KR20080060786A - Cooling unit and apparatus for treating substrate with the cooling unit - Google Patents

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Abstract

A cooling unit and a substrate treating apparatus having the same are provided to effectively cool down the temperature of a process agent by controlling a pressure adjuster based on a temperature of the process agent. A cooling unit includes a housing(110) and a cooling gas supply member(120). The housing encloses a process agent line from the outside and provides a transfer space for a cooling gas therein. The cooling gas supply member supplies the cooling gas to the housing. The cooling gas supply member includes a gas supply line(124), a vortex tube(122), and a cooling gas supply line(126). The gas supply line supplies a gas. The vortex tube receives the gas from the gas supply line and generates the cooling gas. The cooling gas supply line supplies the cooling gas from the vortex tube to the housing.

Description

냉각유닛 및 상기 냉각유닛을 구비하는 기판 처리 장치{COOLING UNIT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE COOLING UNIT}COOLING UNIT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE WITH THE COOLING UNIT}

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 냉각유닛의 구성도이다.2 is a configuration diagram of the cooling unit shown in FIG.

도 3은 도 2에 도시된 가스 분리기의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the gas separator shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the process of the substrate processing apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 냉각유닛이 처리액을 냉각하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a process of cooling the processing liquid in the cooling unit according to the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각유닛의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a cooling unit according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

1 : 기판 처리 장치1: substrate processing apparatus

10 : 공정처리부10: process processing unit

20 : 처리액 공급부20: treatment liquid supply unit

100 : 냉각유닛100: cooling unit

110 : 하우징110: housing

120 : 냉각가스 공급부재120: cooling gas supply member

본 발명은 냉각유닛 및 상기 냉각유닛을 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정시 사용되는 처리액의 온도를 냉각시키는 냉각유닛 및 상기 냉각유닛을 구비하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling unit and a substrate processing apparatus including the cooling unit, and more particularly, to a cooling unit for cooling a temperature of a processing liquid used in a process and an apparatus for treating a substrate with the cooling unit. will be.

일반적인 기판 처리 장치는 반도체 집적회로 칩의 제조를 위한 웨이퍼 및 평판 디스플레이의 제조를 위한 유리 기판 등의 기판을 처리하는 장치이다. 이러한 기판 처리 장치 중 습식 처리 장치는 공정시 다양한 종류의 처리액을 사용하여 기판을 처리한다. 예컨대, 도포 장치, 식각 장치, 그리고 세정 장치는 다양한 종류의 케미칼, 유기 용제, 초순수 등의 처리액들을 사용한다. 이때, 각각의 공정에 사용되는 처리액은 공정에 적합한 온도로 설정되며, 기판 처리 장치는 기설정된 공정온도로 처리액을 유지시켜야 한다. 특히, 복수의 화학약품들을 혼합하거나 화학약품을 초순수로 희석해서 공정에 요구되는 처리액을 생성하는 경우에는 처리액들의 혼합시 처리액들이 고온으로 발열되므로, 발열된 처리액을 기설정된 온도로 신속하게 냉각시켜주는 냉각유닛이 요구된다.A general substrate processing apparatus is a device for processing a substrate such as a wafer for manufacturing a semiconductor integrated circuit chip and a glass substrate for manufacturing a flat panel display. Among the substrate processing apparatuses, the wet processing apparatus processes the substrate using various kinds of processing liquids in the process. For example, the coating device, the etching device, and the cleaning device use various kinds of treatment liquids such as chemicals, organic solvents, ultrapure water and the like. At this time, the processing liquid used in each process is set to a temperature suitable for the process, and the substrate processing apparatus must maintain the processing liquid at a predetermined process temperature. In particular, when mixing a plurality of chemicals or diluting chemicals with ultrapure water to produce a treatment liquid required for the process, the treatment liquids are heated to a high temperature when mixing the treatment liquids. There is a need for a cooling unit to cool the system.

그러나, 일반적인 냉각유닛은 고온의 처리액을 효율적으로 냉각하기 어려웠다. 예컨대, 일반적으로 처리액이 순환되는 라인과 인접한 영역에 상온의 초순수(항온수)를 흐르게 하여 처리액을 냉각시키는 냉각유닛을 사용하는 경우에는 고온 의 처리액을 냉각하는 효율이 낮아 처리액의 신속한 냉각이 어려웠다.However, the general cooling unit has been difficult to efficiently cool the high temperature treatment liquid. For example, in the case of using a cooling unit that cools the processing liquid by allowing room temperature ultrapure water (constant temperature water) to flow in an area adjacent to the line through which the processing liquid is circulated, the efficiency of cooling the processing liquid at high temperature is low. Cooling was difficult.

