KR20180014329A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 스핀헤드; 상기 스핀헤드를 외측 둘레를 감싸는 컵; 상기 스핀헤드에 위치된 상기 기판으로 약액을 토출하는 노즐; 단부에 상기 노즐이 위치되는 노즐 지지대; 상기 노즐에 연결되어 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 공급 배관; 상기 노즐에 인접하도록 상기 공급 배관의 일측 단부에 연결되는 드레인 배관; 상기 노즐 지지대에 연결되어, 상기 노즐을 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치와 상기 공정 위치 외측의 대기 위치 사이로 이동시키는 구동기; 상기 노즐을 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역 외측의 대기 영역에서 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치로 이동시키면서, 상기 드레인 배관을 통해 상기 공급 배관이 드레인 되도록 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정들이 요구된다.
이들 공정 중 식각 공정은 기판상에 형성된 막질을 제거하는 공정이고, 세정 공정은 반도체 제조를 위한 각 단위 공정의 진행 후 기판 표면에 잔류하는 오염 물질을 제거하는 공정이다. 식각 공정 및 세정 공정은 공정 진행 방식에 따라 습식 방식과 건식 방식으로 분류되며, 습식 방식은 배치 타입의 방식과 스핀 타입의 방식으로 분류된다.
스핀 타입의 방식은 한 장의 기판을 처리할 수 있는 척 부재에 기판을 고정한 후, 기판을 회전시키면서 분사 노즐을 통해 기판에 약액 또는 탈이온수를 공급하여, 원심력에 의해 약액 또는 탈이온수를 기판의 전면으로 퍼지게 함으로써 기판을 세정 처리한다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 약액에 의한 기판 처리의 품질이 향상될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공정 처리 시간이 단축될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 지지하는 스핀헤드; 상기 스핀헤드를 외측 둘레를 감싸는 컵; 상기 스핀헤드에 위치된 상기 기판으로 약액을 토출하는 노즐; 단부에 상기 노즐이 위치되는 노즐 지지대; 상기 노즐에 연결되어 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 공급 배관; 상기 노즐에 인접하도록 상기 공급 배관의 일측 단부에 연결되는 드레인 배관; 상기 노즐 지지대에 연결되어, 상기 노즐을 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치와 상기 공정 위치 외측의 대기 위치 사이로 이동시키는 구동기; 상기 노즐을 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역 외측의 대기 영역에서 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치로 이동시키면서, 상기 드레인 배관을 통해 상기 공급 배관이 드레인 되도록 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 공급 배관은, 일단이 상기 노즐과 연결되는 메인 공급 배관; 상기 메인 공급 배관의 타단에 연결되어 상기 메인 공급 배관으로 제1 액을 공급하는 제1 공급 배관; 상기 메인 공급 배관의 타단에 연결되어 상기 메인 공급 배관으로 제2 액을 공급하는 제2 공급 배관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 드레인 배관은 상기 메인 공급 배관에 연결될 수 있다.
또한, 상기 메인 공급 배관에는 삼방 밸브가 위치되고, 상기 드레인 배관은 상기 삼방 밸브에 연결될 수 있다.
또한, 상기 메인 공급 배관에는 메인 밸브가 위치되고, 상기 드레인 배관은 상기 메인 밸브를 기준으로 상기 노즐의 반대쪽 방향에 연결될 수 있다.
또한, 상기 드레인 배관에는 드레인 밸브가 위치될 수 있다.
또한, 상기 제1 공급 배관에는 제1 밸브가 위치되고, 상기 제2 공급 배관에는 제2 밸브가 위치될 수 있다.
또한, 상기 제1 액은 황산이고, 상기 제2 액은 순수일 수 있다.
또한, 상기 공급 배관에는 삼방 밸브가 위치되고, 상기 드레인 배관은 상기 삼방 밸브에 연결될 수 있다.
또한, 상기 공급 배관에는 메인 밸브가 위치되고, 상기 드레인 배관은 상기 메인 밸브를 기준으로 상기 노즐의 반대쪽 방향에 연결될 수 있다.
또한, 상기 드레인 배관에서 상기 공급 배관과 연결되는 부분은 상기 노즐 지지대의 내측에 위치될 수 있다.
