KR20110000228A - 약액 공급 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20110000228A
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Abstract

기판 처리 장치의 약액 공급 유닛은 몸체, 제1 공급관 및 제2 공급관을 포함한다. 몸체는 내부 공간, 상기 토출구 및 배기구를 갖는다. 제1 공급관과 제2 공급관은 몸체의 측면에 각각 구비되어 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 제1 약액 및 제2 약액을 내부 공간으로 공급한다. 토출구는 상기 내부 공간과 연결되며, 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 하방으로 토출한다. 배기구는 내부 공간과 연결되고, 제1 약액과 제2 약액의 혼합시 발생하는 기포를 내부 공간으로부터 상방으로 배기한다.

Description

약액 공급 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치{Unit for supplying solution and apparatus for processing a substrate having the unit}
본 발명은 약액 공급 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토레지스트를 제거하기 위한 약액 공급 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 사진공정에서 기판은 포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 식각 및 포토레지스트 제거와 같은 공정을 순차적으로 거치게 된다. 상기 포토레지스트를 마스크로 하여 노광, 현상 및 식각을 수행하고, 이후 상기 포토레지스트를 제거한다.
일반적으로 상기 포토레지스트를 제거하기 위해 다양한 약액이 사용되며, 상기 약액은 약액 분사 유닛을 통해 상기 기판으로 제공된다. 일 예로, 상기 약액은 황산과 과산화수소의 혼합 용액이며, 상기 약액은 상기 약액 분사 유닛에서 혼합될 수 있다.
그러나, 상기 황산과 과산화수소의 비중 차이로 인해 상기 황산과 상기 과산화수소의 혼합이 원활하게 이루어지지 않는다. 또한, 상기 황산과 상기 과산화수소 의 혼합시 비등에 의해 기포가 발생하고, 상기 기포가 상기 혼합 용액과 같이 토출된다. 따라서, 상기 약액의 토출량을 정확하게 제어하기 어렵다.
본 발명은 포토레지스트를 제거하기 위한 용액을 균일하게 혼합하여 기판으로 제공하는 약액 공급 유닛을 제공한다.
본 발명은 상기 약액 공급 유닛을 갖는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 약액 공급 유닛은 약액을 수용하는 원형의 내부 공간 및 상기 내부 공간과 연결되어 상기 약액을 하방으로 토출하는 토출구를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 제1 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제1 공급관 및 상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 상기 제1 약액과 혼합되도록 제2 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제2 공급관을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 몸체는 상기 내부 공간과 연결되고, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액의 혼합시 발생하는 기포를 상기 내부 공간으로부터 상방으로 배기하는 배기구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 약액의 비중이 상기 제2 약액의 비중보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 약액은 황산이며, 상기 제2 약액은 과산화수소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 공급관의 높이가 상기 제2 공급 관의 높이와 같거나 상기 제2 공급관의 높이보다 높을 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액은 동일한 약액이며 황산과 과산화수소의 혼합액일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 포토레지스트 막이 형성된 기판을 지지하는 지지유닛 및 상기 지지유닛의 상방에 배치되며, 상기 기판을 향해 상기 포토레지스트 막을 제거하기 위한 약액을 공급하는 약액 공급 유닛을 포함하고, 상기 약액 공급 유닛은 약액을 수용하는 원형의 내부 공간 및 상기 내부 공간과 연결되어 상기 약액을 하방으로 토출하는 토출구를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 제1 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제1 공급관 및 상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 상기 제1 약액과 혼합되도록 제2 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제2 공급관을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 약액 공급 유닛은 황산과 과산화수소를 몸체의 내부 공간과 접선 방향으로 공급한다. 상기 황산과 과산화수소는 상기 내부 공간을 따라 회전하므로, 상기 황산과 과산화수소는 균일하게 혼합될 수 있다.
또한, 상기 약액 공급 유닛은 비중이 높은 황산을 비중이 낮은 과산화수소와 같거나 높은 위치에서 상기 내부 공간으로 공급한다. 상기 황산이 비중에 의해 하강하면서 상기 과산화수소와 혼합될 수 있다.
