KR20230041178A - 액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20230041178A
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한영준
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 처리 공간을 제공하는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 상기 처리액을 토출하는 노즐 부재 및 상기 노즐 부재를 대기 위치와 공정 위치로 이동시키는 구동 부재를 포함하고, 상기 노즐 부재는 내부에 버퍼 공간을 가지고, 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 바디 및 회전에 의해 상기 바디를 제1상태와 제2상태 간에 변경시키는 회전 부재를 포함하되, 상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고, 상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태일 수 있다.

Description

액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{UNIT FOR SUPPLYING LIQUID, APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE UNIT}
본 발명은 액 공급 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 액을 공급하여 기판을 처리하는 장치 및 방법, 그리고 이에 사용되는 액 공급 유닛에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에는 사진, 식각, 애싱, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 각각의 공정 진행 전 또는 후 단계에는 각각의 공정들이 수행되는 과정에서 발생되는 각종 오염물을 제거하기 위한 세정 공정이 진행된다. 일반적으로, 세정 공정으로는 기판 상에 케미칼 또는 린스액과 같은 약액을 이용하여 기판 상에 잔류된 오염물을 제거한다.
케미칼을 이용한 세정 공정에서는 일정 온도 이상으로 가열된 케미칼이 사용된다. 일 예로, 인산(P2O5) 등의 약액을 사용하는 경우에는 섭씨 200도 이상으로 가열된 약액이 요구된다. 기판 상에 액을 공급하는 장치에는 필터와 같은 수지류 부품이 제공된다. 또한, 액 공급 장치에 포함되는 펌프, 밸브 등의 구성은 내열 성능의 한계를 가진다. 이에, 액 공급 장치 내부에서 약액을 가열하여 기판 상에 공급하는 경우, 가열된 약액이 액 공급 장치에 제공된 수지류 부품인 필터, 그리고 내열성이 약한 펌프, 밸브 등의 부품 내부를 유동하며 손상을 일으킨다.
또한, 기판을 지지하는 지지 유닛을 가열시켜 기판의 하부를 간접적으로 가열시켜 기판 상으로 공급된 약액을 가열할 수 있다. 다만, 이와 같은 방식은 고온의 상태로 기판 상으로 약액이 토출되지 않고, 기판 상으로 약액이 토출된 이후 가열하는 간접적인 방식으로써, 공정 성능을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 방식은 기판 상으로 공급되는 약액의 사용량이 많아지는 문제가 있다.
본 발명은 기판 상에 처리액을 효율적으로 공급할 수 있는 액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리액을 목표 온도까지 승온시켜 이를 기판 상에 공급할 수 있는 액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리액의 온도를 효율적으로 제어할 수 있는 액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리액을 목표 온도까지 승온시키는 과정에서 발생하는 증기압을 효율적으로 제거할 수 있는 액 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 처리 공간을 제공하는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 상기 처리액을 토출하는 노즐 부재 및 상기 노즐 부재를 대기 위치와 공정 위치로 이동시키는 구동 부재를 포함하고, 상기 노즐 부재는 내부에 버퍼 공간을 가지고, 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 바디 및 회전에 의해 상기 바디를 제1상태와 제2상태 간에 변경시키는 회전 부재를 포함하되, 상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고, 상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 버퍼 공간의 바닥면은 상기 토출구로부터 멀어지는 방향으로 지면에 대해 하향 경사지는 경사부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 버퍼 공간의 바닥면은 상기 경사부의 상단으로부터 지면에 대해 수평한 방향으로 연장되는 수평부를 더 포함하고, 상기 토출구는 상기 수평부에 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 노즐 부재는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액을 가열하는 가열 부재 및 상기 버퍼 공간의 분위기를 배기하는 배기 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은 상기 버퍼 공간으로 상기 처리액을 공급하는 공급 배관 및 상기 공급 배관을 개폐하는 공급 밸브를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 바디는 상기 공급 밸브보다 내열성이 더 강한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 바디를 회전시켜 상기 제1상태와 상기 제2상태 간에 상기 바디의 기울기가 변경되도록 상기 회전 부재를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 지면으로부터 경사지게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 상기 제1상태의 경사보다 완만하거나 지면에 대해 평행하게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액은 상기 지지 유닛에 지지된 기판 상으로 1회 토출량으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 상으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 제공한다. 액 공급 유닛은 상기 처리액을 토출하는 노즐 부재 및 상기 노즐 부재를 대기 위치와 공정 위치로 이동시키는 구동 부재를 포함하고, 상기 노즐 부재는 내부에 버퍼 공간을 가지고, 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 바디 및 회전에 의해 상기 바디를 제1상태와 제2상태 간에 변경시키는 회전 부재를 포함하되, 상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고, 상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 버퍼 공간의 바닥면은 상기 토출구로부터 멀어지는 방향으로 지면에 대해 하향 경사지는 경사부 및 상기 경사부의 상단으로부터 지면에 대해 수평한 방향으로 연장되는 수평부를 더 포함하고, 상기 토출구는 상기 수평부에 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 노즐 부재는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액을 가열하는 가열 부재 및 상기 버퍼 공간의 분위기를 배기할 수 있는 배기 부재가 더 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은 상기 버퍼 공간으로 상기 처리액을 공급하는 공급 배관 및 상기 공급 배관을 개폐하는 공급 밸브를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 바디는 상기 공급 밸브보다 내열성이 더 강한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 지면으로부터 경사지게 제공되고, 상기 제2상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 상기 제1상태의 경사보다 완만하거나 지면에 대해 평행하게 제공될 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 노즐 부재의 바디가 제1상태로 위치한 상태에서, 상기 바디 내의 버퍼 공간에 처리액을 공급하여 상기 버퍼 공간에서 상기 처리액을 대기시키고, 상기 바디를 제2상태로 위치 변경하여, 상기 버퍼 공간 내의 상기 처리액을 상기 바디에 제공된 토출구를 통해 회전하는 기판 상으로 토출하되, 상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고, 상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1상태에서 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액을 가열할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 노즐 부재는 기판이 지지 유닛에 로딩되기 전에 대기 위치에 위치하고, 기판이 상기 지지 유닛에 로딩되면 상기 대기 위치에서 공정 위치로 이동하되, 상기 대기 위치에서 상기 처리액은 상기 버퍼 공간으로 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 버퍼 공간으로 공급되는 상기 처리액의 양은 기판 상에 1회 토출되는 양일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 상에 처리액을 효율적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액을 목표 온도까지 승온시켜 이를 기판 상에 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액의 온도를 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액을 목표 온도까지 승온시키는 과정에서 발생하는 증기압을 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 노즐 부재를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 버퍼 공간에 처리액이 공급되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 버퍼 공간에서 처리액이 가열되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 버퍼 공간에서 처리액이 기판 상으로 토출되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2의 액 공급 유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2의 액 공급 유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 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 세정액과 같은 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 공정을 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 세정 공정에 한정되지 않고, 식각 공정, 애싱 공정, 현상 공정 등과 같이 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 다양한 공정에 적용 가능하다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10, index module)과 처리 모듈(20, treating module)을 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하에서는 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(2)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)이라 하고, 제1방향(2)과 제2방향(4)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)이라 정의한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(100)로부터 기판(W)을 처리하는 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(F)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(4)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(110) 및 인덱스 프레임(120)을 가진다.
