KR101053143B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101053143B1
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 방법을 개시한 것으로서, 자력을 이용한 비접촉 방식으로 스핀 척에 연결된 회전 축의 회전, 정렬 및 지지를 수행하는 것을 특징으로 가진다.
이러한 특징에 의하면, 종래의 베어링을 이용한 접촉 방식으로 회전 축을 지지하는 경우와 비교하여, 마찰/마모에 의한 파티클 발생을 최소화할 수 있고, 이를 통해 파티클에 의한 기판의 역 오염을 방지할 수 있다.
스핀 척, 회전 축, 자성체, 하우징

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초임계 유체를 이용하여 기판 처리 공정을 진행하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 디자인 룰이 감소함에 따라, 종횡비가 큰 깊고 좁은 콘택 형성 공정 및 이에 수반되는 식각 또는 세정 공정이 요구되고 있다. 이와 같이 큰 종횡비를 가지는 구조물이 형성된 웨이퍼에 대하여, 소정의 처리 공정, 예를 들면 식각, 세정, 건조 등의 처리 공정을 진행하는 데 있어서, 통상의 습식 공정을 이용하는 경우에는 웨이퍼 표면의 다른 막질의 손상 및 물반점 등에 의한 불량이 빈번하게 발생된다. 또한, 비교적 큰 두께를 가지는 막, 예를 들면 커패시터의 스토리지 노드 형성시 희생용 막으로 사용되는 몰드 산화막을 제거하기 위한 식각 공정에서, 습식 식각 공정을 이용하는 경우에는 순수의 높은 표면 장력으로 인해 몰드 산화막이 제거된 후 스토리지 노드가 쓰러지는 현상이 발생되기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환으로서, 초임계 상태의 이산화탄소를 용매로 이용하여 웨이퍼상의 소정막을 식각, 세정 또는 건조시키는 방법들이 제안되었다.
본 발명은 기판 처리 공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는 기판 처리 공정이 진행되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 제공되며, 기판을 척킹하는 스핀 척; 및 상기 공정 챔버의 외측 하부에 제공되며, 상기 스핀 척을 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함하며, 상기 회전 구동 유닛은 일단이 상기 스핀 척에 결합되고 타단이 상기 공정 챔버의 외부로 노출되며, 그리고 노출된 외주 면에 종동 자성체가 설치된 회전 축; 상기 회전 축의 반경 방향으로 상기 종동 자성체와 마주보도록 제공되는 구동 자성체; 및 상기 구동 자성체를 상기 회전 축을 중심으로 회전시키는 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 공정 챔버의 하부 벽에 인접하게 설치되며, 상기 회전 구동 유닛을 수용하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징에는, 상기 회전 축이 삽입되는 수직 홀; 및 상기 수직 홀에 연통되며 상기 구동 자성체가 수용되는 자성체 수용 홈이 형성될 수 있다.
상기 하우징에는 상기 자성체 수용 홈과 통하는 개구부가 형성되고, 상기 구동 부재는 모터; 상기 모터의 축에 결합된 풀리; 및 상기 하우징의 상기 개구부를 통해 상기 자성체 수용홈으로 인입되고, 상기 풀리와 상기 구동 자성체를 감싸는 벨트를 포함할 수 있다.
상기 자성체 수용 홈에 설치되며, 상기 구동 자성체를 회전 가능하게 지지하는 베어링 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 회전 축의 길이 방향을 수직 방향으로 정렬하는 제 1 축 정렬 부재를 더 포함하며, 상기 제 1 축 정렬 부재는 상기 회전 축이 관통하는, 상기 공정 챔버의 하부벽에 형성된 홀의 내주 면에 제공되는 제 1 정렬용 고정 자성체; 및 상기 제 1 정렬용 고정 자성체와 마주보도록 상기 회전 축의 외주 면에 제공되는 제 1 정렬용 가동 자성체를 포함할 수 있다.
