KR102330712B1 - 버블러, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 기화실 내에 유지되는 약액의 유동을 막아 약액의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일부 기화실 내에서 개별적으로 약액의 기화 처리를 실시해도 약액이 기화된 처리 가스의 농도의 격차가 억제되고 그 처리 가스가 공급되는 각 처리 챔버 상태의 격차가 억제된다.
또한, 실질적으로 처리 챔버 내에 공급되는 처리 가스의 양을 제어하여, 챔버 내에 분사되는 처리 가스의 양을 균일하게 유지시킬 수 있다. 이에, 제품의 품질 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

버블러, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{BUBBLER, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 발명은 버블러, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼 또는 기판(이하 통칭하여 "기판"이라 함) 상에 반도체 소자를 제조하거나 또는 패턴을 형성하기 위해서는 포토레지스트 도포 공정을 포함한 다양한 반도체 제조 공정 또는 패턴 형성 공정을 거쳐야 한다. 이를 위해, 기판과 포토레지스트 간의 접착력을 향상시키기 위하여 기판 상에 에이치엠디에스(Hexa Methyl Di Silazane: 이하 "HMDS"라 함)를 도포한다. 그 후, HMDS가 도포된 기판 상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 통하여 원하는 형태의 패턴을 형성한다.

예를 들면, 반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 대상 기판에 대하여 막 형성 공정, 패터닝 공정, 세정 공정 등과 같은 단위 공정들이 수행됨으로써 상기 기판 상에는 목적하는 전기적 또는 광학적 특성들을 갖는 회로 패턴들이 형성될 수 있으며, 이들 단위 공정들은 목적하는 장치를 위해 제공되는 특정 레시피에 따라 클린룸 내에 위치되는 다양한 공정 설비들에 의해 수행될 수 있다.

상기 막 형성 공정은 대상 기판 상에 소스 물질을 제공하여 이들을 물리적 화학적으로 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 원자층 증착 등과 같은 다양한 방법들이 적용될 수 있다. 상기 패터닝 공정은 상기 막 형성 공정에 의해 형성된 막을 목적하는 패턴들로 형성하기 위하여 수행되며, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 세정 공정 등과 같은 단위 공정들을 포함할 수 있다.

상기 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트 코팅 공정, 상기 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이크 공정, 상기 경화된 포토레지스트 막 상에 레티클 패턴들을 전사하기 위한 노광 공정, 상기 전사된 레티클 패턴들을 형상화하기 위한 현상 공정, 상기 형상화된 포토레지스트 패턴들을 세정하기 위한 세정 공정 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 막을 형성하기 전에 상기 포토레지스트 막의 접착력을 향상시키기 위하여 HMDS 도포 공정이 수행될 수 있다.

이와 같은 HMDS 도포 공정은 소스로서 사용되는 액상의 HMDS를 기화시켜 기판 상으로 제공하여 상기 기판 상에 코팅 막을 형성하는 공정이다. 구체적으로, 상기 액상의 소스를 버블러를 이용하여 기상의 소스로 형성하며, 이를 가스 공급 배관을 통해 상기 기판이 위치된 챔버로 전달한다.

버블러는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조 공정에서 널리 사용되는 기화 장치이며, 다양한 액상 소스들에 적용될 수 있다. 즉, HMDS 도포 공정뿐만 아니라, 기판 상에 막을 형성하기 위한 화학 기상 증착, 원자층 증착 등에도 사용될 수 있다.

버블러는 약액에 캐리어가스를 공급하여 액상의 약액을 기체상태의 베이퍼(vapor)로 상변화시키고, 상기 베이퍼를 챔버로 공급하게 된다. 챔버에 공급되는 약액은 버블러 내의 약액과 온도 조건 등이 동일한 상태로 변화시켜 공급되지만, 여러가지 외부적인 조건 등에 의하여 챔버 내에 실질적으로 공급되는 처리 가스의 양은 균일하게 유지하기 어렵다.

