KR20220017573A - 기판 처리 장치 및 노즐 세정 방법 - Google Patents

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KR20220017573A
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김철만
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리 공간을 제공하는 처리 용기와; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 처리액을 공급하는 처리액 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛과; 처리액 노즐이 대기하는 공간을 제공하는 홈 포트를 포함하되, 홈 포트는, 내부에 처리액 노즐의 노즐팁이 삽입 가능하도록 내부 공간을 형성하는 몸체; 몸체에 결합되어 노즐팁을 향해 제1유체를 분사하는 제1유체 분사 노즐과; 몸체에 내부 공간을 드레인시키는 배출 라인을 포함하는 배출 부재를 포함하고, 제1유체 분사 노즐은 하향 경사진 방향으로 제1유체를 분사하도록 제공될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 노즐 세정 방법{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE AND METHOD FOR CLEANING NOZZLE USING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 노즐 세정 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 홈 포트에서 대기하는 분사 노즐을 세정 및 건조하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 노즐 세정 방법에 관한 것이다.
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.
일반적으로 포토레지스트를 제거하기 위해 다양한 약액이 사용되며 약액은 분사 노즐을 통해 기판으로 제공된다. 이와 같이 약액을 분사하여 기판을 처리하는 공정을 하는 경우, 분사 노즐에 약액이 잔류한다. 분사 노즐에 잔류하는 약액은 기판 처리 장치의 오염 물질의 소스가 된다. 이에, 분사 노즐이 약액을 분사하기 전 또는 분사한 이후에 분사 노즐을 세정해야 한다.
본 발명의 목적은 분사 노즐을 효과적으로 세정하는 기판 처리 장치 그리고 이를 이용한 노즐 세정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리 공간을 제공하는 처리 용기와; 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 처리액을 공급하는 처리액 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛과; 처리액 노즐이 대기하는 공간을 제공하는 홈 포트를 포함하되, 홈 포트는, 내부에 처리액 노즐의 노즐팁이 삽입 가능하도록 내부 공간을 형성하는 몸체; 몸체에 결합되어 노즐팁을 향해 제1유체를 분사하는 제1유체 분사 노즐과; 몸체에 내부 공간을 드레인시키는 배출 라인을 포함하는 배출 부재를 포함하고, 제1유체 분사 노즐은 하향 경사진 방향으로 제1유체를 분사하도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 몸체의 내벽에 나선형의 홈이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 몸체는, 측면부와; 측면부의 상단으로부터 연장되되 몸체의 내측으로 상향 경사지도록 제공되는 가드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 홈 포트는, 몸체에 결합되어 몸체 내 가스를 배기하는 배기구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 몸체에 결합되어 노즐팁을 향해 제2유체를 분사하는 제2유체 분사 노즐을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2유체 분사 노즐은 하향 경사진 방향으로 제1유체를 분사하도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 홈 포트는, 제1유체 분사 노즐 그리고 제2유체 분사 노즐을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 제어기는, 제1유체 분사 노즐이 노즐팁을 향해 제1유체를 분사하기 시작한 이후에 제2유체 분사 노즐이 노즐팁을 향해 제2유체를 분사하도록 제1유체 분사 노즐 그리고 제2유체 분사 노즐을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어기는, 제2유체 분사 노즐이 제2유체를 분사하는 동안 제1유체 분사 노즐이 제1유체를 계속적으로 분사하도록 제1유체 분사 노즐 그리고 제2유체 분사 노즐을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어기는, 제2유체 분사 노즐이 분사를 종료한 이후에 제1유체 분사 노즐이 분사를 종료하도록 제1유체 분사 노즐 그리고 제2유체 분사 노즐을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1유체는 가스이고 제2유체는 세정액일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1유체는 질소이고 제2유체는 탈이온수(Deionized Water)일 수 있다.
또한, 본 발명은 노즐 세정 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 노즐 세정 방법은,
노즐팁을 향해 제1유체를 분사하기 시작한 이후에 노즐팁을 향해 제2유체를 분사할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2유체를 분사하는 동안 제1유체를 계속적으로 분사할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2유체의 분사를 종료한 이후에 제1유체의 분사를 종료할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1유체는 가스이고 제2유체는 세정액일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1유체는 질소이고 제2유체는 탈이온수(Deionized Water)일 수 있다.
