药液泄漏防止装置的制作方法

本实用新型涉及一种药液泄漏防止装置，更加详细地，涉及一种如下装置：在完成用于清洗基板的药液喷射工艺后，对残留于药液喷射喷嘴的药液进行去除，防止待机状态下的药液泄漏。

背景技术：

通常，在半导体制造工艺中，多次反复进行绝缘膜及金属物质的蒸镀(Deposition)、蚀刻(Etching)、光刻胶(Photoresist)的涂覆(Coating)、显影(Develop)、去胶(Asher)或者颗粒等杂质的去除等，从而制作出微细的图案的排列。

随着所述工艺的进行，在半导体基板内会残留通过蚀刻或者杂质去除工艺没有完全去除的杂质。随着半导体装置的微型化的趋势，在收率和可靠性方面，去除如包括微粒子在内的金属杂质、有机污染物、自然氧化膜一样的杂质的重要性也正在增加。

因为所述杂质是左右半导体装置的性能和收率的重要要素，所以在进行用于制造半导体装置的各个工艺之前应经过清洗工艺。

如上所述，为了去除残留于基板表面的如包括微粒子在内的金属杂质、有机污染物、自然氧化膜一样的表面薄膜等的多种对象物而实施用于制造半导体装置的基板的清洗工艺。

通常，半导体基板的湿式清洗装置分为批次式(batch type)和单一式(single type)，批次式是将多个基板浸渍于装满有化学溶液的清洗槽(Bath)内并处理的方式，单一式是使得一张基板水平配置并旋转的同时进行处理的方式。

在所述单一式清洗装置中进行如下工艺：向高速旋转的基板的表面喷射清洗剂，用离心力清洗基板表面；用超纯水(DI)进行冲洗处理；在基板表面利用类似于液态的异丙醇(IPA:Isopropyl Alcohol)的干燥液来使得基板干燥。所述单一式清洗装置包括药液喷射喷嘴，药液喷射喷嘴用于向基板的表面喷射清洗剂。

图1是示出用于向基板喷射清洗剂的喷嘴及与其相连接的阀的构成的图。

参照图1，包括：清洗剂供给部10，其用于供给清洗剂；喷嘴40，其用于向基板喷射所述清洗剂供给部10供给的清洗剂；清洗剂供给阀20，其用于对所述清洗剂的供给与否进行控制；吸入阀30，其用于在完成清洗工艺后对残留于喷嘴40内部的清洗剂进行吸入；连接管道50，其对所述清洗剂供给部10、清洗剂供给阀20、吸入阀(Suck Back Valve)30及喷嘴40进行连接并提供清洗剂的流动路径。

当进行清洗工艺时，清洗剂供给阀20被打开，从而向基板喷射清洗剂供给部10供给的清洗剂，进而实现清洗。

若完成如上所述的清洗，则关闭清洗剂供给阀20并中断向基板喷射清洗剂。在此情况下，清洗剂积累在喷嘴40的下端部，之后，如此积累并残留在喷嘴40的内部及端部的清洗剂降落到腔室底面或降落到基板上，从而可能发生工艺事故。为了防止所述工艺事故而设置有吸入阀30。

在关闭所述清洗剂供给阀20后，使得吸入阀30操作，并对残留于喷嘴40内部的清洗剂进行吸入，从而防止清洗剂的降落。所述吸入阀(Suck Back Valve)30形成有用于收容被吸入至内部的清洗剂的空间，并且能够以规定的压力吸入。

但是，在所述吸入阀30产生不良的情况下，清洗剂降落到基板或者腔室底面，从而存在使得污染及工艺事故发生的问题。

此外，由于所述吸入阀30的内部结构复杂，因此存在产生故障的可能性大的问题。

作为示出如上所述的现有基板处理装置的技术，公开了韩国登记专利第10-998849号。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决如上所述的所有问题而提出的，其目的在于提供一种药液泄漏防止装置，药液泄漏防止装置可防止药液从药液喷射喷嘴降落，从而预防工艺事故，并且避免药液的损失，进而提高经济性。

