KR101949407B1 - 타력 측정 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 세정 공정에 사용되는 노즐의 타력을 측정할 수 있는 타력 측정 유닛을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 공정 전에 세정 노즐의 성능을 미리 점검할 수 있는 타력 측정 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 제공되어 상기 기판을 지지하는 지지유닛; 상기 지지유닛에 지지된 상기 기판으로 세정매체를 공급하는 노즐을 갖는 분사유닛; 및 상기 챔버의 일측에 제공되며 상기 노즐로부터 분사되는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정 유닛을 포함할 수 있다.

Description

타력 측정 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치{RUDDER FORCE MEASURING UNIT AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 타력 측정 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 표면에 잔류하는 입자(Particle), 유기 오염물, 그리고 금속 오염물 등의 오염 물질은 반도체 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미친다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
세정 기술 중에서도 가장 어려운 기술이 기판상에 패턴을 형성한 후 세정하는 기술이다. 기판상의 패턴은 아주 약한 힘에도 붕괴될 수 있기 때문에, 세정력이 붕괴력까지 이르지 않도록 조정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 이러한 세정력을 측정하기 위한 방법으로 현재 제공되고 있는 압력 측정 타입의 노즐 타력 측정기는 미세한 측정값을 측정할 수 없는 문제가 존재한다.
본 발명은 기판 세정 공정에 사용되는 노즐의 타력을 측정할 수 있는 타력 측정 유닛을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공정 전에 세정 노즐의 성능을 미리 점검할 수 있는 타력 측정 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 제공되어 상기 기판을 지지하는 지지유닛; 상기 지지유닛에 지지된 상기 기판으로 세정매체를 공급하는 노즐을 갖는 분사유닛; 및 상기 챔버의 일측에 제공되며 상기 노즐로부터 분사되는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정 유닛을 포함할 수 있다.
상기 타력 측정 유닛은, 상기 노즐에서 상기 세정매체가 토출되는 토출구의 입구를 둘러싸도록 설치되며, 상기 토출구를 향해있는 내부 공간에 소정량의 액체를 포함하는 포트; 상기 액체 내에 위치하도록 제공되는 캔틸레버(cantilever); 및 상기 캔틸레버의 고정단과 타단 중 타단의 변위를 측정하는 변위 측정부를 포함할 수 있다.
상기 타력 측정 유닛은, 상기 포트의 내부 공간을 촬상하는 촬상유닛을 더 포함하며, 상기 변위 측정부는 상기 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 상기 캔틸레버의 타단의 변위를 측정할 수 있다.
상기 포트는 일부면이 투명하게 형성되며, 상기 촬상유닛은 투명한 상기 일부면을 통해 상기 포트의 내부 공간을 촬상할 수 있다.
상기 캔틸레버는 폴리이미드(polyimide) 필름을 포함할 수 있다.
상기 포트의 내부 공간의 액체는 상기 기판에 수행되는 공정에 따라 양이 조절될 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 변위 측정부에서 측정된 상기 캔틸레버의 타단의 변위에 기반하여 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 포트의 내부 공간을 촬상하여 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 토출각 및 토출 상태를 감지하는 촬상유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 기판상에 세정매체를 공급하는 노즐을 검사하는 장치는, 상기 노즐에서 상기 세정매체가 토출되는 토출구의 입구를 둘러싸도록 설치되며, 상기 토출구를 향해있는 내부 공간에 소정량의 액체를 포함하는 포트; 상기 액체 내에 위치하도록 제공되는 캔틸레버; 및 상기 캔틸레버의 고정단과 타단 중 타단의 변위를 측정하는 변위 측정부를 포함할 수 있다.
상기 타력 측정 유닛은, 상기 포트의 내부 공간을 촬상하는 촬상유닛을 더 포함하며, 상기 변위 측정부는 상기 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 상기 캔틸레버의 타단의 변위를 측정할 수 있다.
상기 포트는 일부면이 투명하게 형성되며, 상기 촬상유닛은 투명한 상기 일부면을 통해 상기 포트의 내부 공간을 촬상할 수 있다.
상기 캔틸레버는 폴리이미드 필름을 포함할 수 있다.
상기 포트 내부 공간의 액체는 상기 기판상에 수행되는 공정에 따라 양이 조절될 수 있다.
