KR100997016B1 - 매엽식 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다. 매엽식 기판 처리 장치는 기판을 세정하기 위해 공급되는 세정물질을 회수하기 위한 세정물질 회수부가 형성된 세정챔버 및 상기 기판이 놓여지며, 상기 세정챔버 내에서 회전 및 직선 운동을 하는 스핀척을 포함하며, 상기 세정물질 회수부는 상기 세정챔버 내측벽을 따라 적어도 2개 이상 형성되고, 상기 회수부 중 가장 하부에 형성된 회수부는 상기 세정물질 중 초순수를 회수한다. 이로 인해 초순수가 다른 회수부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
세정챔버, 건조챔버, 세정물질 회수부

Description

매엽식 기판 처리 장치{APPARATUS OF TREATING A SUBSTRATE IN A SINGLE WAFER TYPE}
본 발명은 매엽식 기판 처리 장치에 관한 것으로, 기판의 세정물질 중 초순수가 다른 회수부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 매엽식 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 기판, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 증착, 사진 및 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 공정이 수행된다.
상기 공정을 위한 기판 처리 방식은 크게 건식 처리 방식 및 습식(Wet) 처리 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 처리 방식은 여러 가지 약액을 이용한 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 처리하는 배치식(batch type) 장치와 낱장 단위로 기판을 처리하는 매엽식(single wafer type) 장치로 구분된다.
배치식 처리장치는 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치식 처리장치는 기판의 대형화 추세에 대한 대응이 용이하지 않고, 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치식 처리장치에서 공정 중에 기판이 파손되는 경우에는 세정조 내에 있는 기판 전체에 영향을 미치게 되므로 다량의 기판 불량이 발생할 수 있는 위험이 있었다.
상기와 같은 이유들로 인해 최근에는 매엽식 처리장치가 선호되고 있다.
매엽식 처리장치는 낱장의 기판 단위로 처리하는 방식으로서, 고속으로 회전시킨 기판 표면에 세정액 또는 건조가스를 분사함으로써, 기판의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다.
통상적으로 매엽식 처리장치는 기판이 수용되어 세정 공정이 수행되는 챔버와 기판을 고정시킨 상태로 회전하는 스핀척 및 기판에 약액과 초순수 및 건조가스 등을 포함하는 세정액을 공급하기 위한 노즐 어셈블리를 포함한다.
그런데, 종래의 매엽식 처리장치의 챔버는 수지물로 형성되었기 때문에 기판이 고속 회전하는 경우에 정전기가 발생하여 화재가 발생하거나 게이트 패턴(gate pattern)이 나빠지고 구리 배선을 사용하지 못하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 기판을 저속으로 회전시키는 경우에는 초순수가 잘못된 곳으로 회수되는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 매엽식 처리장치의 챔버에는 개방된 챔버의 상부를 통해 분사된 약액, 초순수 및 건조가스가 기판을 처리한 후 이들 처리액을 회수하기 위한 회수 부가 챔버의 내측 벽면을 따라 상하로 형성되는데, 초순수를 회수하기 위한 회수부가 다른 약액을 회수하기 위한 회수부 보다 상부에 형성되었다. 초순수를 회수하는 회수부가 다른 약액을 회수하는 회수부 보다 상부에 있기 때문에 고속회전시 발생하는 정전기를 방지하기 위해 기판을 저속으로 회전시키면 초순수가 척킹핀을 타고 흘러 내려 다른 회수부로 유입되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 챔버는 개구된 하나의 챔버 내에서 세정 및 건조가 모두 이루어지기 때문에 챔버 내에 존재하는 기체 등에 의해 건조물질이 골고루 기판의 처리면에 형성되지 않아 건조효율이 저하되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 세정에 사용된 초순수가 잘못된 회수부로 회수되는 것을 방지할 수 있는 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 세정이 수행되는 챔버와 건조가 수행되는 챔버를 분리함으로써 건조효율이 개신된 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기판의 불순물을 제거하는 매엽식 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판을 세정하기 위해 공급되는 세정물질을 회수하기 위한 세정물질 회수부가 형성된 세정챔버; 및 상기 기판이 놓여지며, 상기 세정챔버 내에서 회전 및 직선 운동을 하는 스핀척;을 포함하며, 상기 세정물질 회수부는 상기 세정챔버 내측벽을 따라 적어도 2개 이상 형성되고, 상기 회수부 중 가장 하부에 형성된 회수부는 상기 세정물질 중 초순수를 회수하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