用于实现如上所述的目的的本实用新型的药液泄漏防止装置包括：药液喷射喷嘴，其向基板的表面喷射药液；药液供给部，其向所述药液喷射喷嘴供给所述药液；喷管，其连接所述药液喷射喷嘴和所述药液供给部并成为药液的供给流路；气体供给部，其与所述喷管相连接并供给气体，气体用于将残留于所述药液喷射喷嘴内部的所述药液吹出来并排出至外部。

所述药液泄漏防止装置还可包括：药液供给阀，其用于控制流入所述喷管的所述药液的供给；第一管，其连接所述喷管和所述气体供给部；第一阀，其设置于所述第一管，对从所述气体供给部流入所述喷管的所述气体的流路进行开闭。

此外，所述药液泄漏防止装置还可包括：第二管，其从所述喷管的一侧分支出来；第二阀，其设置于所述喷管和所述第二管连接的部分，对通过所述第二管向外部排出的所述药液的流路进行开闭。

所述气体供给部供给的所述气体可以是氮气(N2)。

在所述第一管上可设置有压力计。

此外，所述药液泄漏防止装置可包括药液感知部，药液感知部可对通过所述第二管降落的所述药液进行感知。

所述药液感知部可构成为区域传感器，区域传感器位于所述第二管下侧，并且包括多个发光部和多个受光部。

此外，所述药液感知部可以是泄漏感知传感器，泄漏感知传感器位于所述第二管上，若液体接触到两个电极之间，则使得电流流动，从而泄漏感知传感器感知所述药液的降落。

此外，所述药液感知部可包括警报装置，若感知到通过所述第二管降落的所述药液，则警报装置响起警报。

根据本实用新型的药液泄漏防止装置，通过第一管从气体供给部供给至药液喷射喷嘴的气体将药液喷射喷嘴内部的残存药液挤出并释放，从而可以预防因药液从药液喷射喷嘴泄漏而发生的工艺事故。

此外，设置有压力计和第一阀，从而适当地对从气体供给部向药液喷射喷嘴供给的气体的量进行调节，并且可控制气体和药液的进出。

此外，通过第二管和第二阀使得药液降落，从而去除残存于药液喷射喷嘴内部的药液，并且在药液感知部对降落的药液进行感知，从而可确认药液供给阀的泄漏与否并改正缺陷。

附图说明

图1是表示用于通过现有技术向基板喷射药液的药液喷射喷嘴及与其相连接的阀的构成的图。

图2是表示基板处理装置的立体图。

图3是概略地表示基板处理装置的内部结构的截面图。

图4是表示在图3的基板处理装置中药液喷射喷嘴在待机区域正在待机的状态的平面图。

图5是表示药液积累在药液喷射喷嘴内部的状态的图。

图6是概略地表示根据本实用新型的一个实施例的与气体供给部相连接的药液泄漏防止装置的构成的截面图。

图7是概略地表示根据本实用新型的一个实施例的包括气体供给部、第二管、感知杯的药液泄漏防止装置的截面图。

图8是概略地表示根据本实用新型的一个实施例的包括气体供给部、第二管、泄漏感知传感器的药液泄漏防止装置的截面图。

图9是表示本实用新型的基板处理方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对针对本实用新型的优选实施例的构成及作用进行如下详细说明。

参照图2至图5，对根据本实用新型的药液泄漏防止装置的构成进行说明。

根据本实用新型的一个实施例的基板处理装置包括：腔室100，其收容基板W并用于执行清洗工艺；旋转夹头122，其可旋转地设置于所述腔室100内，支撑所述基板W；回收腔室110，其设置为与所述旋转夹头122隔开一定间隔并包围所述基板W，并且用于收集从所述基板W飞散出来的药液；药液泄漏防止装置，其用于防止药液从药液喷射喷嘴133泄漏。

