KR102298084B1 - 액 공급 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 하우징과; 하우징 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리액을 토출하는 노즐과; 노즐로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 액 공급 유닛은, 처리액이 저장되는 저장 공간을 가지는 용기와; 용기에서 노즐로 처리액이 흐르도록 하는 액 공급관과; 노즐로 처리액이 공급되기 전에 처리액에 초음파를 인가하는 초음파 인가부재를 포함하고, 초음파 인가부재는, 액이 수용되는 내부 공간을 가지는 액조와; 액조 내에 수용된 액에 초음파를 제공하는 초음파 발생기를 포함하되, 액 공급관은 그 일부가 액조 내에 수용된 액에 침지되게 제공될 수 있다.

Description

액 공급 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{UNIT FOR SUPPLING LIQUID, APPARATUS AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 액 공급 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기판으로 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 공급 유닛과 이를 이용하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 증착, 애싱, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 일부 공정에서는, 기판으로 처리액을 공급하여 액 처리를 수행한다.
처리액을 기판으로 공급하는 과정 중, 처리액을 공급하는 액 공급관, 액 저장조, 노즐 등에서 불순물이 발생하여 기판으로 유입된다. 이에, 액 공급관에 필터를 설치하여 불순물을 제거한다.
그러나, 필터에서 거를 수 있는 불순물의 크기에는 한계가 있어, 미세한 불순물 필터에서 여과되지 않고 기판으로 공급되는 문제가 있다.
본 발명은 처리액 내의 불순물을 효과적으로 응집 및 제거하는 액 공급 유닛, 기판 처리 방법 및 장치를 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 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 하우징과; 하우징 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리액을 토출하는 노즐과; 노즐로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 액 공급 유닛은, 처리액이 저장되는 저장 공간을 가지는 용기와; 용기에서 노즐로 처리액이 흐르도록 하는 액 공급관과; 노즐로 처리액이 공급되기 전에 처리액에 초음파를 인가하는 초음파 인가부재를 포함하고, 초음파 인가부재는, 액이 수용되는 내부 공간을 가지는 액조와; 액조 내에 수용된 액에 초음파를 제공하는 초음파 발생기를 포함하되, 액 공급관은 그 일부가 액조 내에 수용된 액에 침지되게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액조에 침지되는 영역에서 액 공급관의 일부는 지그재그 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액조에 침지되는 영역에서 액 공급관의 일부는 코일 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액 공급관에 설치되어 노즐로 공급되는 처리액에서 불순물을 여과하는 필터를 더 포함하고, 초음파 인가부재는 필터보다 상류에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액 공급관에 전자기장을 발생시키는 전자기장 발생기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 전자기장 발생기는 초음파 발생기의 하류에 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액 공급관에서 액조에 침지되는 영역은, 처리액이 아래에서 위 방향으로 흐르도록 제공되는 제1배관부와; 제1배관부에 연결되며 처리액이 제1배관부와 수직한 방향으로 흐르도록 제공되는 제2배관부; 그리고, 제2배관부에 연결되며 처리액이 위에서 아래 방향으로 흐르도록 제공되는 제3배관부를 포함하고, 제3배관부에 전자기장 발생기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 처리액은 케미칼 또는 유기 용제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 액 공급 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 액 공급 유닛은, 처리액이 저장되는 저장 공간을 가지는 용기와; 용기에서 노즐로 처리액이 흐르도록 하는 액 공급관과; 노즐로 처리액이 공급되기 전에 처리액에 초음파를 인가하는 초음파 인가부재를 포함하고, 초음파 인가부재는, 액이 수용되는 내부 공간을 가지는 액조와; 액조 내에 수용된 액에 초음파를 제공하는 초음파 발생기를 포함하되, 액 공급관은 그 일부가 액조 내에 수용된 액에 침지되게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액조에 침지되는 액 공급관의 일부는 지그재그 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액 공급관에 설치되어 노즐로 공급되는 처리액에서 불순물을 여과하는 필터를 더 포함하고, 초음파 인가부재는 필터보다 상류에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 액 공급관에 전자기장을 발생시키는 전자기장 발생기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리액은, 케미칼 또는 유기 용제를 포함하고, 상기 케미칼은, 황산, 불산, 또는 이들의 혼합물이고, 상기 유기 용제는, 이소프로필 알코올일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 처리액이 기판으로 공급되는 도중에 처리액 내에 불순물을 응집시킨 후 응집된 불순물을 제거하되, 처리액이 흐르는 액 공급관을 액조에 수용된 액 내에 침지시키고 액에 초음파를 인가하여 불순물을 응집할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 응집된 불순물의 제거는 필터에 의해 이루어질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 응집된 불순물의 제거는 처리액이 흐르는 경로에 전자기장을 제공함으로써 이루어질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 전자기장은 액 공급관에서, 처리액에 초음파가 인가되는 영역보다 하류에서 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리액은, 케미칼 또는 유기 용제를 포함하고, 상기 케미칼은, 황산, 불산, 또는 이들의 혼합물이고, 상기 유기 용제는, 이소프로필 알코올일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액 내의 불순물을 효과적으로 응집 및 제거할수 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 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 초음파 인가 부재를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 순서대로 보여주는 도면이다.
