KR101522896B1 - 기판처리장치 및 방법 - Google Patents

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김재열
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 세정 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에 위치되며, 상부가 개방된 용기, 상기 용기 내에 위치되며, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 처리 약액을 공급하는 약액 공급 유닛, 그리고 상기 처리공간에 위치되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 제1습도 가스를 공급하는 분위기 형성 유닛을 포함하되, 상기 분위기 형성 유닛은 제1습도 가스를 분사하는 몸체, 상기 몸체에 제1습도 가스를 공급하며, 상기 몸체를 지지하는 공급 파이프, 그리고 상기 몸체가 상기 공급 파이프에 대해 회전 가능하도록 상기 몸체 및 상기 공급 파이프를 연결하는 연결부재를 포함하되, 상기 연결부재는 상기 공급 파이프의 외측에서 상기 공급 파이프에 고정 결합되는 내부 바디 및 내측면이 상기 내부 바디의 외측면과 대응되는 형상을 가지도록 제공되는 외부 바디를 포함하되, 상기 내부 바디는 상기 외부 바디에 대해 회전 가능하도록 상기 외부 바디 내에 삽입된다. 이로 인해 몸체는 공급 파이프에 대해 독립적으로 회전 가능하여 몸체의 수평도를 자동 조절하고, 기판의 전체 영역에 제1습도 가스를 공급할 수 있다.

Description

기판처리장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판을 세정 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막 증착 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 같은 공정이 진행되기 전 또는 후에는 각각의 공정에서 생성된 오염물 및 파티클을 제거하기 위해 기판을 세정하는 세정공정이 실시된다.
일반적으로 세정공정은 기판을 케미칼 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계를 수행한다. 각각의 처리 단계는 하우징의 내부 공간에서 진행되며, 공정 진행 시 다운 플로우 기류를 형성한다.
그러나 이러한 기류에는 수분 및 파티클이 함량되어 있으며, 이는 세정 공정에 영향을 끼친다. 이로 인해 기판의 상부에는 기판에 직접적으로 다운 플로우 기류가 공급되는 것을 차단하기 위한 분위기 형성 유닛이 설치된다.
분위기 형성 유닛은 기판과 대향되는 위치에서 건조 처리된 제1습도 가스를 공급한다. 제1습도 가스는 다운 플로우 기류가 기판에 직접적으로 접촉하지 못하도록 그 기류를 차단한다. 도 1은 일반적인 분위기 형성 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 분위기 형성 유닛은 공급 플레이트 및 지지 부재를 포함한다. 공급 플레이트는 판 형상을 가지며, 지지 부재에 의해 지지된다. 그러나 공급 플레이트는 그 크기 및 무게로 인해 저면의 수평도가 불균일하게 제공된다. 또한 지지 부재의 끝단이 기울어짐에 따라 공급 플레이트의 저면 수평도는 불균일하게 제공된다.
이에 따라 공급 플레이트로부터 분사된 제1습도 가스는 기판의 전체 영역에 공급되지 못하고, 제1습도 가스가 공급되지 못한 기판의 영역에는 다운 플로우 기류로부터 수분 및 파티클이 제공되어 세정 공정에 악영향을 끼친다.
한국 공개 특허: 2009-0088800호
본 발명은 기판의 세정 처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판에 수분 또는 파티클이 함유된 기류가 공급되는 것을 차단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 공급 플레이트의 수평도를 자동 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 공급 플레이트의 제1습도 가스가 기판의 영역 별로 균일하게 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 세정 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판처리장치는 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에 위치되며, 상부가 개방된 용기, 상기 용기 내에 위치되며, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 처리 약액을 공급하는 약액 공급 유닛, 그리고 상기 처리공간에 위치되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 제1습도 가스를 공급하는 분위기 형성 유닛을 포함하되, 상기 분위기 형성 유닛은 제1습도 가스를 분사하는 몸체, 상기 몸체에 제1습도 가스를 공급하며, 상기 몸체를 지지하는 공급 파이프, 그리고 상기 몸체가 상기 공급 파이프에 대해 회전 가능하도록 상기 몸체 및 상기 공급 파이프를 연결하는 연결부재를 포함하되, 상기 연결부재는 상기 공급 파이프의 외측에서 상기 공급 파이프에 고정 결합되는 내부 바디 및 내측면이 상기 내부 바디의 외측면과 대응되는 형상을 가지도록 제공되는 외부 바디를 포함하되, 상기 외부 바디는 상기 내부 바디에 대해 회전 가능하며, 상기 내부 바디는 상기 외부 바디 내에 삽입된다.