所述基板W可以是成为半导体基板的硅片。但是，本实用新型并非限于此，所述基板W可以是用作类似于LCD(液晶显示器，liquid crystal display)、PDP(等离子显示板，plasma display panel)的平板显示装置的玻璃等的透明基板。此外，所述基板W的形状及大小并非受附图的限定，实质上可具有圆形及四边形板等各种形状和大小。根据所述基板W的形状及大小也可以变更所述腔室100、回收腔室110及所述旋转夹头122的大小和形状。

在所述旋转夹头122设置有多个夹头销123，以便能够使得基板W安放。所述夹头销123可沿着基板W周围以等间距的形式配置。

可以对所述夹头销123的个数和形状进行各种变更。

用于使得旋转夹头122旋转的驱动轴121连接于所述旋转夹头122的下部。包括提供旋转力的马达的驱动部(未示出)与所述驱动轴121相连接，并使得所述驱动轴121及旋转夹头122以规定的速度旋转。

所述驱动轴121可在清洗工艺执行期间在回收腔室110内部沿着上下方向进行升降驱动。

所述回收腔室110形成为包围旋转夹头122的形态，为了在清洗工艺执行期间对从基板W飞散出来的清洗剂等的流体进行吸入并处理而形成为环形的环形状。

所述回收腔室110沿着回收腔室110内部的侧壁设置有多个回收杯111、112、113，以便能够对互不相同的清洗剂进行分离并吸入处理，所述回收杯111、112、113能够以使得用于吸入的流入口的高度相互不同的形式形成为多级。

所述旋转夹头122以与回收杯111、112、113的流入口相对应的高度进行升降移动，同时对旋转夹头122及基板W的高度进行调节。

若所述基板W与旋转夹头122一起旋转，则向基板W表面喷射的清洗剂利用离心力飞散到周边，飞散出去的清洗剂流入设置于相应位置的回收杯111、112、113。

就在所述回收杯111、112、113回收的清洗剂而言，相互不同种类的清洗剂分别通过相互不同的路径被回收并再使用。换句话说，在第一回收杯111、第二回收杯112及第三回收杯113分别回收相互不同种类的清洗剂，第一回收杯111、第二回收杯112及第三回收杯113分别与排出线路(未示出)相连接，从而能够实现清洗剂的回收。

所述药液喷射喷嘴133在位于基板W的上部的状态下向基板W喷射清洗剂。所述药液喷射喷嘴133通过喷管132与流体供给部131相连接。在所述流体供给部131可设置有用于使得所述药液喷射喷嘴133及喷管132旋转的旋转驱动部(未示出)。

通过所述旋转驱动部，所述药液喷射喷嘴133及喷管132可以以流体供给部131为旋转中心，如图3和图4的虚线所示，从基板W的上部向待机区域140的上部或向其相反方向旋转。所述药液喷射喷嘴133、喷管132及流体供给部131构成流体供给装置130。

在不进行针对基板W的清洗工艺等的基板处理的期间，所述待机区域140是药液喷射喷嘴133待机的地方。在所述药液喷射喷嘴133位于待机区域140的上部的期间，向待机区域140内部喷射清洗剂，从而可防止药液喷射喷嘴133及喷管132内部的清洗剂凝固。

在此，清洗剂是指用于从基板W上去除清洗对象物的液体或者气体状态的物质。就清洗剂而言，可根据成为处理对象的种类使用多个清洗剂。例如，为了去除抗蚀剂，可使用有机溶剂、N2气体。此外，为了去除SiO，可使用水、氟化氢HF、IPA及N2气体等。此外，为了去除金属，可使用盐酸HCI、臭氧O3、N2气体。此外，为了去除除了抗蚀剂之外的有机物，可使用O3、N2气体。除此之外，为了去除其他的颗粒，可使用氨加水APM、N2气体，或N2气体或者氩Ar。此外，为了去除氟F、氯Cl、氨NH4的离子，可使用水、IPA及N2气体。此外，作为通过药液喷射喷嘴133喷射的流体，也可以是类似于超纯水(DI)和液态的异丙醇(IPA:Isopropyl Alcohol)的干燥剂。将所述清洗剂及干燥剂统称为“药液”。

