KR102319966B1 - 액 공급 유닛, 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 지지 유닛에 놓인 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고 노즐에 액을 공급하는 액 공급 유닛과; 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 액 공급 유닛은, 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와; 내부 공간에 저장된 액의 잔여량을 검출하는 센서와; 액 공급원으로부터 내부 공간에 액을 공급하며 인렛 밸브가 설치되는 인렛 라인과; 내부 공간으로부터 노즐에 액을 공급하며 아웃렛 밸브가 설치되는 아웃렛 라인과; 내부 공간 내의 액을 배수하며 드레인 밸브가 설치되는 드레인 라인을 포함하고, 제어기는, 센서가 검출한 잔여량이 제1 설정량 이하에 도달한 경우, 액이 내부 공간에 잔류한 상태에서 액 공급원으로부터 액을 탱크로 공급하도록 액 공급 유닛을 제어할 수 있다.

Description

액 공급 유닛, 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법{CHEMICAL SUPPLYING UNIT, SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛, 액 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 그리고 금속 오염물 등의 오염 물질은 반도체 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미친다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다. 일반적으로 기판의 세정은 케미컬을 이용하여 기판 상에 잔류하는 금속 이물질, 유기 물질, 또는 파티클 등을 제거하는 케미컬 처리 공정, 순수를 이용하여 기판 상에 잔류하는 케미컬을 제거하는 린스 공정, 그리고 질소 가스 등을 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정을 포함한다.
케미컬 처리 공정에서 액 공급 유닛은 노즐 유닛에 액을 제공한다. 일반적으로 액 공급 유닛은 액을 저장하는 탱크와, 탱크의 내부 공간으로부터 노즐 유닛에 액을 제공하는 공급라인, 기판을 처리한 후에 탱크의 내부 공간으로 액을 회수하는 회수라인 등을 포함한다. 액 공급이 정지되는 것을 방지하기 위해 탱크는 두 개 이상 제공되며 각 탱크에 저장된 액은 각 탱크에 연결된 배수라인에 의해 배출된다.
다만, 탱크에 저장된 액의 수위가 일정 수준에 못미치는 경우, 액을 순환시킬 수 없어 탱크에 저장된 액 전체를 비워낸다. 이에, 낭비되는 액이 많은 문제가 있다.
본 발명은 액 공급 유닛으로부터 폐수되는 액을 절감시키는 액 공급 유닛, 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 지지 유닛에 놓인 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고 노즐에 액을 공급하는 액 공급 유닛과; 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 액 공급 유닛은, 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와; 내부 공간에 저장된 액의 잔여량을 검출하는 센서와; 액 공급원으로부터 내부 공간에 액을 공급하며 인렛 밸브가 설치되는 인렛 라인과; 내부 공간으로부터 노즐에 액을 공급하며 아웃렛 밸브가 설치되는 아웃렛 라인과; 내부 공간 내의 액을 배수하며 드레인 밸브가 설치되는 드레인 라인을 포함하고, 제어기는, 센서가 검출한 잔여량이 제1 설정량 이하에 도달한 경우, 액이 내부 공간에 잔류한 상태에서 액 공급원으로부터 액을 탱크로 공급하도록 액 공급 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어기는, 탱크에 저장된 잔여 액과 탱크로 공급된 신규 액의 혼합 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하였는지 여부를 판단하고, 초과하는 경우 센서가 검출한 잔여량이 제2 설정량 이하에 도달하면 탱크의 내부 공간의 잔여 액을 드레인 라인을 통해 배수하도록 액 공급 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1 설정량과 제2 설정량은 동일하게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 탱크는 제1 탱크 및 제 2 탱크를 포함하고, 액 공급 유닛은, 제1 탱크 또는 제2 탱크 중 어느 하나가 인렛 라인을 통해 액을 공급받거나 아웃렛 라인을 통해 액을 공급하거나 드레인 라인을 통해 내부 공간이 배수되는 경우, 제1 탱크 또는 제2 탱크 중 다른 하나를 순환시키는 순환 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 액 공급 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 액 공급 유닛은, 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와; 내부 공간에 저장된 액의 잔여량을 검출하는 센서와; 액 공급원으로부터 내부 공간에 액을 공급하며 인렛 밸브가 설치되는 인렛 라인과; 내부 공간으로부터 피처리체에 액을 공급하며 아웃렛 밸브가 설치되는 아웃렛 라인과; 내부 공간 내의 액을 배수하며 드레인 밸브가 설치되는 드레인 라인; 그리고, 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 제어기는, 센서가 검출한 잔여량이 제1 설정량 이하에 도달한 경우, 액이 내부 공간에 잔류한 상태에서 액 공급원으로부터 액을 탱크로 공급하도록 액 공급 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어기는, 탱크에 저장된 잔여 액과 탱크로 공급된 신규 액의 혼합 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하였는지 여부를 판단하고, 초과하는 경우 센서가 검출한 잔여량이 제2 설정량 이하에 도달하면 탱크의 내부 공간의 잔여 액을 드레인 라인을 통해 배수하도록 액 공급 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1 설정량과 제2 설정량은 동일하게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 탱크는 제1 탱크 및 제 2 탱크를 포함하고, 액 공급 유닛은, 제1 탱크 또는 제2 탱크 중 어느 하나가 인렛 라인을 통해 액을 공급받거나 아웃렛 라인을 통해 액을 공급하거나 드레인 라인을 통해 내부 공간이 배수되는 경우, 제1 탱크 또는 제2 탱크 중 다른 하나를 순환시키는 순환 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 탱크에 저장된 액을 기판으로 공급하여 기판을 처리하되, 탱크에 잔여량이 기 설정된 액량 이하에 도달한 것이 검출되면, 신규 액을 탱크로 공급하여 탱크 내의 잔액과 신규 액을 혼합하고, 혼합된 액을 기판으로 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 탱크 내의 잔액과 신규 액의 혼합 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하면, 탱크에 잔여량이 기 설정된 액량 이하에 도달한 것을 검출시 탱크 내의 액 전체를 배수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 액 공급 유닛으로부터 폐수되는 액을 절감할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비의 일 예를 개략적으로 보여주는 정면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공된 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 액 공급 유닛의 제 1실시예를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
