KR20080060787A - 처리액 공급장치 및 상기 장치를 구비하는 기판 처리 설비 - Google Patents

처리액 공급장치 및 상기 장치를 구비하는 기판 처리 설비 Download PDF

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KR20080060787A
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Abstract

본 발명은 처리액을 공급하는 장치 및 상기 장치를 구비하여 기판을 처리하는 설비에 관한 것으로, 본 발명에 따른 처리액 공급장치는 노즐 내부에 항온수를 공급하여 공정시 노즐에 의해 토출되는 처리액의 온도를 일정하게 유지시키되, 상기 항온수로는 상기 처리액을 사용한다. 따라서, 본 발명은 공정시 노즐이 일정한 온도로 처리액을 토출시킨다.
반도체, 노즐, 약액, 처리액, 항온수,

Description

처리액 공급장치 및 상기 장치를 구비하는 기판 처리 설비{TREATING LIQUID SUPPLY APPARATUS AND FACILITY FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.
2는 도 1에 도시된 노즐의 내부 구성도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 절단한 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐 내 처리액의 온도조절이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
1 : 기판 처리 설비
10 : 공정처리부
20 : 처리유체 공급부
110 : 노즐
120 : 처리액 공급장치
122 : 처리액 저장탱크
124 : 처리액 공급라인
132 : 항온수 공급라인
134 : 항온수 회수라인
본 발명은 처리액을 공급하는 장치 및 상기 장치를 구비하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 기판을 처리하는 설비 중 습식 세정 설비는 웨이퍼 상에 처리액을 분사하여 웨이퍼 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 설비이다. 일반적인 습식 세정 설비는 용기, 지지부재, 그리고 처리액 공급장치를 포함한다. 용기는 내부에 웨이퍼를 처리하는 공간을 제공한다. 용기는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지부재는 공정시 용기 내부에서 웨이퍼를 지지한다. 그리고, 처리액 공급장치는 공정시 상기 지지부재에 의해 지지된 웨이퍼로 처리액을 공급한다. 처리액 공급장치는 처리액 저장탱크 및 상기 처리액 저장탱크로부터 노즐로 처리액을 공급하는 처리액 공급라인을 가진다. 공정시 처리액 공급장치는 처리액이 요구되는 시점에 상기 처리액 공급라인을 개방시켜 처리액을 상기 노즐을 통해 웨이퍼로 토출시킨다.
그러나, 상술한 처리액 공급장치는 공정시 노즐이 일정한 온도로 처리액을 토출하기 어려웠다. 즉, 공정시 처리액 공급장치는 공정상 요구되는 시점에서만 상기 처리액 공급라인을 개방시켜 노즐을 통해 처리액을 토출하므로, 처리액의 공급이 요구되지 않는 시간에는 상기 노즐 내부에서 대기하는 처리액의 온도가 변화될 수 있다. 특히, 고온의 케미칼을 사용하는 공정에서는 처리액의 공급대기시간이 길어질수록 상기 노즐 내부에 잔류하는 처리액의 온도가 내려가므로, 공정시 처리액이 기설정된 공정온도보다 낮은 온도로 토출되는 현상이 발생된다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 공정시 처리액을 일정한 온도로 공급하는 처리액 공급장치 및 상기 처리액 공급장치를 구비하는 기판 처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 처리액 공급장치는 처리액을 저장하는 처리액 저장탱크, 상기 처리액 순환라인으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급라인, 그리고 상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 처리액을 토출시키는 노즐을 포함하되, 상기 노즐은 상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 토출구로 이동시키는 공급관, 상기 공급관의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 항온수가 흐르는 공간을 제공하는 제1 하우징, 그리고 상기 제1 하우징의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 상기 제1 하우징으로 공급된 항온수가 회수되는 공간을 제공하는 제2 하우징을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리액 공급장치는 상기 처리액 저장탱크 내 처리액을 상기 제1 하우징으로 공급하는 항온수 공급라인 및 상기 제2 하우징으로부터 상기 처리액 저장탱크로 회수시키는 항온수 회수라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 항온수로는 상기 처리액이 사용된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 