KR20160083285A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐을 가지는 액 공급 유닛, 그리고 상기 액 공급 유닛을 세정 처리하는 세정 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 내부에 수용 공간을 가지는 처리 탱크, 처리액 밸브가 설치되며, 상기 처리 탱크에 처리액을 공급하는 처리액 공급 라인, 그리고 토출 밸브가 설치되며, 상기 탱크 및 상기 노즐을 연결하는 액 토출 라인을 포함하되, 상기 세정 유닛은 세정액 밸브가 설치되며, 상기 수용 공간에 세정액을 공급하는 세정액 공급 라인 및 상기 처리액 밸브, 상기 토출 밸브, 그리고 상기 세정액 밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 세정액이 상기 처리 탱크에서 상기 노즐로 토출되도록 각 밸브를 제어한다. 탱크를 세정 처리하는 세정액은 탱크에 연결되는 각 배관으로 순환시키므로, 각 배관을 탱크와 함께 세정 처리할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 세정 공정은 기판 상에 잔류된 파티클을 제거하는 공정으로, 각각의 공정 전후 단계에서 진행된다.
일반적으로 기판의 세정 공정은 기판에 케미칼을 공급하여 기판 상에 잔류된 이물을 제거하는 공정이다. 케미칼이 공급되는 과정으로는, 탱크 내에 수용된 케미칼울 노즐로 공급되고, 노즐은 기판에 케미칼을 토출한다. 탱크 내에 케미칼이 소진되면, 작업자는 탱크 내에 케미칼을 충진한다. 그러나 일반적인 세정 공정에 사용되는 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가진다. 이에 따라 케미칼이 대기에 노출될 경우에는 염이 발생된다. 이러한 염은 도 1과 같이 케미칼이 소진되는 과정에서 탱크(2)의 내측면에 잔류된다. 이후 탱크(2) 내에 충진된 케미칼은 염과 혼합되고, 염은 기판에 공급되어 파티클로 작용된다. 뿐만 아니라 케미칼에 혼합된 염은 노즐로 공급되는 중에 탱크(2) 및 이에 연결된 배관 등의 오염원으로 제공된다. 이러한 염은 수용성으로 필터에 의해 필터링하는 것이 어렵다.
또한 기판 처리에 사용된 케미칼을 재사용하는 경우에는 금속 및 유기물 등이 혼합될 수 있다. 이러한 금속 및 유기물은 기판에 공급되어 파티클로 작용되고, 노즐로 공급되는 중에 탱크(2) 및 이에 연결된 배관 등에 오염원으로 제공된다.
이를 해결하기 위해 작업자는 탱크(2)에 케미칼을 충진 시 탱크에 대한 메인터넌스를 진행하여 탱크(2)를 세정해야 한다. 그러나 작업자에 의해 탱크에 대한 세정 공정을 케미칼을 충진하기 전에 매번 수행하게 될 경우, 기판 처리 공정에 대한 쓰루풋이 낮아진다. 작업자가 탱크(2)를 세정하는 과정에서 외부의 오염원이 유입되어 탱크(2)의 2차 오염을 발생시킬 수 있다. 또한 케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액으로서, 작업자의 안전 사고가 발생될 수 있다. 이로 인해 탱크(2)의 세정 주기는 케미칼을 충진 시 매번 수행하는 것이 어려우며, 탱크의 수명이 짧아진다.
한국 특허 등록 번호 10-0873153
본 발명은 기판의 액 처리 공정의 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 케미칼이 수용되는 탱크를 신속하게 세정 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 케미칼이 수용되는 탱크를 세정 처리 시 작업자의 안전 사고를 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 기판을 처리하는 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐을 가지는 액 공급 유닛, 그리고 상기 액 공급 유닛을 세정 처리하는 세정 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 내부에 수용 공간을 가지는 처리 탱크, 처리액 밸브가 설치되며, 상기 처리 탱크에 처리액을 공급하는 처리액 공급 라인, 그리고 토출 밸브가 설치되며, 상기 탱크 및 상기 노즐을 연결하는 액 토출 라인을 포함하되, 상기 세정 유닛은 세정액 밸브가 설치되며, 상기 수용 공간에 세정액을 공급하는 세정액 공급 라인 및 상기 처리액 밸브, 상기 토출 밸브, 그리고 상기 세정액 밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 세정액이 상기 처리 탱크에서 상기 노즐로 토출되도록 각 밸브를 제어한다.