상기와 같이 구성함으로써, 기판의 세정을 위해 사용된 초순수가 약액 등을 회수하는 회수부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 세정챔버의 일측에 구비되어 세정이 완료된 상기 기판을 건조하며, 그 내부에서 상기 스핀척이 회전 및 직선 운동하는 건조챔버 및 상기 세정챔버와 상기 건조챔버의 사이에 형성되어, 상기 스핀척이 직선 운동하도록 개폐되거 나 상기 기판을 건조하는 동안 상기 건조챔버를 밀폐시키는 도어를 더 포함할 수 있다. 이로 인해, 세정챔버에 존재하는 외부 기체 등에 의해 기판의 건조효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 세정챔버에는 세정물질 공급하는 세정물질 공급부가 연결되고, 상기 건조챔버에는 건조물질을 공급하는 건조물질 공급부가 연결될 수 있다. 즉, 상기 세정챔버에 공급되는 세정물질과 상기 건조챔버로 공급되는 건조물질을 독립적인 공간으로 공급함으로써, 건조물질이 세정챔버를 통과한 후 건조챔버로 공급되는 것을 방지할 수 있으며, 이 과정에서 세정챔버 내에 존재하는 외부 기체가 건조물질에 혼합되는 것도 방지할 수 있다.
한편, 상기 스핀척이 통과하도록 상기 세정챔버에 형성된 제1도어 또는 상기 스핀척이 통과하도록 상기 건조챔버에 형성된 제2도어 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이는, 세정챔버에 대해서 건조챔버를 공간적으로 분리하여 밀폐함으로써 건조챔버 내에 외부의 기체 등이 유입되는 것을 막기 위함이다.
또한, 상기 건조물질 공급부는 상기 건조챔버의 중심을 향하여 전진 또는 후퇴 운동이 가능한 것을 특징으로 한다. 이와 같이 건조물질 공급부가 전진 또는 후퇴함으로써, 세정챔버에서 건조챔버로 기판이 전달되는 과정에 기판과 건조물질 공급부가 서로 충돌하는 것을 예방할 수 있다.
한편, 상기 세정물질 회수부는 상기 세정챔버의 중심을 향하여 상향 경사진 것이 바람직한데, 이로 인해 세정물질이 회수부에서 역류하는 것을 막을 수 있다.
또한, 상기 세정물질 회수부 중 초순수를 회수하는 회수부는 상기 세정챔버 의 바닥면으로 형성될 수 있다. 즉, 세정물질 회수부 중 초순수를 회수하는 회수부는 가장 하부에 형성되기 때문에 회수를 위한 별도의 구성을 부가하지 않고 세정챔버의 바닥면을 이용할 수 있으며, 이 경우에 바닥면은 그 가장자리를 향해 하향 경사지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 건조챔버는 스테인레스 스틸로 형성될 수 있다. 이는 기판 내지 스핀척이 고속으로 회전하는 경우에 정전기가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 세정물질 중 초순수가 가장 하부에 회수되게 함으로써, 초순수가 잘못된 회수부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 초순수가 잘못 회수되는 것을 방지할 수 있기 때문에 초순수의 사용성을 높일 수 있으며, 유지 보수에 필요한 비용을 절감할 수도 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 세정이 수행되는 챔버의 바닥면 자체를 이용하여 초순수를 회수함으로써 세정을 위한 챔버의 구성을 단순화할 수 있고 생산성을 높일 수도 있다.
또한, 본 발명은 세정을 위한 세정챔버와 건조를 위한 건조챔버를 별도로 구비하고 건조챔버를 밀폐형으로 구성함으로써, 기판의 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태 양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 세정챔버 및 건조챔버가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)는 세정챔버(130)와 세정챔버의 일측에 형성된 건조챔버(150)를 포함한다. 이 때, 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)는 대략 원통 형상을 가지며, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)는 공간적으로 분리되어 있다. 세정챔버(130)의 상부는 개방되어 있으며, 이로 인해 세정챔버(130)는 오픈 챔버의 형태를 가진다. 또한, 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)는 상하 또는 좌우로 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)가 상하로 배치된 경우에 대해서 설명하지만, 이에 국한된 것은 아님을 밝혀 둔다.
