급할 수 있다. 제2액 토출구(434)는 탱크(410)에 결합될 수 있다. 제2액 토출구(434)는 탱크(410)의 커버(416)에 결합될 수 있다. 제2액 토출구(434)는 내부 공간(412)에서 아래 방향으로 액을 공급할 수 있다. 또한, 제2액 토출구(434)는 스프레이 방식으로 내부 공간(412)으로 액을 공급할 수 있다.
제2액 필터(436)는 제2액 공급라인(430)에 흐르는 액을 여과시킨다. 예컨대, 제2액 필터(436)는 제2 액 공급 라인(430)에 흐르는 액에 포함되어 있는 불순물 등을 필터링할 수 있다. 이에, 제2액 공급 라인(430)에 흐르는 액은 내부 공간(412)으로 공급되기 전 불순물이 여과된 후 내부 공간(412)으로 공급될 수 있다. 또한, 제2액 필터(436)는 탱크(410)의 외부에 설치될 수 있다. 제2액 필터(436)는 제2액 공급부(432)보다 하류에 설치될 수 있다.
제2액 밸브(437)는 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급되는 액의 단위시간당 공급 유량을 조절할 수 있다. 제2액 밸브(437)는 개폐 밸브 또는 유량조절밸브로 제공될 수 있다. 제2액 밸브(437)는 제2액 필터(436) 보다 하류에 위치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제2액 밸브(437)는 제2액 필터(436) 보다 상류에 위치될 수도 있다.
제1가스 공급 라인(440)은 탱크(410)와 연결될 수 있다. 제1가스 공급 라인(440)은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 가스를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 라인(440)은 내부 공간(412)으로 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00025
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00026
)을 포함하는 제1가스를 공급할 수 있다. 제1가스 공급 라인(440)은 제1가스 공급부(442), 제1가스 분사부(444), 제1가스 필터(446), 그리고 제1가스 밸브(447)를 포함할 수 있다.
제1가스 공급부(442)는 제1가스 공급라인(440)에 흐르는 가스를 공급한다. 일 예로, 제1가스 공급부(442)는 제1가스 공급라인(440)으로 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00027
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00028
)을 포함하는 제1가스를 공급할 수 있다.
제1가스 분사부(444)는 제1가스 공급 라인(440)에 흐르는 가스를 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 토출할 수 있다. 제1가스 분사부(444)는 탱크(410)의 내부 공간(412)에 위치될 수 있다. 제1가스 분사부(444)는 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공될 수 있다. 또한 제1가스 분사부(444)는 제1액 공급 라인(420)의 제1액 토출구(424)와 제1액 공급 라인(430)의 제2액 토출구(434)보다 아래에 위치될 수 있다. 또한, 제1가스 분사부(444)는 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)에 잠기도록 위치될 수 있다. 제1가스 분사부(444)는 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)에 제1가스를 공급하여 버블링시킬 수 있다. 이에, 제1가스 분사부(444)가 공급하는 제1가스와 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)은 서로 혼합될 수 있다. 또한, 제1가스 분사부(444)는 측방향으로 제1가스를 토출할수 있다. 제1가스 분사부(444)는 스프레이 방식으로 제1가스를 토출할 수 있다. 이에, 제1가스와 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)의 혼합이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다.
제1가스 필터(446)는 제1가스 공급라인(440)에 흐르는 가스를 여과시킨다. 예컨대, 제1가스 필터(446)는 제1가스 공급 라인(440)에 흐르는 가스에 포함되어 있는 불순물 등을 필터링할 수 있다. 이에, 제1가스 공급 라인(440)에 흐르는 가스는 내부 공간(412)으로 공급되기 전 불순물이 여과된 후 내부 공간(412)으로 공급될 수 있다. 또한, 제1가스 필터(446)는 탱크(410)의 외부에 설치될 수 있다. 제1가스 필터(446)는 제1가스 공급부(442)보다 하류에 설치될 수 있다.
제1가스 밸브(447)는 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급되는 가스의 단위시간당 공급 유량을 조절할 수 있다. 제1가스 밸브(447)는 개폐 밸브 또는 유량조절밸브로 제공될 수 있다. 제1가스 밸브(447)는 제1가스 필터(446) 보다 하류에 위치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1가스 밸브(447)는 제1가스 필터(446) 보다 상류에 위치될 수도 있다.
