KR100895321B1 - 노즐 시스템 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

노즐 및 기판 오염이 감소된 노즐 시스템 및 이를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다. 노즐 시스템은 제1 유체를 공급하는 제1 노즐과, 제2 유체를 공급하는 제2 노즐과, 제1 및 제2 노즐의 외주면과 면접촉하여 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 튜브 홀더를 포함하되, 제1 및 제2 노즐은 각각 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 배치된 내부 튜브를 포함한다.

노즐, 이물질, 튜브 홀더

Description

노즐 시스템 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Nozzle system and apparatus for processing substrate comprising the same}

본 발명은 노즐 시스템 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 기판에 유체를 분사할 때 유체에 의한 노즐 및 기판 오염이 감소된 노즐 시스템 및 이를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.

반도체 소자의 제조 공정에는 노즐을 이용한 유체 분사 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어 기판을 세정하는 세정 공정에는 세정액 등을 분사하기 위한 노즐이 이용된다.

그러나, 노즐에서 분사된 세정액 등이 기판과 충돌한 후 튀어올라 노즐에 부착되어 노즐을 오염시키거나, 노즐에 부착되었던 이물질이 낙하하여 기판을 오염시킬 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 노즐 및 기판의 오염이 감소된 노즐 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 노즐 및 기판의 오염이 감소된 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 시스템은 제1 유체를 공급하는 제1 노즐과, 제2 유체를 공급하는 제2 노즐과, 상기 제1 및 제2 노즐의 외주면과 면접촉하여 상기 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 튜브 홀더를 포함하되, 상기 제1 및 제2 노즐은 각각 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 배치된 내부 튜브를 포함한다.

상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제1 유체를 공급하는 제1 노즐과, 제2 유체를 공급하는 제2 노즐과, 상기 제1 및 제2 노즐의 외주면과 면접촉하여 상기 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 튜브 홀더와, 상기 제1 및 제2 노즐을 이동시키는 아암과, 상기 제1 및 제2 유체의 처리 목적인 기판이 배치되는 기판 지지대를 포함하되, 상기 제1 및 제2 노즐은 각각 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 배치된 내부 튜브를 포함하고, 상기 튜브 홀더는 상기 제1 및 제2 노즐의 상기 기판 지지대측 일단보다 상기 아암측 일단에 가깝게 배치된다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 노즐 시스템 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 튜브 홀더의 면 방향이 기판측을 향하여 배치되지 않음으로써 이물질에 의한 오염 가능 면적을 최소화할 수 있다.

둘째, 외부 튜브 및 내부 튜브를 포함하는 노즐을 이용하여 흡착된 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알 려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 및/또는 은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 기판(10)이 안착되는 기판 지지대(110), 회전축(120), 바울(130), 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 구동하는 구동부(210), 아암(220) 등을 포함한다.

기판 지지대(110)는 원통 또는 반추형의 지지판을 가지고 있다. 기판 지지대(110)의 지지판의 상부면에는 기판(10)이 놓여져 고정되며, 기판 지지대(110)는 지지판의 중앙을 중심으로 대략 200~300 rpm의 회전 속도로 수평으로 회전한다.

회전축(120)은 기판 지지대(110)의 하단에 연결되어 수평 방향의 회전력을 전달한다.

바울(130)은 내부 중앙에 기판(10)이 삽입되는 공간을 제공하기 위해 기판 지지대(110)를 감싸도록 배치되어 있고 예를 들어 환형의 통 형상을 가질 수 있다.

바울(130)은 기판(10)의 외곽을 둘러싸며 소정의 높이를 가지도록 설치되어 있어 노즐(104)에서 분사되는 제1 및 제2 유체가 외부의 다른 장치나 주위로 튀어 나가는 것을 차단한다. 공정 수행시 사용된 제1 및 제2 유체는 바울의 하단(미도시)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 실시예의 노즐 시스템은 2 이상의 유체를 동시에 분사할 수 있도록 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)로 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 노즐(240a, 240b)은 기판 지지대(110)의 상부에 위치하여 기판에 제1 및 제2 유체를 분사한다. 제1 및 제2 유체를 분사하는 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 구성 및 동작에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.

