KR20150073681A - 처리액공급유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리액을 공급하는 유닛 및 이를 가지는 장치에 관한 것이다. 처리액공급유닛은 처리액을 공급하는 노즐 및 상기 노즐에 처리액을 공급하는 처리액공급부재를 포함하되, 상기 처리액공급부재는 내부에 처리액이 채워지는 처리공간이 제공되는 처리탱크, 상기 처리공간이 가열되도록 상기 처리탱크를 가열하는 히터, 그리고 상기 처리공간으로부터 기화된 처리증기를 회수하는 처리액회수부재를 포함하되, 상기 처리액회수부재는 내부에 회수공간을 가지는 몸체, 상기 처리공간 및 상기 회수공간이 서로 통하도록 상기 처리탱크 상기 몸체를 연결하는 배기관, 그리고 상기 회수공간에 위치되며, 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 액화시키는 냉각부재를 포함한다. 처리액을 가열하는 과정에서 발생된 배기가스는 냉각부재에 의해 액화되어 회수되므로, 처리액의 농도가 변동되는 것을 최소화할 수 있다.

Description

처리액공급유닛{Unit for supplying chemical}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 처리액을 공급하는하는 장치에 관한 것이다.
반도체소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 박막 중 불필요한 영역을 제거하는 공정으로, 다양한 박막에 대한 높은 선택비가 요구된다.
이러한 식각 공정에 사용되는 처리액은 케미칼이 사용된다. 케미칼은 기판 상에 형성된 특정 박막만을 식각 처리하도록 높은 선택비가 요구된다. 따라서 케미칼은 그 농도 및 온도가 설정 조건에 대응되도록 조절된 상태로 공급되어야 한다.
특히 질화 막질을 포함하는 박막을 식각하는 케미칼로는 인산(H3PO4)이 사용된다. 이러한 케미칼은 기판 상에 형성된 질화 막질과 산화 막질 간의 선택비를 향상시키고자, 고온의 상태로 기판 상에 공급된다.
처리액 공급유닛은 기판 상에 처리액을 공급하기 전에 케미칼을 고온의 상태로 가열한다. 처리액을 고온의 상태로 유지하는 과정에서 일부는 기화되어 손실이 발생된다. 또한 케미칼이 기화됨에 따라 그 농도가 변동되고, 공정불량을 야기한다. 또한 고온의 기화된 케미칼은 배기되는 과정에서 주변장치를 열변형 및 손상시킬 수 있다.
본 발명은 케미칼을 가열하는 과정에서 케미칼이 손실되는 양을 최소화할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 케미칼을 가열하는 과정에서 기화된 케미칼로 인해 그 농도가 변동되는 것을 최소화할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 케미칼을 가열하는 과정에서 기화된 케미칼의 온도로 인해 그 주변장치가 손상되는 것을 최소화하고자 한다.
본 발명의 실시예는 처리액을 공급하는 유닛 및 이를 가지는 장치에 관한 것이다. 처리액공급유닛은 처리액을 공급하는 노즐 및 상기 노즐에 처리액을 공급하는 처리액공급부재를 포함하되, 상기 처리액공급부재는 내부에 처리액이 채워지는 처리공간이 제공되는 처리탱크, 상기 처리공간이 가열되도록 상기 처리탱크를 가열하는 히터, 그리고 상기 처리공간으로부터 기화된 처리증기를 회수하는 처리액회수부재를 포함하되, 상기 처리액회수부재는 내부에 회수공간을 가지는 몸체, 상기 처리공간 및 상기 회수공간이 서로 통하도록 상기 처리탱크 상기 몸체를 연결하는 배기관, 그리고 상기 회수공간에 위치되며, 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 액화시키는 냉각부재를 포함한다.
