KR20070107979A - 기판 처리 설비 - Google Patents

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KR20070107979A
KR20070107979A KR1020060040638A KR20060040638A KR20070107979A KR 20070107979 A KR20070107979 A KR 20070107979A KR 1020060040638 A KR1020060040638 A KR 1020060040638A KR 20060040638 A KR20060040638 A KR 20060040638A KR 20070107979 A KR20070107979 A KR 20070107979A
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김현종
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판 처리 설비에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 처리 설비 는 기판을 처리하는 공정을 수행하는 기판 처리부 및 혼합액을 생성하여 상기 기판처리부로 상기 혼합액을 공급하는 혼합액 공급부를 포함하되, 상기 혼합액 공급부는 복수의 처리액들을 공급받아 기설정된 농도를 만족하는 혼합액을 생성하는 제 1 공간 및 상기 제 1 공간으로부터 상기 혼합액을 수용하여 상기 기판 처리부로 상기 혼합액을 공급하는, 그리고 상기 기판처리부로부터 사용된 혼합액을 회수하는 제 2 공간이 구획벽에 의해 구획되는 탱크를 포함한다. 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 하나의 탱크로써, 혼합액의 생성, 공급, 회수, 그리고 재생을 수행할 수 있다. 그러므로, 종래의 다수의 탱크를 구비하는 방식에 비하여, 처리액 및 혼합액의 공급 및 회수, 혼합액의 농도 관리, 그리고 작업자의 유지 보수를 효율적으로 수행할 수 있다.
처리액, 약액, 케미칼, 화학약품, 혼합, 희석, 회수, 리사이클, 재생, 믹싱, 혼합액, 약액 혼합,

Description

기판 처리 설비{SUBSTRATE TREATING FACILITY}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 설비의 공정 순서를 보여주는 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 처리 설비 170 : 분배기
100 : 혼합액 공급부 180 : 회수라인
110 : 탱크 190 : 제어부
120 : 처리액 공급원 200 : 기판 처리부
130 : 제 1 처리액 공급라인 210 : 챔버
140 : 제 2 처리액 공급라인 220 : 지지부재
150 : 혼합액 생성부재 230 : 노즐
160 : 혼합액 순환부재 240 : 배수라인
본 발명은 기판 처리 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 및 평판디스플레이 제조 공정에 사용되는 처리액을 혼합하는 장치를 가지는 기판 처리 설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 및 평판디스플레이 제조 공정에는 다양한 화학 약품, 초순수 등의 처리액이 사용된다. 이러한 처리액들은 공정 처리시 공정상 요구되는 농도, 온도, 그리고 유량 등의 공정 조건을 만족되어야 한다. 특히, 두 개 이상의 처리액을 혼합한 혼합액을 사용하여 공정을 진행하는 경우, 또는 특정 약액을 초순수로 희석시켜 사용하는 경우에는 공정상 요구되는 농도 및 온도 조건을 효율적으로 관리하는 것이 중요하다.
그러나, 종래의 처리액 혼합 시스템은 혼합 탱크, 저장 탱크, 회수 탱크 등의 다수의 탱크를 구비한다. 탱크의 숫자가 증가되면, 그에 비례하여 배관의 구조가 복잡해지고, 배관에 설치되는 각종 센서(sensor), 필터(filter), 게이지(gauge) 등의 장치들의 수가 증가된다. 이러한 구조를 가지는 설비는 부피가 크고 매우 복잡하므로, 제작 비용이 증가되고 설비의 풋 프린트(foot-print)가 증가한다.