내부에 기판을 처리하는 공정을 수행하는 공간을 제공하는 용기, 공정시 상기 용기 내부에서 기판을 지지하는 지지부재, 그리고 공정시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판을 향해 처리액을 공급하는 노즐을 구비하는 처리액 공급장치를 포함하되, 상기 처리액 공급장치는 처리액을 저장하는 처리액 저장탱크, 상기 처리액 순환라인으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급라인, 그리고 상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 처리액을 토출시키는 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 토출구로 이동시키는 공급관, 상기 공급관의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 항온수가 흐르는 공간을 제공하는 제1 하우징, 그리고 상기 제1 하우징의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 상기 제1 하우징으로 공급된 항온수가 회수되는 공간을 제공하는 제2 하우징을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리액 공급장치는 상기 처리액 저장탱크 내 처리액을 상기 제1 하우징으로 공급하는 항온수 공급라인 및 상기 제2 하우징으로부터 상기 처리액 저장탱크로 회수시키는 항온수 회수라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 항온수로는 상기 처리액이 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 일 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해지도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되도록 하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 실시예에서는 반도체 집적회로 칩 제조용 웨 이퍼를 세정하는 습식 세정 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 처리액을 사용하여 기판을 처리하는 모든 기판 처리 설비에 적용이 가능하다.
(실시예)
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이고, 2는 도 1에 도시된 노즐의 내부 구성도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 A-A'선을 절단한 모습을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 설비(facility for treating substrate)(1)는 공정처리부(process treating member)(10) 및 처리유체 공급부(treating-fluid supply member)(20)를 포함한다. 공정처리부(10)는 반도체 기판(이하, '웨이퍼'라 함)(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 처리유체 공급부(20)는 공정처리부(10)로 웨이퍼(W)의 처리 공정에 필요한 처리유체를 공급한다.
공정처리부(10)는 복수의 공정챔버들(process chamber)를 포함한다. 공정챔버들 각각은 용기(vessel)(12), 지지부재(support unit)(14), 그리고 구동부재(driving member)(16)를 포함한다. 용기(12)는 내부에 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 용기(12)는 상부가 개방된 컵(cup) 형상을 가진다. 용기(12)의 개방된 상부는 공정시 웨이퍼(W)의 출입이 이루어지는 통로로 사용된다. 지지부재(14)는 공정시 용기(12) 내부에서 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지부재(14)로는 스핀척(spin chuck)이 사용된다. 그리고, 구동부재(16)는 공정시 지지부재(14)를 구동시킨다.
처리유체 공급부(20)는 처리액 공급장치(apparatus for supply treating-liquid) 및 항온수 공급라인(constant temperature water supply line)(132), 그리고 항온수 회수라인(constant temperature water recovery line)(134)를 포함한다. 처리액 공급장치는 노즐(nozzle)(10) 및 공급부재(supply member)(120)를 포함한다. 노즐(110)은 공정시 웨이퍼(W)의 처리면으로 처리액을 토출한다. 노즐(110)은 복수개가 구비된다. 예컨대, 노즐(110)은 제1 세정액을 분사하는 노즐(110a), 제2 세정액을 분사하는 노즐(110b), 그리고 린스액을 분사하는 노즐(110c)을 포함한다. 각각의 노즐(110a, 110b, 110c)은 공정위치(a) 및 대기위치(b) 상호간에 이동된다. 공정위치(a)는 공정시 웨이퍼(W) 표면으로 처리액을 토출시키기 위한 위치이고, 대기위치(b)는 공정위치(a)로 이동되기 전에 노즐(110)이 대기하는 위치이다.
