KR101035985B1 - 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

유체를 이용하여 플레이트 위에 지지된 기판을 세정하는 기판처리장치에 있어서, 본 발명에 따르는 기판처리장치는 기판을 지지하여 회전하는 플레이트, 상기 플레이트를 둘러싸는 바울, 상기 플레이트와 연결되어 상기 플레이트 측으로 회전력을 전달하는 중공축, 상기 중공축과 연결되어 상기 중공축을 회전시키는 구동부, 상기 플레이트로부터 돌출되어 유체를 토출하는 노즐, 및 상기 플레이트 내부에 구비되어 상기 플레이트 위에 지지된 기판을 가열하는 제 1 가열 부재를 포함한다. 그 결과, 상기 제 1 가열부재를 이용하여 상기 플레이트 위에 지지된 기판을 적정온도로 용이하게 가열할 수 있다.

Description

기판처리장치{APPARATUS OF PROCESSING SUBSTRATE}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체를 이용하여 기판을 처리하는 기판처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치는 증착, 포토리소그래피, 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 이러한 단위 공정들 중 세정공정, 도포공정, 및 식각공정과 같은 단위공정들은, 노즐을 이용하여 기판측으로 유체을 제공하여 이루어진다.

상기와 같은 유체을 이용하여 기판을 처리하는 기판처리장치는 다수의 반도체 기판들을 동시에 세정하는 배치식 기판처리장치와 낱장 단위로 반도체 기판을 세정하는 매엽식 기판처리장치로 구분될 수 있다. 이중 매엽식 기판처리장치는 낱장의 웨이퍼를 지지하는 스핀 헤드(spin head), 상기 스핀 헤드에 의해 지지 및 회전되는 기판으로 세정액을 공급하는 적어도 하나의 노즐(nozzle), 그리고, 상기 스핀 헤드의 측부를 감싸도록 환형의 형상을 갖고, 상기 세정액을 회수하는 하우징을 포함한다.

상기와 같은 구조를 갖는 매엽식 기판처리장치는, 기판처리시 상기 스핀 헤 드에 기판이 안착되어 회전하고, 상기 노즐은 회전되는 기판의 처리면으로 유체를 분사하여 기판이 처리된다.

한편, 상기한 구조를 갖는 매엽식 기판처리장치를 이용하여 스핀헤드 위에 지지된 기판을 가열할 때, 상기 노즐로부터 온수를 토출하여 수행될 수 있다. 하지만, 상기 노즐과 연결되어 온수를 제공하는 라인 내에 온수가 장기간 방치되는 경우에, 방치된 온수를 배출하고, 온수를 다시 제공받는 과정은 기판처리를 지연시키는 요인으로 작용할 수 있다.

본 발명의 목적은 스핀헤드 위에 지지된 기판을 용이하게 가열할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.

유체를 이용하여 플레이트 위에 지지된 기판을 세정하는 기판처리장치에 있어서, 상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 기판처리장치는 기판을 지지하여 회전하는 플레이트, 상기 플레이트를 둘러싸는 바울, 상기 플레이트와 연결되어 상기 플레이트 측으로 회전력을 전달하는 중공축, 상기 중공축과 연결되어 상기 중공축을 회전시키는 구동부, 상기 플레이트로부터 돌출되어 유체를 토출하는 노즐, 및 상기 플레이트 내부에 구비되어 상기 플레이트 위에 지지된 기판을 가열하는 제 1 가열 부재를 포함한다.

또한, 상기 기판처리장치는 상기 중공축 내부에 구비되어 상기 노즐과 연결 되며 상기 노즐 측으로 상기 유체를 제공하는 유체공급라인, 및 상기 유체공급라인과 연결되어 상기 노즐을 통해 토출되는 상기 유체를 가열하는 제 2 가열부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스핀 헤드 위에 지지된 기판은 스핀 헤드 내부에 구비되는 가열 플레이트를 통해 용이하게 가열될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스핀 헤드 위에 지지된 기판은 노즐로부터 토출되는 유체를 이용하여 가열될 수 있고, 상기 유체는 노즐과 연결된 히팅 자켓 또는 가열부재를 이용하여 용이하게 가열될 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 기판처리장치(101)는 플레이트(110), 바울(120), 노즐(150), 중공축(155), 및 히팅자켓(190)을 포함한다.

