KR102585104B1 - 액 처리 장치 및 약액 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 지지하고 회전시키는 스핀 척과; 상기 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고, 상기 액 공급 유닛은: 제1 유로관과 연결되어 상기 기판에 제1 액을 토출하는 제1 노즐과; 상기 제1 유로관 내의 상기 제1 액의 흐름을 컷오프하는 제1 컷오프 밸브와 상기 제1 액을 석백하는 제1 석백 밸브를 포함하고, 상기 제1 유로관에 설치되는 제1 밸브 조립체와; 제2 유로관과 연결되어 상기 기판에 제2 액을 토출하는 제2 노즐과; 상기 제2 유로관 내의 상기 제2 액의 흐름을 컷오프하는 제2 컷오프 밸브와 상기 제2 액을 석백하는 제2 석백 밸브를 포함하고, 상기 제2 유로관에 설치되는 제2 밸브 조립체와; 상기 제1 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제1 유속 컨트롤러와; 상기 제2 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제2 유속 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제1 속도는 상기 제2 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제2 속도보다 느리고, 상기 제1 액의 표면장력은 상기 제2 액의 표면장력보다 작다.

Description

액 처리 장치 및 약액 제어 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE USING LIQUID AND METHOD FOR COTROLLING LIQUID}
본 발명은 기판을 약액으로 처리하는 액 처리 장치와 기판을 처리하는 약액의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정들이 요구된다.
이들 공정 중 식각 공정은 기판상에 형성된 막질을 제거하는 공정이고, 세정 공정은 반도체 제조를 위한 각 단위 공정의 진행 후 기판 표면에 잔류하는 오염 물질을 제거하는 공정이다. 식각 공정 및 세정 공정은 공정 진행 방식에 따라 습식 방식과 건식 방식으로 분류되며, 습식 방식은 배치 타입의 방식과 스핀 타입의 방식으로 분류된다.
스핀 타입의 방식은 한 장의 기판을 처리할 수 있는 지지 유닛에 기판을 고정한 후, 기판을 회전시키면서 액 공급 노즐을 통해 기판에 약액(예컨대, 식각액, 세정액 또는 린스액)를 공급하여, 원심력에 의해 약액을 기판의 전면으로 퍼지게 함으로써 기판을 세정 처리하며, 기판의 세정 처리 후에는 다양한 방법으로 기판을 건조한다.
스핀 타입 처리 장치에서 기판 세정은 기판을 회전하면서 처리하게 되는데, 회전 중에 기판에 공급되는 약액 및 기타 원인에 의해 정전기가 발생된다. 이와 같은 정전기는 노즐 종단에 노출된 약액에 영향을 미친다. 다시 말해, 정전기에 의해 노즐 종단에 맺힌 약액의 드롭(drop)을 유발하며, 몰림성, 환형 등 특이 결함을 발생시킨다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 액 처리 장치 및 약액 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 정전기로 인한 이상 방사 현상 발생을 제어할 수 있는 액 처리 장치 및 약액 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 공정 절차 시 배관 비움으로 발생하는 퓸(fume) 등에 의한 배관 오염을 최소화 할 수 있는 액 처리 장치 및 약액 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 특히 저표면장력액에 대하여 발생하는 정전기로 인한 이상 방사 현상 발생을 제어할 수 있는 액 처리 장치 및 약액 제어 방법을 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 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 기판을 지지하고 회전시키는 스핀 척과; 상기 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고, 상기 액 공급 유닛은: 상기 기판에 액을 토출하는 노즐과; 상기 노즐과 액 공급원을 유로관과; 상기 유로관상에 제공되고 상기 유로관 내의 상기 액의 흐름을 컷오프하고 석백하는 밸브 조립체와 - 상기 밸브 조립체는: 상기 유로관 내의 상기 처리액의 흐름을 개폐하는 컷오프 밸브와; 상기 컷오프 밸브의 후단에 인접하게 제공되며, 상기 노즐의 상기 액을 석백하는 석백 밸브를 포함-; 상기 컷오프 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제1 유속 컨트롤러와; 상기 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제2 유속 컨트롤러를 포함하고, 상기 제2 유속 컨트롤러는 상기 액이 석백되어 이동하는 속도가 10mm/s 이하이도록 제어한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 석백 밸브에 인가되는 공압을 제1 압력 이하로 조정하는 에어 레귤레이터를 포함하고, 상기 석백 밸브에 인가되는 공압인 제1 공압과 상기 컷오프 밸브에 인가되는 제2 공압은 상이하다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 공압은 상기 제2 공압보다 작을 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 압축 공기 공급원과 연결되는 메인 공기 라인과; 상기 메인 공기 라인에서 분기되어 상기 석백 밸브에 연결되는 제1 공기 라인과; 상기 메인 공기 라인에서 분기되어 상기 컷오프 밸브에 연결되는 제2 공기 라인을 포함하고, 상기 제1 공기 라인에 상기 에어 레귤레이터, 상기 제1 유속 레귤레이터가 제공되고, 상기 제2 공기 라인에 제2 유속 레귤레이터가 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 압력으로 조정되어 유입되는 압축 공기의 개폐를 제어하는 제1 개폐 밸브와 일단이 연결되고, 타단은 상기 석백 밸브에 연결되어 상기 석백 밸브에 압축 공기를 공급하는 제1 공기 라인과; 상기 제1 압력과 상이한 제2 압력으로 조정되어 유입되는 압축 공기의 개폐를 제어하는 제2 개폐 밸브와 일단이 연결되고, 타단은 상기 컷오프 밸브에 연결되는 상기 컷오프 밸브에 압축 공기를 공급하는 제2 공기 라인을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 압력은 상기 제2 압력보다 작을 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제1 스프링 상수가, 상기 컷오프 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제2 스프링 상수보다 클 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 밸브 조립체는 상기 노즐과 상기 밸브 조립체를 연결하는 상기 유로관을 기준으로 상기 노즐로부터 350mm 이내에 설치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 액 공급 유닛은: 아암을 포함하고; 상기 노즐은 상기 아암의 단부에 결합되어 제공되며, 상기 밸브 조립체는 상기 아암에 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 석백 밸브에 의해 석백되어 상기 액이 상기 노즐의 종단으로부터 상승하는 높이는 20mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 액은 유기 용제일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유기 용제는 IPA일 수 있다.
