KR101004090B1 - 기판 가공 장치 - Google Patents

Abstract

기판 가공장치는 챔버, 기판 이송 부재, 구동 유닛, 약액 분사 유닛 및 팬 유닛을 포함한다. 챔버는 제1 공간과 제2 공간으로 구분하는 격벽 및 제1 공간과 제2 공간을 개방하는 커버를 갖는다. 기판 이송 부재는 제1 공간에 구비되며, 기판을 이송한다. 구동 유닛은 제2 공간에 구비되며, 기판 이송 부재를 구동시킨다. 약액 분사 유닛은 제1 공간에 구비되며, 기판 이송 부재에 의해 이송되는 기판으로 약액을 분사한다. 팬 유닛은 제2 공간이 형성된 챔버를 관통하는 개구들에 구비되며, 약액에 의해 제1 공간에서 형성되어 커버와 격벽 사이를 통해 제2 공간으로 침투한 흄(hume)을 외부로 배출한다.

Description

기판 가공 장치{Apparatus for processing a substrate}

본 발명은 기판 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판으로 약액을 분사하여 상기 기판을 가공하는 기판 가공 장치에 관한 것이다.

일반적인 기판 가공 장치는 기판 이송 부재로 반도체 소자 제조에 사용되는 반도체 기판 또는 평판 디스플레이 소자의 제조에 사용되는 유리 기판을 이송하고, 이송되는 기판으로 약액 분사 유닛에서 다양한 종류의 케미컬 및 유기 용액, 그리고 순수(deionized water)를 포함하는 약액을 제공하여 상기 기판 표면에 잔류하는 이물질을 제거한다.

상기 기판 가공 장치는 상기 기판 이송 부재를 구동하기 위한 구동 유닛을 포함한다. 상기 구동 유닛은 상기 기판 이송 부재가 구비되는 공간과 분리된 공간에 구비된다. 따라서, 상기 구동 유닛이 상기 약액과 직접 접촉하는 것을 방지한다.

그러나, 상기 분사된 약액에서 발생된 흄이 상기 구동 유닛이 구비된 공간으로 침투할 수 있다. 상기 흄은 상기 구동 유닛을 오염시키거나 부식시킬 수 있다. 따라서, 상기 구동 유닛이 오작동하거나 상기 구동 유닛이 손상될 수 있다.

본 발명은 흄이 구동 유닛을 오염시키거나 부식시키는 것을 방지하는 기판 가공 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 기판 가공 장치는 제1 공간과 제2 공간으로 구분하는 격벽 및 상기 제1 공간과 제2 공간을 개방하는 커버를 갖는 챔버와, 상기 제1 공간에 구비되며, 기판을 이송하는 기판 이송 부재와, 상기 제2 공간에 구비되며, 상기 기판 이송 부재를 구동시키기 위한 구동 유닛과, 상기 제1 공간에 구비되며, 상기 기판 이송 부재에 의해 이송되는 기판으로 약액을 분사하는 약액 분사 유닛 및 상기 제2 공간이 형성된 상기 챔버를 관통하는 개구들에 구비되며, 상기 약액에 의해 상기 제1 공간에서 형성되어 상기 커버와 격벽 사이를 통해 상기 제2 공간으로 침투한 흄(hume)을 외부로 배출하는 팬 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 팬 유닛은 상기 흄을 상기 외부로 배출하기 위해 상기 제2 공간에서 외부 공간으로 기류를 형성하는 제1 팬 및 외부 공기를 상기 제2 공간으로 공급하기 위해 상기 외부 공간에서 상기 제2 공간으로 기류를 형성하는 제2 팬을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛은 회전력을 발생시키는 구동 모터 및 상기 구동 모터에 의해 회전하며, 다수의 제1 자성 부재들을 갖는 제1 디스크를 포함하며,

상기 기판 이송 부재는 상기 제1 자성 부재들에 대응하는 다수의 제2 자성 부재를 가지고, 상기 제1 디스크와 마주보도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 제1 디스크의 회전력을 전달받는 제2 디스크 및 상기 제2 디스크에 고정되어 회전하며, 상기 기판을 지지하는 이송하는 롤러들을 갖는 종동축을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판 가공 장치는 구동 유닛이 구비된 공간의 챔버 하부에 팬을 구비한다. 상기 팬을 작동시켜 상기 공간으로 침투된 흄을 외부로 신속하게 배출할 수 있으므로, 상기 흄으로 인한 상기 구동 유닛의 오염이나 부식을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 구동 유닛을 포함하는 기판 가공 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 상기 구동 유닛의 동작 신뢰성을 향상되므로, 상기 기판 가공 장치를 이용한 기판 가공 공정의 신뢰성도 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 가공 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 확대하여 도시한 것이다.

