KR-20260060872-A - SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PORCESSING METHOD

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 그리고 액 처리 챔버로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함한다. 액 공급 유닛은, 내부에 처리액을 저장하는 공급 탱크와; 공급 탱크에 접속되어 처리액을 순환시키는 순환 라인과; 개폐 밸브가 설치되고, 순환 라인에서 분기하여 처리액을 액 처리 챔버로 공급하는 액 공급 라인을 포함한다. 공급 탱크에는 상기 공급 탱크 내의 처리액에 유동압을 제공하는 제1 교반기가 설치된다.

Inventors

김성필

Assignees

세메스 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (20)

기판을 처리하는 장치에 있어서, 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 그리고 상기 액 처리 챔버로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은, 내부에 처리액을 저장하는 공급 탱크와; 상기 공급 탱크에 접속되어 처리액을 순환시키는 순환 라인과; 그리고 개폐 밸브가 설치되고, 상기 순환 라인에서 분기하여 처리액을 상기 액 처리 챔버로 공급하는 액 공급 라인을 포함하되, 상기 공급 탱크에는 상기 공급 탱크 내의 처리액에 유동압을 제공하는 제1 교반기가 설치되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 처리액의 순환이 정지되는 동안에 상기 공급 탱크 내의 상기 처리액이 유동하도록 상기 제1 교반기를 제어하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 순환 라인을 통해 처리액의 순환이 이루어지는 동안에 상기 공급 탱크 내의 상기 처리액이 유동하도록 상기 제1 교반기를 제어하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 교반기는 마그네틱 교반기인 기판 처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 교반기는, 상기 공급 탱크의 외측에 설치되고, 전류가 인가되어 상기 공급 탱크 내의 처리액에 유동압을 제공하는 전자석과; 그리고 상기 전자석에 전류를 인가하는 전원 장치를 포함하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 액 공급 유닛은, 상기 공급 탱크 내의 처리액을 배출하는 배출관과; 그리고 상기 배출관에 접속되는 드레인 박스를 더 포함하되, 상기 드레인 박스에는 상기 드레인 박스 내의 처리액에 유동압을 제공하는 제2 교반기가 설치되는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서, 상기 장치는 상기 액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 처리액이 상기 공급 탱크로부터 상기 드레인 박스로 유입되면, 상기 드레인 박스 내의 상기 처리액이 유동하도록 상기 제2 교반기를 제어하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서, 상기 드레인 박스로 상온 또는 상온보다 낮은 온도의 희석액을 공급하는 희석액을 공급하는 희석액 공급 라인이 접속되는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서, 상기 제2 교반기는 마그네틱 교반기인 기판 처리 장치.
기판을 처리하는 방법에 있어서, 공급 탱크에 저장된 처리액의 온도 및 농도를 조절하는 조절 단계와; 그리고 상기 조절 단계 후에, 상기 순환 라인으로부터 분기된 액 공급 라인을 통해 액 처리 챔버로 온도 및 농도가 조절된 상기 처리액을 공급하는 액 처리 단계를 포함하되, 상기 조절 단계에서, 상기 처리액이 순환되면서 상기 공급 탱크에 설치된 제1 교반기에 의해 상기 처리액을 유동시키는 기판 처리 방법.
제10항에 있어서, 상기 조절 단계에서, 상기 처리액을 순환시키면서 상기 공급 탱크에 설치된 히터를 이용해 상기 처리액을 가열하는 기판 처리 방법.
제10항에 있어서, 상기 기판 처리 방법은, 상기 공급 탱크, 상기 순환 라인, 그리고 상기 액 공급 라인을 포함하는 액 공급 유닛에 이상이 생긴 경우 가동을 중단시키는 순환 정지 단계를 더 포함하되, 상기 순환 정지 단계에서, 상기 공급 탱크에 설치된 상기 제1 교반기를 이용해 상기 공급 탱크 내의 상기 처리액을 유동시키는 기판 처리 방법.
제11항에 있어서, 상기 조절 단계에서, 설정 온도와 상기 처리액의 온도 간의 차이가 클수록 상기 공급 탱크 내의 상기 처리액의 유동 속도를 증가시키는 기판 처리 방법.
제10항에 있어서, 상기 기판 처리 방법은, 상기 공급 탱크, 상기 순환 라인, 그리고 상기 액 공급 라인을 포함하는 액 공급 유닛에 이상이 생긴 경우 가동을 중단시키는 순환 정지 단계를 더 포함하되, 상기 액 공급 유닛의 이상이 해소되고, 그리고 상기 처리액의 재사용이 가능한 경우 상기 조절 단계가 다시 수행되는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 교반기는 자력에 의해 상기 처리액에 유동압을 제공하는 기판 처리 방법.
제10항에 있어서, 상기 기판을 처리하는 방법은, 상기 순환 정지 단계 이후 상기 처리액의 재사용이 불가능한 경우 수행되고, 상기 공급 탱크 내 상기 처리액을 교환하는 액 교환 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
제16항에 있어서, 상기 액 교환 단계에서, 상기 공급 탱크 내의 상기 처리액은 드레인 라인을 통해서 드레인 박스로 배출되고, 상기 드레인 박스 내의 상기 처리액이 상기 드레인 박스에 설치된 제2 교반기에 의해 상기 처리액을 유동시키는 기판 처리 방법.
제17항에 있어서, 상기 제2 교반기는 자력에 의해 상기 처리액에 유동압을 제공하는 기판 처리 방법.
제10항에 있어서, 상기 처리액은 황산(H 2 SO 4 ), 과산화수소(H 2 O 2 ), 그리고 순수(H 2 O)의 혼합물인 기판 처리 방법.
