KR102583458B1 - 기판 처리액 회수 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

세정 효율이 향상된 기판 처리액 회수 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하며, 제1 회수통을 구비하는 기판 처리액 회수 유닛을 포함하며, 제1 회수통은, 제1 회수 라인을 통해 기판 처리액을 외부로 배출하며, 기판 지지 유닛의 일측에 배치되는 제3 부분 및 기판 지지 유닛의 타측에 배치되는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스; 제1 베이스의 일 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽; 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및 제1 베이스의 타 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 내벽을 포함하고, 제3 부분 및 제4 부분은 높이가 다르다.

Description

기판 처리액 회수 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 {Unit for recycling treating liquid of substrate and apparatus for treating substrate with the unit}
본 발명은 기판 처리액을 회수하는 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판을 세정하는 데에 이용되는 기판 처리액을 회수하는 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정은 반도체 제조 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있으며, 전공정 및 후공정으로 구분될 수 있다. 반도체 제조 설비는 반도체 소자를 제조하기 위해 팹(FAB)으로 정의되는 공간 내에 설치될 수 있다.
전공정은 기판(예를 들어, 웨이퍼(Wafer)) 상에 회로 패턴을 형성하여 칩(Chip)을 완성하는 공정을 말한다. 이러한 전공정은 기판 상에 박막을 형성하는 증착 공정(Deposition Process), 포토 마스크(Photo Mask)를 이용하여 박막 상에 포토 레지스트(Photo Resist)를 전사하는 노광 공정(Photo Lithography Process), 기판 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해 화학 물질이나 반응성 가스를 이용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거하는 식각 공정(Etching Process), 식각 후에 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 에싱 공정(Ashing Process), 회로 패턴과 연결되는 부분에 이온을 주입하여 전자 소자의 특성을 가지도록 하는 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 기판 상에서 오염원을 제거하는 세정 공정(Cleaning Process) 등을 포함할 수 있다.
후공정은 전공정을 통해 완성된 제품의 성능을 평가하는 공정을 말한다. 후공정은 기판 상의 각각의 칩에 대해 동작 여부를 검사하여 양품과 불량을 선별하는 기판 검사 공정, 다이싱(Dicing), 다이 본딩(Die Bonding), 와이어 본딩(Wire Bonding), 몰딩(Molding), 마킹(Marking) 등을 통해 각각의 칩을 절단 및 분리하여 제품의 형상을 갖추도록 하는 패키지 공정(Package Process), 전기적 특성 검사, 번인(Burn In) 검사 등을 통해 제품의 특성과 신뢰성을 최종적으로 검사하는 최종 검사 공정 등을 포함할 수 있다.
한국공개특허 제10-2016-0116638호 (공개일: 2016.10.10.)
보울(Bowl)은 기판(예를 들어, 웨이퍼(Wafer))을 세정하는 데에 이용되는 약액(Chemical)을 회수하는 것이다. 보울은 이러한 기능을 하기 위해 기판을 지지하는 기판 지지 부재의 측면에 설치될 수 있다.
보울은 기판을 세정하는 데에 이용되는 순수(DIW; De-Ionized Water)를 이용하여 세정될 수 있다. 그런데, 종래의 보울은 그 내부에 약액이 잔류할 수 있는 구조를 가지고 있다. 보울의 내부에 약액이 잔류하는 경우, 흄(Fume)이나 비산을 통해 기판 상에 파티클(Particle)을 생성할 수 있으며, 이에 따라 기판의 불량을 초래할 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 세정 효율이 향상된 기판 처리액 회수 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 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 기판 처리 장치의 일 면(Aspect)은, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및 상기 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 상기 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하며, 제1 회수통을 구비하는 기판 처리액 회수 유닛을 포함하며, 상기 제1 회수통은, 제1 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하며, 상기 기판 지지 유닛의 일측에 배치되는 제3 부분 및 상기 기판 지지 유닛의 타측에 배치되는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스; 상기 제1 베이스의 일 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽; 상기 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및 상기 제1 베이스의 타 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 내벽을 포함하고, 상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 높이가 다르다.
상기 제4 부분은 상기 제3 부분보다 높이가 높을 수 있다.
상기 제3 부분은 상기 제1 회수 라인과 연결될 수 있다.
상기 제3 부분은, 하부에 설치되는 상기 제1 회수 라인과 연결되는 제1 부분; 및 상기 제1 부분에 인접하며, 적어도 일부가 상기 제1 부분이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성되는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제2 부분은 직선 형태로 하향 경사지게 형성되거나, 곡선 형태로 하향 경사지게 형성되거나, 또는 계단 형태로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 부분에 대한 상기 제2 부분의 경사각은 20도 이상 70도 이하일 수 있다.
상기 제1 베이스는 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향에 대해 수직 방향으로 설치되거나, 틸트되어 설치될 수 있다. 즉, 상기 제1 베이스의 길이 방향 및 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향 간에 형성하는 각도는 90도 이하일 수 있다.
상기 제1 베이스가 틸트되어 설치되는 경우, 상기 제1 베이스의 길이 방향 및 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향 간에 형성하는 각도는 15도 이하일 수 있다.
상기 제1 상판의 단부는 끝단으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다.
상기 기판 처리액 회수 유닛은, 상기 제1 회수통을 둘러싸는 제2 회수통; 및 상기 제2 회수통을 둘러싸는 제3 회수통을 더 구비할 수 있다.
상기 제1 회수통, 상기 제2 회수통 및 상기 제3 회수통은 서로 다른 기판 처리액을 회수할 수 있다.
상기 제1 회수통은 상기 기판 처리액으로 물을 회수하며, 상기 제1 내벽은 내측 방향으로 하향 경사지게 형성되는 안내벽과 결합하지 않을 수 있다.
상기 제2 회수통은, 제2 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하며, 상기 기판 지지 유닛의 일측에 배치되는 제5 부분 및 상기 기판 지지 유닛의 타측에 배치되는 제6 부분을 포함하는 제2 베이스; 상기 제2 베이스의 일 단부로부터 상방으로 연장되는 제2 측벽; 상기 제2 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제2 상판; 및 상기 제2 베이스의 타 단부로부터 상방으로 연장되는 제2 내벽을 포함하고, 상기 제5 부분 및 상기 제6 부분은 높이가 다를 수 있다.
상기 제3 회수통은, 제3 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하며, 상기 기판 지지 유닛의 일측에 배치되는 제7 부분 및 상기 기판 지지 유닛의 타측에 배치되는 제8 부분을 포함하는 제3 베이스; 상기 제3 베이스의 일 단부로부터 상방으로 연장되는 제3 측벽; 상기 제3 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제3 상판; 및 상기 제3 베이스의 타 단부로부터 상방으로 연장되는 제3 내벽을 포함하고, 상기 제7 부분 및 상기 제8 부분은 높이가 다를 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 처리액 회수 유닛을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 승강 유닛은 상기 기판 지지 유닛의 회전 속도에 따라 상기 기판 처리액 회수 유닛의 높이를 조절할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 기판을 습식 세정하는 설비일 수 있다.