상기 배기관의 상단은 상기 회수공간에 위치되고, 상기 냉각부재는 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 1차 냉각시키는 쿨러를 포함하되, 상기 쿨러는 상기 배기관의 상단 및 이와 연장된 측부를 감싸도록 제공되는 커버, 상기 커버의 내측면에 결합되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 외측링, 그리고 상기 외측링과 대향되도록 상기 배기관의 외측면에 결합되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 내측링을 포함하되, 상기 외측링 및 상기 내측링은 서로 이격되게 위치될 수 있다. 상기 몸체는 상기 배기관의 측부를 감싸도록 환형의 링 형상으로 제공되는 바닥면 및 상기 바닥면의 측단으로부터 위로 연장되는 측면을 포함하되, 상기 바닥면은 상기 커버에 비해 큰 외경을 가질 수 있다. 상기 회수라인은 상기 바닥면 및 상기 처리탱크를 연결시킬 수 있다. 상기 냉각부재는 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 2차 냉각시키도록 상기 회수공간에서 상기 쿨러의 상부에 위치되는 냉각플레이트를 더 포함하되, 상기 냉각플레이트에는 복수의 홀들이 형성될 수 있다. 상기 회수공간에서 액화되지 않은 처리증기가 외부로 배기되도록 상기 몸체의 상단에 연결되는 배기라인을 더 포함할 수 있다.
기판처리장치는 기판을 지지하는 기판지지유닛 및 상기 기판지지유닛에 처리액을 공급하는 노즐을 가지는 처리액공급유닛을 포함하되, 상기 처리액공급유닛은 처리액공급원, 상기 처리액공급원 및 상기 노즐을 연결하는 처리액공급라인, 상기 처리액공급원으로부터 제공된 처리액을 가열하도록 상기 처리액공급라인 상에 설치되는 가열탱크, 그리고 상기 가열탱크로부터 제공된 처리액을 가열하도록 상기 처리액공급라인 상에 설치되는 공급탱크를 포함하되, 상기 가열탱크 및 공급탱크 각각은 내부에 처리액이 채워지는 처리공간을 가지는 처리탱크 및 상기 처리공간으로부터 제공된 처리증기를 회수하도록 상기 배기관과 연결되는 처리액회수부재를 포함하되, 상기 처리액회수부재는 내부에 회수공간을 가지는 몸체, 상기 처리공간 및 상기 회수공간이 서로 통하도록 상기 탱크 상기 몸체를 연결하는 배기관, 그리고 상기 회수공간에 위치되며, 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 액화시키는 냉각부재를 포함한다.
상기 배기관의 상단은 상기 회수공간에 위치되고, 상기 냉각부재는 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 1차 냉각시키는 쿨러를 포함하되, 상기 쿨러는 상기 배기관의 상단 및 이와 연장된 측부를 감싸도록 제공되는 커버, 상기 커버의 내측면에 결합되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 외측링, 그리고 상기 외측링과 대향되도록 상기 배기관의 외측면에 결합되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 내측링을 포함하되, 상기 외측링 및 상기 내측링은 서로 이격되게 위치될 수 있다.
상기 냉각부재는 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 2차 냉각시키도록 상기 회수공간에서 상기 쿨러의 상부에 위치되는 냉각플레이트를 더 포함하되, 상기 냉각플레이트에는 복수의 홀들이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리액을 가열하는 과정에서 발생된 배기가스는 냉각부재에 의해 액화되어 회수되므로, 처리액의 농도가 변동되는 것을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 고온의 배기가스는 냉각부재에 의해 그 온도가 낮아지므로, 그 주변 장치가 열변형되는 것을 최소화할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다.
도2는 도1의 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도3은 도2의 처리액공급부재를 보여주는 단면도이다.
도4는 도3의 가열탱크를 보여주는 단면도이다.
도5는 도3의 처리액회수부재를 보여주는 단면도이다.
도6 및 도7은 도5의 처리액공급부재를 이용하여 처리액을 회수하는 과정을 보여주는 과정도이다.
도8은 도5의 처리액공급부재의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시예에는 기판 상에 형성된 질화막을 포함하는 박막을 식각 처리하는 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 다양한 종류의 박막을 처리하는 세정공정, 식각공정, 그리고 현상공정 등 적용 가능하다.
