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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】液処理装置及び薬液制御方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240905BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 648G
H01L21/304 648K
H01L21/304 643A
H01L21/304 647A
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022087537
(22)【出願日】2022-05-30
(65)【公開番号】P2022186637
(43)【公開日】2022-12-15
【審査請求日】2022-05-30
(31)【優先権主張番号】10-2021-0072353
(32)【優先日】2021-06-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】518162784
【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】キム，ジ ホ
(72)【発明者】
【氏名】キム，ジョン ハン
(72)【発明者】
【氏名】リ，ジュ ドン
(72)【発明者】
【氏名】リ，ジュ ファン
(72)【発明者】
【氏名】リ，ヒョン ジュン
【審査官】今井 聖和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１７１２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２２３５７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０８２７６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０７１０２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００５２３３０（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００４６７５２（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０６３２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１３１１８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第６０９９６４６（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６
Ｂ０５Ｃ ７／００－２１／００
Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を支持して回転させるスピンチャックと、前記基板に液を供給する液供給ユニットを含み、
前記液供給ユニットは、
前記基板に液を吐出するノズルと、
前記ノズルと液供給源を流路管と、
前記流路管上に提供されて前記流路管内の前記液の流れをカットオフしてサックバックするバルブ組立体と、
前記バルブ組立体は、
前記流路管内の前記液の流れを開閉するカットオフバルブと、
前記カットオフバルブの後端に隣接するように提供され、前記ノズルの前記液をサックバックするサックバックバルブを含み、
前記カットオフバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第１流速コントローラーと、
前記サックバックバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第２流速コントローラーを含み、
前記第２流速コントローラーは前記液がサックバックされて移動する速度が１０mm/s以下になるように制御することを特徴とし、
前記サックバックに印加される空圧を第１圧力以下で調整するエアレギュレーターを含み、
前記サックバックバルブに印加される空圧である第１空圧は前記カットオフバルブに印加される第２空圧より低く、
前記サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第１ばね定数が、前記カットオフバルブに提供されるスプリングのばね定数である第２ばね定数より大きい、
液処理装置。
【請求項2】
圧縮空気供給源と連結されるメイン空気ラインと、前記メイン空気ラインから分岐されて前記サックバックバルブに連結される第１空気ラインと、
前記メイン空気ラインから分岐されて前記カットオフバルブに連結される第２空気ラインを含み、
前記第１空気ラインに前記エアレギュレーター、前記第２流速コントローラーが提供され、
前記第２空気ラインに第１流速コントローラーが提供されることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項3】
第１圧力で調整されて流入される圧縮空気の開閉を制御する第１開閉バルブと一端が連結され、他端は前記サックバックバルブに連結されて前記サックバックバルブに圧縮空気を供給する第１空気ラインと、前記第１圧力と相異な第２圧力で調整されて流入される圧縮空気の開閉を制御する第２開閉バルブと一端が連結され、他端は前記カットオフバルブに連結される前記カットオフバルブに圧縮空気を供給する第２空気ラインを含むことを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項4】
前記第１圧力は前記第２圧力より小さなことを特徴とする請求項３に記載の液処理装置。
【請求項5】
前記バルブ組立体は前記ノズルと前記バルブ組立体を連結する前記流路管を基準で前記ノズルから３５０mm以内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項6】
前記液供給ユニットは、アームを含み、
前記ノズルは前記アームの端部に結合されて提供され、
前記バルブ組立体は前記アームに提供されることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項7】
前記サックバックバルブによってサックバックされて前記液が前記ノズルの末端から上昇する高さは２０mm以下であることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項8】
前記液は有機溶剤であることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項9】
前記有機溶剤はIPAであることを特徴とする請求項８に記載の液処理装置。
【請求項10】
基板を支持して回転させるスピンチャックと、前記基板に液を供給する液供給ユニットを含み、
前記液供給ユニットは、
第１流路管と連結されて前記基板に第１液を吐出する第１ノズルと、
前記第１流路管内の前記第１液の流れをカットオフする第１カットオフバルブと前記第１液をサックバックする第１サックバックバルブを含み、前記第１流路管に設置される第１バルブ組立体と、
第２流路管と連結されて前記基板に第２液を吐出する第２ノズルと、
前記第２流路管内の前記第２液の流れをカットオフする第２カットオフバルブと前記第２液をサックバックする第２サックバックバルブを含み、前記第２流路管に設置される第２バルブ組立体と、
前記第１サックバックバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第１流速コントローラーと、
前記第２サックバックバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第２流速コントローラーを含み、
前記第１バルブ組立体が提供するサックバック速度である第１速度は前記第２バルブ組立体が提供するサックバック速度である第２速度より遅くて、
前記第１液の表面張力は前記第２液の表面張力より小さくて、
前記第１サックバックバルブの作動のために印加される空圧である第１空圧は、
前記第２サックバックバルブの作動のために印加される空圧である第２空圧より低く、