로드 포트(110)에는 기판(W)이 수납된 용기(F)가 안착된다. 로드 포트(110)는 인덱스 프레임(120)을 기준으로 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치한다. 로드 포트(110)는 복수 개가 제공될 수 있으며 복수의 로드 포트(110)는 제2방향(4)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 로드 포트(110)의 개수는 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
용기(F)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 용기(F)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(F)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(110)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(120)의 내부에는 인덱스 레일(192)과 인덱스 로봇(194)이 제공된다. 인덱스 레일(192)은 인덱스 프레임(120) 내에 그 길이 방향이 제2방향(4)을 따라 제공된다. 인덱스 로봇(194)은 기판(W)을 반송할 수 있다. 인덱스 로봇(194)은 인덱스 모듈(10), 그리고 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다.
인덱스 로봇(194)은 인덱스 핸드(1940)를 포함할 수 있다. 인덱스 핸드(1940)에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 인덱스 핸드(1940)는 원주의 일부가 대칭되게 절곡된 환형의 링 형상을 가지는 인덱스 베이스(1942)와 인덱스 베이스(1942)를 이동시키는 인덱스 지지부(1944)를 포함할 수 있다. 인덱스 핸드(1940)의 구성은 후술하는 반송 핸드의 구성과 동일 또는 유사하다. 인덱스 핸드(1940)는 인덱스 레일(192) 상에서 제2방향(4)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 이에, 인덱스 핸드(1940)는 인덱스 레일(192)을 따라 전진 및 후진 이동이 가능하다. 또한, 인덱스 핸드(1940)는 제3방향(6)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(6)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
제어기(30)는 기판 처리 장치를 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(1)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 공정 챔버(260)에 제공되는 구성들을 제어할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 반송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 포함한다. 버퍼 유닛(220)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 반송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송하는 공간을 제공한다. 공정 챔버(260)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 액 처리 공정은 세정액으로 기판을 세정하는 세정 공정일 수 있다. 공정 챔버 내에서 기판에 대해 케미칼 처리, 린스 처리, 그리고 건조 처리가 모두 수행될 수 있다. 선택적으로, 기판을 건조 처리하는 공정 챔버는 액 처리 챔버를 수행하는 공정 챔버와 별도로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 인덱스 프레임(120)과 반송 챔버(240) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)은 반송 챔버(240)의 일단에 위치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(6)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(240)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(194)은 전면을 통해 버퍼 유닛(220)에 접근하고, 후술할 반송 로봇(244)은 후면을 통해 버퍼 유닛(220)에 접근할 수 있다.
반송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(2)으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(240)의 양측에는 각각의 공정 챔버(260)들이 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)는 반송 챔버(240)의 측부에 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)와 반송 챔버(240)는 제2방향(4)을 따라 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 공정 챔버(260)들은 반송 챔버(240)의 양 측에 배치되고, 반송 챔버(240)의 일 측에서 공정 챔버(260)들은 제1방향(2) 및 제3방향(6)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(2)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(6)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 반송 챔버(240)의 일 측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260)들은 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 반송 챔버(240)의 일 측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 반송 챔버(240)의 일 측 및 양 측에 단층으로 제공될 수 있다.
반송 챔버(240)는 가이드 레일(242)과 반송 로봇(244)을 가진다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(2)으로 반송 챔버(240) 내에 제공된다. 반송 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(2)을 따라 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(244)은 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 로봇(2440)은 베이스(2442), 몸체(2444), 그리고 아암(2446)을 포함한다. 베이스(2442)는 가이드 레일(242)을 따라 제1방향(2)으로 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(2444)는 베이스(2442)에 결합된다. 몸체(2444)는 베이스(2442) 상에서 제3방향(6)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(2444)는 베이스(2442) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 아암(2446)은 몸체(2444)에 결합되고, 이는 몸체(2444)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 아암(2446)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 아암(2446)들은 제3방향(6)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)는 기판(W)에 대해 액 처리하는 공정을 수행한다. 예컨대, 공정 챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 이와 달리 공정 챔버(260)는 액체 플라즈마를 공급하여 기판 상의 박막을 제거하는 습식 식각 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 공정 챔버(260)는 기판(W)을 처리하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 각각의 공정 챔버(260)들은 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 공정 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어 그룹들 중 어느 하나의 그룹에 속하는 공정 챔버(260)들은 세정 공정과 습식 식각 공정 중 어느 하나를 수행하는 공정 챔버(260)들일 수 있고, 그룹들 중 다른 하나의 그룹에 속하는 공정 챔버(260)들은 세정 공정과 습식 식각 공정 중 다른 하나를 수행하는 공정 챔버(260)들일 수 있다.