상기 플레이트(110)는 상부면에는 기판(W)이 장착되고, 상기 플레이트(110)는 중공축(155)과 결합된다. 또한, 상기 중공축(155)은 구동부(112)와 연결되어 상기 중공축(155)을 회전시키고, 그 결과 상기 플레이트(110)는 회전할 수 있다.

상기 바울(120)에는 다수개의 유체 회수덕트(121,122,123) 및 다수개의 배기덕트(132,134)가 형성되어 있다. 다수개의 유체 회수덕트(121,122,123)는 유체의 액상 성분을 회수하는 덕트이고, 다수개의 배기 덕트(132,134)는 기상의 유체 성분을 배기하는 덕트이다.

다수개의 유체 회수 덕트(121,122,123) 중에서 제1 유체 회수 덕트(121)는 제1 유체, 가령 초수수(DIW)를 회수하는 덕트이고, 제2 유체 회수 덕트(122)는 제2 유체, 가령 산을 회수하는 덕트이고, 제3 유체 회수 덕트(123)는 제3 유체, 가령 알칼리를 회수하는 덕트일 수 있다. 다수개의 배기 덕트(132,134) 중에서 제1 배기 덕트(132)는 산을 배기하는 덕트이고, 제2 배기 덕트(134)는 알칼리를 배기하는 덕트일 수 있다.

각각의 배기 덕트(132,134)에는 배기라인(142,144)이 설치된다. 제1 배기 덕트(132)에는 산을 배기하는 제1 배기라인(142)이 배치되고, 제2 배기 덕트(134)에는 알칼리를 배기하는 제2 배기라인(134)이 배치된다.

상기 노즐(150)은 상기 플레이트로(110)의 상부면으로부터 돌출되어 상기 플 레이트(110) 위에 지지된 기판의 배면 측으로 유체(160)를 토출한다. 상기 노즐(150)은 상기 중공축(155) 내에 구비되는 유체공급라인(181)과 연결된다. 도 1에서는 도시되지 않았지만, 상기 유체공급라인(181)은 상기 노즐(150)로부터 토출되는 유체를 공급하는 유체공급부(미도시)와 연결된다.

상기 히팅자켓(190)은 상기 중공축(155) 내부에 구비되어 상기 유체공급라인(181)과 연결된다. 상기 히팅자켓(190)은 상기 유체공급라인(181)의 일부분을 감싸고, 온수를 제공받아 상기 온수의 용기를 상기 유체공급라인(181) 측으로 전달하여 상기 유체공급라인(181)을 따라 흐르는 유체를 가열시킨다.

상기 히팅자켓(190)은 제 1 배관(191) 및 제 2 배관(192)과 연결된다. 상기 제 1 배관(191)은 온수공급부(195)와 연결된 온수공급라인(196)으로부터 분기되어 상기 온수공급부(195)로부터 공급되는 온수를 상기 히팅자켓(190) 측으로 제공한다.

한편, 일반적으로, 상기 온수공급라인(196)을 따라 흐르는 온수의 온도를 일정 온도 이상으로 유지하기 위해서 상기 온수공급라인(196)으로부터 분기되는 바이패스 라인을 설치하고, 상기 바이패스라인을 통해 상기 온수공급라인(196)을 따라 흐르는 온수가 일정량 드레인될 수도 있다. 상기한 바이패스라인이 구비되는 경우에, 상기 바이패스라인은 상기 제 1 배관과 동일할 수 있다. 즉, 상기 온수공급라인(196)을 따라 흐르는 온수의 온도를 유지하기 위해서 버려지는 온수를 이용하여 상기 히팅자켓(190)을 가열시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 상기 히팅자켓(190)은 상기 온수공급라인(196)으로부터 바이패스되는 온수를 이용하여 가열되므로, 상 기 히팅자켓(190)을 가열하기 위해서 상기 온수공급부(195)로부터 온수를 별도로 제공받지 않더라도, 상기 히팅자켓(190)을 가열시킬 수 있다. 또한, 상기 온수공급라인(196)으로부터 주기적으로 온수가 바이패스되는 경우에, 상기 히팅자켓(190)에 의해 가열되는 상기 유체공급라인(181) 내의 유체는 어느 범위 온도 내에서 항상 가열될 수도 있다.

