KR100829919B1 - Nozzle and apparatus for treating substrate with the nozzle, and method for supplying treating liquid of the nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다.2 is a plan view of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 노즐의 구성도이다.4 is a configuration diagram of the nozzle shown in FIG. 3.
도 5는 도 4에 도시된 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 4.
도 6a 및 도 6b, 그리고 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 노즐의 처리액 토출 과정을 설명하기 위한 도면들이다.6A and 6B, and FIGS. 7A and 7B are diagrams for describing a process liquid discharge process of a nozzle according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
10 : 기판 처리 장치10: substrate processing apparatus
100 : 공정챔버100: process chamber
200 : 제1 공급부재200: first supply member
300 : 제2 공급부재300: second supply member
400 : 노즐400: nozzle
410 : 노즐몸체410 nozzle body
420 : 노출부420: exposed part
430 : 유입부430: inlet
440 : 회수부440: recovery unit
450 : 조절부재450: adjusting member
본 발명은 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판으로 처리액을 토출하는 노즐 및 상기 노즐을 구비하여 반도체 기판을 처리하는 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle, a substrate processing apparatus having the nozzle, and a processing liquid discharge method of the nozzle, and more particularly, a nozzle for discharging a processing liquid to a substrate and an apparatus for processing a semiconductor substrate. And a process liquid discharge method of the nozzle.
반도체 제조 공정은 일련의 단위 공정들을 연속적 및 반복적으로 수행함으로써 반도체 집적회로 칩을 생산하는 공정이다. 이러한 단위 공정들 중 식각 공정 및 세정 공정은 웨이퍼 상에 잔류하는 이물질을 제거하는 공정이다.The semiconductor manufacturing process is a process for producing a semiconductor integrated circuit chip by performing a series of unit processes continuously and repeatedly. Among these unit processes, an etching process and a cleaning process are processes for removing foreign substances remaining on the wafer.
일반적으로 식각 공정 및 세정 공정을 수행하는 장치는 건식 장치와 습식 장치로 나뉜다. 이 중 습식 식각/세정 장치는 복수의 처리액들, 예컨대, 식각액, 세정액, 그리고 린스액들을 사용하여 기판을 처리하는 장치이다. 이러한 기판 처리 장치는 기판에 형성된 박막 중 불필요한 부분을 식각하는 공정, 그리고 기판의 처리면에 잔류하는 이물질을 제거하는 공정을 포함한다.In general, the apparatus for performing the etching process and the cleaning process is divided into a dry apparatus and a wet apparatus. Among these, the wet etching / cleaning apparatus is an apparatus for treating a substrate using a plurality of treatment liquids, for example, an etching liquid, a cleaning liquid, and a rinse liquid. Such a substrate processing apparatus includes a process of etching an unnecessary portion of a thin film formed on a substrate, and a process of removing foreign matter remaining on a processing surface of the substrate.
보통 반도체 제조 공정 중 기판에 감광액(photoresist)막을 형성한 후에는 기판의 베벨(bevel)(이하, '가장자리'라 함) 영역에 불필요한 감광액막을 제거하는 공정이 수행된다. 이러한 기판의 가장자리 식각공정은 기판을 일정속도로 회전시킨 상태에서 노즐(nozzle)이 불산(HF) 용액과 같은 식각액을 기판의 가장자리에 분사하여 이루어진다. 이때, 노즐은 공정시 일정량의 처리액을 저장하는 처리액 저장부재로부터 처리액을 공급받아 기판으로 토출시킨다. 그리고, 기판의 가장자리 식각공정을 수행한 후에는 기판의 처리면에 잔류하는 이물질, 예컨대, 식각액, 파티클(particle), 그리고 기타 오염물질들을 제거하는 세정 및 린스 공정이 수행된다.Usually, after the photoresist film is formed on the substrate during the semiconductor manufacturing process, a process of removing the unnecessary photoresist film on the bevel (hereinafter, referred to as an “edge”) region of the substrate is performed. The edge etching process of the substrate is performed by spraying an etchant such as hydrofluoric acid (HF) solution to the edge of the substrate while the substrate is rotated at a constant speed. At this time, the nozzle receives the processing liquid from the processing liquid storage member for storing a predetermined amount of processing liquid in the process and discharges the processing liquid to the substrate. After performing the edge etching process of the substrate, a cleaning and rinsing process of removing foreign substances, such as etching liquid, particles, and other contaminants remaining on the processing surface of the substrate is performed.
그러나, 상술한 기판의 가장자리 식각 공정에서는 기판 가장자리의 불균일한 식각이 발생되었다. 즉, 상술한 기판 가장자리의 식각을 균일하게 수행하기 위해서는 기판의 가장자리 영역에 처리액을 균일한 유량으로 토출시켜야 한다. 그러나, 일반적인 노즐은 처리액의 토출이 균일하지 않아 가장자리의 식각이 불균일하게 이루어지는 현상이 발생된다. 특히, 처리액 저장부재는 중력에 의한 자연공급방식으로 처리액을 공급하므로, 노즐의 처리액 토출이 진행될수록 처리액 저장부재에 저장된 처리액의 감소로 인해 처리액의 하중에 의한 압력이 줄어들어 노즐의 토출 압력이 감소된다. 따라서, 처리액의 초기 토출량에 비해 후기 토출량이 적은 현상이 발생된다. However, in the edge etching process of the substrate described above, non-uniform etching of the substrate edge occurs. In other words, in order to uniformly etch the edge of the substrate, the treatment liquid must be discharged at a uniform flow rate to the edge region of the substrate. However, in general nozzles, the ejection of the processing liquid is not uniform, resulting in uneven edge etching. In particular, since the treatment liquid storage member supplies the treatment liquid by a natural supply method by gravity, as the treatment liquid discharged from the nozzle proceeds, the pressure due to the load of the treatment liquid decreases due to the decrease of the treatment liquid stored in the treatment liquid storage member. Discharge pressure is reduced. Therefore, a phenomenon in which the later discharge amount is smaller than the initial discharge amount of the processing liquid occurs.
