KR20090051519A - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

기판을 세정하는 기판 처리 장치가 제공된다. 이 기판 처리 장치에 의하면, 배수조의 바닥벽에 구비된 배수구가 이물질에 의해 막히게 되면, 배수조의 측벽에 구비된 보조 배수구를 통해 처리액이 2차적으로 배수된다. 따라서, 배수조에 수용된 처리액의 수위가 상승하여 처리조 및 배수조의 주변에 설치된 각종 설비 장치들이 상기 처리액에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법 {APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR PROCESSING WASTE LIQUID USING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 세정하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 집적 회로로 제조할 때 제조공정 중에 발생하는 잔류물질(residual chemicals), 작은 파티클(small particles), 오염물(contaminants) 등을 제거하기 위하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정 공정이 필요하다. 특히, 고집적화된 집적회로를 제조할 때는 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 미세한 오염물을 제거하는 세정 공정은 매우 중요하다. 따라서, 이러한 세정 공정을 수행하기 위해 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 세정할 수 있는 기판을 세정하는 세정 장치가 제공된다.
일반적으로 기판을 세정하는 기판 세정 장치는 세정액을 이용하여 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 세정하는 처리조와 처리조를 보호하는 배수조로 구성된다. 이러한 기판 세정 장치는 처리조에 샤워 방식을 유체 즉 세정액을 공급한다. 즉, 세 정액(예컨대, 초순수)을 처리조 상부에서 공급하고 영여된 세정액은 세정조 바깥으로 넘쳐 흐르는 방식이다. 이때, 처리조 바깥으로 넘쳐 흐르는 세정액은 배수조의 바닥면 쪽으로 흘러 내려가 배수조를 채우게 된다. 만일 세정조 바깥으로 넘쳐 흐르는 세정액이 배수되지 못하고 계속해서 배수조의 내부를 채우게 되면 세정액의 수위가 계속 상승하여 처리조 내부로 유입된다. 이렇게 되면 처리조 내부에서 약액처리되고 있는 기판이 역오염된다. 따라서 통상적으로 배수조에는 세정조 바깥으로 넘쳐 흐르는 세정액을 배수하는 배수구가 형성된다.
그런데, 이물질 등에 의해 배수구가 막히게 되면, 폐액 처리되어야할 처리액이 배수조의 내부를 지속적으로 채우고, 이에 따라 폐액 처리되어야할 처리액의 수위가 지속적으로 상승하여 결국에는 배수조로부터 외부로 넘쳐 흐르게 된다. 이렇게 되면, 처리조 및 배수조의 주변에 설치된 각종 설비 장치들 예컨대, 센서 및 각종 전기 장치로 유입되어 상기 각종 설비 장치들이 손상된다.
따라서, 본 발명 목적은 처리조로부터 배수되는 처리액을 원활히 배출할 수 있는 배수조를 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 상기 기판 처리 장치는 기판을 세정하는 처리조와, 상기 처리조를 둘러싸며, 상기 처리조로부터 배수되는 처리액을 수용하고, 바닥벽으로부터 일정 높이에 배치되어 상기 수용된 처리액을 배수 시키는 보조 배수구가 구비된 측벽을 갖는 배수조를 포함한다.
본 발명에 의하면, 배수조의 바닥벽에 구비된 배수구가 이물질에 의해 막히게 되면, 배수조의 측벽에 구비된 보조 배수구를 통해 처리액이 2차적으로 배수된다.
따라서, 배수조에 수용된 처리액의 수위가 상승하여 처리조 및 배수조의 주변에 설치된 각종 설비 장치들이 상기 처리액에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되는 것은 아니다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자, 즉 당업자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공된 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상은 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 처리조로부터 용기(이하, '배수조'라 한다.)로 흘러 넘치는 처리유체(이하, '처리액'이라 한다.)를 여과시켜 배출하는 필터 유닛이 구비된 기판 처리 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 기판 처리 장치에 구비된 필터 유닛는 다양한 처리액을 배수시키는 모든 배관과 결합되어 처리액에 포함된 이물질을 제거하는데 적용될 수 있다. 여기서, 상기 배관은 불소 수 지 계열의 합성수지 재질의 배관, 스테인리스 스틸과 같은 금속 배관 및 플라스틱 재질의 배관을 모두 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치(10)를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(substrate treating apparatus: 10)는 세정조(cleaning-liquid bath: 100) 및 처리액 공급부재(treating-liquid supply member: 130, 도 2에 도시됨)를 포함한다.
