KR101177006B1 - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법이 제공된다. 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부로 이송되는 기판으로 유체를 분사하는 토출구를 갖는 유체 분사 유닛; 상기 토출구와 인접한 부분의 상기 유체 분사 유닛에 배치되고 상기 토출구의 길이 방향으로 연장되는 레일부; 및 상기 토출구에 삽입되는 삽입부와 상기 레일부에 연결되는 연결부를 갖고, 상기 레일부를 따라 이동하는 갭 지그를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법{Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same}
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 특히 기판에 대하여 유체를 분사하는 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 장치나 반도체 집적 회로 장치 등을 제조하기 위해서는, 절연막 및 금속 물질의 증착, 식각, 감광제의 도포, 현상, 애싱(ashing), 세정 등이 수회 반복되는 기판 처리 과정을 거쳐야한다.
여기서, 세정 공정 등은 기판을 향하여 약액(chemical), 초순수(DI water) 등의 유체를 분사하는 방식으로 수행되는 것이 일반적이며, 이를 위하여 기판 처리 장치는 유체 분사 유닛 예컨대 인샤워 나이프(in-shower knife)와 같은 유닛을 구비한다. 이러한 유체 분사 유닛은 외부로부터 유체를 제공받아 토출구를 통하여 기판 상에 유체를 분사한다.
그런데, 기판 처리 공정이 진행되어 유체 분사가 반복 수행되면서, 토출구에 약액에 의한 이물질이 잔류하여 토출구가 막히거나 갈라지는 현상이 발생하고 있다.
이러한 토출구의 막힘이나 갈라짐 현상을 방지하고자 작업자는 유체 분사 과정 중에 기판 처리 장치의 가동을 중단시키고 갭 지그(gap jig) 등을 이용하여 토출구의 이물질을 긁어내는 작업을 수차례 수행한다.
그러나, 이러한 과정에 의하면, 기판 처리 장치의 가동 중단으로 인하여 공정 시간의 손실이 발생하고, 유체 분사 과정 중에 작업자의 작업이 개입되기 때문에 작업자의 위험이 증가하는 문제가 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판 처리 공정 시간의 손실 및 작업자의 위험을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부로 이송되는 기판으로 유체를 분사하는 토출구를 갖는 유체 분사 유닛; 상기 토출구와 인접한 부분의 상기 유체 분사 유닛에 배치되고 상기 토출구의 길이 방향으로 연장되는 레일부; 및 상기 토출구에 삽입되는 삽입부와 상기 레일부에 연결되는 연결부를 갖고, 상기 레일부를 따라 이동하는 갭 지그를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 유체 분사 유닛을 이용하여 공정 챔버 내부로 이송되는 기판으로 유체를 분사하는 단계; 및 상기 유체 분사 유닛의 토출구에 잔류하는 이물질 제거가 필요하다고 판단되면, 상기 토출구와 인접한 부분의 상기 유체 분사 유닛에 배치되고 상기 토출구의 길이 방향으로 연장되는 레일부를 따라 이동 가능하면서 상기 토출구에 삽입되는 삽입부와 상기 레일부에 연결되는 연결부를 갖는 갭 지그를 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 의하면, 기판 처리 공정 시간의 손실 및 작업자의 위험을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 사시도 및 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 도 1 및 도 2의 유체 분사 노즐을 보다 상세히 도시한 사시도, 단면도 및 정면도이다.
도 6은 도 3 내지 도 5의 레일부 구성을 상세히 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 수단 또는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 그 방법을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 사시도 및 단면도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버(100), 이송 유닛(200) 및 유체 분사 유닛(300)을 포함한다. 본 실시예에서 기판 처리 장치는 기판을 세정하는 장치이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
공정 챔버(100)는 기판(S)을 세정하는 공정이 수행되는 부분으로서, 일측벽에는 기판(S)이 공정 챔버(100) 내로 반입되는 통로인 반입구(110)가 구비되고, 이와 마주보는 타측벽에는 기판(S)이 공정 챔버(100)로부터 반출되는 통로인 반출구(120)가 구비된다.
이송 유닛(200)은 기판(S)을 일 방향으로 이송하는 부분으로서, 공정 챔버(100) 내에 배치된다. 이송 유닛(200)은 기판(S)이 이송되는 방향으로 나란히 배치되어 회전하는 복수의 샤프트(shaft)(210)와, 샤프트(210)에 일정 간격으로 배치되고 기판(S)과 직접 접촉하여 기판(S)을 이송하는 복수의 롤러(220)를 포함한다. 이때, 샤프트(210)는 롤러(220)에 삽입된 형태이다.