상기 회전 축의 길이 방향을 수직 방향으로 정렬하는 제 2 축 정렬 부재를 더 포함하며, 상기 제 2 축 정렬 부재는 상기 하우징에 형성된 상기 수직 홀의 하단 내주 면에 제공되는 제 2 정렬용 고정 자성체; 및 상기 제 2 정렬용 고정 자성체와 마주보도록 상기 회전 축의 외주 면에 제공되는 제 2 정렬용 가동 자성체를 포함할 수 있다.
상기 회전 축을 지지하는 축 지지 부재를 더 포함하며, 상기 축 지지 부재는 상기 회전 축상의 상기 종동 자성체의 상부와 하부 중 어느 일 측에 결합되며, 상기 수직 홀에 연통하는 수평 홀에 수용되는 플랜지; 상기 플랜지의 가장자리 영역에 제공되는 지지용 가동 자성체; 및 상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀 하부에 마주보게 제공되는 지지용 하부 고정 자성체를 포함할 수 있다.
상기 축 지지 부재는 상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀 상부에 마주보게 제공되는 지지용 상부 고정 자성체를 더 포함할 수 있다.
상기 회전 축을 지지하는 축 지지 부재를 더 포함하며, 상기 축 지지 부재는 상기 회전 축상의 상기 종동 자성체의 상부와 하부에 각각 결합되며, 상기 수직 홀에 연통하는 수평 홀들에 수용되는 플랜지들; 상기 플랜지들의 가장자리 영역에 제공되는 지지용 가동 자성체; 및 상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀들 하부에 마주보게 제공되는 지지용 하부 고정 자성체를 포함할 수 있다.
상기 축 지지 부재는 상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀들 상부에 마주보게 제공되는 지지용 상부 고정 자성체를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버는, 하부가 개방된 통 형상을 가지고 상기 하부 벽에 의해 개폐되는 처리실을 포함하며, 상기 하부 벽을 상하 방향으로 이동시키는 승강 유닛은 상기 하부 벽에 인접한 상기 하우징을 지지하는 베이스; 및 상기 베이스를 상하 방향으로 이동시키는 직선 구동 부재를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버 내로 초임계 상태의 공정 유체를 공급하는 초임계 유체 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 축과 상기 플랜지들의 표면, 그리고 상기 하우징의 상기 수직 홀과 상기 수평 홀들의 표면은 내부식성 재질로 코팅될 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 기판이 로딩된 공정 챔버에 공정 유체를 공급하고, 기판을 회전시키면서 상기 공정 유체로 기판을 처리하되, 상기 기판이 놓이는 스핀 척에 연결된 회전 축은, 상기 회전 축에 고정된 종동 자성체와 상기 회전 축의 둘레를 선회하는 구동 자성체 간의 자기력에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 회전 축의 길이 방향은, 상기 회전 축의 양단 외주 면에 고정된 제 1 자성체와 상기 제 1 자성체를 둘러싸는 제 2 자성체 간의 자기력에 의해, 수직 방향으로 정렬될 수 있다.
상기 회전 축에 플랜지를 설치하고, 상기 플랜지에 제공된 제 3 자성체와 상기 제 3 자성체의 하부에 제공된 제 4 자성체 간의 자기력을 이용하여 상기 회전 축의 축 방향 하중을 지지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 베어링과 같은 회전 지지 부재의 마찰/마모에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 파티클에 의해 기판이 역 오염되는 것을 최소화할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
기판의 세정 및 식각 공정은, 예를 들어, 약액 공정, 린스 공정, 그리고 건조 공정을 포함할 수 있다. 약액 공정에서 처리된 기판상의 약액은 탈이온수에 의해 린스 처리되고, 린스 공정에서 처리된 기판상의 탈이온수는 이소프로필알코올(IPA)에 의해 치환되며, 기판상의 잔류 이소프로필알코올(IPA)은 건조 공정에서 초임계 유체에 의해 건조될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기의 공정들 중 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정에 사용될 수 있으며, 이하에서는 이에 대해 상세히 설명한다. 이 경우, 기판 처리 장치로 반입되는 기판은 이소프로필알코올(IPA)에 의한 치환 공정이 진행된 기판이며, 기판상에는 이소프로필알코올(IPA)이 잔류하고 있다.