그리고, 작업자의 농도 관리 및 처리액의 순환 등의 관리가 어려워 작업자가 유지 보수 관리 부담이 크다. 또한, 사용된 혼합액이 회수되어 다시 재생되는데 많은 시간이 소요된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다수의 처리액을 효율적으로 혼합할 수 있는 기판 처리 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 제작 비용을 절감할 수 있는 기판 처리 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작업자의 유지 보수가 용이한 기판 처리 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 설비의 크기를 줄일 수 있는 기판 처리 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합액의 공정 조건을 용이하게 만족시킬 수 있는 기판 처리 설비를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 기판을 처리하는 공정을 수행하는 기판 처리부 및 혼합액을 생성하여 상기 기판처리부로 상기 혼합액을 공급하는 혼합액 공급부를 포함하되, 상기 혼합액 공급부는 복수의 처리액들을 공급받아 기설정된 농도를 만족하는 혼합액을 생성하는 제 1 공간 및 상기 제 1 공간으로부터 상기 혼합액을 수용하여 상기 기판 처리부로 상기 혼합액을 공급하는, 그리고 상기 기판처리부로부터 사용된 혼합액을 회수하는 제 2 공간이 구획벽에 의해 구획되는 탱크를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 처리부는 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내부에 회전가능하도록 설치되어 공정시 기판을 지지 및 회전하는 지지부재, 그리고 공정시 상기 지지부재에 안착된 기판의 처리면으로 상기 혼합액을 공급하는 적어도 하나의 노즐을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 공간은 상기 처리액 공급라인으로부터 다수의 처리액들을 공급받는 처리액 수용공간 및 상기 처리액 수용공간으로부터 상기 처리액들을 제공받아 기설정된 농도로 상기 처리액들을 혼합시켜 혼합액을 생성시키는 처리액 생성공간으로 구획되고, 상기 제 2 공간은 상기 처리액 생성공간으로부터 상기 혼합액을 공급받는 혼합액 수용공간 및 상기 혼합액 수용공간으로부터 상기 혼합액을 제공받아 상기 혼합액을 저장하는 혼합액 저장공간으로 구획된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 혼합액 저장공간은 저장된 상기 혼합액을 기설정된 공정 온도로 유지시키는 온도조절부재를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 혼합액 처리부는 처리액 공급원, 상기 처리액 공급원으로부터 상기 처리액 수용공간으로 복수의 처리액들을 공급하는 처리액 공급라인, 상기 처리액 생성공간 내 혼합액들을 순환시키는 처리액 순환라인, 그리고 상기 제 2 공간 내 혼합액을 순환시키는 혼합액 순환라인을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리액 순환라인 및 상기 혼합액 순환라인에는 각각의 상기 처리액 순환라인 및 상기 혼합액 순환라인을 따라 흐르는 혼합액의 농도를 측정하는 농도계가 설치되고, 상기 기판 처리 설비는 상기 농도계가 측정한 혼합액의 농도값이 기설정된 허용 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 제어부를 더 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예에 한정되지 않고 다른 형태 로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 설비(1)는 혼합액 공급부(100) 및 기판 처리부(200)를 가진다.
혼합액 공급부(100)는 공정상 요구되는 혼합액을 생성, 공급, 그리고 회수한다. 혼합액 공급부(100)는 탱크(110), 처리액 공급원(120), 제 1 처리액 공급라인(130), 제 2 처리액 공급라인(140), 혼합액 생성부재(150), 혼합액 순환부재(160), 분배기(170), 폐액 회수라인(180), 그리고 제어부(190)를 포함한다.
탱크(110)는 처리액 공급원(120)으로부터 다수의 처리액을 공급받아 공정상 요구되는 혼합액을 생성한 후 이를 저장하고, 기판 처리부(20)로부터 사용된 혼합액을 회수한다. 본 실시예에서는 일 실시예로서, 탱크(110)가 두 종류의 처리액을 공급받아 농도 및 온도 등의 공정 조건을 만족하는 혼합액을 생성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 탱크(110)는 세 가지 이상의 처리액을 혼합하는 방식에도 적용될 수 있다.
탱크(110)는 하우징(112), 그리고 제 1 내지 제 3 구획벽(114, 116, 118)을 가진다. 하우징(112)은 내부에 혼합액을 생성 및 저장하는 공간을 가진다. 하우징(112)의 내부는 제 1 구획벽(114)에 의해 제 1 공간(a) 및 제 2 공간(b)으로 구획된다. 제 1 공간(a)은 제 2 구획벽(116)에 의해 처리액 수용공간(a1) 및 혼합액 생성공간(a2)으로 구획되고, 제 2 공간(b)은 제 3 구획벽(118)에 의해 혼합액 수용공간(b1) 및 혼합액 저장공간(b2)으로 구획된다.
각각의 구획벽들(114, 116, 118)은 하우징(112) 내부에서 수직하게 설치된다. 제 1 구획벽(114)은 하우징(112)의 중앙에서, 각각의 제 1 공간(a)과 제 2 공간(b) 내 처리액이 서로 영향을 받지 않도록 탱크(110) 내부를 구획한다. 제 2 및 제 3 구획벽(116, 118)은 제 1 구획벽(114)의 높이보다 낮은 높이를 갖는다. 공정시 처리액 수용공간(a1) 내로 공급된 처리액들은 혼합액 생성공간(a2)으로 넘쳐 흐른다. 같은 방식으로, 혼합생 수용공간(b1) 내로 공급된 혼합액들은 혼합액 저장공간(b2)으로 넘쳐 흐른다.