제1 및 제2 노즐(240a, 240b)은 연결부(230)에 의해 아암(220)에 연결된다. 아암(220)은 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 수평 또는 수직으로 이동시켜 기판(10)의 원하는 위치에 제1 및 제2 유체를 분사할 수 있도록 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 위치를 조정한다. 아암(220)은 예를 들어 모터 등으로 구성된 구 동부(210)와 연결되어 동력을 인가받는다. 본 실시예에서는 하나의 구동부(210)로 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 구동시킬 수 있다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 포함되는 노즐 시스템에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 포함되는 노즐 시스템의 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 포함되는 노즐 시스템의 저면도이다.

노즐 시스템은 반도체 기판의 처리, 예를 들어 기판 세정 공정에 이용될 수 있으나, 본 실시예의 노즐 시스템이 이용되는 공정은 기판 세정 공정에 한정되는 것은 아니다.

노즐 시스템은 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)은 각각 제1 유체 및 제2 유체를 기판(도 1의 10 참조)에 분사할 수 있다. 제1 유체 및 제2 유체는 서로 다른 화학적 성질을 가지는 세정액일 수 있으며, 서로 화학 반응을 일으켜 세정 효과를 극대화할 수 있다.

제1 유체 및 제2 유체는 동시에 또는 순차적으로 분사될 수 있다. 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)로부터 기판에 제1 유체와 제2 유체가 분사되는 경우 기판을 세척한 제1 유체와 제2 유체가 기판과 충돌한 후 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)측으로 튀어오르게된다. 이 경우 제1 유체 또는 제2 유체에는 흄(fume)이 발생하여 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)에 부착될 수 있다. 또한, 제1 유체 또는 제2 유체가 각각 제2 유체 또는 제1 유체와 화학적으로 반응하여 파티클 등의 오염물을 발생시킬 수 있으며, 이들이 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)에 부착될 수 있다. 이들 오염물은 중 력에 의해 기판에 낙하하여 기판을 오염시킬 수도 있으므로, 본 실시예에서는 이를 방지하기 위해 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 듀얼 튜브(dual tube)로 구성한다.

구체적으로 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)은 각각 외부 튜브(241a, 241b) 및 외부 튜브(241a, 241b) 내부에 배치된 내부 튜브(242a, 242b)를 포함한다. 즉, 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 각 내부 튜브(242a, 242b)는 제1 및 제2 유체를 분사하고, 이들 제1 및 제2 유체가 기판과 충돌한 후 튀어오르거나 내부 튜브(242a, 242b)에 부착된 오염물은 외부 튜브(241a, 241b)로 흡입하여 오염물이 기판에 낙하하지 않도록 한다. 내부 튜브(242a, 242b) 및 외부 튜브(241a, 241b)는 예를 들어 원기둥 형상을 가질 수 있다. 내부 튜브(242a, 242b)에 의해 둘러싸인 내부 분사 공간(244a, 244b)을 통해 제1 및 제2 유체가 분사될 수 있고, 내부 튜브(242a, 242b)와 외부 튜브(241a, 241b)의 간격에 생성된 외부 흡입 공간(243a, 243b)에는 예를 들어 진공 압력이 인가되어 이물질을 흡입할 수 있다. 외부 튜브(241a, 241b)에 의한 내부 튜브(242a, 242b)에 부착된 이물질의 흡입 효과를 향상시키기 위해 내부 튜브(242a, 242b)의 말단은 외부 튜브(241a, 241b)보다 돌출될 수 있다. 즉, 내부 튜브(242a, 242b)는 외부 튜브(241a, 241b)의 기판측 말단보다 돌출되어 외부 튜브(241a, 241b)보다 길게 형성될 수 있다.

제1 및 제2 노즐(240a, 240b)은 이동의 편의 및 노즐 간 간격 유지를 위한 튜브 홀더(300)가 요구된다.

튜브 홀더(300)는 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 외주면과 면접촉하여 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 홀딩한다. 튜브 홀더(300)는 서로 대향하는 제1 튜브 홀더(310) 및 제2 튜브 홀더(320)를 포함할 수 있다. 제1 튜브 홀더(310) 및 제2 튜브 홀더(320)는 외부 튜브의 외부면과 면접촉하여 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 홀딩하는 복수의 홀딩부(310a, 310b, 320a, 320b) 및 상기 홀딩부(310a, 310b, 320a, 320b)를 연결하고 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 간격을 유지하는 간격 유지부(330, 340)를 포함한다.