다른 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하고 회전시키는 스핀 척과; 상기 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고, 상기 액 공급 유닛은: 제1 유로관과 연결되어 상기 기판에 제1 액을 토출하는 제1 노즐과; 상기 제1 유로관 내의 상기 제1 액의 흐름을 컷오프하는 제1 컷오프 밸브와 상기 제1 액을 석백하는 제1 석백 밸브를 포함하고, 상기 제1 유로관에 설치되는 제1 밸브 조립체와; 제2 유로관과 연결되어 상기 기판에 제2 액을 토출하는 제2 노즐과; 상기 제2 유로관 내의 상기 제2 액의 흐름을 컷오프하는 제2 컷오프 밸브와 상기 제2 액을 석백하는 제2 석백 밸브를 포함하고, 상기 제2 유로관에 설치되는 제2 밸브 조립체와; 상기 제1 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제1 유속 컨트롤러와; 상기 제2 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제2 유속 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제1 속도는 상기 제2 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제2 속도보다 느리고, 상기 제1 액의 표면장력은 상기 제2 액의 표면장력보다 작다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에서 공기가 유출되는 속도가 상기 제2 석백 밸브에서 공기가 유출되는 속도보다 느리게 상기 제1 유속 컨트롤러 및 상기 제2 유속 컨트롤러가 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 속도는 10mm/s 이하일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제1 공압은, 상기 제2 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제2 공압보다 낮을 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제1 스프링 상수는, 상기 제2 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제2 스프링 상수보다 클 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 밸브 조립체는 상기 제1 노즐과 상기 밸브 조립체를 연결하는 상기 제1 유로관을 기준으로 상기 노즐로부터 350mm 이내에 설치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 액 공급 유닛은: 하나 이상의 아암을 포함하고; 상기 제1 노즐은 상기 아암 중 하나의 단부에 결합되어 제공되며, 상기 제1 밸브 조립체는 상기 제1 노즐이 결합된 상기 아암에 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에 의해 석백되어 상기 제1 액이 상기 제1 노즐의 종단으로부터 상승하는 높이는 20mm 이하 일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 액은 IPA일 수 있다.
또한, 본 발명은 회전하는 기판에 대하여 공급되는 액의 컷오프를 제어하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 약액 제어 방법은, 제1 노즐까지 이어지는 제1 액의 공급 경로에 제1 밸브 조립체를 제공하고, 제2 노즐까지 이어지는 제2 액의 공급 경로에 제2 밸브 조립체를 제공하고, 상기 제1 밸브 조립체는 제1 컷오프 밸브와 상기 제1 컷오프 밸브의 하류에 인접하게 제공되는 제1 석백 밸브를 포함하고, 상기 제2 밸브 조립체는 제2 컷오프 밸브와 상기 제1 컷오프 밸브의 하류에 인접하게 제공되는 제2 석백 밸브를 포함하고, 상기 제1 액의 표면장력은 상기 제2 액의 표면장력보다 작고, 상기 제1 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제1 속도는 상기 제2 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제2 속도보다 느리도록 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에서 공기가 유출되는 속도는 상기 제1 컷오프 밸브에서 공기가 유출되는 속도보다 느릴 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에 인가되는 공압인 제1 공압과, 상기 제1 컷오프 밸브에 인가되는 제2 공압을 상이하게 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 공압은 상기 제2 공압보다 작을 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제1 스프링 상수가, 상기 제2 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제2 스프링 상수보다 클 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브에 의해 석백되어 상기 제1 액이 상기 제1 노즐의 종단으로부터 상승하는 높이는 20mm 이하일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브의 상기 석백 동작에서 상기 제1 액이 석백되어 이동하는 속도가 10mm/s 이하이도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제1 공압은, 상기 제2 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제2 공압보다 낮을 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 액은 유기 용제 일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유기 용제는 IPA일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 정전기로 인한 이상 방사 현상 발생을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공정 절차 시 배관 비움으로 발생하는 퓸(fume) 등에 의한 배관 오염을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 특히 저표면장력액에 대하여 발생하는 정전기로 인한 이상 방사 현상 발생을 제어할 수 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 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 초임계 처리 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 밸브 조립체(900)가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 조립체(600)와, 밸브 조립체가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 밸브 조립체(600)와, 밸브 조립체가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 밸브 조립체(600)와, 밸브 조립체가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 조립체의 컷오프 밸브가 오픈되고, 석백 밸브가 클로즈된 상태에서 약액이 밸브 조립체를 통과하여 노즐로 토출되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 조립체의 컷오프 밸브가 클로즈되고, 석백 밸브가 오픈되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 조립체의 컷오프 밸브가 클로즈되고, 석백 밸브가 오픈된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 11은 종래의 방법에 따른 석백 밸브 동작에 따른 노즐 종단에서의 시간에 따른 약액의 이동을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 석백 밸브 동작에 따른 노즐 종단에서의 시간에 따른 약액의 이동을 보여주는 사진이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함한다'는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
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 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 시스템은 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(미도시)를 포함한다. 일 실시예에 의하며, 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 웨이퍼(W)가 수납된 용기(80)로부터 웨이퍼(W)를 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 웨이퍼(W)를 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. 웨이퍼(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 일체식 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 웨이퍼(W)가 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 후진이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 장치(300), 액 처리 장치(400), 그리고 초임계 처리 장치(500)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 웨이퍼(W)와 처리 모듈(20)로부터 반출되는 웨이퍼(W)가 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 장치(400)는 웨이퍼(W) 상에 액을 공급하여 웨이퍼(W)를 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 초임계 처리 장치(500)는 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 장치(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 장치(400), 그리고 초임계 처리 장치(500) 간에 웨이퍼(W)를 반송한다.
반송 장치(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 장치(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 장치(400)와 초임계 처리 장치(500)는 반송 장치(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 장치(400)와 반송 장치(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 초임계 처리 장치(500)와 반송 장치(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 장치(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 장치(400)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되고, 초임계 처리 장치(500)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 장치(400)들은 초임계 처리 장치(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 장치(300)의 일측에서 액 처리 장치(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. 또한, 반송 장치(300)의 일측에서 초임계 처리 장치(500)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 장치(300)의 일측에는 액 처리 장치(400)들만 제공되고, 그 타측에는 초임계 처리 장치(500)들만 제공될 수 있다.
반송 장치(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 장치(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 웨이퍼(W)가 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 웨이퍼(W)가 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 장치(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.
제어기(미도시)는 기판 처리 시스템을 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판을 설정 공정에 따라 처리되도록 기판 처리 시스템의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(미도시)는 기판 처리 시스템의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 시스템에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
도 2는 도 1의 액 처리 장치(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 장치(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 가진다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 웨이퍼(W)는 처리 공간 내에서 액 처리된다. 지지 유닛(440)은 처리 공간 내에서 웨이퍼(W)를 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 웨이퍼(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 웨이퍼(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 유닛(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 지지 유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 웨이퍼(W)의 회전에 의해 비산되는 전 약액은 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 지지 유닛(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.
