KR20170072699A - 오존 분해 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 - Google Patents

오존 분해 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오존 분해 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치와 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 처리액 내에 포함된 용존 오존을 분해하는 오존 분해 유닛은 상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와 상기 내부 공간에 위치하는 상기 처리액에 자외선을 조사하는 광원부재를 포함하는 오존 분해 유닛을 포함한다.

Description

오존 분해 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법{Dissolved ozone removal unit and Apparatus for treating a substrate including the unit, Method for treating a substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 공정에 사용된 처리액 내에 용존 오존을 분해하는 오존 분해 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치와 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에서 유리 기판이나 웨이퍼를 처리하는 공정에는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정이 수행된다.
특히, 반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
한편, 세정 공정에 사용되는 처리액 중에는 고농도의 오존이 포함되어 있는 처리액이 사용되는 경우가 있으며, 기판을 처리하는 공정을 진행하고 난 처리액은 내부에 용존 오존을 제거한 후 버려진다.
용존 오존을 제거하는 방법으로는 촉매에 의해 용존 오존을 제거하는 방법이 있다. 촉매에 의한 용존 오존 제거 방법은 활성탄과 오존의 직접 반응에 의해 활성탄 표면에 의해 용존 오존을 제거하는 방법이 있다. 이와는 달리, 금속산화물인 이산화 망간을 사용하여 용존 오존을 분해시키는 방법이 있다.
다만, 촉매를 이용한 용존 오존 제거 방법은 촉매들에 수명이 정해져 있어 주기적인 교체가 필요하다.
본 발명은 기판을 처리하는 처리액 내에 용존 오존을 제거할 수 있는 오존 분해 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치와 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 처리액 내에 포함된 용존 오존을 분해하는 오존 분해 유닛을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와 상기 내부 공간에 위치하는 상기 처리액에 자외선을 조사하는 광원부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와 상기 내부 공간에 상기 처리액에 가열하는 가열부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내에 상기 처리액을 가열하는 가열기를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 결합되어 상기 처리액에서 분해되는 오존 가스를 외부로 배출하는 배기관과 상기 배기관과 연결되어 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원부재는 하나 또는 복수개의 유브이 램프로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원부재는 상기 용기의 상벽에 결합되며 상기 가열기는 상기 용기의 내벽에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 처리액이 유입되는 유입관과 상기 내부 공간에서 상기 용존 오존이 제거된 상기 처리액이 배출되는 유출관을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 이격되게 위치하여 상기 용기로부터 공급받은 처리액을 가열하는 가열부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열부재는 하우징과 상기 하우징의 내벽에 설치되어 상기 처리액을 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기로 상기 처리액을 유입시키는 유입관과 상기 용기의 상기 처리액을 상기 하우징으로 공급하는 연결관과 그리고 상기 하우징과 연결되며 상기 처리액을 외부로 유출하는 유출관을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내부에 상기 처리액의 경로를 변경시키는 경로변경부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 경로변경부재는 상기 처리액이 상기 용기 내에서 지그재그 방향으로 흐르도록 상기 용기의 내벽으로부터 상기 용기의 중심방향으로 돌출된 복수의 가이드를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원부재는 상기 용기의 내부에 하나 또는 복수의 램프로 제공되며, 상기 램프는 유브이 램프로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 유출관에 설치되어 상기 처리액 내에 용존 오존량을 측정하는 측정부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기에서 발생하는 오존 가스를 배기하는 제1배기관과 상기 하우징에서 발생되는 오존 가스를 배기하는 제2배기관과 상기 제1배기관과 상기 제2배기관과 연결되며, 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함할 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 챔버와 상기 챔버 내부에 위치하며, 처리 공간을 가지는 컵과 상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 지지 유닛에 놓인 기판으로 오존수가 포함된 처리액을 공급하는 액 공급 유닛과 상기 처리액을 배출하는 액 배출 유닛과 그리고 상기 액 배출 유닛에 결합되어 상기 처리액 내에 용존 오존을 제거하는 오존 분해 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와 상기 내부 공간에 위치하는 상기 처리액에 자외선을 조사하는 광원부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와 상기 내부 공간에 상기 처리액에 가열하는 가열부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내에 상기 처리액을 가열하는 가열기를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 결합되어 상기 처리액에서 분해되는 오존 가스를 외부로 배출하는 배기관과 상기 배기관과 연결되어 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원부재는 하나 또는 복수개의 유브이 램프로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원부재는 상기 용기의 상벽에 결합되며 상기 가열기는 상기 용기의 내벽에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 처리액이 유입되는 유입관과 상기 내부 공간에서 상기 용존 오존이 제거된 상기 처리액이 배출되는 유출관을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 이격되게 위치하여 상기 용기로부터 공급받은 처리액을 가열하는 가열부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열부재는 하우징과 상기 하우징의 내벽에 설치되어 상기 처리액을 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기로 상기 처리액을 유입시키는 유입관과 상기 용기의 상기 처리액을 상기 하우징으로 공급하는 연결관과 그리고 상기 하우징과 연결되며 상기 처리액을 외부로 유출하는 유출관을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내부에 상기 처리액의 경로를 변경시키는 경로변경부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 경로변경부재는 상기 처리액이 상기 용기 내에서 지그재그 방향으로 흐르도록 상기 용기의 내벽으로부터 상기 용기의 중심방향으로 돌출된 복수의 가이드를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원부재는 상기 용기의 내부에 하나 또는 복수의 램프로 제공되며, 상기 램프는 유브이 램프로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 유출관에 설치되어 상기 처리액 내에 용존 오존량을 측정하는 측정부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기에서 발생하는 오존 가스를 배기하는 제1배기관과 상기 하우징에서 발생되는 오존 가스를 배기하는 제2배기관과 상기 제1배기관과 상기 제2배기관과 연결되며, 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함할 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 방법은 기판에 오존수가 포함된 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하되, 상기 기판을 처리하는 공정이 끝난 후 회수된 상기 처리액 내에 용존 오존을 분해하여 외부로 배출할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액 내에 광을 조사하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액을 가열하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액에 광을 조사하며, 상기 처리액을 가열하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 