前記第１サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第１ばね定数は、前記第２サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第２ばね定数より大きいことを特徴とする液処理装置。
【請求項11】
前記第１サックバックバルブで空気が流出される速度が前記第２サックバックバルブで空気が流出される速度より遅く前記第１流速コントローラー及び前記第２流速コントローラーが設定されたことを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。
【請求項12】
前記第１速度は１０mm/s以下であることを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。
【請求項13】
前記第１バルブ組立体は前記第１ノズルと前記バルブ組立体を連結する前記第１流路管を基準に前記ノズルから３５０mm以内に設置されることを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。
【請求項14】
前記液供給ユニットは、一つ以上のアームを含み、
前記第１ノズルは前記アームのうちで一つの端部に結合されて提供され、
前記第１バルブ組立体は前記第１ノズルが結合された前記アームに提供されることを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。
【請求項15】
前記第１サックバックバルブによってサックバックされて前記第１液が前記第１ノズルの末端から上昇する高さは２０mm以下であることを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を薬液で処理する液処理装置と基板を処理する薬液の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、半導体デバイスは基板上にさまざまな物質を薄膜形態で蒸着してこれをパターニングして製造される。このために蒸着工程、写真工程、蝕刻工程及び洗浄工程など多くの段階のお互いに異なる工程らが要求される。
【0003】
これら工程のうちで蝕刻工程は、基板上に形成された膜質を除去する工程であり、洗浄工程は半導体製造のための各単位工程の進行後基板表面に残留する汚染物質を除去する工程である。蝕刻工程及び洗浄工程は工程進行方式によって湿式方式と乾式方式で分類され、湿式方式は配置タイプの方式とスピンタイプの方式で分類される。
【0004】
スピンタイプの方式は一枚の基板を処理することができる支持ユニットに基板を固定した後、基板を回転させながら液供給ノズルを通じて基板に薬液(例えば、蝕刻液、洗浄液またはリンス液)を供給し、遠心力によって薬液を基板の前面で広がるようにすることで基板を洗浄処理し、基板の洗浄処理後には多様な方法で基板を乾燥する。
【0005】
スピンタイプ処理装置で基板洗浄は基板を回転させながら処理するようになるが、回転中に基板に供給される薬液及びその他の原因によって静電気が発生される。このような静電気はノズル末端に露出された薬液に影響を及ぼす。言い換えれば、静電気によってノズル末端にしずくになった薬液のドロップ(drop)を誘発し、群集性、環形など特異欠陷を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】韓国特許第10-1776021号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、基板を効率的に処理することができる液処理装置及び薬液制御方法を提供することを一目的とする。
【0008】
本発明は、静電気によった異常放射現象の発生を制御することができる液処理装置及び薬液制御方法を提供することを一目的とする。
【0009】
本発明は、工程手続き時に配管を空きにすることで発生するピュム(fume)などによる配管汚染を最小化できる液処理装置及び薬液制御方法を提供することを一目的とする。
【0010】
本発明は、特に、低表面張力液に対して発生する静電気によった異常放射現象の発生を制御することができる液処理装置及び薬液制御方法を提供することを一目的とする。
【0011】
本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは以下の記載から当業者に明確に理解されることができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、基板を処理する装置を提供する。一実施例において、基板処理装置は、基板を支持して回転させるスピンチャックと、前記基板に液を供給する液供給ユニットを含み、前記液供給ユニットは、前記基板に液を吐出するノズルと、前記ノズルと液供給源を流路管と、前記流路管上に提供されて前記流路管内の前記液の流れをカットオフしてサックバックするバルブ組立体と-前記バルブ組立体は、前記流路管内の前記処理液の流れを開閉するカットオフバルブと、前記カットオフバルブの後端に隣接するように提供され、前記ノズルの前記液をサックバックするサックバックバルブを含み、-前記カットオフバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第１流速コントローラーと、前記サックバックバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第２流速コントローラーを含み、前記第２流速コントローラーは前記液がサックバックされて移動する速度が１０mm/s以下になるように制御する。
【0013】
一実施例において、前記サックバックバルブに印加される空圧を第１圧力以下で調整するエアレギュレーターを含み、前記サックバックバルブに印加される空圧である第１空圧と前記カットオフバルブに印加される第２空圧は相異である。
【0014】
一実施例において、前記第１空圧は前記第２空圧より小さいことがある。
【0015】
一実施例において、圧縮空気供給源と連結されるメイン空気ラインと、前記メイン空気ラインから分岐されて前記サックバックバルブに連結される第１空気ラインと、前記メイン空気ラインから分岐されて前記カットオフバルブに連結される第２空気ラインを含み、前記第１空気ラインに前記エアレギュレーター、前記第１流速レギュレーターが提供され、前記第２空気ラインに第２流速レギュレーターが提供されることができる。
【0016】
一実施例において、前記第１圧力で調整されて流入される圧縮空気の開閉を制御する第１開閉バルブと一端が連結され、他端は前記サックバックバルブに連結されて前記サックバックバルブに圧縮空気を供給する第１空気ラインと、前記第１圧力と相異な第２圧力で調整されて流入される圧縮空気の開閉を制御する第２開閉バルブと一端が連結され、他端は前記カットオフバルブに連結される前記カットオフバルブに圧縮空気を供給する第２空気ラインを含むことができる。
【0017】
一実施例において、前記第１圧力は前記第２圧力より小さいことがある。
【0018】
一実施例において、前記サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第１ばね定数が、前記カットオフバルブに提供されるスプリングのばね定数である第２ばね定数より大きくなることができる。
【0019】
一実施例において、前記バルブ組立体は前記ノズルと前記バルブ組立体を連結する前記流路管を基準で前記ノズルから３５０mm以内に設置されることができる。
【0020】
一実施例において、前記液供給ユニットは、アームを含み、前記ノズルは前記アームの端部に結合されて提供され、前記バルブ組立体は前記アームに提供されることができる。
【0021】
一実施例において、前記サックバックバルブによってサックバックされて前記液が前記ノズルの末端から上昇する高さは２０mm以下であることがある。
【0022】
一実施例において、前記液は有機溶剤であることがある。
【0023】
一実施例において、前記有機溶剤はIPAであることがある。
【0024】