상기 기판 처리액 회수 유닛을 세정하는 경우, 상기 기판을 세정하는 데에 이용되는 분사 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 설치되어 있는 노즐 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 다른 면은, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및 상기 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 상기 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하며, 제1 회수통을 구비하는 기판 처리액 회수 유닛을 포함하며, 상기 제1 회수통은, 제1 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하며, 상기 기판 지지 유닛의 일측에 배치되는 제3 부분 및 상기 기판 지지 유닛의 타측에 배치되는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스; 상기 제1 베이스의 일 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽; 상기 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및 상기 제1 베이스의 타 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 내벽을 포함하고, 상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 높이가 다르며, 상기 제1 베이스의 길이 방향 및 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향 간에 형성하는 각도는 90도 미만이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리액 회수 유닛의 일 면은, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 상기 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하는 것으로서, 제1 회수통을 구비하며, 상기 제1 회수통은, 제1 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하며, 상기 기판 지지 유닛의 일측에 배치되는 제3 부분 및 상기 기판 지지 유닛의 타측에 배치되는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스; 상기 제1 베이스의 일 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽; 상기 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및 상기 제1 베이스의 타 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 내벽을 포함하고, 상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 높이가 다르다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 기판 처리액 회수 유닛 중 제1 회수통의 내부 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제1 예시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제2 예시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제3 예시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제4 예시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제5 예시도이다.
도 8은 종래의 제1 회수통의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 설치되는 제1 회수통의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제1 회수통의 다양한 실시 형태를 도시한 제1 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제1 회수통의 다양한 실시 형태를 도시한 제2 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제1 회수통의 다양한 실시 형태를 도시한 제3 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 기판 처리액 회수 유닛 중 제2 회수통의 내부 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 기판 처리액 회수 유닛 중 제3 회수통의 내부 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.
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 세정 효율이 향상된 기판 처리액 회수 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 따르면, 기판 처리 장치(100)는 기판 지지 유닛(110), 기판 처리액 회수 유닛(120), 승강 유닛(130), 분사 유닛(140) 및 제어 유닛(150)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판 처리 장치(100)는 약액(Chemical)을 이용하여 기판(W)을 처리하는 것이다. 이러한 기판 처리 장치(100)는 습식 세정 설비(Wet Cleaning System)로 구현될 수 있다.
약액은 기판(W)을 처리하는 데에 사용되는 것이다. 이러한 약액은 액체 상태의 물질(예를 들어, 유기용제)이거나, 기체 상태의 물질일 수 있다. 보울 클리닝(Bowl Cleaning)에 사용되는 약액은 휘발성이 강해 흄(Fume)이 많이 발생하거나 점도가 높아 잔류성이 높은 물질들을 포함할 수 있다. 약액은 예를 들어, 황산 성분을 포함하는 물질(예를 들어, 황산 성분과 과산화수소 성분을 포함하는 SPM), 암모니아수 성분을 포함하는 물질, 불산 성분을 포함하는 물질, 인산 성분을 포함하는 물질, IPA(Iso-Propyl Alcohol) 성분을 포함하는 물질 등에서 선택될 수 있다.
본 실시예에서는 린스 세제, 물(예를 들어, 순수(DIW; De-Ionized Water)) 등도 기판(W)을 처리하는 데에 사용할 수 있다. 이하에서는 기판(W)을 처리하는 데에 사용되는 이러한 것들(약액, 린스 세제, 물 등)을 기판 처리액으로 정의하기로 한다.
기판 지지 유닛(110)은 기판(W)을 지지하는 것이다. 이러한 기판 지지 유닛(110)은 기판(W)을 처리할 때에, 제3 방향(30)에 대해 수직 방향(제1 방향(10) 또는 제2 방향(20))으로 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 기판 지지 유닛(110)은 기판(W) 처리시 사용되는 기판 처리액을 회수하기 위해, 기판 처리액 회수 유닛(120)의 내부에 배치될 수 있다.
기판 지지 유닛(110)은 스핀 헤드(111), 회전축(112), 회전 구동부(113), 서포트 핀(Support Pin; 114) 및 가이드 핀(Guide Pin; 115)을 포함하여 구성될 수 있다.
스핀 헤드(111)는 회전축(112)의 회전 방향(제1 방향(10) 및 제2 방향(20))을 따라 회전하는 것이다. 이러한 스핀 헤드(111)는 그 상부에 기판(W)이 안착되면, 회전축(112)의 회전 방향을 따라 회전할 수 있다.
스핀 헤드(111)는 기판(W)의 형상과 동일한 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 스핀 헤드(111)는 예를 들어, 단면이 원형인 형상으로 제공될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 스핀 헤드(111)는 단면이 다각형인 형상으로 제공되거나, 단면이 타원형인 형상으로 제공되는 것도 가능하다. 한편, 스핀 헤드(111)는 기판(W)의 형상과 서로 다른 형상을 가지도록 제공되는 것도 가능하다.
회전축(112)은 양단부를 통해 스핀 헤드(111)와 회전 구동부(113)에 각각 결합된다. 이러한 회전축(112)은 회전 구동부(130)의 회전력에 의해 중심축을 기준으로 회전할 수 있다. 회전축(112)의 회전력이 스핀 헤드(111)에 전달되면, 스핀 헤드(111)가 회전하며, 이에 따라 스핀 헤드(111) 상에 고정되어 있는 기판(W)도 회전할 수 있다.
서포트 핀(114) 및 가이드 핀(115)은 기판(W)을 스핀 헤드(111) 상에 고정시키는 것이다. 구체적으로, 서포트 핀(114)은 스핀 헤드(111) 상에서 기판(W)의 저면을 지지하며, 가이드 핀(115)은 기판(W)의 측면을 지지한다. 서포트 핀(114) 및 가이드 핀(115)은 스핀 헤드(111) 상에 각각 복수 개 설치될 수 있다.
서포트 핀(114)은 스핀 헤드(111)의 상부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 복수 개의 서포트 핀(114)은 스핀 헤드(111)의 상부에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
서포트 핀(114)은 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치될 수 있다. 서포트 핀(114)은 이를 통해 기판(W)이 스핀 헤드(111)의 상부로부터 일정 거리 이격될 수 있도록 기판(W)의 저면을 지지할 수 있다.