본 발명에 의하면, 분사 노즐을 효과적으로 세정하여, 기판에 부착될 수 있는 오염 물질의 양을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 포트를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 노즐 세정 방법의 순서도를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6 내지 도 9는 각각 본 발명의 노즐 세정 방법에 따라 노즐을 세정하는 모습을 순차적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시 예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시 예에는 기판의 표면을 소수화 처리하고, 이를 세정 처리하는 공정을 일 예로 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 액체 및 기체 등의 유체를 공급하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 공정 챔버들(260)이 이송 챔버(240)를 기준으로 서로 대칭되게 위치된다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되도록 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다.
선택적으로, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 또는 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다.
베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암들(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암들(144c) 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인 암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인 암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인 암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인 암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(도2 및 도 3의 700)가 제공된다. 각각의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치(700)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(700)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(700)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(700)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 2는 기판 처리 장치(700)를 나타낸 평면도이고, 도 3은 기판 처리 장치(700)를 나타낸 단면도이다. 아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 처리액(오존수 포함), 산성 처리액, 린스액, 그리고 건조가스(IPA가 포함된 가스)와 같은 처리 유체들을 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. 또한, 본 실시예에서는 기판 처리 장치(700)가 처리하는 기판으로 반도체 기판를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(700)는 공정 챔버(750), 처리 용기(100), 지지 유닛(200), 배기 부재(400), 승강 부재(7000), 처리액 공급 유닛(300) 및 홈 포트(800)를 포함한다.
공정 챔버(750)는 밀폐된 공간을 제공하며. 상부에는 팬 필터 유닛(710)이 설치된다. 팬 필터 유닛(710)은 공정 챔버(750) 내부에 수직 기류를 발생시킨다. 일 예에서, 팬 필터 유닛(710)은 필터와 공기를 공급하는 팬이 하나의 유닛으로 모듈화된 장치일 수 있다. 일 예에서, 팬 필터 유닛(710)은 청정공기를 필터링하여 공정 챔버(750) 내부로 공급해주는 장치일 수 있다. 청정공기는 팬 필터 유닛(710)을 통과하여 공정 챔버(750) 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리 유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 퓸(Fume)등 오염기체는 공기와 함께 처리 용기(100)의 회수 용기들을 통해 배기 부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 청정도를 유지하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(750)는 수평 격벽(714)에 의해 공정 영역(716)과 유지보수 영역(718)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(718)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출 라인, 서브배기 라인(410) 이외에도 승강 부재의 구동부과, 처리액 공급 유닛(300)의 처리액 노즐(340)과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(718)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
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 지지 유닛(200)이 위치된다.
처리 용기(100)는 지지 유닛(200)의 기판 지지 부재(210)가 위치되는 상부공간(132a)과, 강제 배기가 이루어지도록 지지 유닛(200)의 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부 공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 처리액과 기체를 유입 및 흡입하는 내측 회수 용기(110)와 외측 회수 용기(130)가 다단으로 배치된다.
내측 회수 용기(110)와 외측 회수 용기(130)는 하나의 공통된 환형공간(처리 용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기 부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.
각각의 회수 용기(110,130) 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수 용기(110)는 지지 유닛(200)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수 용기(130)는 내부 회수 용기(110)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수 용기(110)의 내측 공간, 내부 회수 용기(110)와 외부 회수 용기(130) 사이 공간은 각각 내부 회수 용기(110) 그리고 외부 회수 용기(130)로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다.