상기 액 공급 유닛은 순환 밸브가 설치되며, 상기 수용 공간에 수용된 액이 순환되도록 상기 탱크에 연결되는 순환 라인을 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 액 토출 라인을 차단하여 세정액을 상기 순환 라인을 통해 상기 수용 공간에 순환시키고, 그 이후에 상기 액 토출 라인을 개방하여 세정액을 노즐로 토출시킬 수 있다. 상기 액 공급 유닛은 상기 수용 공간에 수용된 처리액의 수위를 측정하는 측정 부재를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 측정 부재로부터 처리액의 측정 수위값을 전달받고, 상기 측정 수위값이 설정 수위값보다 낮으면 상기 처리액 공급 라인을 차단하고, 상기 세정액 공급 라인을 개방할 수 있다. 상기 액 공급 유닛은 배출 밸브가 설치되며, 상기 액 토출 라인으로부터 분기되는 배출 라인을 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 측정 수위값이 설정 수위값보다 낮으면, 배출 라인을 개방하여 수용 공간에 잔류된 처리액을 배출하고, 그 이후에 상기 세정액 공급 라인을 개방할 수 있다. 상기 기판 지지 유닛을 감싸며, 기판에 공급된 처리액을 회수하는 처리 용기 및 상기 처리 용기로부터 처리액을 회수하는 액 회수 유닛을 포함하되, 상기 액 회수 유닛은 내부에 회수 공간을 가지는 회수 탱크 및 연결 밸브가 설치되며, 상기 회수 탱크 및 상기 노즐을 연결하는 연결 라인을 포함하고, 상기 세정액 공급 라인은 상기 처리 탱크 및 상기 회수 탱크 각각에 연결될 수 있다.
또한 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서, 상기 노즐로부터 처리액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하는 기판 처리 단계 및 상기 수용 공간에 잔류된 처리액을 세정 처리하는 탱크 세정 단계를 포함하되, 상기 탱크 세정 단계는 상기 세정액을 상기 수용 공간에서 상기 노즐로 공급하는 세정액 토출 단계를 포함할 수 있다.
상기 탱크 세정 단계는 상기 세정액 토출 단계 이전에, 상기 세정액을 상기 순환 라인으로 순환시켜 상기 수용 공간 및 상기 순환 라인을 세정 처리하는 세정액 순환 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탱크 세정 단계는 상기 세정액 순환 단계 이전에, 상기 처리액 공급 라인을 차단하고, 상기 액 토출 라인으로부터 분기된 배출 라인을 통해 상기 수용 공간에 잔류된 처리액을 배출시키는 처리액 배출 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 수용 공간에 수용된 처리액의 수위가 설정된 수위보다 낮으면, 상기 탱크 세정 단계가 진행될 수 있다. 상기 기판 처리 단계에는 상기 노즐이 공정 위치에 위치되고, 상기 탱크 세정 단계에는 상기 노즐이 대기 위치에 위치되되, 상기 공정 위치는 상기 노즐이 상기 기판에 대향된 위치이고, 상기 대기 위치는 상기 노즐이 상기 공정 위치를 벗어난 위치로 제공될 수 있다. 상기 처리액은 불화암모늄(NH4F)를 포함하고, 상기 세정액은 과산화수소(H2O2)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 탱크 내에 처리액이 소진되면, 탱크의 세정 공정이 자동화 처리되므로, 기판의 액 처리 공정의 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 탱크의 세정 공정은 자동화 처리되므로, 탱크를 신속하게 처리할 뿐만 아니라 작업자의 안전 사고를 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 탱크의 세정 공정은 처리액을 충진 시 매번 진행되어 탱크의 수명을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 탱크의 수명이 향상되므로, 탱크의 교체 시기를 늘릴 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 탱크를 세정 처리하는 세정액은 탱크에 연결되는 각 배관으로 순환시키므로, 각 배관을 탱크와 함께 세정 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명은 케미칼이 소진된 탱크의 내측면의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 액 공급 부재를 보여주는 단면도이다.
