KR102290675B1 - 약액 충전 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

노즐에 약액을 충전할 때에 플레이트 구조물을 이용하여 노즐 립을 폐쇄시켜 약액이 외부로 흘러나가는 것을 방지하는 약액 충전 장치 및 방법을 제공한다. 상기 약액 충전 장치는, 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징 내에 설치되며, 기판 상에 약액을 토출하는 노즐을 구비하는 분사 부재; 펌프를 이용하여 노즐에 약액을 공급하는 약액 공급 모듈; 및 하우징 내에 설치되며, 노즐의 하부에 형성되는 노즐 립을 밀폐시키는 마개 부재를 포함하며, 마개 부재는 노즐에 약액을 충전시킬 때에 노즐 립을 밀폐시킨다.

Description

약액 충전 장치 및 방법 {Apparatus and method for charging chemical liquid}
본 발명은 약액 충전 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 충전시 약액의 낭비를 방지할 수 있는 약액 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 설비가 위치한 공간을 팹(FAB)이라고 한다. 이러한 팹 내부에서는 반도체 기판 상에 막을 형성하는 증착 공정, 막을 평탄화하는 연마 공정, 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정, 포토레지스트 패턴을 이용하여 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하는 식각 공정, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하는 이온 주입 공정, 반도체 기판 상의 오염원을 제거하는 세정 공정, 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하는 검사 공정 등 다양한 공정이 차례대로 수행될 수 있다.
한국등록특허 제10-1183216호 (공고일: 2012.09.10.)
세정 공정에서는 약액을 사용하여 반도체 기판 상에서 오염원을 제거할 수 있다. 이때 다양한 약액이 사용될 수 있으며, 약액을 노즐에 공급하기 위한 약액 공급 장치가 팹 내에 구비될 수 있다.
그런데 약액 공급 장치를 이용하여 노즐에 약액을 충전(charging)하는 경우, 노즐 립(nozzle lip)이 개방되어 있는 상태에서 약액 충전이 진행된다. 따라서 노즐에 약액이 완전히 충전되기 전까지 약액이 채워지는 동시에 약액이 외부로 흘러 약액이 다량 소모될 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 노즐에 약액을 충전할 때에 플레이트 구조물을 이용하여 노즐 립을 폐쇄시켜 약액이 외부로 흘러나가는 것을 방지하는 약액 충전 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 노즐에 약액을 충전할 때에 플레이트 구조물을 이용하여 노즐 립을 폐쇄시켜 약액이 외부로 흘러나가는 것을 방지하는 약액 충전 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 약액 충전 장치의 일 면(aspect)은, 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징 내에 설치되며, 기판 상에 약액을 토출하는 노즐을 구비하는 분사 부재; 펌프를 이용하여 상기 노즐에 상기 약액을 공급하는 약액 공급 모듈; 및 상기 하우징 내에 설치되며, 상기 노즐의 하부에 형성되는 노즐 립(nozzle lip)을 밀폐시키는 마개 부재를 포함하며, 상기 마개 부재는 상기 노즐에 상기 약액을 충전시킬 때에 상기 노즐 립을 밀폐시킨다.
상기 약액 충전 장치는, 상기 노즐을 이동시키는 구동기를 더 포함하며, 상기 마개 부재를 고정시키고, 상기 구동기를 이용하여 상기 노즐을 이동시켜 상기 노즐 립을 밀폐시킬 수 있다.
상기 마개 부재는 상기 노즐보다 경도가 약한 물질을 소재로 하여 형성될 수 있다.
상기 마개 부재는 상기 노즐 립의 크기보다 더 큰 너비를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 약액 충전 장치는, 상기 펌프에 의해 발생되는 압력을 측정하는 센서를 더 포함하며, 상기 센서의 측정값이 기준값 이상인 것으로 판단되면 상기 노즐에 상기 약액을 공급하는 것을 중지할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 약액 충전 방법의 일 면은, 마개 부재를 고정시키는 단계; 기판 상에 약액을 토출하는 노즐을 이동시켜, 상기 노즐의 하부에 형성되는 노즐 립을 상기 마개 부재에 의해 밀폐시키는 단계; 및 펌프를 이용하여 상기 약액을 공급하는 약액 공급 모듈과 상기 노즐이 연결되면, 상기 펌프를 이용하여 상기 약액을 상기 노즐에 충전시키는 단계를 포함한다.
