KR20120015660A - Nozzle unit - Google Patents

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노환익
오세훈
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세메스 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A nozzle unit is provided to prevent the generation of minute fumes and particles which are generated due to drug solution residue by completely cleaning the drug solution remaining in the internal space of a body. CONSTITUTION: A body(312) has an internal space(313) for mixing processing liquid. The body comprises an outlet(314) connected to the internal space in the lower side. The outlet discharges the processing liquid to the lower side. A first supply port(320) supplies first drug solution to the internal space. A purge gas supply pipe for purging the internal space is connected to the first supply port. A second supply port(330) supplies second drug solution to the internal space. A third supply port(340) supplies ultra-pure water of high temperature for cleaning the internal space.

Description

노즐 유닛{nozzle unit}Nozzle Unit

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판으로 약액을 분사하는 노즐 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing system, and more particularly to a nozzle unit for injecting a chemical liquid to a substrate.

반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.As semiconductor devices become dense, highly integrated, and high-performance, microcirculation of circuit patterns proceeds rapidly, and contaminants such as particles, organic contaminants, and metal contaminants remaining on the substrate surface have a great influence on device characteristics and production yield. do. For this reason, the cleaning process for removing various contaminants adhering to the surface of the substrate is very important in the semiconductor manufacturing process, and the substrate cleaning process is performed at the front and rear stages of each unit process for manufacturing the semiconductor.

일반적으로 포토레지스트를 제거하기 위해 다양한 약액이 사용되며 약액은 노즐 유닛을 통해 기판으로 제공된다. 일 예로 약액은 황산과 과산화수소의 혼합 용액이며, 이 혼합 용액은 노즐 유닛에서 혼합되어 기판으로 제공될 수 있다.Generally, various chemical liquids are used to remove the photoresist, and the chemical liquid is provided to the substrate through the nozzle unit. For example, the chemical liquid is a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the mixed solution may be mixed in the nozzle unit and provided to the substrate.

본 발명은 내부 공간에 잔류하는 약액 제거가 용이한 노즐 유닛을 제공하는것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a nozzle unit that is easy to remove the chemical liquid remaining in the internal space.

또한, 본 발명은 별도의 세정 장치가 필요하지 않은 노즐 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. Moreover, an object of this invention is to provide the nozzle unit which does not require a separate washing | cleaning apparatus.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 분사 유닛은 약액을 수용하여 원형의 단면을 갖는 내부 공간 및 상기 내부 공간과 연결되어 상기 약액을 하방으로 토출하는 토출구를 갖는 몸체; 상기 몸체의 측면에 구비되어 제1약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제1공급포트; 상기 몸체의 측면에 구비되어 제2약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제2공급포트; 상기 몸체의 상면에 구비되어 상기 내부 공간을 크리닝하기 위한 고온의 초순수를 공급하는 제3공급포트를 포함한다.In order to achieve the above object, the injection unit according to the present invention includes a body having an inner space having a circular cross section to accommodate the chemical liquid and a discharge port connected to the inner space to discharge the chemical liquid downward; A first supply port provided at a side of the body to supply a first chemical liquid to the internal space; A second supply port provided at a side of the body to supply a second chemical liquid to the internal space; It is provided on the upper surface of the body includes a third supply port for supplying a high temperature ultra-pure water for cleaning the internal space.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1공급포트에는 상기 내부 공간을 퍼지하기 위한 퍼지가스 공급관이 연결된다. According to an embodiment of the present invention, a purge gas supply pipe for purging the internal space is connected to the first supply port.

본 발명에 의하면, 노즐 유닛의 몸체 내부 공간에 잔류하는 약액을 완전히 크리닝하여 약액 잔류로 인해 발생되는 미세 흄 발생 및 파티클 발생 등을 사전에 예방할 수 있다. According to the present invention, the chemical liquid remaining in the inner space of the nozzle unit can be completely cleaned to prevent the generation of fine fumes and particles generated due to the chemical liquid remaining in advance.