제2가스 공급 라인(450)은 탱크(410)와 연결될 수 있다. 제2가스 공급 라인(450)은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 가스를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 라인(450)은 내부 공간(412)으로 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 라인(450)은 제2가스 공급부(452), 제2가스 분사부(454), 제2가스 필터(456), 그리고 제2가스 밸브(457)를 포함할 수 있다.
제2가스 공급부(452)는 제2가스 공급라인(450)에 흐르는 가스를 공급한다. 일 예로, 제2가스 공급부(452)는 제2가스 공급라인(450)으로 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 공급할 수 있다.
제2가스 분사부(454)는 제2가스 공급 라인(450)에 흐르는 가스를 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 토출할 수 있다. 제2가스 분사부(454)는 탱크(410)의 내부 공간(412)에 위치될 수 있다. 제2가스 분사부(454)는 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공될 수 있다. 또한 제2가스 분사부(454)는 제1액 공급 라인(420)의 제1액 토출구(424)와 제1액 공급 라인(430)의 제2액 토출구(434)보다 아래에 위치될 수 있다. 또한, 제2가스 분사부(454)는 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)에 잠기도록 위치될 수 있다. 제2가스 분사부(454)는 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)에 제2가스를 공급하여 버블링시킬 수 있다. 이에, 제2가스 분사부(454)가 공급하는 제2가스와 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)은 서로 혼합될 수 있다. 또한, 제2가스 분사부(454)는 측방향으로 제2가스를 토출할수 있다. 제1가스 분사부(454)는 스프레이 방식으로 제2가스를 토출할 수 있다. 이에, 제2가스와 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)의 혼합이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다.
제2가스 필터(456)는 제2가스 공급라인(450)에 흐르는 가스를 여과시킨다. 예컨대, 제2가스 필터(456)는 제2가스 공급 라인(450)에 흐르는 가스에 포함되어 있는 불순물 등을 필터링할 수 있다. 이에, 제2가스 공급 라인(450)에 흐르는 가스는 내부 공간(412)으로 공급되기 전 불순물이 여과된 후 내부 공간(412)으로 공급될 수 있다. 또한, 제2가스 필터(456)는 탱크(410)의 외부에 설치될 수 있다. 제2가스 필터(456)는 제2가스 공급부(452)보다 하류에 설치될 수 있다.
제2가스 밸브(457)는 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급되는 가스의 단위시간당 공급 유량을 조절할 수 있다. 제2가스 밸브(457)는 개폐 밸브 또는 유량조절밸브로 제공될 수 있다. 제2가스 밸브(457)는 제2가스 필터(456) 보다 하류에 위치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제2가스 밸브(457)는 제2가스 필터(456) 보다 상류에 위치될 수도 있다. 또한, 제어기(600)는 처리 유닛(380)이 처리하는 기판(W)의 종류에 따라, 제2가스 밸브(457)의 개폐를 조절할 수 있다.
탱크(410)가 가지는 내부 공간(412)에서는 물 또는 과산화수소를 포함하는 액(L)에 황을 포함하는 가스 또는 불화수소(HF)를 포함하는 가스가 공급되어 DSP 혼합액이 제조될 수 있다. 여기서, 황을 포함하는 가스는 상술한 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00029
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00030
)을 포함하는 제1가스일 수 있다. 또한, 불화수소(HF)를 포함하는 가스는 상술한 제2가스 일 수 있다.
상술한 예에서는, 액 공급 유닛(400)이 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인(450)을 포함하는 것을 예로 설명하였으나, 제2가스 공급 라인(450)은 제조되는 DSP 혼합액에 따라 생략될 수 있다.
순환 라인(460)은 탱크(410)의 내부 공간(412)에서 제조되어 수용된 DSP 혼합액을 순환시킬 수 있다. 순환 라인(460)은 일단과 타단이 탱크(410)와 연결될 수 있다. 예컨대, 순환 라인(460)의 일단은 탱크(410)의 바디(414) 연결될 수 있다. 또한, 순환 라인(460)의 타단은 탱크(410)의 커버(416)와 연결될 수 있다.