상기 충전시키는 단계의 이후 단계로서, 센서를 이용하여 상기 펌프에 의해 발생되는 압력을 측정하는 단계; 및 상기 센서의 측정값이 기준값 이상인 것으로 판단되면, 상기 약액을 상기 노즐에 충전시키는 것을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 기판 처리 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버들 중 하나 이상에 제공되는 공정 모듈의 일실시 형태를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 장치의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 방법을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 노즐(nozzle)에 약액을 충전(charging)할 때에 플레이트 구조물을 이용하여 개방되어 있는 노즐 립(nozzle lip)을 폐쇄시켜 약액이 외부로 흘러나가는 것을 방지하는 약액 충전 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 기판 처리 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 평면도이다.
도 1에 따르면, 기판 처리 시스템(1)은 인덱스 모듈(10) 및 공정 처리 모듈(20)을 포함한다.
인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 포함한다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140) 및 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 배열될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(120), 이송 프레임(140) 및 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1 방향(12)으로 정의한다. 또한 위쪽에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)으로 정의하고, 제1 방향(12)과 제2 방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3 방향(16)으로 정의한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며, 이들은 제2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드 포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(미도시)이 형성된다. 슬롯은 제3 방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3 방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130) 내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240) 및 공정 챔버(260)를 포함한다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2 방향(14)를 따라 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 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 × B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1 방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3 방향(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 × 2 또는 3 × 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, 상술한 바와 달리, 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)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3 방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(220)에서 이송 프레임(140)과 마주보는 면과 이송 챔버(240)와 마주보는 면 각각이 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 제2 방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2 방향(14)으로 직선 이동된다.
인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 바디(144b) 및 인덱스 암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다.
인덱스 암(144c)은 바디(144b)에 결합되고, 바디(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스 암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스 암(144c)들은 제3 방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스 암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 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 입자가 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 제1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1 방향(12)을 따라 직선 이동된다.
메인 로봇(244)은 베이스(244a), 바디(244b) 및 메인 암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다.
메인 암(244c)은 바디(244b)에 결합되고, 이는 바디(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인 암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인 암(244c)들은 제3 방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼 유닛(220)에서 공정 챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인 암(244c)과 공정 챔버(260)에서 버퍼 유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인 암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정 챔버(260) 내에는 기판(W)을 약액으로 처리하는 기판 처리 장치가 제공된다. 각각의 공정 챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치는 수행하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다.
선택적으로 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송 챔버(240)의 일측에는 제1 그룹의 공정 챔버들(260)이 제공되고, 이송 챔버(240)의 타측에는 제2 그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다.
선택적으로 이송 챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1 그룹의 공정 챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2 그룹의 공정 챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1 그룹의 공정 챔버(260)와 제2 그룹의 공정 챔버(260)는 각각 사용되는 약액의 종류나, 공정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
도 2는 도 1의 공정 챔버들 중 하나 이상에 제공되는 공정 모듈의 일실시 형태를 보여주는 단면도이다.
도 2에 따르면, 공정 모듈(300)은 컵(320), 지지 부재(340), 승강 유닛(360), 분사 부재(380) 및 제어기(390)를 포함한다.
컵(320)은 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 컵(320)은 내부 회수통(322), 중간 회수통(324), 그리고 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322, 324, 326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 지지 부재(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(324)은 내부 회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 중간 회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다.
내부 회수통(322)의 내측 공간(322a), 내부 회수통(322)과 중간 회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간 회수통(324)과 외부 회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부 회수통(322), 중간 회수통(324), 그리고 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322, 324, 326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(322b, 324b, 326b)이 연결된다. 각각의 회수 라인(322b, 324b, 326b)은 각각의 회수통(322, 324, 326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 부재(340)는 컵(320) 내에 배치된다. 지지 부재(340)는 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다.
지지 부재(340)는 몸체(342), 지지 핀(344), 척 핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 위쪽에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전 가능한 지지축(348)이 고정 결합된다. 지지 핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간의 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판이 일정 거리 이격되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다.
척 핀(346)은 복수 개 제공된다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지 핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척 핀(346)은 스핀 헤드(340)가 회전될 때 기판이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판의 측부를 지지한다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판이 스핀 헤드(340)에 로딩 또는 언로딩시에는 척 핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행시에는 척 핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척 핀(346)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강 유닛(360)은 컵(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 컵(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 부재(340)에 대한 컵(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 컵(320)의 외벽에 고정 설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정 결합된다. 기판(W)이 지지 부재(340)에 놓이거나, 지지 부재(340)로부터 들어올려질 때 지지 부재(340)가 컵(320)의 상부로 돌출되도록 컵(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(322, 324, 326)으로 유입될 수 있도록 컵(320)의 높이가 조절된다. 예컨대, 제1 처리액으로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부 회수통(322)의 내측 공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2 처리액, 그리고 제3 처리액으로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 내부 회수통(322)과 중간 회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간 회수통(324)과 외부 회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강 유닛(360)은 컵(320) 대신 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
분사 부재(380)는 기판 처리 공정시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 분사 부재(380)는 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3 방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다.