도 6 내지 도 10은 도 5의 처리 탱크를 세정 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
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 처리액을 이용하여 기판을 세정 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 세정 공정에 한정되지 않고, 식각 공정, 애싱 공정 및 현상 공정 등과 같이, 액을 이용한 기판 처리 공정에서 다양하게 적용 가능하다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(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.
로드 포트(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 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 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정 챔버들(260)이 제공된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(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 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(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.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(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. 메인암들(244c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치들(300)은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이고, 도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 처리 용기(320), 기판 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛(380), 액 회수 유닛, 그리고 세정 유닛을 포함한다.
처리 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(320)은 내부회수통(322) 및 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 기판 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(326)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측 공간(322a) 및 내부 회수통(322)은 내부 회수통(322)으로 처리액이 유입되는 제1유입구(322a)로서 기능한다. 내부 회수통(322)과 외부 회수통(326)의 사이 공간(326a)은 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 제2유입구(326a)로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구(322a,326a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,326)의 저면 아래에는 회수관(322b,326b)이 연결된다.
기판 지지 유닛(340)은 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(340)은 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 기판(W)이 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 기판 지지 유닛(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.
승강 유닛(360)은 처리 용기(320)과 기판 지지 유닛(340) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 기판 지지 유닛(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 기판 지지 유닛(340)에 놓이거나, 기판 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 기판 지지 유닛(340)이 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강유닛(360)은 기판 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(380,400)은 기판(W) 상으로 다양한 종류의 액들을 공급한다. 액 공급 유닛(380,400)은 처리액 토출 부재(380) 및 액 공급 부재(400)를 포함한다. 처리액 토출 부재(380)는 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 처리액 토출 부재(380)는 노즐 이동 부재(381) 및 노즐(399)을 포함한다. 노즐 이동 부재(381)는 노즐(399)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐(399)이 기판 지지 유닛(340)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(399)이 공정 위치를 벗어난 위치이다. 노즐 이동 부재(381)는 회전축(386), 구동기(388), 그리고 지지 아암(382)을 포함한다. 회전축(386)은 처리 용기(320)의 일측에 위치된다. 회전축(386)은 그 길이방향이 제3방향(16)을 향하는 로드 형상을 가진다. 회전축(386)은 구동기(388)에 의해 회전 가능하다. 회전축(386)은 구동기(388)로부터 제공되는 구동력에 의해 그 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 아암(382)은 노즐(399)과 회전축(386)을 연결한다. 회전축(386)이 회전됨에 따라 지지 아암(382) 및 노즐(399)은 회전축(386)의 중심축을 중심으로 회전된다.
지지 아암(382)은 그 길이방향이 제3방향과 수직한 수평 방향을 향하는 로드 형상으로 제공된다. 지지 아암(382)의 일단은 회전축(386)의 상단에 고정 결합된다. 지지 아암(382)은 타단이 회전축(386)과 결합된 일단을 중심으로 회전 가능하다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 지지 아암(382)의 타단이 이동되는 경로는 기판(W)의 중앙 영역을 지나도록 제공될 수 있다. 지지 아암(382)의 타단에는 노즐(399)이 결합된다. 따라서 노즐(399)은 회전축(386) 및 지지 아암(382)이 회전됨에 따라 공정 위치와 대기 위치로 이동 가능하다. 예컨대, 처리액은 산 또는 염기 성질을 가지는 케미칼 일 수 있다. 케미칼은 불화 암모늄(NH4F)을 포함할 수 있다. 케미칼은 불화 암모늄(NH4F), 불산(HF), 그리고 순수(H2O)를 포함하는 랄(LAL) 용액일 수 있다.