또한, HMDS와 같은 약액은 약액 기화 탱크에 저장되고 나서 시간이 지남에 따라서, 그 선도가 저하하고, 분해해 농도가 저하된다. 이에 웨이퍼에 대한 작용이 열화되기 때문에, 각 처리 모듈의 가동 상황에 따라 각 탱크내에 있어서 HMDS의 사용 상황이 다른 경우에 이들 탱크간에 HMDS의 선도에 격차가 생긴다. 더불어, 각 웨이퍼의 소수화 처리 상태도 격차가 생겨버려 그 결과 제품 수율이 저하할 우려가 있다.

한국등록특허 제1191028호

본 발명의 목적은 액상의 약액을 균일하게 토출시키기 위한 버블러, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 기화실 내에 유지되는 약액의 유동을 막아 약액의 안정성을 도모할 수 있다.

또한, 복수의 버블러에서 공급하는 처리 가스의 농도의 격차를 억제할 수 있는 버블러, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 버블러는 내부에 약액을 수용하는 복수의 기화실 및 복수의 상기 기화실에 인접하는 중간실을 포함하는 탱크; 복수의 상기 기화실의 액면 아래에서, 각 기화실 간에 약액을 유통시키기 위해서 설치된 약액 유통로; 복수의 상기 기화실 마다 설치되어, 복수의 상기 기화실 내에 수용된 약액에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부; 복수의 상기 기화실 마다 설치되고, 복수의 상기 기화실에서 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 처리 가스를 외부에 토출하는 가스 토출로; 를 포함하며,

상기 약액 유통로는 상기 중간실과 상기 복수의 기화실 중 적어도 하나 이상의 기화실 간의 약액의 유동을 막고, 중간실의 중앙 영역과 상기 중앙 영역 주위의 주변 영역으로 나누는 제1 격벽; 상기 중앙 영역과 상기 주변 영역으로 약액을 공급하는 연통부를 가진 제2 격벽; 상기 주변 영역에 위치하는 복수의 기화실 간에 약액의 유통을 막도록 상기 탱크의 바닥면에 밀착되도록 위치하며, 상기 주변 영역에서 구역을 만드는 복수개의 제3 격벽; 및 상기 제3 격벽에 의해 구분된 구역 내에 위치하고, 각각의 기화실로 구역을 나누는 단위 구역을 만들며, 약액을 연통시키는 연통부를 포함하는 복수개의 제4 격벽; 및 상기 탱크와 상기 탱크의 내부에 포함된 복수의 상기 기화실 간의 사이를 구획하는 제5 격벽;을 포함한다.

또한, 상기 탱크 내에 수용된 약액의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 온도 가변 유닛을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 온도 가변 유닛은 탱크 측벽의 내주면을 따라 형성할 수 있다.

또는 상기 온도 가변 유닛은 복수의 상기 약액 기화실을 선택적으로 가변시킬 수 있다.

또한, 상기 온도 가변 유닛은 상기 탱크를 65~68℃로 유지시킬 수 있다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판 처리 공간을 제공하는 처리 챔버; 상기 기판 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 의하여 지지된 상기 기판에 처리 가스를 분사하는 가스 분사 유닛을 포함하고, 상기 가스 분사 유닛에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 상술한 버블러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기판 처리 방법은 버블러를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 버블러의 탱크에 캐리어 가스를 공급하는 단계; 상기 공급된 캐리어 가스로 탱크에 수용된 약액을 기화시켜 처리가스를 형성하는 단계; 및 기화된 상기 처리가스를 상기 버블러의 외부로 배출하여 처리할 기판에 분사하는 단계;를 포함하며, 상기 처리 가스의 유량에 따라 상기 버블러 내의 기화실의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버블러 내의 기화실의 온도를 조절은 상기 공급된 캐리어 가스에 의해 기화된 처리 가스의 유량을 유량계를 통해 측정하는 단계; 상기 측정된 처리 가스의 유량이 미리 설정된 유량 보다 큰 경우, 상기 버블러의 온도를 낮추고, 상기 측정된 처리 가스의 유량이 미리 설정된 유량 보다 작은 경우, 상기 버블러의 온도를 높이는 온도 조정 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탱크 측벽의 내주면을 따라 온도 가변 수단이 존재할 수 있다.