그리고, 일 실시예로서, 제 2 구획벽(116)은 혼합액 생성공간(a2)의 용적이 처리액 수용공간(a1)의 용적보다 크도록 제 1 공간(a)을 분할한다. 같은 방식으로, 제 3 구획벽(118)은 혼합액 저장공간(b2)의 용적이 혼합액 수용공간(b1)의 용적보다 크도록 제 2 공간(b)을 분할한다. 혼합액 생성공간(a2)은 실질적으로 처리액들을 수용하여 혼합액을 생성하는 공간이고, 혼합액 저장공간(b2)은 실질적으로 생성된 혼합액을 버퍼(buffer)하는 기능을 가진다. 따라서, 혼합액 생성공간(a2) 및 혼합액 저장공간(b2)은 처리액 수용공간(a1) 및 혼합액 수용공간(b1)보다 큰 용적을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 각각의 공간들(a1, a2, b1, b2)의 용적은 공정상 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
처리액 수용공간(a1)은 처리액 공급원(120)으로부터 복수의 처리액을 공급받는다. 처리액 수용공간(a1)에는 가열기(119a)가 설치된다. 가열기(119a)는 처리액 수용공간(a1) 내 처리액을 공정 온도로 가열한다. 처리액 수용공간(a1)으로 공급되는 처리액들은 가열기(119a)에 의해 기설정된 온도를 만족하면서 혼합액 생성공간(a2)으로 넘쳐 흐른다. 이때, 처리액들은 처리액 수용공간(a1)으로부터 혼합액 생성공간(a2)으로 넘쳐 흐를 때 처리액들이 혼합되는 효과를 얻을 수 있다.
혼합액 생성공간(a2)은 처리액 수용공간(a1)으로부터 유입된 처리액들을 기설정된 농도를 만족하는 혼합액을 생성하는 공간이다. 이를 위해, 혼합액 생성공간(a2)은 혼합액 생성부재(150)과 연결된다. 처리액 순환라인(150)에 대한 상세한 설명은 후술하겠다.
혼합액 수용공간(b1)은 혼합액 생성공간(a2)에서 생성된 혼합액을 공급받는다. 혼합액 수용공간(b1)에는 가열기(119b)가 설치된다. 가열기(119b)는 혼합액 수용공간(b1)으로 공급되는 혼합액을 공정 온도로 가열시킨다. 혼합액 수용공간(b1)으로 공급된 혼합액은 제 2 구획벽(118)을 타고 넘쳐서 혼합액 저장공간(b2)으로 유입된다.
혼합액 저장공간(b2)은 혼합액을 저장한다. 혼합액 저장공간(b2)에는 온도조절부재(119c)가 설치된다. 온도조절부재(119c)는 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액의 온도를 조절한다. 예컨대, 온도조절부재(119c)로는 열교환 라인(미도시됨)이 사용될 수 있다. 열교환 라인은 혼합액 저장공간(b2) 내에 연장되며, 내부에는 일정한 온도가 유지되는 냉각 유체가 흐른다. 냉각 유체로는 초순수가 사용될 수 있다. 열교환 라인은 혼합액과의 접촉 면적을 증가하기 위해 코일 형상을 가지는 것이 바람직하다.
상술한 온도조절부재(119c)는 상기 냉각 유체가 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액과 열교환함으로써, 혼합액이 기설정된 공정 온도로 일정하게 유지되도록 한다. 따라서, 온도조절부재(119c)는 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액의 농도가 온도 변화에 의해 변화하는 것을 방지한다.
여기서, 상술한 탱크(110)에는 상기 혼합액 생성공간(a2) 및 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액의 수위를 감지할 수 있는 수위 감지부재(미도시됨)가 설치된다. 수위 감지부재는 일 실시예로서, 혼합액 생성공간(a2) 및 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액의 수위와 동일한 혼합액의 수위를 갖도록 설치되는 레벨링 라인 및 상기 레벨링 라인 상에 설치되는 레벨 센서(level sensor)를 가진다.
레벨 센서는 레벨링 라인 상에서 기설정된 높이마다 설치된다. 레벨 센서는 레벨링 라인 상의 기설정된 높이에서 혼합액의 수위를 감지한다. 예컨대, 레벨 센서들은 기설정된 높이에서 혼합액의 유무에 따라 온/오프(on/off)된다. 제어부(190)는 각각의 레벨 센서들의 온/오프를 감지함으로써, 혼합액 생성공간(a2) 및 혼합액 저장공간(b2) 내 수위를 판단한다. 따라서, 만약, 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액의 수위가 기설정된 높이 이하로 내려가면, 레벨링 라인의 하측에 설치된 레벨 센서가 오프(off)되며, 제어부(190)는 이를 감지하여 혼합액 생성공간(a2)으로부터 제 2 공간(b)으로 혼합액을 공급시킨다. 반대로, 혼합액 저장공간(b2) 내 혼 합액의 높이가 기설정된 높이 이상으로 채워지면, 레벨링 라인의 상부에 설치된 레벨 센서가 온(on)되며, 제어부(190)를 이를 감지하여 제 2 공간(b)으로의 혼합액 공급을 중단한다.
