KR102335473B1 - 기판 처리 장치 및 그의 온도 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 챔버 내부로 처리액을 공급하는 노즐 부재, 처리액을 저장하는 저장 탱크, 저장 탱크와 노즐 부재를 연결하는 공급 라인 및 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛을 포함하되, 온도 조절 유닛은, 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인에 각각 설치되는 히터, 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도를 측정하는 온도 측정 부재 및 온도 측정 부재에서 측정된 온도에 기초하여 히터를 제어하되, 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 히터를 제어하는 제어 부재를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 그의 온도 제어 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE THEREOF}
본 발명은 기판 처리 장치 및 그의 온도 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 공급되는 처리액의 온도를 제어할 수 있는 기판 처리 장치 및 그의 온도 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 증착, 사진, 식각, 연마, 세정 등과 같은 다양한 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 세정 공정은 이들 단위 공정들을 수행할 때 반도체 기판의 표면에 잔류하는 잔류물질, 작은 파티클, 오염물, 또는 불필요한 막을 제거하는 공정이다. 최근에 기판에 형성되는 패턴이 미세화됨에 따라 세정 공정의 중요도는 더욱 커지고 있다.
기판의 세정 공정은 기판 상의 오염물질을 화학적 반응에 의해 식각 또는 박리시키는 약액 처리 공정, 약액 처리된 기판을 탈이온수로 세척하는 린스 공정, 그리고 린스 처리된 기판을 건조하는 건조 공정으로 이루어진다. 상술한 약액 처리 공정을 위해 다양한 종류의 화학 용액들이 사용되며, 이들 화학 용액 중의 하나로 인산 용액과 불화수소 용액의 혼합액이 사용된다.
한편, 기판을 처리하는 공정에서 기판에 분사되는 약액의 온도는 공정에 매우 큰 영향을 준다. 약액의 변화는 화학적으로 다른 반응을 일으킬 수 있으므로, 약액의 온도를 조절하는 것은 매우 중요하다.
일반적으로 챔버에 약액을 공급하는 약액 공급 시스템은 약액 혼합부, 공급부 및 노즐부로 구성되고, 약액의 온도를 제어하기 위한 히터가 제공된다. 종래에는 약액 혼합부, 공급부 및 노즐부마다 제공되는 히터를 별개의 제어부에 의해 PID 제어하였는데, 이 경우, 유체의 압력이나 속도에 의한 외란 발생시 노즐부의 온도가 오버슛(Overshoot)될 수 있는 가능성이 높고, 약액 혼합부, 공급부 및 노즐부에서의 온도가 설정 온도에 도달하여 안정화되는데까지 오랜 시간이 걸리는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 챔버에 공급되는 처리액의 온도를 신속하고 안정적으로 제어할 수 있는 기판 처리 장치 및 그의 온도 제어 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 챔버 내부로 처리액을 공급하는 노즐 부재, 상기 처리액을 저장하는 저장 탱크, 상기 저장 탱크와 상기 노즐 부재를 연결하는 공급 라인 및 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛을 포함하되, 상기 온도 조절 유닛은, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인에 각각 설치되는 히터, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도를 측정하는 온도 측정 부재 및 상기 온도 측정 부재에서 측정된 온도에 기초하여 상기 히터를 제어하되, 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하는 제어 부재를 포함한다.
여기서, 상기 제어 부재는, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도 차이에 따른 오프셋(Offset) 값을 산출하고, 산출된 상기 오프셋 값에 따라 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 제어 부재는, 상기 오프셋 값이 커지면 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제어 부재는, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하고, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 상기 제1 온도 변화 패턴과 상이한 제2 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 온도 변화 패턴은, 온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간은 상기 제2 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간과 동일한 개수로 제공될 수 있다.
또한, 상기 처리액은, 제1 약액 및 상기 제1 약액과 상이한 제2 약액이 혼합되어 생성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 약액은 인산 용액이고, 상기 제2 약액은 불화수소 용액일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 제어 방법은, 기판 처리 장치에서 처리액의 온도를 제어하는 방법에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 챔버 내부로 처리액을 공급하기 위한 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인을 포함하고, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도를 측정하고, 측정된 상기 온도에 기초하여 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인에 설치되는 히터를 제어하되, 상기 히터의 제어는, 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 제어된다.
여기서, 본 온도 제어 방법은, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도 차이에 따른 오프셋(Offset) 값을 산출하고, 산출된 상기 오프셋 값에 따라 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 조절할 수 있다.