지지 유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 웨이퍼(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 웨이퍼(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 웨이퍼(W)가 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, 웨이퍼(W)가 회전될 때 웨이퍼(W)가 지지 유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 웨이퍼(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 웨이퍼(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)을 가진다. 제1 노즐(462)은 제1액을 웨이퍼(W) 상으로 공급한다. 제1액은 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2 노즐(464)은 제2액을 웨이퍼(W) 상으로 공급한다. 제2액은 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2액은 제1액에 비해 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2액은 웨이퍼(W) 상에 공급된 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 제1액을 중화시키고 동시에 제1액에 비해 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제2액은 물일 수 있다. 제3 노즐(466)은 제3액을 웨이퍼(W) 상으로 공급한다. 제3액은 초임계 처리 장치(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3액은 제2액에 비해 초임계 처리 장치(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3액은 유기용제일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 일 예에 의하면, 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다. 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 수 있다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 웨이퍼(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 웨이퍼(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 전 약액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리 회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 초임계 처리 장치(500)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 초임계 처리 장치(500)는 초임계 유체를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 액을 제거한다. 초임계 처리 장치(500)는 베셀(520), 지지 부재(540), 유체 공급 유닛(560), 그리고 차단 플레이트(580)를 포함한다.
베셀(520)은 초임계 공정이 수행되는 처리 공간(502)을 제공한다. 베셀(520)은 상부 베셀(522, upper body)과 하부 베셀(524, lower body)를 가지며, 상부 베셀(522)과 하부 베셀(524)은 서로 조합되어 상술한 처리 공간(502)을 제공한다. 상부 베셀(522)은 하부 베셀(524)의 상부에 제공된다. 상부 베셀(522)은 그 위치가 고정되고, 하부 베셀(524)은 실린더와 같은 구동 부재에 의해 승하강될 수 있다. 하부 베셀(524)이 상부 베셀(522)로부터 이격되면 처리 공간(502)이 개방되고, 이 때 웨이퍼(W)가 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하부 베셀(524)이 상부 베셀(522)에 밀착되어 처리 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다.
초임계 처리 장치(500)는 히터(570)를 가진다. 일 예에 의하면, 히터(570)는 베셀(520)의 벽 내부에 위치된다. 일 실시 예에 있어서, 히터(570)는 베셀(520)을 이루는 상부 베셀(522) 및 하부 베셀(524) 중 어느 하나 이상에 제공될 수 있다. 히터(570)는 베셀(520)의 처리 공간(502) 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 베셀(520)의 처리 공간(502)을 가열한다. 처리 공간(502)은 초임계 유체에 의한 분위기가 형성된다.
지지 부재(미도시)는 베셀(520)의 처리 공간(502) 내에서 웨이퍼(W)를 지지한다. 일 예에 있어서, 지지 부재(미도시)는 고정 로드(미도시)와 거치대(미도시)를 포함한다. 고정 로드(미도시)는 상부 베셀(522)의 저면으로부터 아래로 돌출되도록 상부 베셀(522)에 고정 설치될 수 있다. 고정 로드(미도시)는 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공될 수 있다. 고정 로드(미도시)는 복수 개 제공되며 서로 이격되게 위치될 수 있다. 고정 로드(미도시)들은 이들에 의해 둘러싸인 공간으로 웨이퍼(W)가 반입 또는 반출될 때, 웨이퍼(W)가 고정 로드(미도시)들과 간섭하지 않도록 배치된다. 각각의 고정 로드(미도시)에는 거치대(미도시)가 결합된다. 거치대(미도시)는 고정 로드(미도시)의 하단으로부터 지면에 대하여 수평한 방향으로 연장된다. 일 실시 예에 있어서, 거치대(미도시)는 지지될 웨이퍼(W)의 하면을 지지하도록 웨이퍼(W)의 하단 둘레를 지지 가능한 형상으로 연장된다.
유체 공급 유닛(560)은 베셀(520)의 처리 공간(502)으로 공정 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 공정 유체는 초임계 상태로 처리 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 공정 유체는 가스 상태로 처리 공간(502)으로 공급되고, 처리 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다. 일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)은 상부 공급 라인(564)을 갖는다. 또 다른 예에 있어서, 유체 공급 유닛(560)은 상부 공급 라인(564), 그리고 하부 공급 라인(미도시)을 가진다. 하부 공급 라인(미도시)은 상부 공급 라인(564)으로부터 분기된다. 상부 공급 라인(564)은 상부 베셀(522)에 결합되어 지지 부재(540)에 놓인 웨이퍼(W)의 상부에서 세정 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 상부 공급 라인(564)은 상부 베셀(522)의 중앙에 결합된다. 하부 공급 라인(미도시)은 하부 베셀(524)에 결합되어 지지 부재(540)에 놓인 웨이퍼(W)의 하부에서 세정 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 하부 분기 라인(미도시)은 하부 베셀(524)의 중앙에 결합될 수 있다.
하부 베셀(524)에는 배기 유닛(550)이 결합된다. 베셀(520)의 처리 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 유닛(550)을 통해서 베셀(520)의 외부로 배기된다.
베셀(520)의 처리 공간(502) 내에는 차단 플레이트(미도시)(blocking plate)가 배치될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 베셀(520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(미도시)에 의해 지지된다. 지지대(미도시)는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개가 배치된다. 상부에서 바라볼 때 차단 플레이트(미도시)는 하부 공급 라인(미도시)의 토출구 및 배기 유닛(550)의 유입구와 중첩되도록 제공될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 하부 공급 라인(566)을 통해서 공급된 세정 유체가 웨이퍼(W)를 향해 직접 토출되어 웨이퍼(W)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 2의 밸브 조립체(900)가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하여 밸브 조립체(900)를 설명한다.
밸브 조립체(900)를 설명하기 위하여, 제2 노즐(464)과 연결되는 밸브 조립체(900)를 예로 든다. 약액 공급원(469)은 유로관에 의해 제2 노즐(464)에 연결된다. 약액 공급원(469)은 제2 액을 공급하는 공급원이다. 유로관상에는 밸브 조립체(900)가 제공된다. 밸브 조립체(900)의 상류에는 펌프(미도시)와, 필터(미도시)가 배치될 수 있다.
밸브 조립체(900)는 컷오프 밸브(970)와 석백 밸브(980)를 포함한다. 컷오프 밸브(970)는 약액의 흐름을 개폐한다. 석백 밸브(980)는 약액 토출 후 노즐(464)의 선단에 존재하는 일정량의 약액을 흡입하여 후퇴시킴으로써 약액의 흘림을 방지한다.
컷오프 밸브(970)는 밸브 몸체(971)를 가진다. 밸브 몸체(971) 내에는 상하 방향으로 이동 가능한 피스톤 부재(972)가 설치된다. 피스톤 부재(972)는 피스톤과 축과 디스크를 포함한다. 피스톤의 하단에는 축이 결합된다. 축의 하단에는 디스크가 결합된다. 피스톤 부재(972)의 상부에는 스프링(973)이 설치된다. 스프링(973)의 하단은 피스톤 부재(972)의 상면과 접촉하고, 스프링(973)의 상단은 밸브 몸체(971)의 상부벽 내면에 접촉한다.
밸브 몸체(971)의 측벽에 형성된 유입구(975a)를 통해 피스톤 부재(972)의 피스톤 하부 공간(975)으로 공기(Air)가 유입되면, 피스톤 부재(972)는 상부로 이동된다. 그리고 공기(Air)가 배기되면, 피스톤 부재(972)의 상부에 설치된 스프링(973)의 복원력에 의해 피스톤 부재(972)는 하부로 이동된다. 이와 같은 방식에 의해 피스톤 부재(972)가 상하 방향으로 이동하고, 피스톤 부재(972)의 상하 이동에 따라 디스크가 상하 이동하면서 밸브 몸체(971)에 형성된 유로를 개폐한다.
