KR20100116436A - 기판 세정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 세정 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 기판 세정 공정을 수행하는 복수의 세정 유닛들 및 세정 유닛들로 이소프로필 알코올을 포함하는 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛을 포함하되, 세정액 공급 유닛은 세정액을 저장하는 버퍼 용기, 버퍼 용기에 연결된 세정액 공급라인, 세정액 공급라인으로부터 세정액을 공급받는 매니 폴더, 매니 폴더로부터 상기 세정 유닛들로 세정액을 공급하는 복수의 분배 라인들, 그리고 분배 라인들로부터 버퍼 용기로 세정액을 회수하는 세정액 회수 라인을 포함한다.
Figure P1020090035130
반도체, 웨이퍼, 세정, 이소프로필 알코올, IPA,

Description

기판 세정 장치 및 방법{apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판 세정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이소프로필 알코올 용액을 포함하는 세정액으로 기판을 세정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조용 웨이퍼 및 평판 표시 소자 제조용 유리 기판과 같은 기판을 세정하는 공정은 다양한 종류의 세정액을 사용하여 수행된다. 이러한 기판 세정 공정시 사용되는 세정액들 중 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol, 이하, 'IPA'라 함)은 기판을 세척하기 위해 널리 사용된다.
보통 IPA를 이용하는 기판 세정 장치는 IPA 공급 유닛 및 세정 유닛을 포함한다. IPA 공급 유닛은 중앙 케미칼 공급시스템(CCSS:Central Chemical Supply System)을 포함한다. 예컨대, 중앙 케미칼 공급시스템은 다양한 종류의 약액 탱크들 및 약액 탱크들로부터 세정 유닛으로 IPA를 공급하는 공급 라인들을 포함한다. 보통 가압가스(예컨대, 질소가스)로 약액 탱크를 가압하여, 약액 탱크 내 IPA를 세정 유닛으로 공급한다. 세정 유닛은 IPA 공급 유닛으로부터 공급받은 IPA를 기판에 분사하여 기판 상의 이물질을 제거한다. 이를 위해, 세정 유닛은 기판으로 세정액 을 분사하는 적어도 하나의 노즐을 구비한다.
그러나, 상기와 같은 기판 세정 장치는 다음과 같은 문제점들이 있다.
첫째, IPA의 온도 및 농도 관리가 어렵다. 예컨대, 상기와 같은 기판 세정 장치는 기판 세정 공정이 실시되지 않는 경우, 세정 유닛으로 세정액을 공급하는 공급 라인들에 IPA가 정체된다. 이 경우 공급 라인들에 정체된 IPA는 그 온도 및 농도가 점차 낮아진다. 따라서, 이후에 기판 세정 공정이 개시되면, 낮은 온도 및 농도의 IPA가 기판으로 분사되므로, 기판의 세정 효율이 저하된다.
둘째, IPA의 재사용율이 낮다. 예컨대, 기판 세정 공정이 실시되지 않는 동안에 IPA의 온도 및 농도가 낮아지는 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 IPA 공급 라인들 내 IPA를 주기적으로 배수시켜 IPA 공급 라인 내 IPA의 온도 및 농도를 유지하였다. 그러나, 이 경우 IPA의 배수량이 증가하므로, IPA의 회수율이 감소하여 IPA의 재사용율이 낮아진다.