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 처리액을 효율적으로 냉각시키는 냉각유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a cooling unit for efficiently cooling a processing liquid and a substrate processing apparatus having the same.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각유닛은 처리액이 흐르는 라인을 외부에서 감싸며 내부에 냉각가스가 이동되는 공간을 제공하는 하우징 및 상기 하우징으로 상기 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급부재를 포함하되, 상기 냉각가스 공급부재는 기체를 공급하는 기체 공급라인, 상기 기체 공급라인으로부터 기체를 공급받아 상기 냉각가스를 발생시키는 볼텍스 튜브, 그리고 상기 볼텍스 튜브로부터 상기 하우징으로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급라인을 포함한다.The cooling unit according to the present invention for achieving the above object is a housing that surrounds the line through which the processing liquid flows and provides a space for moving the cooling gas therein and a cooling gas supply member for supplying the cooling gas to the housing. The cooling gas supply member includes a gas supply line for supplying gas, a vortex tube for receiving gas from the gas supply line to generate the cooling gas, and a cooling gas for supplying cooling gas from the vortex tube to the housing. Include a supply line.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉각가스 공급부재는 상기 하우징 내 냉각가스의 온도를 감지하는 감지센서, 상기 외부공기 공급라인에 제공되는 유동압을 조절하는 압력 조절기, 그리고 상기 감지센서가 측정한 데이터를 판단하여 상기 압력 조절기를 제어하는 제어기를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the cooling gas supply member is a sensor for sensing the temperature of the cooling gas in the housing, a pressure regulator for adjusting the flow pressure provided to the external air supply line, and measured by the sensor The controller may further include a controller configured to determine data to control the pressure regulator.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이하이면 상기 압력 조절기의 유동압을 상승시키고, 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉가가스의 온도가 기설정된 온도 이상이면 상기 압력 조절기의 유동압을 감소시킨다.According to an embodiment of the present invention, the control unit increases the flow pressure of the pressure regulator when the temperature of the cooling gas in the housing measured by the sensing sensor is less than or equal to a predetermined temperature, and the cooling value in the housing measured by the sensing sensor is increased. When the temperature of the gas is above the predetermined temperature, the flow pressure of the pressure regulator is reduced.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 내부에 기판 을 처리하는 공정을 수행하는 용기, 공정시 상기 용기 내부에서 기판을 지지하는 지지부재, 공정시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판으로 처리액을 분사하는 노즐, 그리고 상기 노즐로 처리액을 공급하는 처리액 공급부를 포함하되, 상기 처리액 공급부는 상기 처리액을 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크 내 처리액을 순환시키는 순환라인, 그리고 상기 순환라인 상에 설치되며 상기 순환라인을 따라 순환되는 처리액을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하고, 상기 냉각유닛은 상기 순환라인을 외부에서 감싸며 내부에 냉각가스가 이동되는 공간을 제공하는 하우징 및 상기 하우징으로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급부재를 포함하고, 상기 냉각가스 공급부재는 기체를 공급하는 기체 공급라인, 상기 기체 공급라인으로부터 기체를 공급받아 상기 냉각가스를 발생시키는 볼텍스 튜브, 그리고 상기 볼텍스 튜브로부터 상기 하우징으로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급라인을 포함한다.A substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object is a container for performing a process for processing a substrate therein, a support member for supporting the substrate inside the container during the process, a substrate supported by the support member during the process A nozzle for spraying the processing liquid into the liquid, and a processing liquid supply part supplying the processing liquid to the nozzle, wherein the processing liquid supply part comprises a storage tank for storing the processing liquid, a circulation line for circulating the processing liquid in the storage tank, And a cooling unit installed on the circulation line and cooling the processing liquid circulated along the circulation line, wherein the cooling unit surrounds the circulation line from the outside and provides a space in which the cooling gas is moved. And a cooling gas supply member supplying a cooling gas to the housing, wherein the cooling gas supply member supplies a gas. Includes a vortex tube, and a cooling gas supply line for supplying a cooling gas into the housing from the vortex tube for generating the gas when supplied to the cooling gas from the gas supply line, the gas supply line.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉각가스 공급부재는 상기 하우징 내 냉각가스의 온도를 감지하는 감지센서, 상기 외부공기 공급라인에 제공되는 유동압을 조절하는 압력 조절기, 그리고 상기 감지센서가 측정한 데이터를 판단하여 상기 압력 조절기를 제어하는 제어기를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the cooling gas supply member is a sensor for sensing the temperature of the cooling gas in the housing, a pressure regulator for adjusting the flow pressure provided to the external air supply line, and measured by the sensor The controller may further include a controller configured to determine data to control the pressure regulator.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이하이면 상기 압력 조절기의 유동압을 상승시키고, 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉가가스의 온도가 기설정된 온도 이상이면 상기 압력 조절기의 유동압을 감소시킨다.According to an embodiment of the present invention, the control unit increases the flow pressure of the pressure regulator when the temperature of the cooling gas in the housing measured by the sensing sensor is less than or equal to a predetermined temperature, and the cooling value in the housing measured by the sensing sensor is increased. When the temperature of the gas is above the predetermined temperature, the flow pressure of the pressure regulator is reduced.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명 하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 일 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해지도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되도록 하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 실시예에서는 평판 디스플레이 제조용 유리 기판을 세정하는 습식 세정 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 처리액을 사용하여 기판을 처리하는 모든 기판 처리 장치에 적용이 가능하다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, one embodiment introduced herein is provided so that the disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In addition, in the present embodiment, a wet cleaning apparatus for cleaning a glass substrate for flat panel display manufacturing has been described as an example, but the present invention can be applied to any substrate processing apparatus for treating a substrate using a processing liquid.

