KR102622445B1 - 기판 처리 장치 및 액 공급 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 지지 유닛에 놓인 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고 노즐에 액을 공급하는 액 공급 유닛과; 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 액 공급 유닛은, 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와; 내부 공간에 저장된 액을 순환시키며 제1 히터가 설치되는 제1 순환 라인을 포함하고, 제어기는, 제1 히터가 액을 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제1 온도까지 가열하도록 제1 히터를 제어할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 액 공급 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND LIQUID SUPPLYING METHOD}
본 발명은 기판에 액을 공급하는 기판 처리 장치 그리고 액 공급 방법에 관한 것이다.
기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 그리고 금속 오염물 등의 오염 물질은 반도체 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미친다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
일반적으로 기판의 세정은 케미컬을 이용하여 기판 상에 잔류하는 금속 이물질, 유기 물질, 또는 파티클 등을 제거하는 케미컬 처리 공정, 순수를 이용하여 기판 상에 잔류하는 케미컬을 제거하는 린스 공정, 그리고 질소 가스 등을 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정을 포함한다.
케미컬 또는 린스액 등의 처리액을 기판 상에 공급하는 처리 공정에서 액 공급 유닛은 노즐 유닛에 처리액을 제공한다. 일반적으로 액 공급 유닛은 처리액을 저장하는 탱크와, 탱크의 내부 공간으로부터 노즐 유닛에 처리액을 제공하는 공급라인, 기판을 처리한 후에 탱크의 내부 공간으로 처리액을 회수하는 회수라인 등을 포함한다.
다만, 처리액으로 기판을 처리하기 위해 처리액을 공정 온도로 가열하는 경우, 액이 특정 온도 이상이 되면 배관, 히터, 밸브 등에서 파티클이 발생하게 된다. 배관 등에서 발생된 파티클은 처리액 내부에서 부유한다. 처리액 내부에 부유하는 파티클을 노즐로 공급하기 전에 여과하기 위해 공급라인 등에 필터가 제공된다. 그러나, 파티클이 지속적으로 발생함에 따라 필터에 파티클이 축적되어 필터의 수명을 단축시키고 배관 내의 압력 손실을 야기하는 문제가 있다.
처리액 내부의 파티클은 배관의 내벽 등에서 고온의 환경 하에 발생하는 바, 처리액을 가열하는 히터와 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐 사이의 길이가 멀수록 배관 내에 파티클은 더욱 많이 발생한다.
본 발명은 액 공급 유닛 내에서 파티클의 발생을 최소로하는 기판 처리 장치 그리고 액 공급 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액 공급 유닛 내에 제공되는 필터의 수명을 증가하는 기판 처리 장치 그리고 액 공급 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액 공급 유닛 내에서 피처리체로 공급되는 액의 압력 손실을 최소로하는 기판 처리 장치 그리고 액 공급 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 지지 유닛에 놓인 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고 노즐에 액을 공급하는 액 공급 유닛과; 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 액 공급 유닛은, 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와; 내부 공간에 저장된 액을 순환시키며 제1 히터가 설치되는 제1 순환 라인과; 제1 순환 라인으로부터 분기되어 노즐에 액을 공급하는 아웃렛 라인과; 아웃렛 라인으로부터 분기되어 탱크의 내부 공간으로 액을 회수하는 회수 라인을 포함하고, 제어기는, 제1 히터가 액을 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제1 온도까지 가열하도록 제1 히터를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 순환 라인은, 제1 히터의 하류에 제1 히터와 인접하게 제공되는 제1 필터가 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 액 공급 유닛은, 제1 순환 라인으로부터 분기되는 분기점에 제1 필터가 설치되며 내부 공간에 저장된 액을 순환시키는 제2 순환 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 아웃렛 라인은, 노즐에 인접하게 제공되며 제2 히터가 설치되는 가열부를 포함하고, 제어기는, 제2 히터가 액이 기판을 처리하는 제2 온도로 액을 가열하도록 제2 히터를 제어하고, 제2 온도는 제1 온도보다 높게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 가열부는, 제2 히터의 하류에 제2 히터와 인접하게 제공되는 제2 필터가 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 가열부는, 액이 흐르는 배관과; 배관을 감싸도록 제공되며 내부에 가열액이 흐르는 튜브를 포함하고, 제2 히터는 가열액을 가열하도록 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 배관은, 가열부의 일측단에 제공되는 제1측부와 가열부의 타측단에 제공되는 제2측부 그리고 제1측부와 제2측부를 연결하는 복수 개의 연결관을 포함하고, 연결관의 직경은 제1측부 및 제2측부의 직경보다 작게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 히터는 가열액을 제3온도로 가열하고, 제3온도는 제2 온도보다 높게 제공될 수 있다.