본 실시예에서는 혼합액 생성공간(a2) 및 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액의 수위를 레벨링 라인 및 레벨 센서를 가지는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 탱크(110) 내 혼합액의 수위를 측정하는 방식은 다양하게 적용될 수 있다. 또한, 상술한 구성을 가지는 수위 감지부재는 반도체 및 평판디스플레이 분야의 일반적인 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 기술이므로, 수위 감지부재의 수위 감지 방법 및 방식에 대한 구체적인 설명은 생략하겠다.
처리액 공급원(120)은 제 1 및 제 2 처리액 공급원(122, 124)을 가진다. 제 1 처리액 공급원(112)은 제 1 처리액을 저장하고, 제 2 처리액 공급원(124)은 제 2 처리액을 저장한다. 여기서, 처리액 공급원(120)은 반도체 및 평판디스플레이 제조 설비 중 중앙 화학 약품공급 시스템(CCSS : Central Chemical Supply System)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 제 1 처리액은 반도체 및 평판디스플레이 제조 공정에 사용되는 화학 약품이고, 제 2 처리액은 초순수일 수 있다. 따라서, 탱크(110)는 상기 화학 약품의 농도를 초순수로 희석시켜 기설정된 농도를 만족하는 혼합액을 생성한다. 또는, 본 발명의 다른 실시예로서, 제 1 처리액과 제 2 처리액은 서로 상이한 화학 약품일 수 있다.
제 1 처리액 공급라인(130)은 제 1 처리액 공급원(122)으로부터 탱크(110)로 제 1 처리액을 공급한다. 제 1 처리액 공급라인(130)은 제 1 및 제 2 라인(132, 134)을 가진다. 제 1 라인(132)은 제 1 처리액 공급원(122)으로부터 탱크(110)의 처리액 수용공간(a1)으로 제 1 처리액을 공급한다. 제 1 라인(132)에는 밸브(132a) 및 유량조절부재(132b)가 설치된다. 밸브(132a)는 제 1 라인(132) 내 유체의 흐름을 차단하거나 개방한다. 유량조절부재(132b)는 제 1 라인(132)을 흐르는 유체의 유량을 조절한다. 유량조절부재(132b)로는 유량조절밸브(flow control valve) 또는 유량계(flowmeter) 등이 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 라인(132)은 기설정된 유량만큼을 처리액 수용공간(a1)으로 공급할 수 있다.
제 2 라인(134)은 제 1 처리액 공급원(122)으로부터 혼합액 저장공간(b2)으로 제 1 처리액을 공급한다. 일 실시예로서, 제 2 라인(134)은 일단이 제 1 라인(132)으로부터 분기되며, 타단은 혼합액 저장공간(b2)으로 연장된다. 제 2 라인(134)은 제 2 공간(b) 내 혼합액의 농도가 기설정된 허용 범위를 벗어나면, 벗어난 농도를 보정하기 위해 제공된다. 따라서, 제 2 라인(134)은 정밀한 농도 보정을 수행하여야 하므로, 제 1 라인(132)보다 작은 구경의 라인인 것이 바람직하다.
같은 방식으로 제 2 처리액 공급라인(140)은 제 2 처리액 공급원(124)으로부터 탱크(110)로 제 2 처리액을 공급한다. 제 2 처리액 공급라인(140)은 제 1 및 제 2 라인(142, 144)을 가진다. 제 1 라인(142)은 제 2 처리액 공급원(124)으로부터 탱크(110)의 처리액 수용공간(a)으로 제 2 처리액을 공급한다. 제 1 라인(142)에는 상술한 제 1 라인(132)과 같은 방식으로 밸브(142a) 및 유량조절부재(142b)가 설치된다.
제 2 라인(144)은 제 2 처리액 공급원(124)으로부터 혼합액 저장공간(b2)으로 제 2 처리액을 공급한다. 제 2 라인(144)은 제 2 공간(b) 내 혼합액의 농도가 기설정된 허용 범위를 벗어나면 이를 보정하기 위해 제공된다. 따라서, 제 2 라인(144)은 정밀한 농도 보정을 수행하여야 하므로, 제 1 라인(142)보다 작은 구경의 라인인 것이 바람직하다.