내측 회수 용기(110)는 링 형상의 외벽, 바닥벽 그리고 내벽을 가진다. 외벽은 스핀 헤드로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽을 가진다. 바닥벽은 수직벽의 하단으로부터 스핀 헤드를 향하는 방향으로 수평하게 연장된다. 내벽은 바닥벽의 안쪽 끝단으로부터 위 방향으로 수직하게 연장된다. 내벽의 상단은 경사벽의 상단과 일정거리 이격되도록 하는 위치까지 연장된다. 내벽과 경사벽 사이의 상하 방향으로 이격된 공간은 내측 회수 공간(RS1)으로서 내측 회수 용기(110)의 유입구로서 기능한다. 내측 회수 용기(110)의 외벽 또는 바닥벽에는 내측 회수 공간(RS1)으로 유입된 처리액을 배출하는 처리액 배출관이 연결된다.
외측 회수 용기(130)는 링 형상의 외벽을 가진다. 외벽은 스핀 헤드로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽을 가진다. 외측 회수 용기(130)의 경사벽은 내측 회수 용기(110)의 경사벽과 이격되게 위치되며, 외측 회수 용기(130)의 경사벽과 내측 회수 용기(110)의 경사벽 사이의 상하 방향으로 이격된 공간은 외측 회수 공간(RS2)으로서 외측 회수 용기(130)의 유입구로서 기능한다.
각각의 회수 용기(110,130)에는 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(141,145)이 연결된다. 내측 회수 용기(110)의 내측 회수 공간(RS1)에 유입된 처리액은 처리액 배출관을 거쳐 내측 회수 라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 외측 회수 용기(130)의 외측 회수 공간(RS2)에 유입된 처리액은 처리 용기(100)의 하면에 형성된 외측 회수 라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
배기 부재(400)는 기판 처리 공정 시 내부 회수 용기(110) 및 외부 회수 용기(130) 중 처리액을 회수하는 각각의 회수 용기(110,130)에 동일한 배기압력을 제공하기 위한 것이다. 배기 부재(400)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브 배기 라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브 배기 라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기 라인과 연결된다.
지지 유닛(200)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판을 회전시킨다. 지지 유닛(200)은 기판 지지 부재(210), 지지축(250), 회전 구동부(230)를 포함한다. 기판 지지 부재는 지지 플레이트(211), 지지핀(212), 척핀(214)을 포함한다. 지지 플레이트(211)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 지지 플레이트(211)의 저면에는 회전 구동부(230)에 의해 회전가능한 지지축(250)이 고정 결합된다.
지지핀(212)은 복수 개 제공된다. 일 예에서, 지지핀(212)은 지지 플레이트(211)의 상부면의 가장자리 영역에 소정 간격으로 이격되게 배치된다. 지지핀(212)은 지지 플레이트(211)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면을 지지한다. 척핀(214)은 복수 개 제공된다. 일 예에서, 척핀(214)은 지지핀(212)의 외측에 배치된다. 척핀(214)은 지지 유닛(200)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다.
승강 부재(7000)는 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(200)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다. 일 예에서, 승강 부재(7000)는 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 포함한다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정 설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정 결합된다.
기판(W)이 지지 유닛(200)에 놓이거나, 지지 유닛(200)로부터 들어 올려질 때 지지 유닛(200)이 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수 용기로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 부재(7000)는 지지 유닛(200)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
처리액 공급 유닛(300)은 기판 처리 공정 시, 지지 유닛(200)에 놓인 기판의 처리면으로 처리액을 분사한다. 처리액 공급 유닛(300)은 지지축(302), 구동기(303), 노즐 지지대(304) 그리고 처리액 노즐(310)을 포함한다.
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. 노즐(310)은 노즐 지지대(304)의 끝단 저면에 설치된다. 처리액 노즐(310)은 구동기(303)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 일 예에서, 공정 위치는 처리액 노즐(310)이 처리 용기(100)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 처리액 노즐(310)이 처리 용기(100)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 처리액 노즐(310)은 처리액 공급원(미도시)으로부터 공급된 처리액을 기판의 처리면으로 분사한다.
도 4는 본 발명에 따른 홈 포트를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 홈 포트(800)는 몸체(810), 건조 부재(850), 세정 부재(830), 배출 부재(870) 및 배기 라인(890)을 포함한다. 홈 포트(800)는 기판 처리 공정 전후에 처리액 노즐(310)을 대기시킨다.