여기서, 본 온도 제어 방법은, 상기 오프셋 값이 커지면 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 히터의 제어는, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하고, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 상기 제1 온도 변화 패턴과 상이한 제2 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 온도 변화 패턴은, 온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간은 상기 제2 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간과 동일한 개수로 제공될 수 있다.
또한, 상기 처리액은, 제1 약액 및 상기 제1 약액과 상이한 제2 약액이 혼합되어 생성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 약액은 인산 용액이고, 상기 제2 약액은 불화수소 용액일 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 챔버에 공급되는 처리액의 온도를 신속하고 안정적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 변화 패턴을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 제어 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
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 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 포함한다. 인덱스 모듈(100)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)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 놓인다. 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 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(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(200)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 포함한다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(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 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)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 인가된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(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 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 설비(10)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 설비(10)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 설비(10)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 설비(10)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 설비(10)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 챔버(310), 공급 라인(400), 약액 혼합 유닛을 포함한다.
챔버(310)는 컵(320), 지지 유닛(340), 분사 유닛(370), 그리고 배기 유닛(410)을 포함한다. 챔버(310)는 내부에 공간을 제공한다. 컵(320)은 챔버(310) 내 공간에 위치하며, 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간(400)을 제공한다. 처리 공간(400)의 상부는 개방된다.
컵(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리 유체 중 서로 상이한 처리 유체를 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. 컵(320)은 전체가 상하방향으로 이동할 수 있고, 각각의 회수통(322, 324, 326)이 독립적으로 상하방향으로 이동하는 것도 가능하다. 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 처리 유체가 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322, 324, 326)이 독립적으로 상하이동이 가능함에 따라, 각각의 내측공간(322a), 사이공간들(324a, 326a)은 어느 하나가 개방될 때, 다른 것은 폐쇄될 수 있다.
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 처리 유체를 배출한다. 배출된 처리 유체는 외부의 처리 유체 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 컵(320) 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 지지판(342), 지지 핀(344), 척 핀(346), 그리고 지지축(348)을 포함한다. 지지판(342)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 지지판(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지 핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지판(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(344)은 지지판(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다. 척 핀(346)은 복수 개 제공된다. 척 핀(346)은 지지판(342)의 중심에서 지지 핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(346)은 지지판(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척 핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척 핀(346)은 지지판(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 지지판(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척 핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시에는 척 핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척 핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
분사 유닛(370)은 기판 처리 공정 시 기판(W)으로 처리 유체를 공급한다. 처리 유체는 케미칼, 린스액, 그리고 건조 유체를 포함한다. 분사 유닛(370)은 노즐 지지대(372), 노즐(374), 지지축(376), 그리고 구동기(378)를 가진다. 지지축(376)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(376)의 하단에는 구동기(378)가 결합된다. 구동기(378)는 지지축(376)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(372)는 구동기(378)와 결합된 지지축(376)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(374)은 노즐 지지대(372)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(374)은 구동기(378)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(374)이 컵(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(374)이 컵(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 노즐은 처리액을 분사하는 처리액 노즐, 린스액을 분사하는 린스액 노즐, 그리고 건조 유체를 분사하는 건조 노즐을 포함할 수 있다.
린스액은 순수일 수 있다. 건조 유체는 이소프로필 알코올 증기, 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물 또는 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
배기 유닛(410)은 기판 처리 공정 중의 흄(Fume) 등의 이물질과 처리 유체를 기류를 통하여 배기한다. 배기 유닛(410)은 제1 배기 부재(410a) 및 제2 배기 부재(410b)를 가진다. 제1 배기 부재(410a)는 컵(320)의 처리 공간(400) 내부를 배기한다. 제1 배기 부재(410a)는 컵(320)의 바닥면에 연결된다. 제2 배기 부재(410b)는 컵(320)과 챔버(310) 사이의 공간을 배기한다. 제2 배기 부재(410b)는 챔버(310)의 바닥면에 연결된다.