또한, 상기 바이패스라인을 따라 버려지는 온수를 이용하여 상기 히팅자켓(190)을 가열하는 것이 아닌, 상기 온수공급라인(196)을 개폐하는 밸브(197)를 닫어 상기 온수공급라인(196)을 통해 흐르는 온수를 상기 제 1 배관(191), 상기 히팅자켓(190), 및 상기 제 2 배관(192)을 순차적으로 흐르게하여 상기 히팅자켓(190)을 가열시킬 수도 있다. 상기한 구조를 갖는 기판처리장치(101)는 상기 히팅자켓(190)을 이용하여 상기 유체공급라인(181)을 따라 흐르는 유체(160)를 가열한다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다. 도 2를 설명함에 있어서, 앞서 도 1을 참조하여 설명된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치에서 설명된 동일한 구성요소들에 대해서는 도면부호를 병기하고, 상기 구성요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 기판처리장치(102)는 유체공급라인(181)과 연결되어 상기 유체공급라인(181)을 가열하는 가열부재(180)를 포함한다. 상기 가열부재(180)는 상기 유체공급라인(181)을 감싸는 형상을 가질 수 있고, 상기 가열부재(180)는 외부로부터 전원을 제공받아 열을 발생시키는 열선을 포하여 상기 유체공급라인(181) 을 가열할 수 있다.

상기 가열부재(180)는 외부로부터 전원을 제공받아 상기 유체공급라인(181)을 가열하므로, 상기 가열부재(180)는 유체(150)가 가열될 필요가 있는 경우에 선택적으로 구동되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다. 도 3을 설명함에 있어서, 앞서 도 1을 참조하여 설명된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판처리장치에서 설명된 동일한 구성요소들에 대해서는 도면부호를 병기하고, 상기 구성요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 기판처리장치(103)는 플레이트(110) 내부에 구비되는 가열 플레이트(115)를 포함할 수 있다. 상기 가열 플레이트(115)는, IR(infrared ray) 히터와 같이, 복사열을 이용하여 상기 플레이트(110) 위에 놓인 기판(W)을 가열할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예와 같이 상기 가열 플레이트(115)를 갖는 기판처리장치(103)는, 노즐(150)을 통해 토출되는 유체(160)를 가열하여 기판(W)을 가열하는 방식이 아닌, 상기 기판(W)을 직접적으로 가열시킨다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 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 제 1 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

101 -- 기판처리장치 110 -- 플레이트

115 -- 가열 플레이트 160 -- 유체

150 -- 노즐 155 -- 중공축

181 -- 유체공급라인 195 -- 온수공급부

190 -- 히팅자켓 180 -- 가열부재

Claims (7)

1. 유체를 이용하여 플레이트 위에 지지된 기판을 세정하는 기판처리장치에 있어서,

   기판을 지지하여 회전하는 플레이트;

   상기 플레이트를 둘러싸는 바울와;

   상기 플레이트와 연결되어 상기 플레이트 측으로 회전력을 전달하는 중공축와;

   상기 중공축과 연결되어 상기 중공축을 회전시키는 구동부와;

   상기 플레이트로부터 돌출되어 유체를 토출하는 노즐과;

   상기 플레이트 내부에 구비되어 상기 플레이트 위에 지지된 기판을 가열하는 제1가열 부재와;

   상기 중공축 내부에 구비되어 상기 노즐과 연결되고, 상기 노즐 측으로 상기 유체를 제공하는 유체공급라인과;

   상기 중공축의 내부에 구비되어 상기 유체공급라인 상에 설치되는 제2가열부재와;

   상기 기판처리장치의 외부에서 온수가 공급되는 온수공급라인으로부터 분기되어 상기 온수를 상기 제2가열부재에 공급하는 제1배관과;

   상기 제2가열부재에 연결되어 상기 제1배관으로부터 공급된 상기 온수를 외부로 배출시키는 제2배관을 포함하되;

   상기 제2가열부재는 상기 온수를 통해 상기 유체공급라인을 통해 흐르는 상기 유체를 가열시키는 히팅자켓인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1가열부재는 아이알 히터(infrared ray heater)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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