이하의 본 발명의 실시예에서는 공정 챔버(260)에서 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행하는 경우를 예를 들어 설명한다.
도 2는 도 1의 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 공정 챔버(260)는 하우징(2610), 처리 용기(2620), 지지 유닛(2630), 그리고 액 공급 유닛(3000)을 포함할 수 있다.
하우징(2610)은 내부에 공간을 가진다. 하우징(2610)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 처리 용기(2620), 지지 유닛(2630), 그리고 액 공급 유닛(3000)은 하우징(2610) 내에 배치된다.
처리 용기(2620)는 상부가 개방된 처리 공간을 가진다. 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리된다. 지지 유닛(2630)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 액 공급 유닛(3000)은 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수의 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다.
일 예에 의하면, 처리 용기(2620)는 안내벽(2621)과 복수의 회수통(2623, 2625, 2627)을 가진다. 각각의 회수통들(2623, 2625, 2627)은 기판 처리에 사용된 액 중 서로 상이한 액을 분리 회수한다. 회수통들(2623, 2625, 2627)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 안내벽(2621)과 각각의 회수통들(2623, 2625, 2627)은 지지 유닛(2630)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행될 때 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 액은 후술하는 각 회수통(2623, 2625, 2627)의 유입구(2623a, 2625a, 2627a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 각각의 회수통에는 서로 상이한 종류의 처리액이 유입될 수 있다.
일 예에 의하면, 처리 용기(2620)는 안내벽(2621), 제1회수통(2623), 제2회수통(2625), 그리고 제3회수통(2627)을 가진다. 안내벽(2621)은 지지 유닛(2630)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제1회수통(2623)은 안내벽(2621)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제2회수통(2625)은 제1회수통(2623)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제3회수통(2627)은 제2회수통(2625)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제1회수통(2623)과 안내벽(2621)의 사이 공간은 액이 유입되는 제1유입구(2623a)로 기능한다. 제1회수통(2623)과 제2회수통(2625)의 사이 공간은 액이 유입되는 제2유입구(2625a)로 기능한다. 제2회수통(2625)과 제3회수통(2627)의 사이 공간은 액이 유입되는 제3유입구(2627a)로 기능한다. 제2유입구(2625a)는 제1유입구(2623a)보다 상부에 위치되고, 제3유입구(2627a)는 제2유입구(2625a)보다 상부에 위치될 수 있다.
안내벽(2621)의 하단과 제1회수통(2623)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄(Fume)과 기류를 배출되는 제1배출구(2623b)로 기능한다. 제1회수통(2623)의 하단과 제2회수통(2625)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄과 기류를 배출되는 제2배출구(2625b)로 기능한다. 제2회수통(2625)의 하단과 제3회수통(2627)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄과 기류를 배출되는 제3배출구(2627b)로 기능한다. 제1배출구(2623b), 제2배출구(2625b), 그리고 제3배출구(2627b)로부터 배출된 흄(fume)과 기류는 후술하는 배기 유닛(2660)을 통해 배기된다.
각각의 회수통(2623, 2625, 2627)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(2623c, 2625c, 2627c)이 연결된다. 각각의 회수 라인(2623c, 2625c, 2627c)은 각각의 회수통(2623, 2625, 2627)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(2630)은 스핀 척(2631), 지지핀(2633), 척핀(2635), 회전 축(2637), 그리고 제1구동기(2639)를 가진다. 스핀 척(2631)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 척(2631)의 상부면은 기판(W)보다 큰 직경을 갖도록 제공될 수 있다.
지지핀(2633)은 복수 개 제공된다. 지지핀(2633)은 스핀 척(2631)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 스핀 척(2631)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(2633)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(2633)은 스핀 척(2631)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(2635)은 복수 개 제공된다. 척핀(2635)은 스핀 척(2631)의 중심에서 지지핀(2633)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(2635)은 스핀 척(2631)에서 상부면으로부터 돌출되도록 제공된다. 척핀(2635)은 기판(W)이 회전될 때 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(2635)은 스핀 척(2631)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 스핀 척(2631)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(2630)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(2635)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(2635)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(2635)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
회전 축(2637)은 스핀 척(2631)과 결합된다. 회전 축(2637)은 스핀 척(2631)의 하면과 결합할 수 있다. 회전 축(2637)은 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 회전 축(2637)은 제1구동기(2639)로부터 동력을 전달받아 회전 가능하도록 제공된다. 회전 축(2637)이 제1구동기(2639)에 의해 회전함으로써 스핀 척(2631)을 회전시킨다. 제1구동기(2639)는 회전 축(2637)의 회전 속도를 가변할 수 있다. 제1구동기(2639)는 구동력을 제공하는 모터일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 구동력을 제공하는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
배기 라인(2650)은 처리 공간에 발생된 흄(Fume)과 기체를 배기한다. 배기 라인(2650)은 기판(W)을 액 처리 시 발생되는 흄과 기체를 배기한다. 배기 라인(2650)은 처리 용기(2620)의 바닥면에 결합될 수 있다. 일 실시예로, 배기 라인(2650)은 지지 유닛(2630)의 회전 축(2637)과 처리 용기(2620)의 내측벽 사이 공간에 제공될 수 있다. 배기 라인(2650)에는 감압 유닛(미도시)이 제공된다. 감압 유닛에 의해 기판(W)을 액 처리 시 발생되는 흄과 기체를 처리 공간으로부터 처리 공간 외부로 배기한다.
