KR100911671B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

기판 처리 장치는 기판의 처리하는 처리 영역 및 비처리 영역으로 구분된 챔버, 처리 영역 내에 배치되며, 챔버의 외부로부터 처리액이 흐르며 기판에 상기 처리액을 공급하는 다수의 약액 공급 라인들 및 비처리 영역 내에 배치되고 제1 왕복 운동하는 제1 구동부, 처리 영역 내에 배치되고, 제1 구동부와 자기적으로 연결되어 제1 왕복 운동에 대응되는 제2 왕복 운동하는 제2 구동부 및 약액 공급라인과 연결되고 제2 왕복 운동으로부터 약액 공급 라인들의 스윙 운동으로 전환하는 전환부를 구비하는 구동 유닛을 포함한다. 따라서, 기판 처리 장치는 기판 전체에 균일하게 처리액을 공급한다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 처리액을 기판에 분사하여 분사된 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적인 기판 처리 장치는 반도체 집적회로를 갖는 칩 제조에 사용되는 웨이퍼 및 평판 디스플레이 제조에 사용되는 유리 기판을 처리한다. 이 중 습식 처리 장치는 기판 상에 다양한 종류의 케미컬 및 유기 용액, 그리고 순수(deionized water)를 포함하는 처리액을 사용하여 기판을 처리한다. 예를 들면, 평판 디스플레이 제조 분야에서 사용되는 습식 세정 장치는 유리 기판 상에 처리액 및 식각액과 같은 처리액을 분사하여 기판 표면에 잔류하는 이물질을 제거한다.

일반적인 습식 세정 장치는 챔버, 상기 기판을 이송하는 샤프트들, 처리액을 분사하는 분사부 및 상기 챔버 내의 공급 라인을 구동 어셈블리를 포함한다. 챔버는 내부에 기판을 세정하는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 샤프트들은 챔버의 내부에는 처리 공정시 기판을 일정 속도로 이동시킨다. 분사부는 공정시 챔버 내부에서 상기 샤프트들의 회전에 의해 일정 속도로 이동되는 기판을 향해 처리액을 분 사한다.

분사부는 보통 복수의 노즐(Nozzle)을 포함한다. 노즐들은 챔버의 내부에서 이동하는 기판의 상부에 설치된다. 노즐들은 일정각도로 회전되는 공급 라인에 균등한 간격으로 배치된다. 공급 라인은 적어도 하나가 일정각도로 회전되도록 구비된다.

구동 어셈블리는 노즐들이 스윙 운동하도록 상기 공급 라인들을 구동시킨다. 따라서, 공정시 노즐들은 공급 라인의 회전에 의해 일정각도로 스윙 운동(진자 운동)하면서 처리액을 분사한다.

그러나, 상기 구동 어셈블리는 챔버의 측벽을 관통하도록 설치된다. 이는 구동어셈블리가 구동력을 공급 라인들에 제공하기 위함이다. 구동 어셈블리가 챔버의 측벽에 형성된 관통홀을 통하여 형성되기 때문에 상기 관통홀에 의해 챔버의 기밀성이 악화된다. 특히, 공정시 사용되는 처리액으로부터 발생되는 흄(fume)은 상기 관통홀을 통해 챔버 외부로 누출되므로, 누출된 흄에 의해 설비가 오염 및 부식되고 작업 환경의 안정성이 낮아진다.