세정조(100)는 처리조(treating-liquid bath: 110)와 배수조(sinking-liquid bath: 120)를 포함한다. 처리조(110)는 내부에 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 상기 기판 처리 공정은 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 공정이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 처리조(110)는 내조(inner bath: 112) 및 외조(outer bath: 114)를 포함한다. 내조(112)는 공정 진행시 상기 처리액이 채워지는 내부 공간을 가진다. 상기 내부 공간을 제공하는 내조(112)는 공정시 다수의 기판(W)들이 충분히 침지될 수 있는 용적을 가진다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 공간에는 기판 가이드(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 상기 기판 가이드에 기판(W)이 안착되어 공정시 복수의 기판(W)이 충분히 침지된다. 또한, 상기 내조(112)의 바닥벽에는 공정 완료후 사용된 처리액을 배수시키는 온/오프 밸브(V2)가 설치된다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배수조(120)가 상기 온/오프 밸브(V2)를 통해 상기 처리조(110)로부터 배수되는 처리액(또는 폐액)을 수용한다. 외조(114)는 내조(112) 외부에서 내조(112)를 감싸도록 설치된다. 외조(114)는 공정시 내조(112)로부터 넘쳐 흐르는 처리액을 수용한다. 외조(114)는 상부가 개방되며, 개방된 상부는 공정시 기판(W)의 출입이 이루어지는 기판 출입구로 사용된다. 외조(114)의 개방된 상부는 개폐 부재(미도시됨)에 의해 개폐가 이루어질 수 있다.
배수조(120)는 처리조(110)를 둘러싸며, 상기 온/오프 밸브(V2)를 통해 배수되는 처리액 또는 처리조(110)가 파손되어 누설되는 처리액(이하, 폐액이라 한다)을 수용한다. 배수조(120)는 상기 폐액을 수용하여 세정조(100) 외부에 구비된 설비(예컨대, 전기설비 및 기타 센서 장치들)들로 유입되는 것을 방지한다.
상기 배수조(120)는 그 내부에 수용된 폐액액을 1차적으로 배수시키는 주 주 배수구(124)가 형성된 바닥벽과, 상기 폐액을 2차적으로 배수시키는 보조 배수구(128)가 형성되는 복수의 측벽을 갖는다. 바닥벽에 구비된 주 배수구(124)에는 그물망 구조의 필터 유닛(126)이 설치된다. 상기 필터 유닛(126)에 의해 폐액(30)에 포함된 이물질이 여과된다. 상기 주 배수구(124)를 통해 배출되는 폐액(30)은 주 배수구(124)와 연결된 배출관(156)을 통해 외부로 배수된다. 여기서, 상기 배출관(150)을 통해 배출된 폐액은 폐액 처리되거나, 또는 순환 부재 등을 통해 처리조(110)로 다시 순환될 수도 있다.
한편 상기 배수조(120)의 측벽들에는 보조 배수구들(128, 129)이 배수조(120)의 바닥벽으로부터 일정 높이에 위치하며, 각각 해당 배출관들(152, 154)과 연결된다. 보조 배수구들(128, 129)은 배수조(120)의 바닥벽에 구비된 주 배수구(124)에 설치된 필터 유닛(126)이 이물질에 의해 막히게되는 경우를 대비하여 상 기 배수조(120)의 측벽들에 구비된다. 즉, 이물질에 의해 상기 필터 유닛(126)이 막히게 되면, 상기 폐액은 배수구(126)를 통해 배수되지 못하여 폐액의 수위가 상승하게 된다. 상기 폐액의 수위가 상기 일정높이에 도달하게 되면, 상기 폐액은 상기 보조 배수구들(128, 129)로 오버플로되어 2차적으로 배수된다. 따라서, 배수처리되어야 할 상기 폐액의 수위가 상기 처리조(110)까지 상승하는 것을 방지할 수 있다.