他の観点による基板処理装置は、基板を支持して回転させるスピンチャックと、前記基板に液を供給する液供給ユニットを含み、前記液供給ユニットは、第１流路管と連結されて前記基板に第１液を吐出する第１ノズルと、前記第１流路管内の前記第１液の流れをカットオフする第１カットオフバルブと前記第１液をサックバックする第１サックバックバルブを含み、前記第１流路管に設置される第１バルブ組立体と、第２流路管と連結されて前記基板に第２液を吐出する第２ノズルと、前記第２流路管内の前記第２液の流れをカットオフする第２カットオフバルブと前記第２液をサックバックする第２サックバックバルブを含み、前記第２流路管に設置される第２バルブ組立体と、前記第１サックバックバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第１流速コントローラーと、前記第２サックバックバルブに流入または流出される空気の流速を調節する第２流速コントローラーを含み、前記第１バルブ組立体が提供するサックバック速度である第１速度は前記第２バルブ組立体が提供するサックバック速度である第２速度より遅くて、前記第１液の表面張力は前記第２液の表面張力より小さい。
【0025】
一実施例において、前記第１サックバックバルブで空気が流出される速度が前記第２サックバックバルブで空気が流出される速度より遅く前記第１流速コントローラー及び前記第２流速コントローラーが設定されることができる。
【0026】
一実施例において、前記第１速度は１０mm/s以下であることがある。
【0027】
一実施例において、前記第１サックバックバルブの作動のために印加される空圧である第１空圧は、前記第２サックバックバルブの作動のために印加される空圧である第２空圧より低いことがある。
【0028】
一実施例において、前記第１サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第１ばね定数は、前記第２サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第２ばね定数より大きくなることができる。
【0029】
一実施例において、前記第１バルブ組立体は前記第１ノズルと前記バルブ組立体を連結する前記第１流路管を基準で前記ノズルから３５０mm以内に設置されることができる。
【0030】
一実施例において、前記液供給ユニットは、一つ以上のアームを含み、前記第１ノズルは前記アームのうちで一つの端部に結合されて提供され、前記第１バルブ組立体は前記第１ノズルが結合された前記アームに提供されることができる。
【0031】
一実施例において、前記第１サックバックバルブによってサックバックされて前記第１液が前記第１ノズルの末端から上昇する高さは２０mm以下であることがある。
【0032】
一実施例において、前記第１液はIPAであることがある。
【0033】
また、本発明は回転する基板に対して供給される液のカットオフを制御する方法を提供する。一実施例において、薬液制御方法は、第１ノズルまでつながる第１液の供給経路に第１バルブ組立体を提供し、第２ノズルまでつながる第２液の供給経路に第２バルブ組立体を提供し、前記第１バルブ組立体は第１カットオフバルブと前記第１カットオフバルブの下流に隣接するように提供される第１サックバックバルブを含み、前記第２バルブ組立体は第２カットオフバルブと前記第１カットオフバルブの下流に隣接するように提供される第２サックバックバルブを含み、前記第１液の表面張力は前記第２液の表面張力より小さく、前記第１バルブ組立体が提供するサックバック速度である第１速度は前記第２バルブ組立体が提供するサックバック速度である第２速度より遅いようにする。
【0034】
一実施例において、前記第１サックバックバルブで空気が流出される速度は前記第１カットオフバルブで空気が流出される速度より遅いことがある。
【0035】
一実施例において、前記第１サックバックバルブに印加される空圧である第１空圧と、前記第１カットオフバルブに印加される第２空圧が相異であるようにできる。
【0036】
一実施例において、前記第１空圧は前記第２空圧より小さいことがある。
【0037】
一実施例において、前記第１サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第１ばね定数が、前記第２サックバックバルブに提供されるスプリングのばね定数である第２ばね定数より大きくなることができる。
【0038】
一実施例において、前記第１サックバックバルブによってサックバックされて前記第１液が前記第１ノズルの末端から上昇する高さは２０mm以下であることがある。
【0039】
一実施例において、前記第１サックバックバルブの前記サックバック動作で前記第１液がサックバックされて移動する速度が１０mm/s以下になるように制御することができる。
【0040】
一実施例において、前記第１サックバックバルブの作動のために印加される空圧である第１空圧は、前記第２サックバックバルブの作動のために印加される空圧である第２空圧より低いことがある。
【0041】
一実施例において、前記第１液は有機溶剤であることがある。
【0042】
一実施例において、前記有機溶剤はIPAであることがある。
【発明の効果】
【0043】
本発明の一実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。
【0044】
本発明の一実施例によれば、静電気によった異常放射現象の発生を制御することができる。
【0045】
本発明の一実施例によれば、工程手続き時配管を空きにすることで発生するピュム(fume)などによる配管汚染を最小化することができる。
【0046】
本発明の一実施例によれば、特に、低表面張力液に対して発生する静電気によった異常放射現象の発生を制御することができる。
【0047】
本発明の効果が上述した効果らで限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる平面図である。
【図5】本発明の第１実施例によるバルブ組立体６００と、バルブ組立体が薬液の流路に設置された状態を見せてくれる断面図である。
【図6】本発明の第２実施例によるバルブ組立体６００と、バルブ組立体が薬液の流路に設置された状態を見せてくれる断面図である。
【図7】本発明の第３実施例によるバルブ組立体６００と、バルブ組立体が薬液の流路に設置された状態を見せてくれる断面図である。
【図8】本発明の実施例によるバルブ組立体のカットオフバルブがオープンされ、サックバックバルブがクローズされた状態で薬液がバルブ組立体を通過してノズルに吐出される状態を見せてくれる断面図である。
【図9】本発明の実施例によるバルブ組立体のカットオフバルブがクローズされ、サックバックバルブがオープンされる状態を見せてくれる断面図である。
【図10】本発明の実施例によるバルブ組立体のカットオフバルブがクローズされ、サックバックバルブがオープンされた状態を見せてくれる断面図である。
【図11】従来の方法によるサックバックバルブ動作によるノズル末端での時間による薬液の移動を見せてくれる写真である。
【図12】本発明の実施例によるサックバックバルブ動作によるノズル末端での時間による薬液の移動を見せてくれる写真である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。
【0050】
ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，”含む”または”有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。
【0051】
単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0052】
用語“及び/または”は、該当列挙された項目のうちで何れか一つ及び一つ以上のすべての組合を含む。また、本明細書で“連結される”という意味は、A部材とB部材が直接連結される場合だけではなく、A部材とB部材との間にC部材介されてA部材とB部材が間接連結される場合も意味する。
【0053】
本発明の実施例はさまざまな形態で変形することができるし、本発明の範囲が以下の実施例らに限定されることで解釈されてはいけない。本実施例は当業界で平均的な知識を有した者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張された。