또한, 상술한 기판의 가장자리 식각공정을 위한 노즐은 처리액의 토출량 조절이 힘들었다. 즉, 기판 처리 장치는 공정 환경 또는 공정 조건에 따라 노즐의 처리액 토출량을 변화시켜야 한다. 그러나, 일반적인 노즐은 처리액의 토출량을 정밀 하게 조절하기 위한 수단이 제공되어 있지 않으므로, 기판 처리 장치의 공정 조건 및 공정 환경의 변화에 따른 노즐의 처리액 토출량 변화에 대한 대응이 용이하지 않았다.In addition, the nozzle for the edge etching process of the substrate described above was difficult to control the discharge amount of the processing liquid. That is, the substrate processing apparatus must change the discharge amount of the processing liquid of the nozzle in accordance with the process environment or the process conditions. However, since a general nozzle is not provided with a means for precisely adjusting the discharge amount of the processing liquid, it is not easy to cope with a change in the processing liquid discharge amount of the nozzle according to the change in the process conditions and the process environment of the substrate processing apparatus.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판의 가장자리 식각공정 및 기판의 세정 및 린스 공정을 효과적으로 수행하는 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 공급방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a nozzle for effectively performing an edge etching process of a substrate and a cleaning and rinsing process of the substrate, a substrate processing apparatus including the nozzle, and a processing liquid supply method of the nozzle. It is done.
또한, 본 발명은 처리액을 효과적으로 토출시키는 노즐 및 상기 노즐을 구비한느 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 기판의 가장자리 영역을 식각하는 공정에 사용되는 식각액을 효율적으로 토출시키는 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 공급방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the nozzle which discharges a process liquid effectively, and the substrate processing apparatus provided with the said nozzle. In particular, it is an object of the present invention to provide a nozzle for efficiently discharging an etchant used in a process of etching an edge region of a substrate, a substrate processing apparatus having the nozzle, and a processing liquid supply method of the nozzle.
또한, 본 발명은 처리액의 토출량의 조절이 가능한 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a nozzle capable of adjusting the discharge amount of the processing liquid, a substrate processing apparatus having the nozzle, and a processing liquid discharge method of the nozzle.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노즐은 처리액을 공급받는 유입부와 처리액을 토출시키는 토출부와 처리액의 회수를 위해 상기 노즐로부터 처리액을 배출시키는 회수부가 제공되는 노즐몸체, 상기 노즐몸체 내부에 형성되고, 일 단이 상기 유입부와 연결되고 타단이 상기 회수부와 연결되는 메인라인, 상기 노즐몸체 내부에 형성되고, 일단이 상기 메인라인과 연결되고 타단이 상기 토출부와 연결되는 토출라인, 그리고 상기 메인라인을 따라 흐르는 처리액의 유량을 조절하는 조절부를 포함한다.The nozzle according to the present invention for achieving the above object is a nozzle body provided with an inlet portion receiving the treatment liquid, a discharge portion for discharging the treatment liquid and a recovery portion for discharging the treatment liquid from the nozzle for recovery of the treatment liquid, A main line formed in the nozzle body, one end of which is connected to the inlet part, and the other end of which is connected to the recovery part, formed inside the nozzle body, one end of which is connected to the main line, and the other end of the nozzle part; The discharge line is connected, and a control unit for adjusting the flow rate of the processing liquid flowing along the main line.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 메인라인은 일단이 상기 유입부와 연결되고 타단이 상기 토출라인과 연결되는 공급라인 및 일단이 상기 토출라인과 연결되고 타단이 상기 회수부와 연결되는 회수라인으로 나뉘고, 상기 조절부는 상기 회수라인의 내부와 연통되도록 상기 노즐몸체에 형성되는 홀에 삽입되며, 회전에 의해 상기 회수라인 내 개구율을 증가 및 감소시키는 조절나사를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the main line is a supply line, one end of which is connected to the inlet and the other end of which is connected to the discharge line, and one end of the supply line, which is connected to the discharge line and the other end of which is connected to the recovery unit. The control unit is inserted into a hole formed in the nozzle body so as to communicate with the inside of the recovery line, and includes an adjustment screw for increasing and decreasing the opening ratio in the recovery line by rotation.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 토출라인의 구경은 상기 메인라인의 구경보다 작다.According to an embodiment of the present invention, the aperture of the discharge line is smaller than the aperture of the main line.