도 1은 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 챔버의 기밀성을 향상시키기 위하여 챔버 내에 설치되며 N극과 S극이 교대로 형성된 마그네틱 부재를 포함하는 제1 마그네틱 풀리(30)와 챔버 내에 제1 마그네틱 풀리에 대응되는 제2 마그네틱 풀리(40) 간의 자력을 이용하여 약액 공급 라인이 스윙 운동하도록 한다. 하지만, 마그네틱 풀리가 다수 이용됨에 따라 기판 처리 장치가 공간적인 효율성이 감소될 수 있다. 나아가, 다수의 마그네틱 풀리가 구동 어셈블리에 적용됨에 따라 구동 어셈블리의 경제적인 비용이 증가할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 향상된 챔버 공간 활용도를 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기판 전체에 균일하게 처리액을 공급할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기판 처리 장치는 기판의 처리하는 처리 영역 및 비처리 영역으로 구분된 챔버, 상기 처리 영역 내에 배치되며, 상기 챔버의 외부로부터 처리액이 흐르며 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 다수의 약액 공급 라인들 및 상기 비처리 영역 내에 배치되고 제1 왕복 운동하는 제1 구동부, 상기 처리 영역 내에 배치되고, 상기 제1 구동부와 자기적으로 연결되어 상기 제1 왕복 운동에 대응되는 제2 왕복 운동하는 제2 구동부 및 상기 약액 공급라인과 연결되고 상기 제2 왕복 운동으로부터 상기 약액 공급 라인들의 스윙 운동으로 전환하는 전환부를 구비하는 구동 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 제1 구동부는, 상기 챔버 외부로부터 전달받은 구동력을 이용하여 상기 제1 왕복 운동하는 제1 구동바; 및 제1 구동바에 체결되는 제1 마그네틱 부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 마그네틱 부재는 마그네틱 플레이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 구동부는 상기 제1 구동부와 자기적으로 연결되어 상기 제2 왕복 운동하는 제2 구동바 및 상기 제2 구동바에 체결되며, 상기 제1 마그네틱 부재와 자기적으로 연결 되는 제2 마그네틱 부재를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 전환부는, 상기 제1 공급 라인들의 단부를 개별적으로 감싸며, 상기 스윙 운동을 위하여 회전하는 구동판들 및 상기 제2 구동바와 상기 구동판들의 각각과 연결하며, 상기 구동판들의 회전 중심으로부터 편심된 연결핀들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 마그네틱 부재는 마그네틱 플레이트를 포함할 수 있다.

이러한 기판 처리 장치에 따르면, 챔버 내의 기판 처리 영역을 확장시킴으로써 챔버의 처리 공간 활용도를 향상시킬 수 있다. 또한 디스크형 마그네틱 풀리의 사용을 생략하고 단순한 마그네틱 부재를 이용함으로써 기판 처리 장치의 비용을 절감할 수 있다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 챔버(110), 약액 공급 라인들(120) 및 구동 유닛(150)을 포함한다.

챔버(110)는 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공한다. 챔버(105)는 기판을 처리하는 처리 영역(111) 및 처리 영역(111)에 일측에 배치되며, 처리 영역(111) 이외의 비처리 영역(113)으로 구분된다. 비처리 영역(113)에는 후술하는 제1 구동부(120)가 배치된다.

처리 영역(111)에는 기판을 처리하기 위한 처리액을 이용하여 기판을 처리한 다. 상기 처리액의 예로는 세정액 또는 식각액을 포함할 수 있다.

약액 공급 라인(105)은 챔버(110)의 일측에서 타측으로 연장된다. 약액 공급 라인(105)이 챔버(110)의 일측에서부터 타측으로 연장된 방향이 제1 방향으로 정의된다. 약액 공급 라인(105)에는 기판에 제공되는 처리액이 흐를 수 있도록 유로가 형성된다. 약액 공급 라인(105)은 챔버(110)의 내부에서 상호 평행하게 복수로 배열될 수 있다.

약액 공급 라인(105)은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직한 제2 방향으로 스윙 운동할 수 있다. 약액 공급 라인(105)의 스윙 운동에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도시되지 않았지만, 약액 공급 라인(105)은 분사부(미도시)를 포함한다. 상기 분사부는 약액 공급 라인(105)을 흐르는 처리액을 기판을 향하여 분사한다. 예를 들면, 상기 분사부는 처리액을 일정 각도로 확산시키는 분사 노즐을 포함한다.

구동 유닛(150)은 약액 공급 라인들(105)을 스윙 운동하기 위한 구동력을 제공한다. 구동 유닛(150)은 제1 구동부(120), 제2 구동부(130) 및 전환부(140)를 포함한다.

제1 구동부(120)는 챔버(110)의 비처리 영역(113)에 배치된다. 제1 구동부(120) 외부로부터 구동력을 전달받아 제1 왕복 운동한다. 예를 들면, 제1 구동부(120)는 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 왕복 운동한다. 제1 구동부(120)는 외부의 모터(160)와 기계적으로 연결된다.