본 발명의 목적은 세정액의 농도 및 온도 관리 효율을 향상시키는 기판 세정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 IPA의 회수율을 증가시킨 기판 세정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 기판 세정 공정을 수행하는 복수의 세정 유닛들 및 상기 세정 유닛들로 이소프로필 알코올을 포함하는 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛을 포함하되, 상기 세정액 공급 유닛은 상기 세정액을 저장하는 버퍼 용기, 상기 버퍼 용기에 연결된 세정액 공급라인, 상기 세정액 공급라인으로부터 상기 세정액을 공급받는 매니 폴더, 상기 매니 폴더로부터 상기 세정 유닛들로 상기 세정액을 공급하는 복수의 분배 라인들, 그리고 상기 분배 라인들로부터 상기 버퍼 용기로 상기 세정액을 회수하는 세정액 회수 라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배 라인, 상기 세정액 회수라인, 그리고 상기 세정 유닛으로 상기 세정액을 공급하는 최종 공급 라인을 서로 연결시키는 연결부재를 더 포함하되, 상기 연결부재는 상기 분배 라인으로부터 유입된 세정액이 상기 세정액 회수라인과 상기 최종 공급 라인으로 유출되도록 형상지어진 유로를 갖는 몸체를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액 공급라인은 상기 세정액 공급라인 내 상기 세정액을 가열하는 가열기를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액 회수라인은 역압밸브(Backpressure Valve)를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액 공급라인에 구비되어 상기 세정액에 펌핑 유동압을 제공하는 펌프 및 상기 세정액 공급라인에 구비되어 상기 세정액 내 기포를 제거하는 기포 제거기를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액 공급 유닛은 혼합 용기, 상기 혼합 용기로 탈이온수를 공급하며 제1 유량 조절기를 구비하는 탈이온수 공급라인, 상기 혼합 용기로 이소프로필 알코올을 공급하며, 제2 유량 조절기를 구비하는 이소프로필 알코올 공급라인, 상기 혼합 용기 내 상기 세정액을 혼합시키기 위한 세정액 혼합 라인, 그리고 상기 혼합 용기로부터 상기 버퍼 용기로 상기 세정액을 공급하는 세정액 공급 라인을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 방법은 이소프로필 알코올을 포함하는 세정액을 버퍼 용기 및 상기 버퍼 용기에 연결된 세정액 순환 라인을 따라 순환시켜, 상기 세정액을 대기(stand-by)시키는 단계 및 상기 세정액 순환 라인을 따라 순환되는 세정액을 상기 기판에 분사시켜 기판을 세정하는 단계를 포함하되, 상기 세정액을 대기시키는 단계는 복수의 분배 라인들이 상기 혼합 용기로부터 기판 세정 공정을 수행하는 복수의 세정 유닛들로 상기 세정액을 분배시키는 단계 및 상기 분배 라인들 각각으로부터 상기 혼합 용기로 상기 세정액을 회수시키는 단계를 포 함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액을 대기시키는 단계는 상기 세정액 순환 라인을 따라 순환되는 상기 세정액이 상기 세정액 순환 라인에 구비된 가열기에 의해 기설정된 공정온도로 가열되도록 하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액을 대기시키는 단계는 상기 세정액 공급 라인 내 세정액에 펌핑 유동압을 제공하는 단계 및 상기 세정액 내 기포(bubble)을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이소프로필 알코올 및 탈이온수를 기설정된 유량만큼 조절하여 혼합 용기로 공급하는 단계, 상기 혼합 용기 내 상기 이소프로필 알코올 및 상기 탈이온수를 상기 혼합 용기에 연결된 처리액 혼합 라인을 따라 순환시켜 상기 세정액을 생성하는 단계, 그리고 상기 처리액 혼합 라인을 따라 순환되는 상기 세정액을 상기 버퍼 용기로 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 기판 세정 장치 및 방법은 버퍼 용기 내 세정액을 순환시키는 상태에서 노즐로 세정액을 공급하는 최종 공급 라인에 구비된 밸브를 선택적으로 개폐하여 세정액을 공급한다. 이에 따라, 본 발명은 기설정된 온도 및 농도를 만족하는 세정액을 기판에 공급할 수 있으므로 기판 세정 효율을 향상시킨다.
본 발명에 따른 기판 세정 장치 및 방법은 세정 유닛으로 세정액을 공급하기 이전에 세정액이 정체되는 배관 구간을 최소화한다. 이에 따라, 본 발명은 기판 세정 공정시 기판으로 낮은 온도 및 농도의 세정액이 공급되는 현상을 방지하여 기판 세정 효율을 향상시킨다.
본 발명에 따른 기판 세정 장치 및 방법은 버퍼 용기 내 세정액을 순환시키는 상태에서 노즐로 세정액을 공급하는 최종 공급 라인에 구비된 밸브를 선택적으로 개폐하여 세정액을 공급하므로, 세정액의 회수율을 높여 세정액의 재사용율을 증가시킨다.