또는 상기 탱크에 존재하는 복수의 약액 기화실을 선택적으로 온도를 가변 시키는 것이 가능하다.

이 경우, 상기 온도 가변 수단은 상기 탱크를 65~68℃로 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 기화실 내에 유지되는 약액의 유동을 막아 약액의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 일부 기화실 내에서 개별적으로 약액의 기화 처리를 실시해도 약액이 기화된 처리 가스의 농도의 격차가 억제되고 그 처리 가스가 공급되는 각 처리 챔버 상태의 격차가 억제된다.

또한, 실질적으로 처리 챔버 내에 공급되는 처리 가스의 양을 제어하여, 챔버 내에 분사되는 처리 가스의 양을 균일하게 유지시킬 수 있다. 이에, 제품의 품질 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 버블러의 횡단 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타난 A-A 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 버블러의 횡단 단면도이다.
도 4는 도 3에 나타난 B-B 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예 따른 온도 가변 수단이 포함된 버블러의 단면도이다.
도 6은 도 5의 변형예에 따른 온도 가변 수단이 포함된 버블러의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예인 기판 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

일반적으로, 반도체 메모리 장치 또는 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, OLED(Original Light Emitting Diode) 디스플레이 장치 등과 같은 평판 디스플레이 장치는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판 또는 유리 기판 등에 대하여 다양한 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다.

예를 들면, 반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 대상 기판에 대하여 막 형성 공정, 패터닝 공정, 세정 공정 등과 같은 단위 공정들이 수행됨으로써 기판 상에는 목적하는 전기적 또는 광학적 특성들을 갖는 회로 패턴들이 형성될 수 있으며, 이들 단위 공정들은 목적하는 장치를 위해 제공되는 특정 레시피에 따라 클린룸 내에 위치되는 다양한 공정 설비들에 의해 수행될 수 있다.

막 형성 공정은 대상 기판 상에 소스 물질을 제공하여 이들을 물리적 화학적으로 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 원자층 증착 등과 같은 다양한 방법들이 적용될 수 있다. 패터닝 공정은 막 형성 공정에 의해 형성된 막을 목적하는 패턴들로 형성하기 위하여 수행되며, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 세정 공정 등과 같은 단위 공정들을 포함할 수 있다.

포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트 코팅 공정, 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이크 공정, 경화된 포토레지스트 막 상에 레티클 패턴들을 전사하기 위한 노광 공정, 전사된 레티클 패턴들을 형상화하기 위한 현상 공정, 형상화된 포토레지스트 패턴들을 세정하기 위한 세정 공정 등을 포함할 수 있다. 또한, 포토레지스트 막을 형성하기 전에 포토레지스트 막의 접착력을 향상시키기 위하여 HMDS 도포 공정이 수행될 수 있다.

HMDS 도포 공정은 소스로서 사용되는 액상의 HMDS를 기화시켜 기판 상으로 제공하여 기판 상에 코팅 막을 형성하는 공정이다. 구체적으로, 액상의 소스를 버블러(bubbler)를 이용하여 기상의 소스로 형성하여, 기판이 위치된 처리 챔버로 전달한다.

버블러는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조 공정에서 널리 사용되는 기화 장치이며, 다양한 액상 소스들에 적용될 수 있다. 즉, 위와 같은 HMDS 도포 공정뿐만 아니라 기판 상에 막을 형성하기 위한 화학 기상 증착, 원자 층 증착 등에도 사용될 수 있다. 이하에서는 HMDS 도포 공정을 중심으로 설명하나, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 반도체 기판 또는 유리 기판을 처리하기 위한 다양한 공정에 사용될 수 있다. 특히, 다수의 공정 처리 챔버들을 갖는 기판 처리 장치에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 처리 챔버(30), 가스 분사 유닛(40), 기판 지지 유닛(50) 및 버블러(10, 20)를 포함한다.