(실시예)(Example)

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 냉각유닛의 구성도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 가스 분리기의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of the cooling unit shown in FIG. 3 is a configuration diagram of the gas separator shown in FIG. 2.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(apparatus for treating substrate)(1)는 공정처리부(process treating member)(10) 및 처리유체 공급부(treating-liquid supply member)(20)를 포함한다. 공정처리부(10)는 반도체 기판(이하, '웨이퍼'라 함)(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 처리액 공급부(20)는 공정처리부(10)로 웨이퍼(W)의 처리 공정에 필요한 처리액(treating liquid)을 공급한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for treating substrate 1 according to the present invention includes a process treating member 10 and a treating-liquid supply member 20. . The process processor 10 performs a process of processing a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a “wafer”) W, and the process liquid supply unit 20 is a process processor 10 that is required for the process of processing the wafer W. A treating liquid is supplied.

공정처리부(10)는 적어도 하나의 공정챔버(process chamber)를 포함한다. 공정챔버는 용기(vessel)(12), 지지부재(support member)(14), 그리고 구동부재(driving member)(16)를 포함한다. 용기(12)는 내부에 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 용기(12)는 상부가 개방된 컵(cup) 형상을 가진 다. 용기(12)의 개방된 상부는 공정시 웨이퍼(W)의 출입이 이루어지는 통로로 사용된다. 지지부재(14)는 공정시 용기(12) 내부에서 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지부재(14)로는 스핀척(spin chuck)이 사용된다. 그리고, 구동부재(16)는 공정시 지지부재(14)를 구동시킨다.The process processor 10 includes at least one process chamber. The process chamber includes a vessel 12, a support member 14, and a driving member 16. The container 12 provides a space for performing a process of processing the wafer W therein. The container 12 has a cup shape with an open top. The open upper part of the container 12 is used as a passage through which the wafer W enters and exits during the process. The support member 14 supports the wafer W in the container 12 during the process. As the support member 14, a spin chuck is used. In addition, the driving member 16 drives the supporting member 14 during the process.

처리액 공급부(20)는 처리액 혼합탱크(treating-liquid mixing tank)(22), 처리액 순환라인(treating liquid recycle line)(24), 처리액 공급라인(treating liquid supply line)(26), 노즐(nozzle)(28), 그리고 냉각유닛(cooling unit)(100)을 포함한다. 처리액 혼합탱크(22)는 복수의 처리액들을 혼합하여 기판(W)의 세정에 사용되는 약액을 생성한다. 예컨대, 처리액 혼합탱크(22)는 황산 원액과 초순수를 혼합하여 기설정된 농도를 만족하는 황산 용액을 생성할 수 있다. 처리액 순환라인(24)은 처리액 혼합탱크(22) 내 약액을 순환시킨다. 공정시 처리액 혼합탱크(22) 내 처리액들은 처리액 순환라인(24)에 의해 순환되면서 혼합된다. 또한, 공정시 혼합이 완료된 약액은 처리액 순환라인(24)에 의해 지속적으로 순환되어, 처리액 순환라인(24)에 설치되는 냉각유닛(100)에 의해 기설정된 공정온도로 냉각된다. 처리액 공급라인(26)은 처리액 순환라인(24)으로부터 노즐(28)로 약액을 공급한다. 노즐(28)은 공정시 지지부재(14)에 의해 지지된 기판(W)으로 약액을 토출시킨다. 노즐(28)은 적어도 하나가 구비되며, 복수개가 구비되는 경우에는 서로 상이한 약액을 토출시킨다. 노즐(28)은 공정위치(a) 및 대기위치(b) 상호간에 이동된다. 공정위치(a)는 공정시 웨이퍼(W) 표면으로 처리액을 토출시키기 위한 위치이고, 대기위치(b)는 공정위치(a)로 이동되기 전에 노즐(28)이 대기하는 위치이다The treatment liquid supply unit 20 includes a treatment-liquid mixing tank 22, a treatment liquid recycling line 24, a treatment liquid supply line 26, A nozzle 28, and a cooling unit 100. The treatment liquid mixing tank 22 mixes a plurality of treatment liquids to generate a chemical liquid used for cleaning the substrate W. FIG. For example, the treatment liquid mixing tank 22 may generate a sulfuric acid solution satisfying a predetermined concentration by mixing the sulfuric acid stock solution and ultrapure water. The treatment liquid circulation line 24 circulates the chemical liquid in the treatment liquid mixing tank 22. In the process, the treatment liquid in the treatment liquid mixing tank 22 is mixed while being circulated by the treatment liquid circulation line 24. In addition, the chemical liquid that has been mixed in the process is continuously circulated by the treatment liquid circulation line 24 and cooled to a predetermined process temperature by the cooling unit 100 installed in the treatment liquid circulation line 24. The treatment liquid supply line 26 supplies the chemical liquid from the treatment liquid circulation line 24 to the nozzle 28. The nozzle 28 discharges the chemical liquid to the substrate W supported by the support member 14 during the process. At least one nozzle 28 is provided, and when a plurality of nozzles 28 are provided, different chemical liquids are discharged. The nozzle 28 is moved between the process position a and the standby position b. The process position a is a position for discharging the processing liquid to the surface of the wafer W during the process, and the standby position b is a position where the nozzle 28 waits before moving to the process position a.