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 내부에 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하며 상부가 개방되는 용기, 공정시 상기 용기 기판을 지지하는 지지부재, 공정시 상기 지지부재에 안착된 기판으로 처리유체를 공급하는 공급부재를 구비하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 공급부재는 공정시 기판의 처리면과 대향되는 하부면을 가지는 하우징 및 상기 하우징에 결합되어 공정시 기판의 가장자리 영역으로 식각액을 토출시키는 노즐을 포함하되, 상기 노즐은 처리액을 공급받는 유입부와 처리액을 토출시키는 토출부와 처리액의 회수를 위해 상기 노즐로부터 처리액을 배출시키는 회수부가 제공되는 노즐몸체, 상기 노즐몸체 내부에 형성되고 일단이 상기 유입부와 연결되고 타단이 상기 회수부와 연결되는 메인라인, 상기 노즐몸체 내부에 형성되고 일단이 상기 메인라인과 연결되고 타단이 상기 토출부와 연결되는 토출라인, 그리고 상기 메인라인을 흐르는 처리액의 유량을 조절하는 조절부를 포함한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object provides a space for performing a substrate processing process therein and a container having an open top, a support member for supporting the container substrate during the process, the support member during the process A substrate processing apparatus comprising a supply member for supplying a processing fluid to a seated substrate, wherein the supply member is coupled to the housing and has a housing having a lower surface opposite the processing surface of the substrate during processing, and an edge region of the substrate during processing. A nozzle for discharging the etching liquid, wherein the nozzle is provided with an inlet portion supplied with the processing liquid, a discharge portion for discharging the processing liquid, and a recovery unit for discharging the processing liquid from the nozzle for recovery of the processing liquid; A main line formed in the nozzle body and having one end connected to the inlet part and the other end connected to the recovery part; A discharge line formed in the nozzle body, one end of which is connected to the main line, and the other end of which is connected to the discharge part, and an adjusting unit for adjusting a flow rate of the processing liquid flowing through the main line.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 메인라인은 일단이 상기 유입부와 연결되고 타단이 상기 토출라인과 연결되는 공급라인 및 일단이 상기 토출라인과 연결되고 타단이 상기 회수부와 연결되는 회수라인으로 나뉘고, 상기 조절부는 상기 회수라인의 내부와 연통되도록 상기 노즐몸체에 형성되는 홀에 삽입되며, 회전에 의해 상기 회수라인 내 개구율을 증가 및 감소시키는 조절나사를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the main line is a supply line, one end of which is connected to the inlet and the other end of which is connected to the discharge line, and one end of the supply line, which is connected to the discharge line and the other end of which is connected to the recovery unit. The control unit is inserted into a hole formed in the nozzle body so as to communicate with the inside of the recovery line, and includes an adjustment screw for increasing and decreasing the opening ratio in the recovery line by rotation.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공급부재는 상기 식각액을 저장하는 식각액 저장탱크, 상기 식각액을 혼합시켜 상기 식각액 저장탱크로 공급하는 혼합탱크, 상기 식각액 저장탱크 내 식각액을 상기 유입부로 공급하는 식각액 공급배관, 그리고 상기 회수부로부터 상기 혼합탱크로 식각액을 회수하는 식각액 회수배관을 더 포함하되, 상기 식각액 저장탱크는 상기 노즐보다 높은 위치에 설치되고, 상기 혼합탱크는 상기 노즐보다 낮은 위치에 설치된다.According to an embodiment of the present invention, the supply member is an etchant storage tank for storing the etchant, a mixing tank for mixing the etchant to supply to the etchant storage tank, an etchant supply for supplying the etchant in the etchant storage tank to the inlet portion A pipe and an etchant recovery pipe for recovering the etchant from the recovery unit to the mixing tank, wherein the etchant storage tank is installed at a position higher than the nozzle, the mixing tank is installed at a position lower than the nozzle.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 토출라인의 구경은 상기 메인라인의 구경보다 작다.According to an embodiment of the present invention, the aperture of the discharge line is smaller than the aperture of the main line.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노즐의 처리액 토출방법은 처리액을 토출시키는 토출부가 제공되는 노즐몸체, 상기 노즐몸체 내부에서 처리액이 흐르도록 형성되는 공급라인, 상기 공급라인와 연결되며 상기 노즐몸체로부터 처리액을 회수시키는 회수라인, 그리고 상기 공급라인으로부터 상기 토출부로 처리액을 토출시키는 토출라인을 가지는 노즐을 사용하여 처리액을 토출하되, 상기 노즐의 처리액 토출량 조절은 상기 회수라인을 통해 회수되는 처리액의 회수량을 조절함으로써 이루어진다.The processing liquid discharge method of the nozzle according to the present invention for achieving the above object is connected to the nozzle body is provided with a discharge unit for discharging the processing liquid, the supply line is formed to flow the processing liquid inside the nozzle body, the supply line The processing liquid is discharged using a nozzle having a recovery line for recovering the processing liquid from the nozzle body, and a discharge line for discharging the processing liquid from the supply line to the discharge part, wherein the amount of processing liquid discharge of the nozzle is controlled by the recovery line. By adjusting the recovery amount of the treatment liquid recovered through.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회수되는 처리액의 유량 조절은 상기 회수라인의 개구율을 증감시키는 조절나사를 조작하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the flow rate control of the recovered processing liquid is performed by operating an adjustment screw for increasing or decreasing the opening ratio of the recovery line.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공급라인으로의 처리액 공급은 상기 노즐보다 높은 위치에 배치되는 저장탱크 내 처리액을 중력에 의한 자연공급방식에 의해 상기 공급라인으로 흐르도록 하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the supply of the processing liquid to the supply line is made by flowing the processing liquid in the storage tank disposed at a position higher than the nozzle to the supply line by a natural supply method by gravity.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey.