노즐(384)은 노즐 지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 기판(W)에 처리액을 토출할 수 있도록, 지지 부재(340)의 수직 상방 영역이다. 대기 위치는 노즐(384)이 지지 부재(340)의 수직 상방 영역 외측으로 벗어난 위치이다.
분사 부재(380)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 분사 부재(380)가 복수 개 제공되는 경우, 약액, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 분사 부재(380)를 통해 제공될 수 있다. 린스액은 제1 유체일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
제어기(390)는 공정 모듈(300)의 구성을 제어한다.
본 실시예에서는 분사 부재(380)의 노즐(384)에 약액을 충전할 때에 플레이트 구조물을 이용하여 개방되어 있는 노즐 립을 폐쇄시켜 충전시 약액이 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다. 플레이트 구조물은 이를 위해 공정 모듈(300)의 외형을 구성하는 하우징 내에 고정 설치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 장치의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3에 따르면, 약액 충전 장치(400)는 약액 공급 모듈(410), 노즐(384) 및 마개 부재(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
약액 공급 모듈(410)은 노즐(384)에 약액을 공급하는 것이다. 이러한 약액 공급 모듈(410)은 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징의 외부에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 약액 공급 모듈(410)은 하우징의 내부에 설치되는 것도 가능하다.
약액 공급 모듈(410)은 펌프(411)와 약액 공급 라인(412)을 포함할 수 있다.
펌프(411)는 탱크(미도시)에 저장되어 있는 약액을 노즐(384)에 공급시키는 것이다. 탱크에는 기판 처리액, 린스액, 건조액(이소프로필 알코올 등의 유기용제) 등의 약액이 저장될 수 있다.
탱크는 약액 유입 라인(미도시)을 통해 약액을 공급받을 수 있다. 약액 유입 라인을 통해 공급되는 약액의 유량은 밸브(미도시)에 의해 조절될 수 있다.
약액 공급 라인(412)은 약액의 이동 경로를 제공하는 것이다. 약액 공급 라인(412)은 이를 위해 펌프(411)와 노즐(384)에 각각 연결될 수 있다.
약액 공급 라인(412)에는 밸브, 펌프, 히터, 유량계, 필터 등이 설치되어 약액의 공급량과 온도 등을 제어하거나 불순물을 제거할 수 있다.
노즐(384)은 약액 공급 모듈(410)로부터 공급받은 약액을 기판(S) 상에 토출하는 것이다. 이러한 노즐(384)은 분사 부재(380)에 적어도 하나 제공될 수 있다. 노즐(384)에 대한 보다 자세한 설명은 도 1 및 도 2를 참조하여 전술하였으므로, 여기서는 그 자세한 설명을 생략한다.
마개 부재(420)는 노즐(384)의 하부에 형성되어 있는 노즐 립(nozzle lip; 430)을 밀폐시키는 것이다. 이러한 마개 부재(420)는 노즐(384)에 약액을 충전시킬 때에 노즐 립(430)을 밀폐시킬 수 있다.
마개 부재(420)는 노즐 립(430)보다 큰 너비를 가지도록 형성될 수 있다. 마개 부재(420)가 이와 같이 형성되면, 노즐 립(430)의 전면을 덮을 수 있어, 약액을 충전시킬 때에 약액이 외부로 흘러나가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
마개 부재(420)는 노즐(384)보다 경도(hardness)가 약한 물질을 소재로 하여 형성될 수 있다. 마개 부재(420)는 예를 들어, 고무, 우레탄 등을 소재로 하여 형성될 수 있다.
한편, 펌프(411) 내에는 압력 센서(미도시)가 제공될 수 있다. 압력 센서는 약액을 노즐(384)로 공급하기 위해 펌프(411)에 의해 발생되는 압력을 측정하는 것이다. 본 실시예에서는 압력 센서의 측정값이 기준값 이상인 것으로 판단되면, 약액이 노즐(384)에 완전히 충전된 것으로 판단하고, 약액의 충전을 중지할 수 있다.
다음으로, 약액 충전 장치(400)를 이용하여 노즐(384)에 약액을 충전하는 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 약액 충전 방법을 설명하기 위한 제3 예시도이다. 이하 설명은 도 3 내지 도 6을 참조한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 노즐(384)을 수평 방향 및 수직 방향으로 이동시켜 노즐(384)의 노즐 립(430)이 마개 부재(420)에 의해 밀폐되도록 한다.