또한, 상기 드레인 배관에서 상기 공급 배관과 연결되는 부분은 상기 노즐 지지대에 부착되게 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 노즐을 기판을 지지하는 스핀헤드의 수직 상방 영역 외측의 대기 영역에서 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치로 이동 시키면서, 상기 노즐로 약액을 공급하는 공급 배관을 드레인 하는 드레인 단계; 상기 노즐로 상기 스핀헤드에 위치된 기판으로 상기 약액을 토출하는 약액 토출단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 공급 배관에는 상기 노즐과 인접한 영역에 드레인 배관이 연결되고, 상기 공급 배관에 잔류하는 상기 약액은 상기 드레인 배관을 통해 드레인될 수 있다.
또한, 상기 공급 배관에는 삼방밸브가 위치되고, 상기 드레인 배관은 상기 삼방밸브에 연결되되, 상기 삼방밸브는 상기 드레인 단계에서 상기 약액이 상기 드레인 배관으로 유동하고, 상기 약액 토출단계에서 상기 약액이 상기 노즐로 유동하도록 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 약액에 의한 기판 처리의 품질이 향상될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공정 처리 시간이 단축될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 기판 처리 설비를 나타낸 평면도이다.
도 2는 공정챔버들 가운데 하나 이상에 제공되는 기판처리장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 약액을 토출하는 노즐에 연결되는 배관 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 밸브들이 제공된 배관 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 밸브들이 제공된 배관 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 기판처리장치가 기판을 처리하는 과정을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 다른 실시 예에 따라 기판처리장치가 기판을 처리하는 과정을 나타내는 플로우 차트이다.
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 기판 처리 설비를 나타낸 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 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 배열될 수 있다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 위쪽에서 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 놓인다. 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)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130)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 포함한다. 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. 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 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, 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), 바디(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 바디(144b)에 결합되고, 바디(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, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(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 입자이 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), 바디(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 바디(244b)에 결합되고, 이는 바디(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)을 약액으로 처리하는 기판 처리 장치가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치는 수행하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치들은 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 공정챔버들(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 약액의 종류나, 공정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
도 2는 공정챔버들 가운데 하나 이상에 제공되는 기판처리장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판처리장치(300)는 컵(320), 스핀헤드(340), 승강유닛(360), 분사부재(380) 및 제어기(390)를 가진다. 컵(320)은 기판처리공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 컵(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 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.
스핀헤드(340)는 컵(320) 내에 배치된다. 스핀헤드(340)은 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다. 스핀헤드(340)는 몸체(342), 지지 핀(344), 척 핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 위쪽에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전 가능한 지지축(348)이 고정 결합된다. 지지 핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(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. 지지 핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판이 일정거리 이격 되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다. 척 핀(346)은 복수 개 제공된다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지 핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척 핀(346)은 스핀 헤드(340)가 회전될 때 기판이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판의 측부를 지지한다. 척 핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판이 스핀 헤드(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척 핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행시에는 척 핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척 핀(346)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강유닛(360)은 컵(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 컵(320)이 상하로 이동됨에 따라 스핀헤드(340)에 대한 컵(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 컵(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 놓이거나, 스핀헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀헤드(340)가 컵(320)의 상부로 돌출되도록 컵(320)은 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. 예컨대, 제1처리액으로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 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 승강유닛(360)은 컵(320) 대신 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
분사부재(380)는 기판처리공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 분사부재(380)는 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(384)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 기판(W)에 처리액을 토출할 수 있도록, 스핀헤드(340)의 수직 상방 영역이다. 대기 위치는 노즐(384)이 스핀헤드(340)의 수직 상방 영역 외측으로 벗어난 위치이다. 분사부재(380)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 분사부재(380)가 복수 개 제공되는 경우, 약액, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 분사부재(380)를 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
제어기(390)는 기판처리장치(300)의 구성을 제어한다.
도 3은 약액을 토출하는 노즐에 연결되는 배관 구조를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 배관 구조는 공급 배관(410) 및 드레인 배관(420)을 포함한다.