가이드 핀(115)은 척킹 핀(Chucking Pin)으로서, 스핀 헤드(111)가 회전할 때 기판(W)이 원래 위치에서 이탈되지 않도록 기판(W)을 지지할 수 있다. 가이드 핀(115)은 서포트 핀(114)과 마찬가지로, 스핀 헤드(111)의 상부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 돌출되어 형성될 수 있으며, 이때 복수 개의 가이드 핀(115)은 스핀 헤드(111)의 상부에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
가이드 핀(115)은 스핀 헤드(111)의 중심에서 서포트 핀(114)보다 멀리 떨어지게 배치될 수 있다. 가이드 핀(115)은 스핀 헤드(111)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공될 수 있다. 여기서, 대기 위치는 지지 위치에 비해 스핀 헤드(111)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치를 의미한다.
가이드 핀(115)은 기판(W)이 기판 지지 유닛(110)에 로딩 및 언로딩시 대기 위치로 이동되며, 기판(W) 처리시 지지 위치로 이동될 수 있다. 가이드 핀(115)은 지지 위치에서 기판(W)의 측부와 접촉될 수 있다.
한편, 스핀 헤드(111)의 상부에는 백 노즐(Back Nozzle; 미도시)도 설치될 수 있다.
백 노즐은 기판(W)의 저면을 세정하기 위한 것이다. 이러한 백 노즐은 스핀 헤드(111)의 상부 중앙에 설치되며, 기판 처리액을 기판(W)의 저면으로 분사할 수 있다.
기판 처리액 회수 유닛(120)은 기판(W)을 처리하는 데에 이용되는 기판 처리액을 회수하는 것이다. 이러한 기판 처리액 회수 유닛(120)은 기판 지지 유닛(110)을 둘러싸도록 설치될 수 있으며, 이에 따라 기판(W)에 대한 처리 공정이 수행되는 공간을 제공할 수 있다.
기판(W)이 기판 지지 유닛(110) 상에 안착 및 고정된 후, 기판 지지 유닛(110)에 의해 회전하기 시작하면, 분사 유닛(140)이 제어 유닛(150)의 제어에 따라 기판(W) 상에 기판 처리액을 분사할 수 있다. 그러면, 기판 지지 유닛(110)의 회전력에 의해 발생되는 원심력으로 인해 기판(W) 상에 토출되는 기판 처리액은 기판 처리액 회수 유닛(120)이 위치한 방향으로 분산될 수 있다. 이 경우, 기판 처리액 회수 유닛(120)은 유입구(즉, 후술하는 제1 회수통(121)의 제1 개구부(124), 제2 회수통(122)의 제2 개구부(125), 제3 회수통(123)의 제3 개구부(126) 등)을 통해 기판 처리액이 그 내부로 유입되면 기판 처리액을 회수할 수 있다.
기판 처리액 회수 유닛(120)은 복수 개의 회수통을 포함하여 구성될 수 있다. 기판 처리액 회수 유닛(120)은 예를 들어, 세 개의 회수통을 포함하여 구성될 수 있다. 기판 처리액 회수 유닛(120)이 이와 같이 복수 개의 회수통을 포함하여 구성되는 경우, 복수 개의 회수통을 이용하여 기판 처리 공정에 사용되는 기판 처리액을 분리하여 회수할 수 있으며, 이에 따라 기판 처리액의 재활용이 가능해질 수 있다.
기판 처리액 회수 유닛(120)은 세 개의 회수통을 포함하여 구성되는 경우, 제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)을 포함할 수 있다. 제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)은 예를 들어, 보울(Bowl)로 구현될 수 있다.
제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)은 서로 다른 기판 처리액을 회수할 수 있다. 예를 들어, 제1 회수통(121)은 물을 회수할 수 있고, 제2 회수통(122)은 제1 약액(예를 들어, IPA 성분을 포함하는 물질과 SPM 성분을 포함하는 물질 중 어느 하나)을 회수할 수 있으며, 제3 회수통(123)은 제2 약액(예를 들어, IPA 성분을 포함하는 물질과 SPM 성분을 포함하는 물질 중 다른 하나)을 회수할 수 있다.
제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)은 그 저면에서 아래쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장되는 회수 라인(127, 128, 129)과 연결될 수 있다. 제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)을 통해 회수되는 제1 처리액, 제2 처리액 및 제3 처리액은 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용 가능하게 처리될 수 있다.
제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)은 제1 회수통(121)으로부터 제3 회수통(123)으로 갈수록(즉, 제2 방향(20)으로) 그 크기가 증가할 수 있다. 제1 회수통(121) 및 제2 회수통(122) 사이의 간격을 제1 간격으로 정의하고, 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123) 사이의 간격을 제2 간격으로 정의하면, 제1 간격은 제2 간격과 동일할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 간격은 제2 간격과 상이한 것도 가능하다. 즉, 제1 간격은 제2 간격보다 클 수 있으며, 제2 간격보다 작을 수도 있다.
제1 회수통(121)은 기판 지지 유닛(110)를 둘러싸는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 이때, 제1 회수통(121)의 제1 개구부(124)는 제1 처리액을 회수하는 유입구로 기능할 수 있다.
제1 회수통(121)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 베이스(210), 제1 측벽(220), 제1 상판(230) 및 제1 내벽(240)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 기판 처리액 회수 유닛 중 제1 회수통의 내부 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
제1 베이스(210)는 제1 회수통(121)의 바닥판을 구성하는 것이다. 이러한 제1 베이스(210)는 제1 회수 라인(127)과 연결되어 제1 처리액을 외부로 배출할 수 있다.
제1 베이스(210)는 비평탄면으로 형성될 수 있다. 제1 베이스(210)는 예를 들어, 센터 부분으로 갈수록 하향 경사지게 형성될 수 있다. 제1 베이스(210)가 이와 같이 형성되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 베이스(210)의 제1 부분(211)은 제1 베이스(210)의 제2 부분(212)과 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(211)은 제2 부분(212)보다 높이가 낮을 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제1 예시도이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.
제1 부분(211)은 제1 베이스(210)의 일 부분으로서, 제1 베이스(210)의 하부에 설치되는 제1 회수 라인(127)과 연결되는 부분이다. 제1 부분(211)은 예를 들어, 제1 베이스(210)의 센터 부분일 수 있다.
제2 부분(212)은 제1 베이스(210)의 타 부분으로서, 제1 회수 라인(127)과 연결되지 않는 부분이다. 제2 부분(212)은 예를 들어, 제1 베이스(210)의 센터 부분을 제외한 나머지 부분일 수 있다.
제2 부분(212)은 제1 부분(211)이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 이때, 제2 부분(212)은 직선 형태로 제1 부분(211)이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 부분(212)은 도 4 및 도 5의 예시에 도시된 바와 같이 곡선 형태로 제1 부분(211)이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 계단 형태로 제1 부분(211)이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성되는 것도 가능하다. 도 4는 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제2 예시도이며, 도 5는 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제3 예시도이다. 또한, 도 6은 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제4 예시도이다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 부분(212)의 일부만 제1 부분(211)이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성되는 것도 가능하다. 도 7은 도 2에 도시된 제1 회수통을 구성하는 제1 베이스의 다양한 실시 형태를 도시한 제5 예시도이다.