为了向基板W供给所述多种药液，在回收腔室110的周围可设置有多个药液供给装置130-1、130-2，多个药液供给装置130-1、130-2包括多个药液喷射喷嘴133-1、133-2和喷管132-1、132-2及药液供给部131-1、131-2。

此外，可以以与所述药液供给装置130-1、130-2的个数相对应的形式设置有多个待机区域140-1、140-2。

参照图6，对根据本实用新型的一个实施例的药液泄漏防止装置的构成进行说明。

根据本实用新型的一个实施例的药液泄漏防止装置包括：药液喷射喷嘴133，其向基板W的表面喷射药液；药液供给部131，其向所述药液喷射喷嘴133供给所述药液；喷管132，其连接所述药液喷射喷嘴133和所述药液供给部131，并且成为药液的供给流路；气体供给部300，其与所述喷管132相连接并供给气体，气体用于将残留于所述药液喷射喷嘴133内部的所述药液吹出来并排出至外部。

此外，根据所述一个实施例的所述药液泄漏防止装置还可包括：药液供给阀134，其用于对流入所述喷管132的所述药液的供给进行控制；第一管310，其连接所述喷管132和所述气体供给部300；第一阀320，其设置于所述第一管310，对从所述气体供给部300流入所述喷管132的所述气体的流路进行开闭。

此外，还可包括设置于所述第一管310上的压力计520。

所述气体供给部300供给的所述气体可以是氮气(N2)。

所述第一管310是所述气体供给部300供给的所述气体经过所述喷管132后流入药液喷射喷嘴133的通道。

所述第一阀320设置于所述第一管310，对所述第一管进行开闭，并且可以对从气体供给部300经过所述喷管132后流入药液喷射喷嘴133的所述气体的流量进行调节。优选地，流入所述药液喷射喷嘴133的所述气体的流量在进行清洗工艺期间保持与流入所述药液喷射喷嘴133的药液的流量相类似的流量。

当经过所述喷管132后流入所述药液喷射喷嘴133的所述气体的压力高至必要以上时，在所述喷管132或者药液喷射喷嘴133内部发生飞溅(Splash)，当低至必要以上时，所述气体可能无法顺利地将残存于所述药液喷射喷嘴133的所述药液挤出去。

利用所述压力计520对流入所述药液喷射喷嘴133的所述气体的压力进行测量，并且可以对所述第一阀320进行调节，以便使得流入所述药液喷射喷嘴133的所述气体的流量适当。

参照图7和图8，对根据本实用新型的另一个实施例的药液泄漏防止装置的构成进行说明。

根据本实用新型的另一个实施例的药液泄漏防止装置，在图6中所说明的实施例的药液泄漏防止装置上还可设置有第二管410、第二阀420、药液感知部210，第二管410在从所述喷管132的一侧分支出来；第二阀420设置于所述喷管132和所述第二管410相连接的部分，对通过所述第二管410向外部排出的所述药液的流路进行开闭；药液感知部210可对通过所述第二管410降落的所述药液进行感知。

所述第二管410是使得所述喷管132内部的所述药液向外部排出的通道。

此外，所述第二管410是从所述喷管132的一侧朝向地面分支出来的形态，并且可设置于与所述药液供给阀134相邻近的位置。

所述第二阀420是对所述喷管132内部的所述药液流入所述第二管410内部的流路进行开闭的装置，并且可设置于所述喷管132和所述第二管410相接的部分。

所述药液感知部210的作用在于，对通过所述第二管410降落的所述药液进行感知，并且对药液供给阀134的泄漏与否进行确认。

如图7所示，所述药液感知部210可以是区域传感器(Area sensor)，区域传感器位于所述第二管410下侧，并且包括多个发光部210a和多个受光部210b，多个受光部210b接收从发光部输出的光。

