KR101853372B1 - 처리액 분사 유닛 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 기판 처리 장치는 내부에 공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 하우징; 상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드; 그리고 붐 스윙 방식으로 회전 운동하며, 상기 스핀헤드에 지지된 기판상으로 처리액을 공급하는 분사 노즐을 갖는 처리액 분사 유닛을 포함하되, 상기 처리액 분사 유닛은 관통홀이 형성된 커버; 상기 관통홀을 통과하도록 설치되며, 상기 관통홀을 따라 상하 및 회전 가능하게 제공된 지지축; 처리액을 노출하는 노즐팁을 갖고, 상기 지지축과 결합되는 노즐부재; 및 상기 지지축과 결합되고, 상기 지지축이 임의 추락을 방지하기 위해 상기 지지축이 설정거리보다 더 하강하는 것을 제한하는 추락 방지 스토퍼를 포함한다.

Description

처리액 분사 유닛 및 기판 처리 장치{CHEMICAL NOZZLE AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기판 처리용 약액을 공급하는 처리액 분사 유닛, 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질이나 불필요한 막을 제거하는 세정공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
현재 반도체 제조 공정에서 사용되는 세정 방법은 건식 세정(Dry Cleaning)과 습식 세정(Wet Cleaning)으로 크게 나누어지며, 습식 세정은 약액 중에 기판을 침적시켜 화학적 용해 등에 의해서 오염 물질을 제거하는 배스(Bath) 타입과, 스핀 척 위에 기판을 놓고 기판을 회전시키는 동안 기판의 표면에 약액을 공급하여 오염 물질을 제거하는 매엽 타입으로 나누어진다.
매엽 타입의 세정 장치는 기판 상에서 제거하고자 하는 오염물질 및 막질의 종류에 따라 다양한 종류의 세정액이 사용되며, 세정액은 스윙노즐 및 고정노즐에 의해 선택적으로 기판으로 제공된다.
여기서, 스윙노즐은 승강구동부와 스윙구동부에 의해 승강 및 회동되는데, 승강구동부의 비정상 동작시 스윙노즐이 추락하게 되면서 기판이나 처리 용기 등과 충돌하여 피해가 발생하게 된다.
이처럼, 종래 스윙노즐은 승강구동부의 오작동에 의한 추락시 안전 사양에 대한 기능이 없다.
한국 등록특허 10-0839912(2008년06월13일)
본 발명의 일 과제는, 노즐의 추락을 방지할 수 있는 처리액 분사 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 하우징; 상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드; 그리고 붐 스윙 방식으로 회전 운동하며, 상기 스핀헤드에 지지된 기판상으로 처리액을 공급하는 분사 노즐을 갖는 처리액 분사 유닛을 포함하되, 상기 처리액 분사 유닛은 관통홀이 형성된 커버; 상기 관통홀을 통과하도록 설치되며, 상기 관통홀을 따라 상하 및 회전 가능하게 제공된 지지축; 처리액을 노출하는 노즐팁을 갖고, 상기 지지축과 결합되는 노즐부재; 및 상기 지지축과 결합되고, 상기 지지축이 임의 추락을 방지하기 위해 상기 지지축이 설정거리보다 더 하강하는 것을 제한하는 추락 방지 스토퍼를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 추락 방지 스토퍼의 폭 또는 직경은 상기 관통홀의 폭 또는 직경보다 길게 제공될 수 있다.
또한, 상기 장치는 상기 처리액 분사 유닛의 상기 노즐팁이 대기하는 홈포트를 더 포함하고, 상기 노즐 부재는 상기 지지축의 회전에 의해 상기 홈포트 상의 대기 위치와 상기 스핀헤드 상의 처리 위치 간에 이동가능하며, 상기 관통홀은 상기 지지축의 회전 위치에 따라 상기 추락 방지 스토퍼가 통과하거나 차단될 수 있는 형태의 개방홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 추락 방지 스토퍼는 상기 노즐 부재가 상기 홈포트 상에서 대기하는 경우에만 상기 개방홈을 통과할 수 있다.
또한, 상기 노즐 부재가 상기 홈포트 상에서 대기하는 경우 상기 개방홈으로의 기류 이동을 차단하는 홈마개를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 홈마개는 상기 지지축에 상기 추락 방지 스토퍼보다 높게 제공될 수 있다.