처리액의 가열은 상기 광이 조사되는 것과 동시에 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 처리액의 가열은 상기 처리액에 광이 조사된 이후 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액에 마이크로 버블을 공급하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광은 자외선으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 공정에 사용된 처리액 내에 용존 오존을 처리액에 광을 조사, 가열 또는 마이크로 버블을 공급하여 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 공정에 사용된 처리액 내에 용존 오존을 제거하여 처리액으로 인한 환경오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2의 오존 분해 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 오존 분해 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 9는 도 4의 오존 분해 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 13은 도 5의 오존 분해 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 14는 처리액에 조사되는 광량에 따른 용존 오존량의 변화를 그래프로 보여주는 도면이다.
도 15는 처리액이 가열되는 정도에 따른 용존 오존량의 변화를 그래프로 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 포함한다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 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 B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 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 공정 챔버(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, 상술한 바와 달리, 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)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 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, 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. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판(W)을 세정하는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 설명한다. 도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 2와 도3을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 챔버(310), 컵(320), 지지 유닛(330), 승강 유닛(340), 액 공급 유닛(360), 액 배출 유닛(370) 그리고 오존 분해 유닛(400)을 포함한다.
챔버(310)는 내부에 공간을 제공한다. 챔버(310)의 내부에는 컵(320)이 위치한다.
컵(320)는 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 컵(320)는 상부가 개방된 형상으로 제공된다. 컵(320)는 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 포함한다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(330)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(330)은 컵(320) 내에 배치된다. 지지 유닛(330)은 기판 처리 공정 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 지지 유닛(330)은 몸체(332), 지지핀(334), 척 핀(336), 그리고 지지축(338)을 포함한다. 몸체(332)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(332)의 저면에는 모터(339)에 의해 회전가능한 지지축(338)이 고정결합된다. 지지핀(334)은 복수 개 제공된다. 지지핀(334)은 몸체(332)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(332)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(334)은 몸체(332)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척 핀(336)은 복수 개 제공된다. 척 핀(336)은 몸체(332)의 중심에서 지지핀(334)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(336)은 몸체(332)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척 핀(336)은 지지 유닛(330)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척 핀(336)은 몸체(332)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 몸체(332)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(330)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척 핀(336)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행 시에는 척 핀(336)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척 핀(336)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강 유닛(340)은 컵(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 컵(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(330)에 대한 컵(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(340))은 브라켓(342), 이동축(344), 그리고 구동기(346)를 포함한다.
브라켓(342)은 컵(320)의 외벽에 고정설치된다. 브라켓(342)에는 구동기(346)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(344)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(330)에 놓이거나, 지지 유닛(330)로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(330)이 컵(320)의 상부로 돌출되도록 컵(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(322,324,326)으로 유입될 수 있도록 컵(320)의 높이가 조절한다.
일 예로, 제1처리액으로 기판(W)을 처리하고 있는 동안에 기판(W)은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판(W)을 처리하는 동안에 각각 기판(W)은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강 유닛(340)은 컵(320) 대신 지지 유닛(330)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(360)은 기판(W) 처리 공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 일 예로 공급되는 처리액은 오존수를 포함하는 처리액 일 수 있다. 일 예로 처리액에 포함된 용존 오존량은 30ppm 또는 80ppm 일수 있다. 이와는 달리, 처리액 내에 용존 오존량은 80ppm 이상일 수 있다. 처리액 내에 용존 오존량은 기판에 형성된 막의 종류에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
액 공급 유닛(360)은 노즐 지지대(362), 노즐(364), 지지축(366), 그리고 구동기(368)를 포함한다.
지지축(366)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(366)의 하단에는 구동기(368)가 결합된다. 구동기(368)는 지지축(366)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(362)는 구동기(368)와 결합된 지지축(366)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(364)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(364)은 구동기(368)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(364)이 컵(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(364)이 컵(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 노즐(364)은 기판(W)상으로 액을 공급한다.
액 공급 유닛(360)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 액 공급 유닛(360)이 복수 개 제공되는 경우, 오존수가 포함된 처리액, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 액 공급 유닛(360)을 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
액 배출 유닛(370)은 기판(W)에 액을 공급하여 기판(W)을 처리하고 난 뒤에 액을 회수한다. 액 배출 유닛(371)은 배출 용기(371)를 포함한다. 배출 용기(371)는 원통형상으로 제공된다. 배출 용기(371)는 처리가 끝난 액을 저장할 수 있다.