또한, 본 실시예에서는 반도체 기판을 매엽식으로 식각 및 세정, 그리고 린스 공정을 수행하는 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 처리액으로 기판을 처리하는 모든 기판 처리 장치에 적용될 수 있다.In addition, the present embodiment has been described using an apparatus for performing the etching, cleaning, and rinsing process of the semiconductor substrate by a single sheet, but the present invention can be applied to all substrate processing apparatuses for treating the substrate with the treatment liquid.
(실시예)(Example)
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치 의 구성도이다.1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the substrate processing apparatus according to the present invention. 3 is a block diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(apparatus for treating substrate)(10)는 공정 챔버(process chamber)(100), 처리유체 공급부(treating fluid supply member) (200), 세정유체 공급부(cleaning fluid supply member)(300)을 포함한다. 공정 챔버(100)는 내부에 반도체 기판을 처리하는 공정(이하, '기판처리공정'이라 함)을 수행하는 공간을 제공한다. 여기서, 기판처리공정은 반도체 기판(이하, '웨이퍼'라 함)의 가장자리를 식각(etching)하는 공정, 웨이퍼의 세정(cleaning) 및 린스(rinse) 공정, 그리고 건조(dry) 공정을 포함한다. 처리유체 공급부(200)는 공정시 공정 챔버(100) 내부에 수용된 웨이퍼(W) 처리면의 가장자리로 처리유체를 분사하고, 세정유체 공급부(300)는 공정시 공정 챔버(100) 내부에 수용된 웨이퍼(W)의 처리면으로 세정유체를 분사한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for treating
도 2를 참조하면, 처리유체 공급부(200)는 공정시 공정 위치(a) 및 대기 위치(a') 상호간에 이동되고, 세정유체 공급부(300)는 공정시 공정 위치(b) 및 대기 위치(b') 상호간에 이동된다. 공정 위치(a)는 공정시 제1 공급부(200)가 공정 챔버(100)에 내부에 로딩(loading)된 웨이퍼(W)의 가장자리 영역으로 처리유체를 분사하기 위한 위치이고, 대기 위치(a')는 공정 위치(a)로 이동되기 전 제1 공급부(200)가 공정 챔버(100) 외측에서 대기하는 위치이다. 또한, 공정 위치(b)는 공정시 제2 공급부(300)가 공정 챔버(100) 내부에 로딩(loading)된 기판의 처리면으로 세정유체를 분사하기 위한 위치이고, 대기 위치(b')는 공정 위치(b)로 이동되기 전 제2 공급부(300)가 공정 챔버(100) 외측에서 대기하는 위치이다. 따라서, 제1 공급부(200) 및 제2 공급부(300)는 공정시 각각이 교대로 공정 챔버(100)에 로딩된 기판으로 처리유체 및 세정유체를 공급한다.2, the treatment
도 3을 참조하면, 공정 챔버(110)는 용기(bowl)(110), 지지부재(support member)(120), 구동부재(driving member)(130), 그리고 회수부재(recovery member)(140)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
용기(110)는 내부에 상술한 기판처리공정을 수행하는 공간을 가진다. 용기(110)는 상부가 개방되는 원통형상을 가진다. 용기(110)의 개방된 상부는 공정시 웨이퍼(W)의 출입이 이루어지는 기판 출입구로 사용된다. 지지부재(120)는 공정시 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지부재(120)는 용기(110) 내부에서 상하 및 회전 운동한다. 지지부재(120)의 상부에는 척킹핀들(122)이 제공된다. 척킹핀들(122) 각각은 공정시 웨이퍼(W)의 가장자리 일부를 척킹(chucking)하여 웨이퍼(W)가 지지부재(120)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 지지부재(120)로는 스핀척(spin chuck)이 사용된다. 구동부재(130)는 지지부재(120)를 구동한다. 구동부재(130)는 공정시 지지부재(120)가 회전 운동 및 상하 운동하도록 지지부재(120)를 구동시킨다. 특히, 구동부재(130)는 공정시 지지부재(120)에 분사되는 처리액들이 회수부재(140)로 회수되도록 지지부재(120)의 높이를 조절한다.The
회수부재(140)는 공정시 사용되는 세정액들을 회수한다. 회수부재(140)는 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)을 포함한다. 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)은 지지부재(120)의 측부에서 상하로 적층되며, 지지부재(120)의 측면에서 감싸도록 환형으로 제공된다. 제1 회수통(142)의 내부에는 공정시 사용된 식각액이 수용되는 공간(S1)이 제공된다. 제2 회수통(144)의 내부에는 공정시 사용된 세정액이 수용되는 공간(S2)이 제공되고, 제3 회수통(146)의 내부에는 공정시 사용된 린스액이 수용되는 공간(S3)이 제공된다. 제1 회수통(142) 내 공간(S1)으로 수용된 식각액은 제1 회수라인(142a)을 통해 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수된다. 동일한 방식으로, 제2 회수통(144) 내 공간(S2)으로 수용된 세정액 및 제3 회수통(146) 내 공간(S3)으로 수용된 린스액은 처리액 재생부로 회수된다. 여기서, 상기 처리액 재생부는 기판처리공정시 사용된 처리액들의 재사용을 위해, 각각의 처리액들의 온도 및 농도 조절, 그리고 오염물질의 제거 등을 수행하는 설비이다.The