기판 처리 장치는 반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 기판 처리 공정에서 사용될 수 있는 것으로, 처리 챔버(30), 기판 지지 유닛(50) 및 가스 분사 유닛(40)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하 본 발명에 따른 버블러(10, 20)에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블러(10)를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도4를 참고하여 살펴보면, 버블러는 탱크(11), 약액 유통로(13), 가스 공급부(14) 및 가스 토출로 (15)를 포함한다.

탱크(11)는 약액을 포함하는 복수의 기화실(111)과, 복수의 기화실(111)과 연결되는 중간실(112)을 포함할 수 있다. 중간실(112)은 탱크(11)의 중앙 부분에 배치되어 복수의 기화실(111)로 둘러싸여 있을 수 있다. 또한, 복수의 기화실(111)과 중간실(112)을 구획하는 제2 격벽 및 제5 격벽(21, 22)을 포함할 수 있다. 도 1, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이 서로 다른 구경을 갖는 원통형의 제2 격벽(21) 및 제5 격벽(22)을 구비할 수 있다. 이에, 복수의 기화실(111)과 중간실(112) 사이를 구획하는 제2 격벽(21)은 기화실과 탱크 사이를 구획하는 제5 격벽(22)의 내부에 위치하게 된다. 제2 격벽(21) 및 제5 격벽(21,22)은 서로 평면에서 볼 때, 동심원 형상으로 형성되어 있다.

제2 격벽(21) 및 제5 격벽(22)은 탱크(11)의 바닥면에서 이격되고, 이와 같이 이격된 부분에 의해 약액이 유통될 수 있는 약액 유통로(13)가 형성된다.

탱크(11) 내에 복수의 기화실(111)을 가짐으로써, 처리 챔버(30)의 수와 동일한 수로 버블러를 설치하는 경우에 비하여 공간의 활용성이 증대된다. 즉 각 기화실(111)이 서로 다른 처리 챔버(30)에 연결될 수 있다.

또한, 탱크(11) 내에 수용되는 복수의 기화실(111)은 6개 내지 8개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

복수의 기화실(111)이 중간실(112)과 약액 유통로(13)를 통해 연결되어 있으므로, 중간실(112)에서 공급되는 약액은 복수의 기화실(111)로 유동된다. 이에, 중간실(112)에 포함되어 있는 부재가 복수의 기화실(111) 사이에서 공용되고, 이들 부재를 복수의 기화실(111) 마다 설치할 필요가 없기 때문에, 제조 비용도 절감시킬 수 있다.

기화실(111)은 탱크(11) 내의 공간을 제2 격벽(21) 및 제5 격벽(22)으로 구분하고, 약액의 액면 아래에 각 기화실(111) 간에 약액을 유통시키기 위한 약액 유통로(13)가 있다 또한, 복수의 기화실(111) 사이에 통기하여 복수의 기화실(111) 내의 압력이 균일하게 되어 각 기화실(111) 사이에 압력을 균일하게 위한 통기 구멍(16)과 연통되어 있다.

중간실(112)에는 액면 검출센서(121), 배액관(122), 배기관(123) 및 약액 공급관(124) 등을 포함할 수 있다.

액면 검출센서(121)는 중간실(112)에 위치하며, 버블러의 내부와 외부를 연통되는 막대 형상일 수 있다. 액면 검출센서(121)는 아래쪽으로부터 위쪽으로 향해 액면의 높이를 검출하기 위한 복수의 검출부가 설치되어 있고, 액면 검출센서(121)는 그 검출부에 의해 검출된 액면 레벨에 대응하는 신호를 제어부(18)에 송신할 수 있다. 즉, 액면 검출센서(121)는 기화실(111)에 저장된 약액의 기화로 인해 감소되는 양을 검출하여 일정량 이상 감소되면 제어부(18)에 신호를 송신한다. 이에 정밀하게 액면 레벨을 관리할 수 있으므로, 약액의 농도의 변화를 억제하여 웨이퍼의 기화에 따른 격차를 보다 억제할 수 있다.