비록, 본 실시 예는 기판 처리 장치로 건조 공정을 진행하는 장치를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판의 약액 공정, 린스 공정 및 초임계 유체를 이용한 건조 공정을 하나의 챔버 내에서 진행하는 장치에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 공정 챔버의 하부 구조를 보여주는 도면이다. 그리고 도 3은 도 1의 회전축의 확대도이며, 도 4는 도 1의 하우징의 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(100), 초임계 유체 공급 유닛(200), 배출 유닛(300), 그리고 회전 구동 유닛(500)을 포함한다.
공정 챔버(100)에는 기판을 척킹하는 스핀 척(400)이 설치된다. 스핀 척(400)은 예를 들어 이소프로필알코올(IPA)에 의한 치환 공정이 진행된 기판을 척킹하고, 공정의 진행 중 회전 구동 유닛(500)에 의해 회전된다. 초임계 유체 공급 유닛(200)은 초임계 상태의 유체를 공정 챔버(100)로 공급하여, 기판상에 잔류하는 이소프로필알코올(IPA)을 건조한다. 배출 유닛(300)은 기판의 건조 과정에 사용된 초임계 상태의 유체와 이에 혼합된 이소프로필알코올(IPA)을 공정 챔버(100)의 외부로 배출한다.
공정 챔버(100)는 하부가 개방된 통 형상의 처리실(120)과, 처리실(120)의 개방된 하부를 개폐하는 하부 벽(140)을 포함한다. 처리실(120)의 상부 벽(122)에는 초임계 유체가 공급되는 유입구(123)가 형성되고, 유입구(123)에는 초임계 유체 공급 유닛(200)이 연결된다. 처리실(120)의 측벽(124)에는 초임계 유체를 배출하는 배출구(125)가 형성되고, 배출구(125)에는 배출 유닛(300)이 연결된다. 그리고 처리실(120)의 측벽(124)의 내면(124-1)에는 계단 모양의 단차 면(124-2)이 형성된다.
하부 벽(140)은 판 형상을 가지며, 처리실(120)의 단차 면(124-2)이 접한 공간으로 수용되어 처리실(120)의 개방된 하부를 폐쇄한다. 하부 벽(140)의 상면(142) 가장자리에는 실링 부재(160)가 설치된다. 실링 부재(160)는, 하부 벽(140)이 처리실(120)의 개방된 하부를 폐쇄할 때, 처리실(120)의 단차 면(124-2)과 하부 벽(140)의 상면(142) 가장자리 사이를 실링한다. 하부 벽(140)의 중앙 영역에는 회전 축(510)이 삽입되는 관통 홀(146)이 형성된다.
하부 벽(140)의 하면(144)에는 하우징(520)이 고정 설치되고, 하우징(520)은 승강 유닛(600)에 의해 상하 방향으로 이동한다. 공정 챔버(100)로의 기판 로딩과 공정 챔버(100)로부터의 기판 언로딩시, 하부 벽(140)은 승강 유닛(600)에 의해 하강하고, 공정 진행을 위해 하부 벽(140)은 승강 유닛(600)에 의해 승강한다.