냉각유닛(100)은 약액을 기설정된 공정온도로 냉각한다. 냉각유닛(100)은 하우징(housing)(110) 및 냉각가스 공급부재(cooling gas supply member)(120)를 포함한다. 하우징(110)은 처리액 순환라인(24) 상에 설치된다. 하우징(110)은 내부에 냉각가스를 공급받아 처리액 순환라인(24) 내 약액과 열교환이 이루어지는 공간을 제공한다. 여기서, 냉각가스와 약액의 열교환 효율의 상승을 위해, 하우징(110) 내부에 위치되는 처리액 순환라인(24)에는 열교환 라인(24a)이 제공된다. 열교환 라인(24a)은 하우징(110) 내 냉각가스와의 열교환 면적을 증가시키기 위해 제공된다. 열교환 라인(24a)은 처리액 순환라인(24)으로부터 복수개가 분기되며, 분기된 각각의 라인들은 복수회 감겨지는 코일형상을 가진다.The cooling unit 100 cools the chemical liquid to a predetermined process temperature. The cooling unit 100 includes a housing 110 and a cooling gas supply member 120. The housing 110 is installed on the treatment liquid circulation line 24. The housing 110 receives a cooling gas therein and provides a space where heat is exchanged with the chemical liquid in the treatment liquid circulation line 24. Here, in order to increase the heat exchange efficiency of the cooling gas and the chemical liquid, the heat treatment line 24a is provided in the treatment liquid circulation line 24 located inside the housing 110. The heat exchange line 24a is provided to increase the heat exchange area with the cooling gas in the housing 110. The heat exchange line 24a is branched from the processing liquid circulation line 24, and each branched line has a coil shape wound several times.

냉각가스 공급부재(120)는 하우징(110)으로 냉각가스를 공급한다. 냉각가스 공급부재(120)는 볼텍스 튜브(vortex tube)(122), 기체 공급라인(air supply line)(124), 냉각가스 공급라인(cooling gas supply line)(126), 고온가스 배출라인(hot gas discharge line)(128), 그리고 냉각가스 배출라인(cooling gas discharge line)(129)을 포함한다. 볼텍스 튜브(122)는 외부기체를 공급받아 상기 외부기체에 소용돌이(vortex)를 발생시키기는 공간(s)을 가진다. 공간(s)은 대체로 긴 튜브형상을 가진다. 볼텍스 튜브(122)는 공간(s)으로 외부기체가 유입되는 기체 유입부(122a), 공간(s)으로부터 냉각가스를 배출시키는 냉각가스 배출부(122a), 그리고 공간(s)으로부터 고온가스를 배출시키는 고온가스 배출부(122b)가 제공된다. 냉각가스 배출부(122a)는 볼텍스 튜브(122)의 일단에 제공되고, 고온가스 배출부(122b)는 볼텍스 튜브(122)의 타단에 제공된다. 기체 유입부(122a)는 냉각가스 배출부(122a)와 고온가스 배출부(122b) 사이에 제공되되, 공간(s)의 길이방향(X1, X2)과 수직하는 방향으로 제공된다.The cooling gas supply member 120 supplies the cooling gas to the housing 110. The cooling gas supply member 120 includes a vortex tube 122, an air supply line 124, a cooling gas supply line 126, and a hot gas discharge line. gas discharge line 128, and a cooling gas discharge line 129. Vortex tube 122 has a space (s) for receiving an external gas to generate a vortex in the external gas. The space s has a generally long tubular shape. The vortex tube 122 has a gas inlet 122a through which an external gas flows into the space s, a cooling gas discharge portion 122a for discharging the cooling gas from the space s, and hot gas from the space s. The hot gas discharge part 122b which discharges is provided. The cooling gas discharge part 122a is provided at one end of the vortex tube 122, and the hot gas discharge part 122b is provided at the other end of the vortex tube 122. The gas inlet 122a is provided between the cooling gas outlet 122a and the hot gas outlet 122b, but is provided in a direction perpendicular to the longitudinal directions X1 and X2 of the space s.

