KR20110031593A - 약액 냉각 방법, 약액 냉각 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

약액 냉각 방법, 약액 냉각 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

약액 냉각 방법에 있어서, 약액을 저장조 내로 공급한 후, 저장조 내에 배치된 액체 공급 라인으로 냉각 액체를 공급하여 저장조 내의 약액을 냉각시키고, 저장조 내의 약액 내에 냉각 기포를 형성하여 약액을 냉각시킨다. 따라서 저장조 내에 저장된 약액의 냉각 효율이 개선된다.

Description

약액 냉각 방법, 약액 냉각 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{METHOD OF COOLING A SOLUTION, UNIT FOR COOLING A SOLUTION AND APPARATUS OF PROCESSING A SUBSTRATE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 약액 냉각 방법, 약액 냉각 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 기판을 세정하는 세정 공정에 이용되는 약액을 냉각시키는 약액 냉각 방법, 상기 약액 냉각 방법을 구현하기 위한 약액 냉각 유닛 및 상기 약액 냉각 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치를 제조하기 위한 반도체 제조 공정이나, 표시 장치를 제조하기 위한 표시 장치 제조 공정은, 기판 상에 불순물 또는 잔류물 등과 같은 다양한 이물질을 제거하는 기판 세정 공정을 포함한다. 상기 기판 세정 공정에서는 기판 상에 잔류하는 잔류물을 기판으로부터 제거하기 위하여 불산, 황산 등과 같은 세정액이 이용될 수 있다. 상기 세정액을 이용하여 기판 상의 이물질을 제거한 후 상기 세정액은 회수된다. 상기 회수된 세정액은 재처리 공정을 거쳐 재활용되거나 폐기될 수 있다. 이때 세정액의 온도가 상대적으로 높은 경우, 고온의 세정액에 의하여 흄이 발생하거나 세정액을 저장하는 저장조 또는 회수 라인 등에 손상 이 발생할 수 있다. 따라서 상기 세정액을 냉각시키기 위한 약액 냉각 유닛이 필요하다.
따라서, 본 발명은 이와 같이 약액을 냉각하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 저장조 내의 약액을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 약액 냉각 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저장조 내의 약액을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 약액 냉각 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 약액을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 약액 냉각 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 약액 냉각 방법에 있어서, 약액을 저장조 내로 공급하고 상기 저장조 내에 배치된 냉각 라인으로 냉각 액체를 공급하여 상기 저장조 내의 약액을 냉각시키고, 상기 저장조 내의 약액 내에 냉각 기포를 형성하여 상기 약액을 냉각시킨다. 여기서, 상기 약액의 상부 표면에 건조 가스를 공급하여 상기 약액을 기화시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 약액 냉각 유닛은 약액을 저장하는 저장조, 상기 저장조 내에 배치되며, 상기 약액을 냉각시키기 위한 냉각 액체가 흐르는 액체 공급 라인 및 상기 저장조 내에 배치되며, 상기 약액 내에 냉각 가스로 이루어진 기포를 발생시켜서 상기 약액을 냉각시키는 버블러를 포함한다. 여기서, 상기 버블러는 상기 기포 생성용 가스를 공급하는 가스 저장 부 및 상기 가스 저장부로부터 상기 저장조의 내부로 상기 가스가 유동하도록 구비되며, 상기 기포를 발생하기 위한 홀이 형성된 가스 공급 라인을 포함할 수 있다. 또한, 상기 가스 공급 라인은 상기 저장조의 바닥부에 인접하여 배치될 수 있다. 그리고, 상기 가스 공급 라인은 사행 구조로 배치될 수 있다. 한편, 상기 가스 공급 라인은 상기 가스 저장부와 연결되고, 상기 바닥부의 중심부에서 상기 바닥부를 따라 제1 방향으로 연장된 제1 라인 및 상기 제1 라인으로부터 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 분기되어 상호 이격된 제2 라인들을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 가스 공급 라인은, 상기 가스 저장부와 연결되며, 상기 바닥부의 에지를 따라 제1 방향으로 연장된 제3 라인 및 상기 제3 라인으로부터 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 분기되어 상호 이격된 제4 라인들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 약액의 표면부에 건조 가스를 공급하는 건조 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 서포터, 상기 서포터 상에 안착된 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공급부, 상기 서포터를 감싸며, 상기 기판으로부터 비산하는 처리액을 차단하는 보울, 상기 서포터의 하부에서 상기 보울과 연결되며, 상기 기판을 처리한 상기 처리액을 드레인시키는 드레인 라인 및 상기 드레인 라인과 연결되며, 상기 처리액을 냉각시키는 약액 냉각 유닛을 포함하고, 상기 약액 냉각 유닛은, 상기 처리액을 저장하는 저장조, 상기 저장조 내에 냉각 액체를 공급함으로써 상기 약액을 냉각시키는 액체 공급 라인 및 상기 약액 내에 냉각 가스를 공급하여 상기 약액 내 부에 냉각 기포를 발생시키는 버블러를 포함한다.