또한, 상기 추락 방지 스토퍼는 상기 지지축의 외주면으로부터 돌출된 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공정영역에 위치되는 노즐부; 유지보수 영역에 위치되는 그리고 상기 노즐부를 대기위치에서 공정 위치로 승강 및 회동시키는 구동부; 상기 공정영역과 유지보수 영역을 구획하기 위해 상기 노즐부와 상기 구동부 사이에 제공되는 커버를 포함하되; 상기 커버는 관통공과 상기 관통공에 형성되는 개방홈을 포함하고, 상기 구동부는 상기 관통홀을 따라 상하 및 회전 가능하게 제공되고, 상기 노즐부를 지지하는 지지축; 및 특정 위치에서만 상기 개방홈을 통과하도록 상기 지지축에 설치되며, 상기 지지축이 임의 추락을 방지하기 위해 상기 지지축이 설정거리보다 더 하강하는 것을 제한하는 추락 방지 스토퍼를 포함하는 처리액 분사 유닛이 제공될 수 있다.
또한, 상기 추락 방지 스토퍼는 상기 노즐 부재가 상기 대기 위치에서 대기하는 경우에만 상기 개방홈을 통과할 수 있다.
또한, 상기 노즐 부재가 상기 대기 위치에서 대기하는 경우 상기 개방홈으로의 기류 이동을 차단하는 홈마개를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 노즐부가 대기 위치로부터 벗어나 공정 위치에서 스캔 이동시 구동부에 제공되는 실린더 유체가 차단되는 경우 지지축의 추락 높이를 최소화하여 노즐부가 처리용기나 기판 등에 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 노즐부가 대기 위치에서 대기하는 동안 개방홈을 통한 기류 이동을 차단할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측면 구성도이다.
도 4는 도 2에 도시된 기판 처리 장치에서 처리액 분사 유닛의 구성을 보여주는 측단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 처리액 분사 유닛의 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 홈포트에서 대기중인 제1스윙노즐유닛에서 지지축을 보여주는 도면들이다.
도 7은 공정 위치로 이동을 위해 상승 이동된 지지축을 보여주는 도면이다.
도 8은 공정 위치로 회동된 지지축을 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)가 배열된 방향을 제1 방향(1)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향(1)의 수직인 방향을 제 2 방향(2)이라 하며, 제 1 방향(1)과 제 2 방향(2)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향(3)이라 정의한다.
인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향(1)의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 로드 포트(12) 및 이송 프레임(14)을 포함한다.
로드 포트(12)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(11)가 안착된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 장치(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(11)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다. 캐리어(11)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.
이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 공정 처리부(20)의 버퍼부(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(14)은 인덱스 레일(15) 및 인덱스 로봇(17)을 포함한다. 인덱스 레일(15) 상에 인덱스 로봇(17)이 안착된다. 인덱스 로봇(17)은 버퍼부(30)와 캐리어(11)간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 로봇(17)은 인덱스 레일(210)을 따라 제 2 방향으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.
공정 처리부(20)는 인덱스부(10)에 이웃하여 제 1 방향(1)을 따라 기판 처리 시스템(1000)의 후방에 배치된다. 공정 처리부(20)은 버퍼부(30), 이동 통로(40), 메인 이송 로봇(50) 그리고 기판 처리 장치(60)를 포함한다.
버퍼부(30)는 제 1 방향(1)을 따라 공정 처리부(20)의 전방에 배치된다. 버퍼부(30)는 기판 처리 장치(60)와 캐리어(11) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. 버퍼부(30)는 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제 3 방향(3)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다.
이동 통로(40)는 버퍼부(30)와 대응되게 배치된다. 이동 통로(40)는 그 길이방향이 제 1 방향(1)에 따라 나란하게 배치된다. 이동 통로(40)은 메인 이송 로봇(50)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(60)들이 서로 마주보며 제 1 방향(1)을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(50)이 제 1 방향(1)을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(60)의 상하층, 그리고 버퍼부(30)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.
메인 이송 로봇(50)은 이동 통로(40)에 설치되며, 기판 처리 장치(60) 및 버퍼부(30) 간에 또는 각 기판 처리장치(60) 간에 기판(W)을 이송한다. 메인 이송 로봇(50)은 이동 통로(400)을 따라 제 2 방향(2)으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.