그리고, 상기 약액 공급 유닛은 배기구를 통해 상기 황산과 과산화수소의 혼 합시 발생하는 기포를 외부로 배기한다. 상기 약액 공급 유닛은 토출구를 통해 상기 황산과 과산화수소의 혼합 용액만을 기판으로 공급할 수 있다. 따라서, 상기 혼합 용액의 토출량을 정확하게 조절할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지 다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 유닛을 설명하기 위한 측면 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 약액 공급 유닛을 설명하기 위한 평면 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 약액 공급 유닛(100)은 기판을 처리하기 위한 약액을 상기 기판으로 제공하기 위한 것으로, 몸체(110), 제1 공급관(120) 및 제2 공급관(130)을 갖는다.
상기 몸체(110)는 상기 약액을 혼합하기 위한 내부 공간(112)을 갖는다. 상기 내부 공간(112)은 원형을 갖는다. 일 예로, 상기 내부 공간(112)은 원추 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 내부 공간(112)은 상기 몸체의 하방으로 갈수록 단면적이 작아진다. 다른 예로, 상기 내부 공간(112)은 원통 형태를 가질 수 있다.
상기 몸체(110)는 하부에 상기 내부 공간(112)과 연결되는 토출구(114)를 갖는다. 상기 토출구(114)는 상기 내부 공간(112)의 약액을 하방으로 토출한다.
상기 토출구(114)의 단면적은 상기 내부 공간(112)의 단면적보다 작은 것이 바람직하다. 따라서, 상기 약액은 상기 토출구(114)를 지나면서 속도가 증가하여 외부로 토출될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상부에 상기 내부 공간(112)과 연결되는 배기구(116)를 갖는다. 상기 배기구(116)는 상기 내부 공간(112)의 기포를 외부로 배기한다. 상기 기포는 상기 약액보다 가벼우므로 상승하여 상기 배기구(116)를 통해 자연 배기된다.
상기 제1 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)은 상기 몸체(110)의 측면에 각각 구비되며, 상기 내부 공간(112)과 접선 형태로 연결된다. 상기 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)은 같은 높이를 갖는다. 일 예로, 상기 제1 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)은 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)은 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 제1 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)은 서로 평행하지도 서로 직교하지도 않도록 배치될 수 있다.
상기 제1 공급관(120)은 제1 약액을 상기 내부 공간(112)으로 공급하고, 상기 제2 공급관(130)은 제2 약액을 상기 내부 공간(112)으로 공급한다. 상기 제1 약액의 비중이 상기 제2 약액의 비중과 같거나 클 수 있다. 일 예로, 상기 제1 약액은 황산(H2SO4)이며, 상기 제2 약액은 과산화수소(H2O2)일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액의 혼합액은 SPM(Sulfuric acid Peroxide Mixture : Sulfuric Acid/Peroxide)이다.
상기 제1 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)이 상기 내부 공간(112)과 접선 형태로 연결되므로, 상기 제1 공급관(120)으로부터 공급된 제1 약액과 상기 제2 공급관(130)으로부터 공급된 제2 약액은 상기 내부 공간(112)을 따라 회전한다. 이때, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액은 동일한 방향으로 회전한다. 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 회전하므로, 서로 다른 비중을 갖는 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 균일하게 혼합될 수 있다.
한편, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 서로 반대 방향으로 회전하도록 공급되는 경우, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 서로 충돌하여 균일하게 혼합되지 않는다.
또한, 상기 내부 공간(112)이 원추형인 경우, 상기 내부 공간(112)의 단면적이 하부로 갈수록 작아진다. 따라서, 상기 내부 공간(112)의 하부로 갈수록 상기 제1 약액과 상기 제2 약액의 회전 속도는 빨라진다. 따라서, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 더욱 균일하게 혼합될 수 있다.
상기 제1 약액은 황산이고, 상기 제2 약액은 과산화수소인 경우, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 상기 내부 공간(112)에서 혼합될 때 화학 반응에 의해 비등이 일어난다. 상기 비등에 의해 상기 혼합액 내부에 기포가 발생한다. 상기 기포는 상기 혼합액보다 가벼우므로, 상기 내부 공간(112)의 상부로 이동하여 상기 배기구(116)를 통해 자연 배기된다. 따라서, 상기 혼합액 내부의 기포를 용이하게 배 기할 수 있다.