혼합액 생성부재(150)는 제 1 공간(a) 내 처리액들을 순환시켜 기설정된 농도로 혼합시킨다. 혼합액 생성부재(150)는 처리액 순환라인(152), 제 1 펌프(154), 제 1 농도계(156)를 가진다. 처리액 순환라인(152)은 제 1 공간(a) 내 처리액을 순환시킨다. 처리액 순환라인(152)은 처리액들을 순환시키면서 처리액들이 혼합되도록 한다.
제 1 펌프(154)는 처리액 순환라인(152)에 유동압을 제공한다. 제 1 펌프(154)로는 내약품성에 강한 펌프가 사용되는 것이 바람직하다. 일반적으로 반도체 및 평판디스플레이 제조에 사용되는 펌프로는 다이아프레임 펌프(Diaphragm pump), 벨로우즈 펌프(Bellows pump), 그리고 마그네틱 펌프(Magnetic Pump)가 사용된다. 또는, 일정량의 처리액들 및 혼합액을 정밀하게 순환시키기 위한 정량 펌프(Metering pump)가 사용될 수도 있다.
제 1 농도계(156)는 혼합액의 농도를 검출한다. 제 1 농도계(156)는 처리액 순환라인(152)을 따라 순환되는 혼합액의 농도를 측정한다. 제어부(190)는 제 1 농도계(156)가 검출한 농도를 판단한다. 제어부(190)에 대한 상세한 설명은 후술하겠다.
여기서, 처리액 순환라인(152)에는 혼합액에 존재하는 파티클을 필터링하기 위해 적어도 하나의 필터(미도시됨)가 구비될 수 있다. 또한, 처리액들의 원활한 혼합을 위해 스태틱 믹서(static mixer)가 더 설치될 수 있다.
혼합액 순환부재(160)은 제 2 공간(b) 내 혼합액을 순환시킨다. 혼합액 순환부재(160)는 혼합액 순환라인(162), 제 2 펌프(164), 그리고 제 1 농도계(166)를 포함한다. 혼합액 순환라인(162)는 공급라인(162a) 및 회수라인(162b)을 가진다. 공급 라인(162a)은 혼합액 저장공간(b2)으로부터 분배기(170)로 혼합액을 공급하고, 회수 라인(162b)은 분배기(170)로부터 혼합액 수용공간(b1)으로 혼합액을 회수한다. 공급라인(162a)에는 제 2 펌프(164) 및 제 2 농도계(166)가 설치된다. 제 2 펌프(164) 및 제 1 농도계(166)는 상술한 제 1 펌프(154) 및 제 1 농도계(156)와 같은 구성 및 기능을 가진다.
분배기(170)는 혼합액 순환라인(162)의 공급라인(162a)으로부터 혼합액을 공급받아 기판처리부(20) 내 복수의 기판처리장치(210)들로 혼합액을 분배한다. 분배기(170)는 복수의 공급라인들(172)을 가진다. 각각의 공급라인들(172)은 일련의 공정을 수행하는 기판처리장치들(210) 각각으로 혼합액을 공급한다.
각각의 공급라인들(172)에는 혼합액 내 오염물질을 필터링하기 위한 필터(filter)(미도시됨)가 설치되는 것이 바람직하다. 필터는 혼합액에 존재하는 파티클들을 여과하기 위해 제공되며, 일반적으로 필터교체 등의 유지 보수 및 필터에 의한 공급압력의 감소 등을 감안하여 하나의 공급라인(172)에 복수의 필터가 병렬로 제공되는 것이 바람직하다.
혼합액 회수라인(180)은 기판 처리부(20)로부터 사용된 혼합액(이하, '폐액'이라 함)을 탱크(110)로 회수한다. 일 실시예로서, 혼합액 회수라인(180)은 기판 처리부(20)으로부터 폐액을 처리액 수용공간(a1) 또는 혼합액 수용공간(b1)으로 회수한다. 처리액 수용공간(a1)으로 회수된 폐액은 가열기(119a)에 의해 공정 온도로 가열된 후 혼합액 생성공간(a1)으로 유입된다. 또는, 혼합액 수용공간(b1)으로 회수된 폐액은 가열기(119b)에 의해 공정 온도로 가열된 후 혼합액 저장공간(b2)으로 유입된다.
이때, 회수된 폐액은 농도가 기설정된 허용 범위를 벗어날 수 있다. 만약, 회수된 폐액의 농도가 기설정된 허용 범위를 벗어나면, 제어부(190)는 혼합액의 농도가 기설정된 허용 범위를 만족하도록 혼합액 공급부(100)를 제어한다.