도 3을 참조하면, 기판 처리 장치는 챔버(310) 내부로 처리액을 공급하는 노즐 부재(370), 처리액을 저장하는 저장 탱크(500), 저장 탱크(500)와 노즐 부재(370)를 연결하여 처리액을 저장 탱크(500)로부터 노즐 부재(370)로 공급하는 공급 라인(400) 및 노즐 부재(370), 저장 탱크(500), 공급 라인(400)의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛(600)을 포함한다. 저장 탱크(500)는 챔버(310)에 공급되는 처리액을 저장한다. 저장 탱크(500)는 서로 다른 약액을 혼합하여 처리액을 생성하고, 생성된 처리액을 저장할 수 있다. 즉, 처리액은 제1 약액 및 제1 약액과 상이한 제2 약액이 혼합되어 생성될 수 있다. 일 예로, 제1 약액은 인산 용액이고, 제2 약액은 불화수소 용액일 수 있다.
온도 조절 유닛(600)은 히터(610), 온도 측정 부재(620) 및 제어 부재(630)를 포함한다. 히터(610)는 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)에 각각 설치될 수 있다. 히터(610)는 복수 개 제공될 수 있다. 온도 측정 부재(620)는 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도를 측정한다. 온도 측정 부재(620)는 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)에 각각 설치될 수 있다. 온도 측정 부재(620)는 복수 개 제공될 수 있다. 제어 부재(630)는 온도 측정 부재(620)에서 측정된 온도에 기초하여 히터(610)를 제어할 수 있다. 일 예로, 복수 개의 히터(610) 및 복수 개의 온도 측정 부재(620)가 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)에 각각 설치되고, 복수 개의 히터(610) 및 복수 개의 온도 측정 부재(620)는 하나의 제어 부재(630)에 연결될 수 있다.
제어 부재(630)는 히터(610)를 제어하여 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도를 조절하며, 이에 따라, 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)에 위치되는 처리액의 온도가 조절될 수 있다. 제어 부재(630)는 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 히터(610)를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 부재(630)는 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 히터(610)를 제어하고, 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 제1 온도 변화 패턴과 상이한 제2 온도 변화 패턴에 따라 히터(610)를 제어할 수 있다. 여기서, 온도 변화 패턴은, 온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 온도 변화 패턴 및 제2 온도 변화 패턴은 4 단계의 패턴을 가질 수 있다. 즉, 도 4와 같이, 제1 온도 변화 패턴은 온도가 상승하는 제1 단계 구간, 제2 단계 구간, 제3 단계 구간 및 온도가 하강하는 제4 단계 구간을 가질 수 있다. 또한, 제2 온도 변화 패턴은 온도가 하강하는 제5 단계 구간, 제6 단계 구간 및 온도가 상승하는 제7 단계 구간, 제8 단계 구간을 가질 수 있다. 또한, 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 히터(610)를 제어하고, 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 제2 온도 변화 패턴에 따라 히터(610)를 제어할 수 있다. 제1 온도 변화 패턴 및 제2 온도 변화 패턴은 동일한 개수의 온도 유지 구간을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 온도 변화 패턴 및 제2 온도 변화 패턴은 각각 4개의 온도 유지 구간을 가질 수 있다. 다만, 온도 변화 패턴은 상술한 실시 예들로 한정되는 것은 아니며, 다양한 단계의 패턴을 가질 수 있으며, 온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간이 다양하게 조합될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 부재(630)는 온도 변화 패턴에 따라 히터(610)를 제어하여, 히터(610)의 초기 구동시 오버슛(Overshoot)이 발생하는 것을 방지하고, 빠른 시간 내에 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도가 설정 온도에서 안정되도록 할 수 있다. 도 5를 참조하면, 노즐 부재(370,H3), 저장 탱크(500,H1) 및 공급 라인(400,H2)의 히터(610)를 각각 개별 제어하여 설정 온도까지 PID 제어하는 경우, 노즐 부재(370,H3), 저장 탱크(500,H1) 및 공급 라인(400,H2)의 온도가 오버슛 될 수 있으며, 노즐 부재(370,H3), 저장 탱크(500,H1) 및 공급 라인(400,H2)의 온도가 안정화되는 시간이 오래 걸린다. 그러나 도 6을 참조하면, 본 발명과 같이 온도 변화 패턴에 따라 노즐 부재(370,H3), 저장 탱크(500,H1) 및 공급 라인(400,H2)의 히터(610)를 제어하는 경우, 노즐 부재(370,H3), 저장 탱크(500,H1) 및 공급 라인(400,H2)의 온도가 오버슛 되지 않으며, 노즐 부재(370,H3), 저장 탱크(500,H1) 및 공급 라인(400,H2)의 온도가 안정화 되는 시간이 현저히 감소하게 된다.