상기 기포가 상기 토출구(114)가 아닌 상기 배기구(116)를 통해 배기되므로, 상기 토출구(114)를 통해 상기 혼압액만을 토출할 수 있다. 따라서, 상기 토출구(114)를 통해 토출되는 혼압액의 양을 정확하게 제어할 수 있다.
도 3 은 도 1에 도시된 약액 공급 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 측면 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 공급관(120)의 높이가 제2 공급관(130)의 높이보다 높다. 이때, 상기 제1 공급관(120)을 통해 공급되는 상기 제1 약액의 비중이 상기 제2 공급관(130)을 통해 공급되는 상기 제2 약액의 비중보다 크다. 일 예로, 상기 제1 약액은 황산(H2SO4)이며, 상기 제2 약액은 과산화수소(H2O2)일 수 있다. 따라서, 상기 비중이 큰 제1 약액이 상기 내부 공간(112)의 하부로 이동하고, 상기 비중이 작은 제2 약액이 내부 공간(112)의 상부로 이동하면서 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 균일하게 혼합될 수 있다.
한편, 상기 제1 공급관(120)을 통해 공급되는 상기 제1 약액의 비중이 상기 제2 공급관(130)을 통해 공급되는 상기 제2 약액의 비중보다 작은 경우, 상대적으로 비중이 작은 제1 약액이 상기 내부 공간(112)의 상부에 위치하고 상대적으로 비중이 큰 제2 약액이 상기 내부 공간(112)의 하부에 위치한다. 상기 제1 약액과 상기 제2 약액의 배치가 안정적이므로, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액이 균일하게 혼합되지 않는다.
도 4는 도 1에 도시된 약액 공급 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 측면 단면 도이다.
도 4를 참조하면, 제1 공급관(120)을 통해 공급되는 제1 약액과 제2 공급관(130)을 통해 공급되는 제2 약액은 동일할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액은 각각 황산과 과산화수소의 혼합액, 즉 SPM일 수 있다. 상기 제1 약액과 상기 제2 약액은 미리 균일하게 혼합된 후, 상기 제1 공급관(120) 및 상기 제2 공급관(130)을 통해 공급될 수 있다. 이때, 상기 공급관(120)과 상기 제2 공급관(130)은 같은 높이를 갖거나 서로 다른 높이를 가질 수 있다.
따라서, 상기 약액 공급 유닛(100)은 균일하게 혼합된 혼합액을 토출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 기판 처리 장치(200)는 지지유닛(210), 약액 공급 유닛(220) 및 차단 유닛(230)을 포함한다.
상기 지지유닛(210)은 회전 가능하도록 배치되며, 상면에 상기 기판(S)을 고정한다. 상기 지지유닛(210)의 예로는 기계척, 정전척, 진공척 등을 들 수 있다. 일 예로, 상기 지지유닛(210) 원판 형태를 가질 수 있다.
한편, 구동 유닛(미도시)은 상기 지지유닛(210)과 연결되며, 상기 지지유닛(210)을 회전시키기 위한 구동력을 제공한다.
상기 약액 공급 유닛(220)은 상기 지지유닛(210)의 상방에 배치되며, 상기 기판(S)을 향해 약액을 공급한다. 일 예로, 상기 약액은 상기 기판(S) 상에 형성된 막을 제거할 수 있다. 상기 막은 포토레지스트 막일 수 있다. 다른 예로, 상기 약액은 상기 기판(S) 상의 이물질을 제거할 수 있다.
상기 약액 공급 유닛(220)은 내부 공간(222a), 토출구(222b) 및 배기구(222c)를 갖는 몸체(222), 제1 공급관(224) 및 제2 공급관(226)을 포함한다. 상기 약액 공급 유닛(220)에 대한 구체적인 설명은 도 1 내지 도 4를 참조한 약액 공급 유닛(100)과 실질적으로 동일하므로 생략한다.