【0054】
図１は、本発明の一実施例による基板処理システムを概略的に見せてくれる平面図である。
【0055】
図１を参照すれば、基板処理システムはインデックスモジュール１０、処理モジュール２０、そして、制御機(図示せず)を含む。一実施例によって、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０は一方向に沿って配置される。以下、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０が配置された方向を第１方向９２といって、上部から眺める時第１方向９２と垂直な方向を第２方向９４といって、第１方向９２及び第２方向９４にすべて垂直な方向を第３方向９６という。
【0056】
インデックスモジュール１０はウェハー(W)が収納された容器８０からウェハー(W)を処理モジュール２０に返送し、処理モジュール２０で処理が完了されたウェハー(W)を容器８０に収納する。インデックスモジュール１０の長さ方向は第２方向９４に提供される。インデックスモジュール１０はロードポート(load port)１２とインデックスフレーム１４を有する。インデックスフレーム１４を基準にロードポート１２は処理モジュール２０の反対側に位置される。ウェハー(W)らが収納された容器８０はロードポート１２に置かれる。ロードポート１２は複数個が提供されることができるし、複数ロードポート１２は第２方向９４に沿って配置されることができる。
【0057】
容器８０としては前面開放一体式ポッド(Front Open Unified Pod：FOUP)のような密閉用容器が使用されることができる。容器８０はオーバーヘッドトランスファー(Overhead Transfer)、オーバーヘッドコンベヤー(Overhead Conveyor)、または自動案内車両(Automatic Guided Vehicle)のような移送手段(図示せず)や作業者によってロードポート１２に置かれることができる。
【0058】
インデックスフレーム１４にはインデックスロボット１２０が提供される。インデックスフレーム１４内には長さ方向が第２方向９４に提供されたガイドレール１４０が提供され、インデックスロボット１２０はガイドレール１４０上で移動可能に提供されることができる。インデックスロボット１２０はウェハー(W)が置かれるハンド１２２を含んで、ハンド１２２は前進及び後進移動、第３方向９６を軸にした回転、そして、第３方向９６に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド１２２は複数個が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド１２２らはお互いに独立的に前進及び後進移動することができる。
【0059】
処理モジュール２０はバッファーユニット２００、返送装置３００、液処理装置４００、そして、超臨界処理装置５００を含む。バッファーユニット２００は処理モジュール２０に搬入されるウェハー(W)と処理モジュール２０から搬出されるウェハー(W)が一時的にとどまる空間を提供する。液処理装置４００はウェハー(W)上に液を供給してウェハー(W)を液処理する液処理工程を遂行する。超臨界処理装置５００はウェハー(W)上に残留する液を除去する乾燥工程を遂行する。返送装置３００はバッファーユニット２００、液処理装置４００、そして、超臨界処理装置５００の間にウェハー(W)を返送する。
【0060】
返送装置３００はその長さ方向が第１方向９２に提供されることができる。バッファーユニット２００はインデックスモジュール１０と返送装置３００との間に配置されることができる。液処理装置４００と超臨界処理装置５００は返送装置３００の側部に配置されることができる。液処理装置４００と返送装置３００は第２方向９４に沿って配置されることができる。超臨界処理装置５００と返送装置３００は第２方向９４に沿って配置されることができる。バッファーユニット２００は返送装置３００の一端に位置されることができる。
【0061】
一例によれば、液処理装置４００らは返送装置３００の両側に配置され、超臨界処理装置５００らは返送装置３００の両側に配置され、液処理装置４００らは超臨界処理装置５００らよりバッファーユニット２００にさらに近い位置に配置されることができる。返送装置３００の一側で液処理装置４００らは第１方向９２及び第３方向９６に沿ってそれぞれAXB(A、Bはそれぞれ１または１より大きい自然数)配列で提供されることができる。また、返送装置３００の一側で超臨界処理装置５００らは第１方向９２及び第３方向９６に沿ってそれぞれCXD(C、Dはそれぞれ１または１より大きい自然数)個が提供されることができる。前述したところと異なり、返送装置３００の一側には液処理装置４００らだけ提供され、その他側には超臨界処理装置５００らだけ提供されることができる。
【0062】
返送装置３００は返送ロボット３２０を有する。返送装置３００内には長さ方向が第１方向９２に提供されたガイドレール３４０が提供され、返送ロボット３２０はガイドレール３４０上で移動可能に提供されることができる。返送ロボット３２０はウェハー(W)が置かれるハンド３２２を含んで、ハンド３２２は前進及び後進移動、第３方向９６を軸にした回転、そして、第３方向９６に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド３２２は複数個が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド３２２らはお互いに独立的に前進及び後進移動することができる。
【0063】
バッファーユニット２００はウェハー(W)が置かれるバッファー２２０を複数個具備する。バッファー２２０らは第３方向９６に沿ってお互いの間に離隔されるように配置されることができる。バッファーユニット２００は前面(front face)と後面(rear face)が開放される。前面はインデックスモジュール１０と見合わせる面であり、後面は返送装置３００と見合わせる面である。インデックスロボット１２０は前面を通じてバッファーユニット２００に近付いて、返送ロボット３２０は後面を通じてバッファーユニット２００に近付くことができる。
【0064】
制御機(図示せず)は基板処理システムを制御することができる。制御機３０は基板を設定工程によって処理されるように基板処理システムの構成要素らを制御することができる。また、制御機(図示せず)は基板処理システムの制御を行うマイクロプロセッサー(コンピューター)でなされるプロセスコントローラーと、オペレーターが基板処理装置を管理するためにコマンド入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースと、基板処理システムで実行される処理をプロセスコントローラーの制御で行うための制御プログラムや、各種データ及び処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち、処理レシピが記憶された記憶部を具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び記憶部はプロセスコントローラーに接続されてあり得る。処理レシピは記憶部のうちで記憶媒体に記憶されてあり得て、記憶媒体は、ハードディスクであっても良く、CD-ROM、DVDなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリーなどの半導体メモリーであることもある。
【0065】
図２は、図１の液処理装置４００の一実施例を概略的に見せてくれる図面である。図２を参照すれば、液処理装置４００はハウジング４１０、コップ４２０、支持ユニット４４０、液供給ユニット４６０、そして、昇降ユニット４８０を有する。ハウジング４１０は概して直方体形状で提供される。コップ４２０、支持ユニット４４０、そして、液供給ユニット４６０はハウジング４１０内に配置される。
【0066】
コップ４２０は上部が開放された処理空間を有して、ウェハー(W)は処理空間内で液処理される。支持ユニット４４０は処理空間内でウェハー(W)を支持する。液供給ユニット４６０は支持ユニット４４０に支持されたウェハー(W)上に液を供給する。液は複数種類で提供され、ウェハー(W)上に順次に供給されることができる。昇降ユニット４８０はコップ４２０と支持ユニット４４０との間の相対高さを調節する。