공급 배관(410)은 노즐(384)에 약액을 공급한다. 공급 배관(410)은 메인 공급 배관(411), 제1 공급 배관(412) 및 제2 공급 배관(413)을 포함한다. 메인 공급 배관(411)의 일단은 노즐(384)에 직접 연결되어, 약액을 노즐(384)에 공급한다. 메인 공급 배관(411)의 전부 또는 일부는 노즐 지지대(382)의 내측에 위치되거나, 노즐 지지대(382)에 부착되게 제공될 수 있다. 또한, 드레인 배관(420)에서 공급 배관(410)과 연결되는 부분은 노즐 지지대(382)의 내측에 위치되거나, 노즐 지지대(382)에 부착되게 제공될 수 있다.
제1 공급 배관(412) 및 제2 공급 배관(413)은 메인 공급 배관(411)의 타측에 연결된다. 제1 공급 배관(412) 및 제2 공급 배관(413)은 서로 상이한 액을 메인 공급 배관(411)에 공급한다. 그리고 액들은 서로 혼합된 후 노즐(384)을 통해 토출된다. 제1 공급 배관(412)이 공급하는 제1 액은 황산일 수 있다. 그리고 제2 공급 배관(413)으로 공급되는 제2 액은 순수일 수 있다.
제어기(390)는 공급 배관(410)에 잔류하는 약액이 드레인 배관(420)을 통해 드레인 되도록 제어한다. 드레인 배관(420)은 노즐(384)에 인접한 메인 공급 배관(411)의 일측 단부에 연결된다.
도 4는 밸브들이 제공된 배관 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 메인 공급 배관(411a)에는 메인 밸브(440a)가 제공된다. 메인 밸브(440a)는 3방 밸브로 제공되어, 드레인 배관(420a)은 3방 밸브를 통해 메인 공급 배관(411a)에 연결된다. 노즐(384)은 메인 밸브(440a)의 일측에서 연장된 메인 공급 배관(411a)에 연결되거나, 메인 밸브(440a)에 직접 연결될 수 있다. 메인 공급 배관(411a)에 잔류하는 약액을 드레인 할 때, 메인 밸브(440a)는 노즐(384)과 연결되는 부분은 닫히고, 드레인 배관(420a)과 메인 공급 배관(411a)을 연결하는 부분은 열리도록 제어된다. 따라서, 메인 공급 배관(411a)에 잔류하는 약액은 드레인 배관(420a)으로 유동하여 배출될 수 있다. 그리고 노즐(384)을 통해 약액이 토출될 때, 메인 밸브(440a)는 드레인 배관(420a)과 연결되는 부분은 닫히고, 노즐(384)과 연결되는 부분은 열리도록 제어된다. 따라서, 메인 공급 배관(411a)의 약액은 노즐(384)로 유동될 수 있다.
제1 공급 배관(412a)에는 제1 밸브(422a)가 제공될 수 있다. 제1 밸브(422a)는 제1 공급 배관(412a)을 개폐하도록 제어된다. 약액이 노즐(384)에서 토출될 때, 제1 밸브(422a)는 개방되어 메인 공급 배관(411a)으로 제1 액을 공급한다. 제1 밸브(422a)는 약액이 드레인될 때 닫힌 상태이거나, 설정량의 제1 액이 메인 공급 배관(411a)으로 유동하게 개방될 수 있다. 제2 공급 배관(413a)에는 제2 밸브(423a)가 제공될 수 있다. 제2 밸브(423a)는 제2 공급 배관(413a)을 개폐하도록 제어된다. 약액이 노즐(384)에서 토출될 때, 제2 밸브(423a)는 개방되어 메인 공급 배관(411a)으로 제2 액을 공급한다. 제2 밸브(423a)는 약액이 드레인될 때 닫힌 상태이거나, 설정량의 제2 액이 메인 공급 배관(411a)으로 유동하게 개방될 수 있다.