액 공급 부재(400)는 기설정된 유량의 처리액을 노즐(399)에 공급한다. 도 5는 도 3의 액 공급 부재를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 액 공급 부재(400)는 처리 탱크(420), 처리액 공급 라인(410), 순환 라인, 액 토출 라인(440), 배출 라인(460), 그리고 측정 부재(454)를 포함한다.
처리 탱크(420)는 내부에 수용 공간(442)을 가지는 통 형상으로 제공된다. 수용 공간(442)은 처리액이 수용 가능한 공간으로 제공된다. 처리 탱크(420)는 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 처리 탱크(420)는 2 개일 수 있다. 처리 탱크(420)는 제1탱크(420a) 및 제2탱크(420b)로 제공될 수 있다. 순환 라인은 수용 공간(442)에 수용된 처리액을 순환시킨다. 순환 라인은 처리 탱크(420)들 각각을 서로 연결한다. 제1탱크(420a)에 제공된 처리액은 순환 라인을 통해 제2탱크(420b)로 순환될 수 있다. 또한 제2탱크(420b)에 제공된 처리액은 순환 라인을 통해 제1탱크(420a)로 순환될 수 있다. 순환 라인에는 펌프 및 히터가 설치된다. 펌프는 수용 공간(442)에 수용된 처리액이 순환 라인을 통해 순환되도록 순환 라인을 가압한다. 히터는 순환 라인에서 순환되는 처리액을 가열 처리한다. 히터는 처리액을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리한다.
처리액 공급 라인(410)은 처리 탱크(420)에 처리액을 공급한다. 일 예에 의하면, 처리액 공급 라인(410)은 처리액 공급원(414) 및 처리 탱크(420)를 서로 연결한다. 처리액 공급 라인(410)에는 처리액 밸브(412)가 설치된다. 처리액 밸브(412)는 처리액 공급 라인(410)을 개폐한다.
액 토출 라인(440)은 각각의 처리 탱크(420)를 노즐(399)에 연결한다. 수용 공간(442)에 수용된 처리액은 액 토출 라인(440)을 통해 노즐(399)로 공급 가능하다. 액 토출 라인(440)에는 펌프(442), 히터(444), 필터(446), 그리고 토출 밸브(448)가 설치된다. 펌프(442)는 수용 공간(442)에 수용된 처리액이 액 토출 라인(440)을 통해 노즐(399)로 공급되도록 액 토출 라인(440)을 가압한다. 히터는(444) 액 토출 라인(440)에서 공급되는 처리액을 가열 처리한다. 필터는 액 토출 라인(440)을 통해 공급되는 처리액에 혼합된 이물을 필터링한다. 토출 밸브(448)는 액 토출 라인(440)에서 펌프(442), 히터(444), 그리고 필터(446)보다 상류에 위치된다. 토출 밸브(448)는 액 토출 라인(440)을 개폐한다.
배출 라인(460)은 액 토출 라인(440)으로부터 분기되는 분기 라인으로 제공된다. 수용 공간(442)에 수용된 처리액은 배출 라인(460)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출 라인(460)에는 배출 밸브(462)가 설치된다. 배출 밸브(462)는 배출 라인(460)을 개폐한다.
측정 부재(454)는 처리 탱크(420)들 각각의 수용 공간(442)에 수용된 처리액의 용량을 측정한다. 예컨대, 측정 부재(454)는 수용 공간(442)에 수용된 처리액의 수위를 측정하는 레벨 센서일 수 있다. 측정 부재(454)는 하이 센서(454a) 및 로우 센서(454b)를 포함할 수 있다. 하이 센서(454a)는 수용 공간(442)에 수용된 처리액의 최고 수위를 측정하고, 로우 센서(454b)는 처리액의 최저 수위를 측정할 수 있다.