제1 구동부(120)는 제1 구동바(121) 및 제1 구동바(121)에 체결된 제1 마그 네틱 부재(123)를 포함한다. 제1 구동바(123)와 모터(160)는 랙앤피니언 기어 결합할 수 있다. 즉, 모터(160)가 회전할 경우 제1 구동바(121)는 상기 제2 방향으로 왕복 운동한다. 제1 마그네틱 부재(123)는, 예를 들면, 막대형 자석과 같은 마그네틱 플레이트를 포함한다.

제1 구동부의 구동을 설명하면, 모터(160)가 회전할 경우 모터(160)와 기계적으로 연결된 제1 구동바(121)가 상기 제2 방향으로 왕복 운동한다. 이때 제1 구동바(121)에 체결된 제1 마그네틱 부재(123)도 함께 상기 제2 방향으로 왕복 운동한다.

제2 구동부(130)는 챔버(110)의 처리 영역(111) 내에 배치된다. 제1 구동부(130)는 챔버(110)의 측벽 사이를 두고 제1 구동부(120)와 마주보도록 배치될 수 있다.

제2 구동부(130)는 제1 구동부(120)와 비접촉 방식으로 자기적으로 연결된다. 따라서, 제2 구동부(130)는 제1 구동부(120)의 제1 왕복 운동에 대응되는 제2 왕복 운동한다. 예를 들면, 제2 구동부(130)의 제2 왕복 운동은 제1 구동부(120)의 제1 왕복 운동과 동일한 속도 및 방향을 가질 수 있다.

제2 구동부(130)는 제2 구동바(131) 및 제2 구동바(131)에 체결된 제2 마그네틱 부재(133)를 포함한다. 제1 마그네틱 부재(123)와 제2 마그네틱 부재(133)는 상호 자기적으로 결합될 수 있다. 즉, 제1 마그네틱 부재(123)가 N극과 S극을 포함하는 막대형 자석일 경우, 제2 마그네틱 부재(133)도 N극과 S극을 포함하는 막대형 자석일 수 있다. 따라서, 제1 구동바(121)는 상기 제2 방향으로 왕복 운동할 경우 제1 마그네틱 부재(123)도 함께 왕복 운동한다. 이 경우, 제2 마그네틱 부재(133)도 제1 왕복 운동과 동일한 속도 및 방향을 가지는 제2 왕복 운동을 하게 되어 제2 구동바(131)도 상기 제2 왕복 운동을 하게된다.

도 3은 도 2에 도시된 전환부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전환부(140)는 제2 구동부(130) 및 약액 공급 라인(105)을 상호 기계적으로 연결시킨다. 전환부(140)는 제2 구동부(130)의 왕복 운동을 약액 공급 라인(105)을 회전시키기 위한 회전 운동으로 전환시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전환부(140)는 구동판들(141) 및 연결핀(143)을 포함한다.

구동판들(141)은 약액 공급 라인(105)을 부분적으로 감싼다. 즉, 구동판들(141)은 약액 공급 라인(105) 일 단부의 외주면을 따라 체결한다. 예를 들면, 구동 판(141)은 약액 공급 라인(105)의 외주면을 감싸는 도우넛 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게 구동 판(141)은 사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다.

구동판들(141)은 약액 공급 라인에 고정된다. 따라서 구동 판(141)이 회전할 경우 약액 공급 라인(105)도 함께 회전한다.

연결핀(143)은 구동판들(141)과 제2 구동바(131)를 상호 연결한다. 연결핀(143)은 구동판들(141)의 회전 중심에 대하여 편심된다. 따라서 제2 구동바(131)가 상기 제2 방향으로 왕복 운동함에 따라 편심된 연결핀(143)에 의하여 제2 구동바(131)에 연결된 구동판(141)이 회전하다. 구동판(141)이 회전함에 따라 구동판(141)과 체결된 약액 공급 라인(105)이 회전하다. 약액 공급 라인(105)이 회전하 면서 상기 분사부를 통하여 기판 상으로 약액을 공급한다. 이하 약액 공급 라인(105)의 스윙 운동에 대하여 도 4a 및 도 4b를 참조로 후술하기로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서 기판 처리 장치(100)는 기판을 이송하는 이송 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 전환부를 확대한 단면도들이다.