일 실시 예에서, 기판 처리 장치는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 지지 유닛에 놓인 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고 노즐에 액을 공급하는 액 공급 유닛과; 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 액 공급 유닛은, 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와; 내부 공간에 저장된 액을 순환시키며 제1 히터가 설치되는 제1 순환 라인과; 제1 순환 라인으로부터 분기되어 노즐에 액을 공급하는 아웃렛 라인과; 아웃렛 라인으로부터 분기되어 탱크의 내부 공간으로 액을 회수하는 회수 라인을 포함하고, 아웃렛 라인은, 노즐에 인접하게 제공되며 제2 히터가 설치되는 가열부를 포함하고, 제어기는, 제1 히터가 액을 제1 온도까지 가열하고 제2 히터가 액을 제2 온도까지 가열하도록 제1 히터와 제2 히터를 제어하고, 제2 온도는 제1 온도 보다 높게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 온도는 상온 내지 70°C 일 수 있다.
일 실시예에서, 제2 온도는 70°C 내지 90°C 일 수 있다.
일 실시예에서, 아웃렛 라인은, 제1 히터의 하류에 제1 히터와 인접하게 제공되는 제1 필터가 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 가열부는, 제2 히터의 하류에 제2 히터와 인접하게 제공되는 제2 필터가 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 가열부는, 액이 흐르는 배관과; 배관을 감싸도록 제공되며 내부에 가열액이 흐르는 튜브를 포함하고, 제2 히터는 가열액을 가열하도록 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 배관은, 가열부의 일측단에 제공되는 제1측부와 가열부의 타측단에 제공되는 제2측부 그리고 제1측부와 제2측부를 연결하는 복수 개의 연결관을 포함하고, 연결관의 직경은 제1측부 및 제2측부의 직경보다 작게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 히터는 가열액을 제3온도로 가열하고, 제3온도는 제2 온도보다 높게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 액은 IPA일 수 있다.
또한, 본 발명은 액 공급 방법을 제공한다. 일 실 시예에서, 액을 공급하는 방법에 있어서, 액을 노즐로 공급하기 이전에 액을 제1 온도로 순환시키는 순환 단계; 그리고, 순환 단계 이후에 액을 노즐로 공급하는 공급 단계를 포함하고, 순환 단계에서 액은 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제 1온도까지 가열될 수 있다.
일 실시예에서, 공급 단계에서 액은 제2 온도로 가열되고, 제2 온도는 제1 온도 보다 높게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 온도는 액으로 기판을 처리하는 공정 온도일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 액 공급 유닛 내에서 파티클의 발생을 최소로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 액 공급 유닛 내에 제공되는 필터의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 액의 압력 손실을 최소로할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비의 일 예를 개략적으로 보여주는 정면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공된 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛의 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 방법의 순서도를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 방법을 순서대로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 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 기판처리설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가지고, 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)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 안착된다. 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 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)을 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정 챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정 챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정 챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼유닛(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 공정처리모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정처리모듈(20)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 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(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 공정 챔버(260)로 기판을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정 챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정 챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판처리장치(300)가 제공된다. 각각의 공정 챔버(260) 내에 제공된 기판처리장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다.
예컨대, 공정 챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정 챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정 챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정 챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정 챔버(260)와 제2그룹의 공정 챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판(W)을 세정하는 기판처리장치(300)의 일 예를 설명한다. 도 2는 기판처리장치(300)의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리장치(300)는 하우징(320), 지지 유닛(340), 승강유닛(360), 노즐 유닛(380), 그리고 액 공급 유닛(400)을 가진다.