제1, 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치(100)를 설명하기 위한 평면 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 가공 장치(100)를 설명하기 위한 측 면 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 가공 장치(100)는 챔버(110), 구동 유닛(120), 기판 이송 유닛(130), 약액 분사 유닛(140) 및 팬(150)을 포함한다.

상기 챔버(110)는 내부에 격벽(111)을 갖는다. 상기 격벽(111)에 의해 상기 챔버(110)의 내부는 제1 공간(110a)과 제2 공간(110b)으로 구분된다. 상기 기판 이송 유닛(130), 약액 분사 유닛(140)은 상기 제1 공간(110a)에 배치되고, 상기 구동 유닛(120) 및 팬(150)은 상기 제2 공간(110b)에 배치된다.

상기 제1 공간(110a)이 형성된 상기 챔버(110)의 마주보는 측벽들에는 각각 입구(112)와 출구(113)가 구비된다. 상기 마주보는 측벽들은 제1 방향에 위치한다.

상기 챔버(110)는 커버(114)를 포함한다. 상기 커버(114)는 상기 제1 공간(110a) 및 상기 제2 공간(110b)을 개폐한다. 상기 구동 유닛(120), 기판 이송 유닛(130), 약액 분사 유닛(140) 및 팬(150)에 이상이 발생하거나 유지 보수가 필요한 경우, 상기 커버(114)를 개방하여 상기 구동 유닛(120), 기판 이송 유닛(130), 약액 분사 유닛(140) 및 팬(150)을 수리하거나 유지 보수할 수 있다.

상기 구동 유닛(120)은 상기 제2 공간(110b)에 배치되며, 구동축(121)들, 구동 모터(122), 풀리(123)들, 벨트(124)들, 제1 디스크(125)들 및 제1 지지프레임(126)을 포함한다.

상기 구동축(121)들은 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 상기 제2 공간(110a)에 배치된다. 상기 구동 모터(122)는 상기 구동축(121)들 중 하나와 연결되며, 회전력을 발생시킨다. 예를 들어, 상기 구동 모터(122)는 회전력의 정밀 제 어가 가능한 서보 모터(servo motor)로 이루어질 수 있다. 상기 풀리(123)들은 상기 구동축(121)들에 각각 구비된다. 상기 벨트(124)들은 상기 풀리(123)들을 사이에 걸쳐져 상기 구동 모터(122)의 회전력을 전달한다. 따라서, 상기 구동 모터(122)의 회전에 따라 상기 구동축(121)들이 모두 동일한 방향으로 회전할 수 있다.

상기에서는 풀리(123)들과 상기 벨트(124)들을 이용하여 상기 구동 모터(122)의 회전력을 각 구동축(121)으로 전달하지만, 웜기어 등의 기어를 이용하여 상기 구동 모터(122)의 회전력을 각 구동축(121)으로 전달할 수도 있다.

상기 제1 디스크(125)들은 구동축(121)들에 각각 연결되고, 구동축(121)들의 회전력에 의해 회전 동작한다. 예를 들어, 상기 제1 디스크(125)들은 상기 구동축(121)들의 일단부에 연결되어 회전 동작하게 된다. 상기 제1 디스크(125)의 일면은 상기 제2 공간(110b)에서 상기 격벽(111)과 마주하게 배치된다.

상기 제1 디스크(125)들은 다수의 제1 자성 부재들을 구비한다. 일 예로, 제1 자성 부재들은 영구 자석일 수 있다. 제1 자성 부재들은 각 제1 디스크(125)의 원주 방향을 따라서 배치될 수 있다. 이때, 일 예로, 상기 제1 자성 부재들은 모두 동일한 극성을 가질 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 자성 부재들은 각 제1 디스크(125)의 원주 방향을 따라서 극성이 반전되도록 인접한 제1 자성 부재들 간에 서로 다른 극성을 가질 수도 있다. 즉, 상기 제1 자성 부재들은 N극 자성 부재와 S극 자성 부재가 상기 원주 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.

상기 제1 지지프레임(126)은 상기 구동축(121)들을 지지한다. 제1 베어링들 은 상기 구동축(121)들과 상기 제1 지지프레임(126) 사이에 구비되어 상기 구동축(121)들과 상기 제1 지지프레임(126)의 마찰을 감소시킨다.

상기 기판 이송 유닛(130)은 상기 제1 공간(110a)에 배치되며, 제2 디스크(131)들, 종동축(132)들, 롤러들(133) 및 제2 지지프레임(134)을 포함한다.