상기 내부 바디의 외측면은 구형을 가지도록 제공될 수 있다. 상기 몸체의 중심축과 일치되는 영역에는 제1습도 가스가 유입되는 유입포트가 형성되고, 상기 공급 파이프는 고정관 및 상기 고정관의 끝단으로부터 연장되며, 상기 유입포트에 연결되는 탄성관을 포함하되, 상기 탄성관은 주름진 관 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 상기 몸체의 영역 별 상대 높이를 고정시키는 고정부재를 포함하되, 상기 고정부재는 상기 외부 바디의 둘레에 복수 개로 제공되며, 상기 몸체 및 상기 외부바디를 서로 고정 결합시키는 고정 볼트들을 포함할 수 있다. 상기 고정관은 상기 내부 바디를 관통하여 상기 유입포트에 연결될 수 있다. 상기 하우징의 상단에 제공되며 제2습도의 기류를 상기 처리공간에 공급하는 기류 공급 유닛을 더 포함하고, 상기 제1습도 가스는 상기 제2습도보다 낮은 습도를 가지도록 제공될 수 있다. 상기 몸체는 하부가 개방된 통 형상을 가지도록 제공되되, 상기 분위기 형성 유닛은, 상기 몸체 내에 제공되며 복수의 통공이 형성된 배플을 더 포함하고, 상기 몸체의 하단은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 상기 몸체의 하단은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 상면에 대해 경사지도록 제공될 수 있다.
상기 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법으로는 상기 처리공간에 형성된 기류의 흐름에 따라 상기 몸체의 수평도에 대한 세팅값이 상이하도록 상기 고정 볼트들을 조절한다.
상기 처리공간 전체에 균일한 기류가 형성되는 경우, 상기 몸체의 하단은 상기 기판지지유닛에 놓인 기판과 평행하도록 상기 고정 볼트들을 조절할 수 있다.
이와 달리 상기 처리공간의 일측 영역 및 타측 영역 각각에 형성된 기류가 상이하게 제공되는 경우, 상기 몸체의 하단은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 대해 경사지도록 상기 고정 볼트들을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1습도 가스를 공급하는 몸체와 공급 파이프를 연결하는 연결부재는 내부 바디 및 이에 대해 회전 가능하도록 제공되는 외부 바디를 포함한다. 내부 바디는 공급파이프에 결합되고, 외부 바디는 몸체에 결합되므로, 몸체는 공급 파이프에 대해 독립적으로 회전 가능하여 몸체의 수평도를 자동 조절하고, 기판의 전체 영역에 제1습도 가스를 공급할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 내부 바디의 외측면은 구 형상을 가지도록 제공되며, 외부 바디는 내부 바디의 외측면과 대응되는 형상을 가지므로, 작업자의 별도의 조절없이 몸체는 3 축(X축, Y축, 그리고 Z축)에 대해 회전되어 수평도가 조절할 수 있다.
도 1은 일반적인 분위기 형성 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판처리장치를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 분위기 형성 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 분위기 형성 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 7은 기류의 흐름에 따라 공급 플레이트의 수평도를 조절하는 것을 보여주는 단면도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시예에는 기판 상을 고온의 케미칼로 세정 처리하는 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 고온의 케미칼을 사용하는 식각공정 등 다양하게 적용 가능하다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드포트(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 양측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정챔버들(260)들은 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정챔버들(260)이 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 마주보는 면 및 이송챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판처리장치(300)가 제공된다. 기판처리장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정챔버(260) 내의 기판처리장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 3은 도 2의 기판처리장치를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3의 기판처리장치의 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 기판처리장치(300)는 하우징, 용기(320), 기판지지유닛(340), 승강유닛(360), 약액공급유닛(380), 기류공급유닛, 그리고 분위기 형성 유닛을 포함한다.
하우징은 직육면체 형상을 가진다. 하우징의 내부에는 처리공간을 제공한다. 하우징의 일측면에는 개구가 형성된다. 개구는 기판이 출입 가능한 입구로 기능한다.