초임계 유체 공급 유닛(200)은 처리실(120)의 유입구(123)를 통해 초임계 상태의 유체를 공급한다. 초임계 유체로는 초임계 이산화탄소가 사용될 수 있다. 초임계 유체 공급 유닛(200)은 유입구(123)에 연결된 공급 라인(210)을 가진다. 공급 라인(210) 상에는, 유입구(123)로부터 순차적으로, 펌프(220), 히터(230), 그리고 혼합기(240)가 배치된다. 히터(230)는 혼합기(240)에서 공급되는 초임계 상태의 이 산화탄소(scCO2)를 공정 온도로 가열하고, 펌프(220)는 가열된 초임계 상태의 이산화탄소에 압력을 가하여 유입구(123)로 유입시킨다. 혼합기(240)에는 액상의 이산화탄소 공급원(250), 계면 활성제 공급원(260), 그리고 공용매 공급원(270)이 연결된다. 혼합기(240)는 액상의 이산화탄소, 계면활성제, 그리고 공용매를 공급받고, 이들을 소정의 공정 온도/압력하에서 혼합하여 초임계 상태의 이산화탄소(scCO2)를 생성한다.
배출 유닛(300)은 처리실(120)의 배출구(123)를 통해 기판 처리에 사용된 초임계 이산화탄소(scCO2)와 이에 혼합된 이소프로필알코올(IPA)을 배출한다. 배출 유닛(300)은 배출구(125)에 연결된 배출 라인(310)을 가진다. 배출 라인(310) 상에는 분리기(320)가 배치된다. 분리기(320)는 이소프로필알코올(IPA)이 혼합된 초임계 이산화탄소(scCO2)로부터 이소프로필알코올(IPA)과 초임계 이산화탄소(scCO2)를 분리한다. 분리된 초임계 이산화탄소(scCO2)는 제 1 분기 라인(330)을 통해 배출되고, 분리된 이소프로필알코올(IPA)은 제 2 분기 라인(340)을 통해 배출된다. 제 1 분기 라인(330)상에는 밸브(332)와 펌프(334)가 설치되고, 제 2 분기 라인(340)상에는 밸브(342)와 펌프(344)가 설치될 수 있다. 제 1 및 제 2 분기 라인(330, 340)에 설치된 펌프들(334, 344)은 음압을 작용시켜 이소프로필알코올(IPA)과 초임계 이산화탄소(scCO2)를 강제로 배출시킬 수 있다.
스핀 척(400)은 공정 챔버(100)의 내측에 제공되며, 기판을 척킹한다. 스핀 척(400)은 원판 형상의 지지판(420)을 가진다. 지지판(420)의 상면(422) 가장자리 영역에는 기판을 척킹하는 핀 부재들(440)이 설치되고, 지지판(420)의 하면(424) 중앙 영역에는 회전 구동 유닛(500)의 회전 축(510)이 결합된다.
회전 구동 유닛(500)은 공정 챔버(100)의 외측 하부에 제공되며, 스핀 척(400)을 회전시킨다. 회전 구동 유닛(500)은 회전 축(510)을 가진다. 회전 축(510)의 일단은 스핀 척(400)의 지지판(420) 하면(424)에 결합되고, 회전 축(510)의 타단은 공정 챔버(100)의 하부 벽(140)에 형성된 관통 홀(146)을 관통하여 공정 챔버(100)의 외측 하부로 노출된다. 회전 축(510)의 표면은 초임계 유체와 접촉하여도 견딜 수 있는 내부식성이 우수한 재질로 코팅될 수 있다.
회전 축(510)은 그 길이 방향이 수직 방향을 향하도록 제공된다. 회전 축(510)은 길이 방향을 따라 3 개의 영역으로 구분될 수 있으며, 이하에서는 편의상 상부 영역을 제 1 로드(511)로, 중앙 영역을 제 2 로드(512)로, 그리고 하부 영역을 제 3 로드(513)로 칭한다.