도 1은 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.
도 4는 도 3에 표시된 노즐 유닛의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.1 is a plan view schematically showing a substrate processing system.
2 is a plan view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
3 is a side cross-sectional view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
4 is a side cross-sectional view showing the configuration of the nozzle unit shown in FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서는 웨이퍼를 기판의 일례로 설명하나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, the wafer is described as an example of the substrate, but the technical spirit and scope of the present invention are not limited thereto.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제 2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 정의한다. Referring to FIG. 1, the substrate processing system 1000 of the present invention may include an index unit 10, a buffer unit 20, and a processing unit 50. The index unit 10, the buffer unit 20, and the processing unit are arranged in a line. Hereinafter, a direction in which the index unit 10, the buffer unit 20, and the processing unit 50 are arranged is referred to as a first direction, and when viewed from the top, a direction perpendicular to the first direction is referred to as a second direction. The direction perpendicular to the plane including the first direction and the second direction is defined as the third direction.

인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함한다. The index unit 10 is disposed in front of the first direction of the substrate processing system 1000. The index unit 10 includes four load ports 12 and one index robot 13.

4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. Four load ports 12 are disposed in front of the index portion 10 in the first direction. A plurality of load ports 12 are provided and they are arranged along the second direction. The number of load ports 12 may increase or decrease depending on process efficiency and footprint conditions of the substrate processing system 1000. The load ports 12 are mounted with carriers (eg, cassettes, FOUPs, etc.) in which the substrates W to be provided for the process and the substrates W having been processed are received. The carrier 16 is formed with a plurality of slots for accommodating the substrates in a state arranged horizontally with respect to the ground.

인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다. The index robot 13 is disposed adjacent to the load port 12 in the first direction. The index robot 13 is installed between the load port 12 and the buffer unit 20. The index robot 13 transfers the substrate W waiting on the upper layer of the buffer unit 20 to the carrier 16, or transfers the substrate W waiting on the carrier 16 to the lower layer of the buffer unit 20. do.

버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. The buffer unit 20 is provided between the index unit 10 and the processing unit. The buffer unit 20 temporarily receives a substrate W to be provided to the process before being transferred by the index robot 13 or a substrate W which has been processed by the main processing robot 30 before being transferred by the index robot 13. It's a place to do it.

메인 이송 로봇(30)은 이동 통로(40)에 설치되며, 각 기판 처리 장치(1)들 및 버퍼부(20) 간에 기판을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 기판 처리 장치(1)로 이송하거나, 각 기판 처리 장치(1)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다. The main transfer robot 30 is installed in the movement passage 40, and transfers the substrate between the substrate processing apparatuses 1 and the buffer unit 20. The main transfer robot 30 transfers the substrate to be provided to the process waiting in the buffer unit 20 to each substrate processing apparatus 1, or transfers the substrate on which the processing is completed in each substrate processing apparatus 1 to the buffer unit 20. Transfer to).

이동 통로(40)는 처리부 내의 제 1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(1)들이 서로 마주보며 제 1 방향을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(1)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다. The movement passage 40 is disposed along the first direction in the processing unit and provides a passage in which the main transfer robot 30 moves. The substrate processing apparatuses 1 face each other and are disposed along the first direction on both sides of the movement passage 40. In the movement passage 40, the main transfer robot 30 moves along the first direction, and a moving rail capable of lifting up and down the upper and lower layers of the substrate processing apparatus 1 and the upper and lower layers of the buffer unit 20 is provided. .

기판 처리 장치(1)는 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 시스템(1000)은 상하층으로 된 다수개의 기판 처리 장치(1)를 구비하나, 기판 처리 장치(1)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 기판 처리 장치(1)는 독립적인 하우징으로 구성되며, 이에 각각의 기판 처리 장치 내에서는 독립적인 형태로 기판을 처리하는 공정이 이루어질 수 있다. The substrate processing apparatus 1 is disposed opposite to each other on both sides of the movement passage 40 on which the main transfer robot 30 is installed. The substrate processing system 1000 includes a plurality of substrate processing apparatuses 1 having upper and lower layers, but the number of substrate processing apparatuses 1 increases or decreases according to the process efficiency and the footprint of the substrate processing system 1000. You may. Each substrate processing apparatus 1 is composed of an independent housing, and thus, a process of processing a substrate in an independent form may be performed in each substrate processing apparatus.

아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액(오존수 포함), 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스(IPA가 포함된 가스)와 같은 처리유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.
In the following example, an apparatus for cleaning a substrate using processing fluids such as high temperature sulfuric acid, alkaline chemical liquid (including ozone water), acidic chemical liquid, rinse liquid, and dry gas (gas containing IPA) will be described as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to all kinds of apparatuses that perform a process while rotating a substrate such as an etching process.

도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다. 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다. 도 2에서는 도면 편의상 고정 노즐 부재를 생략하였다. 2 is a plan view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention. 3 is a side cross-sectional view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention. In FIG. 2, the fixed nozzle member is omitted for convenience of drawing.