배액관(122)은 일단이 중간실(112)에 진입하고 약액의 액면 아래에 개구되어 있다. 배액관(122)의 다른 일단은 별도의 통과 연결되어 있어서, 약액을 제거할 때 이용된다.

배기관(123)의 일단이 중간실(112)에 진입하고 중간실(112)의 액면 상의 공간에 개구하고 있다. 배기관의 다른 일단은 배기량을 제어하는 압력 제어 수단을 개재시켜 진공 펌프 등으로 이루어지는 배기 수단에 접속될 수 있다. 배기관에는 제어부(18)로부터의 제어 신호에 따라 개폐되는 밸브가 사이에 설치되고 밸브가 열리면 버블러의 외부의 분위기에 개방된다.

약액 공급관(124)은 일단이 중간실(112)에 진입하고 약액의 액면 아래에 개구되어 있다. 또한, 약액 공급관(124)의 다른 일단은 약액을 공급하는 통에 연결된다.

약액 유통로(13)는 복수의 기화실(111)과 중간실(112)을 탱크(11)의 바닥면으로부터 이격된 각 제2 격벽(21) 및 제5 격벽(22)의 하단에 위치한다. 약액 공급관(124)을 통해 공급된 약액은 각 기화실(111), 중간실(112) 및 각 기화실(111)의 외측과 탱크(11)의 사이 공간인 외주실에 약액이 통류될 수 있다.

약액 유통로(13)는 제1 격벽(61) 내지 제5 격벽(22)을 포함하고 있으며, 제1 격벽(61) 및 제2 격벽(21)은 중앙 영역(70)에 배치하고, 제3 격벽(62) 내지 제5 격벽(22)은 주변영역(80)에 배치할 수 있다.

제1 격벽(61)은 중앙실(112)과 탱크의 바닥면을 연결시키는 부분으로, 제1 격벽(61)는 탱크의 바닥면에 밀착된다. 이에, 제1 격벽(61)은 복수의 기화실 중 일부 기화실 간의 약액의 유동을 차단시킨다.

제2 격벽(21)은 연통부(64)를 가지고 있어, 중앙실(112)에서 공급된 약액을 기화실에 약액을 공급한다.

제3 격벽(62)은 주변 영역(80)에 위치하고, 복수의 기화실을 나누어 구분된 구역을 만든다. 제3 격벽(62)은 탱크의 바닥면에 밀착되어 설치된다. 이에, 복수의 기화실 중 일부 기화실 간의 약액의 유동을 차단시킨다.

제4 격벽(63)은 주변 영역(80)에 위치하고, 제4 격벽에 의해 나누어진 구역 내에 단위 구역을 만든다. 제4 격벽(63)에는 연통부(64)가 있어, 구역 내에서 약액의 유동을 유도한다.

제1 격벽(61) 및 제3 격벽(62)이 탱크의 바닥면에 밀착되어 설치됨에 따라, 약액 유통로 내에는 막힌 구역이 형성된다. 이와 같이 막힌 구역을 형성시킴에 따라, 역동적인 약액의 흐름을 억제하여 기화실 내에서 유지되는 약액이 안정적으로 유동할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 약액의 안정성(stability)을 도모할 수 있다.

도 1 및 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 격벽(61) 및 제3 격벽(62)은 탱크의 바닥면에 밀착되어 위치하고 6개의 기화실을 2개의 그룹으로 나눌 수 있다. 즉, 6개의 기화실(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ) 중에서 3개의 기화실끼리 그룹으로 나눠질 수 있다. 제1 그룹(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 및 제2 그룹(Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ)을 나눠 막힌 공간을 형성할 수 있다.