이하, 도1 내지 도8을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도1을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드포트(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 양측에는 각각 기판처리부(300a)(260)들이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 기판처리부(300a)(260)들은 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송챔버(240)의 일측에는 복수 개의 기판처리부(300a)(260)들이 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 마주보는 면 및 이송챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정처리챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판처리장치(300)가 제공된다. 기판처리장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정처리챔버(260) 내의 기판처리장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도2는 도1의 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도2를 참조하면, 기판처리장치(300)는 기판처리장치(300)는 하우징(320), 스핀헤드(340), 승강유닛(360), 그리고 처리액공급유닛(380)를 포함한다. 하우징(320)은 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 하우징(320)은 내부회수통(322) 및 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 약액들 중 서로 상이한 약액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 내부회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a) 및 내부회수통(322)과 외부회수통(326)의 사이공간(326a)은 각각 내부회수통(322) 및 외부회수통(326)으로 약액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,326)의 저면 아래에는 회수라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,326)에 유입된 약액들은 회수라인(322b,326b)을 통해 외부의 약액재생시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
스핀헤드(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 구동부(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
승강유닛(360)은 하우징(320)을 상하 방향으로 직선이동시킨다. 하우징(320)이 상하로 이동됨에 따라 스핀헤드(340)에 대한 하우징(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 스핀헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀헤드(340)가 하우징(320)의 상부로 돌출되도록 하우징(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 약액의 종류에 따라 약액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 하우징(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강유닛(360)은 스핀헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
처리액 공급유닛(380,400)은 분사부재(380) 및 처리액공급부재(400)를 포함한다. 분사부재(380)는 기판(W) 상으로 처리액들을 분사한다. 분사부재(380)는 복수 개로 제공될 수 있다. 각각의 분사부재(380)는 지지축(386), 지지대(382), 그리고 노즐(390)을 포함한다. 지지축(386)은 하우징(320)의 일측에 배치된다. 지지축(386)은 그 길이방향이 상하방향으로 제공되는 로드 형상을 가진다. 지지축(386)은 구동부재(388)에 의해 회전 및 승강운동이 가능하다. 이와 달리 지지축(386)은 구동부재(388)에 의해 수평방향으로 직선이동 및 승강운동할 수 있다. 지지대(382)는 노즐(390)을 지지한다. 지지대(382)는 지지축(386)에 결합되고, 끝단 저면에는 노즐(390)이 고정 결합된다. 노즐(390)은 지지축(386)의 회전에 의해 스윙이동될 수 있다. 일 예에 의하면, 처리액은 케미칼일 수 있다. 케미칼은 인산(H3PO4)일 수 있다.
처리액공급부재(400)는 기설정 온도의 처리액을 노즐(390)에 공급한다. 처리액공급부재(400)는 온도가 보정된 처리액을 공급한다. 도3은 도2의 처리액공급부재를 보여주는 단면도이다. 도3을 참조하면, 처리액공급부재(400)는 처리액공급원(410), 처리액공급라인(420), 가열탱크(430), 그리고 공급탱크(450)를 포함한다. 처리액공급원(410)에 제공된 처리액은 처리액공급라인(420)을 통해 노즐(390)로 공급된다. 가열탱크(430) 및 공급탱크(450)는 처리액공급라인(420) 상에 설치되어 처리액의 온도를 보정한다. 처리액은 처리액공급원(410)으로부터 가열탱크(430) 및 공급탱크(450)를 순차적으로 거쳐 노즐(390)로 공급된다.