기판 처리 장치(60)는 복수개 제공되며, 제 2 방향(2)을 따라 이동 통로(30)을 중심으로 양측에 배치된다. 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 이동 통로(30)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이동 통로(30)의 일측에는 기판 처리 장치(60)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제 1 방향(1)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이고, B는 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이다. 이동 통로(30)의 일측에 기판 처리 장치(60)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 기판 처리 장치(60)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 기판 처리 장치(60)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(30)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(30)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(60)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(60)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 기판 처리 장치(60)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 기판 처리 장치(60)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 기판 처리 장치(60)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 기판 처리 장치(60)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다. 예컨대, 기판 처리 장치(60)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송 챔버(240)의 일측에는 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공되고, 이송 챔버(240)의 타측에는 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송 챔버(240)의 양측에서 하층에는 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공되고, 상층에는 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)들이 제공될 수 있다. 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)와 제 2 그룹의 기판처리 장치(60)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다. 이와 달리, 제 1 그룹의 기판 처리 장치(60)와 제 2 그룹의 기판 처리 장치(60)는 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수 행하도록 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치에서 처리 용기와 기판 지지부재를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에서는 매엽식 기판 처리 장치(1)가 처리하는 기판으로 반도체 기판를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 액정표시장치요 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 다양한 처리유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(10), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 제1스윙노즐유닛(300)들, 고정노즐(500), 제2스윙노즐유닛(700) 및 배기부재(400)를 포함한다.
챔버(10)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(12)이 설치된다. 팬필터유닛(12)은 챔버(10)내부에 수직기류를 발생시킨다.
팬필터유닛(12)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 챔버 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터 유닛(12)을 통과하여 챔버 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 처리 용기(100)의 흡입덕트들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 고청정도를 유지하게 된다.
챔버(10)는 수평 격벽(14)에 의해 공정 영역(16)과 유지보수 영역(18)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(18)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 서브배기라인(410) 이외에도 승강유닛의 구동부과, 제1스윙 노즐 유닛(300)의 구동부(300b), 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지 보수 영역(18)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 처리 용기(100) 내측에는 기판 지지부재(200)가 위치된다. 기판 지지부재(200)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판을 회전시킨다.
도 3을 참조하면, 처리 용기(100)는 스핀헤드(210)가 위치되는 상부공간(132a)과, 상부공간(132a)과는 스핀헤드(210)에 의해 구분되며 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 처리유체와 기체, 흄을 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다. 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.
구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(w)으로부터 비산된 처리유체 및 흄이 포함된 기체가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리유체는 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.
제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(210)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다.
또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 기판 처리장치(1)는 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 기판 처리장치(1)는 기판 지지부재(200)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.
기판 지지 부재(200)는 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부면을 갖는 스핀헤드(210)를 가지며, 스핀헤드(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척킹핀(214)들을 가진다. 지지 핀(212)들은 스핀헤드(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 스핀헤드(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)들의 외 측에는 척킹 핀(214)들이 각각 배치되며, 척킹 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
스핀헤드(210)의 하부에는 스핀헤드(210)를 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부(230)에 의해 회전한다. 구동부(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 스핀 헤드(210) 및 기판(W)이 회전한다.
배기부재(400)는 공정시 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다.배기부재(400)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브배기라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브배기라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인(팹)의 바닥 공간에 매설된 메인배기라인과 연결된다.
고정노즐유닛(500)들은 처리용기(100)의 상단에 고정 설치되어 기판의 중앙으로 초순수, 오존수, 질소가스 등을 각각 공급한다.
본 실시예에서 제1스윙노즐유닛과 제2스윙노즐유닛은 처리액 분사 유닛일 수 있다.
제2스윙노즐유닛(700)은 스윙 이동을 통해 기판의 중심 상부로 이동되어 기판상에 기판 건조를 위한 유체를 공급한다. 건조를 위한 유체는 이소프로필 알코올과 고온의 질소 가스를 포함할 수 있다.
제1스윙노즐유닛(300)들은 처리 용기(100)의 외측에 위치된다. 제1스윙노즐유닛(300)들 붐 스윙 방식으로 회전운동하며 스핀헤드(210)에 놓여진 기판으로 기판(w)을 세정 또는 식각하기 위한 처리유체(산성액, 알칼리성액,중성액, 건조가스)를 공급한다. 도 2에서와 같이, 제1스윙노즐유닛(300)들은 나란히 배치되며, 각각의 제1스윙노즐유닛(300)들은 처리용기(100)와의 거리가 상이하기 때문에 각자의 회전반경에 따라 그 길이가 서로 상이한 것을 알 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 기판 처리 장치에서 제1스윙노즐유닛의 구성을 보여주는 측단면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 제1스윙노즐유닛의 사시도이다.
제1스윙노즐유닛(300) 각각은 공정영역에 위치되는 노즐부(300a) 및 유지보수 영역에 위치되는 θ축 회전 및 z축 승강 이동을 위한 구동부(300b) 그리고 상기 노즐부(300a)와 구동부(300b) 사이에 위치되는 커버(300c)를 포함한다.