상기 타력 측정 유닛은, 상기 변위 측정부에서 측정된 상기 캔틸레버의 타단의 변위에 기반하여 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 타력 측정 유닛은, 상기 포트의 내부 공간을 촬상하여 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 토출각 및 토출 상태를 감지하는 촬상유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 기판 세정 공정에 사용되는 노즐의 타력을 측정할 수 있는 타력 측정 유닛을 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 공정 전에 세정 노즐의 성능을 미리 점검할 수 있는 타력 측정 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력 측정 유닛의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에서의 캔틸레버의 일부를 예시적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는'이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 포함한다. 인덱스 모듈(100)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 놓인다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130)내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 포함한다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 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 B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 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, 상술한 바와 달리, 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)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 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), 바디(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 바디(144b)에 결합되고, 바디(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 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)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 입자이 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), 바디(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 바디(244b)에 결합되고, 이는 바디(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. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 챔버(310), 컵(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 분사 유닛(380) 및 보조 분사 유닛(390)을 가진다.
챔버(310)는 내부에 공간을 제공한다. 챔버(310)의 내부 압력은 0.01bar 내지 1bar 로 유지될 수 있다. 또는, 챔버(310)의 내부 압력은 0.75bar 내지 1.25bar로 유지될 수 있다. 예컨대, 챔버(310)의 내부 압력은 상압으로 제공될 수 있다.
컵(320)은 챔버(310) 내 공간에 위치한다. 컵(320)은 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 컵(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리유체 중 서로 상이한 처리유체를 회수한다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리유체가 유입되는 유입구(410)로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리유체를 배출한다. 배출된 처리유체는 외부의 처리유체 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 컵(320)의 처리 공간 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 스핀 헤드(342), 지지핀(344), 척핀(346), 구동축(348) 그리고 구동부(349)를 가진다. 스핀 헤드(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 헤드(342)의 저면에는 구동부(349)에 의해 회전가능한 구동축(348)이 고정결합된다. 구동축(348)이 회전하면 스핀헤드(342)가 회전된다. 스핀 헤드(342)는 기판을 지지할 수 있도록, 지지핀(344)과 척핀(346)을 포함한다. 지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 스핀 헤드(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 스핀 헤드(342)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(344)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 스핀 헤드(342)의 상부면으로부터 기판이 일정거리 이격되도록 기판의 저면 가장자리를 지지한다. 척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 스핀 헤드(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 스핀 헤드(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판의 측면을 지지한다. 척핀(346)은 스핀 헤드(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 스핀 헤드(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강 유닛(360)은 컵(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 승강 유닛(360)은 컵(320)의 복수의 회수통(322, 324, 326)을 이동시킬 수 있다. 또는 도시하지는 않았으나, 각각의 회수통을 개별적으로 이동시킬 수 있다. 컵(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 컵(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 컵(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)으로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 컵(320)의 상부로 돌출되도록 컵(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리유체의 종류에 따라 처리유체가 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 컵(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리유체로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리유체, 그리고 제3처리유체로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강 유닛(360)은 컵(320) 대신 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 컵(320)은 단일의 회수통(322)을 가질 수 있다.
분사 유닛(380)은 기판(W)에 세정매체를 공급한다. 세정매체는 비 액(non-liquid)성 물질 상태로 기판(W)에 공급된다. 일 예로, 세정매체는 에어로졸 상태로 기판에 공급될 수 있다. 일 예로, 에어로졸 상태로 공급되는 물질은 이산화탄소일수 있다. 분사 유닛(380)은 회동이 가능할 수 있다. 분사 유닛(380)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 분사 유닛(380)은 노즐 지지대(382), 지지대(386), 구동부(388), 그리고 노즐(400)을 가진다. 지지대(386)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지대(386)의 하단에는 구동부(388)가 결합된다. 구동부(388)는 지지대(386)를 회전 및 승강 운동한다. 노즐지지대(382)는 구동부(388)와 결합된 지지대(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(400)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(400)은 구동부(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(400)이 컵(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(400)이 컵(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.