본 실시예에서는 매엽식 기판 처리 장치(1)가 처리하는 기판으로 반도체 기판를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다. In this embodiment, although the semiconductor substrate is illustrated and described as an example of the substrate processed by the sheet type substrate processing apparatus 1, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various kinds of substrates such as glass substrates.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치(1)는 다양한 처리유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(800), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 이동 노즐 부재(300), 고정 노즐(500) 및 배기부재(400)를 포함한다. 2 and 3, the sheet type substrate processing apparatus 1 according to the present invention is a device for removing foreign matter and film remaining on the surface of the substrate using various processing fluids, the chamber 800, the processing container ( 100, the substrate support member 200, the moving nozzle member 300, the fixed nozzle 500, and the exhaust member 400.

챔버(800)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(810)이 설치된다. 팬필터유닛(810)은 챔버(800) 내부에 수직기류를 발생시킨다.The chamber 800 provides a sealed inner space, and a fan filter unit 810 is installed at an upper portion thereof. The fan filter unit 810 generates vertical airflow inside the chamber 800.

팬필터유닛(810)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 챔버 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터 유닛(810)을 통과하여 챔버 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 처리 용기(100)의 흡입덕트들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 고청정도를 유지하게 된다. The fan filter unit 810 is a module in which a filter and an air supply fan are modularized into a unit, and filters the clean air to supply the inside of the chamber. The clean air passes through the fan filter unit 810 and is supplied into the chamber to form vertical airflow. The vertical airflow of the air provides a uniform airflow over the substrate, and contaminants (fumes) generated in the process of treating the substrate surface by the processing fluid are exhausted through the suction ducts of the processing vessel 100 together with the air. By being discharged to and removed from the member 400, high cleanliness in the processing container is maintained.

도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(800)는 수평 격벽(814)에 의해 공정 영역(816)과 유지보수 영역(818)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 서브배기라인(410) 이외에도 승강유닛의 구동부과, 이동 노즐 부재(300)의 이동 노즐(310)들과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(818)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2, the chamber 800 is partitioned into a process region 816 and a maintenance region 818 by a horizontal bulkhead 814. Although only a portion is shown in the drawing, the maintenance area 818 includes a driving unit of the elevating unit and a moving nozzle of the moving nozzle member 300 in addition to the discharge lines 141, 143, 145 and the sub-exhaust line 410 connected to the processing container 100. It is preferable that the maintenance area 818 is isolated from the process area in which the substrate processing is performed.

처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지부재(200)가 위치된다. 기판 지지부재(200)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판를 회전시킨다. The processing container 100 has a cylindrical shape with an open upper portion, and provides a process space for processing the substrate w. An open upper surface of the processing container 100 serves as a carrying-out and carrying-in passage of the substrate w. The substrate support member 200 is positioned in the process space. The substrate support member 200 supports the substrate W during the process and rotates the substrate.

처리 용기(100)는 스핀헤드(210)가 위치되는 상부공간(132a)과, 상부공간(132a)과는 스핀헤드(210)에 의해 구분되며 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다. The processing container 100 is divided into an upper space 132a in which the spin head 210 is positioned and an upper space 132a by the spin head 210, and an exhaust duct 190 is disposed at a lower end of the processing chamber 100 to allow forced exhaust. It provides a connected lower space (132b). In the upper space 132a of the processing container 100, annular first, second, and third suction ducts 110, 120, and 130 for introducing and inhaling chemical liquid and gas scattered on a rotating substrate are disposed in multiple stages. .

환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다. The annular first, second and third suction ducts 110, 120, 130 have exhaust ports H communicating with one common annular space (corresponding to the lower space of the vessel). An exhaust duct 190 connected to the exhaust member 400 is provided in the lower space 132b.

구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.In detail, the first to third suction ducts 110, 120, and 130 each have a bottom surface having an annular ring shape and a sidewall extending from the bottom surface and having a cylindrical shape. The second suction duct 120 surrounds the first suction duct 110 and is spaced apart from the first suction duct 110. The third suction duct 130 surrounds the second suction duct 120 and is spaced apart from the second suction duct 120.