처리유체 공급부(200)는 공정시 웨이퍼(W) 상에 처리유체를 공급한다. 처리유체 공급부(200)는 공급부재(supply member)(210) 및 이송어셈블리(transfer assembly)(220), 처리유체 공급수단(treating liquid supply method)(230), 그리고 식각액 저장탱크(etching liquid storage tank)(240)를 포함한다. The processing
공급부재(210)는 공정시 지지부재(120)에 안착된 웨이퍼(W)의 처리면으로 처리유체를 공급한다. 공급부재(210)는 대체로 원통형상의 하우징(212)을 가진다. 하우징(212)의 내부에는 공정시 노즐(400)의 위치를 조절하는 노즐 조절장치(미도시됨)가 구비된다. 노즐 조절장치는 공정시 노즐(400)이 기설정된 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 처리유체 중 식각액을 분사하도록 노즐(400)의 위치 및 각도를 조절한다. 하우징(212)에는 공정시 웨이퍼(W)의 처리면과 일정 간격이 이격되어 서로 마주보도록 위치되는 하부면(212a)이 제공된다. 하부면(212a)은 웨이퍼(W)의 가장자리로 토출되는 식각액이 회수부재(140)를 향해 비산되도록 처리액을 안내한다. 이 를 위해, 하부면(212a)에는 공정시 웨이퍼(W)의 중앙 영역으로 불활성 가스를 분사하는 적어도 하나의 분사홀(미도시됨)이 제공된다. 공정시 웨이퍼(W)의 중앙 영역으로 분사된 불활성 가스는 웨이퍼(W)의 중앙 영역으로부터 가장 자리 영역으로 이동되면, 웨이퍼(W)의 가장자리 영역으로 공급되는 식각액이 웨이퍼(W)의 중앙 영역을 향해 이동되지 않도록 하여 웨이퍼(W)의 비식각 영역이 식각되는 것을 방지한다.The
이송어셈블리(220)는 공급부재(210)를 공정위치(a) 및 대기위치(a') 상호간에 이동시킨다. 이송어셈블리(220)는 제1 아암(222), 제2 아암(224), 그리고 제1 구동장치(226)를 포함한다. 제1 아암(222)은 공정 챔버(110)의 상부에서 수평으로 설치된다. 제1 아암(222)의 일단은 공급부재(210)의 하우징(212)과 결합되고, 타단은 제2 아암(224)의 일단과 결합된다. 제2 아암(224)은 공정 챔버(110)의 측부에서 수직하게 설치된다. 제2 아암(224)의 일단은 제1 아암(224)의 타단과 결합되고, 타단은 제1 구동장치(226)와 결합된다. 제1 구동장치(226)는 제2 아암(224)을 회전 및 상하 운동시킨다.The
처리유체 공급수단(230)는 공급부재(210)로 처리유체를 공급한다. 처리유체 공급수단(230)은 식각액 공급수단(232) 및 불활성가스 공급수단(234)를 포함한다. 식각액 공급수단(232)는 식각액 저장탱크(240)로 식각액을 공급하고, 불활성가스 공급수단(234)는 공급부재(210)로 불활성 가스를 공급한다. 식각액 공급수단(232)은 식각액 공급원(232a) 및 식각액 공급관(232b)을 포함한다. 식각액 공급원(232a)은 식각액을 생성한다. 즉, 식각액 공급원(232a)은 복수의 처리액들을 혼합하여 기 설정된 농도를 만족하는 식각액을 생성한다. 예컨대, 식각액 공급원(232a)은 불산용액과 초순수를 혼합하여 공정농도의 식각액을 혼합하는 혼합탱크(mixing tank)를 포함한다. 식각액 공급관(232b)은 상기 혼합탱크로부터 노즐(400)로 식각액을 공급한다. 불활성가스 공급수단(234)는 불활성가스 공급원(234a) 및 불활성가스 공급관(234b)을 포함한다. 불활성가스 공급원(234a)은 불활성 가스를 수용하고, 불활성가스 공급관(234b)은 불활성가스 공급원(234a)으로부터 공급부재(210)로 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스로는 질소가스가 사용될 수 있다.The processing fluid supply means 230 supplies the processing fluid to the
식각액 저장탱크(240)는 식각액을 저장한다. 식각액 저장탱크(240)는 내부에 일정량의 식각액이 저장되는 공간을 가진다. 식각액 저장탱크(240)는 식각액을 생성하는 상술한 혼합탱크(미도시됨)로부터 식각액을 공급받는다. 식각액 저장탱크(240) 내 식각액은 공정시 노즐(400)로 공급되고, 노즐(400)에서 사용하고 남은 식각액은 다시 식각액 공급원(232a)으로 회수된다. 이를 위해, 식각액 저장탱크(240)에는 식각액 공급배관(242) 및 식각액 회수배관(244)이 제공된다. 식각액 공급배관(242)은 식각액 저장탱크(240) 내 식각액을 노즐(400)로 공급하고, 식각액 회수배관(244)은 노즐(400)로부터 상기 혼합탱크로 식각액을 회수한다. The
여기서, 식각액 저장탱크(240)는 노즐(400)의 높이보다 항상 높은 위치에 위치되고, 혼합탱크는 노즐(400)의 높이보다 낮은 위치에 위치된다. 따라서, 식각액 저장탱크(240) 내 식각액은 중력에 의해 노즐(400)로 공급된 후 혼합탱크로 수용된다. 그리고, 혼합탱크는 수용한 식각액의 농도 및 온도를 기설정된 공정 조건에 부합되도록 조정한 후 다시 식각액 저장탱크(240)로 공급한다. 따라서, 식각액은 식 각액 저장탱크(240), 노즐(400), 그리고 식각액 공급원(232a)을 지속적으로 순환한다. 그리고, 노즐(400)은 공급부재(210)의 일측에 구비된다. 노즐(400)은 식각액 저장탱크(240)로부터 식각액을 공급받아 웨이퍼(W)의 가장자리 영역으로 식각액을 공급한다. 노즐(400)에 대한 상세한 설명은 후술하겠다.Here, the
세정유체 공급부(300)는 공정시 웨이퍼(W)상에 세정유체를 공급한다. 세정유체 공급부(300)는 분사부재(310), 분사부재 구동기(320), 그리고 세정유체 공급수단(330)를 포함한다. 분사부재(310)는 공정시 지지부재(120)에 안착된 웨이퍼(W)의 처리면으로 세정유체를 공급한다. 분사부재(310)는 세정액, 린스액, 그리고 건조가스를 분사할 수 있다. 분사부재 구동기(320)는 분사부재(310)를 공정위치(b) 및 대기위치(b') 상호간에 이동시킨다. 분사부재 구동기(320)는 상술한 공급부재 이송부재(220)와 동일한 기능을 수행하는 제1 아암(322), 제2 아암(324), 그리고 제2 구동장치(326)를 포함한다. The cleaning