석백 밸브(980)는 컷오프 밸브(970)의 하류에 인접하게 배치된다. 석백 밸브(980)는 컷오프 밸브(970)와 일체로 제공될 수도 있다. 석백 밸브(980)는 밸브 몸체(981)를 가진다. 밸브 몸체(981) 내에는 상하 방향으로 이동 가능한 피스톤 부재(982)가 설치된다. 피스톤 부재(982)는 피스톤과 축과 다이아프램(984)을 포함한다. 피스톤의 하면에는 축이 수직 방향으로 결합되고, 축의 하단에는 다이아프램(984)이 결합된다. 피스톤의 하부에는 축을 감싸도록 스프링(983)이 설치된다. 스프링(983)의 상단은 피스톤의 하면과 접촉하고, 스프링(983)의 하단은 밸브 몸체(981)의 측벽 내면에 형성된 돌출부에 접촉한다. 축의 하단에 결합된 다이아프램(984)은 돌출부 아래에 위치한다.
밸브 몸체(981)의 측벽에 형성된 유입구(985a)를 통해 피스톤 부재(982)의 상부 공간(985)으로 공기(Air)가 유입되면, 피스톤 부재(982)는 하부로 이동된다. 그리고 유입구(985a)를 통해 공기(Air)가 배기되면, 피스톤 하부에 설치된 스프링(983)의 복원력에 의해 피스톤 부재(982)는 상부로 이동된다. 이와 같은 방식에 의해 피스톤 부재(982)는 상하 방향으로 이동하고, 피스톤 부재(982)의 상하 이동에 따라 다이아프램(984)이 상하 이동한다. 석백 밸브(980)에 형성된 유로는 컷오프 밸브(970)에 형성된 유로와 연통된다.
컷오프 밸브(970)의 유입구(975a)에는 제1 공기 라인(976a)에 의해 제1 유속 컨트롤러(976b)가 연결된다. 제1 유속 컨트롤러(976b)는 컷오프 밸브(970)의 유입구(975a)를 통해 유입/유출되는 공기의 양을 조절한다. 석백 밸브(980)의 유입구(985a)에는 제2 공기 라인(986a)에 의해 제2 유속 컨트롤러(986b)가 연결된다. 제2 유속 컨트롤러(986b)는 석백 밸브(980)의 유입구(985a)를 통해 유입/유출되는 공기의 양을 조절한다.
제1 유속 컨트롤러(976b)와 제2 유속 컨트롤러(986b)는 급기시 공기의 유량 조절이 가능한 미터-인(Meter-in) 방식의 콘트롤러와 배기시 공기의 유량 조절이 가능한 미터-아웃(Meter-out) 방식의 콘트롤러가 일체형으로 혼용된 방식으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1 공기 라인(976a)과 제2 공기 라인(986a)은 메인 공기 라인(966a)으로부터 분기된 것이다. 메인 공기 라인(966a)에는 솔레노이드 밸브(966b)와 같은 밸브가 설치될 수 있다. 솔레노이드 밸브(966b)는 메인 공기 라인(966a) 내의 공기의 흐름을 개폐한다. 또한, 메인 공기 라인(660)에는 레귤레이터(966c)가 설치될 수 있다. 레귤레이터(966c)는 레귤레이터(966c)를 통과하는 공기의 압력을 일정하도록 한다.
메인 공기 라인(966a)을 통해 공급된 공기의 흐름은 제1 공기 라인(976a)과 제2 공기 라인(986a)으로 분기된다. 분기된 공기는 제1 유속 컨트롤러(976b)와 제2 유속 컨트롤러(986b)로 각각 유입되고, 제1 유속 컨트롤러(976b)와 제2 유속 컨트롤러(986b)는 공기의 유량을 제1 공기 라인(976a)과 제2 공기 라인(986a)으로 공급한다. 제1 공기 라인(976a)을 통해 컷오프 밸브(970)에 공기가 공급되면, 피스톤 부재(972)가 상측으로 이동하여 유로관의 유로가 열림 상태가 된다. 그리고 제2 공기 라인(986a)을 통해 석백 밸브(980)에 공기가 공급되면, 피스톤 부재(982)가 하측으로 이동된다. 이때, 그리고 약액 공급원(468)으로부터 공급된 약액은 컷오프 밸브(970)와 석백 밸브(980)의 유로를 통과하여 노즐(464)을 통해 외부로 토출된다.
노즐(464)을 통한 약액의 토출이 완료되면, 메인 공기 라인(966a)을 통한 공기의 공급을 멈추고, 컷오프 밸브(970)와 석백 밸브(980)에 공급된 공기가 배기된다. 컷오프 밸브(970)로부터 배기되는 공기의 유량은 제1 유속 컨트롤러(976b)에 의해 조절되고, 석백 밸브(980)로부터 배기되는 공기의 유량은 제2 유속 컨트롤러(986b)에 의해 조절된다. 컷오프 밸브(970)로부터 공기가 배기되면, 피스톤 부재(972)가 스프링(973)의 복원력에 의해 하부로 이동하고, 피스톤 부재(972)의 유로를 닫힘 상태로 전환시킨다. 석백 밸브(980)로부터 공기가 배기되면, 피스톤 부재(982)가 스프링(983)의 복원력에 의해 상부로 이동하고, 피스톤 부재(972)의 다이아프램(984)이 상부로 이동하면서 약액을 흡입하는 석백 동작을 한다.
제1 유속 컨트롤러(976b)는 컷오프 밸브(970)에 유입되는 공기의 유속 뿐만 아니라 컷오프 밸브(970)로부터 유출되는 공기의 유속을 조절할 수 있다. 제2 유속 컨트롤러(986b)는 석백 밸브(980)에 유입되는 공기의 유속 뿐만 아니라 석백 밸브(980)로부터 유출되는 공기의 유속을 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 밸브 조립체와, 밸브 조립체가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 액 공급 유닛(460)은 약액 공급원(468)과 유로관(467)과 밸브 조립체(600)와 노즐(466)을 포함한다. 실시 예로 노즐(466)은 상술한 제3 노즐(466)으로 제공될 수 있다. 약액 공급원(468)은 유로관(467)에 의해 노즐(466)에 연결된다. 유로관(467)상에는 밸브 조립체(600)가 제공된다. 밸브 조립체(600)의 상류에는 펌프(미도시)와, 필터(미도시)가 배치될 수 있다.
밸브 조립체(600)는 컷오프 밸브(700)와 석백 밸브(800)를 포함한다. 컷오프 밸브(700)는 약액의 흐름을 개폐한다. 석백 밸브(800)는 약액 토출 후 노즐(466)의 선단에 존재하는 일정량의 약액을 흡입하여 후퇴시킴으로써 약액의 흘림을 방지한다.