본 발명에 따른 기판 세정 장치 및 방법은 세정 유닛으로 세정액을 공급하기 이전에 기포 제거기 및 댐퍼를 구비하는 약액 공급 라인을 따라 세정액을 순환시키면서 세정액을 공급한다. 이에 따라, 본 발명은 펌프의 펌핑 유동압에 의한 세정액 내 기포 및 세정액의 맥동을 감소시켜 기판 세정 공정의 효율을 향상시킨다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해지도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되도록 하기 위해 제공된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 연결부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 세정 장치(1)는 세정 유닛(10) 및 세정액 공급 유 닛(20)을 포함한다. 세정 유닛(10)은 세정액 공급 유닛(20)으로부터 공급받은 세정액을 사용하여 기판(W) 상에 잔류하는 이물질을 제거한다. 세정 유닛(10)은 복수개가 제공될 수 있으며, 이 경우 각각의 세정 유닛(10)은 대체로 동일한 구조를 가진다. 따라서, 본 실시예에서는 복수의 세정 유닛들 중 어느 하나의 세정 유닛(10)을 예로 들어 설명하는 것으로, 나머지 세정 유닛들에 대한 설명을 생략한다.
세정 유닛(10)은 매엽식으로 기판 세정 공정을 수행한다. 이를 위해, 세정 유닛(10)은 하우징(12), 스핀척(14) 및 노즐(16)을 포함한다. 하우징(12)은 기판 세정 공정을 수행하는 공정 공간을 제공한다. 하우징(12)은 상부가 오픈된 컵(cup) 형상을 가진다. 하우징(12)의 오픈된 상부는 기판(W)의 이동통로로 사용된다. 스핀척(14)은 기판 세정 공정시 하우징(12)의 공정 공간 내에서 기판(W)을 지지 및 회전한다. 노즐(16)은 세정액 공급 유닛(20)으로부터 공급받은 세정액을 스핀척(14)에 놓여진 기판(W)으로 공급한다.
세정액 공급 유닛(20)은 세정액 생성기(110), 제1 처리액 공급기(120), 제2 처리액 공급기(130), 세정액 버퍼기(140), 세정액 분배기(150), 그리고 세정액 회수기(160)를 포함한다.
세정액 생성기(110)는 복수의 처리액들을 혼합하여 세정액을 생성한다. 예컨대, 세정액 생성기(110)는 혼합 용기(112) 및 처리액 혼합라인(114)을 포함한다. 혼합 용기(112)는 제1 처리액 공급기(120) 및 제2 처리액 공급기(130)로부터 각각 제1 및 제2 처리액들을 공급받아 저장한다. 혼합 용기(112)에는 혼합 용기(112) 내 세정액의 수위를 감지할 수 있는 제1 레벨 센서들(LS1)이 제공된다. 처리액 혼합라 인(114)에는 제1 펌프(116)가 구비된다. 상기 제1 펌프(116)는 상기 처리액 혼합라인(114) 내 세정액에 펌핑 유동압을 제공한다. 이러한 처리액 혼합라인(114)은 제1 펌프(116)의 펌핑 유동압에 의해 혼합 용기(112) 내 처리액들이 순환되면서 혼합되도록 제공된다. 또한, 세정액의 농도를 측정하기 위해, 세정액 처리액 혼합라인(114)에는 농도계(미도시)가 구비될 수도 있다. 한편, 세정액 생성기(110)는 세정액 버퍼기(140)로 세정액을 공급하기 위한 제1 세정액 공급라인(118)을 더 포함한다. 일 예로서, 제1 세정액 공급라인(118)의 일단은 처리액 혼합라인(114)에 연결되고, 타단은 세정액 버퍼기(140)에 연결된다. 이에 따라, 제1 세정액 공급라인(118)은 처리액 혼합라인(114)을 따라 순환되는 세정액을 선택적으로 세정액 버퍼기(140)로 공급한다.