용기(320)는 처리공간에서 개구가 형성된 일측면에 인접하게 위치된다. 용기(320)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 용기(320)는 내부회수통(322), 중간회수통, 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 약액들 중 서로 상이한 약액을 회수한다. 내부회수통(322)은 기판지지유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 중간회수통(324)은 내부회수통(322)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이공간(342a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 약액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 일 예에 의하면, 각각의 유입구는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수통(322,324,326)의 저면 아래에는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수통(322,324,326)에 유입된 약액들은 회수라인(322b,324b,326b)을 통해 외부의 약액재생시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
기판지지유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 기판지지유닛(340)은 스핀헤드(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 회전축(348)을 가진다. 스핀헤드(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀헤드(342)의 외측면은 단차지도록 제공된다. 스핀헤드(342)는 그 저면이 상부면에 비해 작은 직경을 가지도록 제공된다. 스핀헤드(342)의 외측면은 중심축과 가까워질수록 하향 경사지게 제공된다.
지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 스핀헤드(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 스핀헤드(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 스핀헤드(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 스핀헤드(342)의 중심축에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 스핀헤드(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 기판지지유닛(340)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 스핀헤드(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 스핀헤드(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 기판지지유닛(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
회전축(348)은 스핀헤드(342)를 회전시키도록 몸체(348)에 결합된다. 회전축(348)은 스핀헤드(342)의 아래에 위치된다. 회전축(348)은 그 길이방향이 제3방향을 향하도록 제공된다. 회전축(348)은 스핀헤드(342)의 저면에 고정결합된다. 회전축(348)은 구동부재(349)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 스핀헤드(342)는 회전축(348)과 함께 회전되도록 제공된다.
승강유닛(360)은 용기(320)를 상하 방향으로 직선이동시킨다. 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 기판지지유닛(340)에 대한 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 기판지지유닛(340)로부터 들어올려 질 때 기판지지유닛(340)이 용기(320)의 상부로 돌출되도록 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 약액의 종류에 따라 약액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 용기(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강유닛(360)은 기판지지유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
약액공급유닛(380)은 기판(W) 상으로 약액을 분사한다. 약액공급유닛(380)는 복수 개로 제공될 수 있다. 각각의 약액공급유닛은 서로 상이한 종류의 약액을 공급할 수 있다. 약액공급유닛은 지지축(386), 아암(382), 그리고 약액 노즐(390)을 포함한다. 지지축(386)은 용기(320)의 일측에 배치된다. 지지축(386)은 그 길이방향이 상하방향으로 제공되는 로드 형상을 가진다. 지지축(386)은 구동부재(388)에 의해 회전 및 승강운동이 가능하다. 이와 달리 지지축(386)은 구동부재(388)에 의해 수평방향으로 직선이동 및 승강운동할 수 있다. 아암(382)은 약액 노즐(390)을 지지한다. 아암(382)은 지지축(386)에 결합되고, 끝단 저면에는 약액 노즐(390)이 고정 결합된다. 약액 노즐(390)은 지지축(386)의 회전에 의해 스윙이동될 수 있다. 약액 노즐(390)은 지지축(386)의 회전에 의해 공정위치와 대기위치로 이동 가능하다. 여기서 공정위치는 약액 노즐(390)이 기판지지유닛(340)와 대향되는 위치이고, 대기위치는 약액 노즐(390)이 공정위치를 벗어난 위치이다. 일 예에 의하면, 약액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제일 수 있다. 케미칼은 황산(H2SO3) 또는 인산(H3PO4)을 포함할 수 있다. 린스액은 순수일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA)액일 수 있다.
기류 공급 유닛(390)은 처리공간에 다운 플로우 기류를 형성한다. 다운 플로우 기류는 기판(W) 처리 시 발생된 파티클 및 퓸이 부유되는 것을 방지한다. 기류 공급 유닛(390)은 프레임, 기류공급라인, 팬, 그리고 필터를 포함한다. 프레임은 하우징(310)의 상단에 설치된다. 프레임을 링 형상을 가지도록 제공된다. 기류공급라인은 외부(474)의 에어가 프레임에 공급되도록 프레임에 연결된다. 팬은 기류공급라인에 설치되어 외부(474)의 에어가 프레임으로 유입되도록 회전 가능하다. 프레임에는 필터가 설치되고, 에어는 필터를 통과하면서 이에 함량된 파티클이 필터링된다. 필터를 통과한 에어는 처리공간에 공급된다.