컷오프 밸브(700)는 밸브 몸체(710)를 가진다. 밸브 몸체(710) 내에는 상하 방향으로 이동 가능한 피스톤 부재(720)가 설치된다. 피스톤 부재(720)는 피스톤과 축과 디스크를 포함한다. 피스톤의 하단에는 축이 결합된다. 축의 하단에는 디스크가 결합된다. 피스톤 부재(720)의 상부에는 스프링(730)이 설치된다. 스프링(730)의 하단은 피스톤 부재(720)의 상면과 접촉하고, 스프링(730)의 상단은 밸브 몸체(710)의 상부벽 내면에 접촉한다.
밸브 몸체(710)의 측벽에 형성된 유입구(755)를 통해 피스톤 부재(720)의 피스톤 하부 공간(750)으로 공기(Air)가 유입되면, 피스톤 부재(720)는 상부로 이동된다. 그리고 공기(Air)가 배기되면, 피스톤 부재(720)의 상부에 설치된 스프링(730)의 복원력에 의해 피스톤 부재(720)는 하부로 이동된다. 이와 같은 방식에 의해 피스톤 부재(720)가 상하 방향으로 이동하고, 피스톤 부재(720)의 상하 이동에 따라 디스크가 상하 이동하면서 밸브 몸체(710)에 형성된 유로를 개폐한다.
석백 밸브(800)는 컷오프 밸브(700)의 하류에 인접하게 배치된다. 석백 밸브(800)는 컷오프 밸브(700)와 일체로 제공될 수도 있다. 석백 밸브(800)는 밸브 몸체(810)를 가진다. 밸브 몸체(810) 내에는 상하 방향으로 이동 가능한 피스톤 부재(820)가 설치된다. 피스톤 부재(820)는 피스톤과 축과 다이아프램(840)을 포함한다. 피스톤의 하면에는 축이 수직 방향으로 결합되고, 축의 하단에는 다이아프램(840)이 결합된다. 피스톤의 하부에는 축을 감싸도록 스프링(830)이 설치된다. 스프링(830)의 상단은 피스톤의 하면과 접촉하고, 스프링(830)의 하단은 밸브 몸체(810)의 측벽 내면에 형성된 돌출부에 접촉한다. 축의 하단에 결합된 다이아프램(840)은 돌출부 아래에 위치한다.
밸브 몸체(810)의 측벽에 형성된 유입구(855)를 통해 피스톤 부재(820)의 상부 공간(850)으로 공기(Air)가 유입되면, 피스톤 부재(820)는 하부로 이동된다. 그리고 유입구(855)를 통해 공기(Air)가 배기되면, 피스톤 하부에 설치된 스프링(830)의 복원력에 의해 피스톤 부재(820)는 상부로 이동된다. 이와 같은 방식에 의해 피스톤 부재(820)는 상하 방향으로 이동하고, 피스톤 부재(820)의 상하 이동에 따라 다이아프램(840)이 상하 이동한다. 석백 밸브(800)에 형성된 유로는 컷오프 밸브(700)에 형성된 유로와 연통된다.
컷오프 밸브(700)의 유입구(755)에는 제1 공기 라인(761)에 의해 제1 유속 컨트롤러(766)가 연결된다. 제1 유속 컨트롤러(766)는 컷오프 밸브(700)의 유입구(755)를 통해 유입/유출되는 공기의 유속을 조절한다. 석백 밸브(800)의 유입구(855)에는 제2 공기 라인(861)에 의해 제2 유속 컨트롤러(866)가 연결된다. 제2 유속 컨트롤러(866)는 석백 밸브(800)의 유입구(855)를 통해 유입/유출되는 공기의 유속을 조절한다.
제1 유속 컨트롤러(766)와 제2 유속 컨트롤러(866)는 급기시 공기의 유량 조절이 가능한 미터-인(Meter-in) 방식의 콘트롤러와 배기시 공기의 유량 조절이 가능한 미터-아웃(Meter-out) 방식의 콘트롤러가 일체형으로 혼용된 방식으로 제공될 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 제1 공기 라인(761)과 제2 공기 라인(861)은 메인 공기 라인(660)으로부터 분기된 것이다. 메인 공기 라인(660)에는 솔레노이드 밸브(667)와 같은 밸브가 설치될 수 있다. 솔레노이드 밸브(미도시)는 메인 공기 라인(660) 내의 공기의 흐름을 개폐한다. 또한, 메인 공기 라인(660)에는 레귤레이터(668)가 설치될 수 있다. 레귤레이터(668)는 레귤레이터(668)를 통과하는 공기의 압력을 일정하도록 한다.
메인 공기 라인(660)을 통해 공급된 공기의 흐름은 제1 공기 라인(761)과 제2 공기 라인(861)으로 분기된다. 분기된 공기는 제1 유속 컨트롤러(766)와 제2 유속 컨트롤러(866)로 각각 유입되고, 제1 유속 컨트롤러(766)와 제2 유속 컨트롤러(866)는 공기의 유량을 제1 공기 라인(761)과 제2 공기 라인(861)으로 공급한다. 제1 공기 라인(761)을 통해 컷오프 밸브(700)에 공기가 공급되면, 피스톤 부재(720)가 상측으로 이동하여 유로관(467)의 유로가 열림 상태가 된다. 그리고 제2 공기 라인(861)을 통해 석백 밸브(800)에 공기가 공급되면, 피스톤 부재(820)가 하측으로 이동된다. 이때, 그리고 약액 공급원(468)으로부터 공급된 약액은 컷오프 밸브(700)와 석백 밸브(800)의 유로를 통과하여 노즐(466)을 통해 외부로 토출된다.
노즐(466)을 통한 약액의 토출이 완료되면, 메인 공기 라인(660)을 통한 공기의 공급을 멈추고, 컷오프 밸브(700)와 석백 밸브(800)에 공급된 공기가 배기된다. 컷오프 밸브(700)로부터 배기되는 공기의 유량은 제1 유속 컨트롤러(766)에 의해 조절되고, 석백 밸브(800)로부터 배기되는 공기의 유량은 제2 유속 컨트롤러(866)에 의해 조절된다. 컷오프 밸브(700)로부터 공기가 배기되면, 피스톤 부재(720)가 스프링(730)의 복원력에 의해 하부로 이동하고, 피스톤 부재(720)의 유로를 닫힘 상태로 전환시킨다. 석백 밸브(800)로부터 공기가 배기되면, 피스톤 부재(820)가 스프링(830)의 복원력에 의해 상부로 이동하고, 피스톤 부재(720)의 다이아프램(840)이 상부로 이동하면서 약액을 흡입하는 석백 동작을 한다.