도 4는 도 2의 오존 분해 유닛을 보여주는 단면도이다. 이하, 도 4를 참고하면, 오존 분해 유닛(400)은 액 배출 유닛(370)과 연결된다. 오존 분해 유닛(400)은 액 배출 유닛(370)에서 공급된 처리액 내에 용존 오존을 분해한다. 오존 분해 유닛(400)은 용기(410), 광원부재(420), 가열기(430), 버블 공급 부재(450), 유입관(460), 유출관(470), 측정부재(471), 배기관(480) 그리고 가스 분해 부재(490)를 포함한다.
용기(410)는 내부 공간(401)을 가진다. 내부 공간(401)에는 처리액이 수용되는 공간이다. 용기(410)는 원통형의 형상으로 제공될 수 있다. 내부 공간(401)에서는 처리액 내에 용존 오존을 분해할 수 있다.
광원부재(420)는 처리액에 광을 조사한다. 일 예로 광원부재(420)는 처리액에 자외선을 조사할 수 있다. 광원부재(420)는 처리 공간에 위치한다. 광원부재(420)는 용기(410)의 상벽과 결합될 수 있다. 광원부재(420)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 광원부재(420)가 복수개 제공되는 경우 용기(410)의 상벽과 결합되며, 서로 이격되어 위치할 수 있다. 광원부재(420)의 하단은 처리액 내에 위치할 수 있다. 일 예로 광원부재(420)는 유브이(UV) 램프로 제공될 수 있다. 유브이 램프에서 조사되는 광은 245nm 파장으로 제공될 수 있다.
가열기(430)는 용기(410) 내에 처리액을 가열한다. 가열기(430)는 용기(410)의 내벽에 위치할 수 있다. 가열기(430)는 히터로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 가열기(430)는 용기(410)를 감싸며 제공되는 히팅 코일로 제공될 수 있다. 가열기(430)는 광원부재(420)에서 처리액으로 광을 조사함과 동시에 처리액을 가열할 수 있다. 이와는 달리, 가열기(430)는 광원부재(420)에서 처리액에 광을 조사하고 난 뒤에 처리액을 가열할 수 있다.
버블 공급 부재(450)는 내부 공간(401)에 마이크로 버블을 공급한다. 버블 공급 부재(450)는 용기(410) 내 하부 영역과 연결된다. 버블 공급 부재(450)는 마이크로 버블을 생성하여 내부 공간(401)으로 공급한다. 버블 공급 부재(450)는 공급관(451)과 버블 발생기(453)를 포함한다.
공급관(451)은 용기(410)의 측면 하부와 연결된다. 공급관(451)의 내부에는 유로(452)가 형성된다. 유로(452)에는 내부에 기체가 함유된 액이 흐른다. 유로(452)는 그 단면이 원형의 형상을 가진다. 유로(452)는 용기(410)의 내부 공간(401)과 연결된다.
버블 발생기(453)는 마이크로 버블을 생성한다. 버블 발생기(453)는 유로(452) 내에 위치한다. 버블 발생기(453)는 유로(452) 내에 흐르는 액을 고속으로 회전시켜 마이크로 버블을 생성한다. 일 예로 버블 발생기(453)는 고속 회전이 가능하며, 프로펠러를 가지는 장치로 제공될 수 있다. 버블 발생기(453)에서 생성된 마이크로 버블은 공급관(451) 내에 유로(452)를 거쳐서 용기(410) 내 하부 영역으로 공급된다.
일 예로 버블 발생기(453)에서 발생된 마이크로 버블은 산소 가스 일수 있다. 이와는 달리, 마이크로 버블은 비활성 가스로 제공될 수 있다. 일 예로 비활성 가스는 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨 가스 일 수 있다. 버블 발생기(453)에서 생성되는 마이크로 버블은 평균적으로 50 마이크로미터 이하의 크기를 가질 수 있다.
유입관(460)은 외부로부터 공급받은 처리액을 용기(410)의 내부 공간(401)으로 공급한다. 유입관(460)은 용기(410)의 측벽과 연결될 수 있다. 유입관(460)은 공급관(451)보다 상부에 위치할 수 있다. 유출관(470)은 용기(410)의 내부 공간(401)에 용존 오존이 제거된 처리액을 외부로 배출한다. 유출관(470)은 용기(410)의 측벽과 연결될 수 있다. 유출관(470)에는 측정부재(471)가 설치될 수 있다.
측정부재(471)는 유출관(470) 내에 처리액의 용존 오존량을 측정한다. 측정부재(471)는 처리액의 용존 오존량이 설정범위보다 높은 경우 측정부재(471)와 연결된 알람부재(미도시)에 신호를 보내어 알람을 울릴 수 있다.
배기관(480)은 내부 공간(401)에 발생하는 오존 가스를 배기한다. 배기관(480)은 용기(410)와 결합된다. 일 예로 배기관(480)은 용기(410)의 측벽 상부와 결합될 수 있다. 배기관(480)은 가스 분해 부재(490)와 연결된다.
가스 분해 부재(490)는 오존 가스를 분해한다. 일 예로 가스 분해 부재(490)는 내장된 히터에 의해 오존 가스를 가열 분해하는 오존 킬러로 제공될 수 있다.