상기 약액 공급 유닛(220)은 상기 기판(S)으로 균일하게 혼합된 약액을 공급하며, 상기 기판(S)으로 공급되는 약액의 양을 정확하게 제어할 수 있다. 따라서, 상기 기판(S) 상의 포토레지스트 막이나 이물질을 균일하게 제거할 수 있다.
상기 차단 유닛(230)은 상기 지지유닛(210)의 측면을 감싸도록 배치되며, 회전하는 기판(S)으로부터 비산되는 약액을 차단한다. 일 예로, 상기 차단 유닛(230)은 내부 중앙에 상기 지지유닛(210)이 삽입되는 공간을 갖는 환형의 통 형상을 갖는다.
상기 차단 유닛(230)은 저면(232)과 측면(234)을 갖는다. 상기 차단 유닛(230)에 의해 차단된 약액은 상기 측면(234)을 따라 상기 저면(232)에 저장된다. 배출관(236)은 상기 저면(232)에 구비된다. 상기 저면(232)의 약액은 상기 배출관(236)을 통해 배출된다. 상기 배출관(236)은 약액 회수 유닛(도시되지 않음)과 연결되고, 외부로 배출된 약액은 재사용될 수 있다.
상기 기판 처리 장치(200)는 제1 약액과 제2 약액을 균일하게 혼합하여 상기 기판(S)으로 정확한 양을 제공하므로, 상기 기판(S)의 포토레지스트 막이나 이물질 을 균일하게 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 약액 공급 유닛은 황산과 과산화수소를 몸체의 내부 공간과 접선 방향으로 공급한다. 상기 황산과 과산화수소는 상기 내부 공간을 따라 회전하므로, 상기 황산과 과산화수소는 균일하게 혼합될 수 있다.
또한, 상기 약액 공급 유닛은 비중이 높은 황산을 비중이 낮은 과산화수소와 같거나 높은 위치에서 상기 내부 공간으로 공급한다. 상기 황산이 비중에 의해 하강하면서 상기 과산화수소와 혼합될 수 있다.
그리고, 상기 약액 공급 유닛은 배기구를 통해 상기 황산과 과산화수소의 혼합시 발생하는 기포를 외부로 배기한다. 상기 약액 공급 유닛은 토출구를 통해 상기 황산과 과산화수소의 혼합 용액만을 기판으로 공급할 수 있다. 따라서, 상기 혼합 용액의 토출량을 정확하게 조절할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 유닛을 설명하기 위한 측면 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 약액 공급 유닛을 설명하기 위한 평면 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 약액 공급 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 측면 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 약액 공급 유닛 110 : 몸체
112 : 내부 공간 114 : 토출구
116 : 배기구 120 : 제1 공급관
130 : 제2 공급관

Claims (7)

  1. 약액을 수용하는 원형의 내부 공간 및 상기 내부 공간과 연결되어 상기 약액을 하방으로 토출하는 토출구를 갖는 몸체;
    상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 제1 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제1 공급관; 및
    상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 상기 제1 약액과 혼합되도록 제2 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제2 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체는 상기 내부 공간과 연결되고, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액의 혼합시 발생하는 기포를 상기 내부 공간으로부터 상방으로 배기하는 배기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 약액의 비중이 상기 제2 약액의 비중보다 큰 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 약액은 황산이며, 상기 제2 약액은 과산화수소인 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 공급관의 높이가 상기 제2 공급관의 높이와 같거나 상기 제2 공급관의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 약액과 상기 제2 약액은 동일한 약액이며 황산과 과산화수소의 혼합액인 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  7. 포토레지스트 막이 형성된 기판을 지지하는 지지유닛; 및
    상기 지지유닛의 상방에 배치되며, 상기 기판을 향해 상기 포토레지스트 막을 제거하기 위한 약액을 공급하는 약액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 약액 공급 유닛은,
    약액을 수용하는 원형의 내부 공간 및 상기 내부 공간과 연결되어 상기 약액을 하방으로 토출하는 토출구를 갖는 몸체;
    상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 제1 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제1 공급관; 및
    상기 몸체의 측면에 구비되어 상기 내부 공간과 접선 형태로 연결되고, 상기 제1 약액과 혼합되도록 제2 약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제2 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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