몸체(810)는 처리 용기(100)의 일측에 위치된다. 몸체(810)는 처리액을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지고, 그 상부는 개방되도록 제공된다. 내부 공간으로 대기 위치에 놓인 처리액 노즐(310)의 노즐팁(311)이 삽입된다. 일 예에서, 몸체(810)의 내벽에는 나선형의 홈(812)이 형성된다.
몸체(810)는, 측면부(813)와 가드부(814)를 갖는다. 측면부(813)는 노즐팁(311)이 삽입되는 내부 공간을 형성한다. 일 예에서, 측면부(813)는 중공을 포함하는 원기둥 형상으로 제공된다. 가드부(814)는 측면부(813)의 상단으로부터 연장된다. 일 예에서, 가드부(814)는 몸체(810)의 내측을 향하는 방향으로 상향 경사지도록 제공된다. 가드부(814)는 내부 공간으로 토출되는 유체가 몸체(810) 밖으로 비산되는 것을 방지한다.
건조 부재(850)는 내부 공간에 삽입된 노즐팁(311)으로 제1유체를 분사한다. 일 예에서 제1유체는 가스이다. 예컨대, 가스는 질소(N2)일 수 있다. 질소(N2)는 공기보다 무거워 내부 공간 내에서 다운 기류를 형성한다. 건조 부재(850)는 처리액 노즐(310)의 외벽에 잔류하는 처리액이나 세정액을 건조한다. 또한, 건조 부재(850)는 처리액에서 발생되는 퓸(Fume) 등의 오염 기체가 처리액 노즐(310)에 부착되는 것을 방지한다. 또한, 건조 부재(850)는 몸체(810) 내부에서 다운 기류를 형성한다.
건조 부재(850)는 제1유체 공급원(854), 제1유체 공급 라인(851, 853), 제1유체 공급 밸브(857, 859) 그리고 제1유체 분사 노즐(852)을 포함한다.
제1유체 공급 라인(851, 853)은 제1유체 공급원(854)으로부터 각 제1유체 분사 노즐(852)로 제1유체를 공급한다. 제1유체 공급 밸브(857, 859)는 제1유체 분사 노즐(852)로 공급되는 제1유체의 공급 여부와 공급 유량을 조절한다. 일 예에서, 제1유체 공급 밸브(857, 859)는 각 제1유체 공급 라인(851, 853) 마다 제공되며 각각 별개로 조절될 수 있다.
제1유체 분사 노즐(852)은 노즐팁(311)을 향해 제1유체를 토출한다. 일 예에서, 제1유체 분사 노즐(852)은 몸체(810)의 측면부(813)에 결합된다. 일 예에서, 제1유체 분사 노즐(852)은 복수 개 제공된다. 예컨대, 제1유체 분사 노즐(852)은 몸체(810)에 서로 마주보도록 두 개 제공될 수 있다. 선택적으로, 제1유체 분사 노즐(852)은 몸체(810)의 둘레에 복수 개 제공될 수 있다. 일 예에서, 제1유체 분사 노즐(852)은 몸체(810)의 중심을 기준으로 대칭적으로 제공될 수 있다.
제1유체 분사 노즐(852)의 토출구는 처리액 노즐(310)을 향하도록 제공된다. 일 예에서, 제1유체 분사 노즐(852)의 토출구는 내부 공간에 삽입된 노즐팁(311)을 향하도록 하향 경사진 방향으로 제공될 수 있다. 이에, 제1유체 분사 노즐(852)로부터 제1유체는 노즐팁(311)을 향해 하향 경사진 방향으로 분사된다. 이에, 제1유체 분사 노즐(852)로부터 토출되는 가스는 내부 공간에서 나선형의 홈(812)을 따라 다운 기류를 형성한다.
세정 부재(830)는 내부 공간에 삽입된 노즐팁(311)으로 제2유체를 분사한다. 일 예에서, 제2유체는 세정액이다. 예컨대, 세정액은 탈이온수(DIW;Deinoinzed-Water)일 수 있다. 세정 부재(830)는 처리액 노즐(310)의 외벽에 잔류하는 처리액을 세정한다.