제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다. The first to third suction ducts 110, 120, and 130 provide first to third recovery spaces RS1, RS2, and RS3 into which air flows including the treatment liquid and the fume scattered from the substrate w flow. . The first recovery space RS1 is defined by the first suction duct 110, and the second recovery space RS2 is defined by the separation space between the first suction duct 110 and the second suction duct 120. The third recovery space RS3 is defined by the separation space between the second suction duct 120 and the third suction duct 130.

제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.The upper surface of each of the first to third suction ducts 110, 120, and 130 is formed as an inclined surface whose center portion is opened, and the distance from the corresponding bottom surface gradually increases from the connected side wall toward the opening side. Accordingly, the processing liquid scattered from the substrate w flows into the recovery spaces RS1, RS2, and RS3 along the upper surfaces of the first to third suction ducts 110, 120, and 130.

제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다. The first treatment liquid introduced into the first recovery space RS1 is discharged to the outside through the first recovery line 141. The second treatment liquid introduced into the second recovery space RS2 is discharged to the outside through the second recovery line 143. The third treatment liquid introduced into the third recovery space RS3 is discharged to the outside through the third recovery line 145.

한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(210)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다. On the other hand, the processing container 100 is coupled with the lifting unit 600 for changing the vertical position of the processing container 100. The lifting unit 600 linearly moves the processing container 100 in the vertical direction. As the processing container 100 is moved up and down, the relative height of the processing container 100 with respect to the spin head 210 is changed.

승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다. The elevating unit 600 has a bracket 612, a moving shaft 614, and a driver 616. The bracket 612 is fixedly installed on the outer wall of the processing container 100, and the movement shaft 614, which is moved in the vertical direction by the driver 616, is fixedly coupled to the bracket 612. When the substrate W is loaded onto the spin head 210 or unloaded from the spin head 210, the processing container 100 descends such that the spin head 210 protrudes above the processing container 100. In addition, when the process is in progress, the height of the processing container 100 is adjusted to allow the processing liquid to flow into the predetermined suction ducts 110, 120, and 130 according to the type of the processing liquid supplied to the substrate W. Accordingly, the relative vertical position between the processing container 100 and the substrate w is changed. Therefore, the processing container 100 may vary the types of the processing liquid and the contaminated gas recovered for each of the recovery spaces RS1, RS2, and RS3.

이 실시예에 있어서, 기판 처리장치(1)는 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 기판 처리장치(1)는 기판 지지부재(200)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.In this embodiment, the substrate processing apparatus 1 changes the relative vertical position between the processing container 100 and the substrate supporting member 200 by vertically moving the processing container 100. However, the substrate processing apparatus 1 may change the relative vertical position between the processing container 100 and the substrate supporting member 200 by vertically moving the substrate supporting member 200.

기판 지지 부재(200)는 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부 면을 갖는 스핀헤드(210)를 가지며, 스핀헤드(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척킹 핀(214)들을 가진다. 지지 핀(212)들은 스핀헤드(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 스핀헤드(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)들의 외 측에는 척킹 핀(214)들이 각각 배치되며, 척킹 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.The substrate support member 200 is provided inside the processing container 100. The substrate support member 200 supports the substrate W during the process and may be rotated by the driver 240 to be described later during the process. The substrate support member 200 has a spin head 210 having a circular top surface, and the support pins 212 and chucking pins 214 supporting the substrate W are formed on the top surface of the spin head 210. Have The support pins 212 are disposed in a predetermined arrangement at a predetermined interval spaced apart from the upper surface edge of the spin head 210, and are provided to protrude upward from the spin head 210. The support pins 212 support the bottom surface of the substrate W so that the substrate W is supported while being spaced upward from the spin head 210. The chucking pins 214 are disposed on the outer side of the support pins 212, and the chucking pins 214 are provided to protrude upward. The chucking pins 214 align the substrate W such that the substrate W supported by the plurality of support pins 212 is placed in position on the spinhead 210. During the process, the chucking pins 214 are in contact with the side of the substrate W to prevent the substrate W from being displaced from its position.

스핀헤드(210)의 하부에는 스핀헤드(210)를 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부(230)에 의해 회전한다. 구동부(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 스핀헤드(210) 및 기판(W)이 회전한다. A support shaft 220 supporting the spin head 210 is connected to the lower portion of the spin head 210, and the support shaft 220 is rotated by the driving unit 230 connected to the lower end thereof. The driving unit 230 may be provided by a motor or the like. As the support shaft 220 rotates, the spin head 210 and the substrate W rotate.