세정유체 공급수단(330)는 분사부재(310)로 세정유체를 공급한다. 세정유체 공급수단(330)는 세정유체 공급원(332) 및 세정유체 공급관(334)을 포함한다. 세정유체 공급원(332)은 세정유체를 저장하고, 세정유체 공급관(334)은 세정유체 공급원(332)으로부터 분사부재(310)로 세정유체를 공급한다. 여기서, 세정유체는 세정액, 린스액, 그리고 건조가스를 포함한다. 일 실시예로서, 세정액으로는 불산 용액 또는 표준세정액-1(SC-1:Stan1dard Clean-1)이 사용되고, 린스액으로는 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용된다.The cleaning fluid supply means 330 supplies the cleaning fluid to the
계속해서, 본 발명에 따른 노즐(400)의 구성에 대해 상세히 설명한다. 도 4 는 도 3에 도시된 노즐의 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 노즐(400)은 노즐몸체(nozzle body)(410), 토출부(injection part)(420), 유입부(inflow part)(430), 그리고 회수부(recovery part)(440), 그리고 조절부(control member)(450)를 포함한다. Subsequently, the configuration of the
노즐몸체(410)는 내부에 메인라인(412) 및 토출라인(414)이 형성된다. 메인라인(412)은 노즐몸체(410) 내부에서 식각액을 이송시킨다. 메인라인(412)의 일단은 유입부(430)에 연결되고, 타단은 회수부(440)에 연결된다. 토출라인(414)은 공정시 메인라인(412)을 따라 순환하는 식각액을 토출부(420)로 이동시킨다. 토출라인(414)의 일단은 메인라인(412)과 연결되고, 타단은 토출부(420)와 연결된다. 토출라인(414)에는 토출라인(414)을 자동적으로 개폐하는 개폐부재(미도시됨)가 설치될 수 있다. 개폐부재로는 전기적인 신호를 받아 공정시 식각액이 필요되는 시점에 자동적으로 토출라인(414)을 개방시키는 자동 밸브(control valve)가 사용될 수 있다. 따라서, 노즐(400)은 개폐부재에 의해 식각액의 토출이 요구되는 시점에서 식각액을 토출한다.The
그리고, 메인라인(412)은 토출라인(414)과 연결되는 부분을 중심으로 공급라인(412a) 및 회수라인(412b)으로 나뉜다. 즉, 공급라인(412a)은 토출라인(414)과 연결되는 부분의 전단이고, 회수라인(412b)은 토출라인(414)과 연결되는 부분의 후단이다. 이때, 공급라인(412a)의 구경은 회수라인(412b) 및 토출라인(414)의 구경보다 큰 것이 바람직하다. 이는 공정시 공급라인(412a)으로 공급되는 처리액 중 일부는 토출라인(414)을 통해 웨이퍼(W)으로 토출되고, 나머지는 회수라인(412b)을 통해 회수되기 때문이다. 또한, 토출라인(414)의 구경은 회수라인(412b)의 구경보다 작은 것이 바람직하다. 이는 토출부(420)의 식각액 토출량은 정밀하여야 하므로, 토출라인(414)은 회수라인(412b)보다 좁은 유로를 가지는 것이 바람직하기 때문이다. 일반적으로 300mm 웨이퍼 한 장의 가장자리를 식각 공정을 위해서는 20cc 내지 30cc의 식각액이 필요하므로, 토출라인(414) 및 토출부(420)는 이에 맞게 정밀한 구경을 갖도록 제작된다. In addition, the
토출부(420)는 공정시 웨이퍼(W)의 가장자리 영역으로 식각액을 토출시킨다. 토출부(420)는 토출라인(414)과 연결된다. 토출부(420)는 끝단(422)으로 갈수록 좁아지는 형상을 가진다. 토출부(420)의 끝단(422)에는 처리액이 토출되는 토출홀이 형성된다. 유입부(430)는 식각액 공급배관(242)으로부터 노즐몸체(410) 내 공급라인(412a)으로 식각액을 유입시키고, 회수부(440)는 노즐몸체(410)의 회수라인(412b)으로부터 식각액 회수배관(244)으로 식각액을 배출시킨다.The
조절부(450)는 회수라인(412b)을 통해 회수되는 식각액의 회수량을 조절한다. 조절부(450)는 조절나사(452)를 가진다. 조절나사(452)는 노즐몸체(410)에 형셩되는 홀(454)에 나사결합된다. 홀(454)은 노즐몸체(410)의 외부에서 회수라인(412b)까지 연통되도록 형성된다. 조절나사(452)는 홀(454)에 끼워져 회전가능하도록 설치된다. 따라서, 조절나사(452)의 회전에 의해 조절나사(452)는 홀(454)을 따라 이동하게 되며, 조절나사(452)의 이동에 의해 회수라인(412b)의 유로는 증가하거나 감소된다. 보다 효과적인 조절나사(452)의 식각액 회수량의 조절을 위해서 회수라인(412b)에는 개폐부(412b')가 제공된다. 개폐부(412b')는 조절나사(452)과 상응하는 크기로 형성되어, 조절나사(452)에 의해 회수라인(412b) 내 유로가 효과적으로 개방 및 차단되도록 제공된다. 개폐부(412b')는 정밀한 유량조절을 위해 회수라인(412b)의 다른 부분보다 좁은 구경을 갖는 것이 바람직하다.The adjusting
본 실시예에서는 조절부(450)가 하나의 조절나사(452)를 구비하여 회수라인(412b) 내 유로의 개구율를 증감시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 조절부(452)는 복수개가 구비될 수 있다. 또한, 조절부는 회수라인(412b)를 따라 회수되는 식각액의 회수량을 정밀하게 조절하기 위해 제공되는 것이므로, 조절부의 구성은 다양하게 변경 및 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예로서, 조절나사In the present exemplary embodiment, the adjusting
이하, 상술한 기판 처리 장치(10)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들의 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 6a 및 도 6b, 그리고 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 노즐의 처리액 토출 과정을 설명하기 위한 도면들이다.Hereinafter, the process of the