도 9 내지 도 10은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 액 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 인가 부재를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
본 실시예에는 기판을 케미칼 처리 및 린스 처리하는 세정 공정을 일 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 세정 공정에 한정되지 않고, 식각 공정, 애싱 공정, 현상 공정 등, 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 공정에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)을 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 액 처리 챔버(400)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되고, 반송 챔버(300)의 일측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다.
반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 포함하며, 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지유닛(440), 액 토출 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 가진다.
하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지유닛(440), 그리고 액 토출 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리된다. 지지유닛(440)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 토출 유닛(460)은 지지유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지유닛(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 가진다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다.
지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다. 척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리 회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 토출 유닛(460)은 처리액을 기판(W)에 공급한다. 액 토출 유닛(460)은 아암(461)과 아암(461)의 끝단에 고정 결합되어 기판(W)에 액을 토출 시키는 노즐(462)을 포함한다.
일 예에 의하면, 액 토출 유닛(460)은 복수 개가 제공되고, 서로 상이한 종류의 처리액을 기판(W)에 공급할 수 있다. 처리액은 케미칼, 린스액, 또는 유기 용제 등을 포함할 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO4, Diluted Sulfuric acid Peroxide), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH) 등을 포함할 수 있다. 또한, 케미칼은 황산과 불산을 포함하는 혼합물일 수 있다. 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 린스액은 순수(DIW;Deionized Water)일 수 있다. 액공급유닛(500)은 액 토출 유닛(460)에 처리액을 공급한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 4 내지 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 초음파 인가 부재를 보여주는 도면이다.
상술한 바와 같이, 액 토출 유닛(460)에서 공급되는 처리액은 케미칼, 린스액, 또는 유기 용제 등을 포함할 수 있다. 케미칼은 황산, 불산, 또는 황산과 불산을 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 아래의 실시예에서는 기판(W)에 케미칼이 공급되고, 케미칼은 황산, 불산 또는 이들의 혼합액을 포함하는 것을 예로 들어 설명한다.
도 3을 참조하면, 액 공급 유닛(500)은 처리액 공급원(510), 용기(530), 액 공급관(540), 필터(560) 및 초음파 인가부재(520)를 포함할 수 있다.
처리액 공급원(510)은 용기(530)에 처리액을 공급한다. 처리액 공급원(510)과 용기(530) 그리고 노즐(462)은 액 공급관(540)에 의해 연결되고, 액 공급관(540)에는 제1밸브(552), 제1밸브(554) 그리고 제3밸브(556)가 설치된다. 제1밸브(552), 제2밸브(554) 그리고 제3밸브(556)는 개폐 밸브 또는 유량 조절 밸브일 수 있다.
제1밸브(552)는 처리액 공급원(510)으로부터 용기(530)로 공급되는 처리액의 유량을 조절한다. 제2밸브(554)는 처리액 공급원(510)으로부터 필터(560) 등으로 공급되는 처리액의 유량을 조절한다. 제3밸브(556)는 노즐(462)를 통해 기판으로 공급되는 처리액의 유량을 조절한다. 용기(530)는 처리액 공급원(510)으로부터 처리액을 공급받아 저장한다. 용기(530) 내 처리액은 노즐(462)로 공급된다.
일 예에서, 액 공급관(540)에는 제3밸브(554)와 유량계(559)가 설치될 수 있다. 제3밸브(554)는 용기(530)로부터 공급되는 처리액 액의 유량을 조절할 수 있다. 제3밸브(554)는 개폐 밸브이거나 유량 조절 밸브일 수 있다. 유량계(556)는 액 공급관(540)을 흐르는 처리액 액의 유량을 직접 또는 간접적으로 측정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 필터(560)는 초음파 인가부재(520), 제3밸브(554), 펌프(558), 유량계(556)보다 하류에 배치된다. 이에, 처리액이 제3밸브(554), 펌프(558), 또는 유량계(556) 등을 통과할 때 발생하는 불순물과 초음파 인가부재에서 응집된 불순물이 필터(560)에 의해 여과되도록 한다.