하우징(320)은 기판처리공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 하우징(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 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. 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 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 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 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 하우징(320) 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 몸체(342), 지지 핀(334), 척 핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지 핀(334)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(334)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(334)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판이 일정거리 이격되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다. 척 핀(346)은 복수 개 제공된다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지 핀(334)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척 핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판의 측부를 지지한다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척 핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행시에는 척 핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척 핀(346)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강유닛(360)은 하우징(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 하우징(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 하우징(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 하우징(320)의 상부로 돌출되도록 하우징(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 하우징(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리액으로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강유닛(360)은 하우징(320) 대신 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
노즐 유닛(380)은 기판을 처리하는 공정 시, 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 노즐 유닛(380)은 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동시킨다. 노즐지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(384)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 하우징(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(384)이 하우징(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 노즐 유닛(380)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 노즐 유닛(380)이 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 노즐 유닛(380)을 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 노즐 유닛(380)으로 액을 공급한다. 일 예에서, 액 공급 유닛(400)은 노즐 유닛(380)으로 유기 용제를 공급한다. 예컨대, 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA;isopropyl alcohol)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛(400)의 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 액 공급 유닛(400)은 액 공급원(410), 탱크(420), 인렛 라인(413), 드레인 라인(421), 제1 순환 라인(440), 제2 순환 라인(460), 아웃렛 라인(480) 그리고 회수 라인(490)을 포함한다.
액 공급원(410)은 공정에 사용되는 액을 저장하며 탱크(420)에 액을 공급한다. 탱크(420) 내부 공간에는 액이 저장된다. 일 예에서, 탱크(420)의 내부에는 센서(미도시)가 장착된다. 센서(미도시)는 탱크의 내부 공간에 저장된 액의 잔여량을 검출한다. 인렛 라인(413)은 액 공급원(410)을 탱크(420)에 연결한다. 인렛 라인(413)에는 인렛 밸브(411)가 설치되어 액 공급원(410)으로부터 탱크(420)로 공급되는 액의 유량을 조절한다.
드레인 라인(421)은, 탱크(420)를 배수한다. 드레인 라인(421)에는 드레인 밸브(423)가 설치되어 탱크(420)로부터 배수되는 액의 유량을 조절한다.
제1 순환 라인(440)은 탱크(420)의 내부 공간에 저장된 액을 순환시킨다. 제1 순환 라인(440)에는, 제1 순환 밸브(433), 펌프(441), 제1 히터(443) 그리고 제1 필터(445)가 설치된다. 제1 순환 밸브(433)는 탱크(420)의 내부 공간으로부터 펌프(441)에 제공되는 액의 유량을 조절한다. 펌프(441)는 제1 히터(443)로 제공되는 액의 분당 스트로크를 제어하여 액의 공급 유량을 조절한다.
제1 히터(443)는 제1 순환 라인(440)을 순환하는 액을 가열한다. 제1 필터(445)는 제1 히터(443)의 하류에 제1 히터(443)와 인접하게 제공된다. 제1 필터(445)는 제1 순환 라인(440)에 제공되는 배관 내부에 부유하는 파티클을 여과한다. 일 예에서, 제1 필터(445)는 제1 히터(443)와 펌프(441)의 하류에 제공되어 제1 히터(443) 또는 펌프(441)의 내부에서 발생되는 파티클을 여과한다.
제2 순환 라인(460)은 제1 순환 라인(440)으로부터 분기된다. 일 예에서, 제1 순환 라인(440)과 제2 순환 라인(460)의 분기점에 제1 필터(445)가 설치된다. 제2 순환 라인(460)은 제1 필터(445) 등에 의해 제1 순환 라인(440)에 발생하는 기포를 제거한다.
아웃렛 라인(480)은 제1 순환 라인(440)으로부터 분기되어 노즐(384)에 액을 공급한다. 아웃렛 라인(480)과 제1 순환 라인(440)의 분기점에는 제2 순환 밸브(447)가 제공된다. 일 예에서, 제2 순환 밸브(447)는 삼방 밸브로 제공된다. 제2 순환 밸브(447)는 아웃렛 라인(480)과 제1 순환 라인(440)의 분기점에서 액의 방향과 액의 유량을 조절한다. 아웃렛 라인(480)에는 가열부(470) 그리고 공급 밸브(483)가 설치된다.