이러한 약액 냉각 방법 및 약액 냉각 유닛에 따르면, 버블러를 이용하여 저장조 내부에 수용된 약액을 냉각시킴으로써 보다 효율적인 약액 냉각을 가능하게 한다. 나아가 건조 가스를 약액 표면에 공급함으로써 약액의 기화를 통한 약액 내부의 잠열을 제거하여 약액을 냉각시킬 수 있다. 따라서 고온의 약액에 의한 장비의 손상을 억제할 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 약액 냉각 방법, 약액 냉각 유닛 및 상기 약액 냉각 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어 들은 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.
한편, 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 냉각 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도1을 참조하면, 먼저 약액을 저장조 내에 공급한다.(S10) 상기 약액은 기판을 세정하기 위한 세정액을 포함할 수 있다. 상기 세정액의 예로는 황산, 질산, 불산 등과 같은 강산 용액을 들 수 있으며, 상기 강산 용액은 과산화수소 또는 탈이온수와 혼합되어 사용될 수 있다. 이와 다르게, 상기 약액은 기판에 형성된 막을 식각하기 위한 식각액을 포함할 수 있다. 상기 저장조는 상기 약액을 수용하는 수용 공간을 제공한다. 또한, 상기 저장조는 테프론과 같은 수지로 이루어질 수 있다.
이어서, 상기 저장조 내에 배치된 액체 공급 라인을 통하여 냉각 액체를 공 급함으로써 상기 저장조 내에 저장된 약액을 냉각시킨다.(S20) 상기 냉각 액체는 상기 저장조 내에서 상기 액체 공급 라인으로 흐르는 동안 상기 약액의 온도가 감소된다. 다시 말하면, 상기 액체 공급 라인에 흐르는 냉각 액체와 상기 저장조 내의 약액 간의 열교환이 이루어져서 상기 약액이 냉각된다. 예를 들면, 상기 약액은 약 150℃ 의 온도를 갖고, 상기 냉각 액체가 약 20℃를 가짐에 따라서 상기 냉각 액체가 흐르는 동안 상기 약액의 열이 상기 액체 공급 라인을 통하여 상기 냉각 유체에 전달됨으로써 상기 약액의 온도가 하강한다.
한편, 상기 액체 공급 라인은 상대적으로 우수한 열 전도성을 갖는 물질로 이루어 질 수 있다. 또한, 상기 냉각 액체는 예를 들면, 탈이온수를 포함할 수 있다. 이와 다르게 상기 냉각 액체는 다른 물질로 이루어져도 무방하다.
상기 약액의 내부에 냉각 가스를 공급하여 기포를 형성하여 상기 기포가 약액 상부로 부유하면서 상기 약액을 냉각시킨다.(S30) 예를 들면, 상기 냉각 가스가 상기 저장조의 바닥부에 인접하게 배치된 가스 공급 라인으로부터 기포로 형성될 수 있다 즉, 상기 약액의 하부에 형성된 기포는 약액 표면을 향하여 부유하게 된다. 상기 기포가 약액의 상부로 부유하는 동안 상기 기포 내부에 잔류하는 기체와 상기 약액 간의 열 교환이 발생할 수 있다. 따라서 상기 기포에 잔류하는 기체가 상기 약액의 온도보다 낮은 온도를 가질 경우 상기 약액의 열이 상기 기포 내부의 기체로 전달된다. 따라서 상기 약액의 온도가 하강한다.