공급부재(120)는 공정시 노즐(110)로 처리액을 공급한다. 공급부재(120)는 처리액 저장탱크(122) 및 처리액 공급라인(124)을 포함한다. 처리액 저장탱크(122)는 처리액을 저장한다. 처리액 공급라인(124)은 처리액 저장탱크(122) 내 처리액을 노즐(110)로 공급한다. 처리액 공급라인(124)에는 펌프(pump)(124a) 및 히터(heater)(124b)가 설치된다. 펌프(124a)는 처리액 공급라인(124) 내부에 유동압을 제공한다. 히터(124b)는 처리액 공급라인(124)을 따라 흐르는 처리액을 기설정된 온도로 가열한다. 노즐(110)은 세 개의 노즐들(110a, 110b, 110c)을 포함한다. 노즐들(110a, 110b, 110c)은 각각 서로 다른 공정챔버들에 사용된다. 이때, 노즐들(110a, 110b, 110c)은 서로 동일한 공정온도로 처리액을 토출시킨다. 노즐(110)에 대한 상세한 설명은 후술하겠다.
항온수 공급라인(132)은 노즐(110)로 항온수를 공급한다. 일 실시예로서, 항온수 공급라인(132)의 일단은 처리액 공급라인(124)과 연결되고, 타단은 노즐(110)에 연결된다. 따라서, 항온수 공급라인(132)은 처리액 공급라인(124)으로부터 노즐(110)로 처리액을 공급한다. 본 실시예에서는 항온수 공급라인(132)이 처리액 공급라인(122)으로부터 분기되어 노즐(110)로 항온수를 공급하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 처리액을 항온수로 사용하므로, 항온수 공급라인(132)은 처리액 저장탱크(122)로부터 노즐(110)로 항온수를 공급할 수도 있다. 그리고, 항온수 회수라인(134)은 노즐(110)로 공급된 항온수를 처리액 저장탱크(122)로 회수한다.
계속해서, 노즐(110)의 구성에 대해 상세히 설명한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 노즐(110)은 공급관(supply line)(112), 제1 하우징(first housing)(114), 그리고 제2 하우징(second housing)(116)을 포함한다. 공급관(112)은 공정시 처리액 공급라인(124)으로부터 처리액을 공급받아 웨이퍼(W)의 처리면으로 처리액을 토출시킨다. 공급관(112)의 끝단에는 토출부(112a)가 제공된다. 토출부(112a)는 공정시 처리액을 토출시키는 부분이다. 제1 하우징(114)은 내부에 공급관(112) 내 처리액과 열교환되는 항온수가 흐르는 공간을 제공한다. 제1 하우징(114)은 공급관(112)의 외부를 감싸도록 제공된다. 제1 하우징(114)은 원통형상을 가진다. 제1 하우징(114)의 일단에는 항온수 공급라인(132)이 연결되고, 제1 하우징(114)의 타단에는 제2 하우징(116)과 통하는 개구(c)가 형성된다. 개구(c)는 제1 하우징(114)으로 공급된 후 공급관(112) 내 처리액과 열교환된 항온수가 제2 하우징(116)으로 이동되기 위한 통로이다. 제2 하우징(116)은 내부에 제1 하우징(114)를 따라 흐르면서 처리액과 열교환된 항온수를 회수하는 공간을 제공한다. 제2 하우징(116)은 대체로 원통형상을 가진다. 제2 하우징(116)은 제1 하우징(114)의 외부를 감싸도록 제공된다. 제2 하우징(116)의 일단에는 항온수 회수라인(134)과 연결된다. 열교환된 항온수는 제2 항온수 회수라인(134)을 통해 제2 하우징(116)으로부터 처리액 저장탱크(122)로 회수된다.
본 실시예에서는 처리액을 저장하는 처리액 저장탱크(122) 내 처리액을 항온수로 사용하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 처리액(항온수)을 저장하는 별도의 항온수 저장탱크를 더 구비하고, 항온수 공급라인 및 항온수 회수라인이 상기 항온수 저장탱크로부터/로 노즐(110)로/로부터 항온수를 공급 및 회수할 수도 있다.