회전 축(510)의 제 2 로드(512)의 외주 면에는 종동 자성체(516)가 설치되며, 제 2 로드(512)의 둘레에는 회전 축(510)의 반경 방향으로 종동 자성체(516)와 마주보도록 구동 자성체(527)가 제공된다. 구동 자성체(527)는 구동 부재(530)에 의해 회전 축(510)을 중심으로 회전된다. 종동 자성체(516)의 자극들과 구동 자성 체(527)의 자극들은 서로 간에 자기적 인력이 작용하도록 배치될 수 있다. 구동 부재(530)가 구동 자성체(527)를 회전시키면, 구동 자성체(527)와 종동 자성체(516) 간의 자기적 인력에 의해 종동 자성체(516)가 회전된다.
회전 축(510)과 구동 자성체(527)는 공정 챔버(100)의 하부 벽(140)에 인접하게 설치되는 하우징(520)에 수용될 수 있다. 하우징(520)의 몸체(521)는 공정 챔버(100)의 하부 벽(140)에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있으며, 길이 방향이 수직 방향을 향하도록 길게 연장될 수 있다. 하우징(520) 몸체(521)의 길이 방향을 따르는 중심에는 수직 홀(522)이 길게 형성되며, 하우징(520) 몸체(521)의 내측 중심부에는 수직 홀(522)에 연통되고 횡 방향을 향하는 자성체 수용 홈(525)이 형성된다. 회전 축(510) 중 공정 챔버(100)의 외부로 노출된 부분이 수직 홀(522)에 삽입되며, 회전 축(510)은 외주 면이 수직 홀(522)의 내주 면과 일정 간격을 유지한 상태로 삽입된다. 자성체 수용 홈(525)에는 구동 자성체(527)가 수용된다. 구동 자성체(527)의 상면 및 하면과 자성체 수용 홈(525)의 표면 사이에는 베어링 부재(528)가 각각 개재되며, 구동 자성체(527)는 베어링 부재(528)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고 자성체 수용 홈(525)의 일측에는 하우징(520)의 외측과 통하도록 개구부(526)가 형성된다. 하우징(520)의 수직 홀(522), 자성체 수용 홈(525)의 표면은 초임계 상태의 유체와 접촉하여도 견딜 수 있는 내부식성 재질로 코팅될 수 있다.
구동 부재(530)는 회전력을 제공하는 모터(532)와, 모터(532)의 회전력을 구동 자성체(527)에 전달하는 벨트-풀리 어셈블리(534)를 포함한다. 벨트-풀리 어셈 블리(534)는 모터(532)의 축에 결합된 풀리(534a), 그리고 풀리(534a)와 구동 자성체(527)에 감기는 벨트(534b)를 가진다. 벨트(534b)는 하우징(520)의 개구부(526)를 통해 자성체 수용 홈(525)으로 인입될 수 있다.
회전 축(510)과 하우징(520)에는 회전 축(510)의 길이 방향을 수직 방향으로 정렬하는 제 1 축 정렬 부재(540a)와 제 2 축 정렬 부재(540b)가 제공된다. 제 1 축 정렬 부재(540a)는 하부벽(140)에 형성된 관통 홀(146)의 내주 면에 제공되는 제 1 정렬용 고정 자성체(544a)와, 제 1 정렬용 고정 자성체(544a)와 마주보도록 회전 축(510)의 제 1 로드(511)의 외주 면에 제공되는 제 1 정렬용 가동 자성체(542a)를 포함한다. 그리고 제 2 축 정렬 부재(540b)는 하우징(510)의 수직 홀(522) 하단의 내주 면에 제공되는 제 2 정렬용 고정 자성체(544b)와, 제 2 정렬용 고정 자성체(544b)와 마주보도록 회전 축(510)의 제 3 로드(513)의 외주 면에 제공되는 제 2 정렬용 가동 자성체(544a)를 포함한다. 제 1 정렬용 고정 자성체(544a)와 제 1 정렬용 가동 자성체(542a) 사이, 그리고 제 2 정렬용 고정 자성체(544b)와 제 2 정렬용 가동 자성체(544a) 사이에는 자기적 인력이 작용할 수 있으며, 이와 반대로 자기적 반발력이 작용할 수도 있다. 이는 상호 작용하는 자성체들의 환형 구조로 인해, 자력이 반경 방향으로 작용하여, 자성체들 간에 자기적 인력이 작용하든, 자기적 반발력이 작용하든, 모두 동일한 효과를 낼 수 있기 때문이다.