액 회수 유닛(500)은 처리 용기의 회수관에 유입된 처리액을 회수한다. 액 회수 유닛(500)은 회수 라인(540), 처리액 재생 부재(520), 회수 탱크(530), 그리고 연결 라인(540)을 포함한다. 회수 라인(540)은 회수관에 연결된다. 회수 라인(540)은 회수관과 회수 탱크(530)를 서로 연결한다. 처리액 재생 부재(520)는 회수 라인(540)에 설치된다. 처리액 재생 부재(520)는 처리액이 재사용 가능하도록 처리액을 재생 처리한다. 회수 탱크(530)는 내부에 회수 공간(532)을 가진다. 회수 공간(532)은 재생 처리된 처리액이 수용되는 공간으로 제공된다. 연결 라인(540)은 회수 탱크(530) 및 노즐(399)을 서로 연결한다. 회수 공간(532)에 수용된 처리액은 연결 라인(540)을 통해 노즐(399)로 공급 가능하다. 연결 라인(540)에는 연결 밸브(542)가 설치된다. 연결 밸브(542)는 연결 라인(540)을 개폐 가능하다.
세정 유닛(600)은 세정액 공급 라인(610), 린스액 공급 라인(620), 그리고 제어기(700)를 포함한다. 세정액 공급 라인(610)은 각각의 처리 탱크(420)에 세정액을 공급한다. 세정액 공급 라인(610)은 세정액 공급원(614)을 각각의 처리 탱크(420)에 연결한다. 세정액 공급 라인(610)에는 세정액 밸브(612)가 설치된다. 세정액 밸브(612)는 세정액 공급 라인(610)을 개폐한다. 예컨대 세정액은 과산화수소(H2O2)를 포함할 수 있다.
린스액 공급 라인(620)은 각각의 처리 탱크(420)에 린스액을 공급한다. 린스액 공급 라인(620)은 린스액 공급원(624)을 각각의 처리 탱크(420)에 연결한다. 린스액 공급 라인(620)에는 린스액 밸브(622)가 설치된다. 린스액 밸브(622)는 린스액 공급 라인(620)을 개폐한다. 예컨대, 린스액은 순수(H2O)를 포함할 수 있다.
제어기(700)는 처리 탱크(420)의 수용 공간(442) 및 이에 연결된 순환 라인과 처리액 토출 라인(440)이 자동화 세정 처리되도록 처리액 밸브(412), 세정액 밸브(612), 린스액 밸브(622), 그리고 토출 밸브(448)를 각각 제어한다. 제어기(700)는 수용 공간(442)에 처리액이 소진되면, 세정액 및 린스액이 각각 순차 공급되도록 각 공급 라인의 밸브들을 제어한다. 제어기(700)는 측정 부재(454)로부터 전달된 처리액의 측정 수위값을 근거로 처리 탱크(420)의 세정 공정을 수행한다. 제어기(700)는 처리액의 측정 수위값이 설정 수위값보다 낮으면, 수용 공간(442)에 처리액이 모두 소진되었다고 판단하고, 처리 탱크(420)의 세정 공정을 수행한다. 일 예에 의하면, 설정 수위값은 수용 공간(442)에 수용된 처리액의 최저 수위값일 수 있다. 제어기(700)는 세정액이 기설정된 제1시간동안 수용 공간(442)에 공급되고, 린스액이 기설정된 제2시간동안 수용 공간(442)에 공급되도록 세정액 밸브(612) 및 린스액 밸브(622)를 제어할 수 있다. 제1시간과 제2시간은 서로 상이할 수 있다.