이하, 도 1 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기판처리설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가지고, 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 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified 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 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)을 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정 챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정 챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정 챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 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, 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 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, 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. 버퍼유닛(220)에서 공정 챔버(260)로 기판을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정 챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정 챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판처리장치(300)가 제공된다. 각각의 공정 챔버(260) 내에 제공된 기판처리장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 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)에 제공된 기판처리장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정 챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정 챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정 챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정 챔버(260)와 제2그룹의 공정 챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판(W)을 세정하는 기판처리장치(300)의 일 예를 설명한다. 도 2는 기판처리장치(300)의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리장치(300)는 하우징(320), 지지 유닛(340), 승강유닛(360), 노즐 유닛(380), 그리고 액 공급 유닛(400)을 가진다.
하우징(320)은 기판처리공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 하우징(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(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 유닛(340)은 하우징(320) 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 몸체(342), 지지 핀(334), 척 핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지 핀(334)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(334)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(334)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판이 일정거리 이격되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다. 척 핀(346)은 복수 개 제공된다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지 핀(334)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척 핀(346)은 지지 유닛(340)이 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 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 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.
승강유닛(360)은 하우징(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 하우징(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 하우징(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 하우징(320)의 상부로 돌출되도록 하우징(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 하우징(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리액으로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강유닛(360)은 하우징(320) 대신 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
노즐 유닛(380)은 기판처리공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 노즐 유닛(380)은 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동시킨다. 노즐지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(384)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 하우징(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(384)이 하우징(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.
노즐 유닛(380)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 노즐 유닛(380)이 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 노즐 유닛(380)을 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
액 공급 유닛(4100)은 노즐 유닛(380)으로 액을 공급한다. 예를 들어, 액(chemical)은 불산, 황산, 질산, 인산 등과 같은 산성 용액이거나, 수산화 칼륨, 수산화 나트륨, 암모늄 등을 함유하는 알칼리성 용액이거나, 순수일 수 있다.
도 3을 참조하면, 액 공급 유닛(4100)은 액 공급원(4110), 제1 탱크(4120), 제2 탱크(4130), 인렛 라인(4131, 4135), 통합 아웃렛 라인(4150), 드레인 라인(4181, 4182), 통합 회수 라인(4170) 순환 라인(4160), 그리고 공급라인(4210, 4120, 4230)을 포함한다.
액 공급원(4110)은 공정에 사용되는 액을 저장하며 제1 탱크(4120) 또는 제2 탱크(4130)에 액을 공급한다. 일 예에서, 액 공급원(4110)은 제1 액을 저장하는 제1 액 공급원(4112)과 제2 액을 저장하는 제2 액 공급원(4114)을 가질 수 있다.
