KR102620012B1 - 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리에 관한 것으로서, 기판을 일방향으로 이동시키기 위한 기판 반송부, 상기 일방향을 따라, 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 복수의 기판 세정 챔버, 상기 일방향을 따라, 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 분배 챔버, 상기 양측의 분배 챔버로 각각 분기되며 각각의 기판 세정 챔버로 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급라인, 상기 처리액 공급라인에 연결되어 상기 기판 세정 챔버 내의 기판처리장치에 처리액을 배출하는 처리액 배출라인, 상기 양측의 기판 세정 챔버에서 배출되지 않은 처리액을 통합하여 회수하기 위한 처리액 회수라인, 상기 처리액 공급라인과 처리액 회수라인을 연결하는 처리액 순환라인 및, 상기 처리액 순환라인에 설치되는 처리액 조정 공급장치를 포함하여 구성되어, 별도의 지령이 없을 경우 처리액 공급라인을 통해 공급되는 처리액은 처리액 회수라인을 지나 처리액 순환라인을 통해 다시 처리액 공급라인으로 유입되는 것에 의해 언제든 사용 가능한 상태에 놓이게 되므로 대응속도가 빠르고 처리액의 낭비가 없다는 장점이 있다.

Description

처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리{SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING LIQUID CIRCULATION STRUCTURE}
본 발명은 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 준비가 완료된 기판 세정 챔버에만 처리액이 토출되도록 할 수 있고 토출되지 않은 처리액은 조건에 맞게 조정한 후 순환시켜서 사용할 수 있으므로 처리액의 낭비를 방지할 수 있고 신속한 기판처리의 대응이 가능한 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조되며, 이를 위하여 증착 공정, 포토리소그래프 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정들이 요구된다.
이 중 세정 공정과 건조 공정은, 상기 기판 상에 존재하는 이물질이나 파티클 등을 제거한 후 건조하는 공정으로서, 기판을 스핀 헤드(척 베이스) 상에 지지한 상태에서 고속으로 회전시키면서 기판의 표면이나 이면에 처리액을 공급함으로써 이루어진다.
상기 처리액으로는 케미칼, 린스액, 또는 유기 용제일 수 있다.
상기 케미칼은 강산 또는 강염기의 액일 수 있으며, 린스액은 순수일 수 있고, 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있으나, 그 외의 다양한 공지의 약액이 채택될 수 있다.
이러한 처리액에 의한 기판 처리 공정은 복수 개의 기판 세정 챔버에서 선택적 또는 동시 다발적으로 진행된다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 기판 처리설비(1)는 기판 반송 유닛(240)의 양측으로 각각 복수의 기판 세정 챔버(260a,260b)가 배치되되, 기판의 반송방향으로 액 공급부(400)를 중심으로 양쪽에 대칭으로 기판 세정 챔버(260a,260b)가 설치되는 구조로 되어 있다.
상기 액 공급부(400)는 기판을 처리액으로 처리하기 위한 기판 세정 챔버(260a,260b)들 내에 각각 처리액을 공급하는 구성요소이다.
그러나, 종래의 액 공급부(400)는 다수의 기판 세정 챔버(260a,260b)에 압력의 편차없이 처리액을 공급하는 구성만이 개시되어 있을 뿐 처리액을 순환시켜서 사용함으로써 처리액의 낭비를 방지하고 신속한 기판처리의 대응을 할 수 있도록 하는 기술에 대해서는 전혀 개시된 바 없다.