본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)의 공정이 개시되면, 공정 챔버(110)의 지지부재(120)에 웨이퍼(W)을 로딩시킨다. 웨이퍼(W)이 지지부재(120)의 척킹핀들(122)에 의해 고정되면, 지지부재(120)는 제1 공정위치로 이동된다. 제1 공정위치는 웨이퍼(W) 가장자리의 식각공정을 수행하기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 제1 공정위치는 공정시 웨이퍼(W)으로 공급되는 식각액이 제1 회수통(142) 내 공간(S1)으로 유입시키기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 지지부재(120)가 제1 공정위치에 위치되면, 지지부재(120)는 일정한 회전속도로 회전되고, 노즐(400)은 식각 액 공급배관(242)으로부터 식각액을 공급받아 웨이퍼(W)의 가장자리 영역으로 식각액을 토출시킨다. 토출된 식각액은 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 잔류하는 불필요한 박막을 제거한다. 이때, 공급부재(210)의 하부면(212a)에 중앙에 형성되는 분사홀(미도시됨)은 웨이퍼(W)의 중앙영역으로 불활성 가스를 분사한다. 분사된 불활성 가스는 하부면(212a)과 웨이퍼(W)의 처리면 사이에서 웨이퍼(W)의 중앙영역으로부터 가장자리 영역으로 이동되면서 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 분사되는 식각액을 웨이퍼(W)으로부터 비산시킨다. 따라서, 웨이퍼(W)으로 분사되는 식각액은 웨이퍼(W)의 제 1 회수통(122) 내 공간(S1)으로 회수된다. 공간(S1)으로 회수된 식각액은 제 1 회수라인(122a)을 통해 식각액 공급원(232a)으로 회수된다.When the process of the
웨이퍼(W)의 가장자리 식각 공정이 완료되면, 지지부재(120)는 제2 공정위치로 이동되고, 이송어셈블리(220)는 공급부재(210)를 공정위치(a)로부터 대기위치(a')로 이동시킨다. 제2 공정위치는 웨이퍼(W)의 세정 공정을 수행하기 위한 위치로서, 제2 공정위치는 공정시 웨이퍼(W)으로 공급되는 세정액이 제2 회수통(142) 내 공간(S2)으로 유입되기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 지지부재(120)가 제2 공정위치에 위치되면, 제2 공급부(300)의 노즐부(310)는 대기위치(b')로부터 공정위치(b)로 이동된 후 웨이퍼(W)의 처리면으로 세정액을 분사한다. 분사된 세정액은 웨이퍼(W)에 잔류하는 이물질을 제거한 후 지지부재(120)의 회전에 따른 원심력에 의해 제2 회수통(144) 내 공간(S2)으로 비산된다.When the edge etching process of the wafer W is completed, the
세정액에 의한 웨이퍼(W)의 세정공정이 완료되면, 지지부재(120)는 제3 공정위치로 이동된다. 제3 공정위치는 웨이퍼(W)의 린스 공정을 수행하기 위한 위치로 서, 제3 공정위치는 공정시 웨이퍼(W)으로 공급되는 린스액이 제3 회수통(146) 내 공간(S3)으로 유입되기 위한 지지부재(120)의 위치이다. 지지부재(120)가 제3 공정위치에 위치되면, 지지부재(120)는 공정속도로 회전되고, 노즐부(310)는 웨이퍼(W)의 처리면으로 린스액을 분사한다. 분사된 린스액은 웨이퍼(W)에 잔류하는 세정액을 제거한 후 제3 회수통(146) 내 공간(S3)으로 비산된다. 그리고, 린스액에 의한 웨이퍼(W)의 린스공정이 완료되면, 노즐부(310)는 웨이퍼(W)의 처리면으로 건조가스를 분사한다. 분사된 건조가스는 웨이퍼(W)을 건조시킨다. 웨이퍼(W)의 건조 공정이 완료되면, 웨이퍼(W)은 지지부재(120)로부터 언로딩(unloading)된 후 공정챔버(110)로부터 반출되어 후속공정이 수행되는 설비로 이송된다.When the cleaning process of the wafer W by the cleaning liquid is completed, the
상술한 공정이 수행되는 과정에서 노즐(400)의 식각액 토출이 기설정된 토출량을 벗어나면, 작업자는 조절부(450)의 조절나사(452)를 회전시켜 노즐(400)의 식각액 토출량을 조절한다. 즉, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 만약 노즐(400)의 식각액 토출량이 기설정된 토출량보다 많으면, 작업자는 조절나사(452)를 반시계방향으로 회전시켜 회수라인(412b)의 개폐구(412b')의 개구율를 증가시킨다. 회수라인(412b)의 개구율가 증가되면, 회수라인(412b)을 통해 회수되는 식각액이 증가되어 토출부(420)로 토출되는 식각액의 토출량이 줄어든다. 이와 반대로, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 만약, 노즐(400)의 식각액 토출량이 기설정된 토출량보다 적으면, 작업자는 조절나사(452)를 반시계 방향으로 회전시켜 회수라인(412b)의 개폐구(412b')의 개구율를 감소시킨다. 회수라인(412b)의 개구율가 감소되면, 회수라인(412b)을 통해 회수되는 식각액이 감소되어 토출부(420)로 토출되는 식각액의 토 출량이 증가한다.When the etching liquid discharge of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법은 작업자가 노즐(400)에 구비되는 조절부(450)를 간단히 조작하여 노즐(400)의 식각액 토출량을 정밀하게 조절할 수 있다. As described above, the nozzle according to the present invention, the substrate processing apparatus having the nozzle, and the treatment liquid discharge method of the nozzle, the operator simply manipulates the adjusting