제어부(190)는 혼합액 공급부(100) 및 기판처리부(200)를 제어한다. 특히, 제어부(190)는 혼합액의 농도 및 온도가 허용 범위를 만족하며 유지시키고, 허용 범위를 만족하는 혼합액을 기판처리부(200)로 공급하거나, 기판처리부(200)로부터 혼합액 처리부(100)로 폐액을 회수하도록 한다. 제어부(190)의 제어 방법에 대한 상세한 설명은 후술하겠다.
상술한 구성을 가지는 기판 처리 설비(1)는 하나의 하우징(112)을 가지는 탱크(110)로 혼합액의 생성, 공급 및 회수를 수행할 수 있다. 따라서, 종래의 다수의 탱(110)를 가지는 방식의 기판 처리 설비(1)에 비해서 구조를 단순화시킬 수 있다. 따라서, 설비의 제작 비용을 절감하고 설비의 풋 프린트를 줄일 수 있다. 또한, 작업자의 유지 보수 관리를 용이하게 수행할 수 있다.
이하, 상술한 구성을 가지는 기판 처리 설비(1)의 혼합액 공급 처리 방법을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들에 대한 참조 번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략하겠다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 설비의 공정 순서를 보여주는 순서도이다. 도 2를 참조하면, 상술한 기판 처리 설비(1)의 공정이 개시되면, 탱크(110)는 혼합액을 생성한다(S110). 혼합액을 생성하는 과정은 다음과 같다. 제 1 및 제 2 처리액 공급라인(130, 140)은 각각 처리액 공급원(120)으로부터 제 1 및 제 2 처리액을 탱크(110)의 처리액 수용공간(a1)으로 공급한다. 이때, 제 1 및 제 2 처리액은 각각 유량조절부재(132b, 144b)에 의해 기설정된 유량만큼 공급된다.
처리액 수용공간(a1)으로 공급된 제 1 및 제 2 처리액은 가열기(119a)에 의해 공정 온도로 가열된 후 생성액 혼합공간(a2)으로 유입된다. 제 1 및 제 2 처리액이 생성액 혼합공간(a2)으로 유입되면, 제어부(190)는 밸브(152a, 152b)를 오픈시킨 후 제 1 펌프(152)가 가동시켜, 제 1 공간(a) 내 처리액들이 처리액 순환라인(152)을 따라 순환되면서 혼합되도록 한다. 이때, 제 1 농도계(156)는 처리액 순환라인(152)을 순환하면서 혼합된 혼합액의 농도를 측정한다. 제어부(190)는 제 1 농도계(156)가 측정한 농도가 기설정된 허용 범위를 만족하면, 밸브(1526b)를 클로우즈한 후 제 1 펌프(152)의 가동을 중지한다.
혼합액이 생성되면, 제 1 공간(a) 내 생성된 혼합액을 탱크(110)의 제 2 공간(b)으로 공급하고, 제 2 공간(b) 내로 공급된 혼합액은 기판처리부(20) 내 각각의 기판처리장치들(200)로 공급된다(S120). 혼합액의 공급 과정은 다음과 같다. 혼 합액이 생성되면, 제어부(190)는 밸브(152a, 162b)를 오픈시킨 후 제 2 펌프(164)를 가동시킨다. 제 2 펌프(164)가 가동되면, 혼합액 생성공간(a2) 내 혼합액은 혼합액 순환라인(162)에 의해 제 2 공간(b)의 혼합액 수용공간(b1)으로 공급된다.
제 2 공간(b)으로 공급된 혼합액은 가열기(119b)에 의해 공정 온도로 가열된 후 혼합액 저장공간(b2)으로 유입된다. 제 1 공간(a) 내 혼합액이 제 2 공간(b)으로 유입되면, 제어부(190)는 밸브(152a)를 클로우즈 시키고, 밸브(162a, 164b, 164c)를 오픈한 후 제 2 펌프(164)를 가동시켜 제 2 공간(b) 내 혼합액을 혼합액 순환라인(162)을 따라 순환시킨다. 이때, 분배기(170)는 혼합액 순환라인(162)을 따라 흐르는 혼합액을 기판 처리부(200)로 분배하며, 분배기(170)와 연결된 각각의 공급라인들(172)은 기판처리부(200) 내 각각의 기판처리장치(210)로 혼합액을 공급한다. 기판처리부(200)로 공급된 혼합액은 기판처리장치(200)의 노즐(216)에 의해 기판상에 분사된다.
여기서, 제 1 공간(a)에서 생성된 혼합액이 제 2 공간(b)으로 공급되면, 제 1 공간(a)은 다시 상술한 스텝(S110)의 과정과 같이 혼합액을 생성한다. 제 1 공간(a) 내 혼합액이 생성되면, 제 2 공간(b) 내 혼합액이 사용되는 동안 대기한다.