제1 유속 컨트롤러(766)는 컷오프 밸브(700)에 유입되는 공기의 유속 뿐만 아니라 컷오프 밸브(700)로부터 유출되는 공기의 유속을 조절할 수 있다. 제2 유속 컨트롤러(866)는 석백 밸브(800)에 유입되는 공기의 유속 뿐만 아니라 석백 밸브(800)로부터 유출되는 공기의 유속을 조절할 수 있다.
제2 공기 라인(861)에는 에어 레귤레이터(865)가 설치된다. 에어 레귤레이터(865)는 석백 밸브(800)로 인가되는 공기의 압력을 설정한 압력으로 조정한다. 제1 실시 예에 있어서, 제1 공기 라인(761)과 제2 공기 라인(861)이 메인 공기 라인(660)으로부터 분기됨에 따라, 에어 레귤레이터(865)가 제공되지 않은, 도 4에서와 같은 밸브 조립체(900)에 의하면, 석백 밸브(980)로 인가되는 공기의 압력을 설정한 압력으로 일정하게 유지하는 것이 어렵다. , 석백 밸브(800)로 인가되는 공기의 압력을 설정 범위로 조정하지 않으면, 석백 밸브(800)에 인가된 공기가 석백 밸브(800)로부터 유출되는 경우에, 공기의 유출 속도(특히, 초기 유출 속도)는 스프링(830)의 복원력에 의지하거나 다른 요소들에 의해 영향을 받게 된다. 본 발명의 발명자들은 IPA와 같은 저표면장력액의 경우 기존의 석백 제어로는 약액의 흘러내림 현상을 방지할 수 없는 것을 인지하였다. 저표면장력액은 IPA와 같거나 더 낮은 표면장력을 갖는 약액으로 정의한다. 저표면장력액의 경우 기존의 석백 제어를 하더라도 저표면장력액의 특성에 의해 노즐 벽에 부착된 약액이 완전히 석백되지 못하고 노즐 벽에 잔류하고 잔류된 저표면장력액은 시간이 지남에 따라 흘러내려 액적으로 노즐 팁 밖으로 노출되거나, 드롭(drop)되어 시스템에 활용하는데 어려움이 있었다.
또한, 토출 중단 직후 제2 유속 컨트롤러(866)를 조절하여 석백 밸브(800)의 석백 동작을 최소 속도로 작동시키면, 피스톤 부재(820)의 상부 공간(850)의 공기가 외부로 배출되는 시간이 길어지지만, 이 때 석백 밸브(800) 내 스프링(830)의 임계 구동 작동 압력이 낮으면 공기가 석백 밸브(800)의 외부로 배출되어 공기압이 임계 구동 압력보다 낮아지는 순간까지 석백 동작의 지연(delay)이 발생하여, 석백 동작이 정상적으로 이루어지기 전까지의 지연 시간(delay time) 동안에 약액이 정전기에 의한 영향을 받는 것으로 확인하였다. 석백 동작의 지연(delay)에 대한 실험은 아래의 표 1과 같다. 10초까지도 5.5mm가 상승되었으며, 20초에서도 정전기적 영향을 벗어나기 위한 높이에 도달하지 못하였다.
석백 동작의 지연(delay)에 대한 실험 결과
시간 0.5초 3초 6초 10초 20초
노즐 종단에서 약액이 상승된 높이 0 1mm 2mm 4.5mm 15mm
본 발명의 제1 실시 예에 의하면, 에어 레귤레이터(865)가 적용되어 석백 밸브(800)의 구동 압력을 조정하여 석백 속도가 최소화 될 때 발생할 수 있는 석백 시작 시간 지연을 조정해 리스크를 최소화 할 수 있다.
석백 속도는 최대 속도 0.5mm/s 이상 10mm/s 이하로 셋팅(Setting)한다. 이로서, IPA와 같은 저표면장력액의 석백에 의해 비워진 배관 내 흘러내림 및 노즐 외부 노출을 방지하여, 저표면장력액의 석백의 안정성을 확보할 수 있다. 석백 속도와 석백 안정성의 관계에 대해서는 후술하여 보다 상세하게 설명한다.
도 6는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 밸브 조립체와, 밸브 조립체가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다. 제2 실시 예에 따른 밸브 조립체의 설명에 있어서, 제1 실시 예와 동일한 구성은 제1 실시 예의 설명으로 대신한다.
본 발명의 제2 실시 예에 의하면, 에어 레귤레이터(865)의 적용을 대신하여 스프링 상수가 조정된 스프링(1830)을 사용한다. 스프링 상수의 조정을 통해 석백 지연(delay)이 발생하지 않거나, 지연 시간이 공정에 영향을 미치지 않을 만큼 짧도록 조정할 수 있다. 조정된 스프링 상수는 석백 속도가 최대 속도 0.5mm/s 이상 10mm/s 이하로 셋팅(Setting)되면서도, 석백 지연이 발생하지 않거나, 지연 시간이 공정에 영향을 미치지 않을 만큼 짧도록 하는 값이다. 일 예에 있어서, 인가된 공압이 같은 범위인 경우에 제2 실시 예의 스프링(1830)의 스프링 상수는 제1 실시예의 스프링(830)의 스프링 상수보다 크다. 일 예에 있어서, 인가된 공압이 같은 범위인 경우에 스프링(1830)의 스프링 상수는 컷오프 밸브(700)의 스프링(730)의 스프링 상수보다 크다. 일 실시 예에 있어서. 인가된 공압이 같은 범위인 경우에 스프링(1830)의 스프링 상수는 저표면장력액이 아닌 다른 액(예컨대, 제1 액 또는 제2 액)의 공급에 적용되는 석백 밸브(980)의 스프링(983)의 스프링 상수보다 크다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 밸브 조립체와, 밸브 조립체가 약액의 유로에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다. 제3 실시 예에 따른 밸브 조립체의 설명에 있어서, 제1 실시 예와 동일한 구성은 제1 실시 예의 설명으로 대신한다.
제2 실시 예와 같이, 스프링(1830)의 탄성력이 강한 경우 컷오프 밸브(700)와 석백 밸브(800)가 동시 동작 하여 컷오프 상태에 영향을 미칠 수 있다. 이에, 제3 실시 예와 같이, 컷오프 밸브(700)의 온/오프 동작을 시키는 제1 공기 라인(761)과 석백 밸브(800)를 작동시키는 제2 공기 라인(861)을 완전히 분리시켜 압축 공기 공급원을 별도로 구성할 수 있다. 제1 공기 라인(761)은 제1 압축 공기 공급원(미도시)과 연결하고, 제2 공기 라인(861)은 제2 압축 공기 공급원(미도시)과 연결한다. 제1 공기 라인(761)에는 인가되는 공압을 제어하는 제1 레귤레이터(768)가 제공되고, 제2 공기 라인(861)에는 인가되는 공압을 제어하는 제2 레귤레이터(868)가 제공된다. 제1 공기 라인(761)에는 인가되는 공기의 흐름을 개폐하는 제1 밸브(767)가 제공되고, 제2 공기 라인(861)에는 인가되는 공기의 흐름을 개폐하는 제2 밸브(867)가 제공된다. 그리고 석백 밸브(800)의 작동 시점과 컷오프 밸브(700)의 작동 시점을 각각 조정할 수 있다. 또는 석백 밸브(800)와 컷오프 밸브(700)에 공급되는 공압의 크기를 각각 상이하게 할 수 있다. 석백 밸브(800)에 인가하는 공압을 컷오프 밸브(700)에 인가하는 공압보다 작게할 수 있다.