회수 라인(490)은 아웃렛 라인(480)으로부터 분기되어 탱크(420)의 내부 공간으로 액을 회수한다. 회수 라인(490)에는 아웃렛 밸브(481)가 설치된다. 아웃렛 밸브(481)는 회수 라인(490)과 아웃렛 라인(480)의 분기점에 제공된다. 일 예에서, 아웃렛 밸브(481)는 삼방 밸브로 제공된다 아웃렛 밸브(481)는 회수 라인(490)과 아웃렛 라인(480)의 분기점에서 액의 방향과 액의 유량을 조절한다.
이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 가열부(470)에 대해 설명한다. 도 4는 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(470)의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 가열부(470)는 제2 히터(473), 제2 필터(475)를 포함한다.
제2 필터(475)는 제2 히터(473)의 하류에 제2 히터(473)와 인접하게 제공된다. 가열부(470)는, 배관(472)과 튜브(474)를 포함한다. 배관(472) 내부에는 액이 흐른다. 일 예에서, 배관(472)은, 가열부(470)의 일측단에 제공되는 제1측부(4721)와 가열부(470)의 타측단에 제공되는 제2측부(4723) 그리고 제1측부(4721)와 제2측부(4723)를 연결하는 복수 개의 연결관(4725)을 포함한다. 연결관(4725)의 직경은 제1측부(4721) 및 제2측부(4723)의 직경보다 작게 제공된다. 일 예에서, 연결관(4725)은 8 개 제공될 수 있다.
튜브(474)는 배관(472)을 감싸도록 제공되며 내부에 가열액이 흐른다. 일 예에서, 가열액은 순수(Deionized water)일 수 있다. 일 예에서, 제2 히터(473)는 가열액을 가열하도록 제공된다. 가열액은 연결관(4725)에 흐르는 액을 가열한다. 즉, 튜브(474) 내의 가열액은 액을 중탕하는 형식으로 가열한다.
일 예에서, 가열부(470)와 노즐(384) 사이에는 진공 라인 또는 석백 밸브 등이 제공될 수 있다. 이에, 노즐(384)에서 액의 토출이 종료되고 난 후에 노즐(384)의 토출단으로부터 약액을 석션할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 액 공급 방법에 대해 설명한다. 제어기는, 본 발명의 기판 처리 방법을 수행하기 위해 액 공급 유닛(400)을 제어한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 방법의 순서도를 나타내는 도면이고, 도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 방법을 순서대로 나타내는 도면이다. 화살표는 유체의 흐름을 나타낸다. 밸브의 내부가 채워진 것은 밸브가 닫혀 있는 것이고, 밸브의 내부가 비워있는 것은 밸브가 개방되어 있는 것을 의미한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 액 공급 방법은, 순환 단계(S10) 그리고 공급 단계(S20)를 포함한다. 도 7 및 도 8은 각각 순환 단계(S10)와 공급 단계(S20)를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 순환 단계(S10)에서, 액을 노즐(384)로 공급하기 이전에 제1 순환 라인(440) 또는 제2 순환 라인(460)을 통해 액을 순환시킨다. 이때 제1 히터(443)는 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제1 온도까지 액을 가열한다. 액은 제1 순환 라인(440)을 수회 순환하면서 제1 히터(443)에 의해 제1 온도까지 가열된다. 일 예에서, 제1 온도는 상온 내지 70°C이다.
액의 온도가 상승하여 특정 온도에 도달하면 액 공급 유닛(400) 내부에 파티클이 발생하게 된다. 그러나, 본 발명은 제1 히터(443)가 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 온도까지만 액을 가열함에 따라 제1 순환 라인(440) 또는 제2 순환 라인(460)에는 내부에 파티클을 포함하지 않는 깨끗한 액이 흐른다. 제1 순환 라인(440)에 흐르는 액의 온도가 제1 온도에 도달된 이후에, 기판을 처리할 준비가 완료되면 공급 단계(S20)가 시작된다.
도 8을 참조하면, 공급 단계(S20)에서 아웃렛 라인을 통해 노즐(384)로 액이 공급된다. 제2 히터(473)는 액을 제2 온도로 가열한다. 제2 온도는 액이 기판을 처리하는 공정 온도이다. 제2 온도는 제1 온도보다 높은 온도로 제공된다. 일 예에서, 제2 온도는 70°C 내지 90°C이다. 일 예에서, 제2 히터(473)는 가열액을 가열하도록 제공된다. 가열액은 제2 히터(473)에 의해 제3 온도로 가열된다. 제3 온도는 제2 온도보다 높게 제공된다 일 예에서, 제3 온도는 70°C 내지 100°C이다. 가열액은 가열부(470)를 지나는 액을 제2 온도로 중탕 형식으로 승온시킨다.