기체 공급라인(124)은 볼텍스 튜브(122)의 기체 유입부(122a)로 기체를 공급한다. 이때, 기체 공급라인(124)은 일정압력으로 기체를 가압하여 기체 유입부(122a)로 공급한다. 상기 기체로는 압축가스(CDA:Clean Dryer Air)가 사용될 수 있다. 냉각가스 공급라인(126)은 볼텍스 튜브(122)로부터 하우징(110)으로 냉각가스를 공급한다. 고온가스 배출라인(128)은 볼텍스 튜브(122)로부터 고온가스를 배출시킨다. 그리고, 냉각가스 배출라인(129)은 하우징(110)으로 공급된 냉각가스를 하우징(110)으로부터 배출시킨다.The gas supply line 124 supplies gas to the gas inlet 122a of the vortex tube 122. At this time, the gas supply line 124 pressurizes the gas at a constant pressure and supplies the gas to the gas inlet 122a. Compressed gas (CDA: Clean Dryer Air) may be used as the gas. The cooling gas supply line 126 supplies the cooling gas from the vortex tube 122 to the housing 110. The hot gas discharge line 128 discharges hot gas from the vortex tube 122. The cooling gas discharge line 129 discharges the cooling gas supplied to the housing 110 from the housing 110.

상술한 구성을 가지는 냉각유닛(100)은 공정시 처리액 순환라인(24)을 따라 순환되는 처리액을 기설정된 공정온도로 냉각한다. 즉, 냉각가스 공급부재(120)는 하우징(110)으로 냉각가스를 공급하여, 하우징(110) 내부를 따라 이동되는 냉각가스가 처리액 순환라인(24)의 열교환부(24a)를 따라 흐르는 처리액과 열교환하여 처리액을 냉각시킨다.The cooling unit 100 having the above-described configuration cools the processing liquid circulated along the processing liquid circulation line 24 at the process to a predetermined process temperature. That is, the cooling gas supply member 120 supplies the cooling gas to the housing 110 so that the cooling gas moving along the inside of the housing 110 flows along the heat exchange part 24a of the processing liquid circulation line 24. Heat treatment with the liquid cools the treatment liquid.

이하, 상술한 기판 처리 장치(1)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성에 대한 참조 번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the process of the substrate processing apparatus 1 described above will be described in detail. Here, the reference numerals to the same configuration as the above-described configuration is the same as, and the detailed description of the configuration is omitted.

도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉각유닛이 처리액을 냉각하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 기판 처리 공정이 개시되면, 공정처리부(10)는 기판(W)을 세정하는 공정 을 수행하고, 처리유체 공급부(20)는 상기 공정처리부(10)로 약액을 공급한다. 즉, 도 4를 참조하면, 로봇암(robot arm)과 같은 기판 이송 장치(미도시됨)는 지지부재(14)에 기판(W)을 안착시킨다. 기판(W)이 안착되면, 구동부재(16)는 지지부재(14)를 구동시켜 기판(W)을 공정속도로 회전시킨다. 그리고, 노즐(28)은 대기위치(b)로부터 공정위치(a)로 이동된 후 처리유체 공급부(20)로부터 처리액을 공급받아 회전되는 기판(W)으로 약액을 분사한다. 분사된 약액은 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질을 제거한다. 처리유체 공급부(20)는 약액을 생성한다. 처리유체 공급부(20)의 처리액 혼합탱크(22)는 처리액들을 공급받으며, 처리액 순환라인(24)은 처리액 혼합탱크(22) 내 처리액들을 순환시켜 혼합하여 약액을 생성한다. 이때, 처리액 순환라인(24)을 따라 순환되는 약액은 냉각유닛(100)에 의해 기설정된 공정온도로 냉각된다. 그리고, 처리액 공급라인(26)은 약액이 요구되는 시점에 노즐(28)로 약액을 공급한다.4 is a view for explaining a process of the substrate processing apparatus according to the present invention, Figure 5 is a view for explaining a process of cooling the processing liquid in the cooling unit according to the present invention. When the substrate treatment process is started, the process processor 10 performs a process of cleaning the substrate W, and the treatment fluid supply unit 20 supplies the chemical liquid to the process processor 10. That is, referring to FIG. 4, a substrate transfer device (not shown) such as a robot arm mounts the substrate W on the support member 14. When the substrate W is seated, the driving member 16 drives the support member 14 to rotate the substrate W at a process speed. Then, the nozzle 28 is moved from the standby position (b) to the process position (a), and then the chemical liquid is injected into the substrate (W) rotated by receiving the processing liquid from the processing fluid supply unit 20. The injected chemical liquid removes foreign substances remaining on the surface of the substrate (W). The treatment fluid supply unit 20 generates a chemical liquid. The treatment liquid mixing tank 22 of the treatment fluid supply unit 20 receives treatment liquids, and the treatment liquid circulation line 24 circulates and mixes the treatment liquids in the treatment liquid mixing tank 22 to generate a chemical liquid. At this time, the chemical liquid circulated along the processing liquid circulation line 24 is cooled to a predetermined process temperature by the cooling unit 100. Then, the processing liquid supply line 26 supplies the chemical liquid to the nozzle 28 at the time when the chemical liquid is required.