순환 라인(460)에는 탱크(410)의 내부 공간(412)에 감압을 제공하는 펌프(462)와 DSP 혼합액을 여과시키는 처리액 필터(464)가 제공될 수 있다. 일 예로, 처리 유닛(380)이 기판(W)에 처리액을 토출하지 않는 대기 상태에서 순환 라인(460)에 설치된 펌프(462)가 가동될 수 있다. 이에, 대기 상태에는 탱크(410)의 내부 공간(412)에 수용된 DSP 혼합액이 순환 라인(460)을 따라 흐르면서, 반복하여 처리액 필터(464)를 통과할 수 있다. 이에, 대기 상태에서 DSP 혼합액에 내포된 파티클 등의 불순물을 여과할 수 있다.
전달 라인(470)은 기판(W)을 처리하는 처리 유닛(380)과 연결될 수 있다. 전달 라인(470)은 처리 유닛(380)에 처리액을 전달할 수 있다. 일 예로, 전달 라인(470)은 처리 유닛(380)에 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액을 전달할 수 있다. 전달 라인(470)은 순환 라인(460)에서 분기될 수 있다. 예컨대, 전달 라인(470)은 순환 라인(460)에서 펌프(462)가 설치된 위치보다 하류에서 분기될 수 있다. 전달 라인(470)에는 전달 밸브(472)가 설치될 수 있다. 전달 밸브(472)는 개폐 밸브로 제공될 수 있다. 이에, 전달 밸브(472)의 개폐를 제어하여 처리 유닛(380)에 처리액 전달 여부를 제어할 수 있다. 또한 전달 밸브(472)는 개폐 밸브 또는 유량조절밸브로 제공될 수 있다. 이에, 액 공급 유닛(400)이 처리 유닛(380)에 전달하는 처리액의 단위시간당 공급 유량을 제어할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 도 4의 가스 분사부의 실시예를 보여주는 도면이다. 이하, 도 5 내지 도 7에서 도시하고 있는 가스 분사부는 제1가스 공급 라인(440)의 제1가스 분사부(444)인 것을 예로 들어 설명한다. 그러나, 이러한 제1가스 분사부(444)의 구성은 제2가스 분사부(454)에도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 제1가스 분사부(444)는 막대 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1가스 분사부(444)는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제1가스 분사부(444)는 직육면체의 형상을 가질수도 있다. 제1가스 분사부(444)는 복수개의 미공(448)을 가진다. 복수개의 미공(448)은 도 5에 도시된 바와 같이 일정한 간격으로 제공될 수 있다.
또한, 복수개의 미공(448)은 도 6에 도시된 바와 같이, 설정된 개수의 미공(448)들이 서브셋(S)을 이루도록 제공될 수 있다. 이러한 서브셋(S)은 복수의 미공(448)들이 상부에서 바라보았을 때 원형으로 배치되어 이루어질 수 있다. 서브셋(S)은 제1가스 분사부(444)에 하나 또는 복수개로 제공될 수 있다. 또한 미공(448)들은 제1가스 분사부(444)가 토출하는 가스 토출 방향에 따라, 그 직경이 점차 작아지도록 제공될 수 있다. 이에, 제1가스 분사부(444)가 토출하는 가스의 토출 압력은 증가할 수 있다. 이에, 제1가스 분사부(444)가 토출하는 가스와 탱크(410)의 내부 공간에 수용된 액(L)이 더 효율적으로 혼합될 수 있다.
또한, 서브셋(S)의 중앙 영역의 미공(448)들은 토출되는 가스가 제1가스 분사부(444)의 길이 방향에 수직하게 토출될 수 있도록 형성될 수 있다. 서브셋(S)의 가장자리 영역의 미공(448)들은 토출되는 가스가 사선방향으로 토출되도록, 그 단면이 경사지게 제공될 수 있다. 이러한 서브셋(S)의 구조로, 토출되는 제1가스와 내부 공간에 수용된 액(L)이 더 효율적으로 혼합될 수 있다.