도 6 내지 도 9은 도 4의 오존 분해 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 6의 오존 분해 유닛(400a)은 용기(410a), 광원부재(420a), 버블 공급 부재(450a), 유입관(460a), 유출관(470a), 측정부재(471a), 배기관(480a) 그리고 가스 분해 부재(490a)를 포함한다. 도 6의 용기(410a), 광원부재(420a), 버블 공급 부재(450a), 유입관(460a), 유출관(470a), 측정부재(471a), 배기관(480a) 그리고 가스 분해 부재(490a)는 도 4의 용기(410), 광원부재(420), 버블 공급 부재(450), 유입관(460), 유출관(470), 측정부재(471), 배기관(480) 그리고 가스 분해 부재(490)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 도 6의 오존 분해 유닛(400a)은 도 4의 가열기(430)가 제공되지 않는다.
도 7의 오존 분해 유닛(400b)은 용기(410b), 광원부재(420b), 가열기(430b), 유입관(460b), 유출관(470b), 측정부재(471b), 배기관(480b) 그리고 가스 분해 부재(490b)를 포함한다. 도 7의 용기(410b), 광원부재(420b), 가열기(430b), 유입관(460b), 유출관(470b), 측정부재(471b), 배기관(480b) 그리고 가스 분해 부재(490b)는 도 4의 용기(410), 광원부재(420), 가열기(430), 유입관(460), 유출관(470), 측정부재(471), 배기관(480) 그리고 가스 분해 부재(490)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 도 7의 오존 분해 유닛(400b)은 도 4의 버블 공급 부재(450)가 제공되지 않는다.
도 8의 오존 분해 유닛(400c)은 용기(410c), 가열기(430c), 버블 공급 부재(450c), 유입관(460c), 유출관(470c), 측정부재(471c), 배기관(480c) 그리고 가스 분해 부재(490c)를 포함한다. 도 8의 용기(410c), 가열기(430c), 버블 공급 부재(450c), 유입관(460c), 유출관(470c), 측정부재(471c), 배기관(480c) 그리고 가스 분해 부재(490c)는 도 4의 용기(410), 가열기(430), 버블 공급 부재(450), 유입관(460), 유출관(470), 측정부재(471), 배기관(480) 그리고 가스 분해 부재(490)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 도 8의 오존 분해 유닛(400c)은 도 4의 광원부재(420)가 제공되지 않는다.
도 9의 오존 분해 유닛(400d)은 용기(410d), 가열기(430d), 유입관(460d), 유출관(470d), 측정부재(471d), 배기관(480d) 그리고 가스 분해 부재(490d)를 포함한다. 도 9의 용기(410d), 가열기(430d), 유입관(460d), 유출관(470d), 측정부재(471d), 배기관(480d) 그리고 가스 분해 부재(490d)는 도 4의 용기(410), 가열기(430), 유입관(460), 유출관(470), 측정부재(471), 배기관(480) 그리고 가스 분해 부재(490)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 도 9의 오존 분해 유닛(400d)은 도 4의 광원부재(420)와 버블 공급 부재(450)가 제공되지 않는다.
도 5는 도 4의 오존 분해 유닛(500)의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다. 이하, 도 5를 참고하면, 도 5의 오존 분해 유닛(500)은 용기(510), 광원부재(520), 가열부재(530), 경로변경부재(540), 버블 공급 부재(550), 유입관(560), 연결관(565), 유출관(570), 측정부재(571), 제1배기관(581), 제2배기관(582) 그리고 가스 분해 부재(590)를 포함한다.
용기(510)는 내부 공간(501)을 가진다. 내부 공간(501)에는 처리액이 수용되는 공간이다. 용기(510)는 원통형의 형상으로 제공될 수 있다. 내부 공간(501)에서는 처리액 내에 용존 오존을 분해할 수 있다.
광원부재(520)는 처리액에 광을 조사한다. 일 예로 광원부재(520)는 처리액에 자외선을 조사할 수 있다. 광원부재(520)는 처리 공간에 위치한다. 광원부재(520)는 용기(510)의 상벽과 하벽에 각각 결합될 수 있다. 광원부재(520)는 하나 또는 복수개 제공될 수 있다. 광원부재(520)가 복수개 제공되는 경우 용기(510)의 상벽과 하벽에 결합되며, 서로 이격되어 위치할 수 있다. 광원부재(520)는 후술하는 경보변경부재(540)들 사이에 제공될 수 있다. 광원부재(520)의 하단은 처리액 내에 위치할 수 있다. 일 예로 광원부재(520)는 유브이(UV) 램프로 제공될 수 있다. 유브이 램프에서 조사되는 광은 245nm 파장으로 제공될 수 있다.
가열부재(530)는 처리액을 가열한다. 가열부재(530)는 용기(510)와 이격되게 위치할 수 있다. 가열부재(530)는 용기(510)로부터 공급받은 처리액을 가열한다. 가열부재(530)는 하우징(531)과 히터(533)를 포함한다. 하우징(531)은 내부에 처리액이 수용되는 가열 공간을 가진다. 일 예로 하우징(531)은 원통형상으로 제공될 수 있다. 히터(533)는 처리액을 가열한다. 히터(533)는 하우징(531)의 내벽에 위치 할 수 있다.