다음은 상술한 액 공급 부재(400)를 이용하여 처리 탱크(420)를 세정 처리하는 과정에 대해 설명한다. 도 6 내지 도 10은 도 5의 처리 탱크를 세정 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 6 내지 도 10을 참조하면, 처리 탱크(420)를 세정 처리하는 단계는 기판을 액 처리하는 단계 이후 또는 이전에 수행된다. 기판(W)을 액 처리하는 단계에는 노즐(399)이 공정 위치로 이동되고, 처리 탱크(420)를 세정 처리하는 단계는 노즐(399)이 대기 위치로 이동된다. 측정 수위값이 최저 수위값에 대응되거나 이보다 낮으면, 탱크 세정 단계가 진행된다. 탱크 세정 단계에는 처리 탱크(420)를 세정액에 의해 1차 세정 처리하고, 린스액에 이해 2차 세정 처리한다. 탱크 세정 단계는 처리액 배출 단계, 세정액 순환 단계, 세정액 토출 단계, 린스액 순환 단계, 그리고 린스액 토출 단계를 포함한다. 처리액 배출 단계, 세정액 순환 단계, 세정액 토출 단계, 린스액 순환 단계, 그리고 린스액 토출 단계는 순차적으로 진행된다.
처리액 배출 단계가 진행된다. 처리액 배출 단계에는 처리액 공급 라인(410)을 차단하고, 배출 라인(460)을 개방하여 수용 공간(442)에 잔류된 처리액을 배출한다. 처리액 배출 단계가 완료되면, 세정액 순환 단계가 진행된다. 세정액 순환 단계가 진행되면, 액 토출 라인(440)을 차단하고, 수용 공간(442)에 세정액을 공급한다. 수용 공간(442)에 공급된 세정액은 순환 라인을 통해 수용 공간(442)에서 순환된다. 이후 세정액 토출 단계를 진행한다. 세정액 토출 단계에는 액 토출 라인(440)을 개방하여 세정액을 노즐(399)로 공급한다. 노즐(399)을 세정액을 토출하며, 수용 공간(442), 순환 라인, 액 토출 라인(440), 그리고 노즐(399)에 잔류된 처리액을 제거할 수 있다. 세정액 토출 단계가 완료되면, 린스액 순환 단계가 진행된다. 린스액 순환 단계가 진행되면, 액 토출 라인(440)을 차단하고, 수용 공간(442)에 린스액을 공급한다. 수용 공간(442)에 공급된 린스액은 순환 라인을 통해 수용 공간(442)에서 순환된다. 이후 린스액 토출 단계를 진행한다. 린스액 토출 단계에는 액 토출 라인(440)을 개방하여 린스액을 노즐(399)로 공급한다. 노즐(399)을 린스액을 토출하며, 수용 공간(442), 순환 라인, 액 토출 라인(440), 그리고 노즐(399)에 잔류된 세정액을 제거할 수 있다.
본 실시예는 처리 탱크(420)를 세정 처리하는 과정에서 처리 탱크(420)에 연결된 순환 라인, 액 토출 라인(440), 그리고 노즐(399)을 함께 세정 처리한다. 이로 인해 각 공급 라인들을 교체하거나 탈착하지 않고 세정 공정을 수행할 수 있다.,
또한 처리 탱크(420)의 세정 공정은 측정된 처리액의 잔여 용량에 의해 자동 세정 처리된다. 이에 따라 작업자가 처리 탱크(420)를 직접 세정 처리하는 것에 비해 시간이 단축될 수 있다. 또한 처리 탱크(420)의 세정 공정은 처리액을 충진하기 전에 매 회 진행될 수 있으며, 이는 처리 탱크(420)의 교체 주기를 늘릴 수 있다.
또한 본 실시예에는 세정 공정은 처리 탱크(420)에 실시되는 것을 일 예로 설명하였다. 그러나 다른 실시예에 의하면, 세정 공정은 회수 탱크(530)일 수 있다. 측정 부재(454)는 회수 탱크(530)에 더 설치되며, 회수 탱크(530)에 설치된 측정 부재(454)로부터 전달된 측정 수위값을 근거로 회수 탱크(530)의 세정 공정이 수행될 수 있다.
또한 본 실시예에는 처리 탱크(420)를 세정액 및 린스액을 순차 공급하여 세정 공정을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 처리 탱크(420)은 세정액을 공급하여 세정 처리한 후, 처리액을 충진할 수 있다.