세정챔버(130)의 개구된 상부를 통해서는 세정물질이 공급되는데, 이를 위해 세정챔버(130)의 일측에는 세정물질 공급부(170)가 제공된다. 세정물질 공급부(170)는 제1약액을 공급하는 제1공급부(171), 제2약액을 공급하는 제2공급부(173) 및 초순수를 공급하는 제3공급부(175)를 포함할 수 있다.
우선 제1 및 제2공급부(171,173)는 세정챔버(130)에 대해 어느 한 곳에 고정 된 상태로 피벗 내지 회전 운동할 수 있으며, 제1 및 제2공급부(171,173)의 끝단에 형성된 노즐부(미도시)는 세정챔버(130)의 내부를 향해 하강 또는 상승할 수 있다. 제1 및 제2공급부(171,173)가 이와 같이 움직이기 위해서는 별도의 제1 또는 제2공급부 구동수단(미도시)을 각각 구비할 수 있다.
또한, 제3공급부(175)는 세정챔버(130)의 외부 한 지점에 장착되고, 끝부분에 형성된 노즐부(미도시)는 세정챔버(130)의 개부된 부분을 향하여 전진 또는 후퇴할 수 있으며, 이를 위해 별도의 제3공급부 구동수단(미도시)을 구비할 수 있다.
한편, 약액 및 초순수의 공급은 일정한 순서에 의해서 이루어지며 공급하지 않는 나머지 공급부는 대기 위치에서 대기하게 된다. 예를 들면, 도 1에서 제1공급부(171)는 세정챔버(130) 내부로 제1약액을 공급하는 위치에 있으며, 제2공급부(173)는 제2약액을 공급하지 않는 대기 위치에 있다.
여기서, 제1 및 제2공급부(171,173) 그리고, 제3공급부(175)는 제1 및 제2약액 공급소스(미도시), 초순수 공급소스(미도시)에 각각 연결된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 세정챔버(130)의 상단부는 개구(131)되어있고, 세정챔버(130)의 측벽에는 약액 및 초순수를 회수하기 위한 회수라인(148,149)이 연결되어 있다. 세정챔버(130)의 하부에는 건조챔버(150)가 위치하며, 세정챔버(130)와 달리 건조챔버(150)는 밀폐된 상태에서 건조 공정을 수행하는데, 이를 위해 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에는 도어(151)가 제공되는 것이 바람직하다.
도어(151)는 기판이 통과할 수 있도록 충분히 개방될 수 있어야 하며 이를 위해 도어(151)는 두 부분으로 형성되는 것이 바람직하다. 도어(151)의 개폐를 위해 도어(151)의 두 부분은 각각 도어개폐수단(153)에 연결되며, 도어개폐수단(153)은 도어프레임(155)에 장착된다.
여기서, 도어개폐수단(153)은 리드 스크류(미도시), 이를 구동하기 위한 모터(미도시), 도어(151)의 움직임을 안내하기 위한 가이드부(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 리드 스크류가 도어(151)를 관통하도록 설치하고, 상기 모터를 구동함으로써 도어(151)를 움직일 수 있다. 도어(151)의 개폐를 자동으로 제어하기 위해서는 상기 모터에 공급되는 전류를 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 다만, 도어개폐수단(153)은 반드시 이에 국한되는 것은 아니며 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)에 대해서 좀더 자세히 설명한다. 도 3은 기판이 세정챔버에서 세정되는 상태를 도시한 개략 단면도이고, 도 4는 기판이 건조챔버에서 건조되는 상태를 도시한 개략 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 기판(W)에 존재하는 불순물을 제거하기 위해 기판(W)은 세정챔버(130)의 내부에 로딩된다. 여기서, 기판(W)은 세정챔버(130)의 높이 방향을 따라 위에서부터 아래로 내려오면서 세정된다.