도 4를 참조하면, 초음파 인가부재(520)는, 액조(522)와 초음파 발생기(524)를 포함한다. 액조(522)는 액이 수용되는 내부 공간을 가진다. 일 예에서, 액조(522)는 내부 공간이 밀폐되도록 제공된다. 이에, 액조(522) 내부의 액이 증발되어 액의 수위가 낮아지는 것을 방지한다. 선택적으로, 액조(522)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다. 일 예에서, 액조(522) 내에 수용되는 액은 물이다. 액조(522)의 내부 공간에는 액 공급관(540)의 일부가 침지된다.
초음파 발생기(524)는, 액조(522) 내에 수용된 액에 초음파를 제공한다. 이에, 일부가 액조(522) 내의 액에 수용된 액 공급관(540) 내부에 초음파가 제공된다. 일 예에서, 액조(522)에 침지되는 영역(548)에서 액 공급관(540)의 일부는 지그재그 형태로 제공된다.
도 5를 참조하면, 초음파 인가부재(520)에는 전자기장 발생기(526)가 제공될 수 있다. 일 예에서, 액 공급관(540)에서 액조(522)에 침지되는 영역(548)은 제1배관부(542), 제2배관부(544) 그리고 제3배관부(546)를 포함한다. 제1배관부(542)에서 처리액이 아래에서 위 방향으로 흐르도록 제공된다. 제2배관부(544)는 제1배관부(542)에 연결되며 처리액이 제1배관부(542)와 수직한 방향으로 흐르도록 제공된다. 제3배관부(546)는 제2배관부(544)에 연결되며 처리액이 위에서 아래 방향으로 흐르도록 제공된다. 일 예에서, 전자기장 발생기(526)는 제3배관부(546)에 제공된다.
이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 기판 처리 방법에 대해 상세히 설명한다. 먼저, 처리액 공급원(510)으로부터 액 공급관(540)에 액이 공급된다. 이후에 초음파 발생기(524)가 처리액에 초음파를 제공한다. 처리액에 초음파가 인가되면, 도 6에 도시된 바와 같이 처리액 내부에 버블(B)이 발생된다. 액 공급관(540) 내부에 발생된 버블(B)은 액 공급관(540) 내부에서 상부로 이동된다. 처리액 내부에 버블(B)이 생성되면, 불순물(P)과 버블(B)은 충돌하고 이 과정에서 버블(B) 주위로 불순물(P)이 응집된다.
일 예에서, 황산, 불산 또는 이들의 혼합물에서 발생되는 불순물(P)은 주로 + 전하를 띄고, 버블(B)은 - 전하를 띔에 따라 버블(B) 주위로 불순물(P)이 응집된다. 일단, - 전하를 띄는 버블(B) 주변으로 + 전하를 띄는 불순물(P)이 응집되면, - 전하를 띄는 불순물(P)도 함께 응집된다. 이에, 불순물(P)은 필터(560)에서 거를 수 있는 정도의 크기로 응집된다.
처리액 내에서 발생된 버블(B)은 미처 액 공급관(540) 상부로 이동되기 전에 일부는 붕괴되기도 한다. 버블(B)이 붕괴되는 영역 주변에서는, 버블(B)의 붕괴 에너지가 발생한다. 이로 인해 처리액에 가하는 충격 또는 처리액의 단열 팽창으로 인해 국부적으로 온도가 올라가는 핫 스팟(Hot Spot)이 형성된다. 핫 스팟의 고온고압 환경으로 인해, 핫 스팟 주변에서 불순물(P)의 응집이 활발히 일어난다. 이에, 빠른 시간 안에 불순물(P)이 응집된다.
응집된 불순물은 필터(560)에 의해 제거된다. 일 예에서, 응집된 불순물의 제거는 필터(560)에 의해 제거되기 전에, 처리액이 흐르는 경로에 전자기장을 제공함으로써도 이루어진다. 예컨대, 제3배관부(546)에 전자기장 발생기(526)가 제공된다. 만약, 버블(B)이 주로 - 전하를 띄는 경우, 전자기장 발생기(526)에 + 전하를 걸어줌으로써 버블(B)을 전자기장 발생기(526)에 포획시킨다. + 전하를 띄는 불순물(P)은 - 전하를 띄는 불순물(P)에 응집되어 버블(B)과 함께 전자기장 발생기(526)에 포획된다.