계속해서, 냉각유닛(100)이 약액을 냉각하는 과정을 설명한다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 기체 공급라인(124)은 기체를 볼텍스 튜브(122)의 기체 유입부(122a)로 공급한다. 기체 유입부(122a)로 공급된 기체(c)는 공간(s) 내부를 따라 제1 방향(X1)으로 이동되면서, 고속으로 회전되어 1차적인 소용돌이(이하, '1차 소용돌이'라 함)(V1)가 발생된다. 이때, 소용돌이치면서 제1 방향(X1)으로 이동되는 기체 중 일부는 고온가스 배출부(122c)로 배출되고, 나머지는 조절부(122d)에 의해 회송되어 2차적인 소용돌이(이하, '2차 소용돌이'라 함)(V2)가 발생되면서 제2 방향(X2)으로 이동된다. 이때, 2차 소용돌이의 흐름은 상대적으로 낮은 압력이 제공 되어 제1 방향(X1)으로 이동되는 1차 소용돌이(V1)의 흐름의 내측 영역을 따라 열량을 잃으면서 반대 방향(X2)으로 이동된다. 1차 소용돌이(V1)와 2차 소용돌이(V2)는 1회전하는 시간은 서로 동일하므로, 제2 소용돌이(V2)의 회전속도가 제1 소용돌이(V1)의 회전속도보다 빠르다. 이러한 운동 속도의 차이는 운동 에너지가 감소함을 의미하며, 감소된 운동 에너지는 열 에너지로 변환되어 제2 소용돌이(V2)의 온도를 상승시키고 제1 소용돌이(V1)의 온도를 하강시킨다. 따라서, 볼텍스 튜브(120)는 냉각가스 배출부(122b)로 냉각가스(e)를 배출시키고, 고온가스(d)를 배출시킨다.Subsequently, a process of cooling the chemical liquid by the cooling unit 100 will be described. 3 and 5, the gas supply line 124 supplies gas to the gas inlet 122a of the vortex tube 122. The gas c supplied to the gas inlet 122a is rotated at a high speed while moving in the first direction X1 along the interior of the space s, thereby being referred to as a primary vortex (hereinafter referred to as a 'primary vortex'). (V1) is generated. At this time, some of the gas moving in the first direction (X1) while swirling is discharged to the hot gas discharge portion (122c), the remainder is returned by the control unit (122d) is a secondary vortex (hereinafter, 'second vortex V2 is generated and moved in the second direction X2. At this time, the flow of the secondary vortex is moved in the opposite direction (X2) while losing calories along the inner region of the flow of the primary vortex (V1), which is provided with a relatively low pressure and is moved in the first direction (X1). Since the time of one rotation of the primary vortex V1 and the secondary vortex V2 is the same as each other, the rotation speed of the second vortex V2 is faster than the rotation speed of the first vortex V1. The difference in the kinetic speed means that the kinetic energy decreases, and the reduced kinetic energy is converted into heat energy to raise the temperature of the second vortex V2 and lower the temperature of the first vortex V1. Accordingly, the vortex tube 120 discharges the cooling gas e to the cooling gas discharge part 122b and discharges the hot gas d.

냉각가스 공급라인(126)은 냉각가스 배출부(122b)로부터 하우징(110)으로 냉각가스를 공급한다. 하우징(110) 내부로 공급된 냉각가스(e)는 처리액 순환라인(24)의 열교환부(24a)를 따라 순환되는 처리액과 열교환되면서 처리액을 기설정된 공정온도로 냉각한다. 볼텍스 튜브(120)에 의해 발생되는 냉각가스는 영하 40℃ 이하의 온도를 가지므로, 처리액 순환라인(24) 내 약액을 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 열교환이 이루어진 냉각가스(e')는 냉각가스 배출라인(129)을 통해 하우징(110)으로부터 배출된다.The cooling gas supply line 126 supplies the cooling gas from the cooling gas discharge part 122b to the housing 110. Cooling gas (e) supplied into the housing (110) heats the processing liquid circulated along the heat exchange part (24a) of the processing liquid circulation line 24 while cooling the processing liquid to a predetermined process temperature. Since the cooling gas generated by the vortex tube 120 has a temperature of minus 40 ° C. or less, the chemical liquid in the treatment liquid circulation line 24 may be effectively cooled. The heat exchanged cooling gas e 'is discharged from the housing 110 through the cooling gas discharge line 129.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리액 공급장치 및 기판 처리 설비는 공정에 사용되는 처리액을 기설정된 공정온도로 효율적으로 냉각시킨다. 특히, 본 발명은 복수의 처리액들을 혼합하여 공정에 사용되는 약액을 생성하는 경우에, 처리액들의 혼합시 발생되는 고온의 약액을 효과적으로 냉각시킨다.As described above, the treatment liquid supply apparatus and the substrate treatment equipment according to the present invention efficiently cool the treatment liquid used in the process to a predetermined process temperature. In particular, in the present invention, when a plurality of treatment liquids are mixed to produce a chemical liquid used in the process, the high temperature chemical liquid generated when mixing the treatment liquids is effectively cooled.