본 실시예에서는 마개 부재(420)를 고정시키고 노즐(384)을 이동시켜 노즐(384)을 마개 부재(420) 상에 위치시킬 수 있다. 이때 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 마개 부재(420) 상으로 이동될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 노즐(384)을 고정시키고 마개 부재(420)를 이동시켜 노즐(384)을 마개 부재(420) 상에 위치시키는 것도 가능하다. 이때 마개 부재(420)은 구동기(미도시)를 이용하여 노즐(384) 아래에 위치한 후 위쪽 방향으로 이동하여 노즐(384)의 노즐 립(430)을 밀폐시킬 수 있다.
노즐(384)의 노즐 립(430)이 마개 부재(420)에 의해 밀폐되면, 도 5에 도시된 바와 같이 펌프(411)가 작동하여 약액 공급 라인(412)을 통해 약액을 노즐(384)로 공급한다.
그러면 도 6에 도시된 바와 같이 약액(440)이 노즐(384)에 충전되며, 노즐 립(430)이 마개 부재(420)에 의해 밀폐되어 있기 때문에 약액(440)이 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 약액 충전 장치(400)는 노즐(384)에 약액을 충전할 경우, 노즐 립(430)을 막은 상태에서 노즐(384)에 약액을 충전하는 방식이다. 이러한 약액 충전 장치(400)는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 노즐 립(430)이 막혀 있어 충전되는 동안 약액이 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 약액의 소모량을 최소화할 수 있다.
둘째, 기존보다 충전 속도를 빠르게 할 수 있으며, 택트 타임(tact time)을 감소시킬 수 있다.
셋째, 마개 부재(420)의 재질은 노즐(384)보다 경도가 작은 재질을 사용하여 노즐(384)의 파손을 최소화할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 기판 처리 시스템 10: 인덱스 모듈
20: 공정 처리 모듈 120: 로드 포트
130: 캐리어 140: 이송 프레임
220: 버퍼 유닛 240: 이송 챔버
260: 공정 챔버 300: 공정 모듈
320: 컵 340: 지지 부재
360: 승강 유닛 380: 분사 부재
384: 노즐 390: 제어기
400: 약액 충전 장치 410: 약액 공급 모듈
411: 펌프 412: 약액 공급 라인
420: 마개 부재 430: 노즐 립
440: 약액

Claims (7)

  1. 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징 내에 설치되며, 기판 상에 약액을 토출하는 노즐을 구비하는 분사 부재;
    펌프를 이용하여 상기 노즐에 상기 약액을 공급하는 약액 공급 모듈; 및
    상기 하우징 내에 설치되며, 상기 노즐의 하부에 형성되는 노즐 립(nozzle lip)을 밀폐시키는 마개 부재를 포함하며,
    상기 약액 공급 모듈은 상기 펌프에 의해 발생되는 압력에 따라 상기 노즐에 상기 약액을 공급하거나 공급 중지하고,
    상기 마개 부재는 상기 노즐에 상기 약액을 충전시킬 때에 상기 노즐 립을 밀폐시키는 약액 충전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐을 이동시키는 구동기를 더 포함하며,
    상기 마개 부재를 고정시키고, 상기 구동기를 이용하여 상기 노즐을 이동시켜 상기 노즐 립을 밀폐시키는 약액 충전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마개 부재는 상기 노즐보다 경도가 약한 물질을 소재로 하여 형성되는 약액 충전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마개 부재는 상기 노즐 립의 크기보다 더 큰 너비를 가지도록 형성되는 약액 충전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프에 의해 발생되는 압력을 측정하는 센서를 더 포함하며,
    상기 센서의 측정값이 기준값 이상인 것으로 판단되면 상기 노즐에 상기 약액을 공급하는 것을 중지하는 약액 충전 장치.
  6. 마개 부재를 고정시키는 단계;
    기판 상에 약액을 토출하는 노즐을 이동시켜, 상기 노즐의 하부에 형성되는 노즐 립을 상기 마개 부재에 의해 밀폐시키는 단계; 및
    펌프를 이용하여 상기 약액을 공급하는 약액 공급 모듈과 상기 노즐이 연결되면, 상기 펌프를 이용하여 상기 약액을 상기 노즐에 충전시키는 단계를 포함하며,
    상기 펌프에 의해 발생되는 압력에 따라 상기 노즐에 상기 약액을 공급하거나 공급 중지하는 약액 충전 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    센서를 이용하여 상기 펌프에 의해 발생되는 압력을 측정하는 단계; 및
    상기 센서의 측정값이 기준값 이상인 것으로 판단되면, 상기 약액을 상기 노즐에 충전시키는 것을 중지하는 단계를 더 포함하는 약액 충전 방법.
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