세정 부재(830)는 제2유체 공급원(834), 제2유체 공급 라인(831, 833), 제2유체 공급 밸브(837, 839) 그리고 제2유체 분사 노즐(832)을 포함한다. 제2유체 공급 라인(831, 833)은 제2유체 공급원(834)으로부터 각 제2유체 분사 노즐(832)로 제2유체를 공급한다. 제2유체 공급 밸브(837, 839)는 제2유체 분사 노즐(832)로 공급되는 제2유체의 공급 여부와 공급 유량을 조절한다. 일 예에서, 제2유체 공급 밸브(837, 839)는 각 제2유체 공급 라인(831, 833) 마다 제공되며 각각 별개로 조절될 수 있다.
제2유체 분사 노즐(832)은 노즐팁(311)을 향해 제2유체를 토출한다. 일 예에서, 제2유체 분사 노즐(832)은 몸체(810)의 측면부(813)에 결합된다. 일 예에서, 제2유체 분사 노즐(832)은 복수 개 제공된다. 예컨대, 제2유체 분사 노즐(832)은 몸체(810)에 서로 마주보도록 두 개 제공될 수 있다. 일 예에서, 제2유체 분사 노즐(832)은 제1유체 분사 노즐(852) 보다 아래에 위치한다. 이에, 제1유체 분사 노즐(852)이 제2유체 분사 노즐(832)로부터 토출된 세정액을 효과적으로 건조할 수 있다. 또한, 제1유체 분사 노즐(852)에 의해 제공되는 다운 기류에 의해 노즐팁(311)에 분사된 세정액이 하방으로 신속하게 낙하될 수 있다. 선택적으로, 제2유체 분사 노즐(832)은 몸체(810)의 둘레에 복수 개 제공될 수 있다. 일 예에서, 제2유체 분사 노즐(832)은 몸체(810)의 중심을 기준으로 대칭적으로 제공될 수 있다. 일 예에서, 제1유체 분사 노즐(852)과 제1유체 분사 노즐(832)은, 동일한 개수로 제공될 수 있다. 제2유체 분사 노즐(832)의 토출구는 처리액 노즐(310)을 향하도록 제공된다. 일 예에서, 제2유체 분사 노즐(832)의 토출구는 내부 공간에 삽입된 노즐팁(311)을 향하도록 하향 경사진 방향으로 제공될 수 있다. 이에, 제2유체 분사 노즐(832)로부터 제2유체는 노즐팁(311)을 향해 하향 경사진 방향으로 분사된다.
배출 부재(870)는 몸체(810) 내의 세정된 처리액을 외부로 배출한다. 배출 부재는 배출 라인(872), 역류 방지 밸브(874) 및 냉각 장치(876)를 포함한다. 배출 라인(872)은 몸체(810)의 하부에 연결된다. 배출 라인(872) 상에는 역류 방지 밸브(874)가 제공된다. 역류 방지 밸브(874)는 배출 라인(872)을 통해 외부로 배출되던 처리액에서 발생하는 퓸(Fume)이 역류하는 것을 방지한다. 역류 방지 밸브(874)는 처리액 노즐(310)이 기판 공정 위치에 위치되면 닫히고, 처리액 노즐(310)이 대기 위치에 위치하면 열릴 수 있다. 냉각 장치(876)는 배출 라인(872) 상에 설치된다. 냉각 장치(876)는 상술한 역류 방지 밸브(874)보다 몸체(810)에서 더 멀리 떨어진 곳에 위치된다. 처리액 노즐(310)에서 세정되어 외부로 배출되는 처리액은 고온의 상태로 배출될 수 있다. 고온의 혼합액은 배출되는 과정에서 다른 구조물에 손상을 입힐 수 있다. 이에, 냉각 장치(876)는 배출 라인(872) 내의 유체를 냉각하여 열해를 방지한다.