기류 공급 유닛(2660)은 하우징(2610)의 내부 공간으로 기류를 공급한다. 기류 공급 유닛(2660)은 내부 공간으로 하강 기류를 공급할 수 있다. 기류 공급 유닛(2660)은 하우징(2610)에 설치될 수 있다. 기류 공급 유닛(2660)은 처리 용기(2620)와 지지 유닛(2630)보다 상부에 설치될 수 있다. 기류 공급 유닛(2660)을 통해 하우징(2610)의 내부 공간에 공급된 기체는 내부 공간에서 하강 기류를 형성한다. 처리 공간 내에서 처리 공정에 의해 발생된 기체 부산물은 하강 기류에 의해 배기 라인(2650)을 통해 하우징(2610) 외부로 배출된다. 기류 공급 유닛(2660)은 팬 필터 유닛으로 제공될 수 있다.
액 공급 유닛(3000)은 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액 공급 유닛(3000)은 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 액 공급 유닛(3000) 각각은 서로 상이한 종류의 액들을 기판(W) 상으로 공급할 수 있다. 일 예에 의하면, 각각의 액 공급 유닛(3000)은 제1처리액과 제2처리액을 각각 공급할 수 있다. 일 예로, 제1처리액과 제2처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제 중 어느 하나일 수 있다. 예컨대, 케미칼은 희석된 황산(H2SO4, Diluted Sulfuric acid Peroxide), 인산(P2O5), 불산(HF), 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 예컨대 린스액은 물 또는 탈이온수(DIW)를 포함할 수 있다. 예컨대, 유기용제는 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol;IPA)과 같은 알코올을 포함할 수 있다. 이하에서는 액 공급 유닛(3000)이 기판(W) 상으로 인산을 공급하는 경우를 예로 들어 설명하겠다. 또한, 이하에서는 기판(W) 상으로 공급되는 인산을 처리액으로 지칭한다.
액 공급 유닛(3000)은 노즐 부재(3001), 구동 부재(3002), 그리고 공급 부재(3003)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 노즐 부재를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 노즐 부재(3001)는 기판(W) 상으로 처리액을 토출한다. 노즐 부재(3001)는 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W)의 상부면을 향해 처리액을 토출한다. 노즐 부재(3001)는 바디(3100), 연결 배관(3140), 가열 부재(3180), 배기 부재(3190), 그리고 회전 부재(3200)를 포함할 수 있다.
바디(3100)는 내부에 버퍼 공간(B)을 가질 수 있다. 바디(3100)는 내열성을 가지는 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 바디(3100)는 후술하는 밸브(3700)보다 내열성이 더 강한 재질로 제공될 수 있다. 또한, 바디(3100)는 후술하는 필터(3900)보다 내열성이 강한 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 바디(3100)는 석영(Quartz)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 버퍼 공간(B)에는 후술하는 연결 배관(3140)에서 공급된 처리액이 저장될 수 있다. 버퍼 공간(B)에 저장된 처리액은 후술하는 가열 부재(3180)에 의해 설정 온도로 가열될 수 있다. 버퍼 공간(B)은 제1측면(3121), 바닥면(3122), 제2측면(3123), 그리고 천장면(3124)으로 구성될 수 있다.
버퍼 공간(B)을 이루는 제1측면(3121)은 지면에 대해 수직 방향으로 형성될 수 있다. 제1측면(3121)에는 연결 배관(3140)이 연결될 수 있다. 제1측면(3121)과 마주보는 바디(3100)의 일 측벽은 후술하는 지지 아암(3300)과 연결될 수 있다.
버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)은 제1측면(3121)과 접할 수 있다. 바닥면(3122)은 제2측면(3123)과 접할 수 있다. 바닥면(3122)은 정면에서 바라볼 때, 대체로 경사지게 형성될 수 있다. 바닥면(3122)은 경사부(3122a)와 수평부(3122b)를 포함할 수 있다. 경사부(3122a)의 일단은 제1측면(3121)과 접할 수 있다. 경사부(3122a)의 타단은 수평부(3122b)와 접할 수 있다. 경사부(3122a)는 정면에서 바라볼 때, 제1측면(3121)으로부터 멀어지는 방향으로 지면에 대해 상향 경사질 수 있다. 수평부(3122b)는 지면에 대해 수평하게 형성될 수 있다. 수평부(3122b)의 일단은 경사부(3122a)와 접할 수 있다. 수평부(3122b)는 경사부(3122a)의 상단으로부터 지면에 대해 수평한 방향으로 연장될 수 있다. 수평부(3122b)에는 후술하는 토출구(3160)가 형성될 수 있다.
버퍼 공간(B)을 이루는 제2측면(3123)은 지면에 대해 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 제2측면(3123)의 일단은 토출구(3160)와 접할 수 있다. 제2측면(3123)의 타단은 천장면(3124)과 접할 수 있다.
버퍼 공간(B)을 이루는 천장면(3124)은 지면에 대해 수평한 방향으로 형성될 수 있다. 천장면(3124)의 일단은 제2측면(3123)과 접할 수 있다. 천장면(3124)의 타단은 제1측면(3121)과 접할 수 있다. 천장면(3124)에는 후술하는 배기 부재(3190)가 연결될 수 있다.