【0067】
一例によれば、コップ４２０は複数の回収桶４２２、４２４、４２６を有する。回収桶４２２、４２４、４２６はそれぞれ基板処理に使用された液を回収する回収空間を有する。それぞれの回収桶４２２、４２４、４２６は支持ユニット４４０を囲むリング形状で提供される。液処理工程が進行時ウェハー(W)の回転によって飛散される全薬液は各回収桶４２２、４２４、４２６の流入口４２２a、４２４a、４２６aを通じて回収空間に流入される。一例によれば、コップ４２０は第１回収桶４２２、第２回収桶４２４、そして、第３回収桶４２６を有する。第１回収桶４２２は支持ユニット４４０を囲むように配置され、第２回収桶４２４は第１回収桶４２２を囲むように配置され、第３回収桶４２６は第２回収桶４２４を囲むように配置される。第２回収桶４２４に液を流入する第２流入口４２４aは第１回収桶４２２に液を流入する第１流入口４２２aより上部に位置され、第３回収桶４２６に液を流入する第３流入口４２６aは第２流入口４２４aより上部に位置されることができる。
【0068】
支持ユニット４４０は支持板４４２と駆動軸４４４を有する。支持板４４２の上面は概して円形で提供されてウェハー(W)より大きい直径を有することができる。支持板４４２の中央部にはウェハー(W)の後面を支持する支持ピン４４２aが提供され、支持ピン４４２aはウェハー(W)が支持板４４２から一定距離で離隔されるようにその上端が支持板４４２から突き出されるように提供される。支持板４４２の縁部にはチャックピン４４２bが提供される。チャックピン４４２bは支持板４４２から上部に突き出されるように提供され、ウェハー(W)が回転される時ウェハー(W)が支持ユニット４４０から離脱されないようにウェハー(W)の側部を支持する。駆動軸４４４は駆動機４４６によって駆動され、ウェハー(W)の底面中央と連結され、支持板４４２をその中心軸を基準で回転させる。
【0069】
一例によれば、液供給ユニット４６０は第１ノズル４６２、第２ノズル４６４、そして、第３ノズル４６６を有する。第１ノズル４６２は第１液をウェハー(W)上に供給する。第１液はウェハー(W)上に残存する膜や異物を除去する液であることがある。第２ノズル４６４は第２液をウェハー(W)上に供給する。第２液は第３液によく溶解される液であることがある。例えば、第２液は第１液に比べて第３液にさらによく溶解される液であることがある。第２液はウェハー(W)上に供給された第１液を中和させる液であることがある。また、第２液は第１液を中和させて同時に第１液に比べて第３液によく溶解される液であることがある。一例によれば、第２液は水であることができる。第３ノズル４６６は第３液をウェハー(W)上に供給する。第３液は超臨界処理装置５００で使用される超臨界流体によく溶解される液であることがある。例えば、第３液は第２液に比べて超臨界処理装置５００で使用される超臨界流体によく溶解される液であることがある。一例によれば、第３液は有機溶剤であることがある。有機イソプロピルアルコール(IPA)であることがある。一例によれば、超臨界流体は二酸化炭素であることがある。第１ノズル４６２、第２ノズル４６４、そして、第３ノズル４６６はお互いに相異なアーム４６１に支持され、これらのアーム４６１らは独立的に移動されることができる。選択的に第１ノズル４６２、第２ノズル４６４、そして、第３ノズル４６６は同一なアームに装着されて同時に移動されることができる。
【0070】
昇降ユニット４８０はコップ４２０を上下方向に移動させる。コップ４２０の上下移動によってコップ４２０とウェハー(W)との間の相対高さが変更される。これによってウェハー(W)に供給される液の種類によって全薬液を回収する回収桶４２２、４２４、４２６が変更されるので、液らを分離回収することができる。前述したところと異なり、コップ４２０は固定設置され、昇降ユニット４８０は支持ユニット４４０を上下方向に移動させることができる。
【0071】
図３は、図１の超臨界処理装置５００の一実施例を概略的に見せてくれる図面である。超臨界処理装置５００は超臨界流体を利用してウェハー(W)上の液を除去する。超臨界処理装置５００はベゼル５２０、支持部材５４０、流体供給ユニット５６０、そして、遮断プレート５８０を含む。
【0072】
ベゼル５２０は超臨界工程が遂行される処理空間５０２を提供する。ベゼル５２０は上部ベゼル(upper body)５２２と下部ベゼル(lower body)５２４を有して、上部ベゼル５２２と下部ベゼル５２４はお互いに組合されて上述した処理空間５０２を提供する。上部ベゼル５２２は下部ベゼル５２４の上部に提供される。上部ベゼル５２２はその位置が固定され、下部ベゼル５２４はシリンダーのような駆動部材によって昇下降されることができる。下部ベゼル５２４が上部ベゼル５２２から離隔されれば処理空間５０２が開放され、この時ウェハー(W)が搬入または搬出される。工程進行時には下部ベゼル５２４が上部ベゼル５２２に密着されて処理空間５０２が外部から密閉される。
【0073】
超臨界処理装置５００はヒーター５７０を有する。一例によれば、ヒーター５７０はベゼル５２０の壁内部に位置される。一実施例において、ヒーター５７０はベゼル５２０を成す上部ベゼル５２２及び下部ベゼル５２４のうちで何れか一つ以上に提供されることができる。ヒーター５７０はベゼル５２０の処理空間５０２内に供給された流体が超臨界状態を維持するようにベゼル５２０の処理空間５０２を加熱する。処理空間５０２は超臨界流体による雰囲気が形成される。
【0074】
支持部材(図示せず)はベゼル５２０の処理空間５０２内でウェハー(W)を支持する。一例において、支持部材(図示せず)は固定ロード(図示せず)と据置台(図示せず)を含む。固定ロード(図示せず)は上部ベゼル５２２の底面から下に突き出されるように上部ベゼル５２２に固定設置されることができる。固定ロード(図示せず)はその長さ方向が上下方向に提供されることができる。固定ロード(図示せず)は複数個提供されてお互いに離隔されるように位置されることができる。固定ロード(図示せず)らはこれらによって取り囲まれた空間にウェハー(W)が搬入または搬出される時、ウェハー(W)が固定ロード(図示せず)らと干渉しないように配置される。それぞれの固定ロード(図示せず)には据置台(図示せず)が結合される。据置台(図示せず)は固定ロード(図示せず)の下端から地面に対して水平な方向に延長される。一実施例において、据置台(図示せず)は支持されるウェハー(W)の下面を支持するようにウェハー(W)の下端まわりを支持可能な形状で延長される。
【0075】
流体供給ユニット５６０はベゼル５２０の処理空間５０２に工程流体を供給する。一例によれば、工程流体は超臨界状態で処理空間５０２に供給されることができる。これと他に工程流体はガス状態で処理空間５０２に供給され、処理空間５０２内で超臨界状態に相変化されることができる。一例によれば、流体供給ユニット５６０は上部供給ライン５６４を有する。また他の例において、流体供給ユニット５６０は上部供給ライン５６４、そして、下部供給ライン(図示せず)を有する。下部供給ライン(図示せず)は上部供給ライン５６４から分岐される。上部供給ライン５６４は上部ベゼル５２２に結合されて支持部材５４０に置かれたウェハー(W)の上部で洗浄流体を供給する。一例によれば、上部供給ライン５６４は上部ベゼル５２２の中央に結合される。下部供給ライン(図示せず)は下部ベゼル５２４に結合されて支持部材５４０に置かれたウェハー(W)の下部で洗浄流体を供給する。一例によれば、下部分岐ライン(図示せず)は下部ベゼル５２４の中央に結合されることができる。
【0076】
下部ベゼル５２４には排気ユニット５５０が結合される。ベゼル５２０の処理空間５０２内の超臨界流体は排気ユニット５５０を通じてベゼル５２０の外部に排気される。
【0077】