기판(W)의 세정 공정을 위해 제1개구부(131)에는 제1 또는 제2공급부(171,173)가 위치하거나, 제3공급부(175)가 위치할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 3 및 도 4에는 제1공급부(171)만 도시하였다.
이 때, 제1약액이 공급되는 상태의 기판(W) 위치, 제2약액이 공급되는 상태의 기판(W) 위치 및 초순수가 공급되는 상태의 기판(W) 위치는 서로 다르다. 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)에서는 제1약액 공급시 기판(W)이 가장 높은 위치에 있으며, 제2약액 공급시 기판(W)은 가운데 정도의 높이에 위치하고, 초순수 공급시 기판(W)은 최하부에 위치하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제1약액 공급시 기판(W)은 세정챔버(130)의 제1개구부(131)로부터 가장 가까이 위치하고, 초순수 공급시 기판(W)은 세정챔버(130)의 제1개구부(131)로부터 가장 멀리 위치하며, 제2약액 공급시 기판(W)은 제1약액 공급시 기판(W)의 위치와 초순수 공급시 기판(W)의 위치 사이에 위치하게 된다. 즉, 기판(W)이 상부에서 하부로 하강하면서 차례로 제1약액, 제2약액 그리고 초순수가 분사된다.
이와 같이, 기판(W)이 하강함에 따라 제1공급부(171)의 노즐부(172)도 기판(W)을 따라 하강하면서 세정물질을 기판(W)의 처리면으로 공급하게 된다.
한편, 기판(W)은 세정챔버(130) 내부의 높이 방향을 따라 직선 운동하며, 세정 공정 중에는 고속으로 회전하게 되는데 이를 위해, 세정챔버(130)의 가운데 부분을 관통하여 지지부재(120)가 제공된다.
지지부재(120)는 기판(W)이 안착되는 스핀척(121), 스핀척(121)을 회전시키는 구동축(123)을 포함하며, 구동축(123)의 하단에는 구동축(123)을 회전시키고 직선으로 움직이게 하는 구동부(125)가 구비된다. 스핀척(121)에는 기판(W)을 고정하기 위한 척킹핀(미도시)이 구비된다.
기판(W)의 세정은 세정챔버(130)의 제1개구부(131)가 개방된 상태로 진행되 며, 세정이 완료된 기판(130)은 세정챔버(130)의 하부에 별도로 제공된 건조챔버(150)로 전달된다. 즉, 스핀척(121) 및 구동축(123)이 아래쪽으로 하강함으로써 기판(W)이 건조챔버(150) 내부에 로딩될 수 있다. 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)는 스핀척(121)을 감싸는 형태를 가진다.
한편, 세정챔버(130)의 하부에는 세정챔버(130)로부터 기판(W)을 언로딩하기 위한 제2개구부(133)가 형성되어 있으며, 제2개구부(133)에는 제2개구부(133)를 개폐하기 위한 제1 도어(135)가 구비된다.
세정챔버(130)의 하부에는 밀폐형 건조 챔버인 건조챔버(150)가 구비될 수 있다. 이 때, 제1도어(135)와 마주 보는 건조챔버(150)의 상부에는 제3개구부(152)가 구비되고, 이는 제2도어(151)에 의해 개폐된다. 이와 같이, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)를 분리하는 도어가 2개(135,151) 구비될 수 있다. 이 경우에, 앞서 도 2에서 설명한 도어(151)는 건조챔버(150) 측에 구비된 제2도어(151)가 될 것이다.
이와 같이, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)에 각각 도어(135,151)를 형성함으로써, 건조챔버(150)의 밀폐성능을 높일 수 있다. 즉, 세정 공정이 완료된 기판(W)이 세정챔버(130)에서 건조챔버(150)로 전달되는 과정에 세정챔버(130) 내부에 존재하는 외부 기체 등이 건조챔버(150)로 유입되는 것을 보다 확실히 막을 수 있다.
만약, 도어가 1개인 경우라면, 도어가 열려 있는 상태로 기판(W)이 세정챔버(130)에서 건조챔버(150)로 전달되기 때문에 열려 있는 도어를 통해 세정챔 버(130) 내에 있던 외부 기체 등이 건조챔버(150)로 유입되어 건조효율 및 제품의 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있다.