한편, 상기 냉각 가스의 예로는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 따라서, 불활성 가스를 포함하는 냉각 가스는 다른 가스와 반 응함으로써 발생하는 문제가 억제될 수 있다.
상기 단계 S30은 상기 단계S20과 시간적으로 동시에 수행될 수 있다. 이와 다르게 상기 단계 30은 상기 단계 S20과는 별도로 순차적으로 수행될 수 있으며 그 선후에 대한 제한은 없다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 건조 가스를 약액의 표면을 향하여 제공함으로써 약액을 추가적으로 냉각시킨다.(S40) 예를 들면, 상기 건조 가스를 약액의 표면으로 분사할 경우 상기 약액의 표면에서 상기 약액의 기화 현상이 발생할 수 있다. 상기 약액이 기화될 때 상기 약액 내의 잠열을 흡수하게 됨에 따라 상기 약액의 온도가 하강한다.
나아가, 상기 건조 가스를 약액의 표면을 향하여 공급할 경우 단계S30에서 발생한 기포를 이루는 냉각 가스가 약액 표면으로부터 용이하게 제거할 수 있다. 예를 들면, 저장조의 상부에 저장조 내부의 가스를 배기시키는 배기 라인이 배치될 수 있다. 따라서 상기 냉각 가스는 배기 라인을 통하여 효율적으로 저장조 내부로부터 배기될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 유닛을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도2에 도시된 버블러를 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도3과 다른 버블러를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 도3과 또 다른 버블러를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 유닛(100)은 저장조(101), 액체 공급 라인(110) 및 버블러(130)를 포함한다. 상기 약액은 기 판을 세정하기 위한 세정액을 포함할 수 있다. 상기 세정액의 예로는 황산, 질산, 불산 등과 같은 강산 용액을 들 수 있으며, 상기 강산 용액은 과산화수소 또는 탈이온수와 혼합되어 사용될 수 있다. 이와 다르게, 상기 약액은 기판에 형성된 막을 식각하기 위한 식각액을 포함할 수 있다. 상기 약액은 기판을 처리하기 위하여 사용된 후의 폐수일 수 있다.
상기 저장조(101)는 상기 약액을 수용하는 저장 공간을 제공한다. 상기 저장조(101)는 예를 들면, 50 내지 100 리터의 용액을 저장할 수 저장 공간을 제공할 수 있다. 상기 저장조(101)는 테프론과 같은 수지로 이루어질 수 있다.
상기 액체 공급 라인(110)은 저장조(101) 내부에 배치될 수 있다. 상기 액체 공급 라인(110)의 일단은 상기 저장조(101)의 일측에 배치되고, 상기 액체 공급 라인(110)의 타단은 상기 저장조(101)의 타측에 배치된다. 상기 액체 공급 라인(110)은 상기 약액을 냉각시키기 위하여 냉각 액체가 흐를 수 있는 유로를 포함한다. 상기 액체 공급 라인(110)은 냉각 액체를 공급하는 액체 저장부(111)와 연통된다. 따라서 액체 저장부(111)는 상기 액체 공급 라인(110)으로 냉각 액체를 순환시킬 수 있다. 저장조(101)의 내부에 배치된 액체 공급 라인(110)을 통하여 흐르는 냉각 액체를 이용하여 상기 약액가 냉각된다. 한편, 도시되지 않았지만, 상기 액체 저장부(111)는 상기 냉각 액체를 추가적으로 냉각시키는 칠러(chiller)를 더 포함할 수 있다.