또한, 본 발명에 따른 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법은 노즐(400)을 통해 토출되는 식각액이 시간이 지남에 따라 토출량이 감소하는 현상을 방지한다. 즉, 일반적으로 처리액의 정밀하고 균일한 토출이 요구되는 장치에서는 중력에 의한 자연공급방식으로 처리액 저장부재 내 처리액을 메인라인을 따라 순환시키고, 필요시에만 노즐이 상기 메인라인을 따라 순환되는 처리액을 토출시키는 방식이 적용된 노즐이 사용된다. 그러나, 이러한 중력에 의한 자연공급방식을 사용한 노즐은 노즐의 토출부의 토출량을 조절하는 조절부를 설치하여 토출량을 조절하면, 처리액의 토출시 처리액 내부에 버블(bubble)이 포함되거나, 처리액의 불균일한 토출이 발생된다. 따라서, 본 발명은 노즐(400)로부터 회수되는 식각액의 회수량을 조절함으로써 토출부(420)의 식각액 토출량을 조절하여 공정이 진행됨에 따라 식각액의 토출량이 감소되는 현상을 방지한다.In addition, the nozzle according to the present invention, the substrate processing apparatus having the nozzle, and the processing liquid discharge method of the nozzle prevent the etching amount discharged through the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 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. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 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.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments illustrate the best state for implementing the technical idea of the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the invention. Various changes required are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법은 공정시 노즐이 균일한 유량으로 처리액을 토출할 수 있어 기판 처리 공정의 효율을 향상시킨다. 특히, 본 발명에 따른 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 노출방법은 공정시 노즐이 기판의 가장자리 영역으로 일정한 유량으로 식각액을 토출할 우 있어 기판의 가장자리 식각공정의 효율을 향상시킨다.As described above, the nozzle according to the present invention, the substrate processing apparatus having the nozzle, and the processing liquid discharge method of the nozzle can discharge the processing liquid at a uniform flow rate during the process, thereby improving the efficiency of the substrate processing process. Improve. In particular, the nozzle according to the present invention, the substrate processing apparatus having the nozzle, and the treatment liquid exposure method of the nozzle in the process of the nozzle to discharge the etching liquid at a constant flow rate to the edge region of the substrate in the process of the edge etching process of the substrate Improve the efficiency.
또한, 본 발명에 따른 노즐 및 상기 노즐을 구비하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 노즐의 처리액 토출방법은 공정시 작업자가 간단한 조작으로 노즐의 처리액 토출량 조절이 가능하다.In addition, the nozzle according to the present invention, the substrate processing apparatus having the nozzle, and the treatment liquid discharge method of the nozzle can control the treatment liquid discharge amount of the nozzle by a simple operation during the process.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060129913A KR100829919B1 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Nozzle and apparatus for treating substrate with the nozzle, and method for supplying treating liquid of the nozzle |
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KR20000004196A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-25 | 윤종용 | Spraying nozzle having pressure control device |
-
2006
- 2006-12-19 KR KR1020060129913A patent/KR100829919B1/en active IP Right Grant
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KR20000004196A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-25 | 윤종용 | Spraying nozzle having pressure control device |
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