그러나, 도어가 2개인 경우에는 건조챔버(150)로 외부 기체 등이 유입되는 것을 보다 확실히 막을 수 있다. 구체적으로, 기판(W)이 세정챔버(130)를 벗어나 건조챔버(150)로 유입되기 전에는 세정챔버(130) 측의 제1도어(135)만 열려 있고 건조챔버(150) 측의 제2도어(151)는 여전히 닫혀 있게 된다. 그 후 기판(W)이 대략 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 있게 되면 제1도어(135)가 닫히고 그 다음으로 제2도어(151)가 열려 기판(W)이 건조챔버(150)로 로딩된다. 이러한 작동 순서에 따를 경우에는 세정챔버(130)의 외부 기체가 건조챔버(150)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도어가 2개인 경우에 제1도어(135)를 개폐하기 위한 제1도어개폐수단(미도시)이 구비되며, 그 구성은 앞서 도 2에서 설명한 도어개폐수단(153)의 구성과 동일한 것이 바람직하다. 이 때, 제1 및 제2도어(135,151)는 동일한 제어부(미도시)에 의해 서로 연동되도록 개폐될 수 있다. 이와 같이, 세정을 위한 챔버와 건조를 위한 챔버를 별도로 구비함으로써 어느 하나의 챔버만을 교환하더라도 전체 시스템을 유지할 수 있기 때문에 매엽식 기판 처리 장치의 유지 보수 편의성을 높일 수도 있다.
또한, 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)가 일체로 형성될 수도 있는데, 이 경우에는 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 1개의 도어만 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 상부가 개방된 세정챔버(130)와 별개의 부품으로 건조챔버(150)를 형성 하고 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 도어(135,151)를 구비하여 양자를 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 부품으로 된 공정 챔버 또는 하우징 내에 공간을 구획하여 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)를 형성할 수도 있다. 이 때, 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에는 스핀척(121)이 세정챔버(130) 또는 건조챔버(150) 내에서 직선 운동할 수 있도록 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 하나의 도어를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)를 하나의 부품으로 일체 형성함으로써 매엽식 기판 처리 장치의 구성을 단순화할 수 있으며, 생산성을 높일 수도 있다.
즉, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치는 스핀척(121)이 통과하도록 세정챔버(130)에 형성된 제1도어(135) 또는 스핀척(121)이 통과할 수 있도록 건조챔버(150)에 형성된 제2도어(151) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구동축(123)과 도어(135,151)의 접촉면에는 밀봉을 위한 실링수단(미도시) 또는 베어링 수단(미도시)이 형성될 수도 있다.
한편, 건조챔버(150)의 내측 벽면에는 이소프로필 알코올 등을 공급하는 건조물질 공급부(180)가 제공되는데, 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)는 기판(W)의 처리면으로 건조물질을 공급할 수 있도록 건조챔버(150)의 내부로 연장되어 있다. 이 때, 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)는 건조챔버(150)의 중심을 향하여 전진 또는 후퇴할 수 있다. 즉, 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)가 건조챔버(150)의 중심을 향하여 전진 또는 후퇴함으로써, 기판(W)이 세정챔버(130)에서 건조챔버(150)로 전달될 때 기판(W) 또는 스핀척(121)과 노즐부(181)가 충돌하는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 건조챔버(150)의 하부에는 이소프로필 알코올 등 건조물질을 회수하기 위한 건조물질 회수부(190)가 제공된다. 여기서, 건조챔버(150)는 스테인레스 스틸(SUS) 재질로 형성되며, 밀폐되어 있기 때문에 외부 기체가 건조 과정에 영향을 줄 수 없다.
이와 같이 건조챔버(150)를 밀폐형으로 구성하고 세정챔버(130)와 별도로 구비함으로써 건조 공정시에 기판(W)의 처리면에 묻은 초순수(DIW) 표면에 이소프로필 알코올의 계면이 고르게 형성될 수 있기 때문에 건조 효율이 향상되며, 건조챔버(150)의 재질이 스테인레스 스틸이기 때문에 기판(W)이 고속 회전하더라도 정전기에 의한 악영향을 방지할 수 있다.