상술한 실시예에서는 냉각유닛(100)이 일정한 온도를 가지는 냉각가스를 하 우징(110)으로 공급하여 처리액을 냉각시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 공정시 하우징(110)으로 공급되는 냉각가스의 온도를 조절하면서 처리액을 냉각시킬 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(1')의 냉각유닛(100')은 온도조절부재(temperature control member)(130)를 더 포함한다. 온도조절부재(130)는 감지센서(sensoer)(132), 압력 조절기(pressure control part)(134), 그리고, 제어기(control member)(136)를 포함한다. 감지센서(132)는 하우징(110) 내 냉각가스의 온도를 측정한다. 감지센서(132)로는 적어도 하나의 온도센서가 사용된다. 압력 조절기(134)는 기체 공급라인(124) 내 기체에 유동압을 제공한다. 또한, 압력 조절기(134)는 기체 공급라인(124)에 제공하는 유동압의 세기의 조절이 가능하다. 제어부(136)는 감지센서(132)가 측정한 냉각가스의 온도 데이터를 전송받아, 상기 냉각가스의 온도가 기설정된 공정온도를 벗어나는지 여부를 판단하여 압력 조절기(134)를 제어한다. 예컨대, 제어부(136)는 감지센서(132)가 측정한 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이하이면, 압력 조절기(134)의 유동압을 상승시켜 볼텍스 튜브(122)로 공급되는 기체의 압력을 증가시킨다. 볼텍스 튜브(122)로 공급되는 기체의 압력이 증가되면, 볼텍스 튜브(122)의 내부에서 더 큰 회전속도의 소용돌이(V1)가 발생되어 더 낮은 온도의 냉각가스가 냉각가스 배출부(122b)를 통해 배출된다. 따라서, 하우징(110) 내부에는 보다 낮은 온도의 냉각가스가 공급되어 처리액을 냉각하는 정도를 증가시킨다. 또한, 제어부(136)는 감지센서(132)가 측정한 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이하이면, 압력 조절기(134)의 유동압을 감소시켜 볼텍스 튜브(122)로 공급되는 기체의 압력을 감소시 켜 냉각가스의 온도를 상승시킨다. 이러한 냉각유닛(100')은 공정시 하우징(110)으로 공급되는 냉각가스의 온도를 실시간으로 측정하여, 냉각가스의 온도를 조절하면서 약액을 냉각한다.In the above-described embodiment, the cooling unit 100 supplies a cooling gas having a constant temperature to the housing 110 to cool the processing liquid, but the temperature of the cooling gas supplied to the housing 110 during the process is described. The treatment liquid can be cooled while the control is performed. For example, referring to FIG. 4, the cooling unit 100 ′ of the substrate processing apparatus 1 ′ according to another embodiment of the present invention further includes a temperature control member 130. The temperature regulating member 130 includes a sensor 132, a pressure control part 134, and a controller 136. The sensor 132 measures the temperature of the cooling gas in the housing 110. At least one temperature sensor is used as the detection sensor 132. The pressure regulator 134 provides a flow pressure to the gas in the gas supply line 124. In addition, the pressure regulator 134 is capable of adjusting the strength of the flow pressure provided to the gas supply line 124. The control unit 136 receives the temperature data of the cooling gas measured by the sensor 132, and determines whether the temperature of the cooling gas is out of a predetermined process temperature to control the pressure regulator 134. For example, the controller 136 increases the pressure of the gas supplied to the vortex tube 122 by increasing the flow pressure of the pressure regulator 134 when the temperature of the cooling gas measured by the sensor 132 is lower than or equal to a preset temperature. Let's do it. When the pressure of the gas supplied to the vortex tube 122 is increased, a higher rotational speed vortex V1 is generated inside the vortex tube 122 so that the coolant gas having a lower temperature cools the exhaust gas outlet 122b. Is discharged through. Therefore, a lower temperature cooling gas is supplied into the housing 110 to increase the degree of cooling the processing liquid. In addition, the controller 136 reduces the pressure of the gas supplied to the vortex tube 122 by reducing the flow pressure of the pressure regulator 134 when the temperature of the cooling gas measured by the sensor 132 is less than or equal to a preset temperature. To increase the temperature of the cooling gas. The cooling unit 100 ′ measures the temperature of the cooling gas supplied to the housing 110 during the process in real time to cool the chemical liquid while controlling the temperature of the cooling gas.

상술한 냉각유닛(100')은 감지센서(132)가 하우징(110) 내 냉각가스의 온도를 측정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 감지센서(132)는 처리액 순환라인(24) 내 약액의 온도를 측정할 수 있다. 이 경우에는 제어부(136)는 감지센서(132)가 측정한 약액의 온도를 기준으로 압력 조절기(134)를 제어하여 냉각가스의 온도를 조절한다.Although the cooling unit 100 ′ has been described as an example in which the sensing sensor 132 measures the temperature of the cooling gas in the housing 110, the sensing sensor 132 is the temperature of the chemical liquid in the treatment liquid circulation line 24. Can be measured. In this case, the controller 136 controls the pressure regulator 134 based on the temperature of the chemical liquid measured by the sensor 132 to adjust the temperature of the cooling gas.

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 냉각유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장 치는 처리액을 효율적으로 냉각한다.As described above, the cooling unit and the substrate processing apparatus having the same according to the present invention efficiently cool the processing liquid.