도 5와 도 6에서는 제1가스 분사부(444)에 복수개의 미공(448)들이 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 제1가스 분사부(444)는 스프레이 분사구(449)를 가질 수 있다. 스프레이 분사구(449)는 제1가스 분사부(444)가 토출하는 가스를 스프레이 방식으로 토출할 수 있도록 한다. 스프레이 분사구(449)는 하나 또는 복수개가 제1가스 분사부(444)에 제공될 수 있다.
이하에는, 도 8 내지 도 9를 참조하여 기판을 처리하는 방법과 처리액을 제조하는 방법을 상세하게 설명한다.
도 8은 액 공급 라인에서 탱크로 액을 공급하는 모습을 보여주는 도면이고, 도 9는 가스 공급 라인에서 탱크로 가스를 공급하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 8 내지 도 9를 참조하면, 액 공급 라인(420, 430)들은 탱크(410)가 가지는 내부 공간(412)으로 액(L)을 공급할 수 있다. 액 공급 라인(420, 430)들이 내부 공간(412)으로 공급하는 액은 물(
Figure 112018119118273-pat00031
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00032
)을 포함하는 액(L) 일 수 있다. 이후, 내부 공간(412)에 공급되는 액(L)의 수위가 점차 높아져 가스 분사부(444, 454)들이 액(L)에 잠기게 된다. 이후, 가스 공급 라인(440, 450)은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(440, 450)이 공급하는 가스와 탱크(410)에 수용된 액(L)은 서로 혼합되어 처리 유닛(380)으로 전달되는 처리액으로 제조된다.
일 예로, 제1액 공급 라인(420)은 내부 공간으로 물(
Figure 112018119118273-pat00033
)을 포함하는 액을 공급할 수 있다. 제2액 공급 라인(430)은 내부 공간(412)으로 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00034
)를 포함하는 액을 공급할 수 있다. 이에, 내부 공간(412)에 물(
Figure 112018119118273-pat00035
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00036
)를 포함하는 액(L)의 수위가 높아지게 되면, 제1가스 공급 라인(440)은 내부 공간(412)으로 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00037
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00038
)을 포함하는 제1가스를 공급할 수 있다. 여기서 제1가스는 제1가스 필터(446)에 의해, 탱크(410)의 내부 공간으로 공급되기 전 파티클 등의 불순물이 여과될 수 있다. 액체 상태의 물(
Figure 112018119118273-pat00039
)과 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00040
)는 가스 상태로 공급되는 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00041
) 또는 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00042
)과 화학 반응을 일으킨다. 해당 화학 반응으로, 황산(
Figure 112018119118273-pat00043
)이 제조될 수 있다. 이에 탱크(410)의 내부 공간(412)에서는 황산(
Figure 112018119118273-pat00044
)을 포함하는 처리액이 제조될 수 있다. 여기서 황산을 포함하는 처리액은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액일 수 있다.
또한 DSP 혼합액은, 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스가 더 공급되어 제조될 수 있다. 예컨대, 제2가스 공급 라인(450)은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 처리되는 기판(W)의 종류에 따라 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 선택적으로 공급할 수 있다. 이에, DSP 혼합액은 불화수소(HF)를 더 포함하는 처리액이 될 수 있다.