그리고, 회전 축(510)과 하우징(520)에는 회전 축(510)을 지지하는 제 1 축 지지 부재(550a)와 제 2 축 지지 부재(550b)가 제공된다.
제 1 축 지지 부재(550a)는 제 1 플랜지(514), 제 1 지지용 가동 자성체(552a), 제 1 지지용 상부 고정 자성체(554a-1), 그리고 제 1 지지용 하부 고정 자성체(554a-2)를 포함한다. 제 1 플랜지(514)는 회전 축(510) 상의 종동 자성체(516)의 상부, 예를 들어 제 1 로드(511)와 제 2 로드(512)의 경계 지점에 결합될 수 있다. 제 1 지지용 가동 자성체(552a)는 제 1 플랜지(514)의 가장자리 영역에 제공된다. 제 1 플랜지(514)는 하우징(510)의 수직 홀(522)에 연통하는 제 1 수평 홀(523)에 수용되며, 제 1 플랜지(514)는 표면이 제 1 수평 홀(523)의 내면과 일정 간격을 유지한 상태로 수용될 수 있다. 제 1 수평 홀(523)은 자성체 수용 홈(525)의 상부에 수평하게 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 플랜지(514)의 표면과 제 1 수평 홀(523)의 표면은 초임계 상태의 유체와 접촉하여도 견딜 수 있는 내부식성 재지로 코팅될 수 있다.
제 1 지지용 하부 고정 자성체(554a-2)는 제 1 플랜지(514)의 제 1 지지용 가동 자성체(552a)와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 제 1 수평 홀(523)의 하부에 마주보게 제공될 수 있다. 제 1 지지용 가동 자성체(552a)와 제 1 지지용 하부 고정 자성체(554a-2) 사이의 자기적 반발력이 제 1 플랜지(514)를 위쪽 방향으로 밀어주어, 제 1 플랜지(514)가 결합된 회전 축(510)을 지지한다.
제 1 지지용 상부 고정 자성체(554a-1)는 제 1 지지용 가동 자성체(552a)와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 제 1 수평 홀(523)의 상부에 마주보게 제공될 수 있다. 제 1 지지용 가동 자성체(552a)와 제 1 지지용 상부 고정 자성 체(554a-1) 사이의 자기적 반발력이 제 1 플랜지(514)를 아래쪽 방향으로 밀어주어, 제 1 지지용 가동 자성체(552a)와 제 1 지지용 하부 고정 자성체(554a-2) 사이에 작용하는 자기적 반발력에 의해 제 1 플랜지(514)가 과도하게 요동하는 것을 방지할 수 있다.
제 2 축 지지 부재(550b)는 제 2 플랜지(515), 제 2 지지용 가동 자성체(552b), 제 2 지지용 상부 고정 자성체(554b-1), 그리고 제 2 지지용 하부 고정 자성체(554b-2)를 포함한다. 제 2 플랜지(515)는 회전 축(510) 상의 종동 자성체(516)의 하부, 예를 들어 제 2 로드(512)와 제 3 로드(513)의 경계 지점에 결합될 수 있다. 제 2 지지용 가동 자성체(552b)는 제 2 플랜지(515)의 가장자리 영역에 제공된다. 제 2 플랜지(515)는 하우징(510)의 수직 홀(522)에 연통하는 제 2 수평 홀(524)에 수용되며, 제 2 플랜지(515)는 표면이 제 2 수평 홀(524)의 내면과 일정 간격을 유지한 상태로 수용될 수 있다. 제 2 수평 홀(524)은 자성체 수용 홈(525)의 하부에 수평하게 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 플랜지(515)의 표면과 제 2 수평 홀(524)의 표면은 초임계 상태의 유체와 접촉하여도 견딜 수 있는 내부식성 재지로 코팅될 수 있다.