연결 배관(3140)은 버퍼 공간(B)을 이루는 제1측면(3121)에 연결될 수 있다. 연결 배관(3140)은 후술하는 처리액이 유동하는 공급 배관(3600)과 연통할 수 있다. 이에, 연결 배관(3140)은 버퍼 공간(B)으로 처리액을 공급할 수 있다. 연결 배관(3140)은 신축성 있는 배관으로 제공될 수 있다. 일 예로, 연결 배관(3140)은 플렉시블(Flexible) 배관으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 연결 배관(3140)은 코일 배관(Coil-Tube)으로 제공될 수 있다. 후술하는 회전 부재(3200)에 의해 바디(3100)가 회전할 때, 바디(3100)의 위치 변경에 따라 연결 배관(3140)이 인장 또는/및 압축할 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예에서는 연결 배관(3140)이 제1측면(3121)에 연결되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 연결 배관(3140)은 버퍼 공간(B)으로 처리액을 공급할 수 있는 다양한 위치에 연결될 수 있다.
토출구(3160)는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액을 지지 유닛(2630) 상에 지지된 기판(W)으로 토출한다. 토출구(3160)는 바디(3100)의 하부에 형성된다. 일 예로, 토출구(3160)는 개구로 형성될 수 있다. 예컨대, 토출구(3160)는 바디(3100)의 하부를 관통하는 개구로 형성될 수 있다. 토출구(3160)는 바디(3100)의 하부를 관통하여 버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)의 수평부(3122b)에 형성될 수 있다. 상술한 예와 달리, 토출구(3160)는 바디(3100)의 하부를 관통하는 개구로 형성되되, 개구와 연통되는 분사 부재가 더 제공될 수 있다. 개구와 연통되는 분사 부재로부터 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액을 기판 상으로 토출할 분사할 수 있다.
가열 부재(3180)는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액을 가열한다. 가열 부재(3180)는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액을 설정 온도로 승온시킨다. 가열 부재(3180)는 버퍼 공간(B)에 제공된 처리액이 가열되도록 바디(3100)를 가열한다. 예컨대, 버퍼 공간(B)에 공급되는 처리액이 인산인 경우, 가열 부재(3180)는 처리액을 섭씨 200도 이상으로 가열할 수 있다. 가열 부재(3180)는 바디(3100)에 설치될 수 있다. 일 예로, 가열 부재(3180)는 버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)과 마주보는 바디(3100)의 바닥벽에 설치될 수 있다. 예컨대, 가열 부재(3180)는 경사부(3122a)와 마주보는 바디(3100)의 바닥벽에 매설될 수 있다. 가열 부재(3180)는 히터로 제공될 수 있다. 히터는 전류가 인가되는 발열 저항체로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 가열 부재(3180)는 발열 패턴을 가지는 히터로 제공되어, 바디(3100)의 외측면을 감싸도록 제공될 수 있다. 일 예로, 가열 부재(3180)는 바디(3100)의 외측면 각각에 설치되어 바디(3100)를 가열할 수 있다.
배기 부재(3190)는 버퍼 공간(B)의 분위기를 배기한다. 배기 부재(3190)는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 가열되는 과정에서 발생하는 고온의 증기를 배기할 수 있다. 배기 부재(3190)는 바디(3100)의 상부에 설치될 수 있다. 배기 부재(3190)는 배기관(3192)과 감압 펌프(3194)를 포함할 수 있다. 배기관(3192)은 고온의 증기가 유동하는 경로를 제공한다. 배기관(3192)의 일단은 바디(3100)의 상부에 연결될 수 있다. 배기관(3192)의 일단은 버퍼 공간(B)을 이루는 천장면(3124)과 연결될 수 있다. 배기관(3192)의 타단은 하우징(2610)의 상부벽과 연결될 수 있다. 이에, 배기관(3192)을 유동하는 고온의 증기는 하우징(2610)의 외부로 배출될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 배기관(3192)의 타단은 배기 라인(2650)에 연결되어, 처리 공간에 발생된 흄(Fume)과 기체와 함께 배기될 수 있다. 감압 펌프(3194)는 배기관(3192) 내부에 음압을 제공할 수 있다. 감압 펌프(3194)는 음압을 제공하는 공지된 장치로 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.
회전 부재(3200)는 바디(3100)의 위치를 변경시킬 수 있다. 회전 부재(3200)는 바디(3100)의 기울기를 변경시킬 수 있다. 회전 부재(3200)는 바디(3100)를 회전시킬 수 있다. 회전 부재(3200)는 후술하는 지지 아암(3300)의 끝단에 설치될 수 있다. 회전 부재(3200)는 바디(3100)와 연결될 수 있다. 회전 부재(3200)는 바디(3100)의 측벽과 연결될 수 있다. 예컨대, 회전 부재(3200)는 제1측면(3121)과 마주보는 바디(3100)의 측벽 하단에 연결될 수 있다. 회전 부재(3200)는 정면에서 바라볼 때, 지지 아암(3300)을 관통하는 가상의 선을 중심 축으로 하여 바디(3100)를 회전시킬 수 있다. 회전 부재(3200)는 모터로 제공될 수 있다. 회전 부재(3200)는 구동력을 제공하는 공지된 모터로 다양하게 변형될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 회전 부재(3200)가 모터로 제공되어 바디(3100)를 회전시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 회전 부재(3200)는 모터와 샤프트로 구성될 수 있다. 모터는 하우징(2610)의 바닥면에 설치될 수 있다. 샤프트는 양단이 베어링의 내주면과 결합될 수 있다. 샤프트의 일단은 모터와 연결되고, 샤프트의 타단은 바디(3100)의 일 측벽에 연결되는 베어링 하우스에 연결될 수 있다. 이에, 회전 부재(3200)는 모터의 구동에 의해 회전할 수 있다.