상기 버블러(130)는 상기 저장조(101) 내에 배치된다. 상기 버블러(130)는 저장조(101)의 바닥부에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 버블러(130)가 상기 저장 조(101)의 바닥부에 배치됨에 따라 버블러(130)가 냉각 가스로 이루어진 기포를 발생할 경우 상기 기포가 저장조(101)의 상부로 부유하면서 약액과 열적으로 접촉한다. 따라서 부유하는 기포 및 약액 간의 열 교환이 발생함으로써 약액이 냉각된다. 상기 냉각 가스의 예로는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 불활성 가스를 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 버블러(130)는 상기 냉각 가스를 저장하는 가스 저장부(131) 및 상기 가스 저장부(131)로부터 상기 냉각 가스가 흐르는 가스 공급 라인(135)을 포함할 수 있다.
상기 가스 저장부(131)는 상기 냉각 가스를 저장한다. 상기 가스 저장부(131)의 내부에는 상기 냉각 가스의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 유지 부재(미도시)가 배치될 수 있다.
상기 가스 공급 라인(135)은 상기 가스 저장부(131)와 연통된다. 상기 가스 공급 라인(135)은 상기 저장조(101)의 내부에 상기 냉각 가스가 흐르도록 유로가 형성된다. 또한, 상기 가스 공급 라인(135)에는 상기 저장조(101) 내에 상기 냉각 가스로 이루어진 기포를 발생하기 위한 홀들이 형성된다. 상기 홀들을 통하여 상기 냉각 가스가 상기 가스 공급 라인(135)의 외부로 배출되면서 기포가 형성된다. 이때 상기 기포를 이루는 냉각 가스는 상대적으로 낮은 온도를 갖고 상기 기포에 인접하는 약액은 상대적으로 높은 온도를 가짐에 따라 상기 냉각 가스와 약액 간의 열교환을 통하여 상기 약액이 냉각된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 버블러(130)는 상기 저장조(101)의 바 닥부에 인접하여 배치될 수 있다. 따라서 상기 냉각 가스로 이루어진 버블이 상기 저장조(101) 내부에서 상방으로 부유하면서 냉각 가스 및 약액 간에 열교환할 수 있는 시간이 길어진다. 결과적으로 기포를 이용한 약액의 냉각 효율이 증대될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급 라인(135)은 사행 구조(serpentine)로 배치될 수 있다. 즉, 상기 가스 공급 라인(135)이 상기 저장조(101)의 바닥부에 사행 구조로 배열될 수 있다. 따라서 상기 가스 공급 라인(135)이 저장조(101) 바닥부에 전체적으로 고르게 배열됨에 따라 저장조(101)에 저장된 약액이 균일하게 냉각될 수 있을 뿐만 아니라 냉각 효율이 증대될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급 라인(135)은 상기 가스 저장부(131)와 연결되고 상기 바닥부의 일측부에서 제1 방향으로 연장된 제1 보조 라인(136) 및 상기 제1 보조 라인(136)으로부터 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 분기되어 상호 이격된 제2 보조 라인들(137)을 포함할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 상기 가스 공급 라인(135)은 상기 가스 저장부(131)와 연결되며 상기 바닥부의 중심부에 제1 방향으로 연장된 제3 보조 라인(138) 및 상기 제3 보조 라인(138)으로부터 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 분기되어 상호 이격된 제4 보조 라인들(139)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 가스 공급 라인(135)은 상기 저장부(101)의 바닥부에 인접하면서 다양하게 배열시킬 수 있다. 상기 가스 공급 라인(135)이 저장조(101)에 전체적으로 고르게 배열됨에 따라 저장조(101)에 저장된 약액이 균일하게 냉각될 수 있을 뿐만 아니라 냉각 효율이 증대될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 유닛(100)은 상기 저장조(101)에 저장된 약액의 상표면을 향하여 건조 가스를 공급하는 건조 가스 공급부(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 가스 공급부(140)는 약액을 향하여 건조 가스를 공급함으로써 약액을 기화시킬 수 있다. 약액이 기화될 때 약액 내부의 잠열이 함께 제거됨으로써 저장조(101)에 저장된 약액이 냉각될 수 있다. 또한, 상기 건조 가스를 약액의 표면을 향하여 공급할 경우 기포를 이루는 냉각 가스가 약액 표면으로부터 용이하게 제거될 수 있다.