선행문헌 : 한국공개특허 제10-2018-0079018호 (2018.07.10)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 준비가 완료된 기판 세정 챔버에만 처리액이 토출되도록 할 수 있고 토출되지 않은 처리액은 조건에 맞게 조정한 후 순환시켜서 사용할 수 있으므로 처리액의 낭비를 방지할 수 있고 신속한 기판처리의 대응이 가능한 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리는,
기판을 일방향으로 이동시키기 위한 기판 반송부;
상기 일방향을 중심으로 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 복수의 기판 세정 챔버;
상기 일방향을 중심으로 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 분배 챔버;
상기 양측의 분배 챔버로 각각 분기되며 각각의 기판 세정 챔버로 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급라인;
상기 처리액 공급라인에 연결되어 상기 기판 세정 챔버 내의 기판처리장치에 처리액을 배출하는 처리액 배출라인;
상기 양측의 기판 세정 챔버에서 배출되지 않은 처리액을 통합하여 회수하기 위한 처리액 회수라인;
상기 처리액 공급라인과 처리액 회수라인을 연결하는 처리액 순환라인; 및
상기 처리액 순환라인에 설치되는 처리액 조정 공급장치;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 처리액 공급라인, 처리액 배출라인 및 처리액 회수라인은 삼방향 밸브를 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 삼방향 밸브는,
상기 처리액 공급라인에 설치되는 정압밸브;
상기 처리액 배출라인에 설치되는 상시닫힘밸브; 및
상기 처리액 회수라인에 설치되는 상시열림밸브;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 처리액 배출라인과 처리액 회수라인의 분기점, 및 정압밸브 사이에는 상기 처리액 공급라인의 배관 단면적보다 작은 단면적을 가지는 오리피스가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 정압밸브는, 유량계와 전공 레귤레이터가 조합된 LFC(Liquid Flow Controller)인 것을 특징으로 한다.
상기 상시닫힘밸브가 닫히고 상시열림밸브가 열리는 순환모드와, 상기 상시닫힘밸브가 열리고 상시열림밸브가 닫히는 토출모드별로 상기 정압밸브를 지나는 유량이 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 순환모드시 회수되는 유량은 상기 토출모드시 배출되는 유량보다 적거나 같은 것을 특징으로 한다.
상기 오리피스는 배출 유량대별로 다른 내경이 채택되되, 배출 유량대가 높을수록 큰 내경이 채택되는 것을 특징으로 한다.
상기 일방향을 중심으로 양측에는 각각 복수의 기판 세정 챔버가 배치되며, 상기 양측의 분배 챔버는 상기 일방향을 따라 배치된 복수의 기판 세정 챔버들 사이의 중앙에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 기판을 일방향으로 이동시키기 위한 기판 반송부, 상기 일방향을 중심으로, 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 복수의 기판 세정 챔버, 상기 일방향을 중심으로, 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 분배 챔버, 상기 양측의 분배 챔버로 각각 분기되며 각각의 기판 세정 챔버로 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급라인, 상기 처리액 공급라인에 연결되어 상기 기판 세정 챔버 내의 기판처리장치에 처리액을 배출하는 처리액 배출라인, 상기 양측의 기판 세정 챔버에서 배출되지 않은 처리액을 통합하여 회수하기 위한 처리액 회수라인, 상기 처리액 공급라인과 처리액 회수라인을 연결하는 처리액 순환라인 및, 상기 처리액 순환라인에 설치되는 처리액 조정 공급장치를 포함하여 구성되어, 별도의 지령이 없을 경우 처리액 공급라인을 통해 공급되는 처리액은 처리액 회수라인을 지나 처리액 순환라인을 통해 다시 처리액 공급라인으로 유입되는 것에 의해 언제든 사용 가능한 상태에 놓이게 되므로 기판처리의 대응속도가 