기판을 처리하는 장치에 있어서, 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 그리고 상기 액 처리 챔버로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은, 내부에 처리액을 저장하는 공급 탱크와; 상기 공급 탱크에 접속되어 처리액을 순환시키는 순환 라인과; 개폐 밸브가 설치되고, 상기 순환 라인에서 분기하여 처리액을 상기 액 처리 챔버로 공급하는 액 공급 라인과; 상기 공급 탱크 내의 처리액을 배출하는 배출관과; 그리고 상기 배출관에 접속되는 드레인 박스를 포함하되, 상기 공급 탱크에는 상기 공급 탱크 내의 처리액에 유동압을 제공하고, 마그네틱 교반기로 제공되는 제1 교반기가 설치되고, 상기 제1 교반기는, 상기 공급 탱크의 외측에 설치되고, 전류가 인가되어 상기 공급 탱크 내의 처리액에 유동압을 제공하는 전자석과; 그리고 상기 전자석에 전류를 인가하는 전원 장치를 포함하고, 상기 드레인 박스에는 상기 드레인 박스 내의 처리액에 유동압을 제공하는 제2 교반기가 설치되는 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PORCESSING METHOD} 본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 기판을 처리하는 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 처리액의 공급 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 증착 등의 다양한 공정들이 수행된다. 또한 어느 하나의 공정이 수행되면, 다음 공정이 수행되기 전에 기판을 처리액으로 세정하는 공정이 수행된다. 일반적으로 위 세정 공정을 수행하는 세정 장치는 액 처리 챔버 및 액 공급 유닛을 가진다. 액 공급 유닛은 세정에 사용되는 처리액이 저장되는 공급 탱크를 가진다. 공급 탱크에는 순환 라인이 접속되고, 순환 라인에는 펌프, 히터, 필터, 그리고 밸브 등의 다양한 부품이 설치된다. 또한 액 처리 챔버로 처리액을 공급하는 액 공급 라인이 순환 라인으로부터 분기되도록 설치되고, 액 공급 라인에는 개폐 밸브가 설치된다. 순환 라인을 통해 순환시키면서 처리액의 온도 및 농도를 조절할 경우, 많은 시간이 소요되고, 이에 따라 공정 효율이 저하된다. 순환 라인을 통해 처리액의 순환이 이루어지는 도중에, 순환 라인에 설치되는 부품에 이상이 발생하는 경우 펌프의 동작이 정지되고, 액의 순환이 이루어지지 않으며, 처리액은 공급 탱크 내에 정체된 상태로 저장된다. 또한 공급 탱크 내부를 액 교환 시, 공급 탱크로부터 배출된 액은 드레인 박스에 저장되고 고온의 액은 희석액에 의해 그 온도 및 농도가 저하된다. 그러나 드레인 박스에서 액이 전체적으로 균일하게 요구되는 온도 및 농도로 저하되기까지 많은 시간이 소요된다. 그러나 처리액이 황산 등과 같이 고점도의 액인 경우, 처리액이 유동되지 않고 정체될 때 처리액이 응집된다. 이 경우, 순환 라인에 설치된 부품을 교체하더라도 이에 많은 시간이 소요된 경우 공급 탱크 내의 처리액을 사용할 수 없다. 따라서 공급 탱크 내 처리액을 폐기하고, 새로운 처리액으로 기판을 처리해야 한다. 따라서 처리액의 폐기량이 많고, 공급 탱크 내로 새로운 처리액을 보충하고 처리액을 설정 온도로 가열하기까지 많은 시간이 소요된다. 본 명세서의 비제한적인 실시예의 다양한 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 상세한 설명을 검토하면 더욱 명백해질 수 있다. 첨부된 도면은 단지 예시의 목적으로 제공되며 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 언급되지 않는 한 축척에 맞게 그려진 것으로 간주되지 않는다. 명확성을 위해 도면의 다양한 치수는 과장되었을 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 액 처리 챔버의 노즐로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3의 액 공급 유닛에 따른 처리액 공급 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 5는 도 4의 조절 단계에서의 액 공급 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 도 4의 액 처리 단계에서의 액 공급 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 도 4의 순환 정지 단계에서의 액 공급 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 8은 도 4의 액 교환 단계에서의 액 공급 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9는 도 3의 액 공급 유닛의 변형 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 어떤 구성요소를 '포함한다'는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다. 본 실시예에 따른 장치는 기판을 세정 처리하기 위해 사용되는 처리액을 탱크에서 저장 및 공급하는 데 사용되는 것으로 설명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 본 발명은 반도체 웨이퍼, 마스크 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정 등과 같이 처리액을 사용하는 다른 공정에도 적용될 수 있다. 이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(2)를 가진다. 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다. 인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)은 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12) 위에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치된다. 인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 그 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140)을 따라 이동 가능하게 제공된다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 가진다. 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 그리고 액 처리 챔버(400)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 간에 이동되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200)과 액 처리 챔버(400) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치된다. 액 처리 챔버(400)는 복수 개 제공될 수 있다. 액 처리 챔버(400)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다. 일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 각각 배치된다. 반송 챔버(300)의 양측 각각에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340)을 따라 이동 가능하게 제공된다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 가진다. 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