이하, 상술한 기판 처리 설비(1)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들에 대한 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
공정이 개시되면, 웨이퍼(W)는 로봇암(robot arm)과 같은 기판 이송 장치(미도시됨)에 의해 공정챔버의 지지부재(14)에 로딩(loading)된다. 웨이퍼(W)가 로딩되면, 구동부재(16)는 지지부재(14)를 구동시켜 웨이퍼(W)를 기설정된 회전속도로 회전시킨다. 그리고, 노즐(110)은 대기위치(b)로부터 공정위치(a)로 이동된 후 회전되는 웨이퍼(W) 표면으로 처리액을 토출시킨다. 토출된 처리액은 웨이퍼(W) 표면을 처리한다. 공정이 완료된 웨이퍼(W)는 상기 기판 이송 장치에 의해 지지부재(14)로부터 언로딩(unloading)된 후 후속 공정이 수행되는 설비로 반출된다.
상술한 공정을 수행하는 과정에서 각각의 노즐들(110a, 110b, 110c)은 일정한 온도로 처리액의 토출이 가능하다. 즉, 도 4를 참조하면, 공정시 항온수 공급라인(132)은 노즐(110)의 제1 하우징(112) 내부로 항온수를 공급한다. 제1 하우징(114)으로 공급된 항온수는 공급관(112) 내 처리액과 열교환된 후 개구(c)를 통해 제2 하우징(116)으로 이동된다. 제2 하우징(116)으로 이동된 처리액은 항온수 회수라인(134)을 통해 처리액 저장탱크(122)로 회수된다. 따라서, 노즐(110)은 공정 진행시 지속적으로 항온수에 의해 기설정된 온도가 조절된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리액 공급장치 및 기판 처리 설비는 노즐 내부에 항온수를 순환시켜 공정시 노즐로 토출되는 처리액의 온도를 공정온도로 유지시키되 상기 항온수로 상기 처리액을 사용한다. 따라서, 본 발명은 처리액의 정확한 온도유지가 가능하므로, 노즐의 처리액 토출이 이루어지지 않는 시간에 노즐 내 처리액의 온도 변화를 방지하여 공정시 토출되는 처리액의 온도를 일정하게 유지시킨다. 또한, 본 발명에 따른 처리액 공급장치 및 기판 처리 설비는 별도의 항온수 공급수단이 요구되지 않아 설비의 구조를 단순화시킬 수 있고, 장치의 제작 비용을 절감할 수 있다.
상술한 실시예에서는 하나의 처리액 저장탱크(122) 내 처리액을 항온수로 사용하여 각각의 노즐(110a, 110b, 110c)들로 공급하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이러한 방식의 처리액 공급부(20)는 각각의 노즐(110a, 110b, 110c)들이 동일한 공정온도로 처리액을 토출하는 경우에만 적용된다. 따라서, 각각의 노즐(110)들이 토출하는 처리액의 공정온도가 서로 상이할 경우에는 다른 방식의 처 리유체 공급부가 요구된다. 즉, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 설비(1')의 처리유체 공급부(20')는 각각의 노즐(110a, 110b, 110c)로 상이한 온도의 항온수를 공급한다. 즉, 기판 처리 설비(1')는 세 개의 처리액들을 사용하여 웨이퍼(W)를 세정시키는 공정을 수행한다. 이때, 상기 처리액들은 제1 세정액, 제2 세정액, 그리고 린스액이다. 상기 제1 세정액은 상기 제2 세정액보다 세정력이 강한 처리액이고, 린스액은 세정 공정 후 웨이퍼(W)에 잔류하는 세정액을 제거하기 위한 처리액이다. 일 실시예로서, 상기 제1 세정액은 불산(HF)이고, 상기 제2 세정액은 표준세정액(SC-1:Standard Cleaning-1)이며, 상기 린스액으로는 초순수가 사용될 수 있다.