회전 부재(3200)는 회전에 의해 바디(3100)를 제1상태와 제2상태 간에 변경시킬 수 있다. 제1상태는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 토출구(3160)로 흐르지 않도록 유지되는 상태이다. 제1상태에서는 버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)이 지면으로부터 경사지게 제공될 수 있다. 일 예로, 제1상태에서는 경사부(3122a)가 지면으로부터 경사지게 제공될 수 있다. 제2상태는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 토출구(3160)를 통해 바디(3100)의 외부로 토출되는 상태이다. 제2상태에서는 버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)이 제1상태에서의 바닥면(3122)의 경사보다 완만하게 제공될 수 있다. 제2상태에서는 경사부(3122a)의 경사가 제1상태에서의 경사부(3122a)의 경사보다 완만하게 제공될 수 있다. 선택적으로, 제2상태에서는 바닥면(3122)이 지면에 대해 평행하게 제공될 수 있다. 제2상태에서는 경사부(3122a)가 지면에 대해 평행하게 제공될 수 있다.
구동 부재(3002)는 노즐 부재(3001)를 공정 위치와 대기 위치로 이동시킬 수 있다. 공정 위치는 노즐 부재(3001)가 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치일 수 있다. 대기 위치는 노즐 부재(3001)가 공정 위치를 벗어난 위치일 수 있다. 구동 부재(3002)는 지지 아암(3300), 지지 축(3400), 그리고 아암 구동기(3500)를 포함할 수 있다.
지지 아암(3300)은 지지 축(3400)의 상단에 결합된다. 지지 아암(3300)은 지지 축(3400)으로부터 수직하게 연장된다. 지지 아암(3300)에는 노즐 부재(3001)가 결합될 수 있다. 예컨대, 지지 아암(3300)의 끝단에는 회전 부재(3200)가 연결될 수 있다. 지지 아암(3300)은 회전 부재(3200)를 매개로 하여 바디(3100)를 지지할 수 있다. 지지 아암(3300)은 그 길이 방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐 부재(3001)는 스윙 이동되어 기판(W)의 중심축과 일치되도록 이동될 수 있다.
지지 축(3400)은 처리 용기(2620)의 일측에 위치된다. 지지 축(3400)은 그 길이 방향이 제3방향(6)을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지 축(3400)은 아암 구동기(3500)에 의해 회전 가능하게 제공된다. 지지 축(3400)이 회전됨에 따라 노즐 부재(3001)는 지지 아암(3300)과 함께 스윙 이동할 수 있다. 노즐 부재(3100)는 스윙 이동되어 공정 위치와 대기 위치 간에 이동될 수 있다.
공급 부재(3003)는 노즐 부재(3001)에 처리액을 공급할 수 있다. 공급 부재(3003)는 공급 배관(3600), 밸브(3700), 그리고 필터(3800)를 포함할 수 있다. 공급 배관(3600)은 연결 배관(3140)과 연결될 수 있다. 공급 배관(3600)은 연결 배관(3140)으로 처리액을 유동시킬 수 있다. 밸브(3700)는 공급 배관(3600)을 개폐할 수 있다. 밸브(3700)는 on/off 밸브로 제공될 수 있다. 밸브(3700)의 개폐에 의해 버퍼 공간(B)으로의 처리액의 공급 여부가 결정될 수 있다. 필터(3800)는 공급 배관(3600), 그리고 연결 배관(3140)을 거쳐 버퍼 공간(B)으로 전달되는 처리액을 여과할 수 있다. 예컨대, 필터(3800)는 버퍼 공간(B)으로 유동하는 처리액에 포함될 수 있는 불순물을 여과할 수 있다. 필터(3800)는 공급 배관(3600) 내에 설치될 수 있다. 필터(3800)는 수지성 재질로 제공될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은 상술한 공정 챔버(260)가 수행할 수 있다. 또한, 상술한 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 공정 챔버(260)가 수행할 수 있도록, 공정 챔버(260)가 가지는 구성들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 공정 챔버(260)가 가지는 구성들이 수행할 수 있도록, 액 공급 유닛(3000)을 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
도 4는 도 3의 버퍼 공간에 처리액이 공급되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 노즐 부재(3001)는 기판(W)이 지지 유닛(2630)에 로딩되기 이전에 대기 위치에 위치한다. 대기 위치는 상부에서 바라볼 때, 지지 유닛(2630)과 대향되지 않는 위치일 수 있다. 노즐 부재(3001)가 대기 위치에 있을 때, 공급 부재(3003)는 버퍼 공간(B) 내부로 처리액을 공급한다. 노즐 부재(3001)가 대기 위치에 있을 때, 밸브(3700)를 개방하여 버퍼 공간(B) 내부로 처리액을 공급한다. 노즐 부재(3001)가 대기 위치에 있을 때, 처리액은 공급 배관(3600), 그리고 연결 배관(3140)을 거쳐 버퍼 공간(B)으로 유동할 수 있다.
노즐 부재(3001)가 대기 위치에 있을 때, 바디(3100)는 제1상태에 있을 수 있다. 제1상태는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 토출구(3160)로 흐르지 않도록 유지되는 상태이다. 제1상태에서는 버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)이 지면으로부터 경사지게 제공될 수 있다. 예컨대, 제1상태에서는 경사부(3122a)가 지면으로부터 경사지게 제공될 수 있다. 이에, 제1상태에 있는 바디(3100)의 버퍼 공간(B)으로 처리액이 공급되더라도, 경사부(3122a)에 의해 형성된 경사로 인해 토출구(3160)를 통해 처리액이 흐르지 않는다.
버퍼 공간(B)으로 공급되는 처리액은 토출구(3160)를 통해 흐르지 않는 한계 수위인 A 지점까지 공급될 수 있다. A 지점까지 공급된 처리액의 양은, 이후에 지지 유닛(2630)에 기판(W)이 로딩될 때, 기판(W) 상에 1회 토출되는 양과 대응될 수 있다.