상기 건조 가스 공급부(140)는 건조 가스를 저장하는 건조 가스 저장부(141) 및 상기 건조 가스 저장부(141)와 연결되며 상기 건조 가스가 유동하는 건조 가스 공급 라인(143) 및 상기 건조 가스 공급 라인(143)과 연결되어 상기 건조 가스를 약액의 상표면에 공급하는 분사부(145)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 약액 냉각 유닛(100)은 저장조의 상부에 저장조 내부의 가스를 배기시키는 배기 라인(150)을 더 포함할 수 있다. 따라서 상기 냉각 가스는 상기 배기 라인(150)을 통하여 효율적으로 저장조(101) 내부로부터 배기될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 반도체 제조 공정 중 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체용 기판(W)을 처리하기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 평판 디스플레이 장치용 유리 기판의 처리 공정에도 사용될 수 있다.
상기 기판 처리 장치(200)는 서포터(210), 처리액 공급부(220), 보울(230), 드레인 라인(240) 및 약액 냉각 유닛(250)을 포함할 수 있다.
상기 서포터(210)는 그 상부에 세정 공정을 진행할 기판(10)을 지지한다. 일 예로, 서포터(210)는 세정 공정이 진행되는 동안 기판(10)을 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 서포터(210)는 스테이지(211) 및 구동축(213)을 포함할 수 있다. 상기 스테이지(211)는 기판(10)의 일면과 접촉한다. 상기 스테이지(211)는 기판(W)이 놓여지는 평판한 상표면을 가질 수 있다. 상기 구동축(213)은 상기 스테이지(211)의 하부에 배치된다. 상기 구동축(213)은 스테이지(211)와 기계적으로 결합한다. 상기 구동축(213)은 처리 공정의 진행에 따라 스테이지(211)를 상,하 방향으로 승강시킬 수 있다. 또한 구동축(213)은 처리 공정이 진행되는 동안 스테이지(211)를 회전시킨다.
상기 처리액 공급부(220)는 기판(10)으로 처리액을 공급한다. 예를 들면, 본 발명에서 기판(W)을 세정하기 위한 세정액이 사용될 수 있다. 즉, 세정액으로 약액을 사용함으로써, 기판(W)에 대한 세정 공정시에 기판(W)에 대한 화학적 세정이 가능하다. 기판(W) 세정용 약액의 예로서 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액이 사용될 수 있다. 하지만, 본 실시예에서 상기 케미컬이 기판(W)에 대하여 화학적 세정이 가능한 약액이면 충분하다.
상기 처리액 공급부(220)는 약액을 공급하는 제1 공급 라인(221)과, 약액의 액적 분사를 위한 기체를 공급하는 제2 공급 라인(223) 및 기체를 이용하여 액적 형태로 케미컬을 분사하기 위한 분사 노즐(225)을 포함한다.
여기서, 상기 제2 공급 라인(223)을 통해 플로우되는 기체의 대표적인 예로는 질소(N2)일 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 세정력 향상을 위한 일환으로, 세정 공정처리의 온도 상승을 목적으로 통상의 상온(예컨대 25℃) 보다 높은 온도를 갖는 질소(N2)를 사용한다. 즉, 상기 질소(N2)는 30℃ 내지 70℃의 온도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 40℃ 내지 60℃의 온도를 갖는다. 이로써, 기판(W)에 대한 고온 세정이 수행된다.
상기 노즐(235)은 제1 및 제2 공급 라인(221, 223)과 연결되며, 기체를 이용하여 케미컬을 액적(물방울) 형태로 변화시켜 분사하는 역할을 한다.