도 1은 A-A 절개선을 갖는 버블러의 횡단 단면도이다. 도 2는 도 1에 나타난 A-A절개선에 따른 단면도이다. 도 2에 나타난 바와 같이 기화실 Ⅲ 및 Ⅵ의 단면을 살펴보면, 기화실 Ⅰ 및 Ⅵ 사이에 존재하는 탱크의 바닥면에 밀착된 제1 격벽에 의해 기화실 Ⅰ 및 Ⅵ 사이에 약액의 유동이 막힌 것을 확인할 수 있다. 반면, 기화실 Ⅱ 및 Ⅲ 사이에 존재하고, 탱크의 바닥면에서 이격된 제2 격벽에 의해 기화실 Ⅱ 및 Ⅲ 사이에 약액의 유동이 있음을 확인할 수 있다.

도 3은 B-B 절개선을 갖는 버블러의 횡단 단면도이다. 도 4는 도 3에 나타난 B-B절개선에 따른 단면도이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 기화실 Ⅱ 및 Ⅲ의 단면을 살펴보면, 기화실 Ⅱ 및 Ⅲ 사이에 제1 격벽이 존재하지 않아, 기화실 Ⅱ 및 Ⅲ 사이에 약액의 유동이 있음을 확인할 수 있다.

통기 구멍(16)은 약액의 액면보다 높은 위치에 있다. 즉, 중간실(112)과 복수의 기화실(111) 각각 연통하도록 통기 구멍(16)이 위치할 수 있다. 또한 복수의 기화실(111)과 탱크(11)가 각각 연통하도록 통기 구멍(16)이 위치할 수 있다. 이와 같은 통기 구멍(16)을 통해 각 기화실(111) 간에 액면레벨의 격차가 생기는 것이 억제됨과 동시에 각 기화실(111)의 압력 차이가 발생하는 것이 억제된다. 따라서, 각 기화실(111)에서 개별적으로 약액의 기화 처리를 실시해도 약액 유통로(13)와 통기 구멍(16) 등에 의하여 약액의 액면레벨의 차가 억제된다. 이에 따라, 각각의 기화실(111)과 연결된 기판 처리 장치에서 웨이퍼 간의 기판 처리 상태의 격차가 생기는 것이 억제될 수 있다.

가스 공급부(14)는 각 기화실(111)에 캐리어 가스를 공급한다. 가스 공급 라인은 그 길이 방향으로 연결되어 제공될 수 있다.

가스 토출로(15)는 각 기화실(111)에서 약액과 캐리어 가스에 의해 기화된 처리 가스를 처리 챔버에 공급한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 버블러(20)는 온도 가변 유닛(19)을 포함할 수 있다.

웨이퍼에 증착 상태는 버블러로부터 처리 챔버로 공급되는 처리 가스의 증기압 조건 및 유량에 따라 달라지기 때문에 처리 가스의 유량을 균일하게 토출시키는 것이 중요하다. 따라서, 각 기화실(111) 내에 수용된 약액의 온도를 조절함으로써, 기화된 처리 가스가 처리 챔버에 공급되는 유량을 균일하게 분사시킬 수 있는 것이다.

온도 가변 유닛(19)은 온도를 높이거나 낮출 수 있는 장치면 무관하며, 그 일례로는 히터 또는 열선코일 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 처리 챔버(30)에 공급되는 처리 가스의 양을 균일하게 할 수 있도록 하는 온도를 제공하는 것이면 충분하다. 바람직한 온도로는 65~70℃이다. 보다 바람직한 온도는 65~68℃이다.

도 5는 탱크(11) 측벽의 내주면을 따라 열선 코일이 감겨진 모습을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 탱크(11) 측벽의 내주면을 따라 열선 코일이 감겨져 있어, 복수의 기화실(111)에 일괄적으로 온도를 제어할 수 있다.

도 6은 탱크(11)의 바닥의 상면에 위치하고, 복수의 기화실에 개별적으로 열선 코일이 감겨진 모습을 나타낸 도면이다. 복수의 기화실에 개별적으로 열선코일을 설치함에 따라, 기화실 내부의 처리 가스의 유량에 따라 기화실의 온도를 제어하는 것이 가능하고, 이에 처리 챔버에서의 수요에 맞추어 필요량의 처리 가스를 공급할 수 있다.