경로변경부재(540)는 용기(510)의 내부에 위치하며, 내부 공간(501)에 처리액의 경로를 변경시킨다. 일 예로 경로변경부재(540)는 처리액의 흐름을 지그재그 방향이 방향으로 흐르도록 할 수 있다. 경로변경부재(540)는 가이드(540)를 포함한다. 가이드(540)는 복수개 제공될 수 있다. 가이드(540)는 용기(510)의 내벽으로부터 용기(510)의 중심방향으로 돌출되어 제공된다. 가이드(540)는 용기(510)의 상벽 및 하벽에 제공된다. 복수의 가이드(540)는 서로 이격되어 위치한다. 가이드(540)들 사이에는 광원부재(520)게 제공될 수 있다.
버블 공급 부재(550)는 내부 공간(501)에 마이크로 버블을 공급한다. 버블 공급 부재(550)는 용기(510) 내 하부 영역과 연결된다. 버블 공급 부재(550)는 마이크로 버블을 생성하여 내부 공간(501)으로 공급한다. 버블 공급 부재(550)는 공급관(551)과 버블 발생기(553)를 포함한다.
공급관(551)은 용기(510)의 측면 하부와 연결된다. 공급관(551)의 내부에는 유로(552)가 형성된다. 유로(552)에는 내부에 기체가 함유된 액이 흐른다. 유로(552)는 그 단면이 원형의 형상을 가진다. 유로(552)는 용기(510)의 내부 공간(501)과 연결된다.
버블 발생기(553)는 마이크로 버블을 생성한다. 버블 발생기(553)는 유로(552) 내에 위치한다. 버블 발생기(553)는 유로(552) 내에 흐르는 액을 고속으로 회전시켜 마이크로 버블을 생성한다. 일 예로 버블 발생기(553)는 고속 회전이 가능하며, 프로펠러를 가지는 장치로 제공될 수 있다. 버블 발생기(553)에서 생성된 마이크로 버블은 공급관(551) 내에 유로(552)를 거쳐서 용기(510) 내 하부 영역으로 공급된다.
일 예로 버블 발생기(553)에서 발생된 마이크로 버블은 산소 가스 일수 있다. 이와는 달리, 마이크로 버블은 비활성 가스로 제공될 수 있다. 일 예로 비활성 가스는 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨 가스 일 수 있다. 버블 발생기(553)에서 생성되는 마이크로 버블은 평균적으로 50 마이크로미터 이하의 크기를 가질 수 있다.
유입관(560)은 외부로부터 공급받은 처리액을 용기(510)의 내부 공간(501)으로 공급한다. 유입관(560)은 용기(510)의 측벽과 연결될 수 있다. 유입관(560)은 공급관(551)보다 상부에 위치할 수 있다. 연결관(565)은 일단은 용기(510)와 연결되며, 타단은 하우징(531)과 연결된다. 연결관(565)은 용기(510)로부터 공급받은 처리액을 하우징(531)으로 공급한다. 유출관(570)은 하우징(531)의 가열 공간에 용존 오존이 제거된 처리액을 외부로 배출한다. 유출관(570)은 하우징(531)의 측벽과 연결될 수 있다. 유출관(570)에는 측정부재(571)가 설치될 수 있다.
측정부재(571)는 유출관(570) 내에 처리액의 용존 오존량을 측정한다. 측정부재(571)는 처리액의 용존 오존량의 설정범위보다 높은 경우 측정부재(571)와 연결된 알람부재(미도시)에 신호를 보내어 알람을 울릴 수 있다.
제1배기관(581)은 내부 공간(501)에 발생하는 오존 가스를 배기한다. 제1배기관(581)은 용기(510)와 결합된다. 일 예로 제1배기관(581)은 용기(510)의 측벽 상부와 결합될 수 있다. 제1배기관(581)은 가스 분해 부재(590)와 연결된다.
제2배기관(582)은 하우징(531) 내부에서 발생하는 오존 가스를 배기한다. 제2배기관(582)은 하우징(531)과 결합된다. 일 예로 제2배기관(582)은 하우징(531)의 측벽 상부와 결합될 수 있다. 제2배기관(582)은 가스 분해 부재(590)와 연결된다.
가스 분해 부재(590)는 오존 가스를 분해한다. 일 예로 가스 분해 부재(590)는 내장된 히터(533)에 의해 오존 가스를 가열 분해하는 오존 킬러로 제공될 수 있다.
도 10 내지 도 13은 도 5의 오존 분해 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 10의 오존 분해 유닛(500a)은 용기(510a), 광원부재(520a), 경로변경부재(540a), 버블 공급 부재(550a), 유입관(560a), 연결관(565a), 유출관(570a), 측정부재(571a), 제1배기관(581a), 그리고 가스 분해 부재(590a)를 포함한다. 도 10의 용기(510a), 광원부재(520a), 경로변경부재(540a), 버블 공급 부재(550a), 유입관(560a), 유출관(570a), 측정부재(571a), 제1배기관(581a), 그리고 가스 분해 부재(590a)는 도 5의 용기(510), 광원부재(520), 경로변경부재(540), 버블 공급 부재(550), 유입관(560), 측정부재(571), 제1배기관(581), 그리고 가스 분해 부재(590)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 도 10의 오존 분해 유닛(500)은 도 5의 가열부재(530), 연결관(565) 그리고 제2배기관(582)이 제공되지 않는다. 도 10의 유출관(570)a은 용기(510a)와 결합되어 제공된다.