빠르고 처리액의 낭비가 없다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 처리액 공급라인, 처리액 배출라인 및 처리액 회수라인은 삼방향 밸브를 통해 상호 연결되므로, 처리액 배출라인과 처리액 회수라인의 교차적 개폐동작이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 삼방향 밸브는, 상기 처리액 공급라인에 설치되는 정압밸브, 상기 처리액 배출라인에 설치되는 상시닫힘밸브 및, 상기 처리액 회수라인에 설치되는 상시열림밸브를 포함하여 구성되어 설정된 일정한 압력으로 처리액 배출라인 또는 처리액 회수라인으로 처리액이 전달되므로 각 기판 세정 챔버 내에서의 균일한 기판 처리가 보장될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 처리액 배출라인과 처리액 회수라인의 분기점, 및 정압밸브 사이에는 상기 처리액 공급라인의 배관 단면적보다 작은 단면적을 가지는 오리피스가 설치되는 것을 특징으로 하므로, 정압밸브의 출구측 부분에 일정 압력이 걸리게 되어 정압밸브에 의한 압력 제어가 한층 용이하게 이루어질 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 일방향을 중심으로 양측에는 각각 복수의 기판 세정 챔버가 배치되며, 상기 분배 챔버는 상기 일방향을 따라 배치된 복수의 기판 세정 챔버들 사이의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하므로, 기판 세정 챔버에 대한 한층 신속한 처리액의 공급이 가능하게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 포함된 삼방향 밸브의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리(1000)는, 기판을 일방향으로 이동시키기 위한 기판 반송부(100), 상기 일방향을 중심으로 상기 기판 반송부(100)의 양측에 각각 배치되는 복수의 기판 세정 챔버(200) 및, 상기 일방향을 중심으로 상기 기판 반송부(100)의 양측에 각각 배치되며 상기 일방향을 따라 배치된 복수의 기판 세정 챔버(200)들 중 이웃하는 기판 세정 챔버(200)들 사이에 각각 배치되는 분배 챔버(300), 상기 기판 반송부(100)의 양측의 분배 챔버(300)로 분기된 후 상기 일방향을 따라 분배 챔버(300)의 양쪽에 이웃하는 각각의 기판 세정 챔버(200)로 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급라인(400), 상기 처리액 공급라인(400)에 연결되어 상기 기판 세정 챔버(200) 내의 기판처리장치(미도시)에 처리액을 배출하는 처리액 배출라인(500), 상기 기판 반송부(100)의 양측에서 각각, 상기 일방향을 따라 상기 분배 챔버(300)와 이웃하는 각각의 기판 세정 챔버(200)로부터 분배 챔버(300)로, 배출되지 않은 처리액을 모은 후 통합하여 회수하기 위한 처리액 회수라인(600), 상기 처리액 공급라인(400)과 처리액 회수라인(600)을 연결하는 처리액 순환라인(700) 및,상기 처리액 순환라인(700)에 설치되는 처리액 조정 공급장치(800)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 각각의 기판 세정 챔버(200) 내에 설치된 삼방향 밸브(900)를 통해 상기 처리액 공급라인(400), 처리액 배출라인(500) 및 처리액 회수라인(600)이 상호 연결되어 있다.
도면에서는 편의를 위해 상기 처리액 공급라인(400), 처리액 배출라인(500) 및 처리액 회수라인(600)이 일부 복수의 기판 세정 챔버(200)에만 연결되어 있는 것으로 표시되어 있으나, 설치된 모든 기판 세정 챔버(200)에 연결되어 있다는 점을 미리 밝힌다.
이러한 구성에 따라, 별도의 지령이 없을 경우 처리액 공급라인(400)을 통해 공급되는 처리액은 처리액 회수라인(600)을 지나 처리액 순환라인(700)을 통해 다시 처리액 공급라인(400)으로 유입되어 언제든 사용 가능한 상태에 놓이게 되므로 대응속도가 빠르고 처리액의 낭비가 없다는 장점이 있다.
또한, 어느 특정 기판 세정 챔버(200)에 처리액이 요구되는 경우에는 그 기판 세정 챔버(200)에 연결된 처리액 배출라인(500)은 개방되는 반면 처리액 회수라인(600)은 폐쇄되게 되어 소정의 기판 처리공정이 적절히 수행된다.