커버(300c)는 수평 격벽(14)과 이어지며, 커버(300c)에 의해 구동부(300b)는 유지보수 영역에 위치되고, 노즐부(300a)는 공정 영역(16)에 위치된다. 커버(300c)는 관통홀(302)과, 관통홀(302)에 형성된 개방홈(304)을 포함할 수 있다.
노즐부(300a)는 노즐몸체(310)와, 노즐팁(320) 그리고 플랜지(330)를 포함할 수 있다. 노즐몸체(310)는 처리유체 공급튜브(미도시됨)가 위치되는 내부통로를 제공하는 긴 로드 형상으로 다중 파이프 구조로 이루어질 수 있다.
노즐팁(320)은 노즐몸체(310)의 일단에 설치된다.
플랜지(330)는 노즐 몸체(310)의 타단에 설치된다. 플랜지(330)는 구동부(300b)의 지지축(340)과 연결된다.
노즐부(300a)는 구동부(300b) 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동될 수 있다. 공정 위치는 노즐팁(320)이 스핀헤드(210)의 수직 상부에 위치되어 기판 상으로 처리유체를 분사하는 위치이고, 대기위치는 노즐팁(320)이 처리 용기(100)의 수직 상부로부터 벗어나 홈포트(308)에서 대기하는 위치이다.
구동부(300b)는 노즐부(300a)의 플랜지(330)와 연결되는 지지축(340), 스윙구동부(350)와 승강구동부(360) 그리고 추락 방지 스토퍼(380)를 포함할 수 있다.
스윙구동부(350)는 노즐부(300a)의 노즐팁(320)이 대기하는 홈포트(308)와 기판 중심부 간의 스윙 이동을 위해 지지축(340)과 연결된 노즐부(300a)를 회전시킨다. 일 예로, 스윙구동부(350)는 모터, 벨트, 풀리를 가지는 어셈블리에 의해 이루어질 수 있다. 승강구동부(360)는 노즐부(300a)를 수직 방향으로 직선 이동시키는 구동력을 제공한다. 일 예로, 승강구동부(360)는 실린더, 리니어 모터와 같은 직선 구동장치로 이루어질 수 있다. 승강구동부(360)는 노즐부(300a)가 회전될 때 주변의 인접한 노즐부(300a)와 충돌하는 것을 방지하기 위해 노즐부(300a)를 승강시킨다.
지지축(340)은 커버(300c)의 관통홀(302)을 통과하도록 설치되며, 스윙구동부(350)와 승강구동부(360)에 의해 관통홀(302)을 따라 상하 및 회전 가능하게 동작된다.
도 6a 및 도 6b는 홈포트에서 대기중인 제1스윙노즐유닛(300)에서 지지축을 보여주는 도면들이고, 도 7은 공정 위치로 이동을 위해 상승 이동된 지지축을 보여주는 도면이며, 도 8은 공정 위치로 회동된 지지축을 보여주는 도면이다.
도 6a 내지 도 8을 참조하면, 추락 방지 스토퍼(380)는 지지축(340)과 결합된다. 추락 방지 스토퍼(380)는 지지축(340)의 임의 추락을 방지하기 위해 지지축(340)이 설정거리보다 더 하강하는 것을 제한한다. 추락 방지 스토퍼(380)의 폭 또는 직경은 관통홀(302)의 폭 또는 직경보다 길게 제공되는 것이 바람직하다.
추락 방지 스토퍼(380)는 지지축(340)의 회전 위치에 따라 개방홈(304)을 통과하거나 개방홈(304)을 통과하지 못하도록 제공될 수 있다. 추락 방지 스토퍼(380)는 지지축(340)의 외주면으로부터 돌출된 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로 추락 방지 스토퍼(380)는 노즐부(300a)가 홈포트(308) 상에서 대기하는 경우에만 개방홈(304)을 통과할 수 있다. 일 예로, 지지축이 승강구동부(360)에 의해 상승 이동되었을 때 커버(300c)와 추락 방지 스토퍼(380)의 간격은 대략 1.5mm일 수 있다.