도 11의 오존 분해 유닛(500b)은 용기(510b), 광원부재(520b), 가열부재(530b), 경로변경부재(540b), 유입관(560b), 연결관(565b), 유출관(570b), 측정부재(571b), 제1배기관(581b), 제2배기관(582b) 그리고 가스 분해 부재(590b)를 포함한다. 도 11의 용기(510b), 광원부재(520b), 가열부재(530b), 경로변경부재(540b), 유입관(560b), 연결관(565b), 유출관(570b), 측정부재(571b), 제1배기관(581b), 제2배기관(582b) 그리고 가스 분해 부재(590b)는 도 5의 용기(510), 광원부재(520), 가열부재, 경로변경부재(540), 유입관(560), 연결관(565), 유출관(570), 측정부재(571), 제1배기관(581), 제2배기관(582) 그리고 가스 분해 부재(590)와 대체로 동일하게 제공된다. 도 11의 오존 분해 유닛(500b)은 도 5의 버블 공급 부재(550)가 제공되지 않는다.
도 12의 오존 분해 유닛(500c)은 용기(510c), 가열부재(530c), 경로변경부재(540c), 버블 공급 부재(550c), 유입관(560c), 연결관(565c), 유출관(570c), 측정부재(571c), 제1배기관(581c), 제2배기관(582c) 그리고 가스 분해 부재(590c)를 포함한다. 도 12의 용기(510c), 가열부재(530c), 경로변경부재(540c), 버블 공급 부재(550c), 유입관(560c), 연결관(565c), 유출관(570c), 측정부재(571c), 제1배기관(581c), 제2배기관(582c) 그리고 가스 분해 부재(590c)는 도 5의 용기(510), 가열부재(530), 경로변경부재(540), 버블 공급 부재(550), 유입관(560), 연결관(565), 유출관(570), 측정부재(571), 제1배기관(581), 제2배기관(582) 그리고 가스 분해 부재(590)와 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 도 12의 오존 분해 유닛(500c)은 도 5의 광원부재(520)가 제공되지 않는다.
도 13의 오존 분해 유닛(500d)은 용기(510d), 가열부재(530d), 경로변경부재(540d), 유입관(560d), 유출관(570d), 측정부재(571d), 제1배기관(581d), 그리고 가스 분해 부재(590d)를 포함한다. 도 13의 용기(510d), 가열부재(530d), 경로변경부재(540d), 유입관(560d), 유출관(570d), 측정부재(571d), 제1배기관(581d), 그리고 가스 분해 부재(590d)는 도 5의 용기(510), 경로변경부재(540), 유입관(560), 측정부재(571), 제1배기관(581) 그리고 가스 분해 부재(590)와 대체로 동일하게 제공된다.
가열부재(530d)는 용기(510d)의 내벽에 위치한다. 가열부재(530d)는 용기(510d) 내에 처리액을 가열할 수 있다. 일 예로 가열부재(530d)는 히터(533d)로 제공될 수 있다. 유출관(570d)은 용기(510d)와 결합된다. 유출관(570d)은 용기(510d) 내부에 처리액을 외부로 배출한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다. 기판을 처리하는 공정은 기판에 오존수가 포함된 처리액을 공급한다. 처리액은 기판에 형성된 막과 반응하여 막을 제거할 수 있다. 기판을 처리하는 공정이 끝난 후 처리액은 회수된다. 회수된 처리액은 처리액 내에 용존 오존을 분해하여 외부로 배출한다.
도 14는 처리액에 조사되는 광량에 따른 용존 오존량의 변화를 그래프로 보여주는 도면이고, 도 15는 처리액이 가열되는 정도에 따른 용존 오존량의 변화를 그래프로 보여주는 그래프이다. 이하, 도 14와 도 15를 참고하면 처리액 내에 용존 오존의 분해는 처리액 내에 광을 조사하여 이루어질 수 있다. 용존 오존은 광을 조사하지 않는 상태에서 시간이 지날수록 서서히 용존 오존이 제거될 수 있다. 도 14의 제1그래프(I1)와 같이 광이 조사되지 않는 경우도 시간이 지날수록 용존 오존이 제거되기는 하나, 많은 양의 용존 오존이 제거되지는 않는다. 도 14의 제2그래프(I2)는 처리액 내에 광을 1W/m2로 공급 될 때, 시간에 따른 용존 오존량을 보여주는 그래프이다. 도 14의 제3그래프(I3)는 처리액 내에 광을 5 W/m2 로 공급될 때, 시간에 따른 용존 오론량을 보여주는 그래프이다. 도 14의 제4그래프(I4)는 처리액 내에 광을 10 W/m2 로 공급될 때, 시간에 따른 용존 오존량을 보여주는 그래프이다.
제2그래프(I2), 제3그래프(I3), 제4그래프(I4)를 참고하면, 처리액 내에 공급되는 광의 에너지가 높을수록 처리액 내에 용존 오존량이 완전히 제거되는 시간이 짧아진다. 또한, 처리액 내에 공급되는 광의 에너지가 높을수록 용존 오존량의 제거되는 시간이 짧아진다.