제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)는 대체로 동일한 구조를 가진다. 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)는 액을 저장한다. 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130) 중 어느 하나에서 피처리체(5000)에 액을 공급하는 동안에는, 다른 하나에서는 액 교환을 수행한다. 일 예에서, 피처리체(5000)는 복수의 공정 챔버 내에서 처리되는 기판이다. 예컨대, 피처리체(5000)는 중 어느 하나는 도 2에 도시된 기판(W)이다. 일 예에서, 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)의 내부에는 센서(미도시)가 장착된다. 센서(미도시)는 각 탱크의 내부 공간에 저장된 액의 잔여량을 검출한다.
제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)에는 액 공급원(4110)으로부터 공급된 제1 액과 제2 액이 혼합되어 저장될 수 있다. 또는, 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)는 하나의 액만을 저장할 수 있다. 이와 달리, 액 공급원(4110)은 단일 개 제공되고 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)는 같은 액을 저장할 수 있다.
인렛 라인(4131, 4135)은 제1 인렛 라인(4131)과 제2 인렛 라인(4135)를 가질 수 있다. 제1 인렛 라인(4131)은, 제1 탱크 제1 인렛 라인(4132)과 제2 탱크 제1 인렛 라인(4133)을 가진다. 제2 인렛 라인(4135)는 제1 탱크 제2 인렛 라인(4136)과 제2 탱크 제2 인렛 라인(4137)을 가진다.
제1 탱크 제1 인렛 라인(4132)은 제1 액 공급원(4112)을 제1 탱크(4120)을 연결한다. 제1 탱크 제1 인렛 라인(4132)에는 제1 인렛 밸브(4121)가 설치되어 제1 액 공급원(4112)으로부터 제1 탱크(4120)로 공급되는 액의 유량을 조절한다. 제2 탱크 제1 인렛 라인(4133)은 제1 액 공급원(4112)을 제2 탱크(4130)에 연결한다. 제2 탱크 제1 인렛 라인(4133)에는 제2 인렛 밸브(4139)가 설치되어 제1 액 공급원(4112)으로부터 제2 탱크(4130)로 공급되는 액의 유량을 조절한다. 제1 탱크 제2 인렛 라인(4136)은 제2 액 공급원(4114)를 제1 탱크(4120)에 연결한다. 제1 탱크 제2 인렛 라인(4136)에는 제3 인렛 밸브(4122)가 설치되어 제2 액 공급원(4114)으로부터 제1 탱크(4120)로 공급되는 액의 유량을 조절한다. 제2 탱크 제2 인렛 라인(4137)은 제2 액 공급원(4114)를 제2 탱크(4130)에 연결한다. 제2 탱크 제2 인렛 라인(4137)에는 제4 인렛 밸브(4141)가 설치되어 제2 액 공급원(4114)으로부터 제2 탱크(4130)로 공급되는 액의 유량을 조절한다.
통합 아웃렛 라인은(4150), 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)를 공급 라인(4210, 4220, 4230)에 연결한다. 공급 라인(4210, 4220, 4230)은 피처리체(5000)에 액을 공급한다. 통합 아웃렛 라인은(4150), 제1 아웃렛 라인(4151)과 제2 아웃렛 라인(4152)를 갖는다. 제1 아웃렛 라인(4151)은 제1 탱크(4120)를 공급 라인(4210, 4220, 4230)에 연결한다. 제1 아웃렛 라인(4151)에는 제1 아웃렛 밸브(4126)가 설치되어 제1 탱크(4120)로부터 공급 라인(4210, 4220, 4230)으로 공급되는 액의 유량을 조절한다. 제2 아웃렛 라인(4152)은 제2 탱크(4130)를 공급 라인(4210, 4220, 4230)에 연결한다. 제2 아웃렛 라인(4152)에는 제2 아웃렛 밸브(4136)가 설치되어 제2 탱크(4230)로부터 공급 라인(4210, 4220, 4230)으로 공급되는 액의 유량을 조절한다.
드레인 라인(4181, 4182)은, 제1 드레인 라인(4181)과 제2 드레인 라인(4182)를 포함한다. 제1 드레인 라인(4181)은 제1 탱크(4120)를 배수한다. 제1 드레인 라인(4181)에는 제1 드레인 밸브(4185)가 설치되어 제1 탱크(4120)로부터 배수되는 액의 유량을 조절한다. 제2 드레인 라인(4182)는 제2 탱크(4130)를 배수한다. 제2 드레인 라인(4182)에는 제2 드레인 밸브(4187)가 설치되어 제2 탱크(4130)로부터 배수되는 액의 유량을 조절한다.