배기부재(400)는 공정시 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 흡입덕트에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다. 배기부재(400)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브배기라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브배기라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인(팹)의 바닥 공간에 매설된 메인배기라인과 연결된다. The exhaust member 400 is to provide an exhaust pressure (suction pressure) to the suction duct for recovering the processing liquid of the first to third suction ducts (110, 120, 130) during the process. The exhaust member 400 includes a sub exhaust line 410 and a damper 420 connected to the exhaust duct 190. The sub exhaust line 410 receives exhaust pressure from an exhaust pump (not shown) and is connected to the main exhaust line embedded in the bottom space of the semiconductor production line (fab).

고정 노즐(500)들은 처리 용기(100) 상단에 설치된다. 고정 노즐(500)은 스핀헤드(210)에 놓여진 기판(W)으로 처리유체를 분사한다. 고정 노즐(500)은 기판의 처리 위치에 따라 분사 각도 조절이 가능하다. The fixed nozzles 500 are installed on the top of the processing container 100. The fixed nozzle 500 sprays a processing fluid onto the substrate W placed on the spin head 210. The fixed nozzle 500 may adjust the spray angle according to the processing position of the substrate.

이동 분사 부재(300)는 처리 용기(100)의 외측에 위치되며, 이동 분사 부재(300)는 기판(w)을 세정 또는 식각하기 위한 처리유체를 기판 지지부재(200)에 고정된 기판(w)으로 공급한다. 이동 분사 부재(300)는 지지축(302), 구동기(303), 노즐 지지대(304) 그리고 노즐유닛(310)을 포함한다. The moving injection member 300 is positioned outside the processing container 100, and the moving injection member 300 has a substrate w fixed with a processing fluid for cleaning or etching the substrate w on the substrate support member 200. ). The moving injection member 300 includes a support shaft 302, a driver 303, a nozzle support 304, and a nozzle unit 310.

지지축(302)은 그 길이 방향이 제 3 방향으로 제공되며, 지지축(302)의 하단은 구동기(303)와 결합된다. 구동기(303)는 지지축(302)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(304)는 구동기(303)와 결합된 지지축(302)의 끝단의 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐유닛(310)은 노즐 지지대(304)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐 유닛(310)은 구동기(303)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐 유닛(310)이 기판의 중심 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐 유닛(310)이 기판의 상부로부터 벗어난 위치이다. The support shaft 302 is provided in a longitudinal direction in a third direction, and the lower end of the support shaft 302 is coupled to the driver 303. The driver 303 rotates and raises and lowers the support shaft 302. The nozzle support 304 is coupled perpendicularly to the opposite side of the end of the support shaft 302 coupled with the driver 303. The nozzle unit 310 is installed at the bottom end of the nozzle support 304. The nozzle unit 310 is moved to the process position and the standby position by the driver 303. The process position is a position where the nozzle unit 310 is disposed above the center vertically of the substrate, and the standby position is a position where the nozzle unit 310 deviates from the upper portion of the substrate.

기판 처리 공정에 사용되는 처리유체는 불산(HF), 황산(H3SO4), 과산화수소(H2O2), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 오존수, 그리고 SC-1 용액(수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 린스액으로는 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용될 수 있고, 건조 가스로는 이소프로필 알코올 가스(IPA:Isopropyl alcohol gas)가 사용될 수 있다. Process to be used in the substrate processing process fluid is hydrofluoric acid (HF), sulfuric acid (H3SO4), hydrogen peroxide (H 2 O 2), nitric acid (HNO3), phosphoric acid (H3PO4), ozone water, and SC-1 solution (ammonium hydroxide (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and water (mixture of H 2 O)) may be at least one selected from the group consisting of. Ultra rinse water (DIW: Deionized Water) may be used as the rinse liquid, and isopropyl alcohol gas (IPA: Isopropyl alcohol gas) may be used as the dry gas.

도 4는 도 3에 표시된 노즐 유닛을 설명하기 위한 측단면도이다.4 is a side cross-sectional view for explaining the nozzle unit shown in FIG. 3.

도 4를 참조하면, 노즐 유닛(310)은 기판을 처리하기 위한 처리 유체를 기판으로 제공하기 위한 것으로, 몸체(312), 제1공급포트(320), 제2공급포트(330), 제3공급포트(340)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the nozzle unit 310 is to provide a processing fluid for treating a substrate to a substrate, and includes a body 312, a first supply port 320, a second supply port 330, and a third And a supply port 340.