종래의 처리 유닛에 처리액을 전달하는 액 공급 유닛은, 액상의 물(
Figure 112018119118273-pat00045
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00046
)에, 액상의 황산(
Figure 112018119118273-pat00047
)과 선택적으로 액상의 불화수소(HF)를 공급하여 DSP 혼합액을 제조하였다. 그러나, 액상의 황산(
Figure 112018119118273-pat00048
)과 불화수소(HF)는, 제조되는 과정 또는 기판 처리 장치의 외부에서 제조되어 기판 처리 장치로 전달되는 과정에서 파티클 등의 불순물을 내포할 수 있다. 예컨대, 액상의 황산(
Figure 112018119118273-pat00049
)과 불화수소(HF)가 기판 처리 장치로 전달되면서, 파티클 등의 불순물에 노출되거나, 제조되는 과정에서 불순물들을 포함하게 될 수 있다. 이러한, 불순물들을 포함하는 액상의 황산(
Figure 112018119118273-pat00050
)과 불화수소(HF)에 의하여 제조되는 DSP 혼합액은 마찬가지로 불순물을 내포하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 물(
Figure 112018119118273-pat00051
) 또는 과산화수소(
Figure 112018119118273-pat00052
)를 액상으로 공급하고, 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00053
), 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00054
), 불화수소(HF)를 가스 상태로 공급한다. 이에, DSP 혼합액에 포함되는 황산(
Figure 112018119118273-pat00055
)은 화학 반응에 의해 탱크(410)의 내부 공간(412)에서 제조된다. 이에, 액상의 황산(
Figure 112018119118273-pat00056
), 불화수소(HF)가 파티클 등의 불순물에 노출되는 것을 최소화 할 수 있고, 이에 DSP 혼합액에 불순물이 내포되는 것을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급되는 이산화황(
Figure 112018119118273-pat00057
), 삼산화황(
Figure 112018119118273-pat00058
), 불화수소(HF) 등을 포함하는 가스들은 탱크(410)의 내부 공간(412)으로 공급되기 전 여과된다. 불순물들을 여과시키는데 있어서, 필터에 액체를 여과시키는 것 보다 가스를 여과시키는 것이 불순물 제거 효율이 더 높기 때문에, 보다 효율적으로 불순물을 제거할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 액 공급 유닛 및 처리액 제조 방법은 처리액에 불순물이 내포되는 것을 최소화 할 수 있고, 이에, 기판 처리(예컨대, 기판 세정) 효율을 증가 시킬 수 있다. 또한, 처리 공정(예컨대, 세정 공정)이 수행된 이후, 기판에 파티클 등의 불순물이 잔류되는 것을 최소화 할 수 있다.
상술한 예에서는, 전달 라인(470)이 순환 라인(460)에서 분기되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 전달 라인(470)은 순환 라인(460)에서 분기되지 않고, 곧바로 탱크(410)와 연결될 수 있다. 이 경우, 전달 라인(470)에 설치된 전달 밸브(472)의 개폐 또는 개방율을 조절하여, 처리 유닛(380)으로 전달되는 처리액의 양을 조절할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
400: 액 공급 유닛 410: 탱크
420: 제1액 공급 라인 430: 제2액 공급 라인
440: 제1 가스 공급 라인 450: 제2 가스 공급 라인
600: 제어기

Claims (22)

  1. DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액을 기판에 공급하여 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판으로 DSP 혼합액을 토출하는 처리 유닛과;
    상기 처리 유닛으로 상기 DSP 혼합액을 전달하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간으로 물(
    Figure 112021029082491-pat00059
    )을 액상으로 공급하는 제1액 공급라인과;
    상기 내부 공간으로 과산화수소(
    Figure 112021029082491-pat00060
    )를 액상으로 공급하는 제2액 공급 라인과;
    상기 내부 공간으로 이산화황(
    Figure 112021029082491-pat00061
    ) 또는 삼산화황(
    Figure 112021029082491-pat00062
    )을 포함하는 제1가스를 가스 형태로 공급하는 제1가스 공급 라인을 포함하되,
    상기 제1가스 공급 라인에는 상기 제1가스를 여과시키는 제1가스 필터가 제공되고,
    상기 제1가스 공급 라인은 상기 내부 공간에 위치되어 상기 제1가스를 토출하는 제1가스 분사부를 포함하고,
    상기 제1가스 분사부는 상기 탱크에 수용되는 상기 액에 잠기도록 위치되고,
    상기 DSP 혼합액은 상기 내부 공간에서 상기 물 또는 상기 과산화수소를 포함하는 액과 상기 제1가스가 혼합되어 제조되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 상부가 개방된 바디와, 상기 바디와 결합되어 상기 내부 공간을 형성하는 커버를 포함하되,
    상기 제1가스 분사부는,