또는, 약액 유통로 내에 형성된 막힌 공간끼리 온도 제어하는 것이 가능하다.

온도 가변 유닛(19)의 온도 제어는 제어부(18)에서 행해진다. 제어부(18)는 가스 토출로(15)에 연결된 유량계(17)와 온도 가변 유닛(19) 사이에 위치한다. 제어부(18)는 유량계(17)에서 측정된 처리 가스의 유량값을 받아 미리 설정해 놓은 처리 가스의 유량과의 차이가 발생되면, 그에 따라 온도 가변 유닛(19)의 온도를 변경한다.

도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 탱크(11)에 캐리어 가스를 공급하는 단계(S10 단계), 처리 가스를 형성하는 단계(S20 단계), 온도 조정 단계(S30 단계) 및 처리 가스를 기판에 분사하는 단계(S40 단계)를 포함한다.

버블러의 탱크(11)에 캐리어 가스를 공급하는 단계(S10 단계)는 각 기화실(111) 마다 설치된 노즐을 통해 캐리어 가스를 공급할 수 있다.

처리 가스를 형성하는 단계(S20 단계)는 약액에 캐리어 가스를 불어넣어 강제적인 버블링을 실시하여 처리 가스를 생성할 수 있다.

온도 조정 단계(S30 단계)는 가스 토출로(15)를 통해서 공급되는 처리 가스의 유량을 유량계(17)를 통해 측정하고 이에 기초하여 온도를 조정하는 단계일 수 있다.

즉, 측정된 처리 가스의 유량이 미리 설정된 유량 보다 큰 경우, 버블러의 온도를 낮추고, 측정된 처리 가스의 유량이 미리 설정된 유량 보다 작은 경우, 버블러의 온도를 높힐 수 있다. 이에 따라, 처리 챔버에 공급되는 처리 가스의 양을 지속적으로 일정하게 유지할 수 있다.

처리 가스를 기판에 분사하는 단계(S40 단계)는 유량계(17)를 통해 기판에 분사되는 처리 가스의 양이 조절되고, 조절된 일정 유량의 처리 가스는 가스 분사 유닛(40)을 통해서 기판에 분사될 수 있다. 이와 같은 가스 분사 유닛(40)은 스프레이 형태로 분사될 수 있다.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10, 20: 버블러 30: 처리 챔버
11: 탱크 40: 가스 분사 유닛
13: 약액 유통로 50: 기판 지지 유닛
14: 가스 공급부 15: 가스 토출로
16: 통기 구멍 17: 유량계
18: 제어부 19: 온도 가변 유닛
111: 기화실 112: 중간실
121: 액면 센서 122: 배액관
123: 배기관 124: 약액 공급관
21: 제2 격벽 22: 제5 격벽
61: 제1 격벽 62: 제3 격벽
63: 제4 격벽
64: 연통부

Claims (10)