상기 보울(230)은 상기 서포터(210)를 감싸도록 배치된다. 한편, 상기 보울(230)은 상기 노즐(223)이 서포터(210)의 상부에서 이동할 수 있도록 그 상부는 개방될 수 있다. 상기 보울(230)은 상기 약액이 기판(10)으로부터 리바운드되어 비산되는 것을 억제한다. 또한 상기 보울(230)이 다단으로 형성되고 여러 종류의 약액이 공급될 경우 상기 서포터(210)가 승강함에 따라 상기 약액을 분리하여 회수할 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 드레인 라인(240)은 상기 보울(230)의 하단과 연통된다. 상기 드레인 라인(240)은 상기 기판을 처리한 후의 약액을 드레인시키는 회수 라인으로 기능한다. 상기 드레인 라인(240)은 사용되는 약액의 종류에 따라 복수로 배치될 수 있다.
상기 약액 냉각 유닛(250)은 상기 드레인 라인(240)과 연결된다. 상기 약액 냉각 유닛(250)은 상기 처리한 후의 약액을 저장하면서 동시에 상기 약액을 냉각시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 유닛(250)은 저장조(251), 액체 공급 라인(253) 및 버블러(255)를 포함한다. 상기 약액은 기판을 세정하기 위한 세정액을 포함할 수 있다.
상기 저장조(251)는 상기 약액을 수용하는 저장 공간을 제공한다. 상기 저장조(251)는 예를 들면, 50 내지 100 리터의 용액을 저장할 수 저장 공간을 제공할 수 있다. 상기 저장조(251)는 테프론과 같은 수지로 이루어질 수 있다.
상기 액체 공급 라인(253)은 저장조(251) 내부에 배치될 수 있다. 상기 액체 공급 라인(253)의 일단은 상기 저장조(251)의 일측에 배치되고, 상기 액체 공급 라인(253)의 타단은 상기 저장조(251)의 타측에 배치된다. 상기 액체 공급 라인(253)은 상기 약액을 냉각시키기 위하여 냉각 액체가 흐를 수 있는 유로를 포함한다. 상기 액체 공급 라인(253)은 냉각 액체를 공급하는 액체 저장부(252)와 연통된다. 따라서 액체 저장부(252)는 상기 액체 공급 라인(253)으로 냉각 액체를 순환시킬 수 있다. 순환하는 냉각 액체를 이용하여 상기 약액을 냉각시킨다.
상기 버블러(255)는 상기 저장조(251) 내에 배치된다. 상기 버블러(255)는 저장조(251)의 바닥부에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 버블러(255)가 상기 저장조(251)의 바닥부에 배치됨에 따라 버블러(255)로부터 발생한 냉각 가스로 이루어진 기포가 상부로 부유하면서 약액과 접촉한다. 따라서 부유하는 기포 및 약액 간의 열 교환이 발생함으로써 약액이 냉각된다. 상기 냉각 가스의 예로는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 불활성 가스를 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 버블러(255)는 상기 냉각 가스를 저장하는 가스 저장부(256) 및 상기 가스 저장부(256)로부터 상기 냉각 가스가 흐르는 가스 공급 라인(257)을 포함할 수 있다.
상기 가스 저장부(256)는 상기 냉각 가스를 저장한다. 상기 가스 저장부(256)의 내부에는 상기 냉각 가스의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 유지 부재(미도시)가 배치될 수 있다.