제1 처리액 공급기(120)는 혼합 용기(112)로 제1 처리액을 공급한다. 제1 처리액은 기판(W) 상의 이물질을 제거하기 위한 용액을 포함한다. 일 예로서, 제1 처리액은 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol, 이하 'IPA')을 포함한다. 제1 처리액 공급기(120)는 IPA 공급원(122), IPA 공급라인(124) 및 제1 유량조절밸브(126)를 포함한다. IPA 공급원(122)은 IPA 원액을 저장하며, IPA 공급라인(124)은 IPA 공급원(122)으로부터 혼합 용기(112)로 IPA를 공급한다. 이때, IPA 공급라인(124)을 따라 흐르는 IPA 원액은 제1 유량조절밸브(126)에 의해 기설정된 유량으로 조절되어 혼합 용기(112)로 공급된다.
제2 처리액 공급기(130)는 혼합 용기(112)로 제2 처리액을 공급한다. 제2 처리액은 제1 처리액의 농도를 조절하기 위한 용액을 포함한다. 일 예로서, 제2 처리 액은 탈이온수(Deionized Water:DIW)를 포함한다. 제2 처리액 공급기(130)는 탈이온수 공급원(132), 탈이온수 공급라인(134) 및 제2 유량조절밸브(136)를 포함한다. 탈이온수 공급원(132)은 탈이온수를 저장하며, 탈이온수 공급라인(134)은 탈이온수 공급원(132)으로부터 혼합 용기(112)로 탈이온수를 공급한다. 이때, 탈이온수 공급라인(134)을 따라 흐르는 탈이온수는 제2 유량조절밸브(136)에 의해 기설정된 유량으로 조절되어 혼합 용기(112)로 공급된다.
세정액 버퍼기(140)는 세정액 생성기(110)에서 생성된 세정액을 공급받아 이를 저장한다. 예컨대, 세정액 버퍼기(140)는 버퍼 용기(142) 및 제2 세정액 공급라인(144)을 포함한다. 버퍼 용기(142)는 세정액을 저장하는 내부 공간을 가진다. 버퍼 용기(142)에는 버퍼 용기(142) 내 세정액의 수위를 감지할 수 있는 제2 레벨 센서들(LS2)이 구비된다. 제2 세정액 공급 라인(144)에는 제2 펌프(146)가 구비된다. 제2 펌프(146)는 상기 제2 세정액 공급 라인(144) 내 세정액에 펌핑 유동압을 제공한다. 이러한 제2 세정액 공급라인(144)은 버퍼 용기(142)로부터 세정액 분배기(150)로 세정액을 공급한다.
한편, 제2 세정액 공급라인(144)에는 가열기(148) 및 기포 제거기(149)가 더 구비된다. 가열기(148)는 제2 세정액 공급라인(144)을 따라 흐르는 세정액을 기설정된 공정온도로 가열한다. 이에 따라, 세정액 분배기(150)로 공급되는 세정액은 가열기(148)에 의해 기설정된 공정 온도로 가열된다. 또한, 기포 제거기(149)는 제2 세정액 공급라인(144)에 구비되어, 제2 세정액 공급라인(144)을 따라 흐르는 세정액 내 기포(bubble)를 제거한다. 예컨대, 본 발명은 제2 펌프(146)가 제2 세정액 공급라인(144) 내 세정액에 펌핑 유동압을 제공하여 세정액을 공급하므로, 제2 펌프(146)의 펌핑 유동압에 인해 세정액에 기포가 발생될 수 있다. 이러한 세정액 내 기포는 기판 세정 공정시 기판(W)으로의 세정액 공급이 불균일해지는 헌팅(hunting) 현상을 발생시킨다. 따라서, 기포 제거기(149)는 세정액 내 기포를 제거하여, 기포로 인한 기판 세정 공정의 효율이 저하되는 것을 방지한다. 이에 더하여, 제2 세정액 공급라인(144)에는 댐퍼(미도시)가 더 구비될 수 있다. 예컨대, 제2 펌프(146)의 펌핑 유동압에 의해 제2 세정액 공급라인(144)을 따라 공급되는 세정액에는 맥동이 발생된다. 이러한 맥동 또한 기판 세정 공정시 기판(W)으로의 세정액 공급이 불균일해지는 헌팅 현상을 발생시킨다. 따라서, 제2 세정액 공급라인(144)에 댐퍼를 구비하여, 상기 헌팅 현상을 방지할 수 있다.