이러한 이송 유닛(200)에는 회전력을 제공하는 구동부(미도시됨)가 연결된다. 구체적으로, 구동부는 공정 챔버(100) 외부에서 샤프트(210)의 끝단에 연결되어 샤프트(210)를 회전시킨다.
유체 분사 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내로 반입되는 기판(S)에 약액, 순수, 건조 기체 등의 유체를 분사한다. 이러한 유체 분사 유닛(300)은 샤프트(210)의 상부에 샤프트(210)와 이격 배치되어 기판(S)의 표면으로 유체를 분사할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유체 분사 유닛(300)은 샤프트(210)의 하부에 배치되어 기판(S)의 배면으로 유체를 분사하거나, 또는 샤프트(210)의 상하부에 모두 배치될 수도 있다.
이와 같은 유체 분사 유닛(300)은 외부로부터 유체가 들어오는 공급관(310)과 유체를 분사하는 유체 분사 노즐(320)을 포함하며, 공급관(310)과 유체 분사 노즐(320)의 연결은 유체 분사 노즐(320)에 포함된 엘보우를 통하여 이루어질 수 있다. 또한, 유체 분사 유닛(300)은 후술하는 토출구를 통하여 기판(S)으로 유체를 분사한다.
여기서, 본 도면에는 도시되지 않았으나, 이와 같은 유체 분사 유닛(300)에는 레일(rail) 및 이 레일을 따라 이동가능한 갭 지그(gap jig)가 장착되어 유체 분사 노즐(320) 토출구의 이물질을 제거하는 역할을 한다. 이에 대하여는 이하의 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 5는 각각 도 1 및 도 2의 유체 분사 노즐을 보다 상세히 도시한 사시도, 단면도 및 정면도이다. 여기서, 도 4는 도 3의 y축 방향을 따라 절단한 단면도이고, 도 5는 도 3의 x축 방향의 정면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분사 노즐(320)은 엘보우(322), 본체(324) 및 토출구(326)를 포함한다.
엘보우(322)는 전술한 공급관(310)을 통하여 외부에 공급되는 유체를 본체(324) 내로 가이드한다.
본체(324)는 일 방향으로 길게 연장되며, 공급된 유체를 통과시키는 통로(325)를 갖는다. 이와 같은 통로(325)는 유체를 후술하는 토출구(326)로 가이드한다. 설명의 편의를 위하여 본체(324)의 길이 방향을 x축 방향으로 표시하였다.
토출구(326)는 상기 통로(325)와 일체로 연결되어 유체를 본체(324) 밖으로 분사한다.
이러한 유체 분사 노즐(320)의 본체(324)에서 토출구(326)의 상단 또는 하단 중 적어도 하나와 인접한 부분에는 토출구(326)를 따라 토출구(326)의 길이 방향 즉, x축 방향으로 연장되는 레일부(410)와, 이 레일부(410)를 따라 이동하는 갭 지그(420)가 장착된다. 본 실시예에서는 토출구(326)의 상단 및 하단에 레일부(410)가 배치되는 경우가 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 레일부(410)의 상세 구성을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 레일부(410)는 토출구의 길이 방향으로 연장되는 홈(G)을 갖고 본체(324)에 부착되는 가이드 레일(412)과, 홈(G)에 삽입되어 가이드 레일(412)을 따라 이동하되, 왕복 운동이 가능한 이동 부재(414)를 포함한다. 여기서, 이동 부재(414)는 적어도 하나의 관통홀을 갖고 이 관통홀에는 이동 부재를 토출구의 길이 방향으로 왕복 운동시키기 위한 와이어(416)가 연결된다. 본 도면에는 도시되지 않았으나, 와이어(416)는 공정 챔버(100)의 외부로 연장되어 외부에서 와이어(416)를 동작시킬 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5로 돌아와서, 갭 지그(420)는 토출구(326)에 삽입되는 삽입부(A1)와 레일부(410) 중 특히 상기 이동 부재(414)와 연결되는 연결부(A2)를 갖는다.
갭 지그(420)의 연결부(A2)가 이동 부재(414)와 연결되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 이동 부재(414)가 가이드 레일(412)을 따라 이동하는 경우 갭 지그(420) 역시 이동 부재(414)와 함께 가이드 레일(412)을 따라 토출구의 길이 방향으로 이동하게 된다.
이와 같이 갭 지그(420)가 토출구의 길이 방향으로 이동하게 되면 갭 지그(420)의 삽입부(A1) 역시 토출구(326) 내부에서 이동할 수 있고, 그에 따라 토출구(326) 내부를 왕복 운동하면서 토출구(326) 내부의 이물질을 긁어낼 수 있다.