기판처리부(200)로 공급된 혼합액은 기판처리공정을 수행한 후 혼합액 회수부재(180)을 통해 탱크(110)로 회수된다(S130). 혼합액 회수부재(180)는 폐액 회수라인(182) 및 감압부재(184)를 가진다. 폐액 회수라인(182)은 기판처리부(200)에서 기판처리공정을 수행한 혼합액(이하, '폐액'이라 함)을 기판처리부(200)로부터 탱크(110)로 회수한다.
감압 부재(184)는 폐액 회수라인(182)에 설치된다. 감압 부재(184)는 폐액 회수라인(182) 내 압력을 감압시키거나, 탱크(110) 내 압력을 감압시켜 폐액이 탱크(110)로 강제회수되도록 한다. 본 실시예에서는 감압 부재(182)에 의한 압력 조절방식으로 사용된 혼합액을 강제 회수하는 방식을 예로 들어 설명하였으나, 혼합액의 회수는 펌핑 방식에 의해 진행되거나, 중력에 의한 자연 회수 방식으로 수행할 수도 있다.
이때, 회수된 혼합액의 농도는 기설정된 허용 범위를 벗어날 수 있다. 이는 기판처리장치(210)에서 공정 진행시 기판상에 잔류하는 잔류물질(감광액, 세정액, 린스액 등)과 같은 물질과 혼합되면서 농도가 변화하기 때문이다. 따라서, 회수된 혼합액의 농도를 기설정된 허용 범위를 만족하도록 조절한다.
회수된 혼합액의 농도를 조절하는 과정은 다음과 같다. 허용 범위가 벗어난 폐액이 제 2 공간(b)으로 회수되면, 제 2 공간(b) 내 혼합액의 농도가 변화한다. 농도가 변화한 혼합액은 혼합액 순환라인(162)을 따라 순환되며, 이때 제어부(190)는 제 2 농도계(166)가 측정한 혼합액의 농도를 파악하여, 혼합액의 농도가 기설정된 허용 범위를 만족하도록 한다.
즉, 제어부(190)는 측정된 혼합액의 농도가 얼마만큼의 제 1 및 제 2 처리액을 공급하여야 하는가를 계산한 후 계산된 값만큼의 제 1 또는 제 2 처리액을 혼합액 수용공간(b1)으로 공급한다. 이러한 처리액의 보정은 제어부(190)가 밸브(134a, 144a)의 개방시간을 조절함으로 이루어진다. 예컨대, 제 2 농도계(166)가 측정한 혼합액의 농도가 제 1 처리액의 농도가 낮으면, 제어부(190)는 밸브(134a)를 제 1 처리액이 상기 일정량만큼 공급되는 시간 동안 개방한다. 반대로, 제 2 농도계(166)가 측정한 혼합액의 농도가 제 2 처리액의 농도가 낮으면, 제어부(190)는 밸브(44a)를 제 2 처리액이 상기 일정량만큼 공급되는 시간 동안 개방한다.
상술한 바와 같이 혼합액은 지속적으로 농도 관리가 이루어지면서 기판처리부(20)로 공급된다. 이러한 과정을 반복하면, 혼합액 내 파티클과 같은 오염물질이 증가하게 되고, 기판 처리 공정시 감광액 및 기타 처리액과 계속해서 반응함으로써 화학적으로 성질이 변화하게 된다. 따라서, 혼합액 공급부(100)는 주기적으로 혼합액을 교체해주어야 한다.
혼합액 공급부(100)는 제 2 공간(b) 내 혼합액으로 기판 처리 공정이 기설정된 횟수만큼 진행되면, 혼합액의 교체를 수행한다. 혼합액의 교체 과정은 다음과 같다. 제어부(190)는 제 2 공간(b) 내 혼합액이 각각의 기판처리장치(210)에서 수행하는 기판 처리 공정 횟수를 파악한다(S140).
만약, 제 2 공간(b) 내 혼합액이 기설정된 기판처리 공정횟수 이상으로 사용되면, 제어부(190)는 제 2 공간(b) 내 혼합액을 배수한 후, 제 1 공간(a)에 미리 혼합되어 있는 혼합액으로 교체한다(S150). 즉, 제어부(190)는 혼합액의 교체가 이루어지면, 제 2 공간(b) 내 혼합액을 배수한다. 여기서, 제어부(190)는 기판처리장치(210)의 배수라인(218) 상의 밸브(218a)를 오픈시켜 기판처리장치(210) 내 폐액을 배수할 수 있다.