배기 라인(890)은 몸체(810) 내의 가스를 배기한다. 배기 라인(890)은 몸체(810)의 상부 측면에 형성된 배기구에 연결된다. 일 예에서, 배기구는 제1유체 분사 노즐(852)보다 상부에 제공될 수 있다. 이에, 제1유체 분사 노즐(852)로부터 토출된 가스가 제1유체 분사 노즐(852) 보다 위에 머물더라도 배기구를 통해 배출될 수 있다. 배기구는 배기 라인(890)을 통해 몸체(810) 내에서 발생되는 퓸(Fume) 및 배출 라인(872)에서 역류하는 퓸(Fume)을 외부로 배출한다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 기판 처리 장치(700)를 이용하여 노즐을 세정하는 방법을 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 노즐 세정 방법의 순서도를 나타내고 도 6 내지 도 9는 각각 본 발명의 노즐 세정 방법에 따라 노즐을 세정하는 모습을 순차적으로 나타내는 도면이다. 본 발명의 제어기는 후술하는 노즐을 세정하는 방법을 수행하기 위해 기판 처리 장치를 제어한다.
처리액 노즐(310)은 기판 처리 공정이 시작되기 전 또는 기판 처리 공정이 끝난 후 홈(812) 포트(800)로 복귀하여 대기한다. 홈(812) 포트(800)에서 대기하는 처리액 노즐(310)은 세정 및 건조된다. 노즐 세정 방법이 수행되는 동안 홈(812) 포트(800)의 몸체(810) 내의 세정된 처리액은 배출 라인(872)을 통해 배출하고, 퓸(Fume) 등의 오염 기체는 배기 라인(890)을 통해 배기된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 노즐 세정 방법은, 제1유체 공급이 시작되고 제2유체 공급이 시작된다. 이후에 제2유체의 공급이 종료되고 제1유체의 공급이 종료된다.
도 6을 참조하면, 노즐팁(311)이 몸체(810)의 내부 공간에 삽입되면 제1유체 분사 노즐(852)로부터 노즐팁(311)을 향해 제1유체인 가스가 분사된다. 제1유체 분사 노즐(852)의 토출구가 하향 경사진 바, 가스의 공급 방향은 아래를 향한다. 또한, 몸체(810)의 내벽에는 나선형의 홈이 제공되어 제1유체 분사 노즐(852)로부터 토출되는 가스는 다운 기류를 형성한다. 노즐팁(311)으로 분사되는 가스는 노즐팁(311)에 잔류하는 처리액(P) 또는 파티클 등을 제거한다. 노즐팁(311)에 잔류하는 처리액(P)은 다운 기류에 의해 하방으로 낙하되거나 노즐팁(311) 상에서 건조된다.
이후에, 도 7에 도시된 바와 같이 제2유체 분사 노즐(832)을 통해 노즐팁(311)을 향해 세정액이 공급된다. 세정액을 공급하는 동안, 노즐팁(311)을 향해 계속적으로 가스가 공급된다. 이에, 노즐팁(311)으로 세정액을 공급하는 동안 지속적으로 다운 기류를 형성하여 노즐팁(311) 상에 잔류하는 처리액(P)과 세정액(W)의 이탈과 낙하를 돕는다.
이후에, 도 8에 도시된 바와 같이 세정액의 공급이 중단된다. 세정액의 공급이 중단되더라도 노즐팁(311)을 향해 가스의 공급은 지속적으로 이루어진다. 이에, 노즐팁(311)에 잔류하는 세정액(W)을 완전히 건조시킬 수 있다. 세정액(W)이 완전히 건조된 이후에 도 9에 도시된 바와 같이 가스의 공급이 중단된다.
본 발명에 따르면, 홈(812) 포트(800) 내의 제2유체 분사 노즐(832)과 제1유체 분사 노즐(852)을 이용하여 처리액 노즐(310)의 외벽을 세정 건조하고, 건조가스를 지속적으로 처리액 노즐에 분사함으로써 홈(812) 포트(800)의 몸체(810) 내에서 발생하는 퓸(Fume)등의 오염 기체가 처리액 노즐(310)에 부착되는 것을 방지한다.