처리액 공급부재(130)는 처리조(110)로 처리액을 공급한다. 처리액 공급부재(130)는 처리액 공급원(132) 및 처리액 공급배관(134)을 가진다. 처리액 공급원(132)은 처리액을 수용하고, 처리액 공급배관(134)은 처리액 공급원(132)으로부터 처리조(110)로 처리액을 공급한다. 상기 처리액은 기판(W) 측면에 잔류하는 미세한 파티클을 세정하는 세정액이다. 일례로, 세정액은 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2) 및 불산(HF) 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 케미칼(chemical)이 사용될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)는 처리조(110) 내 처리액을 순환시키는 순환 부재(circulation member)를 더 포함할 수 있다. 순환 부재는 순환라인(circulation line), 가압부재(pressurization member), 필터 유닛(filtering member) 및 가열기(heater)를 포함한다. 순환라인은 처리조(110) 내 처리액을 순환시킨다. 순환라인은 외조(114)로부터 내조(112)로, 또는 내조(112) 및 외조(114)로부터 내조(112)로 처리액을 순환시킨다. 가압부재는 순환라인 상에 설치된다. 가압부재는 처리액이 순환라인을 따라 흐르도록 순환라인 내 처리액에 유동압을 제공한다. 가압부재로는 펌프(pump)가 사용될 수 있다. 필터 유닛(126)는 순환라인을 따라 흐르는 처리액 내 잔류하는 파티클(particle)과 같은 오염물질들을 필터링(filtering)한다. 그리고, 가열기는 순환라인 상에 설치되어 순환라인을 따라 이동되는 처리액을 가열한다.
도 3은 도 1에 도시된 배수조에 수용된 폐액의 1차 배수과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 배수조에 수용된 폐액의 2차 배수과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 처리조(110)의 바닥벽에 설치된 밸브(V2)를 통해 폐액처리되는 처리액(이하, '폐액'이라 한다.)이 배수조(120)의 바닥벽쪽으로 낙하함으로써, 배수조(120)가 폐액을 수용하게 된다. 수용된 폐액은 배수조(120)의 바닥벽에 구비된 주 배수구(124)를 통해 1차적으로 배수된다. 배수되는 폐액은 주 배수구(124)와 연결된 배출관(126)을 따라 외부에 구비된 별도의 폐액처리용기(미도시)로 이송된다. 이 과정에서 폐액에 포함된 이물질이 주 배수구(124)에 설치된 필터 유닛(126)에 의해 걸러진다. 따라서, 주 배수구(124)로 유입된 폐액은 배출관(156)을 통해 외부로 배출되며, 폐액에 포함된 이물질 등은 필터 유닛(140)을 통과하지 못하고, 배수조(120)의 내측 바닥벽 상에 잔존하게 된다.
도 4를 참조하면, 배수조(120)의 내측 바닥벽 상에 잔존하는 이물질이 지속적으로 적층되어 상기 필터 유닛(126)이 막히게 되면, 폐액이 배수되지 못하고 상기 폐액의 수위는 점차 상승하게 된다. 이때, 상기 폐액의 수위가 측벽에 구비된 보조 배수구들(128, 129)이 형성된 일정 높이에 도달하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 폐액은 상기 보조 배수구들(128, 129)로 자연스럽게 오버플로우된다. 오버플로우된 폐액은 상기 보조 배수구들과 각각 연결된 해당 배출관을 통해 외부로 2차적으로 배수 처리된다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배수조에 수용된 처리액의 1차 배수과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 배수조에 수용된 처리액의 2차 배수과정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (5)

  1. 기판을 세정하는 처리조; 및
    상기 처리조를 둘러싸며, 상기 처리조로부터 배수되는 폐액을 수용하는 배수조를 포함하되,
    상기 배수조의 바닥벽에는 주 배수구가 형성되고, 상기 배수조의 측벽에는 보조 배수구가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥벽에 구비된 주 배수구에는 상기 폐액에 포함된 이물질을 여과시키는 필터 유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 처리조를 둘러싸는 배수조를 통해 상기 처리조로부터 배수되는 폐액을 처리하는 폐액 처리 방법에 있어서,
    상기 배수조의 바닥벽에 구비된 주 배수구를 통해 상기 폐액을 1차적으로 배수시키고, 상기 폐액에 포함된 이물질에 의해 상기 주 배수구가 막히게 되면, 상기 배수조의 측벽에 구비된 보조 배수구를 통해 상기 폐액을 2차적으로 배수시키는 것을 특징으로 하는 폐액 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주 배수구가 막히게 되면, 상기 폐액은 그 수위가 상승하여 오버플로우방식에 의해 상기 보조 배수구를 통해 배수되는 것을 특징으로 하는 폐액 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주 배수구에는 상기 폐액에 포함된 이물질을 여과시키는 필터 유닛이 형성된 것을 특징으로 하는 폐액 처리 방법.
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