이때, 혼합액 공급부(100)는 제 2 공간(b) 내 혼합액을 배수하는 동안 제 1 공간(a) 내 혼합액을 기판처리부(200)로 공급한다. 즉, 제어부(190)는 밸브(162a) 를 클로우즈하고, 밸브(152a, 162b)를 오픈한다. 그리고, 제 2 펌프(166)를 가동시켜 혼합액 생성공간(a2) 내 혼합액을 기판 처리부(200)로 공급한다. 그리고, 기판 처리부(200)로 공급된 혼합액은 기판처리설비(200)에서 기판처리 공정에 사용된 후 처리액 수용공간(a1)으로 회수된다.
제 2 공간(b) 내 혼합액의 배수가 완료되면, 제어부(190)는 밸브(152b)를 클로우즈하고, 밸브(156a, 169b)를 오픈한 후에 제 1 공가(a)으로부터 제 2 공간(b)으로 혼합액을 공급함으로써, 혼합액의 교체를 완료한다.
제 1 공간(a) 내 혼합액이 제 2 공간(b)의 혼합액 저장공간(b2)으로 공급되면, 제어부(190)는 밸브(152a, 152b)를 클로우즈하고 밸브(162a, 162b, 162c)를 오픈한 뒤, 제 2 펌프(166)를 가동시켜 혼합액 저장공간(b2) 내 혼합액이 혼합액 순환라인(162)을 순환하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 설비(1)는 하나의 탱크로써, 혼합액의 생성, 공급, 회수, 그리고 재생을 수행할 수 있다. 그러므로, 종래의 다수의 탱크를 구비하는 방식에 비하여, 처리액 및 혼합액의 공급 및 회수, 혼합액의 농도 관리, 그리고 작업자의 유지 보수를 효율적으로 수행할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 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 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 약액의 혼합을 효율적으로 수행한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 제작 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 작업자의 유지 보수가 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 설비의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 혼합액의 공정 조건을 용이하게 만족시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 기판을 처리하는 공정을 수행하는 기판 처리부와,
    혼합액을 생성하여 상기 기판처리부로 상기 혼합액을 공급하는 혼합액 공급부를 포함하되,
    상기 혼합액 공급부는,
    복수의 처리액들을 공급받아 기설정된 농도를 만족하는 혼합액을 생성하는 제 1 공간 및 상기 제 1 공간으로부터 상기 혼합액을 수용하여 상기 기판 처리부로 상기 혼합액을 공급하는, 그리고 상기 기판처리부로부터 사용된 혼합액을 회수하는 제 2 공간이 구획벽에 의해 구획되는 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리부는,
    기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하는 챔버와,
    상기 챔버 내부에 회전가능하도록 설치되어 공정시 기판을 지지 및 회전하는 지지부재와,
    공정시 상기 지지부재에 안착된 기판의 처리면으로 상기 혼합액을 공급하는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 공간은,
    상기 처리액 공급라인으로부터 다수의 처리액들을 공급받는 처리액 수용공간 및 상기 처리액 수용공간으로부터 상기 처리액들을 제공받아 기설정된 농도로 상기 처리액들을 혼합시켜 혼합액을 생성시키는 처리액 생성공간으로 구획되고,
    상기 제 2 공간은,
    상기 처리액 생성공간으로부터 상기 혼합액을 공급받는 혼합액 수용공간 및 상기 혼합액 수용공간으로부터 상기 혼합액을 제공받아 상기 혼합액을 저장하는 혼합액 저장공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 혼합액 저장공간은,
    저장된 상기 혼합액을 기설정된 공정 온도로 유지시키는 온도조절부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합액 처리부는,
    처리액 공급원과,
    상기 처리액 공급원으로부터 상기 처리액 수용공간으로 복수의 처리액들을 공급하는 처리액 공급라인과,
    상기 처리액 생성공간 내 혼합액들을 순환시키는 처리액 순환라인과,
    상기 제 2 공간 내 혼합액을 순환시키는 혼합액 순환라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 처리액 순환라인 및 상기 혼합액 순환라인에는,
    각각의 상기 처리액 순환라인 및 상기 혼합액 순환라인을 따라 흐르는 혼합액의 농도를 측정하는 농도계가 설치되고,
    상기 기판 처리 설비는,
    상기 농도계가 측정한 혼합액의 농도값이 기설정된 허용 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100938242B1 (ko) * 2008-01-02 2010-01-22 세메스 주식회사 약액 공급 시스템
KR101020052B1 (ko) * 2008-10-28 2011-03-09 세메스 주식회사 처리액 공급 유닛 및 방법과, 이를 이용한 기판 처리 장치
KR101395220B1 (ko) * 2010-08-17 2014-05-15 세메스 주식회사 기판 처리 장치

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