보조 분사 유닛(390)은 기판(W)에 오염 방지액을 공급한다. 보조 분사 유닛(390)은 회동이 가능할 수 있다. 보조 분사 유닛(390)은 보조 노즐(398) 지지대(392), 보조 지지대(396), 보조 구동부(397), 그리고 보조 노즐(398)을 가진다. 보조 지지대(396)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 보조 지지대(396)의 하단에는 보조 구동부(397)가 결합된다. 보조 구동부(397)는 보조 지지대(396)를 이동시킨다. 일 예로, 보조 구동부(397)는 보조 지지대(396)를 회전시킬 수 있다. 또한, 보조 구동부(397)는 보조 지지대(396)를 승강 시킬 수 있다. 보조 노즐(398)지지대(382)는 보조 지지대(396)의 상부에 결합된다. 보조 노즐(398)은 보조 노즐(398)지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 보조 노즐(398)은 보조 구동부(397)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 보조 노즐(398)이 컵(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 보조 노즐(398)이 컵(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 세정매체를 토출하는 노즐을 검사하는 타력 측정 유닛가 제공된다.
상기 타력 측정 유닛은, 포트, 캔틸레버(cantilever), 및 변위 측정부를 포함할 수 있다.
상기 포트는 노즐에서 세정매체가 토출되는 토출구의 입구를 둘러싸는 형태로 설치될 수 있다. 예를 들자면, 토출구를 막는 마개 형태로 제공될 수 있다. 포트는 토출구를 향해있는 내부 공간에 소정량의 액체를 포함하도로 제공될 수 있다.
캔틸레버는 상기 소정량의 액체 내에 위치하도록 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력 측정 유닛은, 캔틸레버의 변위를 측정하여 노즐 검사를 수행할 수 있다. 변위 측정부가 상기 액체에 떨어지는 세정매체에 의해 발생하는 캔틸레버의 변위를 측정하여, 노즐의 타력을 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 타력 측정 유닛은 상기 포트의 내부 공간을 촬상하는 촬상유닛을 더 포함할 수 있다. 촬상유닛은 기판 세정 장비에 적용 가능한 소형 초고속 카메라로 제공될 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 포트는 일부면이 투명하게 제공될 수 있고, 이에 따라 상기 촬상유닛은 투명한 상기 일부면을 통해 상기 포트의 내부 공간을 촬상할 수 있다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력 측정 유닛의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 촬상유닛에 의해 촬상된 포트의 내부 공간을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 포트 내부의 소정량의 액체 내에 캔틸레버가 제공되어있음을 알 수 있다. 캔틸레버는 수면의 밑바닥에 한쪽 단이 고정되어 있을 수 있다.
상기 포트 내부의 소정량의 액체는, 수행되는 공정에 따라 그 양이 조절될 수 있으며, 이는 수면으로부터 캔틸레버까지의 거리(h)를 이용함으로써 조절할 수 있다.
상기 캔틸레버는 폴리이미드 필름으로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 캔틸레버는 폭이 2mm, 두께가 230μm인 폴리이미드 필름으로 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 상태에서 노즐에 의해 포트의 내부공간에 세정매체가 분사되어 액적이 떨어졌을 때를 나타낸다. 액적에 의해 수면에 변화가 생겨났음을 알 수 있다. 이 때, 액체가 힘을 받아 캔틸레버에 힘이 전달되어, 도 4에 도시된 바와 같이 캔틸레버의 변위(δ)가 발생할 수 있다.
캔틸레버의 변위(δ)는 변위 측정부에 의해 측정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 타력 측정 유닛은 포트 내부 공간을 촬상하는 촬상유닛을 더 포함하며, 변위 측정부는 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 캔틸레버의 변위(δ)를 측정할 수 있다.
도 5는 도 4에서의 캔틸레버의 일부를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 캔틸레버의 폭(w)과 두께(t)가 주어질 때, 변위 측정부에서 측정된 캔틸레버의 변위(δ)를 이용하여 노즐의 타력을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 아래 공식에 따라 타력을 계산할 수 있다.