즉, 노즐부(300a)가 대기 위치로부터 벗어나 공정 위치에서 스캔 이동시 승강구동부(360)에 제공되는 실린더 유체가 차단되는 경우 지지축(340)이 추락하게 되지만, 곧바로 추락 방지 스톱퍼(380)가 커버(300c)에 걸리면서 지지축(340)의 추락 높이는 1.5mm로 최소화된다. 따라서, 노즐부(300a)가 처리용기(100)나 기판 등에 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에서와 같이, 노즐부(300a)가 홈포트(308) 상에서 대기하는 동안 개방홈(304)은 오픈되기 때문에 공정 영역의 흄(fume)이 개방홈(304)을 통해 유지보수 영역(18)으로 유입되어 구동부(300b)를 오염시키거나 또는 그 반대로 유지보수 영역(18)의 파티클 등이 공정 영역(16)으로 유입되어 공정 영역을 오염시킬 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해 지지축(340)에는 노즐부(300a)가 홈포트(308) 상에서 대기하는 경우 개방홈(304)으로의 기류 이동을 차단하는 홈마개(390)가 제공될 수 있다. 홈마개(390)는 노즐부(300a)가 홈포트(308)에 대기할 때 개방홈(304)에 위치될 수 있는 지지축(340) 상에 설치될 수 있다. 홈마개는 지지축에 추락 방지 스토퍼보다 높게 그리고 동일 선상에 제공될 수 있다.
도 7에서와 같이, 노즐부(300a)가 홈 포트에 위치한 상태에서 지지축(340)은 승강구동부(360)에 의해 상승 이동될 수 있다. 이때 추락 방지 스토퍼(380)는 개방홈(304)을 통과하여 커버(300c) 상부에 위치하게 된다. 이 상태에서 노즐부(300a)는 스윙구동부(350)에 의해 공정 위치로 스윙 이동될 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.
10: 챔버 100 : 처리용기
200 : 기판 지지부재 300 ; 제1스윙노즐유닛
300a ; 노즐부 300b ; 구동부
300c ; 커버 340 ; 지지축
380 : 추락 방지 스토퍼 390 ; 홈마개

Claims (10)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    내부에 공정을 수행하는 처리 공간이 형성된 하우징;
    상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드; 그리고
    붐 스윙 방식으로 회전 운동하며, 상기 스핀헤드에 지지된 기판상으로 처리액을 공급하는 분사 노즐을 갖는 처리액 분사 유닛을 포함하되,
    상기 처리액 분사 유닛은
    관통홀이 형성된 커버;
    상기 관통홀을 통과하도록 설치되며, 상기 관통홀을 따라 상하 및 회전 가능하게 제공된 지지축;
    처리액을 노출하는 노즐팁을 갖고, 상기 지지축과 결합되는 노즐부재; 및
    상기 지지축과 결합되고, 상기 지지축이 임의 추락을 방지하기 위해 상기 지지축이 설정거리보다 더 하강하는 것을 제한하는 추락 방지 스토퍼를 포함하며,
    상기 노즐 부재는
    상기 지지축의 회전에 의해 상기 노즐팁이 대기하는 홈포트 상의 대기 위치와 상기 스핀헤드 상의 처리 위치 간에 이동가능하며,
    상기 관통홀은 상기 지지축의 회전 위치에 따라 상기 홈포트 상에서 대기하는 경우에만 상기 추락 방지 스토퍼가 통과할 수 있는 개방홈을 포함하고,
    상기 노즐 부재가 상기 홈포트 상에서 대기하는 경우 상기 개방홈으로의 기류 이동을 차단하는 홈마개를 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추락 방지 스토퍼의 폭 또는 직경은 상기 관통홀의 폭 또는 직경보다 길게 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈마개는 상기 지지축에 상기 추락 방지 스토퍼보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 추락 방지 스토퍼는 상기 지지축의 외주면으로부터 돌출된 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 처리액 분사 유닛은
    공정영역에 위치되는 노즐부;
    유지보수 영역에 위치되는 그리고 상기 노즐부를 대기위치에서 공정 위치로 승강 및 회동시키는 구동부;
    상기 공정영역과 유지보수 영역을 구획하기 위해 상기 노즐부와 상기 구동부 사이에 제공되는 커버를 포함하되;
    상기 커버는 관통공과 상기 관통공에 형성되는 개방홈을 포함하고,
    상기 구동부는
    상기 관통공을 따라 상하 및 회전 가능하게 제공되고, 상기 노즐부를 지지하는 지지축; 및
    특정 위치에서만 상기 개방홈을 통과하도록 상기 지지축에 설치되며, 상기 지지축이 임의 추락을 방지하기 위해 상기 지지축이 설정거리보다 더 하강하는 것을 제한하는 추락 방지 스토퍼를 포함하며,
    상기 노즐부가 상기 대기 위치에서 대기하는 경우 상기 개방홈으로의 기류 이동을 차단하는 홈마개를 포함하는 처리액 분사 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 추락 방지 스토퍼는 상기 노즐부가 상기 대기 위치에서 대기하는 경우에만 상기 개방홈을 통과할 수 있는 처리액 분사 유닛.
  10. 삭제
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