몸체(312)는 처리유체를 혼합하기 위한 내부 공간(313)을 갖는다. 내부 공간(313)은 단면이 원형을 갖는다. 일 예로, 내부 공간(313)은 원추 형태를 가질 수 있다. 이때 내부 공간(313)은 몸체(312)의 하방으로 갈수록 단면적인 작아진다. 다른 예로 내부 공간(313)은 원통 형태를 가질 수 있다. 즉, 내부 공간(313)은 일정한 단면적을 가질 수 있다.Body 312 has an interior space 313 for mixing the processing fluid. The internal space 313 has a circular cross section. For example, the internal space 313 may have a conical shape. At this time, the inner space 313 becomes smaller in cross-section toward the lower side of the body 312. As another example, the interior space 313 may have a cylindrical shape. That is, the internal space 313 may have a constant cross-sectional area.

몸체(312)는 하부에 내부 공간(313)과 연결되는 토출구(314)를 갖는다. 토출구(314)는 내부 공간(313)에서 혼합된 처리유체를 하방으로 토출한다. 토출구(314)의 단면적은 내부 공간(313)의 단면적보다 작은 것이 바람직하다. 따라서, 처리유체는 토출구(314)를 지나면서 속도가 증가하여 외부로 토출될 수 있다.The body 312 has a discharge port 314 connected to the inner space 313 at the bottom. The discharge port 314 discharges the mixed processing fluid downward in the internal space 313. It is preferable that the cross-sectional area of the discharge port 314 is smaller than the cross-sectional area of the internal space 313. Therefore, the processing fluid may be discharged to the outside by increasing the speed while passing through the discharge port 314.

몸체(312)는 상부에 내부 공간(313)과 연결되는 배기구(316)를 갖는다. 배기구(316)는 내부 공간(313)에서 제1약액과 제2약액의 혼합과정에서 발생되는 가스(기포)를 외부로 배기한다. 가스는 처리유체보다 가벼우므로 상승하여 배기구(316)를 통해 자연 배기된다. The body 312 has an exhaust port 316 connected to the inner space 313 at the top. The exhaust port 316 exhausts a gas (bubble) generated in the mixing process of the first chemical liquid and the second chemical liquid to the outside in the internal space 313. Since the gas is lighter than the processing fluid, the gas rises and is naturally exhausted through the exhaust port 316.

제1공급포트(320)는 몸체(312)의 측면에 구비되며, 내부 공간(313)과 접선 형태로 연결된다. 제1공급포트(320)는 제1약액을 내부 공간(313)으로 공급한다. 내부공간(313)의 단면이 원형을 가지며 제1공급포트(320)가 내부 공간(313)과 접선 형태로 연결되므로 제1공급포트(320)로부터 공급된 제1약액은 내부공간(313)을 따라 회전한다. 제1공급포트(320)에는 내부 공간(313)을 퍼지하기 위한 퍼지가스(질소가스) 공급관(350)이 연결되어, 혼합약액 토출 후 내부 공간(313)에 잔류해 있는 혼합약액은 퍼지 가스에 의해 토출구(314)를 통해 배출된다. The first supply port 320 is provided on the side of the body 312, and is connected in a tangential form to the internal space 313. The first supply port 320 supplies the first chemical liquid to the internal space 313. Since the cross section of the inner space 313 has a circular shape, and the first supply port 320 is connected to the inner space 313 in a tangential form, the first chemical supplied from the first supply port 320 may form the inner space 313. Rotate accordingly. A purge gas (nitrogen gas) supply pipe 350 for purging the internal space 313 is connected to the first supply port 320, and the mixed chemical liquid remaining in the internal space 313 after discharging the mixed chemical liquid is transferred to the purge gas. By the discharge port 314 is discharged.

제2공급포트(330)는 몸체(312)의 측면에 구비되며, 내부 공간(313)과 접선 형태로 연결될 수 있다. 제2공급포트(330)는 제2약액을 내부공간으로 공급한다. 이때, 제1약액의 비중이 제2약액의 비중과 같거나 클 수 있다. 일 예로, 제1약액은 황산(H2SO4)이며, 제2약액은 과산화수소(H2O2)일 수 있다. 이 경우, 제1약액과 제2약액의 혼합 약액은 SPM(Sulfuric acid Peroxide Mixture : Sulfuric Acid/Peroxide)이다.The second supply port 330 is provided on the side of the body 312, it may be connected to the internal space 313 in a tangential form. The second supply port 330 supplies the second chemical liquid into the internal space. In this case, the specific gravity of the first chemical may be equal to or greater than the specific gravity of the second chemical. For example, the first chemical solution may be sulfuric acid (H 2 SO 4), and the second chemical solution may be hydrogen peroxide (H 2 O 2). In this case, the mixed chemical solution of the first chemical solution and the second chemical solution is SPM (Sulfuric acid Peroxide Mixture: Sulfuric Acid / Peroxide).