한편, 상술한 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 있어서, 밸브 조립체(600)에서 노즐(466)까지의 거리는 350mm 이내로 최소화할 수 있다. 예컨대, 밸브 조립체(600)는 노즐 아암(461)에 위치한다. 이로써, 토출 종료 시 워터 해머(water hammer) 효과를 최소화시키고, 정체되는 약액의 양을 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 조립체의 컷오프 밸브가 오픈되고, 석백 밸브가 클로즈된 상태에서 약액이 밸브 조립체를 통과하여 노즐로 토출되는 상태를 보여주는 단면도이다. 도 9은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 조립체의 컷오프 밸브가 클로즈되고, 석백 밸브가 오픈되는 상태를 보여주는 단면도이다. 도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 밸브 조립체의 컷오프 밸브가 클로즈되고, 석백 밸브가 오픈된 상태를 보여주는 단면도이다. 도 8 내지 도 10를 순차적으로 참고하여 설명한다.
도 8을 참조한다. 컷오프 밸브(700)에 공기가 공급되면, 피스톤 부재(720)가 상측으로 이동하여 유로관(467)의 유로가 열림 상태가 된다. 석백 밸브(800)에 공기가 공급되면, 피스톤 부재(820)가 하측으로 이동된다. 이때, 그리고 약액 공급원(468)으로부터 공급된 약액은 컷오프 밸브(700)와 석백 밸브(800)의 유로를 통과하여 노즐(466)을 통해 외부로 토출된다.
도 9을 참조한다. 노즐(466)을 통한 약액의 토출이 완료되면, 메인 공기 라인(660)을 통한 공기의 공급을 멈추고, 컷오프 밸브(700)와 석백 밸브(800)에 공급된 공기가 배출된다. 컷오프 밸브(700)로부터 배기되는 공기의 유속은 제1 유속 컨트롤러(766)에 의해 조절되고, 석백 밸브(800)로부터 배기되는 공기의 유속은 제2 유속 컨트롤러(866)에 의해 조절될 수 있다. 컷오프 밸브(700)로부터 공기가 배출되면, 피스톤 부재(720)가 스프링(730)의 복원력에 의해 하부로 이동하고, 피스톤 부재(720)의 유로를 닫힘 상태로 전환시킨다. 석백 밸브(800)로부터 공기가 배출되면, 피스톤 부재(820)가 스프링(830)의 복원력에 의해 상부로 이동하고, 피스톤 부재(720)의 다이아프램(840)이 상부로 이동하면서 약액을 흡입하는 석백 동작을 한다. 석백 동작을 통해 노즐(466) 종단의 약액이 역방향으로 이동한다. 약액의 이동 속도(v)는 최대 속도가 10mm/s 이하로 되도록 제어된다. 그리고 토출 정지 시점부터 Suck back 시작 까지의 딜레이가 발생하지 않도록 제어되어야 한다.
도 10를 참조한다. 석백 동작이 완료됨에 따라, 약액의 종단은 제1 높이(h) 만큼 상승하게 된다. 약액의 이동 거리는 약액의 종단과 기판(W)까지의 거리에 따라 상이하게 조절될 수 있다. 약액이 상승한 높이인 제1 높이(h)는 20mm이하로 설정될 수 있다. 약액의 상승 높이를 최소화하여 배관 비움을 최소화하면, 유로 내부로 흄(Fume)에 의한 오염 소스(sauce)의 유입을 줄일 수 있다.
도 11은 종래의 방법에 따른 석백 밸브 동작에 따른 노즐 종단에서의 시간에 따른 약액의 이동을 보여주는 사진이다. 컷오프 시점부터 석백이 시작되기까지의 딜레이가 5초 가량 발생하고, 5초 이후에 빠른 속도로 석백되는 것을 확인할 수 있다. 제어되지 못한 석백 속도는 저표면장력액의 잔류를 일으키고, 약액 흘러내림 현상이 발생한다.
도 12은 본 발명의 실시 예에 따른 석백 밸브 동작에 따른 노즐 종단에서의 시간에 따른 약액의 이동을 보여주는 사진이다. 컷오프 시점부터 석백이 시작되기까지의 딜레이가 발생하지 않고, 전 구간에서 균일한 속도로 석백되는 것을 확인할 수 있다. 제어된 석백 속도는 저표면장력액이 잔류되지 않고 석백되도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 저표면장력액의 적용에 있어서, 석백시 약액의 흘림 발생을 최소화할 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 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.

Claims (31)

  1. 기판을 지지하고 회전시키는 스핀 척과;
    상기 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 액 공급 유닛은:
    상기 기판에 액을 토출하는 노즐과;
    상기 노즐과 액 공급원을 연결하는 유로관과;
    상기 유로관상에 제공되고 상기 유로관 내의 상기 액의 흐름을 컷오프하고 석백하는 밸브 조립체와
    상기 밸브 조립체는:
    상기 유로관 내의 상기 처리액의 흐름을 개폐하는 컷오프 밸브와;
    상기 컷오프 밸브의 후단에 인접하게 제공되며, 상기 노즐의 상기 액을 석백하는 석백 밸브를 포함-;
    상기 컷오프 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제1 유속 컨트롤러와;
    상기 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제2 유속 컨트롤러를 포함하고,
    상기 제2 유속 컨트롤러는 상기 액이 석백되어 이동하는 속도가 10mm/s 이하이도록 제어하고,
    상기 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제1 스프링 상수가, 상기 컷오프 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제2 스프링 상수보다 큰 액 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 석백 밸브에 인가되는 공압을 제1 압력 이하로 조정하는 에어 레귤레이터를 포함하고,
    상기 석백 밸브에 인가되는 공압인 제1 공압과 상기 컷오프 밸브에 인가되는 제2 공압은 상이한 액 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 공압은 상기 제2 공압보다 작은 액 처리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    압축 공기 공급원과 연결되는 메인 공기 라인과;
    상기 메인 공기 라인에서 분기되어 상기 석백 밸브에 연결되는 제1 공기 라인과;
    상기 메인 공기 라인에서 분기되어 상기 컷오프 밸브에 연결되는 제2 공기 라인을 포함하고,
    상기 제1 공기 라인에 상기 에어 레귤레이터, 제1 유속 레귤레이터가 제공되고,
    상기 제2 공기 라인에 제2 유속 레귤레이터가 제공되는 액 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    제1 압력으로 조정되어 유입되는 압축 공기의 개폐를 제어하는 제1 개폐 밸브와 일단이 연결되고, 타단은 상기 석백 밸브에 연결되어 상기 석백 밸브에 압축 공기를 공급하는 제1 공기 라인과;
    상기 제1 압력과 상이한 제2 압력으로 조정되어 유입되는 압축 공기의 개폐를 제어하는 제2 개폐 밸브와 일단이 연결되고, 타단은 상기 컷오프 밸브에 연결되는 상기 컷오프 밸브에 압축 공기를 공급하는 제2 공기 라인을 포함하는 액 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 압력은 상기 제2 압력보다 작은 액 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 밸브 조립체는 상기 노즐로부터 상기 노즐과 상기 밸브 조립체를 연결하는 상기 유로관의 유로길이 350mm 이내에 설치되는 액 처리 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은:
    아암을 포함하고;
    상기 노즐은 상기 아암의 단부에 결합되어 제공되며,
    상기 밸브 조립체는 상기 아암에 제공되는 액 처리 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 석백 밸브에 의해 석백되어 상기 액이 상기 노즐의 종단으로부터 상승하는 높이는 20mm 이하인 액 처리 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 액은 유기 용제인 액 처리 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 유기 용제는 IPA인 액 처리 장치.