또한, 이소프로필 알코올 등 건조물질을 회수하기 위한 건조물질 회수부(190,192)가 건조챔버(150)의 하부에 형성되어 있기 때문에 기판(W)이 저속으로 회전하더라도 이소프로필 알코올이 엉뚱한 곳으로 회수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판(W)이 저속으로 회전하는 경우에 이소프로필 알코올이 척킹핀(미도시)을 타고 흘러 내릴 수 있는데, 이러한 경우에도 건조물질 회수부(190,192)를 통해 회수되기 때문에 이소프로필 알코올이 잘못된 회수부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 건조 공정을 마친 기판(W)은 다음 공정을 위해 건조챔버(150)로부터 언로딩되는데 이를 위해 건조챔버(150)에 기판 로딩 및 언로딩용 도어(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 건조가 완료된 후에 다시 세정챔버(130)의 개구 부(131)를 통해 기판(W)을 언로딩한다면, 세정챔버(130)에 존재하는 기체 등에 의해 기판(W)에 다시 습기가 생길 수 있다. 따라서, 건조챔버(150)에 기판(W)의 출입을 위한 도어(미도시)를 형성하여 스루풋(throughput)을 높일 수도 있다.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 기판(W)의 세정을 위해 공급된 제1 및 제2약액 그리고 초순수는 재사용 등을 위해 회수될 수 있는데 이를 위해 세정챔버(130)의 측벽 내면에는 세정물질 회수부(140)가 형성될 수 있다.
즉, 세정챔버(130)의 내측벽면에 상하로 중첩되도록 세정물질 회수부(140)가 형성된다. 이 때, 세정물질 회수부(140)는 적어도 2개 형성되는 것이 바람직하여, 회수부(140)의 개수는 사용되는 세정물질의 종류에 따라 결정될 수 있다.
예를 들면, 세정물질 회수부(140)는 가장 상부에 형성되어 제1약액을 회수하는 제1회수부(142), 제1회수부(142)의 하부에 형성되어 제2약액을 회수하는 제2회수부(144) 및 제2회수부(144)의 아래 즉, 가장 하부에 형성되어 초순수를 회수하는 제3회수부(146)를 포함할 수 있다. 여기서, 세정물질 회수부(140)에는 앞서 언급한 회수 라인(148,149)이 연결되고, 회수 라인(148,149)은 처리액 재생부(미도시)에 연결될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 세정물질 회수부(140)는 소정 폭을 가지도록 세정챔버(130)의 내면에 돌출되거나 음각으로 형성된 링 모양의 구조이며, 세정챔버(130)의 중심을 향하여 상향 경사진 것이 바람직하다. 즉, 세정물질 회수부(140)는 그 자유단에서 세정챔버(130)의 내측벽면을 향할수록 하향 경사져 있기 때문에 세정물질이 회수부(140)로 회수되지 않고 세정챔버(130) 내부로 역류 하는 것을 방지할 수 있고 효율적으로 모을 수 있다.
또한, 초순수를 회수하는 제3회수부(146)는 세정물질 회수부(140) 중에서 가장 하부에 형성되는데, 제3회수부(146)를 제1 또는 제2회수부(142,144)와 동일한 형태로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 세정챔버(130)의 바닥면 자체를 제3회수부(146)로 이용할 수도 있다. 즉, 세정물질 회수부(140) 중 초순수를 회수하는 제3회수부(146)를 세정챔버(130)의 내측벽면에 형성하지 않고 세정챔버(130)의 바닥면에 경사 내지 회수 구조를 형성하여 초순수를 회수할 수도 있다. 이 때, 세정챔버(130)의 바닥면에는 그 가장자리를 향해 하향 경사가 형성되는 바람직하다.
세정 공정시, 기판(W)은 각각의 회수부(142,144,146)에 상응하는 위치에서 각각의 세정물질을 공급받게 된다. 즉, 제1약액이 공급되는 경우에 기판(W)은 제1회수부(142)가 형성된 높이와 거의 동일한 높이에서 제1약액을 공급받게 된다. 제2약액이 공급되는 경우에 기판(W)은 제2회수부(144)가 형성된 높이와 거의 동일한 높이에서 제2약액을 공급받으며, 초순수가 공급되는 경우에 기판(W)은 제3회수부(146)가 형성된 높이와 거의 동일한 높이에서 초순수를 공급받게 된다.