도 5는 도 3의 버퍼 공간에서 처리액이 가열되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 버퍼 공간(B)으로 공급된 처리액은 설정 온도로 가열된다. 버퍼 공간(B)으로 공급된 처리액은 가열 부재(3180)에 의해 설정 온도까지 승온된다. 버퍼 공간(B)으로 공급된 처리액이 설정 온도로 가열될 때까지 노즐 부재(3001)는 대기 위치에 위치한다. 예컨대, 버퍼 공간(B)에 공급된 처리액이 인산인 경우, 가열 부재(3180)는 인산의 온도가 섭씨 200도 이상이 될 때까지 바디(3100)를 가열할 수 있다. 버퍼 공간(B)에서 처리액이 가열되는 과정에서 발생하는 고온의 증기는 바디(3100)의 상부에 연결된 배기 부재(3190)를 통해 배출된다. 이에, 가열 과정에서 고온의 증기압으로 인한 노즐 부재(3001)의 손상을 방지할 수 있다.
도 6은 도 3의 버퍼 공간에서 처리액이 기판 상으로 토출되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 지지 유닛(2830)에 기판(W)이 로딩되고, 노즐 부재(3001)는 대기 위치에서 공정 위치로 이동한다. 지지 유닛(2830)에 기판(W)이 로딩되면, 노즐 부재(3001)는 구동 부재(3002)에 의해 회전하여 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W)과 대향되는 공정 위치로 이동한다. 노즐 부재(3001)가 대기 위치에서 공정 위치로 이동하기 이전에 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 설정 온도까지 가열될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 노즐 부재(3001)가 공정 위치로 이동된 이후 기판(W) 상에 처리액을 토출하기 이전에 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 설정 온도까지 가열될 수 있다.
공정 위치로 이동된 노즐 부재(3001)는 기판(W)과 대향하는 공정 위치에서 정지한다. 노즐 부재(3001)가 정지하면, 바디(3100)는 회전 부재(3200)의 회전에 의해 제2상태로 변경된다. 제2상태는 버퍼 공간(B)에 채워진 처리액이 토출구(3160)를 통해 바디(3100)의 외부로 토출되는 상태이다. 제2상태에서는 버퍼 공간(B)을 이루는 바닥면(3122)이 제1상태에서의 바닥면(3122)의 경사보다 완만하게 제공될 수 있다. 제2상태에서는 경사부(3122a)의 경사가 제1상태에서의 경사부(3122a)의 경사보다 완만하게 제공될 수 있다. 선택적으로, 제2상태에서는 바닥면(3122)이 지면에 대해 평행하게 제공될 수 있다. 제2상태에서는 경사부(3122a)가 지면에 대해 평행하게 제공될 수 있다. 이에, 설정 온도까지 가열된 처리액이 내열성이 강한 버퍼 공간(B)으로부터 지지 유닛(2630) 상에서 회전하는 기판(W) 상으로 토출될 수 있다.
본 발명의 상술한 실시예에 따르면, 내열성이 강한 버퍼 공간(B)에서 처리액을 가열시킴으로써, 액 공급 장치에 제공되는 내열성이 약한 부품들이 손상되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 버퍼 공간(B)에서 처리액을 가열하는 과정에서 발생하는 고온의 증기압을 효율적으로 배기할 수 있으므로, 고온의 증기압에 의한 부품의 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 설정 온도까지 가열된 처리액을 버퍼 공간(B)으로부터 기판(W) 상으로 직접적으로 토출함으로써, 효율적으로 기판(W)을 처리할 수 있다.
이하에서 설명하는 다른 실시예에 따른 액 공급 유닛은 상술한 일 실시예에 의한 액 공급 유닛과 회전 부재를 제외하고 유사하게 제공된다. 이에, 이하에서는 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 7은 도 2의 액 공급 유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 회전 부재(3200)는 지지 축(3400)의 상단에 설치될 수 있다. 회전 부재(3200)는 지지 축(3400)의 상단에 설치되어 지지 아암(3300)에 대해 회전력을 제공할 수 있다. 회전 부재(3200)는 회전력을 제공하는 공지된 모터로 제공될 수 있다. 회전 부재(3200)는 지지 아암(3300)을 상하 방향으로 회전시킬 수 있다. 지지 아암(3300)의 끝단에는 노즐 부재(3001)가 고정 설치될 수 있다. 회전 부재(3200)가 지지 아암(3300)을 회전시키고, 지지 아암(3300)의 회전에 의해 지지 아암(3300)에 고정 설치된 노즐 부재(3001)가 상하 방향으로 회전할 수 있다. 이에, 바디(3100)는 제1상태로 제2상태 간에 위치가 변경될 수 있다.
도 8은 도 2의 액 공급 유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 회전 부재(3200)는 제1회전 부재(3220)와 제2회전 부재(3240)를 포함할 수 있다. 제1회전 부재(3220)는 지지 축(3400)의 상단에 설치될 수 있다. 제1회전 부재(3220)는 지지 축(3400)의 상단에 설치되어 지지 아암(3300)에 대해 회전력을 제공할 수 있다. 제1회전 부재(3220)는 회전력을 제공하는 공지된 모터로 제공될 수 있다. 제1회전 부재(3220)는 지지 아암(3300)을 아래에서 위를 향하는 제1방향으로 회전시킬 수 있다.