통합 회수 라인(4170)은, 기판을 액 처리한 후 남은 액을 공급 라인(4210, 4220, 4230)으로부터 제1 탱크(4120) 또는 제2 탱크(4130) 각각의 내부 공간으로 회수한다. 통합 회수 라인(4170)은, 제1 회수 라인(4171)과 제2 회수 라인(4172)를 가진다. 제1 회수 라인(4171)은 제1 탱크(4120)로 액을 회수한다. 제1 회수 라인(4171)에는 제1 회수 밸브(4123)가 설치되어 공급 라인(4210, 4220, 4230)으로부터 제1 탱크(4120)로 회수되는 액의 유량을 조절한다. 제2 회수 라인(4172)은 제2 탱크(4130)로 액을 회수한다. 제2 회수 라인(4172)에는 제2 회수 밸브(4138)가 설치되어 공급 라인(4210, 4220, 4230)으로부터 제2 탱크(4130)로 회수되는 액의 유량을 조절한다.
순환라인(4160)은 제1 라인(4161), 제2 라인(4162), 제 3 라인(4163), 제 4 라인(4164), 그리고 공유라인(4165)을 가진다. 순환라인(4160)은, 제1 탱크(4120)와 제2 탱크(4130)의 내부 공간에 저장된 액을 순환시킨다.
제1 라인(4161)은 제1 탱크(4120)의 상면에 연결된다. 히터(4174)와 감압 부재(4166)를 경유한 액은 제1 라인(4161)을 통해 제1 탱크(4120)로 유입된다. 제1 라인(4161)에는 제1 밸브(4161)이 설치되어 공유라인(4165)로부터 제1 탱크(4120)로 유입되는 액의 유량을 조절한다. 제2 라인(4162)은 제2 탱크(4130)의 상면에 연결된다. 히터(4174)와 감압 부재(4166)를 경유한 액은 제2 라인(4162)을 통해 제2 탱크(4130)로 유입된다. 제2 라인(4162)에는 제2 밸브(4162)가 설치되어 공유라인(4165)로부터 제2 탱크(4130)로 유입되는 액의 유량을 조절한다. 제 3 라인(4163)은 제1 탱크(4120)의 저면에 연결된다. 제1 탱크(4120)의 액은 제 3 라인(4163)을 통해 유출된다. 제 3 라인(4163)에는 제 3 밸브(4125)가 설치되어, 제1 탱크(4120)로부터 히터(4174)로 공급되는 액의 유량을 조절한다. 제 4 라인(4164)은 제2 탱크(4130)의 저면에 연결된다. 제2 탱크(4130)의 내부 공간에 저장된 액은 제 4 라인(4164)을 통해 유출된다. 제 4 라인(4164)에는 제 4 밸브(4135)가 설치되어, 제2 탱크(4130)로부터 히터(4174)로 공급되는 액의 유량을 조절한다.
공유라인(4165)은 제1 라인(4161), 제2 라인(4162), 제 3 라인(4163), 그리고 제 4 라인(4164)을 모두 연결한다. 공유라인(4165)을 흐른 액은 제 1라인(4161)을 통해 제1 탱크(4120)로 다시 유입되거나, 제 2라인(4162)을 통해 제2 탱크(4130)로 다시 유입된다.
마찬가지로, 제1 탱크(4120)의 내부 공간에 저장된 액은 제1 라인(4161), 공유라인(4165), 그리고 제 3 라인(4163)을 통해서 순환한다. 제2 탱크(4130)의 액은 제2 라인(4162), 공유라인(4165), 그리고 제 4 라인(4164)을 통해서 순환한다.
순환라인(4160)은 펌프(4172)와 히터(4174)를 포함한다. 펌프(4172)는 분당 스트로크를 제어하여 액의 공급 유량을 조절한다. 히터(4174)는 액의 온도를 조절한다.
공급 라인(4210, 4220, 4230)은, 복수 개의 챔버에 액을 공급한다. 각 챔버에는 노즐(5010, 5020, 5030)이 제공되어, 피처리체로 액을 공급한다. 예컨대, 노즐(5020)을 통해 기판으로 액이 공급된다. 공급 라인(4210, 4220, 4230)에는 분배기(4280)가 설치된다. 공급 라인(4210, 4220, 4230)은 각 챔버로 연결되는 제1 공급 라인(4210), 제2 공급 라인(4220) 그리고 제3 공급 라인(4230)을 가진다. 각 공급 라인(4210, 4220, 4230)에는 밸브(4212, 4222,4232)가 설치되어 각 챔버로 공급되는 액의 유량을 조절한다.