제 2 지지용 하부 고정 자성체(554b-2)는 제 2 플랜지(515)의 제 2 지지용 가동 자성체(552b)와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 제 2 수평 홀(524)의 하부에 마주보게 제공될 수 있다. 제 2 지지용 가동 자성체(552b)와 제 2 지지용 하부 고정 자성체(554b-2) 사이의 자기적 반발력이 제 2 플랜지(515)를 위쪽 방향으로 밀어주어, 제 2 플랜지(515)가 결합된 회전 축(510)을 지지한다.
제 2 지지용 상부 고정 자성체(554b-1)는 제 2 지지용 가동 자성체(552b)와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 제 2 수평 홀(524)의 상부에 마주보게 제공될 수 있다. 제 2 지지용 가동 자성체(552b)와 제 2 지지용 상부 고정 자성체(554b-1) 사이의 자기적 반발력이 제 2 플랜지(515)를 아래쪽 방향으로 밀어주어, 제 2 지지용 가동 자성체(552b)와 제 2 지지용 하부 고정 자성체(554b-2) 사이에 작용하는 자기적 반발력에 의해 제 2 플랜지(515)가 과도하게 요동하는 것을 방지할 수 있다.
승강 유닛(600)은 하우징(520)을 지지하는 베이스(620)와, 베이스(620)를 상하 방향으로 이동시키는 직선 구동 부재(640)를 포함한다. 직선 구동 부재(640)가 베이스(620)를 상하 방향으로 이동시킴에 따라 하우징(520)이 상하 방향으로 이동하고, 이에 연동하여 공정 챔버(100)의 하부 벽(140)과 스핀 척(400)이 상하 이동된다. 승강 유닛(600)은 공정 챔버(100)로의 기판 로딩과 공정 챔버(100)로부터의 기판 언로딩시, 하우징(520)을 하강시켜 스핀 척(400)을 처리실(120)의 외측 하부에 위치시킬 수 있다. 그리고 승강 유닛(600)은 공정 진행을 위해 하우징(520)을 승강시켜 스핀 척(400)을 처리실(120)의 내측에 위치시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 자력을 이용한 비접촉 방식으로 스핀 척(400)에 연결된 회전 축(510)의 회전, 정렬 및 지지를 수행하므로, 종래의 베어링을 이용한 접촉 방식으로 회전 축(510)을 지지하는 경우 와 비교하여, 마찰/마모에 의한 파티클 발생을 최소화할 수 있다.
그리고, 파티클의 발생이 억제되므로, 공정 진행 중 초임계 유체가 공정 챔버의 하부 벽과 회전 축 사이의 공간, 그리고 회전 축과 하우징 사이의 공간을 통해 흘러다녀도, 파티클에 의해 기판이 역 오염되는 것을 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버의 하부 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 회전축의 확대도이다.