제1 튜브 홀더(310)의 홀딩부(310a, 310b)가 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 외주면의 일부를 감싸 홀딩하고, 제2 튜브 홀더(320)의 홀딩부(320a, 320b)는 제1 튜브 홀더(310)와 대향하도록 반대측에 배치되어 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 외부면의 타부를 감싸 홀딩한다. 결과적으로 제1 튜브 홀더(310)의 홀딩부(310a, 310b)와 제2 튜브 홀더(320)의 홀딩부(320a, 320b)는 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 외주면을 둘러싸서 홀딩한다. 이에 따라 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)이 튜브 홀더(300)에 고정되고, 튜브 홀더(300)가 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 외주면과 면접촉하고, 두께 방향은 기판측을 향하게 되므로 기판과 충돌한 후 튀어오른 이물질이 튜브 홀더(300)에 부착될 수 있는 면적이 감소되어 이물질에 의한 오염 우려가 감소된다.

간격 유지부(330, 340)는 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 소정 간격을 유지할 수 있도록 한다.

제1 튜브 홀더(310) 및 제2 튜브 홀더(320)의 양단은 고정핀과 같은 체결부(350)에 의해 체결되어 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)을 고정시키고 상호 간격을 유지시킨다.

튜브 홀더(300)의 고정 위치는 기판으로부터 튀어오른 이물질에 의해 튜브 홀더(300)가 오염되지 않도록 기판으로부터 최대한 멀리 배치되도록 한다. 구체적으로, 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 전체 길이를 가상으로 이등분하는 경우, 튜브 홀더(300)는 제1 및 제2 노즐(240a, 240b)의 기판 지지대측(도 1의 110 참조) 일단보다 아암(도 1의 220 참조)측 일단에 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라, 기판으로부터 이물질이 튀어오르더라도 튜브 홀더(300)에 도달하지 못하므로, 튜브 홀더(300)에 이물질이 부착되었다가 세정 공정이 끝난 후 낙하하여 기판을 오염시키는 현상이 감소될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 포함되는 노즐 시스템의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 포함되는 노즐 시스템의 저면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 기판 110: 기판 지지대

120: 회전축 130: 바울

210: 구동부 220: 아암

230: 연결부 240a: 제1 노즐

240b: 제2 노즐 241a, 241b: 외부 튜브

242a, 242b: 내부 튜브 243a, 243b: 외부 흡입 공간

244a, 244b: 내부 분사 공간 300: 튜브 홀더

310: 제1 튜브 홀더 320: 제2 튜브 홀더

310a, 310b: 제1 홀딩부 320a, 320b: 제2 홀딩부

330, 340: 간격 유지부 350: 체결부

Claims (5)

1. 제1 유체를 공급하는 제1 노즐;

   제2 유체를 공급하는 제2 노즐; 및

   상기 제1 및 제2 노즐의 외주면과 면접촉하여 상기 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 튜브 홀더를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 노즐은 각각 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 배치된 내부 튜브를 포함하는데,

   상기 튜브 홀더는 상기 외부 튜브의 외주면과 면접촉하여 상기 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 복수의 홀딩부와, 상기 홀딩부를 연결하고 상기 제1 및 제2 노즐의 간격을 유지하는 간격 유지부를 포함하는, 노즐 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내부 튜브는 유체를 분사하고, 상기 외부 튜브는 이물질을 흡입하며, 상기 내부 튜브의 말단은 상기 외부 튜브의 말단보다 돌출된 노즐 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 튜브 홀더는 서로 대향하는 제1 및 제2 튜브 홀더를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 튜브 홀더는 체결부에 의해 체결되는 노즐 시스템.
4. 삭제
5. 제1 유체를 공급하는 제1 노즐;

   제2 유체를 공급하는 제2 노즐; 및

   상기 제1 및 제2 노즐의 외주면과 면접촉하여 상기 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 튜브 홀더;

   상기 제1 및 제2 노즐을 이동시키는 아암; 및

   상기 제1 및 제2 유체의 처리 목적인 기판이 배치되는 기판 지지대를 포함하되,

   상기 제1 및 제2 노즐은 각각 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 배치된 내부 튜브를 포함하고,

   상기 튜브 홀더는 상기 제1 및 제2 노즐의 상기 기판 지지대측 일단보다 상기 아암측 일단에 가깝게 배치되는데,

   상기 튜브 홀더는 상기 외부 튜브의 외주면과 면접촉하여 상기 제1 및 제2 노즐을 홀딩하는 복수의 홀딩부와, 상기 홀딩부를 연결하고 상기 제1 및 제2 노즐의 간격을 유지하는 간격 유지부를 포함하는, 기판 처리 장치.

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