종래의 제1 베이스(310)는 도 8에 도시된 바와 같이 평탄한 형상으로 형성되었다. 그런데, 종래의 제1 베이스(310)와 같이 평탄한 형상으로 형성되면, 제1 회수통(121)으로 유입되는 기판 처리액의 양이 매우 적기 때문에, 기판 처리액이 최소한의 유속을 확보하지 못하며, 이에 따라 기판 처리액이 제1 베이스(310) 상에 퇴적되어 잔류하였다. 도 8은 종래의 제1 회수통의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 제1 베이스(210)가 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 비평탄한 형상으로 형성될 수 있다. 제1 베이스(210)가 이와 같이 비평탄한 형상으로 형성되면, 도 9에 도시된 바와 같이 기판 처리액의 배출 방향(410)이 중력 방향(420)과 동일해지며, 이에 따라 중력에 의한 자연적인 드레인(Drain)이 가능해질 수 있다. 또한, 잔류하는 기판 처리액의 양을 저감시킬 수 있으며, 유로로 유입되는 기판 처리액의 초기 속도를 증가시켜 제1 회수통(121)을 빠르게 세정시키는 효과도 얻을 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 설치되는 제1 회수통의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
한편, 제1 부분(211)에 형성되는 유로(즉, 기판 처리액을 외부로 배출하기 위해 제1 회수 라인(127)과 연결되는 홀 부분)의 단면 형상은 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상으로 변형 가능하다. 유로의 단면 형상이 사각형일 경우, 기판 처리액의 평균 유속이 증가하는 효과가 있으므로, 본 실시예에서는 이 점을 참작하여 유로의 단면 형상을 사각형으로 형성할 수 있다.
다시 도 2를 참조하여 설명한다.
제1 베이스(210)에서 제1 부분(211) 및 제2 부분(212)이 경사지게 형성되는 경우, 제1 부분(211) 및 제2 부분(212) 간 경사각(또는 구배각(Draft Angle))은 20도 이상 90도 미만일 수 있다. 바람직하게는, 제1 부분(211) 및 제2 부분(212) 간 경사각은 20도 이상 70도 이하일 수 있다.
제1 부분(211) 및 제2 부분(212)이 상기와 같이 경사지게 형성되는 경우, 기판 처리액의 초기 유입 속도가 증가할 수 있으며, 이에 따라 기판 처리액의 드레인 속도가 증가할 수 있다. 결과적으로, 제1 베이스(210) 상에서의 기판 처리액의 잔류 시간을 감소시켜 제1 회수통(121)을 빠르게 세정하는 것이 가능해질 수 있다.
제1 측벽(220)은 제1 회수통(121)의 측벽을 구성하는 것이다. 이러한 제1 측벽(220)은 제1 베이스(210)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다.
제1 상판(230)은 제1 회수통(121)의 상판을 구성하는 것이다. 이러한 제1 상판(230)은 제1 측벽(220)의 단부로부터 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 연장 형성될 수 있다.
종래의 제1 상판(330)은 도 8에 도시된 바와 같이 그 단부가 팁(Tip; 331)을 포함하여 형성되었다. 그런데, 종래의 제1 상판(330)과 같이 팁을 포함하여 형성되면, 팁(331)에 의해 굴곡지게 형성되는 표면(332)에 부착되는 기판 처리액이 제대로 세정되지 못하고 계속적으로 잔류하는 현상이 발생하였다.
본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 제1 상판(230)의 단부(231)가 도 2에 도시된 바와 같이, 팁(Tip)을 삭제한 형상으로 형성될 수 있다. 제1 상판(230)의 단부(231)가 이와 같이 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 형성되면, 제1 상판(230)의 단부(231)에는 팁에 의해 굴곡지게 형성되는 표면(332)이 더이상 존재하지 않게 되며, 이에 따라 제1 회수통(121)의 세정 효율 및 청결 수준을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 제1 상판(230)의 단부(231)는 폭이 일정한 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
제1 내벽(240)은 제1 회수통(121)의 내벽을 구성하는 것이다. 이러한 제1 내벽(240)은 제1 베이스(210)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제1 측벽(220)이 제1 베이스(210)의 일 단부로부터 제3 방향(30)으로 연장 형성된다면, 제1 내벽(240)은 제1 베이스(210)의 타 단부로부터 제3 방향(30)으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 제1 내벽(240)은 제1 측벽(220)과 마주하도록 형성될 수 있다.
종래의 제1 내벽(340)은 도 8에 도시된 바와 같이 안내벽(350)과 결합되어 형성되었다. 안내벽(350)은 제1 내벽(340)의 단부로부터 연장되어 형성되며, 제1 측벽(320)으로부터 이격되어 제1 측벽(320)의 내측에 위치하도록 형성된다. 이러한 안내벽(350)은 제1 내벽(340)의 단부로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지게 형성된다. 안내벽(350)과 제1 상판(330)이 상하로 이격된 공간은 기판 처리액이 유입되는 통로로 제공된다.
종래의 제1 내벽(340)이 이와 같이 안내벽(350)과 결합되어 형성되면, 종래의 제1 내벽(340)은 제1 측벽(320)과의 조합에 의해 형성되는 공간으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 그런데, 종래의 제1 내벽(340)과 같이 제1 측벽(320)과의 조합에 의해 형성되는 공간으로 하향 경사지게 형성되면, 안내벽(350)에 의해 굴곡지게 형성되는 표면(351)에 부착되는 기판 처리액이 제대로 세정되지 못하고 계속적으로 잔류하는 현상이 발생하였다.
본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 제1 내벽(240)이 도 2에 도시된 바와 같이, 안내벽(350)이 제거된 상태로 단지 제1 베이스(210)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다. 제1 내벽(240)의 단부(241)가 이와 같이 내측 방향으로 하향 경사지게 형성되지 않고 단지 위쪽 방향으로 연장 형성되면, 안내벽(350)에 의해 굴곡지게 형성되는 표면(351)이 더이상 존재하지 않게 되며, 이에 따라 제1 회수통(121)의 세정 효율 및 청결 수준을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 제1 내벽(240)은 그 일부분이 제1 베이스(210)의 아래로 돌출될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 제1 회수통(121)은 손실수두(損失水頭)가 적용되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 베이스(210)의 제3 부분(213) 및 제4 부분(214) 사이에는 높이차(Δh)가 발생될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제1 회수통의 다양한 실시 형태를 도시한 제1 예시도이다. 이하 설명은 도 10을 참조한다.