또한, 각 공급 라인(4210, 4220, 4230)에는, 복귀라인(4242, 4244, 4246)이 연결된다. 복귀라인(4242, 4244, 4246)은 통합 복귀라인(4240)에 연결되며 각 공급 라인(4210, 4220, 4230)에서 남은 액을 통합 회수 라인(4170)으로 돌려보낸다. 각 복귀라인(4242, 4244, 4246)에는 밸브가 제공되어, 회수 라인(4170)으로 돌려보내지는 액의 유량을 조절한다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 제어기는, 본 발명의 기판 처리 방법을 수행하기 위해 액 공급 유닛(4100)을 제어한다. 도 4 내지도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다. 화살표는 유체의 흐름을 나타낸다. 밸브의 내부가 채워진 것은 밸브가 닫혀 있는 것이고, 밸브의 내부가 비워있는 것은 밸브가 개방되어 있는 것을 의미한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 탱크(4120)의 내부 공간으로부터 노즐에 액을 공급한다. 선택적으로, 제1탱크(4120)의 내부 공간으로 액을 회수하는 과정일 수 있다. 이 과정 동안 제2 탱크(4130)에 저장된 액은 순환라인(4160)을 통해 순환을 한다.
제1 탱크(4120)에서 노즐에 액을 공급함에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 탱크(4120)의 수위는 점차 낮아진다. 제1 탱크(4120) 내부 공간의 액의 잔여량이 기 설정된 액량 이하에 도달한 것이 검출되면, 도 6에 도시된 바와 같이 신규 액을 탱크로 공급하여 탱크 내의 잔액과 신규 액을 혼합한다. 일 예에서, 기 설정된 액량은 잔여량이 전체 탱크가 수용할 수 있는 액량의 5~15 % 내외로 설정될 수 있다.
액을 혼합하는 과정에서, 제2 탱크(4140)의 내부 공간으로부터 노즐에 액을 공급한다. 선택적으로, 제2 탱크(4130)의 내부 공간으로 액을 회수한다. 이에 따라, 피처리체로 액의 공급이 중단되지 않도록 한다. 이 과정 동안 제1 탱크(4120)에 저장된 액은 순환라인(4160)을 통해 순환을 한다.
제2 탱크(4130)에서 노즐에 액을 공급함에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이 제2 탱크(4130)의 수위는 점차 낮아진다. 마찬가지로, 제2 탱크(4130) 내부 공간의 액의 잔여량이 기 설정된 액량 이하에 도달한 것이 검출되면, 도 8에 도시된 바와 같이 신규 액을 탱크로 공급하여 탱크 내의 잔액과 신규 액을 혼합한다.
액을 혼합하는 과정에서, 제2 탱크(4140)의 내부 공간으로부터 노즐에 액을 공급한다. 선택적으로, 제2 탱크(4130)의 내부 공간으로 액을 회수한다. 이에 따라, 노즐로 액의 공급이 중단되지 않도록 한다. 이 과정 동안 제1 탱크(4120)에 저장된 액은 순환라인(4160)을 통해 순환을 한다.
위와 같은 과정은 반복적으로 수행된다. 예컨대, 각 탱크 내의 잔액과 각 탱크 내로 공급되는 신규 액의 혼합 횟수가 N회가 되도록 수행된다.
이후, 제1 탱크(4120)에서 노즐에 액을 공급함에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 탱크(4120)의 수위는 점차 낮아진 경우, 각 탱크 내의 잔액과 각 탱크 내로 공급되는 신규 액의 혼합 횟수가 N회가 이미 수행되었다면, 도 10에 도시된 바와 같이 해당 탱크를 완전히 비워낸다.
본 발명에 따르면, 액을 이용하여 기판을 처리할 시에, 기설정된량 이하의 액을 전부 드레인시키지 않고, 신규 액과 혼합하여 낭비되는 액을 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 각 탱크 내의 잔액과 각 탱크 내로 공급되는 신규 액의 혼합 횟수를 한정함에 따라, 액의 오염을 방지할 수 있는 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.