상기 제2 디스크(131)들은 상기 제1 디스크(150)들과 마주보게 배치된다. 예를 들면, 상기 제2 디스크(131)들이 상기 제1 공간(110a)에서 상기 격벽(111)과 마주하게 배치된다. 따라서 상기 제1 디스크(150)들과 상기 제2 디스크(131)들 사이에는 상기 격벽(111)이 개재된다.

상기 제2 디스크(131)들은 제1 디스크(125)들로부터 회전력을 전달받는다. 상기 제2 디스크(131)들은 제1 자성 부재들에 대응하는 다수의 제2 자성 부재들을 구비한다. 예를 들면, 상기 제2 자성 부재들은 영구 자석일 수 있다. 상기 제2 자성 부재들의 개수는 상기 제1 자성 부재들의 개수와 동일하며, 상기 제2 자성 부재들과 제1 자성 부재들이 일대일로 대응하여 서로 마주보게 위치한다. 즉, 제2 자성 부재들은 각 제2 디스크(131)들의 원주 방향을 따라서 배치된다. 또한 서로 마주보게 위치하는 제1 자성 부재와 제2 자성 부재 사이에는 인력이 작용하도록 서로 다른 극성을 갖는다. 이와 같이 제1 자성 부재와 제2 자성 부재 사이의 인력에 의해 제1 디스크(125)들과 제2 디스크(131)들은 비접촉 상태에서 결속된다. 따라서 구동축(112)들의 회전력에 의해 제1 디스크(125)들이 회전함에 따라 제2 디스크(131)들도 제1 디스크(125)들을 따라서 회전함으로써 비접촉 상태에서 회전력의 전달이 이루어진다.

상기 종동축(132)들은 상기 제2 디스크(131)들과 연결된다. 상기 종동축(132)들은 상기 제2 방향을 따라 연장된다. 상기 제2 디스크(131)들이 회전함에 따라 상기 종동축(132)들도 회전한다.

상기 롤러들(133)은 상기 종동축(132)들에 구비되며, 상기 기판(S)의 하부면과 직접 접촉하여 기판(S)을 이송한다. 즉, 상기 종동축(132)들이 회전함에 따라 상기 롤러들(133)도 회전하고, 상기 롤러들(133)의 회전으로 상기 기판(S)이 상기 제1 방향으로 이송된다.

상기 제2 지지프레임(134)은 상기 종동축(132)들을 지지한다. 제2 베어링은 상기 종동축(132)들과 상기 제2 지지프레임(134) 사이에 구비되어 상기 종동축(132)들과 상기 제2 지지프레임(134)의 마찰을 감소시킨다.

상기 약액 분사 유닛(140)은 상기 제1 공간(110a)에 배치되어 상기 기판 이송 유닛(130)에 의해 이송되는 기판(S)으로 약액을 분사한다. 상기 약액의 예로는 세정액 또는 식각액을 들 수 있다. 상기 약액 분사 유닛(140)은 약액 공급관(141) 및 분사 노즐들(142)을 포함한다.

상기 약액 공급관(141)은 상기 기판 이송 유닛(130)의 상부에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 약액 공급관(141)은 중심축을 기준으로 일정 각도로 왕복 회전 가능하도록 구비된다. 상기 약액 공급관(141)은 상기 기판(S)을 가공하기 위한 약액을 제공한다. 상기 약액 공급관(141)은 외부의 약액 저장 용기(미도시)와 연결될 수 있다.

상기 분사 노즐들(142)은 상기 기판(S)을 향하도록 상기 약액 공급관(142)과 연결된다. 예를 들면, 상기 분사 노즐들(142)은 상기 약액 공급관(141)의 수직 하방으로 연장된다. 상기 분사 노즐들(142)은 서로 일정 간격 이격된다.

상기 약액 공급관(141)이 상기 중심축을 기준으로 일정 각도로 왕복 회전함에 따라, 상기 분사 노즐들(142)이 상기 제2 방향을 따라 요동한다. 그러므로, 상기 분사 노즐들(142)에서 분사된 약액이 상기 기판(S)으로 균일하게 제공될 수 있다.

한편, 상기 약액 공급관(141)은 상기 챔버(100)의 내측 상부에 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 약액 공급관(141)의 중심축을 기준으로 상기 약액 공급관(141)이 일정 각도로 왕복 회전함에 따라, 상기 분사 노즐들(142)이 상기 제1 방향을 따라 요동할 수 있다.