제3 부분(213)은 기판 지지 유닛(110)의 일측에 배치되는 제1 베이스(210)의 부분이다. 이러한 제3 부분(213)은 비평탄면으로 형성될 수 있다. 제3 부분(213)은 예를 들어, 제1 회수 라인(127)과 연결되는 제1 부분(211) 및 제1 부분(211)에 인접하며 제1 부분(211)과 연결되는 제2 부분(212)을 포함할 수 있다.
제4 부분(214)은 기판 지지 유닛(110)의 타측에 배치되는 제1 베이스(210)의 부분이다. 이러한 제4 부분(214)은 평탄면으로 형성될 수 있다.
제3 부분(213)은 제4 부분(214)과 높이가 다를 수 있다(Δh). 구체적으로, 제3 부분(213)은 제4 부분(214)보다 높이가 낮을 수 있다.
점도가 높거나 휘발성인 기판 처리액이 제1 회수통(121)의 내부에 많이 잔류하게 되면, 흄(Fume)이나 비산에 의해 기판(W) 상에 파티클(Particle)을 생성할 수 있다. 특히, 약액(Chemical)과 같은 기판 처리액은 공기와 반응하여 염을 형성할 수 있고, 이러한 염은 제1 회수통(121)의 내벽에 부착될 수 있다. 상기와 같은 이물질이 제1 회수통(121)의 내벽에 잔존하는 경우, 기판(W)의 불량을 초래할 수 있다.
본 실시예에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 제3 부분(213)의 높이를 제4 부분(214)의 높이보다 낮게 형성할 수 있다. 제1 회수통(121)은 이와 같이 손실수두가 적용되면, 기판 처리액의 평균 유속 및 드레인(Drain) 속도가 증가하여 기판 처리액을 외부로 빠르게 배출시킬 수 있으며, 이에 따라 세정 속도가 빨라지도록 개선될 수 있다.
제1 회수통(121)은 기판 지지 유닛(110)의 높이 방향(제3 방향(30))에 대해 수직 방향(제2 방향(20))으로 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 회수통(121)은 기판 지지 유닛(110)의 높이 방향에 대해 소정 각도 경사지게(Tilting) 설치되는 것도 가능하다. 제1 회수통(121)은 예를 들어, 보울 세정시(Bowl Cleaning) 기판 지지 유닛(110)의 높이 방향에 대해 소정 각도 틸트되도록 설치될 수 있다.
제1 회수통(121)이 기판 지지 유닛(110)의 높이 방향에 대해 소정 각도 경사지게 설치되는 경우, 제1 베이스(210)의 제3 부분(213)은 제1 베이스(210)의 제4 부분(214)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 베이스(210)의 제3 부분(213)은 도 12에 도시된 바와 같이 평탄면으로 형성될 수 있다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제1 회수통의 다양한 실시 형태를 도시한 제3 예시도이다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 베이스(210)의 제3 부분(213)은 제1 베이스(210)의 제4 부분(214)과 비유사한 형상을 가지도록 형성되는 것도 가능하다. 즉, 제1 베이스(210)의 제3 부분(213)은 도 11에 도시된 바와 같이 비평탄면으로 형성될 수 있다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제1 회수통의 다양한 실시 형태를 도시한 제2 예시도이다.
한편, 제1 회수통(121)이 기판 지지 유닛(110)의 높이 방향에 대해 소정 각도 경사지게 설치되는 경우, 제1 회수통(121) 및 제1 선분(430) 간 경사각(θ)은 0도 초과 45도 이하일 수 있다. 바람직하게는, 제1 회수통(121) 및 제1 선분(430) 간 경사각은 0도 초과 15도 이하일 수 있다. 상기에서, 제1 선분(430)은 기판 지지 유닛(120)의 높이 방향에 대해 수직 방향으로 형성되는 선분을 의미한다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
제2 회수통(122)은 제1 회수통(121)을 둘러싸는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 이때, 제2 회수통(122)의 제2 개구부(125)는 제2 처리액을 회수하는 유입구로 기능할 수 있다.
제2 회수통(122)은 도 13에 도시된 바와 같이 제2 베이스(510), 제2 측벽(520), 제2 상판(530) 및 제2 내벽(540)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 기판 처리액 회수 유닛 중 제2 회수통의 내부 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다. 이하 설명은 도 1 및 도 13을 참조한다.
제2 베이스(510)는 제2 회수통(122)의 바닥판을 구성하는 것이다. 이러한 제2 베이스(510)는 상부에 배치되는 제1 베이스(210)와 이격되어 서로 마주하며, 제2 회수 라인(128)과 연결되어 제2 처리액을 외부로 배출할 수 있다.
제2 베이스(510)는 제1 베이스(210)와 마찬가지로 비평탄면으로 형성될 수 있다. 즉, 제2 베이스(510)의 제1 부분(511) 및 제2 부분(512)은 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 제1 베이스(210)의 제1 부분(211) 및 제2 부분(212)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
제2 측벽(520)은 제2 회수통(122)의 측벽을 구성하는 것이다. 이러한 제2 측벽(520)은 제2 베이스(510)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다. 제2 측벽(520)은 내측부에 배치되는 제1 측벽(220)과 이격되며, 서로 마주할 수 있다.
제2 상판(530)은 제2 회수통(122)의 상판을 구성하는 것이다. 이러한 제2 상판(530)은 제2 측벽(520)의 단부로부터 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 연장 형성될 수 있다. 제2 상판(530)은 그 하부에 배치되는 제1 상판(230)과 이격되며, 서로 마주할 수 있다.
제2 상판(530)은 도 2를 참조하여 설명한 제1 상판(230)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제2 상판(530)의 단부(531)는 예를 들어, 팁을 삭제하고 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다.
제2 내벽(540)은 제2 회수통(122)의 내벽을 구성하는 것이다. 이러한 제2 내벽(540)은 제2 베이스(510)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다. 제2 내벽(540)은 그 상부에 배치되는 제1 내벽(240)과 이격되며, 제1 내벽(240)과 동일선 상에 배치될 수 있다.
한편, 제2 내벽(540)은 그 일부분이 제2 베이스(510)의 아래로 돌출될 수 있다.
한편, 제2 회수통(122)은 제1 회수통(121)과 마찬가지로 손실수두가 적용되어 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 회수통(122)은 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 제1 회수통(121)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 제2 베이스(510)의 제3 부분 및 제4 부분은 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 제1 베이스(210)의 제3 부분(213) 및 제4 부분(214)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
제3 회수통(123)은 제2 회수통(122)을 둘러싸는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 이때, 제3 회수통(123)의 제3 개구부(126)는 제3 처리액을 회수하는 유입구로 기능할 수 있다.
제3 회수통(123)은 도 14에 도시된 바와 같이 제3 베이스(610), 제3 측벽(620), 제3 상판(630) 및 제3 내벽(640)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 기판 처리액 회수 유닛 중 제3 회수통의 내부 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다. 이하 설명은 도 1 및 도 14를 참조한다.