1. 내부에 약액을 수용하는 복수의 기화실 및 복수의 상기 기화실에 인접하는 중간실을 포함하는 탱크;
   복수의 상기 기화실의 액면 아래에서, 각 기화실 간에 약액을 유통시키기 위해서 설치된 약액 유통로;
   복수의 상기 기화실 마다 설치되어, 복수의 상기 기화실 내에 수용된 약액에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부;
   복수의 상기 기화실 마다 설치되고, 복수의 상기 기화실에서 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 처리 가스를 외부에 토출하는 가스 토출로;
   를 포함하며,
   상기 약액 유통로는
   상기 중간실과 상기 복수의 기화실 중 적어도 하나 이상의 기화실 간의 약액의 유동을 막고, 중간실의 중앙 영역과 상기 중앙 영역 주위의 주변 영역으로 나누는 제1 격벽;
   상기 중앙 영역과 상기 주변 영역으로 약액을 공급하는 연통부를 가진 제2 격벽;
   상기 주변 영역에 위치하는 복수의 기화실 간에 약액의 유통을 막도록 상기 탱크의 바닥면에 밀착되도록 위치하며, 상기 주변 영역에서 구역을 만드는 복수개의 제3 격벽; 및
   상기 제3 격벽에 의해 구분된 구역 내에 위치하고, 각각의 기화실로 구역을 나누는 단위 구역을 만들며, 약액을 연통시키는 연통부를 포함하는 복수개의 제4 격벽; 및
   상기 탱크와 상기 탱크의 내부에 포함된 복수의 상기 기화실 간의 사이를 구획하는 제5 격벽;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 버블러.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 탱크 내에 수용된 약액의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 온도 가변 유닛을 포함하는 버블러.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 온도 가변 유닛은 탱크 측벽의 내주면을 따라 형성하는 것을 특징으로 하는 버블러.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 온도 가변 유닛은 복수의 상기 약액 기화실을 선택적으로 온도를 가변시키는 것이 가능한 버블러.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 온도 가변 유닛은 상기 탱크를 65~68℃ 유지시키는 것을 특징으로 하는 버블러.
6. 기판 처리 공간을 제공하는 처리 챔버;
   상기 기판 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
   상기 기판 지지 유닛에 의하여 지지된 상기 기판에 처리 가스를 분사하는 가스 분사 유닛;
   상기 가스 분사 유닛에 상기 처리 가스를 공급하는 버블러를 포함하며;
   상기 버블러는
   내부에 약액을 수용하는 복수의 기화실 및 복수의 상기 기화실에 인접하는 중간실을 포함하는 탱크;
   복수의 상기 기화실의 액면 아래에서, 각 기화실 간에 약액을 유통시키기 위해서 설치된 약액 유통로;
   복수의 상기 기화실 마다 설치되어, 복수의 상기 기화실 내에 수용된 약액에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부;
   복수의 상기 기화실 마다 설치되고, 복수의 상기 기화실에서 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 처리 가스를 외부에 토출하는 가스 토출로;
   를 포함하며,
   상기 약액 유통로는
   상기 중간실과 상기 복수의 기화실 중 적어도 하나 이상의 기화실 간의 약액의 유동을 막고, 중간실의 중앙 영역과 상기 중앙 영역 주위의 주변 영역으로 나누는 제1 격벽;
   상기 중앙 영역과 상기 주변 영역으로 약액을 공급하는 연통부를 가진 제2 격벽;
   상기 주변 영역에 위치하는 복수의 기화실 간에 약액의 유통을 막도록 상기 탱크의 바닥면에 밀착되도록 위치하며, 상기 주변 영역에서 구역을 만드는 복수개의 제3 격벽; 및
   상기 제3 격벽에 의해 구분된 구역 내에 위치하고, 각각의 기화실로 구역을 나누는 단위 구역을 만들며, 약액을 연통시키는 연통부를 포함하는 복수개의 제4 격벽; 및
   상기 탱크와 상기 탱크의 내부에 포함된 복수의 상기 기화실 간의 사이를 구획하는 제5 격벽;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
7. 제1항에 의한 버블러를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
   상기 버블러의 탱크에 캐리어 가스를 공급하는 단계;
   상기 공급된 캐리어 가스로 탱크에 수용된 약액을 기화시켜 처리 가스를 형성하는 단계;
   기화된 상기 처리 가스의 유량을 측정하는 단계;
   상기 측정된 처리 가스의 유량이 미리 설정된 유량 보다 큰 경우, 상기 버블러의 온도를 낮추고, 상기 측정된 처리 가스의 유량이 미리 설정된 유량 보다 작은 경우, 상기 버블러의 온도를 높이는 온도 조정 단계; 및
   상기 온도 조정 단계에 의하여 양이 조절된 처리 가스를 상기 버블러의 외부로 배출하여 처리할 기판에 분사하는 단계;
   를 포함하는 기판 처리 방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 탱크 측벽의 내주면을 따라 온도 가변 수단이 존재하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 탱크에 존재하는 복수의 약액 기화실을 선택적으로 온도를 가변시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 기화실의 온도는 65~68℃로 유지시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
    

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