세정액 분배기(150)는 세정액 버퍼기(140)로부터 공급받은 세정액을 각각의 세정 유닛(10)으로 분배한다. 예컨대, 세정액 분배기(150)는 매니 폴더(152), 복수의 분배 라인들(154), 그리고 연결부재(156)를 포함한다. 매니 폴더(152)는 제2 세정액 공급라인(144)으로부터 세정액을 공급받는다. 분배 라인들(154)은 각각 세정유닛들 중 어느 하나의 세정유닛(10)으로 세정액을 공급한다. 이를 위해, 분배 라인들(154) 각각의 일단은 매니 폴더(152)에 연결되고, 분배 라인들(154)의 타단은 서로 다른 어느 하나의 세정 유닛에 연결된다. 연결부재(156)는 분배 라인들(154)로부터 세정액 회수기(160)로 세정액을 회수시키기 위한 구성이며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다. 한편, 분배 라인들(154) 각각에는 제3 유량조절밸브(158)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 기판 세정 공정시 기판(W)으로 공급되는 세정액의 유 량은 제3 유량조절밸브(158)에 의해 조절된다.
세정액 회수기(160)는 세정액 분배기(150)로부터 버퍼 용기(142)로 세정액을 회수한다. 일 예로서, 세정액 회수기(160)는 세정액 분배기(150)의 분배 라인들(154) 각각으로부터 버퍼 용기(142)로 세정액을 회수한다. 예컨대, 세정액 회수기(160)는 복수의 제1 회수라인들(162) 및 제2 회수라인(164)을 포함한다. 제1 회수라인들(162)은 분배 라인들(154)로부터 세정액을 회수한다. 제2 회수라인(164)은 제1 회수라인들(162)을 하나로 통합시키는 배관이다. 따라서, 제2 회수라인(164)은 각각의 제1 회수라인들(162)로부터 세정액을 회수받아 버퍼 용기(142)로 회수시킨다. 한편, 제1 회수라인들(162)에는 역압밸브(Backpressure Valve:162a)가 구비된다. 역압밸브(162a)는 제1 회수라인들(162)에 가해지는 공급 압력이 일정하게 유지시키기 위한 것이다. 이러한 역압밸브(162a)는 제1 회수라인들(162)에 압력이 일정하게 유지되도록 하여 제1 회수라인들(162)에 가해지는 압력이 변화되는 것을 방지한다.
도 2를 참조하면, 연결부재(156)는 분배 라인들(154) 및 제1 회수라인들(162), 그리고 노즐(16)로 세정액을 최종적으로 공급하는 라인(이하, 최종 공급 라인:159)을 서로 연결한다. 예컨대, 연결부재(156)는 유입부(156b)와 제1 및 제2 유출부들(156c, 156d)을 갖는 몸체(156a)를 포함한다. 유입부(156b)는 분배 라인(154)과 연결된다. 제1 유출부(156c)는 최종 공급 라인(159)과 연결되며, 제2 유출부(156d)는 제1 회수 라인(162)과 연결된다. 상기 몸체(156a) 내부에는 분배 라인(154)으로부터 유입받은 상기 세정액이 제1 회수라인(162)과 최종 공급 라 인(159)으로 유출되도록 형상지어진 유로(157)가 제공된다. 유로(157)는 리턴부(157a)와 공급부(157b)로 이루어진다. 리턴부(157a)는 유입부(156b)로부터 제2 유출부(156d)로 세정액을 리턴(return)시키는 부분이고, 공급부(157b)는 리턴부(157a)를 따라 흐르는 세정액을 최종 공급라인(159)으로 공급시키는 부분이다. 이때, 유로(157)의 공급부(157b)의 구간 및 최종 공급 라인(159)의 길이는 최소화될 수 있다. 예컨대, 공급부(157b) 및 최종 공급 라인(159)은 세정액의 순환이 이루어지지 않는 배관 설계상의 정체 구간이다. 따라서, 세정 유닛(10)의 세정 공정이 수행되지 않는 경우, 공급부(157b) 및 최종 공급 라인(159) 내 세정액은 순환되지 않고 정체되므로, 그 온도 및 농도가 점차 낮아진다. 따라서, 연결부재(156)의 공급부(157b) 길이와 최종 공급 라인(159)의 길이를 최대한 짧게하여, 기판 세정 공정이 수행되지 않는 경우에 세정액이 정체되는 배관 구간을 최소화한다.