피처리체로 처리액이 공급되는 동안 전자기장 발생기(526)에 전원을 공급하여 불순물(P)을 포획하고, 피처리체로 처리액이 공급되지 않을 때, 전자기장 발생기(526)에 전원을 제거할 수 있다. 버블(B)은 그 성질 상 액 공급관(540) 내부에서 상부로 이동된다. 버블(B)의 이동 속도는, 처리액이 흐르는 방향과 버블(B)의 이동 방향이 상이한 제3배관부(546)에서 가장 느리게 형성된다. 이에, 제3배관부(546)에 전자기장 발생기(526)를 설치하여, 버블(B) 주위로 응집되는 불순물(P)이 용이하게 포획되도록 한다.
상술한 예에서는, 전자기장 발생기(526)가 초음파 인가부재(520) 내부에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 다른 예에서 전자기장 발생기(526)는 도 9에 도시된 바와 같이 초음파 인가부재(520) 보다 하류에 제공될 수 있다. 이에, 초음파 인가부재(520)에 의해 발생된 버블(B)에 의해 응집된 불순물(P)을 포획할 수 있다.
상술한 예에서는, 본 발명의 액 공급 유닛은 전자기장 발생기(526)와 필터(560)를 모두 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나, 다른 예에서 도 9에 도시된 바와 같이 액 공급 유닛은 필터(560)를 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 전자기장 발생기(526)는 초음파 발생기(524)의 하류에 제공되어 버블(B)에 의해 응집된 불순물(P)을 포획한다. 전자기장 발생기(526)는, 피처리체로 처리액이 공급되는 동안 전원이 공급되어 불순물(P)을 포획하고, 피처리체로 처리액이 공급되지 않을 때에는 전원이 제거된다. 전자기장 발생기(526)에 전원을 제거한 후에, 프리 디스펜스를 실시하여 처리액 내부에 부유하는 불순물(P)을 제거할 수 있다.
상술한 예에서는, 액조(522)에 침지되는 영역(548)에서 액 공급관(540)의 일부는 지그재그 형태로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 다른 예에서, 액조(522)에 침지되는 영역(548)에서 액 공급관(540)의 일부는 도 11에 도시된 바와 같이 코일 형태로 제공될 수 있다.
상술한 예에서는, 초음파 인가부재(520)가 액조(522)의 외벽 하부에 부착되는 것으로 도시하였다. 그러나, 다른 예에서, 초음파 인가부재(520)는 액조(522) 내부에 초음파를 제공하기 위해 액조(522) 외벽 상부나 측부에 부착되거나, 액조(522)의 내부에 제공될 수 있다.
상술한 예에서는, 액조(522)에 수용된 액에 초음파를 인가하고, 액을 매개로 처리액에 초음파를 전달하는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에 따른 초음파 인가 부재는, 수용 공간을 가지는 탱크와 초음파를 발생시키는 프로브를 포함할 수 있다. 또한, 프로브는 탱크 내의 수용 공간에 제공될 수 있다. 또한, 탱크 내의 수용 공간으로 처리액은 공급될 수 있다. 이 경우, 수용 공간에 제공되는 프로브는 수용 공간으로 공급되는 처리액에 직접적으로 초음파를 인가할 수 있다. 이에, 다른 실시 예에 따른 초음파 인가 부재는, 처리액 내에 부유하는 불순물(P)에 대한 제거 효율을 더욱 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 초음파 인가부재(520)는 필터(560)보다 상류에 배치된다. 이에 의해 액 공급관(540)을 흐르는 처리액 액이 필터(560)에 도달하기 전에 처리액에서 불순물이 응집되어 불순물의 크기가 커진다. 이와 같이, 필터(560) 전단에서 처리액 내부의 불순물을 응집시켜 불순물이 필터(560)에서 여과되도록 하는 바 처리액의 순환 경로를 단축시키거나 생략할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 액조(522)에 침지되는 액 공급관(540)의 영역은 지그재그 형태 또는 코일 형태로 제공된다. 이에, 초음파가 제공되는 액 공급관(540)의 표면적이 넓게 제공되어 버블(B) 발생이 용이한 이점이 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.