분위기 형성 유닛(400)은 용기(320)의 내부 공간의 분위기가 외부(474) 공간과 상이하도록 용기(320)의 내부 공간에 분위기를 형성한다. 분위기 형성 유닛(400)은 기류 공급 유닛(390)로부터 발생된 기류가 기판(W) 상에 제공되는 것을 차단한다. 분위기 형성 유닛(400)은 용기(320)의 내부 공간에 제1습도 가스를 공급한다. 예컨대, 제1습도 가스는 기류 공급 유닛(390)으로부터 제공되는 에어에 비해 낮은 습도를 가지는 에어일 수 있다. 제1습도 가스는 청정 에어(CDA, Clean Dry Air)일 수 있다.
도 5는 도 4의 분위기 형성 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 6은 도 5의 분위기 형성 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 분위기 형성 유닛(400)은 지지축, 공급 파이프(420), 공급 플레이트(440), 연결부재(460), 그리고 고정부재(478)를 포함한다.
지지축은 용기(320)의 일측에 위치된다. 지지축은 그 길이방향이 상하방향으로 제공되는 로드 형상을 가진다. 지지축은 회전 및 승강운동이 가능하도록 제공된다. 공급 파이프(420)는 지지축에 결합된다.
공급 파이프(420)는 공급 플레이트(440)에 제1습도 가스를 공급한다. 공급 파이프(420)는 고정관(422) 및 탄성관(424)을 포함한다. 고정관(422)은 그 길이방향이 대체로 수평방향을 향하도록 제공되며, 공급 플레이트(440)에 연결되는 끝단부는 수평방향으로부터 아래로 수직하게 연장되게 제공된다. 고정관(422)은 공급 플레이트(440)의 위에서 공급 플레이트(440)를 지지하는 지지대로 기능한다. 지지축의 회전에 의해 공급 플레이트(440)는 고정관(422)과 함께 이동 가능하다. 지지축의 회전에 의해 공급 플레이트(440)는 공정위치 및 대기위치로 이동 가능하다. 여기서 공정위치는 공급 플레이트(440)가 기판지지유닛(340)에 놓인 기판(W)과 대향된 위치이고, 대기위치는 공급 플레이트(440)가 공정위치를 벗어난 위치이다. 공정위치는 공급 플레이트(440)의 중심축과 기판(W)의 중심축이 서로 일치하는 위치일 수 있다.
탄성관(424)은 고정관(422)의 끝단으로부터 아래로 연장되게 제공된다. 탄성관(424)은 공급 플레이트(440)에 연결된다. 일 예에 의하면, 탄성관(424)은 주름관으로 제공될 수 있다. 이에 따라 고정관(422)은 정지된 상태에서 공급 플레이트(440)는 회전 가능하도록 제공될 수 있다.
공급 플레이트(440)는 공급 파이프(420)로부터 공급된 제1습도 가스를 기판(W) 상에 분사한다. 공급 플레이트(440)는 약액 노즐(390)의 상부에서 제1습도 가스를 분사한다. 공급 플레이트(440)는 몸체(442), 분배 노즐(446), 그리고 배플(448)을 포함한다. 몸체(442)는 하부가 개방된 원통 형상을 가지도록 제공된다. 몸체(442)의 하단은 상단에 비해 큰 크기를 가진다. 몸체(442)의 외측면은 중심축으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 제공된다. 몸체(442)의 하단은 기판지지유닛(340)에 놓인 기판(W)보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 몸체(442)의 상면에는 유입 포트(444)가 형성된다. 유입 포트(444)는 몸체(442)의 중심축과 일치되게 위치된다. 유입 포트(444)에는 공급 파이프(420)가 연결된다. 공급 파이프(420)로부터 제공된 제1습도 가스는 유입 포트(444)를 통해 몸체(442)의 내부에 유입된다.
분배 노즐(446)은 유입 포트(444)를 통해 유입되는 제1습도 가스를 몸체(442) 내에서 1차 분산시킨다. 분배 노즐(446)은 몸체(442)의 내부에서 유입 포트(444)와 인접하게 위치된다. 분배 노즐(446)은 상부가 개방된 원통 형상을 가지도록 제공된다. 분배 노즐(446)의 상단은 유입 포트(444)에 비해 큰 직경을 가지며 유입 포트(444)와 대향되도록 몸체(442)의 내면에 설치된다. 분배 노즐(446)의 측면에는 복수의 분배홀들이 형성된다. 분배홀들은 분배 노즐(446)의 원주방향을 따라 순차적으로 배열된다. 서로 인접한 2 이상의 분배홀들은 동일 간격으로 이격되게 위치된다.