도 5는 밸브들이 제공된 배관 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 메인 공급 배관(411b)에는 메인 밸브(441b)가 제공된다. 드레인 배관(420b)은 메인 밸브(441b)를 기준으로 노즐(384)의 반대쪽 방향의 메인 공급 배관(411b)에 연결된다. 노즐(384)은 메인 밸브(441b)의 일측에서 연장된 메인 공급 배관(411b)에 연결되거나, 메인 밸브(441b)에 직접 연결될 수 있다. 드레인 배관(420b)에는 드레인 밸브(440b)가 위치된다. 드레인 밸브(440b)는 메인 공급 배관(411b)과 연결된 부분에 인접하게 배치된다. 메인 공급 배관(411b)에 잔류하는 약액을 드레인 할 때, 메인 밸브(441b)는 닫히고, 드레인 밸브(440b)는 개방되도록 제어된다. 따라서, 메인 공급 배관(411b)에 잔류하는 약액은 드레인 배관(420b)으로 유동하여 배출될 수 있다. 그리고, 노즐(384)을 통해 약액이 토출될 때, 메인 밸브(441b)는 열리고, 드레인 밸브(440b)는 닫히도록 제어된다. 따라서, 메인 공급 배관(411b)의 약액은 노즐(384)로 유동될 수 있다.
제1 공급 배관(412b)에는 제1 밸브(422b)가 제공될 수 있다. 제1 밸브(422b)는 제1 공급 배관(412b)을 개폐한다. 약액이 노즐(384)에서 토출될 때, 제1 밸브(422b)는 개방되어 메인 공급 배관(411b)으로 제1 액을 공급한다. 제1 밸브(422b)는 약액이 드레인될 때 닫힌 상태이거나, 설정량의 제1 액이 메인 공급 배관(411b)으로 유동하게 개방될 수 있다. 제2 공급 배관(413b)에는 제2 밸브(443b)가 제공될 수 있다. 제2 밸브(443b)는 제2 공급 배관(413b)을 개폐 한다. 약액이 노즐(384)에서 토출될 때, 제2 밸브(443b)는 개방되어 메인 공급 배관(411b)으로 제2 액을 공급한다. 제2 밸브(443b)는 약액이 드레인될 때 닫힌 상태이거나, 설정량의 제2 액이 메인 공급 배관(411b)으로 유동하게 개방될 수 있다.
도 6은 기판처리장치가 기판을 처리하는 과정을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 약액은 드레인 배관(420, 420a, 420b)을 통해 드레인 된 후(S110), 노즐(384)을 통해 기판으로 토출된다(S120). 노즐(384)에서 약액이 토출되는 과정이 종료된 후, 공급 배관(410, 410a, 410b)에는 노즐(384)로 유동하던 약액이 잔류하게 된다. 공급 배관(410, 410a, 410b)에 잔류하는 약액은 시간의 경과에 따라 물성이 변화될 수 있다. 또한, 제1 액이 황산이고, 제2 액이 순수일 경우 약액은 제1 액과 제2 액의 혼합될 때부터 열을 발생한다. 이와 같은 열은 약액이 기판에 토출된 후 기판을 처리하는 과정에 기여한다. 반면, 제1 액과 제2 액이 혼합된 후 시간이 경과됨에 따라 약액에서 발생되는 열은 감소되어, 약액에 의한 기판의 처리 정도는 시간의 경과에 따라 달라진다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치(300)는 약액을 드레인 한 직 후, 기판에 토출할 수 있다. 따라서, 공급 배관(410, 410a, 410b)에 잔류하던 약액이 기판으로 공급되는 것이 방지되어, 기판의 처리 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 약액의 드레인은 노즐(384)이 대기 위치에서 공정 위치로 이동되는 과정에 이루어질 수 있다. 따라서, 약액을 드레인하기 위해, 구동기(388)가 노즐(384)을 별도의 경로로 이동 시킬 필요가 없어, 구동기(388)의 제어 및 노즐(384)의 이동 경로가 단순해 지고, 노즐(384)이 공정 위치로 이동된 후 약액 토출 되기까지의 시간에 지연이 발생되지 않는다.
약액의 토출에 의한 기판의 처리가 종료되면, 기판은 린스 처리된다(S130).