ベゼル５２０の処理空間５０２内には遮断プレート(図示せず)(blocking plate)が配置されることができる。遮断プレート(図示せず)は円盤形状で提供されることができる。遮断プレート(図示せず)はベゼル５２０の底面から上部に離隔されるように支持台(図示せず)によって支持される。支持台(図示せず)はロード形状で提供され、お互いの間に一定距離で離隔されるように複数個が配置される。上部から眺める時遮断プレート(図示せず)は下部供給ライン(図示せず)の吐出口及び排気ユニット５５０の流入口と重畳されるように提供されることができる。遮断プレート(図示せず)は下部供給ライン５６６を通じて供給された洗浄流体がウェハー(W)に向けて直接吐出されてウェハー(W)が損傷されることを防止することができる。
【0078】
【0079】
バルブ組立体９００を説明するために、第２ノズル４６４と連結されるバルブ組立体９００を例で挙げる。薬液供給源４６９は流路管によって第２ノズル４６４に連結される。薬液供給源４６９は第２液を供給する供給源である。流路管上にはバルブ組立体９００が提供される。バルブ組立体９００の上流にはポンプ(図示せず)と、フィルター(図示せず)が配置されることができる。
【0080】
バルブ組立体９００はカットオフバルブ９７０とサックバックバルブ９８０を含む。カットオフバルブ９７０は薬液の流しを開閉する。サックバックバルブ９８０は薬液吐出後ノズル４６４の先端に存在する一定量の薬液を吸入して後進させることで薬液の流しを防止する。
【0081】
カットオフバルブ９７０はバルブ胴体９７１を有する。バルブ胴体９７１内には上下方向に移動可能なピストン部材９７２が設置される。ピストン部材９７２はピストンと軸とディスクを含む。ピストンの下端には軸が結合される。軸の下端にはディスクが結合される。ピストン部材９７２の上部にはスプリング９７３が設置される。スプリング９７３の下端はピストン部材９７２の上面と接触し、スプリング９７３の上端はバルブ胴体９７１の上部壁内面に接触する。
【0082】
バルブ胴体９７１の側壁に形成された流入口９７５aを通じてピストン部材９７２のピストン下部空間９７５に空気(Air)が流入されれば、ピストン部材９７２は上部に移動される。そして、空気(Air)が排気されれば、ピストン部材９７２の上部に設置されたスプリング９７３の復元力によってピストン部材９７２は下部に移動される。このような方式によってピストン部材９７２が上下方向に移動し、ピストン部材９７２の上下移動によってディスクが上下移動しながらバルブ胴体９７１に形成された流路を開閉する。
【0083】
サックバックバルブ９８０はカットオフバルブ９７０の下流に隣接するように配置される。サックバックバルブ９８０はカットオフバルブ９７０と一体で提供されることもできる。サックバックバルブ９８０はバルブ胴体９８１を有する。バルブ胴体９８１内には上下方向に移動可能なピストン部材９８２が設置される。ピストン部材９８２はピストンと軸とダイアフラム９８４を含む。ピストンの下面には軸が垂直方向に結合され、軸の下端にはダイアフラム９８４が結合される。ピストンの下部には軸を囲むようにスプリング９８３が設置される。スプリング９８３の上端はピストンの下面と接触し、スプリング９８３の下端はバルブ胴体９８１の側壁内面に形成された突出部に接触する。軸の下端に結合されたダイアフラム９８４は突出部の下に位置する。
【0084】
バルブ胴体９８１の側壁に形成された流入口９８５aを通じてピストン部材９８２の上部空間９８５に空気(Air)が流入されれば、ピストン部材９８２は下部に移動される。そして、流入口９８５aを通じて空気(Air)が排気されれば、ピストン下部に設置されたスプリング９８３の復元力によってピストン部材９８２は上部に移動される。このような方式によってピストン部材９８２は上下方向に移動し、ピストン部材９８２の上下移動によってダイアフラム９８４が上下移動する。サックバックバルブ９８０に形成された流路はカットオフバルブ９７０に形成された流路と連通される。
【0085】
カットオフバルブ９７０の流入口９７５aには第１空気ライン９７６aによって第１流速コントローラー９７６bが連結される。第１流速コントローラー９７６bはカットオフバルブ９７０の流入口９７５aを通じて流入/流出される空気の量を調節する。サックバックバルブ９８０の流入口９８５aには第２空気ライン９８６aによって第２流速コントローラー９８６bが連結される。第２流速コントローラー９８６bはサックバックバルブ９８０の流入口９８５aを通じて流入/流出される空気の量を調節する。
【0086】
第１流速コントローラー９７６bと第２流速コントローラー９８６bは、給気時空気の流量調節が可能なメートル-イン(Meter-in)方式のコントローラと排気時空気の流量調節が可能なメートル-アウト(Meter-out)方式のコントローラが一体型で混用された方式で提供されることができる。
【0087】
一実施例によれば、第１空気ライン９７６aと第２空気ライン９８６aはメイン空気ライン９６６aから分岐されたものである。メイン空気ライン９６６aにはソレノイドバルブ９６６bのようなバルブが設置されることができる。ソレノイドバルブ９６６bはメイン空気ライン９６６a内の空気の流れを開閉する。また、メイン空気ライン６６０にはレギュレーター９６６cが設置されることができる。レギュレーター９６６cはレギュレーター９６６cを通過する空気の圧力を一定であるようにする。
【0088】
メイン空気ライン９６６aを通じて供給された空気の流れは、第１空気ライン９７６aと第２空気ライン９８６aに分岐される。分岐された空気は第１流速コントローラー９７６bと第２流速コントローラー９８６bにそれぞれ流入され、第１流速コントローラー９７６bと第２流速コントローラー９８６bは空気の流量を第１空気ライン９７６aと第２空気ライン９８６aに供給する。第１空気ライン９７６aを通じてカットオフバルブ９７０に空気が供給されれば、ピストン部材９７２が上側に移動して流路管の流路が開き状態になる。そして、第２空気ライン９８６aを通じてサックバックバルブ９８０に空気が供給されれば、ピストン部材９８２が下側に移動される。この時、そして、薬液供給源４６８から供給された薬液はカットオフバルブ９７０とサックバックバルブ９８０の流路を通過してノズル４６４を通じて外部に吐出される。
【0089】
ノズル４６４を通じた薬液の吐出が完了されれば、メイン空気ライン９６６aを通じた空気の供給を止めて、カットオフバルブ９７０とサックバックバルブ９８０に供給された空気が排気される。カットオフバルブ９７０から排気される空気の流量は第１流速コントローラー９７６bによって調節され、サックバックバルブ９８０から排気される空気の流量は第２流速コントローラー９８６bによって調節される。カットオフバルブ９７０から空気が排気されれば、ピストン部材９７２がスプリング９７３の復元力によって下部に移動し、ピストン部材９７２の流路を閉鎖状態に転換させる。サックバックバルブ９８０から空気が排気されれば、ピストン部材９８２がスプリング９８３の復元力によって上部に移動し、ピストン部材９７２のダイアフラム９８４が上部に移動しながら薬液を吸入するサックバック動作をする。
【0090】
第１流速コントローラー９７６bはカットオフバルブ９７０に流入される空気の流速だけでなく、カットオフバルブ９７０から流出される空気の流速を調節することができる。第２流速コントローラー９８６bはサックバックバルブ９８０に流入される空気の流速だけでなく、サックバックバルブ９８０から流出される空気の流速を調節することができる。
【0091】
図５は、本発明の第１実施例によるバルブ組立体と、バルブ組立体が薬液の流路に設置された状態を見せてくれる断面図である。
【0092】
図５を参照すれば、液供給ユニット４６０は薬液供給源４６８と流路管４６７とバルブ組立体６００とノズル４６６を含む。実施例でノズル４６６は上述した第３ノズル４６６に提供されることができる。薬液供給源４６８は流路管４６７によってノズル４６６に連結される。流路管４６７上にはバルブ組立体６００が提供される。バルブ組立体６００の上流にはポンプ(図示せず)と、フィルター(図示せず)が配置されることができる。
【0093】
バルブ組立体６００はカットオフバルブ７００とサックバックバルブ８００を含む。カットオフバルブ７００は薬液の流しを開閉する。サックバックバルブ８００は薬液吐出後ノズル４６６の先端に存在する一定量の薬液を吸入して後進させることで薬液の流しを防止する。
【0094】