배플(448)은 분배 노즐(446)에 의해 분산된 제1습도 가스를 2차 분산시킨다. 배플(448)은 복수 개로 제공된다. 각각의 배플(448)은 몸체(442) 내에 다단으로 설치된다. 각각의 배플(448)은 서로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 배플(448)은 상단 배플(448a) 및 하단 배플(448b)로 제공될 수 있다. 상단 배플(448a) 및 하단 배플(448b) 각각은 원판 형상을 가지도록 제공된다. 상단 배플(448a) 및 하단 배플(448b) 각각은 몸체(442)의 내경과 동일한 직경을 가진다. 따라서 상단 배플(448a)은 하단 배플(448b)에 비해 작은 직경을 가진다. 상단 배플(448a) 및 하단 배플(448b) 각각에는 복수의 통공들이 형성된다. 선택적으로 배플(448)은 1 개 또는 3 개 이상으로 제공될 수 있다.
연결부재(460)는 몸체(442)가 공급 파이프(420)에 대해 회전 가능하도록 몸체(442)와 공급 파이프(420)를 연결한다. 연결부재(460)는 유입 포트(444)와 마주보는 위치에서 몸체(442)와 공급 파이프(420)를 연결한다. 연결부재(460)는 내부 바디(462) 및 외부 바디(472)를 포함한다. 내부 바디(462)는 구 형상을 가지도록 제공된다. 내부 바디(462)에는 홀이 형성된다. 홀은 상하방향을 향하도록 제공된다. 홀에는 공급 파이프(420)가 관통되도록 위치되고, 내부 바디(462)는 공급 파이프(420)의 외측에 고정결합된다.
외부 바디(472)는 내부 바디(462)를 감싸도록 제공된다. 외부 바디(472)는 외부(474) 및 링부(476)를 포함한다. 외부(474)는 내측면이 내부 바디(462)의 외측면과 대응되는 형상을 가지도록 제공된다. 외부(474)는 내부 바디(462)로부터 독립적으로 회전 가능하도록 제공된다. 링부(476)는 외부(474)의 외측면으로부터 연장되게 제공된다. 링부(476)는 외부(474)를 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 내부 바디(462)는 외부 바디(472)에 삽입될 수 있다. 외부 바디(472)는 내부 바디(462)에 대해 회전 가능하도록 제공될 수 있다.
고정부재(478)는 공급 플레이트(440)의 영역 별 상대 높이를 고정시킨다. 고정부재(478)는 복수 개의 고정 볼트들(478)을 포함한다. 고정 볼트들(478)은 링부(476)에 복수 개로 제공된다. 각각의 고정 볼트(478)는 링부(476)의 원주방향을 따라 순차적으로 배열된다. 각각의 고정 볼트(478)는 링부(476)를 관통하여 공급 플레이트(440)의 몸체(442)에 고정 체결된다. 이에 따라 외부 바디(472) 및 공급 플레이트(440)는 고정되며, 공급 플레이트(440)는 외부 바디(472)와 함께 내부 바디(462)에 대해 회전 가능하다. 공급 플레이트(440)는 외부 바디(472)가 내부 바디(462)에 대해 독립적으로 회전됨에 따라 그 수평도가 자동 조절될 수 있다.
다음은 상술한 분위기 형성 유닛(400)을 이용하여 몸체(442)의 수평도를 조절하는 방법을 설명한다.
분위기 형성 유닛(400)은 기판(W) 상에 유기용제를 공급하는 건조 처리 공정 시 용기(320) 내에 제1습도 가스를 공급한다. 건조 처리 공정이 진행되면, 공급 플레이트(440)는 공정 위치로 이동된다. 공급 플레이트(440)는 고정관(422)의 기울어짐 또는 주변 환경에 의해 수평도가 불균일하게 제공될지라도, 외부 바디(472)의 회전에 의해 그 수평도가 균일하도록 자동 조절된다. 이로 인해 공급 플레이트(440)는 별도의 조작없이 그 하단이 기판(W)과 평행하도록 제공될 수 있다.