본 발명에 따르면, 몸체(810)의 상부에 가드부(814)를 형성하여 몸체(810) 내부의 액이 외부로 튀는 것을 방지하는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 노즐팁(311) 상으로 세정액을 공급하기 이전에 가스를 공급하여 몸체(810) 내부에 다운 기류를 형성하여 처리액과 세정액의 낙하를 돕는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 몸체(810) 내부에 나선형의 홈(812)을 형성하여 몸체(810) 내부에 다운 기류를 형성하여 처리액과 세정액의 낙하를 돕는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 노즐팁(311) 상으로 세정액을 공급하는 동안 지속적으로 가스를 공급하여 노즐팁(311)의 세정 효율을 상승시키는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 노즐팁(311) 상으로 세정액의 공급을 중단한 이후에도 가스를 공급하여 노즐팁(311) 상에 잔류하는 세정액을 완전히 건조시킬 수 있는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
310: 처리액 노즐
800: 홈 포트
810: 몸체
830: 세정 부재
832: 제2유체 분사 노즐
850: 건조 부재
852: 제1유체 분사 노즐
870: 배출 부재
890: 배기 라인

Claims (16)

  1. 내부에 처리 공간을 제공하는 처리 용기와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 처리액을 공급하는 처리액 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛과;
    상기 처리액 노즐이 대기하는 공간을 제공하는 홈 포트를 포함하되,
    상기 홈 포트는,
    내부에 상기 처리액 노즐의 노즐팁이 삽입 가능하도록 내부 공간을 형성하는 몸체;
    상기 몸체에 결합되어 상기 노즐팁을 향해 제1유체를 분사하는 제1유체 분사 노즐과;
    상기 몸체에 내부 공간을 드레인시키는 배출 라인을 포함하는 배출 부재를 포함하고,
    상기 제1유체 분사 노즐은 하향 경사진 방향으로 상기 제1유체를 분사하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 내벽에 나선형의 홈이 형성된 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는,
    측면부와;
    상기 측면부의 상단으로부터 연장되되 상기 몸체의 내측으로 상향 경사지도록 제공되는 가드부를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홈 포트는,
    상기 몸체에 결합되어 상기 몸체 내 가스를 배기하는 배기구가 형성되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체에 결합되어 상기 노즐팁을 향해 제2유체를 분사하는 제2유체 분사 노즐을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2유체 분사 노즐은 하향 경사진 방향으로 상기 제1유체를 분사하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 홈 포트는,
    상기 제1유체 분사 노즐 그리고 상기 제2유체 분사 노즐을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1유체 분사 노즐이 상기 노즐팁을 향해 제1유체를 분사하기 시작한 이후에 상기 제2유체 분사 노즐이 상기 노즐팁을 향해 제2유체를 분사하도록 상기 제1유체 분사 노즐 그리고 상기 제2유체 분사 노즐을 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제2유체 분사 노즐이 상기 제2유체를 분사하는 동안 상기 제1유체 분사 노즐이 상기 제1유체를 계속적으로 분사하도록 상기 제1유체 분사 노즐 그리고 상기 제2유체 분사 노즐을 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제2유체 분사 노즐이 분사를 종료한 이후에 상기 제1유체 분사 노즐이 분사를 종료하도록 상기 제1유체 분사 노즐 그리고 상기 제2유체 분사 노즐을 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유체는 가스이고 상기 제2유체는 세정액인 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1유체는 질소이고 상기 제2유체는 탈이온수(Deionized Water)인 기판 처리 장치.
  12. 제5항의 기판 처리 장치를 이용하여 노즐을 세정하는 방법에 있어서,
    상기 노즐팁을 향해 제1유체를 분사하기 시작한 이후에 상기 노즐팁을 향해 제2유체를 분사하는 노즐 세정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2유체를 분사하는 동안 상기 제1유체를 계속적으로 분사하는 노즐 세정 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2유체의 분사를 종료한 이후에 상기 제1유체의 분사를 종료하는 노즐 세정 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1유체는 가스이고 상기 제2유체는 세정액인 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1유체는 질소이고 상기 제2유체는 탈이온수(Deionized Water)인 기판 처리 장치.
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