제3 베이스(610)는 제3 회수통(123)의 바닥판을 구성하는 것이다. 이러한 제3 베이스(610)는 상부에 배치되는 제2 베이스(510)와 이격되어 서로 마주하며, 제3 회수 라인(129)과 연결되어 제3 처리액을 외부로 배출할 수 있다.
제3 베이스(610)는 제1 베이스(210)와 마찬가지로 비평탄면으로 형성될 수 있다. 즉, 제3 베이스(610)의 제1 부분(611) 및 제2 부분(612)은 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 제1 베이스(210)의 제1 부분(211) 및 제2 부분(212)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
제3 측벽(620)은 제3 회수통(123)의 측벽을 구성하는 것이다. 이러한 제3 측벽(620)은 제3 베이스(610)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다. 제3 측벽(620)은 내측부에 배치되는 제2 측벽(520)과 이격되며, 서로 마주할 수 있다.
제3 상판(630)은 제3 회수통(123)의 상판을 구성하는 것이다. 이러한 제3 상판(630)은 제3 측벽(620)의 단부로부터 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 연장 형성될 수 있다. 제3 상판(630)은 그 하부에 배치되는 제2 상판(530)과 이격되며, 서로 마주할 수 있다.
제3 상판(630)은 도 2를 참조하여 설명한 제1 상판(230)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제3 상판(630)의 단부(631)는 예를 들어, 팁을 삭제하고 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다.
제3 내벽(640)은 제3 회수통(123)의 내벽을 구성하는 것이다. 이러한 제3 내벽(640)은 제3 베이스(610)의 단부로부터 위쪽 방향(제3 방향(30))으로 연장 형성될 수 있다. 제3 내벽(640)은 그 상부에 배치되는 제2 내벽(540)과 이격되며, 제1 내벽(240) 및/또는 제2 내벽(540)과 동일선 상에 배치될 수 있다.
한편, 제3 내벽(640)은 그 일부분이 제3 베이스(610)의 아래로 돌출될 수 있다.
한편, 제3 회수통(123)은 제1 회수통(121)과 마찬가지로 손실수두가 적용되어 형성될 수 있다. 이 경우, 제3 회수통(123)은 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 제1 회수통(121)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 제3 베이스(610)의 제3 부분 및 제4 부분은 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 제1 베이스(210)의 제3 부분(213) 및 제4 부분(214)과 동일 또는 유사한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
승강 유닛(130)은 기판 처리액 회수 유닛(120)을 상하 방향(제3 방향(30))으로 직선 이동시키는 것이다. 승강 유닛(130)은 이를 통해 기판 지지 유닛(110)(또는 기판(W))에 대한 기판 처리액 회수 유닛(120)의 상대 높이를 조절하는 역할을 할 수 있다.
승강 유닛(130)은 브라켓(131), 제1 지지축(132) 및 제1 구동부(133)를 포함하여 구성될 수 있다.
브라켓(131)은 기판 처리액 회수 유닛(120)의 외벽에 고정되는 것이다. 이러한 브라켓(131)은 제1 구동부(133)에 의해 상하 방향으로 이동되는 제1 지지축(132)과 결합할 수 있다.
기판 지지 유닛(110) 상에 기판(W)을 안착시키는 경우, 기판 지지 유닛(110)은 기판 처리액 회수 유닛(120)보다 상위에 위치해야 한다. 마찬가지로, 기판 지지 유닛(110) 상에서 기판(W)을 탈착시키는 경우에도, 기판 지지 유닛(110)은 기판 처리액 회수 유닛(120)보다 상위에 위치해야 한다. 상기와 같은 경우, 승강 유닛(130)은 기판 처리액 회수 유닛(120)을 하강시키는 역할을 할 수 있다.
기판(W)에 대한 처리 공정이 진행되는 경우, 기판(W) 상에 토출되는 기판 처리액의 종류에 따라 해당 처리액이 제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123) 중 어느 하나의 회수통으로 회수될 수 있어야 한다. 이와 같은 경우에도, 승강 유닛(130)은 기판 처리액 회수 유닛(120)을 해당 위치까지 승강시키는 역할을 할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 기판 처리액으로 제1 처리액을 사용하는 경우, 승강 유닛(130)은 기판(W)이 제1 회수통(121)의 제1 개구부(124)에 대응하는 높이에 위치하도록 기판 처리액 회수 유닛(120)을 승강시킬 수 있다.
또한, 기판 처리액으로 제2 처리액을 사용하는 경우, 승강 유닛(130)은 기판(W)이 제2 회수통(122)의 제2 개구부(125)에 대응하는 높이에 위치하도록 기판 처리액 회수 유닛(120)을 승강시킬 수 있다.
또한, 기판 처리액으로 제3 처리액을 사용하는 경우, 승강 유닛(130)은 기판(W)이 제3 회수통(123)의 제3 개구부(126)에 대응하는 높이에 위치하도록 기판 처리액 회수 유닛(120)을 승강시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 승강 유닛(130)이 기판 지지 유닛(110)을 상하 방향으로 직선 이동시켜 기판 지지 유닛(110)(또는 기판(W))에 대한 기판 처리액 회수 유닛(120)의 상대 높이를 조절하는 것도 가능하다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 승강 유닛(130)은 기판 처리액 회수 유닛(120) 및 기판 지지 유닛(110)을 동시에 상하 방향으로 직선 이동시켜 기판 지지 유닛(110)(또는 기판(W))에 대한 기판 처리액 회수 유닛(120)의 상대 높이를 조절하는 것도 가능하다.
분사 유닛(140)은 기판(W) 처리시 기판(W) 상에 기판 처리액을 공급하는 것이다. 이러한 분사 유닛(140)은 기판 처리 장치(100) 내에 적어도 하나 설치될 수 있다. 분사 유닛(140)이 기판 처리 장치(100) 내에 복수 개 설치되는 경우, 각각의 분사 유닛(140)은 약액, 린스 세제, 물 등 서로 다른 기판 처리액을 기판(W) 상에 분사할 수 있다.
분사 유닛(140)은 노즐(141), 노즐 지지부(142), 제2 지지축(143) 및 제2 구동부(144)를 포함하여 구성될 수 있다.
노즐(141)은 노즐 지지부(142)의 단부에 설치되는 것이다. 이러한 노즐(141)은 제2 구동부(144)에 의해 공정 위치 또는 대기 위치로 이동될 수 있다.
상기에서, 공정 위치는 기판(W)의 상위 영역을 말하며, 대기 위치는 공정 위치를 제외한 나머지 영역을 말한다. 노즐(141)은, 기판(W) 상에 기판 처리액을 토출하는 경우, 공정 위치로 이동될 수 있으며, 기판(W) 상에 기판 처리액을 토출한 후, 공정 위치를 벗어나 대기 위치로 이동될 수 있다.