이와 같이, 각각의 회수부(142,144,146)에 상응하는 위치에 기판(W)이 있는 상태에서 세정물질을 공급함으로써, 각각의 세정물질을 분리하여 회수하는 것이 가능하고 세정물질을 재사용할 수 있다. 이 때, 가능한 많은 세정물질을 회수하기 위해서는 기판(W)의 가장자리와 세정물질 회수부(140)의 끝단(자유단) 사이에 간격이 거의 존재하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 제3회수부(146)를 가장 하부에 형성함으로써, 초순수가 제1 또는 제2회수부(142,144)로 흘러 들어 가는 것을 확실히 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)를 작동에 관하여 간단히 설명한다.
우선 세정을 위해 세정챔버(130)에 로딩된 기판(W)은 가장 상부에 있는 제1약액 위치, 그 다음에 있는 제2약액 위치 및 가장 하부에 있는 초순수 위치를 차례를 거치면서 각각의 세정물질로 세정된다. 이 때, 제1약액, 제2약액 및 초순수는 각각 제1회수부(142), 제2회수부(144) 및 제3회수부(146)로 회수된다.
세정 완료 후 기판(W)은 건조챔버(150)로 전달되는데, 이 과정에서 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 제공된 제1도어(135) 또는 제2도어(151) 중 적어도 하나를 개폐하여 건조챔버(150)의 밀폐상태를 유지하게 된다.
건조챔버(150)에서 이소프로필 알코올 등의 건조물질에 의해 건조된 기판(W)은 건조챔버(150)로부터 언로딩된다.
지금까지 설명한 매엽식 기판 처리 장치는, 건조챔버와 별도로 형성된 세정챔버에 세정물질 회수부가 형성된 경우에 대해서 설명되었으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니며 하나의 챔버 내에서 세정 및 건조가 모두 수행되는 매엽식 기판 처리 장치에도 상기한 세정물질 회수부가 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 세정챔버 및 건조챔버가 분리된 상태를 도시한 사시도,
도 3은 기판이 세정챔버에서 세정되는 상태를 도시한 개략 단면도,
도 4는 기판이 건조챔버에서 건조되는 상태를 도시한 개략 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100：매엽식 기판 처리 장치 120: 지지부재
130：세정챔버 135: 제1도어
140: 세정물질 회수부 150: 건조챔버
151: 제2도어 170: 세정물질 공급부
180: 건조물질 공급부 W: 기판

Claims (8)

  1. 기판의 불순물을 제거하는 매엽식 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판을 세정하기 위해 공급되는 세정물질을 회수하기 위한 세정물질 회수부가 형성된 세정챔버;
    상기 기판이 놓여지며, 상기 세정챔버 내에서 회전 및 직선 운동을 하는 스핀척;
    상기 세정챔버의 일측에 구비되어 세정이 완료된 상기 기판을 건조하며, 그 내부에서 상기 스핀척이 회전 및 직선 운동하는 건조챔버; 및
    상기 세정챔버와 상기 건조챔버의 사이에 형성되어, 상기 스핀척이 직선 운동하도록 개폐되거나 상기 기판을 건조하는 동안 상기 건조챔버를 밀폐시키는 도어;
    를 포함하며,
    상기 도어는,
    상기 스핀척이 통과하도록 상기 세정챔버에 형성되는 제1도어; 및
    상기 스핀척이 통과하도록 상기 건조챔버에 형성되는 제2도어를 포함하며,
    상기 세정물질 회수부는 상기 세정챔버의 내측벽 또는 바닥면에 적어도 2개 이상 형성되고, 상기 세정물질 회수부 중 가장 하부에 형성된 세정물질 회수부는 상기 세정물질 중 초순수를 회수하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세정챔버에는 세정물질 공급하는 세정물질 공급부가 연결되고, 상기 건조챔버에는 건조물질을 공급하는 건조물질 공급부가 연결된 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 건조물질 공급부는 상기 건조챔버의 중심을 향하여 전진 또는 후퇴 운동이 가능한 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세정물질 회수부는 상기 세정챔버의 중심을 향하여 상향 경사진 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 건조챔버는 스테인레스 스틸로 이루어진 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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