처리액 내에 용존 오존의 분해는 처리액 내에 처리액을 가열하여 이루어 질 수 있다. 용존 오존은 가열하지 않는 상태에서 시간이 지날수록 서서히 용존 오존이 제거될 수 있다. 도 15의 제1그래프(H1)와 같이 처리액에 가열되지 않는 경우도 시간이 지날수록 용존 오존이 제거되기는 하나, 많은 양의 용존 오존이 제거되지는 않는다. 도 15의 제2그래프(H2)와 제3그래프(H3)는 처리액을 가열하는 경우 시간에 따른 용존 오존량의 변화를 보여주는 그래프이다. 제2그래프(H2)의 가열 온도는 제3그래프(H3)의 가열온도 보다 낮다. 제2그래프(H2)와 제3그래프(H3)를 참고하면, 처리액을 높은 온도로 가열 할수록 용존 오존이 완전히 제거되는 시간이 짧아진다.
처리액 내에 용존 오존의 분해는 처리액의 광을 조사하고 처리액을 가열하여 이루어질 수 있다. 일 예로 처리액의 가열은 광이 조사되는 것과 동시에 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 처리액의 가열은 광이 조사되고 난 뒤 이루어질 수 있다.
처리액 내에 용존 오존의 분해는 처리액에 광을 조사하고 처리액 내에 마이크로 버블을 공급하여 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 처리액 내에 용존 오존의 분해는 처리액을 가열하고 처리액 내에 마이크로 버블을 공급하여 이루어질 수 있다. 선택적으로, 처리액 내에 용존 오존의 분해는 처리액에 광을 조사하고, 처리액을 가열하며, 처리액 내에 마이크로 버블을 공급하여 이루어질 수 있다.
처리액 내부로 공급된 마이크로 버블은 미세한 크기를 가진다. 일 예로 마이크로 버블은 평균적으로 50 마이크로 미터 이하의 크기를 가진다. 마이크로 버블은 미세한 크기를 가지고 있어 처리액 내부에서 부력을 받아 서서히 처리액 상부로 이동한다. 다만, 마이크로 버블은 그 크기가 작아 부력이 크지 않아 천천히 올라온다. 상승되는 마이크로 버블은 주변의 처리액으로부터 압력을 받아 점차적으로 그 크기가 작아진다. 마이크로 버블은 점차 그 크기가 작아져 내부의 압력이 계속적으로 증가하며 일정 시간 이후 없어진다. 이 때, 마이크로 버블 내부의 압력이 매우 커진 상태이므로 마이크로 버블이 없어 질 때, 많은 양의 에너지가 처리액 내부로 공급된다. 이 과정에서 마이크로 버블은 정전기적 특성으로 처리액 안에 이온들을 마이크로 버블 표면에 끌어 당겼다가 터지면서 라디칼 이온을 생성한다. 생성된 라디칼 이온들은 오존과 반응하여 물이나 산소를 생성하게 되며, 내부에 용존 오존을 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 처리액 내부에 용존 오존을 광을 조사, 가열 또는 마이크로 버블을 공급하는 방법 중 어느 하나 또는 복수개를 동시에 수행하여 처리액 내에 용존 오존을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 짧은 시간 내에 용존 오존을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 처리액 내에 존재하는 용존 오존을 완전히 제거한 뒤 배출 할 수 있어 처리액으로 인한 환경오염을 최소화 또는 방지 할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 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 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 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.
310: 챔버 320: 컵
330: 지지 유닛 360: 액 공급 유닛
370: 액 배출 유닛 400: 오존 분해 유닛
410: 용기 420: 광원부재
430: 가열기 450: 버블 공급 부재
460: 유입관 470: 유출관
471: 측정부재 480: 배기관
490: 가스 분해 부재

Claims (47)

  1. 처리액 내에 포함된 용존 오존을 분해하는 오존 분해 유닛에 있어서,
    상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와;
    상기 내부 공간에 위치하는 상기 처리액에 자외선을 조사하는 광원부재를; 포함하는 오존 분해 유닛.