462: 노즐
500: 액공급유닛
520: 초음파 인가부재
522: 액조
524: 초음파 발생기
526: 전자기장 발생기
540: 액공급관
560: 필터

Claims (18)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 하우징과;
    상기 하우징 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리액을 토출하는 노즐과;
    상기 노즐로 상기 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 처리액이 저장되는 저장 공간을 가지는 용기와;
    상기 용기에서 상기 노즐로 상기 처리액이 흐르도록 하는 액 공급관과;
    상기 노즐로 상기 처리액이 공급되기 전에 상기 처리액에 초음파를 인가하는 초음파 인가부재를 포함하고,
    상기 초음파 인가부재는,
    액이 수용되는 내부 공간을 가지는 액조와;
    상기 액조 내에 수용된 상기 액에 초음파를 제공하는 초음파 발생기를 포함하되,
    상기 액 공급관은 그 일부가 상기 액조 내에 수용된 상기 액에 침지되게 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액조에 침지되는 영역에서 상기 액 공급관의 일부는 지그재그 형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액조에 침지되는 영역에서 상기 액 공급관의 일부는 코일 형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 공급관에 설치되어 상기 노즐로 공급되는 처리액에서 불순물을 여과하는 필터를 더 포함하고,
    상기 초음파 인가부재는 상기 필터보다 상류에 배치되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 공급관에 전자기장을 발생시키는 전자기장 발생기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자기장 발생기는
    상기 초음파 발생기의 하류에 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액 공급관에서 상기 액조에 침지되는 영역은,
    상기 처리액이 아래에서 위 방향으로 흐르도록 제공되는 제1배관부와;
    상기 제1배관부에 연결되며 상기 처리액이 제1배관부와 수직한 방향으로 흐르도록 제공되는 제2배관부; 그리고,
    상기 제2배관부에 연결되며 상기 처리액이 위에서 아래 방향으로 흐르도록 제공되는 제3배관부를 포함하고,
    상기 제3배관부에 전자기장 발생기가 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은,
    케미칼 또는 유기 용제를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 처리액이 저장되는 저장 공간을 가지는 용기와;
    상기 용기에서 노즐로 상기 처리액이 흐르도록 하는 액 공급관과;
    상기 노즐로 상기 처리액이 공급되기 전에 상기 처리액에 초음파를 인가하는 초음파 인가부재를 포함하고,
    상기 초음파 인가부재는,
    액이 수용되는 내부 공간을 가지는 액조와;
    상기 액조 내에 수용된 상기 액에 초음파를 제공하는 초음파 발생기를 포함하되,
    상기 액 공급관은 그 일부가 상기 액조 내에 수용된 상기 액에 침지되게 제공되는 액 공급 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액조에 침지되는 상기 액 공급관의 일부는 지그재그 형태로 제공되는 액 공급 유닛.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액 공급관에 설치되어 상기 노즐로 공급되는 처리액에서 불순물을 여과하는 필터를 더 포함하고,
    상기 초음파 인가부재는 상기 필터보다 상류에 배치되는 액 공급 유닛.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 액 공급관에 전자기장을 발생시키는 전자기장 발생기를 더 포함하는 액 공급 유닛.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 처리액은,
    케미칼 또는 유기 용제를 포함하고,
    상기 케미칼은,
    황산, 불산, 또는 이들의 혼합물이고,
    상기 유기 용제는,
    이소프로필 알코올인 액 공급 유닛.
  14. 기판으로 처리액을 공급하여 상기 처리액으로 상기 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 처리액이 상기 기판으로 공급되는 도중에 상기 처리액 내에 불순물을 응집시킨 후 응집된 상기 불순물을 제거하되,
    상기 처리액이 흐르는 액 공급관을 액조에 수용된 액 내에 침지시키고 상기 액에 초음파를 인가하여 상기 불순물을 응집하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    응집된 상기 불순물의 제거는 필터에 의해 이루어지는 기판 처리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    응집된 상기 불순물의 제거는 상기 처리액이 흐르는 경로에 전자기장을 제공함으로써 이루어지는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전자기장은 상기 액 공급관에서,
    상기 처리액에 상기 초음파가 인가되는 영역보다 하류에서 제공되는 기판 처리 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은,
    케미칼 또는 유기 용제를 포함하고,
    상기 케미칼은,
    황산, 불산, 또는 이들의 혼합물이고,
    상기 유기 용제는,
    이소프로필 알코올인 기판 처리 방법.

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