    그 길이 방향이 상하 방향으로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1가스 분사부는,
    상기 제1액 공급라인의 토출구 및 제2액 공급라인의 토출구보다 아래에 위치되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 탱크와 연결되어 상기 탱크에 수용된 DSP 혼합액을 순환시키는 순환 라인을 포함하되,
    상기 순환 라인에는 상기 DSP 혼합액을 여과시키는 처리액 필터와 상기 내부 공간에 감압을 제공하는 펌프가 설치되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 내부 공간으로 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 공급하는 제2가스 공급 라인을 더 포함하고,
    상기 제2가스 공급 라인은 상기 내부 공간에 위치되어 상기 제2가스를 토출하는 제2가스 분사부를 포함하고,
    상기 제2가스 분사부는 상기 탱크에 수용되는 상기 액에 잠기도록 위치되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판에 상기 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액을 공급하여 상기 기판을 처리하되,
    상기 기판으로 공급되는 상기 DSP 혼합액을,
    상기 기판을 처리하는 상기 기판 처리 장치가 가지는 상기 탱크의 상기 내부 공간에서 상기 물(
    Figure 112021029082491-pat00063
    ) 또는 상기 과산화수소(
    Figure 112021029082491-pat00064
    )을 포함하는 상기 액에 상기 이산화황(
    Figure 112021029082491-pat00065
    ) 또는 상기 삼산화황(
    Figure 112021029082491-pat00066
    )을 포함하는 상기 제1가스를 상기 제1가스 분사부가 가스 형태로 공급하여 제조하는 기판 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1가스를 상기 내부 공간에 공급하기 전 상기 제1가스 필터가 불순물을 여과한 후 상기 내부 공간으로 공급하는 기판 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 탱크에 수용되는 DSP 혼합액을,
    상기 탱크와 연결된 순환 라인을 통해 순환시켜 불순물을 여과시키는 기판 처리 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 DSP 혼합액은,
    불화수소(HF)를 포함하는 제2가스를 더 공급하여 제조되고,
    상기 제2가스를 상기 내부 공간에 공급하기 전 불순물을 여과한 후 상기 내부 공간으로 공급 시키는 기판 처리 방법.
  14. 황산을 포함하는 처리액을 기판을 처리하는 처리 유닛에 전달하는 액 공급 유닛에 있어서,
    내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간으로 액을 공급하는 액 공급 라인과;
    상기 내부 공간으로 이산화황(
    Figure 112021029082491-pat00067
    ) 또는 삼산화황(
    Figure 112021029082491-pat00068
    )을 포함하는 제1가스를 가스 형태로 공급하는 제1가스 공급 라인을 포함하되,
    상기 제1가스 공급 라인에는 상기 제1가스를 여과시키는 제1가스 필터가 제공되고,
    상기 제1가스 공급 라인은 상기 제1가스를 토출하는 제1가스 분사부를 포함하되,
    상기 제1가스 분사부는 상기 탱크의 상기 내부 공간에 수용되는 상기 액에 잠기도록 위치되고,
    상기 황산을 포함하는 처리액은 상기 내부 공간에서 상기 액과 상기 제1가스가 혼합되어 제조되는 액 공급 유닛.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 탱크와 연결되어 상기 탱크에 수용된 상기 처리액을 순환시키는 순환 라인을 포함하되,
    상기 순환 라인에는 상기 처리액을 여과시키는 처리액 필터와 상기 내부 공간에 감압을 제공하는 펌프가 설치되는 액 공급 유닛.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 액은 물(
    Figure 112021029082491-pat00069
    ) 또는 과산화수소(
    Figure 112021029082491-pat00070
    )이고,
    상기 처리액은 불화수소(HF)를 포함하는 제2가스가 더 혼합되어 제조되는 액 공급 유닛.
  19. 제1항의 기판 처리 장치가 가지는 상기 탱크의 상기 내부 공간에서 황산을 포함하는 처리액을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 처리액을 상기 탱크가 가지는 상기 내부 공간으로 상기 액과 상기 이산화황(
    Figure 112021029082491-pat00071
    ) 또는 상기 삼산화황(
    Figure 112021029082491-pat00072
    )을 포함하는 상기 제1가스를 가스 형태로 공급하여 제조하는 처리액 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1가스를 상기 내부 공간으로 공급하기 전 상기 제1가스 필터가 불순물을 여과한 후 상기 내부 공간으로 공급시키는 처리액 제조 방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
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