제1약액이 황산이고 제2약액이 과산화수소인 경우, 제1약액과 제2약액이 내부 공간(313)에서 혼합될 때 화학 반응에 의해 비등이 일어난다. 비등에 의해 내부 공간(313)에 가스가 발생한다. 가스는 혼합약액(SPM)보다 가벼우므로 내부 공간(313)의 상부로 이동하여 배기구(316)를 통해 자연배기된다. 따라서 내부 공간(313)의 가스를 용이하게 제거할 수 있다.When the first chemical is sulfuric acid and the second chemical is hydrogen peroxide, boiling occurs by a chemical reaction when the first and second chemicals are mixed in the inner space 313. The gas is generated in the internal space 313 by boiling. Since the gas is lighter than the mixed chemical liquid (SPM), the gas moves to the upper portion of the internal space 313 and is naturally exhausted through the exhaust port 316. Therefore, the gas in the internal space 313 can be easily removed.

가스가 배기구(316)를 통해 배출되므로 가스로 인한 내부 공간(313)의 압력 변화(상승)를 방지할 수 있다. 따라서, 토출구(314)를 통해 일정한 유량의 혼합약액(SPM)을 배출할 수 있다. 또한, 가스가 토출구(314)가 아닌 배기구(316)를 통해 배기되므로 토출구(314)를 통해 혼합약액만을 토출할 수 있다. 따라서, 토출구(314)를 통해 토출되는 혼합약액의 양을 일정하게 제어할 수 있다. Since the gas is discharged through the exhaust port 316, a pressure change (rising) of the internal space 313 due to the gas may be prevented. Therefore, the mixed chemical liquid (SPM) at a constant flow rate may be discharged through the discharge port 314. In addition, since the gas is exhausted through the exhaust port 316 instead of the discharge port 314, only the mixed chemical liquid may be discharged through the discharge port 314. Therefore, the amount of the mixed chemical liquid discharged through the discharge port 314 can be constantly controlled.

제1공급포트(320)를 통해 공급되는 제1약액의 공급 위치와 제2공급포트(330)를 통해 공급되는 제2약액의 공급위치는 같은 높이일 수 있다. 한편 제1공급포트(320)의 단면적와 제2공급포트(330)의 단면적이 동일할 수도 있지만, 제2공급포트(330)의 단면적인 제1공급포트(320)의 단면적보다 작을 수 있다. 예를 들면 제2공급포트(330)의 단면적과 제2공급포트(330)의 단면적의 비는 약 1:4일 수 있다. 제2공급포트(330)의 단면적이 제1공급포트(320)의 단면적보다 작은 경우, 제2약액의 공급 압력이 제1약액의 공급 압력보다 높일 수 있다. 따라서, 제2약액의 비중이 제1약액의 비중보다 작고, 제2약액의 공급량이 제1약액의 공급량보다 적더라도 제2약액을 제1약액 사이로 용이하게 투입할 수 있다.The supply position of the first chemical liquid supplied through the first supply port 320 and the supply position of the second chemical liquid supplied through the second supply port 330 may be the same height. Meanwhile, although the cross-sectional area of the first supply port 320 and the second supply port 330 may be the same, the cross-sectional area of the second supply port 330 may be smaller than the cross-sectional area of the first supply port 320. For example, the ratio of the cross-sectional area of the second supply port 330 and the cross-sectional area of the second supply port 330 may be about 1: 4. When the cross-sectional area of the second supply port 330 is smaller than the cross-sectional area of the first supply port 320, the supply pressure of the second chemical liquid may be higher than the supply pressure of the first chemical liquid. Therefore, even if the specific gravity of the second chemical is smaller than the specific gravity of the first chemical and the supply amount of the second chemical is less than the supply of the first chemical, the second chemical can be easily introduced between the first chemicals.