Claims (6)

처리액을 냉각하는 유닛에 있어서,In the unit for cooling the processing liquid, 처리액이 흐르는 라인을 외부에서 감싸며, 내부에 냉각가스가 이동되는 공간을 제공하는 하우징과,A housing which surrounds the line through which the treatment liquid flows, and provides a space in which the cooling gas is moved; 상기 하우징으로 상기 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급부재를 포함하되,Including a cooling gas supply member for supplying the cooling gas to the housing, 상기 냉각가스 공급부재는,The cooling gas supply member, 기체를 공급하는 기체 공급라인과,A gas supply line for supplying gas, 상기 기체 공급라인으로부터 기체를 공급받아 상기 냉각가스를 발생시키는 볼텍스 튜브, 그리고 A vortex tube receiving gas from the gas supply line to generate the cooling gas, and 상기 볼텍스 튜브로부터 상기 하우징으로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각유닛.And a cooling gas supply line for supplying cooling gas from the vortex tube to the housing. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각가스 공급부재는,The cooling gas supply member, 상기 하우징 내 냉각가스의 온도를 감지하는 감지센서와,A detection sensor for sensing a temperature of the cooling gas in the housing; 상기 외부공기 공급라인에 제공되는 유동압을 조절하는 압력 조절기, 그리고A pressure regulator for regulating the flow pressure provided to the external air supply line, and 상기 감지센서가 측정한 데이터를 판단하여 상기 압력 조절기를 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 냉각유닛.Cooling unit, characterized in that further comprising a controller for controlling the pressure regulator by determining the data measured by the sensor. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어부는,The control unit, 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이하이면, 상기 압력 조절기의 유동압을 상승시키고,When the temperature of the cooling gas in the housing measured by the detection sensor is lower than or equal to a preset temperature, increase the flow pressure of the pressure regulator, 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이상이면, 상기 압력 조절기의 유동압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉각유닛.Cooling unit, characterized in that for reducing the flow pressure of the pressure regulator when the temperature of the cooling gas in the housing measured by the sensor is above a predetermined temperature. 기판을 처리하는 장치에 있어서,In the apparatus for processing a substrate, 내부에 기판을 처리하는 공정을 수행하는 용기와, A container for performing a process of treating a substrate therein; 공정시 상기 용기 내부에서 기판을 지지하는 지지부재와, A support member for supporting a substrate in the container during the process; 공정시 상기 지지부재에 의해 지지된 기판으로 처리액을 분사하는 노즐, 그리고 A nozzle for spraying the treatment liquid onto the substrate supported by the support member during the process, and 상기 노즐로 처리액을 공급하는 처리액 공급부를 포함하되,Including a treatment liquid supply unit for supplying a treatment liquid to the nozzle, 상기 처리액 공급부는,The treatment liquid supply unit, 상기 처리액을 저장하는 저장탱크와,A storage tank for storing the treatment liquid; 상기 저장탱크 내 처리액을 순환시키는 순환라인과,A circulation line circulating the processing liquid in the storage tank; 상기 순환라인 상에 설치되며, 상기 순환라인을 따라 순환되는 처리액을 냉각시키는 냉각유닛을 포함하고,A cooling unit installed on the circulation line and cooling the processing liquid circulated along the circulation line, 상기 냉각유닛은,The cooling unit, 상기 순환라인을 외부에서 감싸며, 내부에 냉각가스가 이동되는 공간을 제공 하는 하우징과,A housing surrounding the circulation line from the outside and providing a space in which the cooling gas is moved; 상기 하우징으로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급부재를 포함하고,A cooling gas supply member for supplying a cooling gas to the housing, 상기 냉각가스 공급부재는,The cooling gas supply member, 기체를 공급하는 기체 공급라인과,A gas supply line for supplying gas, 상기 기체 공급라인으로부터 기체를 공급받아 상기 냉각가스를 발생시키는 볼텍스 튜브, 그리고 A vortex tube receiving gas from the gas supply line to generate the cooling gas, and 상기 볼텍스 튜브로부터 상기 하우징으로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And a cooling gas supply line for supplying cooling gas from the vortex tube to the housing. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 냉각가스 공급부재는,The cooling gas supply member, 상기 하우징 내 냉각가스의 온도를 감지하는 감지센서와,A detection sensor for sensing a temperature of the cooling gas in the housing; 상기 외부공기 공급라인에 제공되는 유동압을 조절하는 압력 조절기, 그리고A pressure regulator for regulating the flow pressure provided to the external air supply line, and 상기 감지센서가 측정한 데이터를 판단하여 상기 압력 조절기를 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 기판 처리 장치.And a controller configured to control the pressure regulator by determining data measured by the detection sensor. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제어부는,The control unit, 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이하이면, 상기 압력 조절기의 유동압을 상승시키고,When the temperature of the cooling gas in the housing measured by the detection sensor is lower than or equal to a preset temperature, increase the flow pressure of the pressure regulator, 상기 감지센서가 측정한 상기 하우징 내 냉각가스의 온도가 기설정된 온도 이상이면, 상기 압력 조절기의 유동압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.And a flow pressure of the pressure regulator is reduced when the temperature of the cooling gas in the housing measured by the detection sensor is higher than or equal to a preset temperature.
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