Figure 112017012828216-pat00001
E는 캔틸레버의 탄성 계수(Young's modulus)를 나타내며, w 및 t는 상술한 바와 같이 캔틸레버의 폭과 두께를 나타낸다. l은 캔틸레버의 고정단에서 타단까지의 길이를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 변위 측정부는 캔틸레버의 변위(δ)를 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 측정함으로써, 힘(F)을 계산하여 노즐의 타력을 측정할 수 있다. 이러한 방식의 타력 측청 방법의 경우 1μN 단위의 미세한 힘의 측정까지 가능함을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 타력 측정 유닛은 미세한 힘의 조정이 매우 중요한 세정 공정에 있어서 공정 전에 노즐의 타력을 미리 정밀하게 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 촬상유닛은 캔틸레버의 변위를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 노즐이 토출하는 세정매체의 토출각 및 토출 상태 또한 감지할 수 있다. 촬상유닛이 포트 내부 공간을 촬상할 때, 세정매체의 토출각이나 토출 상태(액적의 형태)를 촬상할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 노즐의 타력 뿐만 아니라 토출각과 토출 상태까지 점검할 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합 되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
1 : 기판 처리 설비 260 : 공정챔버
300 : 기판 처리 장치 320 : 컵
340 : 지지 유닛 380 : 분사 유닛
400: 노즐 410: 유입구
420: 수축부 430: 분사구
440: 팽창부 450: 오리피스

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 제공되어 상기 기판을 지지하는 지지유닛;
    상기 지지유닛에 지지된 상기 기판으로 세정매체를 토출하는 토출구가 형성된 노즐을 갖는 분사유닛; 및
    상기 챔버의 내부에 제공되며 상기 노즐로부터 분사되는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정 유닛을 포함하되,
    상기 타력 측정 유닛은,
    내부 공간에 소정량의 액체를 포함하되 상기 토출구와 상기 액체의 계면이 소정거리 이격되도록 제공되며 일부면이 투명하게 형성되는 포트;
    상기 액체 내에 잠기도록 제공되는 캔틸레버(cantilever);
    상기 포트의 상기 투명한 일부면을 통해 상기 포트의 내부 공간을 촬상하여, 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 토출각, 토출 상태 및 상기 캔틸레버의 타단의 변위를 측정하는 촬상유닛; 및
    상기 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 상기 캔틸레버의 고정단과 타단 중 타단의 변위를 측정하는 변위 측정부를 포함하고,
    상기 포트의 내부 공간의 액체는 상기 기판에 수행되는 공정에 따라 양이 조절되는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 제공되어 상기 기판을 지지하는 지지유닛;
    상기 지지유닛에 지지된 상기 기판으로 세정매체를 토출하는 토출구가 형성된 노즐을 갖는 분사유닛; 및
    상기 챔버의 내부에 제공되며 상기 노즐로부터 분사되는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정 유닛을 포함하되,
    상기 타력 측정 유닛은,
    내부 공간에 소정량의 액체를 포함하되 상기 토출구와 상기 액체의 계면이 소정거리 이격되도록 제공되며 일부면이 투명하게 형성되는 포트;
    상기 액체 내에 위치되도록 제공되는 캔틸레버(cantilever);
    상기 포트의 상기 투명한 일부면을 통해 상기 포트의 내부 공간을 촬상하여, 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 토출각, 토출 상태 및 상기 캔틸레버의 타단의 변위를 촬상하는 촬상유닛; 및
    상기 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 상기 캔틸레버의 고정단과 타단 중 타단의 변위를 측정하는 변위 측정부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 또는 제2 항에 있어서,
    상기 캔틸레버는 폴리이미드(polyimide) 필름을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 캔틸레버는 상기 액체 내에 잠기도록 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제1 또는 제2 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 변위 측정부에서 측정된 상기 캔틸레버의 타단의 변위에 기반하여 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 기판상에 세정매체를 공급하는 노즐을 검사하는 장치로,
    상기 노즐에서 상기 세정매체가 토출되는 토출구를 둘러싸도록 설치되며, 내부 공간에 소정량의 액체를 포함하되 상기 토출구와 상기 액체의 계면이 소정거리 이격되도록 제공되며 일부면이 투명하게 형성되는 포트;
    상기 액체 내에 잠기도록 제공되는 캔틸레버; 및
    상기 포트의 상기 투명한 일부면을 통해 상기 포트의 내부 공간을 촬상하여, 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 토출각, 토출 상태 및 상기 캔틸레버의 타단의 변위를 촬상하는 촬상유닛; 및
    상기 촬상유닛의 촬상 결과를 통해 상기 캔틸레버의 고정단과 타단 중 타단의 변위를 측정하는 변위 측정부를 포함하고,
    상기 포트의 내부 공간의 액체는 상기 기판에 수행되는 공정에 따라 양이 조절되는 타력 측정 유닛.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 캔틸레버는 폴리이미드 필름을 포함하는 타력 측정 유닛.
  13. 삭제
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 타력 측정 유닛은,
    상기 변위 측정부에서 측정된 상기 캔틸레버의 타단의 변위에 기반하여 상기 노즐이 토출하는 세정매체의 타력을 측정하는 타력 측정부를 더 포함하는 타력 측정 유닛.
  15. 삭제
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