제1 히터(443)에 의해 제1 온도로 가열된 액은 제2 히터(473)에 의해 재차 가열된다. 제2 히터(473)는 노즐(384)과 인접하게 제공된다. 따라서, 제2 히터(473)에서 가열된 액은 노즐(384)까지 비교적 짧은 경로로 이동된다. 즉, 파티클이 용출되지 않는 제1 온도 이상인 제2 온도로 가열된 액은 최소한의 경로를 통해 노즐(384)로 제공된다. 이에, 제2 온도로 가열된 액에 의해 배관(472)에서 발생되는 파티클을 최소화할 수 있다.
상술한 예에서는, 액 공급 유닛에 제공되는 액은 이소프로필알코올(IPA)인 것으로 설명하였다. 그러나, 액 공급 유닛에 제공되는 액은 다른 액을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액(chemical)은 불산, 황산, 질산, 인산 등과 같은 산성 용액이거나, 수산화 칼륨, 수산화 나트륨, 암모늄 등을 함유하는 알칼리성 용액이거나, 순수일 수 있다.
상술한 예에서는, 제2 필터(475)는 제2 히터(473)의 하류에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 다른 예에서, 제2 필터(475)는 가열부(470)에 제공되는 배관(472) 내에 제공될 수 있다.
상술한 예에서는, 제1 필터가 제1 히터(443)의 하류에 제공되고, 제2 필터(475)가 제2 히터(473)의 하류에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 다른 예에서, 제1 필터와 제2 필터(475)는 제공되지 않을 수 있다.
상술한 예에서는, 제2 히터(473)는 배관(472)을 중탕하는 가열액을 가열하는 것으로 설명하였다. 그러나, 이와 달리 제2 히터(473)는 배관(472)을 직접적으로 가열하도록 제공될 수 있다. 제2 히터(473)는 접액 구조 또는 비접액 구조로 제공될 수 있다. 일 예에서, 제2 히터(473)는 배관(472)의 외경과 내경 사이에 위치하는 열선으로 제공될 수 있다. 다른 예에서, 제2 히터(473)는 배관(472)과 이격되어 배관(472) 내부에 액을 가열하는 램프로 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 액이 순환 라인(440)을 순환할 때에 파티클이 용출되지 않는 선대기 온도인 제1 온도로 제공되어 순환 라인(440) 내부에 파티클이 발생되지 않는 이점이 있다. 이에 따라, 제1 필터의 교체 시기를 늘리고, 순환 라인(440)에 제공되는 배관(472)에서 발생하는 액의 압력 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액이 기판을 처리하는 공정온도인 제2 온도로 가열된 이후에 기판으로 공급되기까지의 경로를 최소화하여, 아웃렛 라인 내부에 파티클 발생이 최소화되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 히터의 하류에 필터를 배치하여, 히터 내부에서 발생되는 파티클이나, 고온의 약액에 의해 배관(472) 등에서 발생하는 파티클을 여과할 수 있는 이점이 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.