  2. 처리액 내에 포함된 용존 오존을 분해하는 오존 분해 유닛에 있어서,
    상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와;
    상기 내부 공간에 상기 처리액에 가열하는 가열부재를; 포함하는 오존 분해 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내에 상기 처리액을 가열하는 가열기를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 결합되어 상기 처리액에서 분해되는 오존 가스를 외부로 배출하는 배기관과;
    상기 배기관과 연결되어 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광원부재는 하나 또는 복수개의 유브이 램프로 제공되는 오존 분해 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원부재는 상기 용기의 상벽에 결합되며,
    상기 가열기는 상기 용기의 내벽에 위치하는 오존 분해 유닛.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은,
    외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 처리액이 유입되는 유입관과;
    상기 내부 공간에서 상기 용존 오존이 제거된 상기 처리액이 배출되는 유출관을; 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함하는 오존 분해 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 이격되게 위치하여 상기 용기로부터 공급받은 처리액을 가열하는 가열부재를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가열부재는
    하우징과;
    상기 하우징의 내벽에 설치되어 상기 처리액을 가열하는 히터를 포함하는 오존 분해 유닛.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은,
    상기 용기로 상기 처리액을 유입시키는 유입관과;
    상기 용기의 상기 처리액을 상기 하우징으로 공급하는 연결관과; 그리고
    상기 하우징과 연결되며 상기 처리액을 외부로 유출하는 유출관을 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내부에 상기 처리액의 경로를 변경시키는 경로변경부재를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 경로변경부재는 상기 처리액이 상기 용기 내에서 지그재그 방향으로 흐르도록 상기 용기의 내벽으로부터 상기 용기의 중심방향으로 돌출된 복수의 가이드를 포함하는 오존 분해 유닛.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 광원부재는 상기 용기의 내부에 하나 또는 복수의 램프로 제공되며, 상기 램프는 유브이 램프로 제공되는 오존 분해 유닛.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 유출관에 설치되어 상기 처리액 내에 용존 오존량을 측정하는 측정부재를 포함하는 오존 분해 유닛.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기에서 발생하는 오존 가스를 배기하는 제1배기관과;
    상기 하우징에서 발생되는 오존 가스를 배기하는 제2배기관과;
    상기 제1배기관과 상기 제2배기관과 연결되며, 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함하는 오존 분해 유닛.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함하는 오존 분해 유닛.
  20. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    챔버와;
    상기 챔버 내부에 위치하며, 처리 공간을 가지는 컵과;
    상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 놓인 기판으로 오존수가 포함된 처리액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 처리액을 배출하는 액 배출 유닛과; 그리고
    상기 액 배출 유닛에 결합되어 상기 처리액 내에 용존 오존을 제거하는 오존 분해 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은,
    상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와;
    상기 내부 공간에 위치하는 상기 처리액에 자외선을 조사하는 광원부재를; 포함하는 기판 처리 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은,
    상기 처리액이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기와;
    상기 내부 공간에 상기 처리액에 가열하는 가열부재를; 포함하는 기판 처리 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내에 상기 처리액을 가열하는 가열기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 결합되어 상기 처리액에서 분해되는 오존 가스를 외부로 배출하는 배기관과;
    상기 배기관과 연결되어 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 광원부재는 하나 또는 복수개의 유브이 램프로 제공되는 기판 처리 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 광원부재는 상기 용기의 상벽에 결합되며,
    상기 가열기는 상기 용기의 내벽에 위치하는 기판 처리 장치.
  27. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은,
    외부로부터 상기 내부 공간으로 상기 처리액이 유입되는 유입관과;
    상기 내부 공간에서 상기 용존 오존이 제거된 상기 처리액이 배출되는 유출관을; 더 포함하는 기판 처리 장치.
  28. 제22항 또는 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함하는 기판 처리 장치.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 이격되게 위치하여 상기 용기로부터 공급받은 처리액을 가열하는 가열부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 가열부재는,
    하우징과;
    상기 하우징의 내벽에 설치되어 상기 처리액을 가열하는 히터를 포함하는 기판 처리 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은,
    상기 용기로 상기 처리액을 유입시키는 유입관과;
    상기 용기의 상기 처리액을 상기 하우징으로 공급하는 연결관과; 그리고
    상기 하우징과 연결되며 상기 처리액을 외부로 유출하는 유출관을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기 내부에 상기 처리액의 경로를 변경시키는 경로변경부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 경로변경부재는 상기 처리액이 상기 용기 내에서 지그재그 방향으로 흐르도록 상기 용기의 내벽으로부터 상기 용기의 중심방향으로 돌출된 복수의 가이드를 포함하는 기판 처리 장치.
  35. 제30항에 있어서,
    상기 광원부재는 상기 용기의 내부에 하나 또는 복수의 램프로 제공되며, 상기 램프는 유브이 램프로 제공되는 기판 처리 장치.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 유출관에 설치되어 상기 처리액 내에 용존 오존량을 측정하는 측정부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  37. 제31항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기에서 발생하는 오존 가스를 배기하는 제1배기관과;
    상기 하우징에서 발생되는 오존 가스를 배기하는 제2배기관과;
    상기 제1배기관과 상기 제2배기관과 연결되며, 상기 오존 가스를 분해하는 가스 분해 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  38. 제30항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존 분해 유닛은 상기 용기와 연결되며, 상기 내부 공간에 마이크로 버블을 공급하는 버블 공급 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 마이크로 버블은 비활성 가스를 포함하는 기판 처리 장치.
  40. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    기판에 오존수가 포함된 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하되, 상기 기판을 처리하는 공정이 끝난 후 회수된 상기 처리액 내에 용존 오존을 분해하여 외부로 배출하는 기판 처리 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액 내에 광을 조사하여 이루어지는 기판 처리 방법.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액을 가열하여 이루어지는 기판 처리 방법.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액에 광을 조사하며, 상기 처리액을 가열하여 이루어지는 기판 처리 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 처리액의 가열은 상기 광이 조사되는 것과 동시에 이루어지는 기판 처리 방법.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 처리액의 가열은 상기 처리액에 광이 조사된 이후 이루어지는 기판 처리 방법.
  46. 제41항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용존 오존의 분해는 상기 처리액에 마이크로 버블을 공급하여 이루어지는 기판 처리 방법.
  47. 제41항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광은 자외선으로 제공되는 기판 처리 방법.
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