제2회전 부재(3240)는 지지 아암(2642)의 끝단에 설치될 수 있다. 제2회전 부재(3240)는 바디(3100)와 연결될 수 있다. 제2회전 부재(3240)는 바디(3100)의 측벽과 연결될 수 있다. 예컨대, 제2회전 부재(3240)는 제1측면(3121)과 마주보는 바디(3100)의 측벽 하단에 연결될 수 있다. 제2회전 부재(3240)는 정면에서 바라볼 때, 지지 아암(3300)을 관통하는 가상의 선을 중심 축으로 하여 바디(3100)를 회전시킬 수 있다. 회전 부재(3200)는 모터로 제공될 수 있다. 회전 부재(3200)는 구동력을 제공하는 공지된 모터로 다양하게 변형될 수 있다. 제2회전 부재(3240)는 바디(3100)를 위에서 아래를 향하는 제2방향으로 회전시킬 수 있다.
버퍼 공간(B)에 채워진 처리액을 기판(W)으로 토출할 때, 제2회전 부재(3240)는 바디(3100)를 제2방향으로 회전시켜 토출구(3160)를 통해 기판(W)으로 가열된 처리액을 토출할 수 있다. 제2회전 부재(3240)가 제2방향으로 회전할 때, 기판(W) 상의 기 설정된 토출 지점으로 처리액이 정확히 탄착되도록 제1회전 부재(3220)는 제1방향으로 회전하여 기판(W) 상에 처리액이 토출되는 위치를 보정할 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 범위 내에서 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.
30 : 제어기
260 : 공정 챔버
2610 : 하우징
2620 : 처리 용기
2630 : 지지 유닛
3000 : 액 공급 유닛
3001 : 노즐 부재
3002 : 구동 부재
3003 : 공급 부재
3100 : 바디
A : 한계 수위
B : 버퍼 공간
3160 : 토출구
3180 : 가열 부재
3190 : 배기 부재
3200 : 회전 부재

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 공간을 제공하는 처리 용기;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 처리액을 토출하는 노즐 부재; 및
    상기 노즐 부재를 대기 위치와 공정 위치로 이동시키는 구동 부재를 포함하고,
    상기 노즐 부재는,
    내부에 버퍼 공간을 가지고, 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 바디; 및
    회전에 의해 상기 바디를 제1상태와 제2상태 간에 변경시키는 회전 부재를 포함하되,
    상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고,
    상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼 공간의 바닥면은 상기 토출구로부터 멀어지는 방향으로 지면에 대해 하향 경사지는 경사부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 버퍼 공간의 바닥면은 상기 경사부의 상단으로부터 지면에 대해 수평한 방향으로 연장되는 수평부를 더 포함하고,
    상기 토출구는 상기 수평부에 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 부재는,
    상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액을 가열하는 가열 부재; 및
    상기 버퍼 공간의 분위기를 배기하는 배기 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 버퍼 공간으로 상기 처리액을 공급하는 공급 배관; 및
    상기 공급 배관을 개폐하는 공급 밸브를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바디는 상기 공급 밸브보다 내열성이 더 강한 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 바디를 회전시켜 상기 제1상태와 상기 제2상태 간에 상기 바디의 기울기가 변경되도록 상기 회전 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 지면으로부터 경사지게 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 상기 제1상태의 경사보다 완만하거나 지면에 대해 평행하게 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판 상으로 1회 토출량으로 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 기판 상으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛에 있어서,
    상기 처리액을 토출하는 노즐 부재; 및
    상기 노즐 부재를 대기 위치와 공정 위치로 이동시키는 구동 부재를 포함하고,
    상기 노즐 부재는,
    내부에 버퍼 공간을 가지고, 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 바디; 및
    회전에 의해 상기 바디를 제1상태와 제2상태 간에 변경시키는 회전 부재를 포함하되,
    상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고,
    상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태인 액 공급 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 버퍼 공간의 바닥면은,
    상기 토출구로부터 멀어지는 방향으로 지면에 대해 하향 경사지는 경사부; 및
    상기 경사부의 상단으로부터 지면에 대해 수평한 방향으로 연장되는 수평부를 더 포함하고,
    상기 토출구는 상기 수평부에 제공되는 액 공급 유닛.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 노즐 부재는,
    상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액을 가열하는 가열 부재; 및
    상기 버퍼 공간의 분위기를 배기할 수 있는 배기 부재가 더 형성되는 액 공급 유닛.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 버퍼 공간으로 상기 처리액을 공급하는 공급 배관; 및
    상기 공급 배관을 개폐하는 공급 밸브를 더 포함하는 액 공급 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 바디는 상기 공급 밸브보다 내열성이 더 강한 재질로 제공되는 액 공급 유닛.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 지면으로부터 경사지게 제공되고, 상기 제2상태에서 상기 버퍼 공간의 바닥면이 상기 제1상태의 경사보다 완만하거나 지면에 대해 평행하게 제공되는 액 공급 유닛.
  17. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    노즐 부재의 바디가 제1상태로 위치한 상태에서, 상기 바디 내의 버퍼 공간에 처리액을 공급하여 상기 버퍼 공간에서 상기 처리액을 대기시키고, 상기 바디를 제2상태로 위치 변경하여, 상기 버퍼 공간 내의 상기 처리액을 상기 바디에 제공된 토출구를 통해 회전하는 기판 상으로 토출하되,
    상기 제1상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구로 흐르지 않도록 유지되는 상태이고, 상기 제2상태는 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액이 상기 토출구를 통해 상기 바디의 외부로 토출되는 상태인 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1상태에서 상기 버퍼 공간에 채워진 상기 처리액을 가열하는 기판 처리 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 노즐 부재는 기판이 지지 유닛에 로딩되기 전에 대기 위치에 위치하고, 기판이 상기 지지 유닛에 로딩되면 상기 대기 위치에서 공정 위치로 이동하되,
    상기 대기 위치에서 상기 처리액은 상기 버퍼 공간으로 공급되는 기판 처리 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼 공간으로 공급되는 상기 처리액의 양은 기판 상에 1회 토출되는 양인 기판 처리 방법.
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