이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 처리액 공급라인(400), 처리액 배출라인(500) 및 처리액 회수라인(600)은 각각의 기판 세정 챔버(200) 내에 설치된 삼방향 밸브(900)를 통해 상호 연결되어 개폐 조작될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 삼방향 밸브(900)를 통해 처리액 배출라인(500)과 처리액 회수라인(600)의 교차적 개폐동작이 이루어질 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 삼방향 밸브(900)의 일 예로서, 상기 처리액 공급라인(400)에 설치되는 정압밸브(910), 상기 처리액 배출라인(500)에 설치되는 상시닫힘밸브(920) 및, 상기 처리액 회수라인(600)에 설치되는 상시열림밸브(930)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 도시되지 않은 제어부에 의해 별도의 지령이 없으면 상기 처리액 배출라인(500)은 상시닫힘밸브(920)에 의해 폐쇄된 상태를 유지하고 처리액 회수라인(600)은 상시열림밸브(930)에 의해 개방된 상태를 유지하여 처리액 순환라인(700)을 통해 순환하는 상태를 유지하게 된다.
이 경우, 상기 정압밸브(910)에 의해, 설정된 일정한 압력으로 처리액 배출라인(500) 또는 처리액 회수라인(600)으로 처리액이 전달되므로 각 기판 세정 챔버(200) 내에서의 균일한 기판 처리가 보장될 수 있다.
또한, 상기 처리액 공급라인(400)에 설치되는 정압밸브(910)는 유량계(911)와 전공 레귤레이터(ER, 912)가 조합된 LFC(Liquid Flow Controller)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 처리액 배출라인(500)과 처리액 회수라인(600)의 분기점(P), 및 정압밸브(910) 사이에는 상기 처리액 공급라인(400)의 배관 단면적보다 작은 단면적을 가지는 오리피스(950)가 설치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 LFC(413)의 출구측 부분에 일정 압력이 걸리게 되어 LFC(413)에 의한 압력 제어가 한층 용이하게 이루어질 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 상시닫힘밸브(920)가 닫히고 상시열림밸브(930)가 열리는 순환모드와, 상기 상시닫힘밸브(920)가 열리고 상시열림밸브(930)가 닫히는 토출모드별로 상기 정압밸브(910)를 지나는 유량이 가변되도록 조정되어 기판에 대한 처리액의 토출에는 영향이 없도록 하면서도 작동 비용을 절감할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 순환모드시 회수되는 유량은 상기 토출모드시 배출되는 유량보다 적거나 같게 설정될 수 있다.
또한, 상기 오리피스(950)는 배출 유량대별로 다른 내경이 채택되되, 배출 유량대가 높을수록 큰 내경이 채택되도록 하여 유압이 급변하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 처리액 순환라인(700)에는 처리액 조정 공급장치(800)가 설치되어 항온과 농도 유지가 이루어지게 되므로 처리액이 낭비되는 경우가 없고 빠른 기판 처리 대응이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 일방향을 중심으로 양측에는 각각 복수의 기판 세정 챔버(200)가 배치되며, 상기 양측의 분배 챔버(300)는 상기 일방향을 따라 배치되는 복수의 기판 세정 챔버(200)들 사이의 중앙에 각각 배치되도록 함으로써 기판 세정 챔버(200)에 대한 한층 신속한 처리액의 공급이 가능하게 된다.
이 경우 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 처리액 공급라인(400)은 일측의 분배 챔버(300)로부터 타측의 분배 챔버(300)로 분기될 수 있으며, 상기 분배 챔버(300) 내에서 처리액 공급라인(400)이 위쪽을 향해 연장되면서 각 기판 세정 챔버(200)로 분기되는 구성을 가질 수 있다.
유사하게, 상기 처리액 회수라인(600)은 타측의 분배 챔버(300)로부터 일측의 분배 챔버(300)로 분기될 수 있으며, 상기 분배 챔버(300) 내에서 처리액 공급라인(400)이 아래쪽을 향해 연장되면서 각 기판 세정 챔버(200)로부터 유입되는 처리액을 취합하는 구성을 가질 수 있다.
일측의 처리액 공급라인(400)으로부터 타측의 처리액 회수라인(600)은 처리액 순환라인(700)에 의해 연결되며 상기 처리액 순환라인(700)에는 상기 처리액 조정 공급장치(800)가 설치된다.