カットオフバルブ７００はバルブ胴体７１０を有する。バルブ胴体７１０内には上下方向に移動可能なピストン部材７２０が設置される。ピストン部材７２０はピストンと軸とディスクを含む。ピストンの下端には軸が結合される。軸の下端にはディスクが結合される。ピストン部材７２０の上部にはスプリング７３０が設置される。スプリング７３０の下端はピストン部材７２０の上面と接触し、スプリング７３０の上端はバルブ胴体７１０の上部壁内面に接触する。
【0095】
バルブ胴体７１０の側壁に形成された流入口７５５を通じてピストン部材７２０のピストン下部空間７５０に空気(Air)が流入されれば、ピストン部材７２０は上部に移動される。そして、空気(Air)が排気されれば、ピストン部材７２０の上部に設置されたスプリング７３０の復元力によってピストン部材７２０は下部に移動される。このような方式によってピストン部材７２０が上下方向に移動し、ピストン部材７２０の上下移動によってディスクが上下移動しながらバルブ胴体７１０に形成された流路を開閉する。
【0096】
サックバックバルブ８００はカットオフバルブ７００の下流に隣接するように配置される。サックバックバルブ８００はカットオフバルブ７００と一体で提供されることもできる。サックバックバルブ８００はバルブ胴体８１０を有する。バルブ胴体８１０内には上下方向に移動可能なピストン部材８２０が設置される。ピストン部材８２０はピストンと軸とダイアフラム８４０を含む。ピストンの下面には軸が垂直方向に結合され、軸の下端にはダイアフラム８４０が結合される。ピストンの下部には軸を囲むようにスプリング８３０が設置される。スプリング８３０の上端はピストンの下面と接触し、スプリング８３０の下端はバルブ胴体８１０の側壁内面に形成された突出部に接触する。軸の下端に結合されたダイアフラム８４０は突出部の下に位置する。
【0097】
バルブ胴体８１０の側壁に形成された流入口８５５を通じてピストン部材８２０の上部空間８５０に空気(Air)が流入されれば、ピストン部材８２０は下部に移動される。そして、流入口８５５を通じて空気(Air)が排気されれば、ピストン下部に設置されたスプリング８３０の復元力によってピストン部材８２０は上部に移動される。このような方式によってピストン部材８２０は上下方向に移動し、ピストン部材８２０の上下移動によってダイアフラム８４０が上下移動する。サックバックバルブ８００に形成された流路はカットオフバルブ７００に形成された流路と連通される。
【0098】
カットオフバルブ７００の流入口７５５には第１空気ライン７６１によって第１流速コントローラー７６６が連結される。第１流速コントローラー７６６はカットオフバルブ７００の流入口７５５を通じて流入/流出される空気の流速を調節する。サックバックバルブ８００の流入口８５５には第２空気ライン８６１によって第２流速コントローラー８６６が連結される。第２流速コントローラー８６６はサックバックバルブ８００の流入口８５５を通じて流入/流出される空気の流速を調節する。
【0099】
第１流速コントローラー７６６と第２流速コントローラー８６６は、給気時空気の流量調節が可能なメートル-イン(Meter-in)方式のコントローラと排気時空気の流量調節が可能なメートル-アウト(Meter-out)方式のコントローラが一体型に混用された方式で提供されることができる。
【0100】
第１実施例によれば、第１空気ライン７６１と第２空気ライン８６１はメイン空気ライン６６０から分岐されたものである。メイン空気ライン６６０にはソレノイドバルブ６６７のようなバルブが設置されることができる。ソレノイドバルブ(図示せず)はメイン空気ライン６６０内の空気の流れを開閉する。また、メイン空気ライン６６０にはレギュレーター６６８が設置されることができる。レギュレーター６６８はレギュレーター６６８を通過する空気の圧力を一定であるようにする。
【0101】
メイン空気ライン６６０を通じて供給された空気の流れは、第１空気ライン７６１と第２空気ライン８６１に分岐される。分岐された空気は第１流速コントローラー７６６と第２流速コントローラー８６６にそれぞれ流入され、第１流速コントローラー７６６と第２流速コントローラー８６６は空気の流量を第１空気ライン７６１と第２空気ライン８６１に供給する。第１空気ライン７６１を通じてカットオフバルブ７００に空気が供給されれば、ピストン部材７２０が上側に移動して流路管４６７の流路が開き状態になる。そして、第２空気ライン８６１を通じてサックバックバルブ８００に空気が供給されれば、ピストン部材８２０が下側に移動される。この時、そして、薬液供給源４６８から供給された薬液はカットオフバルブ７００とサックバックバルブ８００の流路を通過してノズル４６６を通じて外部に吐出される。
【0102】
ノズル４６６を通じた薬液の吐出が完了されれば、メイン空気ライン６６０を通じた空気の供給を止めて、カットオフバルブ７００とサックバックバルブ８００に供給された空気が排気される。カットオフバルブ７００から排気される空気の流量は第１流速コントローラー７６６によって調節され、サックバックバルブ８００から排気される空気の流量は第２流速コントローラー８６６によって調節される。カットオフバルブ７００から空気が排気されれば、ピストン部材７２０がスプリング７３０の復元力によって下部に移動し、ピストン部材７２０の流路を閉鎖状態に転換させる。サックバックバルブ８００から空気が排気されれば、ピストン部材８２０がスプリング８３０の復元力によって上部に移動し、ピストン部材７２０のダイアフラム８４０が上部に移動しながら薬液を吸入するサックバック動作をする。
【0103】
第１流速コントローラー７６６はカットオフバルブ７００に流入される空気の流速だけでなく、カットオフバルブ７００から流出される空気の流速を調節することができる。第２流速コントローラー８６６はサックバックバルブ８００に流入される空気の流速だけでなく、サックバックバルブ８００から流出される空気の流速を調節することができる。
【0104】
第２空気ライン８６１にはエアレギュレーター８６５が設置される。エアレギュレーター８６５はサックバックバルブ８００に印加される空気の圧力を設定した圧力で調整する。第１実施例において、第１空気ライン７６１と第２空気ライン８６１がメイン空気ライン６６０から分岐されることによって、エアレギュレーター８６５が提供されない、図４でのようなバルブ組立体９００によれば、サックバックバルブ９８０に印加される空気の圧力を設定した圧力で一定であるように維持することが難しい。、サックバックバルブ８００に印加される空気の圧力を設定範囲で調整しなければ、サックバックバルブ８００に印加された空気がサックバックバルブ８００から流出される場合に、空気の流出速度(特に、初期流出速度)はスプリング８３０の復元力に頼るか、または他の要素らによって影響を受けるようになる。本発明の発明者らはIPAのような低表面張力液の場合既存のサックバック制御としては、薬液が垂れ下がる現象を防止することができないことを認知した。低表面張力液はIPAと同じであるか、またはさらに低い表面張力を有する薬液で定義する。低表面張力液の場合既存のサックバック制御をしても低表面張力液の特性によって、ノズル壁に付着された薬液が完全にサックバックされずにノズル壁に残留して残留された低表面張力液は時間が経つことによって垂れ下がって液滴でノズルチップの外に露出されるか、または、ドロップ(drop)されてシステムに活用することに困難があった。
【0105】
また、吐出中断直後第２流速コントローラー８６６を調節してサックバックバルブ８００のサックバック動作を最小速度で作動させれば、ピストン部材８２０の上部空間８５０の空気が外部に排出される時間が長くなるが、この時サックバックバルブ８００内のスプリング８３０の臨界駆動作動圧力が低ければ、空気がサックバックバルブ８００の外部に排出されて空気圧が臨界駆動圧力より低くなる瞬間までサックバック動作の遅延(delay)が発生し、サックバック動作が正常になされる前までの遅延時間(delay time)の間に薬液が静電気による影響を受けることで確認した。サックバック動作の遅延(delay)に対する実験は下の表１のようである。１０秒までも５．５mmが上昇されたし、２０秒でも静電気的影響を脱するための高さに到逹することができなかった。
【表1】
【0106】
本発明の第１実施例によれば、エアレギュレーター８６５が適用されてサックバックバルブ８００の駆動圧力を調整してサックバック速度が最小化される時発生することができるサックバックスタート時間遅延を調整してリスクを最小化することができる。