360 : 하우징 380 : 노즐 유닛
4100 : 액 공급 유닛 4110 : 액 공급원
4120 : 제 1 탱크 4130 : 제 2 탱크

Claims (10)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 놓인 상기 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고
    상기 노즐에 상기 액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간에 저장된 상기 액의 잔여량을 검출하는 센서와;
    액 공급원으로부터 상기 내부 공간에 상기 액을 공급하며 인렛 밸브가 설치되는 인렛 라인과;
    상기 내부 공간으로부터 상기 노즐에 상기 액을 공급하며 아웃렛 밸브가 설치되는 아웃렛 라인과;
    상기 내부 공간 내의 상기 액을 배수하며 드레인 밸브가 설치되는 드레인 라인을 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 센서가 검출한 잔여량이 제1 설정량 이하에 도달한 경우, 상기 액이 상기 내부 공간에 잔류한 상태에서 상기 액 공급원으로부터 액을 상기 탱크로 공급하도록 상기 액 공급 유닛을 제어하고,
    상기 탱크는 제1 탱크 및 제 2 탱크를 포함하고,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 제1 탱크 또는 상기 제2 탱크 중 어느 하나가 상기 인렛 라인을 통해 액을 공급받거나 상기 아웃렛 라인을 통해 상기 액을 공급하거나 상기 드레인 라인을 통해 상기 내부 공간이 배수되는 경우,
    상기 제1 탱크 또는 상기 제2 탱크 중 다른 하나를 순환시키는 순환 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 탱크에 저장된 잔여 액과 상기 탱크로 공급된 신규 액의 혼합 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하였는지 여부를 판단하고,
    초과하는 경우 상기 센서가 검출한 잔여량이 제2 설정량 이하에 도달하면 상기 탱크의 내부 공간의 잔여 액을 상기 드레인 라인을 통해 배수하도록 상기 액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 설정량과 상기 제2 설정량은 동일하게 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 액을 공급하는 액 공급 유닛에 있어서,
    액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간에 저장된 상기 액의 잔여량을 검출하는 센서와;
    액 공급원으로부터 상기 내부 공간에 상기 액을 공급하며 인렛 밸브가 설치되는 인렛 라인과;
    상기 내부 공간으로부터 피처리체에 상기 액을 공급하며 아웃렛 밸브가 설치되는 아웃렛 라인과;
    상기 내부 공간 내의 상기 액을 배수하며 드레인 밸브가 설치되는 드레인 라인; 그리고,
    상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 센서가 검출한 잔여량이 제1 설정량 이하에 도달한 경우, 상기 액이 상기 내부 공간에 잔류한 상태에서 상기 액 공급원으로부터 액을 상기 탱크로 공급하도록 상기 액 공급 유닛을 제어하고,
    상기 탱크는 제1 탱크 및 제 2 탱크를 포함하고,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 제1 탱크 또는 상기 제2 탱크 중 어느 하나가 상기 인렛 라인을 통해 액을 공급받거나 상기 아웃렛 라인을 통해 상기 액을 공급하거나 상기 드레인 라인을 통해 상기 내부 공간이 배수되는 경우,
    상기 제1 탱크 또는 상기 제2 탱크 중 다른 하나를 순환시키는 순환 라인을 더 포함하는 액 공급 유닛.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 탱크에 저장된 잔여 액과 상기 탱크로 공급된 신규 액의 혼합 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하였는지 여부를 판단하고,
    초과하는 경우 상기 센서가 검출한 잔여량이 제2 설정량 이하에 도달하면 상기 탱크의 내부 공간의 잔여 액을 상기 드레인 라인을 통해 배수하도록 상기 액 공급 유닛을 제어하는 액 공급 유닛.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 설정량과 상기 제2 설정량은 동일하게 제공되는 액 공급 유닛.
  8. 삭제
  9. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    탱크에 저장된 액을 기판으로 공급하여 기판을 처리하되,
    상기 탱크에 잔여량이 기 설정된 액량 이하에 도달한 것이 검출되면, 신규 액을 상기 탱크로 공급하여 상기 탱크 내의 잔액과 상기 신규 액을 혼합하고,
    혼합된 액을 기판으로 공급하되,
    상기 탱크는 제1 탱크 및 제 2 탱크를 포함하고,
    상기 제1 탱크 또는 상기 제2 탱크 중 어느 하나가 상기 신규 액을 공급받거나 상기 액을 상기 기판으로 공급하거나 상기 탱크의 내부 공간을 배수하는 경우,
    상기 제1 탱크 또는 상기 제2 탱크 중 다른 하나에 저장된 액이 순환되는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탱크 내의 잔액과 상기 신규 액의 혼합 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하면, 상기 탱크에 잔여량이 기 설정된 액량 이하에 도달한 것을 검출시 상기 탱크 내의 상기 액 전체를 배수하는 기판 처리 방법.




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