각각의 노즐들(110a, 110b, 110c)로 공급되는 항온수로는 각각의 노즐들(110a, 110b, 110c)이 토출하는 처리액을 사용한다. 즉, 제1 세정액을 공급하는 노즐(110a)에 사용되는 항온수로는 제1 세정액을 저장하는 탱크(122a) 내 제1 세정액을 사용하고, 제2 세정액을 공급하는 노즐(110b)에 사용되는 항온수로는 제2 세정액을 저장하는 탱크(122b) 내 제2 세정액을 사용한다. 동일한 방식으로, 린스액을 공급하는 노즐(110c)에 사용되는 항온수로는 린스액을 저장하는 탱크(122c) 내 린스액을 사용한다. 이때, 각각의 탱크들(122a, 122b, 122c)에는 저장된 처리액의 온도를 기설정된 공정온도로 가열하는 히터(heater)가 구비되어 지속적으로 노즐(110)로 공급되는 처리액들(항온수를 포함)의 온도를 일정하게 유지시킨다.
상술한 구성의 처리유체 공급부(20')는 각각의 노즐들(110a, 110b, 110c)이 서로 상이한 공정온도로 처리액을 토출시키는 경우에 각각의 노즐들(110a, 110b, 110c)이 토출시키는 처리액을 항온수로 사용한다. 특히, 처리유체 공급부(20')는 하나의 공정챔버에서 서로 다른 종류의 처리액을 공급하는 노즐들이 사용될 때, 각각의 노즐들로 항온수(처리액)를 공급할 수 있다. 따라서, 노즐 내부에 잔류하는 처리액은 항온수(처리액)에 의해 일정한 온도로 유지되므로, 공정시 각각의 노즐들은 일정한 온도로 처리액을 토출시킨다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 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 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리액 공급장치 및 기판 처리 설비는 처리액의 온도를 일정하게 유지시켜 공정시 노즐이 일정한 온도로 처리액을 토출시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 처리액 공급장치 및 기판 처리 설비는 별도의 항온수 공급수단이 구비되지 않으므로, 장치의 구조를 단순화시키고 설비의 제작 비용을 절감한다.

Claims (6)

  1. 처리액을 공급 장치에 있어서,
    처리액을 저장하는 처리액 저장탱크와,
    상기 처리액 순환라인으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급라인, 그리고
    상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 처리액을 토출시키는 노즐을 포함하되,
    상기 노즐은,
    상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 토출구로 이동시키는 공급관과,
    상기 공급관의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 항온수가 흐르는 공간을 제공하는 제1 하우징, 그리고
    상기 제1 하우징의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 상기 제1 하우징으로 공급된 항온수가 회수되는 공간을 제공하는 제2 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급장치는,
    상기 처리액 저장탱크 내 처리액을 상기 제1 하우징으로 공급하는 항온수 공급라인과,
    상기 제2 하우징으로부터 상기 처리액 저장탱크로 회수시키는 항온수 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 항온수로는,
    상기 처리액이 사용되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  4. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 공정을 수행하는 공간을 제공하는 용기와,
    공정시 상기 용기 내부에서 기판을 지지하는 지지부재, 그리고
    공정시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판을 향해 처리액을 공급하는 노즐을 구비하는 처리액 공급장치를 포함하되,
    상기 처리액 공급장치는,
    처리액을 저장하는 처리액 저장탱크와,
    상기 처리액 순환라인으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급라인, 그리고
    상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 처리액을 토출시키는 노즐을 포함하고,
    상기 노즐은,
    상기 처리액 공급라인으로부터 처리액을 공급받아 토출구로 이동시키는 공급관과,
    상기 공급관의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 항온수가 흐르는 공간을 제공하는 제1 하우징, 그리고
    상기 제1 하우징의 외부를 감싸도록 형성되며, 내부에 상기 제1 하우징으로 공급된 항온수가 회수되는 공간을 제공하는 제2 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 처리액 공급장치는,
    상기 처리액 저장탱크 내 처리액을 상기 제1 하우징으로 공급하는 항온수 공급라인과,
    상기 제2 하우징으로부터 상기 처리액 저장탱크로 회수시키는 항온수 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 항온수로는,
    상기 처리액이 사용되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
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KR20160008719A (ko) 2014-07-14 2016-01-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

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