【0107】
サックバック速度は最大速度０．５mm/s以上１０mm/s以下でセッティング(Setting)する。これで、IPAのような低表面張力液のサックバックによって空きになった配管内の垂れ下がり及びノズル外部露出を防止し、低表面張力液のサックバックの安全性を確保することができる。サックバック速度とサックバック安全性の関係に対しては後述してより詳細に説明する。
【0108】
図６は、本発明の第２実施例によるバルブ組立体と、バルブ組立体が薬液の流路に設置された状態を見せてくれる断面図である。第２実施例によるバルブ組立体の説明において、第１実施例と同一な構成は第１実施例の説明で代わりをする。
【0109】
本発明の第２実施例によれば、エアレギュレーター８６５の適用の代わりをしてばね定数が調整されたスプリング１８３０を使用する。ばね定数の調整を通じてサックバック遅延(delay)が発生しないか、または、遅延時間が工程に影響を及ぼさない程度に短いように調整することができる。調整されたばね定数はサックバック速度が最大速度０．５mm/s以上１０mm/s以下でセッティング(Setting)されながらも、サックバック遅延が発生しないか、または、遅延時間が工程に影響を及ぼさない程度に短いようにする値である。一例において、印加された空圧が同じ範囲である場合に第２実施例のスプリング１８３０のばね定数は第１実施例のスプリング８３０のばね定数より大きい。一例において、印加された空圧が同じ範囲である場合にスプリング１８３０のばね定数はカットオフバルブ７００のスプリング７３０のばね定数より大きい。一実施例において。印加された空圧が同じ範囲である場合にスプリング１８３０のばね定数は低表面張力液ではない他の液(例えば、第１液または第２液)の供給に適用されるサックバックバルブ９８０のスプリング９８３のばね定数より大きい。
【0110】
図７は、本発明の第３実施例によるバルブ組立体と、バルブ組立体が薬液の流路に設置された状態を見せてくれる断面図である。第３実施例によるバルブ組立体の説明において、第１実施例と同一な構成は第１実施例の説明で代わりをする。
【0111】
第２実施例のように、スプリング１８３０の弾性力が強い場合カットオフバルブ７００とサックバックバルブ８００が同時動作してカットオフ状態に影響を及ぼすことができる。これに、第３実施例のように、カットオフバルブ７００のオン/オフ動作をさせる第１空気ライン７６１とサックバックバルブ８００を作動させる第２空気ライン８６１を完全に分離させて圧縮空気供給源を別に構成することができる。第１空気ライン７６１は第１圧縮空気供給源(図示せず)と連結し、第２空気ライン８６１は第２圧縮空気供給源(図示せず)と連結する。第１空気ライン７６１には印加される空圧を制御する第１レギュレーター７６８が提供され、第２空気ライン８６１には印加される空圧を制御する第２レギュレーター８６８が提供される。第１空気ライン７６１には印加される空気の流れを開閉する第１バルブ７６７が提供され、第２空気ライン８６１には印加される空気の流れを開閉する第２バルブ８６７が提供される。そして、サックバックバルブ８００の作動時点とカットオフバルブ７００の作動時点をそれぞれ調整することができる。または、サックバックバルブ８００とカットオフバルブ７００に供給される空圧の大きさをそれぞれ相異であるようにすることができる。サックバックバルブ８００に印加する空圧をカットオフバルブ７００に印加する空圧より大きくすることができる。
【0112】
一方、前述した第１実施例、第２実施例及び第３実施例において、バルブ組立体６００からノズル４６６までの距離は３５０mm以内に最小化することができる。例えば、バルブ組立体６００はノズルアーム４６１に位置する。これで、吐出終了時ウォーターハンマー(water hammer)効果を最小化させ、停滞される薬液の量を減少させることができる。
【0113】
図８は、本発明の実施例によるバルブ組立体のカットオフバルブがオープンされ、サックバックバルブがクローズされた状態で薬液がバルブ組立体を通過してノズルに吐出される状態を見せてくれる断面図である。図９は、本発明の実施例によるバルブ組立体のカットオフバルブがクローズされ、サックバックバルブがオープンされる状態を見せてくれる断面図である。図１０は、本発明の実施例によるバルブ組立体のカットオフバルブがクローズされ、サックバックバルブがオープンされた状態を見せてくれる断面図である。図８乃至図１０を順次に参考して説明する。
【0114】
図８を参照する。カットオフバルブ７００に空気が供給されれば、ピストン部材７２０が上側に移動して流路管４６７の流路が開き状態になる。サックバックバルブ８００に空気が供給されれば、ピストン部材８２０が下側に移動される。この時、そして、薬液供給源４６８から供給された薬液はカットオフバルブ７００とサックバックバルブ８００の流路を通過してノズル４６６を通じて外部に吐出される。
【0115】
図９を参照する。ノズル４６６を通じた薬液の吐出が完了されれば、メイン空気ライン６６０を通じた空気の供給を止めて、カットオフバルブ７００とサックバックバルブ８００に供給された空気が排出される。カットオフバルブ７００から排気される空気の流速は第１流速コントローラー７６６によって調節され、サックバックバルブ８００から排気される空気の流速は第２流速コントローラー８６６によって調節されることができる。カットオフバルブ７００から空気が排出されれば、ピストン部材７２０がスプリング７３０の復元力によって下部に移動し、ピストン部材７２０の流路を閉鎖状態に転換させる。サックバックバルブ８００から空気が排出されれば、ピストン部材８２０がスプリング８３０の復元力によって上部に移動し、ピストン部材７２０のダイアフラム８４０が上部に移動しながら薬液を吸入するサックバック動作をする。サックバック動作を通じてノズル４６６末端の薬液が逆方向に移動する。薬液の移動速度(v)は最大速度が１０mm/s以下になるように制御される。そして、吐出停止時点からサックバックバルブ(Suck back)開始までのディレーが発生しないように制御されなければならない。
【0116】
図１０を参照する。サックバック動作が完了することによって、薬液の末端は第１高さ(h)程度上昇するようになる。薬液の移動距離は薬液の末端と基板(W)までの距離によって相異であるように調節されることができる。薬液が上昇した高さである第１高さ(h)は２０mm以下で設定されることができる。薬液の上昇高さを最小化して配管を空きにすることを最小化すれば、流路内部にヒュム(Fume)による汚染ソース(sauce)の流入を減らすことができる。
【0117】
図１１は、従来の方法によるサックバックバルブ動作によるノズル末端での時間による薬液の移動を見せてくれる写真である。カットオフ時点からサックバックが始まるまでのディレーが５秒ほど発生し、５秒以後に速い速度でサックバックされることを確認することができる。制御されることができなかったサックバック速度は、低表面張力液の残留を起こし、薬液垂れ下がり現象が発生する。
【0118】
図１２は、本発明の実施例によるサックバックバルブ動作によるノズル末端での時間による薬液の移動を見せてくれる写真である。カットオフ時点からサックバックが始まるまでのディレーが発生しないで、全区間で均一な速度でサックバックされることを確認することができる。制御されたサックバック速度は低表面張力液が残留されないでサックバックされるようにする。
【0119】
前述したように本発明の実施例によれば、低表面張力液の適用において、サックバック時薬液の垂れ流し発生を最小化することができる。
【0120】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0121】
４６６ ノズル
６６０ メイン空気ライン
７００ カットオフバルブ
８００ サックバックバルブ
８４０ ダイアフラム
８６５ エアレギュレーター
６６０ メイン空気ライン
７００ カットオフバルブ
８００ サックバックバルブ
８４０ ダイアフラム
８６５ エアレギュレーター
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】