가열탱크(430)는 처리액공급원(410)으로부터 제공된 처리액을 가열한다. 도4는 도3의 가열탱크(430)를 보여주는 단면도이다. 도4를 참조하면, 가열탱크(430)는 처리탱크(432), 히터(434), 레벨센서(436), 처리액회수부재(500)를 포함한다. 처리탱크(432)의 내부에는 처리공간(438)이 제공된다. 처리공간(438)에는 처리액공급원(410)으로부터 제공된 처리액이 저장된다. 히터(434)는 처리공간(438)에 제공된 처리액을 가열한다. 일 예에 의하면, 히터(434)는 처리공간(438)에 제공된 처리액을 기설정 온도 또는 이보다 높게 가열할 수 있다. 레벨센서(436)는 처리공간(438)에 제공된 처리액의 수위를 센싱한다. 일 예에 의하면, 레벨센서(436)는 처리공간(438)에 제공된 처리액이 일정 수위을 유지하도록 그 처리액의 양을 센싱할 수 있다. 처리액이 일정 수위보다 낮게 제공되면, 레벨센서(436)는 이를 센싱하고, 처리액공급원(410)은 처리공간(438)에 처리액을 공급할 수 있다.
처리액회수부재(500)는 처리공간(438)에서 기화된 처리액을 회수하여 일부를 배기시키고, 다른 일부를 재생시킨다. 처리액회수부재(500)는 회수된 처리액을 냉각시켜 액화시키고, 액화된 처리액을 처리공간(438)에 재공급한다. 처리액회수부재(500)는 처리탱크(432)에 설치된다. 도5는 도3의 처리액회수부재를 보여주는 단면도이다. 도5를 참조하면, 처리액회수부재(500)는 배기관(510), 몸체(520), 냉각부재(530), 회수라인(560), 그리고 배기라인(570)를 포함한다. 배기관(510)은 처리공간(438) 및 몸체(520)의 회수공간(528)이 서로 통하도록 처리탱크(432) 및 몸체(520)를 연결한다. 배기관(510)은 처리탱크(432)의 상단에 설치된다. 배기관(510)은 그 길이방향이 상하방향을 향하는 원통 형상으로 제공된다. 예컨대, 배기관(510)은 원통 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 배기관(510)은 다각의 통 형상으로 제공될 수 있다.
몸체(520)는 내부에 회수공간(528)을 제공한다. 회수공간(528)에 제공된 처리액 중 기화된 처리액(이하, 처리증기)은 배기부재를 통해 배기되고, 처리증기로부터 액화된 처리액은 회수라인(560)을 통해 회수된다. 몸체(520)는 상부 및 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 몸체(520)는 바닥면(522) 및 측면(526)을 가진다. 바닥면(522)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 바닥면(522)은 배기관(510)을 감싸도록 제공된다. 예컨대, 배기관(510)은 바닥면(522)의 중공에 삽입되게 위치될 수 있다. 바닥면(522)의 내경은 배기관(510)의 외측부와 동일한 크기를 가지도록 제공된다. 바닥면(522)의 외경은 그 내경보다 크게 제공된다. 바닥면(522)에는 드레인포트가 제공된다. 드레인포트는 회수공간(528)에서 액화된 처리액이 회수되는 출구로 제공된다. 측면(526)은 바닥면(522)의 끝단으로부터 위로 연장되게 제공된다. 측면(526)은 그 길이방향이 상하방향을 향하는 관 형상을 가진다. 측면(526)은 위로 갈수록 그 직경이 좁아지도록 제공될 수 있다. 측면(526)은 위로 갈수록 단차지게 제공될 수 있다.
냉각부재(530)는 회수공간(528)에 제공된 처리증기를 액화시킨다. 냉각부재(530)는 회수공간(528)에 제공된 처리증기를 냉각시킨다. 냉각부재(530)는 회수공간(528)에 위치된다. 냉각부재(530)는 배기관(510)보다 상부에 위치된다. 냉각부재(530)는 쿨러(540) 및 냉각플레이트(550)를 포함한다. 쿨러(540)는 회수공간(528)에 제공되는 처리증기를 1차 냉각시킨다. 쿨러(540)는 커버(542), 외측링(544), 그리고 내측링(546)을 포함한다. 커버(542)는 하부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 커버(542)는 배기관(510)의 상단과 대향되게 위치된다. 커버(542)는 배기관(510)의 상단 및 이와 연장된 측부를 감싸도록 제공된다. 커버(542)는 배기관(510)의 상단 및 이와 연장된 측부와 각각 이격되게 제공된다. 커버(542)는 몸체(520)의 내측면과 이격되게 제공된다.