또한, 제어 부재(630)는 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)의 온도 차이에 따른 오프셋(Offset) 값을 산출하고, 산출된 오프셋 값에 따라 히터(610)에 공급되는 전력의 크기를 조절할 수 있다. 일 예로, 오프셋 값이 커지면 노즐 부재(370), 저장 탱크(500) 및 공급 라인(400)에 각각 설치된 히터(610)에 공급되는 전력의 크기를 증가시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 챔버로 처리액을 공급하기 위한 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도를 측정하고(S710), 측정된 온도에 기초하여 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 히터를 제어한다(S720). 일 예로, 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 히터를 제어하고, 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 제1 온도 변화 패턴과 상이한 제2 온도 변화 패턴에 따라 히터를 제어할 수 있다. 여기서, 온도 변화 패턴은, 온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간을 포함할 수 있다. 또한, 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도 차이에 따른 오프셋 값을 산출하고, 산출된 오프셋 갑에 따라 히터에 공급되는 전력의 크기를 조절할 수 있다. 일 예로, 오프셋 값이 커지면 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인에 설치된 각 히터에 공급되는 전력의 크기를 증가시킬 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인에 설치된 히터의 초기 구동시 오버슛 발생을 방지할 수 있으며, 신속하게 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인의 온도가 안정화 구간에 도달하도록 할 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 실시 예는 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.
10: 기판 처리 설비 310: 챔버
370: 노즐 부재 400: 공급 라인
500: 저장 탱크 600: 온도 조절 유닛
610: 히터 620: 온도 측정 부재
630: 제어 부재

Claims (16)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 챔버 내부로 처리액을 공급하는 노즐 부재;
    상기 처리액을 저장하는 저장 탱크;
    상기 저장 탱크와 상기 노즐 부재를 연결하는 공급 라인; 및
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛;을 포함하되,
    상기 온도 조절 유닛은,
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인에 각각 설치되는 히터;
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도를 측정하는 온도 측정 부재; 및
    상기 온도 측정 부재에서 측정된 온도에 기초하여 상기 온도 측정 부재에 대응되는 위치에 설치된 상기 히터를 제어하되, 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하는 제어 부재;를 포함하고,
    상기 제어 부재는,
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하고, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 상기 제1 온도 변화 패턴과 상이한 제2 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하며,
    상기 제1 온도 변화 패턴은,
    온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 부재는,
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인 각각의 측정 온도와 기존 온도의 온도 차이에 따른 오프셋(Offset) 값을 산출하고, 산출된 상기 오프셋 값에 따라 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 각각 조절하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 부재는,
    상기 오프셋 값이 커지면 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 증가시키는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간은 상기 제2 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간과 동일한 개수로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항, 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 처리액은, 제1 약액 및 상기 제1 약액과 상이한 제2 약액이 혼합되어 생성되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 약액은 인산 용액이고, 상기 제2 약액은 불화수소 용액인 기판 처리 장치.
  9. 기판 처리 장치에서 처리액의 온도를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 챔버 내부로 처리액을 공급하기 위한 노즐 부재, 저장 탱크 및 공급 라인을 포함하고,
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도를 각각 측정하고, 측정된 상기 온도에 기초하여 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인에 설치되는 히터를 각각 제어하되,
    상기 히터의 제어는, 기설정된 온도 변화 패턴에 따라 제어되고,
    상기 히터의 제어는,
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 제1 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하고, 상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인의 온도가 설정 온도에 도달한 이후에는 상기 제1 온도 변화 패턴과 상이한 제2 온도 변화 패턴에 따라 상기 히터를 제어하고,
    상기 제1 온도 변화 패턴은,
    온도 상승 구간, 온도 하강 구간 및 온도 유지 구간을 포함하는 온도 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노즐 부재, 상기 저장 탱크 및 상기 공급 라인 각각의 측정 온도와 기준 온도의 온도 차이에 따른 오프셋(Offset) 값을 산출하고, 산출된 상기 오프셋 값에 따라 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 각각 조절하는 온도 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오프셋 값이 커지면 상기 히터에 공급되는 전력의 크기를 증가시키는 온도 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간은 상기 제2 온도 변화 패턴의 온도 유지 구간과 동일한 개수로 제공되는 온도 제어 방법
  15. 제9항 내지 제11항, 제14항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 처리액은, 제1 약액 및 상기 제1 약액과 상이한 제2 약액이 혼합되어 생성되는 온도 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 약액은 인산 용액이고, 상기 제2 약액은 불화수소 용액인 온도 제어 방법.

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