也可以构成为从所述发光部210a输出的光被与其相面对的所述受光部210b接收，但是以相互交叉的形式配置，从而可精密地对降落到设定的区域的流体进行感知。可根据设定的区域的大小构成有各种数量的所述发光部210和所述受光部210b。

此外，如图8所示，所述药液感知部210可以是泄漏感知传感器(Leak sensor)，泄漏感知传感器位于所述第二管410上，若液体接触到两个电极之间，则使得电流流动，从而泄漏感知传感器感知所述药液的降落。

此外，若所述药液感知部210感知到所述药液的降落，则警报装置(未示出)就会响起，从而可采取消除药液供给阀134的缺陷的措施，并预防工艺事故。

参照图9，对包括根据本实用新型的实施例的药液泄漏防止方法的基板处理方法进行说明。

S10步骤是如下步骤：在基板W安放于夹头销123的状态下使得旋转夹头122旋转，通过药液喷射喷嘴133向进行旋转的所述基板W表面喷射药液，从而实现基板清洗等的处理。

S20步骤是完成基板处理后中断所述药液的供给的步骤。通过关闭所述药液供给阀134来中断所述药液的供给。此时，如图5所示，沿着所述药液喷射喷嘴133向外部排出的所述药液因作用于与内部壁之间的表面张力而没有降落，而是残留于所述药液喷射喷嘴133内部。

S30步骤是所述药液喷射喷嘴133及喷管132从基板W上部的位置向待机区域140的位置旋转移动的步骤。

S40步骤是如下步骤：通过打开第一阀320来从气体供给部300向所述药液喷射喷嘴133供给气体，将残留于所述药液喷射喷嘴133内部的所述药液吹出来并向待机区域140排出。

优选地，在所述S40步骤中，在进行清洗工艺期间以与流入药液喷射喷嘴133的药液的流量相对应的形式调节所述气体的供给流量。

S50步骤是如下步骤：通过调节第一阀320来使得所述气体供给部300供给的所述气体的流量减少，通过打开第二阀420来使得残留于喷管132内部的所述药液或者从所述药液供给阀134泄漏出来的所述药液通过所述第二管410向外部排出。

在所述S50步骤中，向所述药液喷射喷嘴133内部供给的气体可以是氮气(N2)。此时，所供给的少量的氮气(N2)起到将残留于药液喷射喷嘴133内部的所述药液挤出去的作用的同时，还兼有净化(PURGE)作用。

S60步骤是通过药液感知部210对通过所述第二管410降落的所述药液进行感知的步骤。

也可以利用区域传感器(Area sensor)对通过所述第二管410降落的药液进行感知，区域传感器包括多个发光部210a和多个受光部210b，也可以利用泄漏感知传感器(leak sensor)进行感知，液体接触到两个电极之间，从而使得电流流动，进而泄漏感知传感器感知所述药液的降落。

若在所述S60步骤中感知到药液供给阀134的泄漏与否，则改正缺陷，从而可预防在基板清洗工艺中发生的事故。

如前面叙述的一样，举优选实施例对本实用新型进行了详细说明，但本实用新型并非限定于前面叙述的实施例，可以在专利权利要求书和实用新型的详细说明及附图的范围内实施各种变形，而且各种变形也属于本实用新型。

标号说明

10：清洗剂供给部(药液供给部) 20：清洗剂供给阀(药液供给阀)

30：吸入阀 40：药液喷射喷嘴

50：连接管道 W：基板

100：腔室 110：回收腔室

111、112、113：回收杯 121：驱动轴

122：旋转夹头 123：夹头销

130-1、130-2：药液供给装置 131、131-1、131-2：药液供给部

132、132-1、132-2：喷管 133、133-1、133-2：药液喷射喷嘴

134：药液供给阀 140、140-1、140-2：待机区域

310：第一管 320：第一阀

410：第二管 420：第二阀

300：气体供给部 520：压力计