노즐 지지부(142)는 노즐(141)을 지지하는 것이다. 이러한 노즐 지지부(142)는 스핀 헤드(111)의 길이 방향에 대응하는 방향으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 노즐 지지부(142)는 그 길이 방향이 제2 방향(20)을 따라 제공될 수 있다.
노즐 지지부(142)는 노즐 지지부(142)의 길이 방향에 대해 수직 방향으로 연장 형성되는 제2 지지축(143)과 결합될 수 있다. 제2 지지축(143)은 스핀 헤드(111)의 높이 방향에 대응하는 방향으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 제2 지지축(143)은 그 길이 방향이 제3 방향(30)을 따라 제공될 수 있다.
제2 구동부(144)는 제2 지지축(143) 및 제2 지지축(143)과 연동되는 노즐 지지부(142)를 회전 및 승강시키는 것이다. 제2 구동부(144)의 이러한 기능에 따라, 노즐(141)은 공정 위치 또는 대기 위치로 이동될 수 있다.
제어 유닛(150)은 승강 유닛(130) 및 분사 유닛(140)의 작동을 제어하는 것이다. 구체적으로, 제어 유닛(150)은 제1 구동부(133) 및 제2 구동부(144)의 작동을 제어할 수 있다.
다음으로, 제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123)을 세정하는 방법(즉, 보울 클리닝(Bowl Cleaning)을 진행하는 방법)에 대하여 설명한다.
먼저, 스핀 헤드(111) 상에 기판(W)(예를 들어, 더미 웨이퍼(Dummy Wafer))를 배치시킨다. 이때, 기판(W) 없이 진행하는 것도 가능하다.
이후, 기판(W)보다 하부에 위치하도록 세정 대상 회수통을 하강시킨다. 여기서, 세정 대상 회수통은 제1 회수통(121), 제2 회수통(122) 및 제3 회수통(123) 중 적어도 하나일 수 있다.
이후, 스핀 헤드(111)를 회전시키고, 기판(W)의 상부 및/또는 저부에 물(예를 들어, 순수(DIW))을 분사시킨다. 그러면, 스핀 헤드(111)의 회전력에 의해 물이 비산되어 세정 대상 회수통을 효율적으로 세정시킬 수 있다.
본 실시예에서는 세정 대상 회수통을 세정시킬 때, 세정 대상 회수통의 높이를 조절할 수 있다. 스핀 헤드(111)의 회전 속도가 기준 속도인 경우, 본 실시예에서는 세정 대상 회수통의 높이를 기준 높이에 맞출 수 있다. 스핀 헤드(111)의 회전 속도가 기준 속도보다 빠른 경우, 세정 대상 회수통의 높이를 기준 높이보다 높게 설정할 수 있으며, 스핀 헤드(111)의 회전 속도가 기준 속도보다 느린 경우, 세정 대상 회수통의 높이를 기준 높이보다 낮게 설정할 수 있다.
본 실시예에서는 분사 유닛(140)을 이용하여 기판(W) 또는 스핀 헤드(111)에 물을 분사할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 기판 지지 유닛(110)에 설치되어 있는 노즐을 이용하여 기판(W) 또는 스핀 헤드(111)에 물을 분사하는 것도 가능하다.
기판 지지 유닛(110)에 설치되어 있는 노즐은 Chuck 하부 노즐로서, Chuck 외곽부보다 작게 위치하는 환형 구조로 형성될 수 있다. 토출구가 네 개 이상 존재하여 세정 대상 회수통의 전면적을 세정할 수 있다.
한편, Chuck 등 회전하는 물체에 비산되어 세정 대상 회수통에 토출하는 방법으로는 Chuck 하부에 수직하거나 Bowl 쪽으로 사선되게 토출할 수 있다.
상기와 같은 세정 방법은 세정 대상인 기판 처리액 이외의 기판 처리액을 다른 회수통에서 사용하고 있을 때에도 진행할 수 있어서 공정 시간을 늘리지 않고 언제든 사용할 수 있는 장점이 있다.
다른 세정 방법으로, 기판 처리액의 토출이 종료된 후(즉, 기판 처리액을 이용하여 기판(W)을 처리한 후), 기판(W) 상에 물을 토출하여 기판(W)과 세정 대상 회수통을 동시에 세정할 수 있다.
또다른 세정 방법으로, 기판 지지 유닛(110)에 설치되어 있는 노즐을 이용하여 세정 대상 회수통에 물을 직접 분사하여(예를 들어, 스프레이(Spray) 방식, 사선 토출 방식 등) 세정 대상 회수통을 세정할 수도 있다.
이상 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 기판 처리액 회수 유닛(120) 및 이를 구비하는 기판 처리 장치(100)에 대하여 설명하였다. 기판 처리 장치(100)는 보울 클리닝(Bowl Cleaning)을 최적화시킨 구조가 적용된 것이다. 이러한 기판 처리 장치(100)는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 보울(Bowl)의 세정 효율을 향상시켜 파티클 요인을 빠르게 제거할 수 있다.
둘째, 여러 성상의 약액(Chemical)이 혼합되는 챔버(Chamber) 환경에서 오염 및 화학 반응을 예방하여 챔버의 안전성을 확보할 수 있다.
셋째, Recycle이 필요하여 높은 회수율이 중요한 Chemical에도 사용이 가능하다. Chemical Recycle시 다른 Chemical과의 혼합을 방지하기 위해 하나의 Bowl을 단독으로 사용할 수 있으며, 이때 불순물이 포함되면 순도가 낮아지므로 Bowl Cleaning 기술이 필요하다. Bowl Cleaning 기술을 적용하여 고순도의 Chemical을 회수하면, 동일 양의 Chemical을 보다 많은 Cycle동안 사용 가능하므로 비용 절감의 효과가 있다.
넷째, Bowl Cleaning시, Bowl이나 Chuck 하부 Nozzle을 모터로 구동하여 높낮이를 조절할 수 있고, Bowl 단별 세정이 가능하다.
다섯째, 혼합시 화학 반응이 일어나거나 서로 다른 성상의 여러 chemical을 한 챔버에서 분리해야 할 경우에도 사용이 가능하다. 특히, 발열 또는 화학적 폭발 반응이 일어나는 경우 Bowl Cleaning 기술을 사용하여 Chamber 안전성을 확보할 수 있다.
이상 설명한 기판 처리 장치(100)는 기판(W)을 세정 처리하는 세정 설비(Cleaning System)로 구현될 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.