도 4a를 참조하면, 구동 바(131)가 음의 제2 방향으로 이동할 경우, 구동바(131)와 약액 공급 라인(105)을 상호 연결시키는 구동판(141)이 회전하게된다. 결과적으로 구동판(141)이 체결된 약액 공급 라인(105)이 일정 각도로 회전함으로써 일정한 스윙 각도로 스윙한다.

상기 스윙 각도는 구동 바(131)의 제2 방향으로 이동 거리에 의존한다. 즉, 구동 바(131)가 제2 방향으로 이동하는 이동 거리가 길수록 스윙 각도는 커진다. 또한, 스윙 각도는 연결핀(143)이 구동 판(141)의 중심을 기준으로 편심 정도에 의존한다. 즉, 연결핀(143)이 구동 판(141)을 중심으로 높은 편심 정도를 가질수록 스윙 각도가 커진다.

구동 바(131)가 도 4a에 도시된 방향과 다른 양의 제2 방향으로 이동할 경우, 구동바(131)와 약액 공급 라인(105)을 상호 연결시키는 구동판(141)이 회전하게된다. 결과적으로 구동판(141)이 체결된 약액 공급 라인(105)이 일정 각도로 회전함으로써 일정한 스윙 각도로 스윙한다. 결과적으로 구동판(141)이 체결된 약액 공급 라인(105)이 일정 각도로 회전함으로써 일정한 스윙 각도로 스윙한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이와 같은 기판 처리 장치에 따르면, 챔버 내의 기판 처리 영역이 확장시킴으로써 챔버의 처리 공간 활용도가 개선될 수 있다. 또한 디스크형 마그네틱 풀리의 사용을 생략하고 단순한 마그네틱 부재를 이용함으로써 기판 처리 장치의 비용을 절감할 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 평판 표시 장치와 같은 대형화 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 적용될 수 있다. 나아가 대 구경화되는 웨이퍼 처리 장치에도 적용될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 전환부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 전환부를 확대한 단면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기판 처리 장치 105 : 약액 공급 라인

110 : 챔버 111 : 처리 영역

113 : 비처리 영역 120 : 제1 구동부

130 : 제2 구동부 140 : 전환부

150 : 구동 유닛 160 : 모터

Claims (6)

1. 기판의 처리하는 처리 영역 및 비처리 영역으로 구분된 챔버;

   상기 처리 영역 내에 배치되며, 상기 챔버의 외부로부터 처리액이 흐르며 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 다수의 약액 공급 라인들; 및

   상기 비처리 영역 내에 배치되고 제1 왕복 운동하는 제1 구동부, 상기 처리 영역 내에 배치되고, 상기 제1 구동부와 자기적으로 연결되어 상기 제1 왕복 운동에 대응되는 제2 왕복 운동하는 제2 구동부 및 상기 약액 공급라인과 연결되고 상기 제2 왕복 운동으로부터 상기 약액 공급 라인들의 스윙 운동으로 전환하는 전환부를 구비하는 구동 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 구동부는,

   상기 챔버 외부로부터 전달받은 구동력을 이용하여 상기 제1 왕복 운동하는 제1 구동바; 및

   제1 구동바에 체결되는 제1 마그네틱 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 마그네틱 부재는 마그네틱 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 구동부는 상기 제1 구동부와 자기적으로 연결되어 상기 제2 왕복 운동하는 제2 구동바; 및

   상기 제2 구동바에 체결되며, 상기 제1 마그네틱 부재와 자기적으로 연결되는 제2 마그네틱 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전환부는,

   상기 제1 공급 라인들의 단부를 개별적으로 감싸며, 상기 스윙 운동을 위하여 회전하는 구동판들; 및

   상기 제2 구동바와 상기 구동판들의 각각과 연결하며, 상기 구동판들의 회전 중심으로부터 편심된 연결핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 마그네틱 부재는 마그네틱 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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