상기와 같은 구조의 기판 세정 장치(1)는 제2 세정액 공급 라인(144), 분배 라인들(154) 및 회수 라인(160)에 의해 버퍼 용기(142) 내 세정액이 순환되는 구조를 가진다. 이에 따라, 제2 세정액 공급라인(144), 분배 라인(154) 및 회수 라인(160)은 세정액 순환 라인을 이루며, 상기 세정액 순환 라인은 상기 세정액 순환 라인에 구비되는 제2 펌프(146)의 펌핑 유동압에 의해 상기 버퍼 용기(142) 내 세정액을 순환시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 상세히 설명한다. 여기서, 앞서 설명한 기판 세정 장치에 대해 중복되는 내용은 생략하거나 간략하게 설명한다. 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 혼합 용기(112)로 처리액들을 공급한다. 예컨대, 제1 밸브(V1)를 오픈시킨다. 이에 따라, 제1 처리액 공급기(120)의 IPA 공급라인(124)은 IPA 공급원(122)으로부터 혼합 용기(112)로 IPA 원액을 공급한다. IPA 원액은 제1 유량조절기(126)에 의해 기설정된 유량으로 조절되어 공급된다. 또한, 제2 밸브(V2)를 오픈시킨다. 이에 따라, 제2 처리액 공급기(130)의 탈이온수 공급라인(134)은 탈이온수 공급원(132)으로부터 혼합 용기(112)로 탈이온수를 공급한다. 탈이온수는 제2 유량조절기(136)에 의해 기설정된 유량으로 조절되어 공급된다. 이때, 제1 레벨 센서들(LS1) 및 제1 및 제2 유량조절기들(126, 136)을 이용함으로써, 혼합 용기(112)에는 기설정된 양만큼의 IPA 원액 및 탈이온수가 공급된다. 제1 레벨 센서들(LS1) 및 유량 조절기들(126, 136)을 이용하여 기설정된 양만큼의 처리액을 용기에 공급하는 기술은 당업자가 용이하게 인지할 수 있는 발명이므로 구체적인 설명은 생략한다. 혼합 용기(112)에 기설정된 양만큼의 IPA 원액 및 탈이온수가 공급되면, 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)는 클로우즈(close)된다.
도 3b를 참조하면, IPA 원액 및 탈이온수를 혼합하여 세정액을 생성한다. 예컨대, 제3 밸브(V3) 및 제4 밸브(V4)를 오픈하고 제1 펌프(116)를 가동시킨다. 이에 따라, 혼합 용기(112) 내 IPA 원액 및 탈이온수는 혼합 용기(112) 및 세정액 처리액 혼합라인(114)를 따라 순환되면서 혼합된다. IPA 원액 및 탈이온수의 혼합이 완료되면, 기설정된 IPA 농도를 만족하는 세정액이 생성된다. 세정액의 생성이 완 료되면, 제3 밸브(V3) 및 제4 밸브(V4)를 클로우즈하고 제1 펌프(116)의 가동을 중단한다.