도 4에서 처리액 배출라인(500)은 전방 일측의 기판 세정 챔버(200)에만 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 편의상의 도시이며 실제로는 전체 기판 세정 챔버(200)에 모두 배치되는 것임을 밝혀둔다.
전술한 실시예에서는 상하방향으로 3층, 길이방향을 따라 2개씩 좌우에 기판 세정 챔버(200)가 각각 배치되는 구성이 개시되어 있으나, 상기 기판 세정 챔버(200)의 갯수가 특별히 한정될 필요는 없다.
도 3에서 기술되지 않은 구성부호 B는 기판이 반송되기 전에 임시로 머무르는 공간인 버퍼 유닛이고, L은 기판이 수납되는 캐리어가 안착되는 로드 포트이고, F는 상기 기판을 캐리어로부터 버퍼 유닛(B)으로 이송하기 위한 이송 프레임이다.
본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100... 기판 반송부
200... 기판 세정 챔버
300... 분배 챔버
400... 처리액 공급라인
500... 처리액 배출라인
600... 처리액 회수라인
700... 처리액 순환라인
800... 처리액 조정 공급장치
900... 삼방향 밸브
910... 정압밸브
911... 유량계
912... 전공 레귤레이터
920... 상시닫힘밸브
930... 상시열림밸브
1000... 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리
I... 인덱스 모듈
L... 로드 포트
P... 분기점

Claims (9)

  1. 기판을 일방향으로 이동시키기 위한 기판 반송부;
    상기 일방향을 중심으로 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되는 복수의 기판 세정 챔버;
    상기 일방향을 중심으로 상기 기판 반송부의 양측에 각각 배치되며 상기 일방향을 따라 배치된 복수의 기판 세정 챔버들 중 이웃하는 기판 세정 챔버들 사이에 각각 배치되는 분배 챔버;
    상기 기판 반송부의 양측의 분배 챔버로 분기된 후 상기 일방향을 따라 분배 챔버의 양쪽에 이웃하는 각각의 기판 세정 챔버로 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급라인;
    상기 처리액 공급라인에 연결되어 상기 기판 세정 챔버 내의 기판처리장치에 처리액을 배출하는 처리액 배출라인;
    상기 기판 반송부의 양측에서 각각, 상기 일방향을 따라 상기 분배 챔버와 이웃하는 각각의 기판 세정 챔버로부터 분배 챔버로, 배출되지 않은 처리액을 모은 후 통합하여 회수하기 위한 처리액 회수라인;
    상기 처리액 공급라인과 처리액 회수라인을 연결하는 처리액 순환라인; 및
    상기 처리액 순환라인에 설치되는 처리액 조정 공급장치;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 각각의 기판 세정 챔버 내에 설치된 삼방향 밸브를 통해 상기 처리액 공급라인, 처리액 배출라인 및 처리액 회수라인이 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 삼방향 밸브는,
    상기 처리액 공급라인에 설치되는 정압밸브;
    상기 처리액 배출라인에 설치되는 상시닫힘밸브; 및
    상기 처리액 회수라인에 설치되는 상시열림밸브;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 처리액 배출라인과 처리액 회수라인의 분기점, 및 정압밸브 사이에는 상기 처리액 공급라인의 배관 단면적보다 작은 단면적을 가지는 오리피스가 설치되는 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정압밸브는, 유량계와 전공 레귤레이터가 조합된 LFC(Liquid Flow Controller)인 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상시닫힘밸브가 닫히고 상시열림밸브가 열리는 순환모드와, 상기 상시닫힘밸브가 열리고 상시열림밸브가 닫히는 토출모드별로 상기 정압밸브를 지나는 유량이 가변되는 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 순환모드시 회수되는 유량은 상기 토출모드시 배출되는 유량보다 적거나 같은 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 오리피스는 배출 유량대별로 다른 내경이 채택되되, 배출 유량대가 높을수록 큰 내경이 채택되는 것을 특징으로 하는 처리액 순환구조를 포함하는 기판 처리 어셈블리.
  9. 삭제
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