또한, 내부 공간(313)이 원추형인 경우, 내부 공간(313)의 단면적이 하부로 갈수록 작아진다. 따라서, 내부 공간(313)의 하부로 갈수록 제1약액과 제2약액의 회전속도를 빨라진다. 따라서 제1약액과 제2약액이 더욱 균일하게 혼합될 수 있다.In addition, when the internal space 313 is conical, the cross-sectional area of the internal space 313 becomes smaller toward the bottom. Thus, the lower the inner space 313, the faster the rotation speed of the first and second chemicals. Therefore, the first and second chemicals can be more uniformly mixed.

제3공급포트(340)는 몸체(312)의 상면에 구비되며, 몸체(312)의 내부 공간(313)에 잔류해 있는 혼합약액을 크리닝하기 위한 고온초순수(HDIW)를 내부 공간(313)으로 공급한다. 이처럼, 몸체의 내부 공간(313)에 공정 진행 후 내부 공간(313) 벽면에 남아 있는 혼합약액을 고온초순수를 이용하여 크리닝하므로써 흄 발생 차단 및 파티클 소스를 제거할 수 있다.The third supply port 340 is provided on the upper surface of the body 312, the high temperature ultrapure water (HDIW) for cleaning the mixed chemical liquid remaining in the internal space 313 of the body 312 to the internal space 313 Supply. As such, the mixed chemical liquid remaining on the wall of the inner space 313 after the process is cleaned in the inner space 313 of the body by using high temperature ultrapure water to block the generation of the fume and remove the particle source.

상술한 구성을 갖는 노즐 유닛(310)에서의 약액 분사는 제1약액과 제2약액이 제1공급포트(320)와 제2공급포트(330)를 통해 몸체의 내부 공간(313)에서 혼합된 후 토출구를 통해 기판상으로 토출-> 제1공급포트(320) 측에 연결된 퍼지가스 공급관(350)을 통해 몸체의 내부 공간(313)으로 퍼지가스가 공급되어 내부 공간(313)을 퍼지 -> 제3공급포트(340)를 통해 몸체(312)의 내부공간(313)으로 고온초순수를 공급하여 내부 공간(313)의 벽면에 남아 있는 잔류 약액을 완전히 제거하는 순으로 진행된다. 이처럼 본 발명의 노즐 유닛은 별도의 노즐 세정을 위한 방법 및 장치가 필요 없고 노즐 구조 또한 단순화시킬 수 있다.In the chemical liquid injection in the nozzle unit 310 having the above-described configuration, the first chemical liquid and the second chemical liquid are mixed in the internal space 313 of the body through the first supply port 320 and the second supply port 330. After the discharge port is discharged onto the substrate-> purge gas is supplied to the internal space 313 of the body through the purge gas supply pipe 350 connected to the first supply port 320 side to purge the internal space 313-> The high temperature ultrapure water is supplied to the inner space 313 of the body 312 through the third supply port 340 to completely remove the remaining chemical liquid remaining on the wall of the inner space 313. As such, the nozzle unit of the present invention does not require a method and apparatus for separate nozzle cleaning and can also simplify the nozzle structure.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

100 : 처리 용기
200 : 기판 지지부재
300 : 이동 분사 부재
310 : 노즐 유닛100 processing container
200: substrate support member
300: moving injection member
310: nozzle unit

Claims (2)

기판으로 약액을 분사하는 분사 유닛에 있어서:
약액을 수용하여 원형의 단면을 갖는 내부 공간 및 상기 내부 공간과 연결되어 상기 약액을 하방으로 토출하는 토출구를 갖는 몸체;
상기 몸체의 측면에 구비되어 제1약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제1공급포트;
상기 몸체의 측면에 구비되어 제2약액을 상기 내부 공간으로 공급하는 제2공급포트;
상기 몸체의 상면에 구비되어 상기 내부 공간을 크리닝하기 위한 고온의 초순수를 공급하는 제3공급포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사 유닛.In the injection unit for injecting the chemical liquid to the substrate:
A body having an internal space having a circular cross section to receive the chemical liquid and a discharge port connected to the internal space to discharge the chemical liquid downward;
A first supply port provided at a side of the body to supply a first chemical liquid to the internal space;
A second supply port provided at a side of the body to supply a second chemical liquid to the internal space;
And a third supply port provided on an upper surface of the body to supply high temperature ultrapure water for cleaning the internal space. 제 1 항에 있어서,
상기 제1공급포트에는 상기 내부 공간을 퍼지하기 위한 퍼지가스 공급관이 연결되는 것을 특징으로 하는 분사 유닛.The method of claim 1,
And a purge gas supply pipe connected to the first supply port for purging the internal space.
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