외측링(544)은 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 외측링(544)의 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각유로(548)가 형성된다. 외측링(544)은 배기관(510)의 측부를 감싸도록 커버(542)의 내측면에 결합된다. 외측링(544)은 배기관(510)의 측부와 이격되게 위치된다. 외측링(544)은 배기관(510)에 비해 큰 직경을 가지도록 제공된다.
내측링(546)은 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 내측링(546)의 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각유로(548)가 형성된다. 내측링(546)은 외측링(544)에 비해 작은 직경을 가지도록 제공된다. 내측링(546)은 배기관(510)의 측부를 감싸도록 배기관(510)의 외측면에 결합된다. 내측링(546)은 외측링(544)과 대향되게 위치된다. 내측링(546)은 외측링(544)과 이격되게 위치된다. 내측링(546) 및 외측링(544) 간에 제공된 틈은 처리증기가 1차 액화되는 냉각공간으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 처리증기는 내측링(546) 및 외측링(544) 간에 틈을 통과하면서 액화될 수 있다. 내측링(546)은 외측링(544)과 동일 평면 상에 위치될 수 있다.
냉각플레이트(550)는 회수공간(528)에 제공되는 처리증기를 2차 냉각시킨다. 냉각플레이트(550)는 회수공간(528)에서 쿨러(540)의 상부에 위치된다. 냉각플레이트(550)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 냉각플레이트(550)는 몸체(520)에 결합된다. 냉각플레이트(550)는 몸체(520)의 내측면과 동일한 직경을 가지도록 제공된다. 냉각플레이트(550)에는 복수의 홀들(552)이 형성된다. 복수의 홀들(552)은 처리증기가 2차 액화되는 냉각공간으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 처리증기는 복수의 홀들(552)을 통과하면서 액화될 수 있다.
회수라인(560)은 회수공간(528)에서 액화된 처리액을 이와 연결된 처리탱크(432)들의 처리공간(438)으로 회수시킨다. 회수라인(560)은 기상에서 액상으로 상 변환된 처리액을 재사용하도록 그 처리액을 처리탱크(432)로 공급한다. 회수라인(560)은 몸체(520)의 드레인포트 및 처리탱크(432)를 서로 연결한다.
배기라인(570)은 회수공간(528)에서 액화되지 않은 처리증기를 재생시스템으로 공급한다. 배기라인(570)은 몸체(520) 및 재생시스템(미도시)을 서로 연결한다. 배기라인(570)은 몸체(520)의 개방된 상부와 연결된다.
공급탱크(450)는 가열탱크(430)로부터 처리액을 공급받아 이를 노즐(390)로 공급한다. 공급탱크(450)는 가열탱크(430)로부터 가열된 처리액을 기설정 온도로 유지한다. 공급탱크(450)는 처리액공급라인(420)에서 가열탱크(430)에 비해 하류에 위치된다. 공급탱크(450)는 가열탱크(430)와 같이 처리탱크(432), 히터(434), 레벨센서(436), 처리액회수부재(500)를 포함한다. 공급탱크(450)의 처리탱크(432), 히터(434), 레벨센서(436), 그리고 처리액회수부재(500)는 가열탱크(430)와 동일한 구성을 가진다. 따라서 공급탱크(450)에 관한 중복된 설명은 생략한다.