상술한 실시예에는 공급 플레이트(440)가 균일한 수평도를 가지는 세팅값에 대해 설명하였다. 이와 달리 공급 플레이트(440)는 수평도에 대한 세팅값이 기울어지도록 제공될 수 있다. 도 7을 참조하면, 상부에서 바라볼 때, 용기(320)는 개구가 형성된 하우징(310)의 일측벽에 인접하게 위치되고, 기류 공급 유닛(390)으로부터 공급된 기류는 하우징(310)의 처리공간 전체에 균일하게 공급될 수 있다. 이에 따라 타측벽과 인접한 처리공간의 영역은 일측벽에 인접한 처리공간의 영역에 비해 많은 기류가 제공되며, 기류는 타측벽에서 일측벽을 향하는 방향으로 흐를 수 있다. 따라서 용기(320)의 타측으로부터 일측에 비해 더 많은 기류들이 그 내부에 유입되고, 이는 제1습도 가스와 간섭될 수 있다. 제1습도 가스는 기류와 간섭되어 경사진 방향으로 공급될 수 있다. 이 경우 공급 플레이트(440)의 수평도에 대한 세팅값은 하우징(310)의 일측벽과 인접한 영역이 먼 영역에 비해 낮은 높이를 가지도록 고정 볼트(478)를 조절할 수 있다. 이에 따라 공급 플레이트(440)는 하우징(310)의 타측벽과 가까우질수록 하향 경사진 방향으로 제1습도 가스를 공급할 수 있다. 제1습도 가스는 기류와 간섭되어 수직 방향으로 공급되고, 기판(W)의 전체 영역에 제1습도 가스를 균일하게 공급할 수 있다.
400: 분위기 형성 유닛 420: 공급 파이프
440:공급 플레이트 442: 몸체
460: 연결부재 462:내부바디
472: 외부바디

Claims (11)

  1. 내부에 처리공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리공간에 위치되며, 상부가 개방된 용기와;
    상기 용기 내에 위치되며, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 처리 약액을 공급하는 약액 공급 유닛과;
    상기 처리공간에 위치되며, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 제1습도 가스를 공급하는 분위기 형성 유닛을 포함하되,
    상기 분위기 형성 유닛은,
    제1습도 가스를 분사하는 몸체와;
    상기 몸체에 제1습도 가스를 공급하며, 상기 몸체를 지지하는 공급 파이프와;
    상기 몸체가 상기 공급 파이프에 대해 회전 가능하도록 상기 몸체 및 상기 공급 파이프를 연결하는 연결부재를 포함하되,
    상기 연결부재는,
    상기 공급 파이프의 외측에서 상기 공급 파이프에 고정 결합되는 내부 바디와;
    내측면이 상기 내부 바디의 외측면과 대응되는 형상을 가지며, 상기 몸체에 결합되는 외부 바디를 포함하되,
    상기 내부 바디는 상기 외부 바디 내에 삽입되게 위치되고, 상기 내부 바디의 외측면이 구형을 가지도록 제공되며,
    상기 외부 바디는 상기 내부 바디에 대해 회전 가능한 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 중심축과 일치되는 영역에는 제1습도 가스가 유입되는 유입포트가 형성되고,
    상기 공급 파이프는,
    고정관과;
    상기 고정관의 끝단으로부터 연장되며, 상기 유입포트에 연결되는 탄성관을 포함하되,
    상기 탄성관은 주름진 관 형상을 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 몸체의 영역 별 상대 높이를 고정시키는 고정부재를 포함하되,
    상기 고정부재는,
    상기 외부 바디의 둘레에 복수 개로 제공되며, 상기 몸체 및 상기 외부바디를 서로 고정 결합시키는 고정 볼트들을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정관은 상기 내부 바디를 관통하여 상기 유입포트에 연결되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항, 제3항, 제4항, 그리고 제5항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 하우징의 상단에 제공되며 제2습도의 기류를 상기 처리공간에 공급하는 기류 공급 유닛을 더 포함하고,
    상기 제1습도 가스는 상기 제2습도보다 낮은 습도를 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 몸체는 하부가 개방된 통 형상을 가지도록 제공되되,
    상기 분위기 형성 유닛은,
    상기 몸체 내에 제공되며 복수의 통공이 형성된 배플을 더 포함하고,
    상기 몸체의 하단은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판보다 작은 면적으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 몸체의 하단은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 상면에 대해 경사지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제4항의 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 처리공간에 형성된 기류의 흐름에 따라 상기 몸체의 수평도에 대한 세팅값이 상이하도록 상기 고정 볼트들을 조절하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리공간 전체에 균일한 기류가 형성되는 경우, 상기 몸체의 하단은 상기 기판지지유닛에 놓인 기판과 평행하도록 상기 고정 볼트들을 조절하는 기판 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 처리공간의 일측 영역 및 타측 영역 각각에 형성된 기류가 상이하게 제공되는 경우, 상기 몸체의 하단은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 대해 경사지도록 상기 고정 볼트들을 조절하는 기판 처리 방법.
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