상기 기판(S)으로 제공된 약액으로부터 상기 제1 공간(110a)에 흄(hume)이 발생할 수 있다. 상기 흄은 상기 격벽(111)과 상기 커버(114) 사이의 공간을 통해 상기 제2 공간(110b)으로 이동할 수 있다.

상기 팬 유닛(150)은 상기 제2 공간(110b)에 배치되며, 제1 팬(151) 및 제2 팬(152)을 포함한다.

상기 제1 팬(151) 및 상기 제2 팬(152)은 상기 제2 공간(110b)을 형성하는 챔버(110)를 관통하는 제1 개구(115) 및 제2 개구(116)에 각각 구비된다. 일 예로, 상기 제1 개구(115)와 상기 제2 개구(116) 중 어느 하나는 상기 챔버(110)의 저면을 관통하고, 나머지 하나는 상기 챔버(110)의 측벽을 관통할 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 개구(115)와 상기 제2 개구(116)는 상기 챔버(110)의 저면을 각각 관통할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 제1 개구(115)와 상기 제2 개구(116)는 상기 챔버(110)의 측벽을 각각 관통할 수 있다.

상기 제1 팬(151)은 상기 제2 공간(110a)에서 외부 공간으로 기류를 형성하여 상기 제2 공간(110b)으로 침투한 흄을 외부로 배출한다. 따라서, 상기 흄에 의해 상기 구동 모터(122)가 오동작하거나 고장나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 흄에 의해 상기 벨트(124)가 부식되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2 팬(152)은 상기 외부 공간에서 상기 제2 공간(110a)으로 기류를 형성하여 외부 공기를 상기 제2 공간(110b)으로 제공한다. 따라서, 상기 제2 공간(110b)으로 상기 외부 공기가 투입되므로, 상기 흄의 농도를 저하시킬 수 있고, 상기 제1 팬(151)을 이용하여 상기 제2 공간(110a) 내의 흄을 외부로 보다 신속하게 배출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가공 장치는 구동 유닛이 구비된 공간의 챔버에 팬 유닛을 구비한다. 상기 팬 유닛을 이용하여 상기 공간으로 외부 공기를 제공하면서 상기 공간의 흄을 외부로 신속하게 배출할 수 있으므로, 상기 흄으로 인한 상기 구동 유닛의 오염이나 부식을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 구동 유닛을 포함하는 기판 가공 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 상기 구동 유닛의 동작 신뢰성을 향상되므로, 상기 기판 가공 장치를 이용한 기판 가공 공정의 신뢰성도 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치를 설명하기 위한 평면 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 가공 장치를 설명하기 위한 측면 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판 가공 장치 110 : 챔버

120 : 구동 유닛 130 : 기판 이송 유닛

140 : 약액 분사 유닛 150 : 팬 유닛

S : 기판

Claims (3)

1. 제1 공간과 제2 공간으로 구분하는 격벽 및 상기 제1 공간과 제2 공간을 개폐하는 커버를 갖는 챔버;

   상기 제1 공간에 구비되며, 기판을 이송하는 기판 이송 부재;

   상기 제2 공간에 구비되며, 상기 기판 이송 부재를 구동시키기 위한 구동 유닛;

   상기 제1 공간에 구비되며, 상기 기판 이송 부재에 의해 이송되는 기판으로 약액을 분사하는 약액 분사 유닛; 및

   상기 커버 내의 제2 공간으로부터 외부를 향해 개구된 개구들에 구비되며, 상기 제1 공간에서 상기 제2 공간으로 침투한 흄(hume)을 상기 개구들을 통해 외부로 배출하기 위한 팬 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 팬 유닛은,

   상기 흄을 상기 외부로 배출하기 위해 상기 제2 공간에서 외부 공간으로 기류를 형성하는 제1 팬; 및

   외부 공기를 상기 제2 공간으로 공급하기 위해 상기 외부 공간에서 상기 제2 공간으로 기류를 형성하는 제2 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 구동 유닛은,

   회전력을 발생시키는 구동 모터; 및

   상기 구동 모터에 의해 회전하며, 다수의 제1 자성 부재들을 갖는 제1 디스크를 포함하며,

   상기 기판 이송 부재는,

   상기 제1 자성 부재들에 대응하는 다수의 제2 자성 부재를 가지고, 상기 제1 디스크와 마주보도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 제1 디스크의 회전력을 전달받는 제2 디스크; 및

   상기 제2 디스크에 고정되어 회전하며, 상기 기판을 지지하며 이송하는 롤러들을 갖는 종동축을 포함하는 것을 특징으로 기판 가공 장치.

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