  13. 기판을 지지하고 회전시키는 스핀 척과;
    상기 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 액 공급 유닛은:
    제1 유로관과 연결되어 상기 기판에 제1 액을 토출하는 제1 노즐과;
    상기 제1 유로관 내의 상기 제1 액의 흐름을 컷오프하는 제1 컷오프 밸브와 상기 제1 액을 석백하는 제1 석백 밸브를 포함하고, 상기 제1 유로관에 설치되는 제1 밸브 조립체와;
    제2 유로관과 연결되어 상기 기판에 제2 액을 토출하는 제2 노즐과;
    상기 제2 유로관 내의 상기 제2 액의 흐름을 컷오프하는 제2 컷오프 밸브와 상기 제2 액을 석백하는 제2 석백 밸브를 포함하고, 상기 제2 유로관에 설치되는 제2 밸브 조립체와;
    상기 제1 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제1 유속 컨트롤러와;
    상기 제2 석백 밸브에 유입 또는 유출되는 공기의 유속을 조절하는 제2 유속 컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제1 속도는 상기 제2 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제2 속도보다 느리고,
    상기 제1 액의 표면장력은 상기 제2 액의 표면장력보다 작고,
    상기 제1 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제1 스프링 상수는,
    상기 제2 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제2 스프링 상수보다 큰 액 처리 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브에서 공기가 유출되는 속도가 상기 제2 석백 밸브에서 공기가 유출되는 속도보다 느리게 상기 제1 유속 컨트롤러 및 상기 제2 유속 컨트롤러가 설정된 액 처리 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 속도는 10mm/s 이하인 액 처리 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제1 공압은,
    상기 제2 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제2 공압보다 낮은 액 처리 장치.
  17. 삭제
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 밸브 조립체는 상기 제1 노즐로부터 상기 노즐과 상기 밸브 조립체를 연결하는 상기 제1 유로관의 유로길이 350mm 이내에 설치되는 액 처리 장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은:
    하나 이상의 아암을 포함하고,
    상기 제1 노즐은 상기 아암 중 하나의 단부에 결합되어 제공되며,
    상기 제1 밸브 조립체는 상기 제1 노즐이 결합된 상기 아암에 제공되는 액 처리 장치.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브에 의해 석백되어 상기 제1 액이 상기 제1 노즐의 종단으로부터 상승하는 높이는 20mm 이하인 액 처리 장치.
  21. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 액은 IPA인 액 처리 장치.
  22. 회전하는 기판에 대하여 공급되는 액의 컷오프를 제어하는 방법에 있어서,
    제1 노즐까지 이어지는 제1 액의 공급 경로에 제1 밸브 조립체를 제공하고,
    제2 노즐까지 이어지는 제2 액의 공급 경로에 제2 밸브 조립체를 제공하고,
    상기 제1 밸브 조립체는 제1 컷오프 밸브와 상기 제1 컷오프 밸브의 하류에 인접하게 제공되는 제1 석백 밸브를 포함하고,
    상기 제2 밸브 조립체는 제2 컷오프 밸브와 상기 제1 컷오프 밸브의 하류에 인접하게 제공되는 제2 석백 밸브를 포함하고,
    상기 제1 액의 표면장력은 상기 제2 액의 표면장력보다 작고,
    상기 제1 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제1 속도는 상기 제2 밸브 조립체가 제공하는 석백 속도인 제2 속도보다 느리도록 하고,
    상기 제1 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제1 스프링 상수가, 상기 제2 석백 밸브에 제공되는 스프링의 스프링 상수인 제2 스프링 상수보다 큰 액 제어 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브에서 공기가 유출되는 속도는 상기 제1 컷오프 밸브에서 공기가 유출되는 속도보다 느린 액 제어 방법.
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브에 인가되는 공압인 제1 공압과, 상기 제1 컷오프 밸브에 인가되는 제2 공압을 상이하게 하는 액 제어 방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 제1 공압은 상기 제2 공압보다 작은 액 제어 방법.
  26. 삭제
  27. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브에 의해 석백되어 상기 제1 액이 상기 제1 노즐의 종단으로부터 상승하는 높이는 20mm 이하인 액 제어 방법.
  28. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브의 석백 동작에서 상기 제1 액이 석백되어 이동하는 속도가 10mm/s 이하이도록 제어하는 액 제어 방법.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 제1 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제1 공압은,
    상기 제2 석백 밸브의 작동을 위해 인가되는 공압인 제2 공압보다 낮은 액 제어 방법.
  30. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 액은 유기 용제인 액 제어 방법.
  31. 제30 항에 있어서,
    상기 유기 용제는 IPA인 액 제어 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117090974B (zh) * 2023-10-18 2024-01-30 海普瑞(常州)洁净系统科技有限公司 用于12英寸晶圆半导体制造的清洗配液阀

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013071026A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toshiba Corp 塗布装置及び塗布方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0735863B2 (ja) * 1990-01-25 1995-04-19 シーケーデイ株式会社 液だれ防止装置
JP3859221B2 (ja) * 1997-09-05 2006-12-20 シーケーディ株式会社 空気圧駆動用の開閉制御弁
JP4414753B2 (ja) * 2003-12-26 2010-02-10 東京エレクトロン株式会社 現像装置及び現像処理方法
KR101023750B1 (ko) * 2008-10-28 2011-03-28 세메스 주식회사 유체 흐름 개폐 유닛 및 이를 이용한 기판 처리 장치.
JP2010171295A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Tokyo Electron Ltd 処理液供給システムにおける液切れ制御方法
KR20170052330A (ko) * 2015-11-04 2017-05-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101817212B1 (ko) * 2016-04-29 2018-02-21 세메스 주식회사 처리액 분사 유닛 및 기판 처리 장치
JP7132054B2 (ja) * 2018-09-21 2022-09-06 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置、及び基板処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013071026A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toshiba Corp 塗布装置及び塗布方法

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