399: 노즐 410: 처리액 공급 라인
412: 처리액 밸브 420: 처리 탱크
422: 수용 공간 440: 액 토출 라인
448: 토출 밸브 600: 세정 유닛
610: 세정액 공급 라인 612: 세정액 밸브
700: 제어기

Claims (11)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐을 가지는 액 공급 유닛과;
    상기 액 공급 유닛을 세정 처리하는 세정 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    내부에 수용 공간을 가지는 처리 탱크와;
    처리액 밸브가 설치되며, 상기 처리 탱크에 처리액을 공급하는 처리액 공급 라인과;
    토출 밸브가 설치되며, 상기 탱크 및 상기 노즐을 연결하는 액 토출 라인을 포함하되,
    상기 세정 유닛은,
    세정액 밸브가 설치되며, 상기 수용 공간에 세정액을 공급하는 세정액 공급 라인과;
    상기 처리액 밸브, 상기 토출 밸브, 그리고 상기 세정액 밸브를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 세정액이 상기 처리 탱크에서 상기 노즐로 토출되도록 각 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    순환 밸브가 설치되며, 상기 수용 공간에 수용된 액이 순환되도록 상기 탱크에 연결되는 순환 라인을 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 액 토출 라인을 차단하여 세정액을 상기 순환 라인을 통해 상기 수용 공간에 순환시키고, 그 이후에 상기 액 토출 라인을 개방하여 세정액을 노즐로 토출시키는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 수용 공간에 수용된 처리액의 수위를 측정하는 측정 부재를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 측정 부재로부터 처리액의 측정 수위값을 전달받고, 상기 측정 수위값이 설정 수위값보다 낮으면 상기 처리액 공급 라인을 차단하고, 상기 세정액 공급 라인을 개방하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    배출 밸브가 설치되며, 상기 액 토출 라인으로부터 분기되는 배출 라인을 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 측정 수위값이 설정 수위값보다 낮으면, 배출 라인을 개방하여 수용 공간에 잔류된 처리액을 배출하고, 그 이후에 상기 세정액 공급 라인을 개방하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛을 감싸며, 기판에 공급된 처리액을 회수하는 처리 용기와;
    상기 처리 용기로부터 처리액을 회수하는 액 회수 유닛을 포함하되,
    상기 액 회수 유닛은,
    내부에 회수 공간을 가지는 회수 탱크와;
    연결 밸브가 설치되며, 상기 회수 탱크 및 상기 노즐을 연결하는 연결 라인을 포함하고,
    상기 세정액 공급 라인은 상기 처리 탱크 및 상기 회수 탱크 각각에 연결되는 기판 처리 장치.
  6. 제2항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 노즐로부터 처리액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하는 기판 처리 단계와;
    상기 수용 공간에 잔류된 처리액을 세정 처리하는 탱크 세정 단계를 포함하되,
    상기 탱크 세정 단계는,
    상기 세정액을 상기 수용 공간에서 상기 노즐로 공급하는 세정액 토출 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탱크 세정 단계는,
    상기 세정액 토출 단계 이전에, 상기 세정액을 상기 순환 라인으로 순환시켜 상기 수용 공간 및 상기 순환 라인을 세정 처리하는 세정액 순환 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탱크 세정 단계는,
    상기 세정액 순환 단계 이전에, 상기 처리액 공급 라인을 차단하고, 상기 액 토출 라인으로부터 분기된 배출 라인을 통해 상기 수용 공간에 잔류된 처리액을 배출시키는 처리액 배출 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용 공간에 수용된 처리액의 수위가 설정된 수위보다 낮으면, 상기 탱크 세정 단계가 진행되는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 처리 단계에는 상기 노즐이 공정 위치에 위치되고,
    상기 탱크 세정 단계에는 상기 노즐이 대기 위치에 위치되되,
    상기 공정 위치는 상기 노즐이 상기 기판에 대향된 위치이고, 상기 대기 위치는 상기 노즐이 상기 공정 위치를 벗어난 위치로 제공되는 기판 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 처리액은 불화암모늄(NH4F)를 포함하고,
    상기 세정액은 과산화수소(H2O2)를 포함하는 기판 처리 방법.
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