100: 기판 처리 장치 110: 기판 지지 유닛
111: 스핀 헤드 112: 회전축
113: 회전 구동부 114: 서포트 핀
115: 가이드 핀 120: 기판 처리액 회수 유닛
121: 제1 회수통 122: 제2 회수통
123: 제3 회수통 124: 제1 개구부
125: 제2 개구부 126: 제3 개구부
127: 제1 회수 라인 128: 제2 회수 라인
129: 제3 회수 라인 130: 승강 유닛
140: 분사 유닛 150: 제어 유닛
210: 제1 베이스 211: 제1 베이스의 제1 부분
212: 제1 베이스의 제2 부분 213: 제1 베이스의 제3 부분
214: 제1 베이스의 제4 부분 220: 제1 측벽
230: 제1 상판 231: 제1 상판의 단부
240: 제1 내벽 241: 제1 내벽의 단부
410: 기판 처리액의 배출 방향 420: 중력 방향
510: 제2 베이스 511: 제2 베이스의 제1 부분
512: 제2 베이스의 제2 부분 520: 제2 측벽
530: 제2 상판 531: 제2 상판의 단부
540: 제2 내벽 610: 제3 베이스
611: 제3 베이스의 제1 부분 612: 제3 베이스의 제2 부분
620: 제3 측벽 630: 제3 상판
631: 제3 상판의 단부 640: 제3 내벽

Claims (20)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및
    상기 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 상기 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하며, 제1 회수통을 구비하는 기판 처리액 회수 유닛을 포함하며,
    상기 제1 회수통은,
    상기 제1 회수통의 바닥판으로서, 제1 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하고, 상기 제1 회수 라인과 직접 연결되는 제3 부분 및 상기 제1 회수 라인과 직접 연결되지 않는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스;
    상기 제1 베이스의 외측 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽;
    상기 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및
    상기 제1 베이스의 내측 단부로부터 상방으로 연장되고 상기 제1 측벽과 마주하도록 형성되는 제1 내벽을 포함하고,
    상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 지면으로부터의 높이가 다른 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 부분은 상기 제3 부분보다 높이가 높은 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제3 부분은 상기 제1 회수 라인과 연결되는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 부분은,
    하부에 설치되는 상기 제1 회수 라인과 연결되는 제1 부분; 및
    상기 제1 부분에 인접하며, 적어도 일부가 상기 제1 부분이 위치한 방향으로 하향 경사지게 형성되는 제2 부분을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 직선 형태로 하향 경사지게 형성되거나, 곡선 형태로 하향 경사지게 형성되거나, 또는 계단 형태로 하향 경사지게 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 부분에 대한 상기 제2 부분의 경사각은 20도 이상 70도 이하인 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스는 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향에 대해 수직 방향으로 설치되거나, 틸트되어 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 베이스가 틸트되어 설치되는 경우, 상기 제1 베이스의 길이 방향 및 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향 간에 형성하는 각도는 15도 이하인 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 상판의 단부는 끝단으로 갈수록 단면의 두께가 얇아지는 기판 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리액 회수 유닛은,
    상기 제1 회수통을 둘러싸는 제2 회수통; 및
    상기 제2 회수통을 둘러싸는 제3 회수통을 더 구비하는 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 회수통, 상기 제2 회수통 및 상기 제3 회수통은 서로 다른 기판 처리액을 회수하는 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 회수통은 상기 기판 처리액으로 물을 회수하며,
    상기 제1 내벽의 단부는 내측 방향으로 하향 경사지게 형성되지 않는 기판 처리 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 회수통은,
    상기 제2 회수통의 바닥판으로서, 제2 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하고, 상기 제2 회수 라인과 직접 연결되는 제5 부분 및 상기 제2 회수 라인과 직접 연결되지 않는 제6 부분을 포함하는 제2 베이스;
    상기 제2 베이스의 외측 단부로부터 상방으로 연장되는 제2 측벽;
    상기 제2 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제2 상판; 및
    상기 제2 베이스의 내측 단부로부터 상방으로 연장되고 상기 제2 측벽과 마주하도록 형성되는 제2 내벽을 포함하고,
    상기 제5 부분 및 상기 제6 부분은 지면으로부터의 높이가 다른 기판 처리 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제3 회수통은,
    상기 제3 회수통의 바닥판으로서, 제3 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하고, 상기 제3 회수 라인과 직접 연결되는 제7 부분 및 상기 제3 회수 라인과 직접 연결되지 않는 제8 부분을 포함하는 제3 베이스;
    상기 제3 베이스의 외측 단부로부터 상방으로 연장되는 제3 측벽;
    상기 제3 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제3 상판; 및
    상기 제3 베이스의 내측 단부로부터 상방으로 연장되고 상기 제3 측벽과 마주하도록 형성되는 제3 내벽을 포함하고,
    상기 제7 부분 및 상기 제8 부분은 지면으로부터의 높이가 다른 기판 처리 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리액 회수 유닛을 승강시키는 승강 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 승강 유닛은 상기 기판 지지 유닛의 회전 속도에 따라 상기 기판 처리액 회수 유닛의 높이를 조절하는 기판 처리 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 기판을 습식 세정하는 설비인 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판 처리액 회수 유닛을 세정하는 경우, 상기 기판을 세정하는 데에 이용되는 분사 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 설치되어 있는 노즐 중 적어도 하나를 이용하는 기판 처리 장치.
  19. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및
    상기 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 상기 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하며, 제1 회수통을 구비하는 기판 처리액 회수 유닛을 포함하며,
    상기 제1 회수통은,
    상기 제1 회수통의 바닥판으로서, 제1 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하고, 상기 제1 회수 라인과 직접 연결되는 제3 부분 및 상기 제1 회수 라인과 직접 연결되지 않는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스;
    상기 제1 베이스의 외측 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽;
    상기 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및
    상기 제1 베이스의 내측 단부로부터 상방으로 연장되고 상기 제1 측벽과 마주하도록 형성되는 제1 내벽을 포함하고,
    상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 지면으로부터의 높이가 다르며,
    상기 제1 베이스의 길이 방향 및 상기 기판 지지 유닛의 높이 방향 간에 형성하는 각도는 90도 미만인 기판 처리 장치.
  20. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 둘러싸고, 상기 기판으로 토출되는 기판 처리액을 회수하는 것으로서,
    제1 회수통을 구비하며,
    상기 제1 회수통은,
    상기 제1 회수통의 바닥판으로서, 제1 회수 라인을 통해 상기 기판 처리액을 외부로 배출하고, 상기 제1 회수 라인과 직접 연결되는 제3 부분 및 상기 제1 회수 라인과 직접 연결되지 않는 제4 부분을 포함하는 제1 베이스;
    상기 제1 베이스의 외측 단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측벽;
    상기 제1 측벽의 단부로부터 상향 경사지게 연장되는 제1 상판; 및
    상기 제1 베이스의 내측 단부로부터 상방으로 연장되고 상기 제1 측벽과 마주하도록 형성되는 제1 내벽을 포함하고,
    상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 지면으로부터의 높이가 다른 기판 처리액 회수 유닛.
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