360: 하우징
380: 노즐 유닛
400: 액 공급 유닛
410: 액 공급원
420: 탱크
440: 제1 순환 라인
443: 제1 히터
445: 제1 필터
460: 제2 순환 라인
470: 가열부
473: 제2 히터
475: 제2 필터
480: 아웃렛 라인
490: 회수 라인

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 놓인 상기 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고
    상기 노즐에 상기 액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간에 저장된 액을 순환시키며 제1 히터가 설치되는 제1 순환 라인을 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1 히터가 상기 액을 상기 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제1 온도까지 가열하도록 상기 제1 히터를 제어하고,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 제1 순환 라인으로부터 분기되어 상기 노즐에 상기 액을 공급하는 아웃렛 라인을 더 포함하고,
    상기 아웃렛 라인은,
    상기 노즐에 인접하게 제공되며 제2 히터가 설치되는 가열부를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제2 히터가 상기 액이 기판을 처리하는 제2 온도로 상기 액을 가열하도록 상기 제2 히터를 제어하고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도와 상이하게 제공되고,
    상기 가열부는,
    상기 액이 흐르는 배관과;
    상기 배관을 감싸도록 제공되며 내부에 가열액이 흐르는 튜브를 포함하고,
    상기 제2 히터는 상기 가열액을 가열하도록 제공되고,
    상기 배관은,
    상기 가열부의 일측단에 제공되는 제1측부와 상기 가열부의 타측단에 제공되는 제2측부 그리고 상기 제1측부와 상기 제2측부를 연결하는 복수 개의 연결관을 포함하고,
    상기 연결관의 직경은 상기 제1측부 및 상기 제2측부의 직경보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 순환 라인은,
    상기 제1 히터의 하류에 상기 제1 히터와 인접하게 제공되는 제1 필터가 설치되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 제2 히터의 하류에 제2 히터와 인접하게 제공되는 제2 필터가 설치되는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 히터는 상기 가열액을 제3온도로 가열하고,
    상기 제3온도는 상기 제2 온도보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 놓인 상기 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고
    상기 노즐에 상기 액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간에 저장된 액을 순환시키며 제1 히터가 설치되는 제1 순환 라인과;
    상기 제1 순환 라인으로부터 분기되어 상기 노즐에 상기 액을 공급하는 아웃렛 라인을 포함하고,
    상기 아웃렛 라인은,
    상기 노즐에 인접하게 제공되며 제2 히터가 설치되는 가열부를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1 히터가 상기 액을 상기 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제1 온도까지 가열하고 상기 제2 히터가 상기 액을 제2 온도까지 가열하도록 상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 제어하고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도 보다 높게 제공되고,
    상기 가열부는,
    상기 액이 흐르는 배관과;
    상기 배관을 감싸도록 제공되며 내부에 가열액이 흐르는 튜브를 포함하고,
    상기 제2 히터는 상기 가열액을 가열하도록 제공되고,
    상기 배관은,
    상기 가열부의 일측단에 제공되는 제1측부와 상기 가열부의 타측단에 제공되는 제2측부 그리고 상기 제1측부와 상기 제2측부를 연결하는 복수 개의 연결관을 포함하고,
    상기 연결관의 직경은 상기 제1측부 및 상기 제2측부의 직경보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 온도는 상온 내지 70°C 인 기판 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 온도는 70°C 내지 90°C 인 기판 처리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 순환 라인은,
    상기 제1 히터의 하류에 상기 제1 히터와 인접하게 제공되는 제1 필터가 설치되는 기판 처리 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 제2 히터의 하류에 제2 히터와 인접하게 제공되는 제2 필터가 설치되는 기판 처리 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제2 히터는 상기 가열액을 제3온도로 가열하고,
    상기 제3온도는 상기 제2 온도보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
  17. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 놓인 상기 기판에 액을 공급하는 노즐; 그리고
    상기 노즐에 상기 액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 액을 저장하는 내부 공간을 가지는 탱크와;
    상기 내부 공간에 저장된 액을 순환시키며 제1 히터가 설치되는 제1 순환 라인과;
    상기 제1 순환 라인으로부터 분기되어 상기 노즐에 상기 액을 공급하는 아웃렛 라인을 포함하고,
    상기 아웃렛 라인은,
    상기 노즐에 인접하게 제공되며 제2 히터가 설치되는 가열부를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1 히터가 상기 액을 상기 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제1 온도까지 가열하고 상기 제2 히터가 상기 액을 제2 온도까지 가열하도록 상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 제어하고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도 보다 높게 제공되고,
    상기 액은 IPA인 기판 처리 장치.
  18. 액을 공급하는 방법에 있어서,
    액을 노즐로 공급하기 이전에 상기 액을 제1 온도로 순환시키는 순환 단계; 그리고,
    상기 순환 단계 이후에 상기 액을 상기 노즐로 공급하는 공급 단계를 포함하고,
    상기 순환 단계에서 상기 액은 상기 액 내부에 파티클이 용출되지 않는 제 1온도까지 가열되고,
    상기 액은 IPA인 액 공급 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 공급 단계에서 상기 액은 제2 온도로 가열되고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도 보다 높게 제공되는 액 공급 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 온도는 상기 액으로 기판을 처리하는 공정 온도인 액 공급 방법.
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