도 4는 도 1의 하우징의 확대도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 공정 챔버 200: 초임계 공급 유닛
300: 배출 유닛 400: 스핀 척
500: 회전 구동 유닛 510: 회전 축
520: 하우징 530: 구동 부재
540a, 540b: 축 정렬 부재 550a, 550b: 축 지지 부재
600: 승강 유닛

Claims (16)

  1. 하부가 개방된 처리실 및 상기 처리실을 개방 또는 폐쇄시키는 하부벽을 포함하는 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에 제공되며, 기판을 척킹하는 스핀 척과;
    일단이 상기 스핀 척에 결합되고 타단이 상기 공정 챔버의 외부로 노출되며, 그리고 노출된 외주 면에 종동 자성체가 설치된 회전 축, 상기 회전 축의 반경 방향으로 상기 종동 자성체와 마주보도록 제공되는 구동 자성체, 그리고 상기 구동 자성체를 상기 회전 축을 중심으로 회전시키는 구동 부재를 포함하고, 상기 공정 챔버의 외측 하부에 제공되며, 상기 스핀 척을 회전시키는 회전 구동 유닛와;
    상기 회전 축의 길이 방향을 수직 방향으로 정렬하는 제 1 축 정렬 부재와;
    상기 하부 벽에 결합되며, 상기 회전 구동 유닛을 수용하는 하우징을 포함하되;
    상기 제 1 축 정렬 부재는,
    상기 회전 축이 관통하는 상기 하부벽에 형성된 홀의 내주 면에 제공되는 제 1 정렬용 고정 자성체; 및
    상기 제 1 정렬용 고정 자성체와 마주보도록 상기 회전 축의 외주 면에 제공되는 제 1 정렬용 가동 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징에는, 상기 회전 축이 삽입되는 수직 홀; 및 상기 수직 홀에 연통되며 상기 구동 자성체가 수용되는 자성체 수용 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 자성체 수용 홈과 통하는 개구부가 형성되고,
    상기 구동 부재는,
    모터;
    상기 모터의 축에 결합된 풀리; 및
    상기 하우징의 상기 개구부를 통해 상기 자성체 수용홈으로 인입되고, 상기 풀리와 상기 구동 자성체를 감싸는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자성체 수용 홈에 설치되며, 상기 구동 자성체를 회전 가능하게 지지하는 베어링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 축의 길이 방향을 수직 방향으로 정렬하는 제 2 축 정렬 부재를 더 포함하며,
    상기 제 2 축 정렬 부재는,
    상기 하우징에 형성된 상기 수직 홀의 하단 내주 면에 제공되는 제 2 정렬용 고정 자성체; 및
    상기 제 2 정렬용 고정 자성체와 마주보도록 상기 회전 축의 외주 면에 제공되는 제 2 정렬용 가동 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 축을 지지하는 축 지지 부재를 더 포함하며,
    상기 축 지지 부재는,
    상기 회전 축상의 상기 종동 자성체의 상부와 하부 중 어느 일 측에 결합되며, 상기 수직 홀에 연통하는 수평 홀에 수용되는 플랜지;
    상기 플랜지의 가장자리 영역에 제공되는 지지용 가동 자성체; 및
    상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀 하부에 마주보게 제공되는 지지용 하부 고정 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 축 지지 부재는 상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀 상부에 마주보게 제공되는 지지용 상부 고정 자성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 2 항 내지 제 4 항 및 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 축을 지지하는 축 지지 부재를 더 포함하며,
    상기 축 지지 부재는,
    상기 회전 축상의 상기 종동 자성체의 상부와 하부에 각각 결합되며, 상기 수직 홀에 연통하는 수평 홀들에 수용되는 플랜지들;
    상기 플랜지들의 가장자리 영역에 제공되는 지지용 가동 자성체; 및
    상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀들 하부에 마주보게 제공되는 지지용 하부 고정 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 축 지지 부재는 상기 지지용 가동 자성체와의 사이에 자기적 반발력이 작용하도록 상기 하우징의 상기 수평 홀들 상부에 마주보게 제공되는 지지용 상부 고정 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는, 하부가 개방된 통 형상을 가지고 상기 하부 벽에 의해 개폐되는 처리실을 포함하며,
    상기 하부 벽을 상하 방향으로 이동시키는 승강 유닛은,
    상기 하부 벽에 인접한 상기 하우징을 지지하는 베이스; 및
    상기 베이스를 상하 방향으로 이동시키는 직선 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내로 초임계 상태의 공정 유체를 공급하는 초임계 유체 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 축과 상기 플랜지들의 표면, 그리고 상기 하우징의 상기 수직 홀과 상기 수평 홀들의 표면은 내부식성 재질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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