상기 가스 공급 라인(257)은 상기 가스 저장부(256)와 연통된다. 상기 가스 공급 라인(257)은 상기 저장조(251)의 내부에 상기 냉각 가스가 흐르도록 유로가 형성된다. 또한, 상기 가스 공급 라인(257)에는 상기 저장조 (251)내에 상기 냉각 가스로 이루어진 기포를 발생하기 위한 홀들이 형성된다. 상기 홀을 통하여 상기 냉각 가스가 상기 약액 내부로 배출되면서 기포가 형성된다. 이때 상기 기포를 이루는 냉각 가스는 상대적으로 낮은 온도를 갖고 상기 기포에 인접하는 약액은 상대적으로 높은 온도를 가짐에 따라 상기 냉각 가스와 약액 간의 열교환을 통하여 상기 약액이 냉각된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이러한 약액 냉각 방법 및 약액 냉각 유닛에 따르면, 버블러를 이용하여 저장조 내부에 수용된 약액을 냉각시킴으로써 보다 효율적인 약액 냉각을 가능하게 한다. 나아가 건조 가스를 약액 표면에 공급함으로써 약액의 기화를 통한 약액 내부의 잠열을 제거하여 약액을 냉각시킬 수 있다. 따라서 고온의 약액에 의한 장비의 손상을 억제할 수 있다. 상기 약액 냉각 방법 및 약액 냉각 유닛은 고온의 약액을 이용하는 반도체 제조 설비 또는 평판 표시 장치의 제조 설비에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도2에 도시된 버블러를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도3과 다른 버블러를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도3과 또 다른 버블러를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 100 : 약액 냉각 유닛
101 : 저장조 110 : 액체 공급 라인
130 : 버블러 131 : 가스 저장 부재
135 : 가스 공급 라인 150 : 가스 주입부
200 : 기판 처리 장치 210 : 서포터
220 : 약액 공급부 230 : 보울
240 : 드레인 라인 250 : 약액 공급 라인

Claims (10)

  1. 약액을 저장조 내로 공급하는 단계;
    상기 저장조 내에 배치된 액체 공급 라인으로 냉각 액체를 공급하여 상기 저장조 내의 약액을 냉각시키는 단계; 및
    상기 저장조 내의 약액 내에 냉각 기포를 형성하여 상기 약액을 냉각시키는 단계를 포함하는 약액 냉각 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 약액의 상부 표면에 건조 가스를 공급하여 상기 약액을 기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 냉각 방법.
  3. 약액을 저장하는 저장조;
    상기 저장조 내에 배치되며, 상기 약액을 냉각시키기 위한 냉각 액체가 흐르는 액체 공급 라인; 및
    상기 저장조 내에 배치되며, 상기 약액 내에 냉각 가스로 이루어진 기포를 발생시켜서 상기 약액을 냉각시키는 버블러를 포함하는 약액 냉각 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 버블러는
    상기 기포 생성용 가스를 공급하는 가스 저장부; 및
    상기 가스 저장부로부터 상기 저장조의 내부로 상기 가스가 유동하며, 상기 기포를 발생하기 위한 홀이 형성된 가스 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가스 공급 라인은 상기 저장조의 바닥부에 인접하여 배치된 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가스 공급 라인은 사행 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  7. 제4항에 있어서, 상기 가스 공급 라인은
    상기 가스 저장부와 연결되고, 상기 바닥부의 중심부에 상기 바닥부를 따라 제1 방향으로 연장되고 복수의 홀이 형성된 제1 라인; 및
    상기 제1 보조 라인으로부터 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 분기되어 상호 이격되며 복수이 홀이 형성된 제2 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  8. 제4항에 있어서, 상기 가스 공급 라인은,
    상기 가스 저장부와 연결되며, 상기 바닥부의 에지를 따라 제1 방향으로 연장고 복수의 홀이 형성된 제3 라인; 및
    상기 제3 라인으로부터 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 분기되 어 상호 이격되고 복수의 홀이 형성된 제4 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  9. 제5항에 있어서, 상기 약액의 표면부에 건조 가스를 공급하는 건조 가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 유닛.
  10. 기판을 지지하는 서포터;
    상기 서포터 상에 안착된 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공급부;
    상기 서포터를 감싸며, 상기 기판으로부터 비산하는 상기 처리액을 차단하는 보울;
    상기 서포터의 하부에서 상기 보울과 연결되며, 상기 기판을 처리한 상기 약액을 드레인시키는 드레인 라인; 및
    상기 드레인 라인과 연결되며, 상기 처리액을 냉각시키는 약액 냉각 유닛을 포함하고, 상기 약액 냉각 유닛은,
    상기 처리액을 저장하는 저장조;
    상기 저장조 내에 냉각 액체를 공급함으로써 상기 약액을 냉각시키는 액체 공급 라인; 및
    상기 약액 내에 냉각 가스를 공급하여 상기 약액 내부에 냉각 기포를 발생시키는 버블러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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