갭 지그(420)의 삽입부(A1) 형상 및 연결부(A2) 형상은 본 도면에 도시된 것에 한정되지 않으며, 토출구(326)의 형상이나 크기, 레일부(410)의 위치, 이동 부재(414)의 형상이나 크기 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다. 여기서, 특히 갭 지그(420)의 삽입부(A1)의 상하 방향 즉, z축 방향의 폭은 토출구(326)의 z축 방향 폭과 실질적으로 동일한 것이 바람직하며, 이는 갭 지그(420)가 토출구(326)의 이물질을 긁어내는 것을 보다 유효하게 수행하기 위해서이다.
이와 같은 구조의 유체 분사 유닛(320)에서 갭 지그(420)를 이용하여 토출구(326)의 이물질을 긁어내는 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 토출구(326)에 잔류하는 이물질을 제거할 필요가 있는지 여부를 판단한다. 즉, 토츨구(326)에 소정 기준 이상의 이물질이 잔류하여 토출구(326)의 막힘이나 갈라짐 현상이 발생할 우려가 있다고 판단한다.
상기 판단 결과, 이물질 제거가 필요하다고 판단되는 경우, 설비를 중단하지 않고서 공정 챔버(100) 외부에서 와이어(416)를 동작시켜 이동 부재(414)를 토출구(326)의 길이 방향으로 이동시킨다. 그에 따라, 이동 부재(414)와 연결된 갭 지그(420)가 이동 부재(414)와 함께 이동하면서, 갭 지그(420)의 삽입부(A1)가 토출구(326) 내부의 이물질을 긁어낸다.
따라서, 본 유체 분사 유닛을 이용하면, 설비를 중단하지 않고서도 또한 작업자가 직접 개입하지 않고서도 토출구의 막힘이나 갈라짐을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
320: 유체 분사 유닛 324: 본체
326: 토출구 410: 레일부
420: 갭 지그

Claims (5)

  1. 공정 챔버;
    일 방향으로 연장되며 외부에서 공급된 유체를 통과시키는 본체 및 상기 본체의 일측부에 상기 일 방향으로 연장되어 형성되며 상기 유체를 상기 본체 외부로 분사하는 토출구를 포함하여, 상기 공정 챔버 내부로 이송되는 기판으로 유체를 분사하는 유체 분사 유닛;
    상기 일 방향과 직교하는 방향의 상기 토출구 상단 또는 하단에 상기 일 방향으로 연장되도록 상기 유체 분사 유닛 상에 형성되는 레일부; 및
    상기 토출구에 삽입되는 삽입부와 상기 레일부에 연결되는 연결부를 포함하여, 상기 레일부를 따라 이동하는 갭 지그를 포함하며,
    상기 갭 지그가 상기 레일부를 따라 이동함에 따라, 상기 갭 지그의 삽입부가 상기 토출구 내부의 이물질을 긁어내는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 레일부는,
    상기 일 방향으로 연장되는 홈을 갖는 가이드 레일;
    상기 홈에 삽입되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 이동 부재; 및
    상기 이동 부재에 연결되어 상기 이동 부재를 이동시키는 와이어를 포함하고,
    상기 갭 지그의 상기 연결부는 상기 이동 부재와 연결되는, 기판 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 와이어는 상기 공정 챔버의 외부로 연장되는, 기판 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 레일부는 상기 일 방향과 직교하는 방향의 상기 토출구 상단 및 하단에 형성되며,
    상기 갭 지그는 상기 상단 및 하단의 레일부와 각각 연결되는 두개의 연결부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  5. 일 방향으로 연장되며 외부에서 공급된 유체를 통과시키는 본체 및 상기 본체의 일측부에 상기 일 방향으로 연장되어 형성되며 상기 유체를 상기 본체 외부로 분사하는 토출구를 포함하는 유체 분사 유닛을 이용하여 공정 챔버 내부로 이송되는 기판으로 유체를 분사하는 단계; 및
    상기 유체 분사 유닛의 토출구에 잔류하는 이물질 제거가 필요하다고 판단되면, 상기 일 방향과 직교하는 방향의 상기 토출구 상단 또는 하단에 상기 일 방향으로 연장되도록 상기 유체 분사 유닛 상에 형성되는 레일부를 따라 이동 가능하면서 상기 토출구에 삽입되는 삽입부와 상기 레일부에 연결되는 연결부를 갖는 갭 지그를 상기 레일부를 따라 이동시켜, 상기 갭 지그의 삽입부가 상기 토출구 내부의 이물질을 긁어내는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
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