다음은 가열탱크(430) 또는 공급탱크(450)로부터 발생된 처리증기가 처리액회수부재(500)를 통해 회수되는 과정을 설명한다. 도6 및 도7을 참조하면, 처리공간(438)에서 가열된 처리액은 처리증기로 기화된다. 처리증기는 배기관(510)을 통해 회수공간(528)으로 제공된다. 처리증기는 쿨러(540)로 제공되고, 내측링(546) 및 외측링(544)의 사이공간을 통과한다. 처리증기가 그 사이공간을 통과하는 동안, 내측링(546) 및 외측링(544) 내에 제공된 냉각수에 의해 냉각된다. 처리증기의 일부는 액화되어 몸체(520)의 바닥면으로 떨어진다. 액화된 처리액은 드레인포트를 통해 회수라인(560)을 따라 처리공간(438)으로 공급된다. 쿨러(540)에 의해 액화되지 않은 다른 일부는 상승기류를 따라 냉각플레이트(550)로 제공된다. 처리증기는 냉각플레이트(550)의 홀(552)을 통과한다. 처리증기의 일부는 냉각플레이트(550)와 접촉하여 응결되고, 이는 액화된 처리액으로 제공되어 몸체(520)의 바닥면으로 떨어져 드레인포트로 제공된다. 또한 냉각플레이트(550)에 의해 액화되지 않은 처리증기는 상승기류를 따라 배기라인(570)으로 제공되어 재생시스템(미도시)에 공급된다.
상술한 실시예에 의하면, 처리공간(438)에서 기화된 처리액은 처리액회수부재(500)에 의해 일부가 회수되어 다시 처리공간(438)으로 공급되고, 이는 처리공간(438)에 제공된 처리액의 농도를 유지할 수 있다.
또한 냉각부재(530)는 처리증기의 온도를 낮추므로, 몸체(520) 및 배기라인(570)이 열변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한 처리증기가 배기라인(570)을 통해 배기되는 중 응축되어 그 배기압이 불균일하게 제공되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에는 냉각플레이트(550)가 처리증기와 접촉되어 그 처리증기를 냉각시키는 것으로 설명하였다. 그러나 냉각플레이트(550)는 내측링(546) 또는 외측링(544)과 같이 그 내부에 냉각유로(548)가 형성될 수 있다.
또한 냉각플레이트(550)는 도8과 같이, 복수 개로 제공되고, 각각은 상하방향을 따라 서로 이격되게 위치될 수 있다. 각각의 냉각플레이트(550)에는 서로 상이한 크기의 홀들(552)이 형성될 수 있다. 예컨대, 냉각플레이트(550)들에 형성된 홀들(552)은 위로 갈수록 그 직경이 작아지도록 제공될 수 있다.
510: 배기관 520: 몸체
528: 회수공간 530: 냉각부재
540: 쿨러 542: 커버
544: 외측링 546: 내측링
550: 냉각플레이트

Claims (2)

  1. 처리액을 공급하는 노즐과;
    상기 노즐에 처리액을 공급하는 처리액공급부재를 포함하되,.
    상기 처리액공급부재는,
    내부에 처리액이 채워지는 처리공간이 제공되는 처리탱크와;
    상기 처리공간이 가열되도록 상기 처리탱크를 가열하는 히터와;
    상기 처리공간으로부터 기화된 처리증기를 회수하는 처리액회수부재를 포함하되,
    상기 처리액회수부재는,
    내부에 회수공간을 가지는 몸체와;
    상기 처리공간 및 상기 회수공간이 서로 통하도록 상기 처리탱크 상기 몸체를 연결하는 배기관과;
    상기 회수공간에 위치되며, 상기 회수공간에 제공된 처리증기를 액화시키는 냉각부재를 포함하는 처리액공급유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기관의 상단은 상기 회수공간에 위치되고,
    상기 냉각부재는,
    상기 회수공간에 제공된 처리증기를 1차 냉각시키는 쿨러를 포함하되,
    상기 쿨러는,
    상기 배기관의 상단 및 이와 연장된 측부를 감싸도록 제공되는 커버와;
    상기 커버의 내측면에 결합되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 외측링과;
    상기 외측링과 대향되도록 상기 배기관의 외측면에 결합되며, 내부에 냉각유로가 형성되는 내측링을 포함하되,
    상기 외측링 및 상기 내측링은 서로 이격되게 위치되는 처리액공급유닛.

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