도 3c를 참조하면, 세정액을 대기(stand-by)시킨다. 세정액을 대기시키는 단계는 세정액을 버퍼 용기(142)에 저장하는 단계 및 버퍼 용기(142) 내 세정액을 순환시키는 단계를 포함한다. 예컨대, 세정액을 상기 버퍼 용기(142)에 저장하는 단계는 제3 밸브(V3) 및 제5 밸브(V5)를 오픈하고 제1 펌프(116)를 가동시키는 것을 포함한다. 이에 따라, 제1 세정액 공급라인(118)은 혼합 용기(112)로부터 세정액 버퍼기(140)의 버퍼 용기(142)로 세정액을 공급한다. 버퍼 용기(142)에는 제2 레벨센서들(LS2)이 구비되므로, 버퍼 용기(142)는 기설정된 양만큼의 세정액이 저장된다. 버퍼 용기(142)에 기설정된 수위만큼 세정액이 채워지면, 제1 펌프(116)의 가동을 중단하고, 제3 밸브(V3) 및 제5 밸브(V5)를 클로우즈한다. 버퍼 용기(142) 내 세정액을 순환시키는 단계는 제7 밸브(V7)를 오픈하고 제2 펌프(146)를 가동시켜, 버퍼 용기(142) 내 세정액이 제2 세정액 공급라인(144), 세정액 분배기(150) 및 세정액 회수기(160)를 따라 순환되도록 한다. 이때, 세정액은 가열기(148)에 의해 기설정된 공정온도로 가열된다. 이에 더하여, 세정액 내 기포는 기포 제거기(149)에 의해 제거된다.
도 3d를 참조하면, 기판 세정 공정을 수행한다. 예컨대, 기판 세정 유닛(10)의 하우징(12)으로 기판(W)을 반입시킨 후 스핀척(14)에 로딩(loading)시킨다. 스핀척(14)은 기판(W)을 기설정된 회전속도로 회전시킨다. 그리고, 세정액 버퍼기(140)가 세정액을 대기하는 상태에서 제6 밸브(V6)를 오픈시키면, 노즐(16)은 세 정액 분배기(150)로부터 공급받은 세정액을 기판(W)으로 분사한다. 이때, 제1 회수라인들(162)에는 역압밸브(162a)가 구비되어 있으므로, 최종 공급 라인(159)으로의 세정액 공급에 의한 제1 회수라인들(162)에 역압이 걸리는 현상이 방지된다. 기판(W)으로 분사된 세정액은 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 제거한다. 기판 세정 공정이 완료되면, 제6 밸브(V6)는 클로우즈되고, 스핀척(14)은 기판(W)의 회전을 중지한다. 그리고, 기판(W)은 세정 유닛(10)으로부터 반출된 후 후속 공정이 수행되는 설비(미도시)로 이송된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)는 세정액 버퍼기(140), 세정액 분배기(150), 그리고 세정액 회수기(160)를 따라 세정액을 순환시키면서 최종공급라인(159)에 구비된 제6 밸브(V6)를선택적으로 개폐하여 세정 유닛(10)에 세정액을 공급한다. 이때, 순환되는 세정액은 가열기(149)에 의해 기설정된 공정온도로 가열되므로, 기판 세정 공정이 개시될 때, 기판(W) 상에 기설정된 공정온도의 세정액이 공급된다. 따라서, 본 발명에 따른 세정액 공급 유닛(20)은 기설정된 공정 온도를 만족하는 세정액을 안정적으로 세정 유닛(10)에 공급할 수 있다. 이에 더하여, 순환되는 세정액은 기포 제거기(148)에 의해 세정액 내 기포가 제거되므로, 기판 세정 장치(1)는 세정액 내 기포로 인한 헌팅 현상을 방지하여, 기판 세정 공정의 효율을 향상시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 세정액 공급 유닛(20)은 세정액을 지속적으로 순환시키는 상태에서 선택적으로 밸브를 오픈하여 세정액을 공급하므로, 세정 유닛(10)으로 세정액이 공급되기 이전에 세정액이 정체되는 것을 최소화한다. 이에 따라, 본 발명은 기판 세정 공정이 미실시될 때 세정액이 라인 내에서 정체되어 온도 및 농도가 떨어지는 것을 방지하여, 기판 세정 공정의 효율을 향상시킨다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 세정액 공급 유닛(20)은 세정액을 버퍼 용기(142) 내 세정액을 지속적으로 순환시키는 상태에서 선택적으로 밸브를 오픈하여 세정액을 공급한다. 따라서, 본 발명은 세정액을 회수율을 증가시켜 세정액의 재사용율을 향상시킨다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 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 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 연결부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3d는 본 발명에 따른 기판 세정 장치의 공정 처리 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
1 : 기판 세정 장치