도 7은 다른 실시 예에 따라 기판 처리 장치가 기판을 처리하는 과정을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 린스액 토출(S210), 약액 토출(S220), 린스액 토출(S230) 순서로 기판을 처리할 수 있다. 이 때, 기판 처리 장치(300)는 도 6의 실시 예와 유사하게 노즐(384)에서 약액이 토출되기에 앞서, 드레인 배관(420, 420a, 420b)으로 공급 배관(410, 410a, 410b)에 잔류하는 약액을 드레인 한다. 이와 같은 약액의 드레인은 약액 토출전 린스액이 토출되는 과정에서 개시되어 약액이 토출되기 직전까지 이루어 질 수 있다. 또한, 약액의 드레인은 약액 토출전 린스액 토출이 완료된 후 개시되어 약액이 토출되기 직전까지 이루어 질 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(300)는 약액 토출 직전까지 약액을 드레인 하기 위해 노즐(384)이 대기 위치에서 공정 위치로 이동되는 과정에서 약액을 드레인 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.
320: 컵 340: 스핀헤드
342: 몸체 348: 지지축
360: 승강유닛 380: 분사부재
382: 노즐 지지대 384: 노즐
388: 구동기

Claims (15)

  1. 기판을 지지하는 스핀헤드;
    상기 스핀헤드를 외측 둘레를 감싸는 컵;
    상기 스핀헤드에 위치된 상기 기판으로 약액을 토출하는 노즐;
    단부에 상기 노즐이 위치되는 노즐 지지대;
    상기 노즐에 연결되어 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 공급 배관;
    상기 노즐에 인접하도록 상기 공급 배관의 일측 단부에 연결되는 드레인 배관;
    상기 노즐 지지대에 연결되어, 상기 노즐을 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치와 상기 공정 위치 외측의 대기 위치 사이로 이동시키는 구동기;
    상기 노즐을 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역 외측의 대기 영역에서 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치로 이동시키면서, 상기 드레인 배관을 통해 상기 공급 배관이 드레인 되도록 제어하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 배관은,
    일단이 상기 노즐과 연결되는 메인 공급 배관;
    상기 메인 공급 배관의 타단에 연결되어 상기 메인 공급 배관으로 제1 액을 공급하는 제1 공급 배관;
    상기 메인 공급 배관의 타단에 연결되어 상기 메인 공급 배관으로 제2 액을 공급하는 제2 공급 배관을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 드레인 배관은 상기 메인 공급 배관에 연결되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메인 공급 배관에는 삼방 밸브가 위치되고,
    상기 드레인 배관은 상기 삼방 밸브에 연결되는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메인 공급 배관에는 메인 밸브가 위치되고,
    상기 드레인 배관은 상기 메인 밸브를 기준으로 상기 노즐의 반대쪽 방향에 연결되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드레인 배관에는 드레인 밸브가 위치되는 기판 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 공급 배관에는 제1 밸브가 위치되고, 상기 제2 공급 배관에는 제2 밸브가 위치되는 기판 처리 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 액은 황산이고, 상기 제2 액은 순수인 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공급 배관에는 삼방 밸브가 위치되고,
    상기 드레인 배관은 상기 삼방 밸브에 연결되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공급 배관에는 메인 밸브가 위치되고,
    상기 드레인 배관은 상기 메인 밸브를 기준으로 상기 노즐의 반대쪽 방향에 연결되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 배관에서 상기 공급 배관과 연결되는 부분은 상기 노즐 지지대의 내측에 위치되는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 배관에서 상기 공급 배관과 연결되는 부분은 상기 노즐 지지대에 부착되게 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 노즐을 기판을 지지하는 스핀헤드의 수직 상방 영역 외측의 대기 영역에서 상기 스핀헤드의 수직 상방 영역의 공정 위치로 이동시키면서, 상기 노즐로 약액을 공급하는 공급 배관을 드레인 하는 드레인 단계;
    상기 노즐로 상기 스핀헤드에 위치된 기판으로 상기 약액을 토출하는 약액 토출단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 공급 배관에는 상기 노즐과 인접한 영역에 드레인 배관이 연결되고, 상기 공급 배관에 잔류하는 상기 약액은 상기 드레인 배관을 통해 드레인 되는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공급 배관에는 삼방밸브가 위치되고, 상기 드레인 배관은 상기 삼방밸브에 연결되되,
    상기 삼방밸브는 상기 드레인 단계에서 상기 약액이 상기 드레인 배관으로 유동하고, 상기 약액 토출단계에서 상기 약액이 상기 노즐로 유동하도록 동작하는 기판 처리 방법.
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