10 : 세정 유닛
20 : 세정액 공급 유닛
110 : 세정액 생성기
120 : 제1 처리액 공급기
130 : 제2 처리액 공급기
140 : 세정액 버퍼기
150 : 세정액 분배기
160 : 세정액 회수기
170 : 연결부재

Claims (10)

  1. 기판 세정 공정을 수행하는 복수의 세정 유닛들; 및
    상기 세정 유닛들로 이소프로필 알코올을 포함하는 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 세정액 공급 유닛은:
    상기 세정액을 저장하는 버퍼 용기;
    상기 버퍼 용기에 연결된 세정액 공급라인;
    상기 세정액 공급라인으로부터 상기 세정액을 공급받는 매니 폴더;
    상기 매니 폴더로부터 상기 세정 유닛들로 상기 세정액을 공급하는 복수의 분배 라인들; 및
    상기 분배 라인들로부터 상기 버퍼 용기로 상기 세정액을 회수하는 세정액 회수 라인을 포함하는 기판 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 라인, 상기 세정액 회수라인, 그리고 상기 세정 유닛으로 상기 세정액을 공급하는 최종 공급 라인을 서로 연결시키는 연결부재를 더 포함하되,
    상기 연결부재는 상기 분배 라인으로부터 유입된 세정액이 상기 세정액 회수라인과 상기 최종 공급 라인으로 유출되도록 형상지어진 유로를 갖는 몸체를 포함하는 기판 세정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정액 공급라인은 상기 세정액 공급라인 내 상기 세정액을 가열하는 가열기를 구비하는 기판 세정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정액 회수라인은 역압밸브(Backpressure Valve)를 구비하는 기판 세정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액 공급라인에 구비되어 상기 세정액에 펌핑 유동압을 제공하는 펌프; 및
    상기 세정액 공급라인에 구비되어 상기 세정액 내 기포를 제거하는 기포 제거기를 더 포함하는 기판 세정 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액 공급 유닛은:
    혼합 용기;
    상기 혼합 용기로 탈이온수를 공급하며, 제1 유량 조절기를 구비하는 탈이온수 공급라인;
    상기 혼합 용기로 이소프로필 알코올을 공급하며, 제2 유량 조절기를 구비하는 이소프로필 알코올 공급라인;
    상기 혼합 용기 내 상기 세정액을 혼합시키기 위한 세정액 혼합 라인; 및
    상기 혼합 용기로부터 상기 버퍼 용기로 상기 세정액을 공급하는 세정액 공급 라인을 더 포함하는 기판 세정 장치.
  7. 이소프로필 알코올을 포함하는 세정액으로 기판을 세정하는 방법에 있어서,
    상기 세정액을 버퍼 용기 및 상기 버퍼 용기에 연결된 세정액 순환 라인을 따라 순환시켜, 상기 세정액을 대기(stand-by)시키는 단계; 및
    상기 세정액 순환 라인을 따라 순환되는 세정액을 상기 기판에 분사시켜 상기 기판을 세정하는 단계를 포함하되,
    상기 세정액을 대기시키는 단계는:
    복수의 분배 라인들이 상기 혼합 용기로부터 기판 세정 공정을 수행하는 복수의 세정 유닛들로 상기 세정액을 분배시키는 단계; 및
    상기 분배 라인들 각각으로부터 상기 혼합 용기로 상기 세정액을 회수시키는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세정액을 대기시키는 단계는 상기 세정액 순환 라인을 따라 순환되는 상기 세정액이 상기 세정액 순환 라인에 구비된 가열기에 의해 기설정된 공정온도 로 가열되도록 하는 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 세정액을 대기시키는 단계는:
    상기 세정액 공급 라인 내 세정액에 펌핑 유동압을 제공하는 단계; 및
    상기 세정액 내 기포(bubble)을 제거하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항에 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이소프로필 알코올 및 탈이온수를 기설정된 유량만큼 조절하여 혼합 용기로 공급하는 단계;
    상기 혼합 용기 내 상기 이소프로필 알코올 및 상기 탈이온수를 상기 혼합 용기에 연결된 처리액 혼합 라인을 따라 순환시켜 상기 세정액을 생성하는 단계; 및
    상기 처리액 혼합 라인을 따라 순환되는 상기 세정액을 상기 버퍼 용기로 공급하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
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