KR101974418B1 - 공정액 공급용 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치 - Google Patents

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Abstract

관 형상의 노즐튜브 몸체 및 노즐튜브 몸체의 선단부의 외주면에서 돌출되게 설치되는 스토퍼를 포함하여, 반도체 또는 디스플레이 제조 공정시 공정액을 토출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공정액 공급용 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치가 개시된다.

Description

공정액 공급용 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치 {A NOZZLE TUBE FOR SUPPLING LIQUID AND NOZZLE APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 반도체, 디스플레이 제조공정 중에 공정액을 공급하기 위한 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치에 관한 것이다.
반도체 제조기술의 발달에 따라서 반도체소자는 점진적으로 고집적화되고 있으며, 이러한 반도체 제조공정 및 디스플레이 제조공정에서 회로선폭의 정밀한 제조를 위해서 포토리소그래피(Photolithograph) 공정이 적용된다.
상기 포토리소그래피 공정은 박막이 형성된 반도체 기판 상에 포토레지스트(Photoresist)를 코팅한 후, 노광 및 현상공정을 수행하여 소정의 포토레지스트 패턴을 구형하고, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 박막을 식각하는 식각공정을 포함한다.
그리고 현상 후, 반도체 기판 상에 잔류하는 포토레지스트를 탈이온수로 린스하는 세정공정이 수행된다.
이러한 반도체 웨이퍼 린스장치의 일예로는, 챔버 내부에 회전구동 가능하게 설치되는 스핀척과, 상기 스핀척에 진공 흡착된 상태로 장착되는 세정대상 웨이퍼의 표면으로 탈이온수 즉, 공정액을 토출하는 노즐을 가지는 공정액 공급장치를 구비한다. 여기서 상기 공정액 공급장치는 필요시 반도체 웨이퍼의 상부에 위치하도록 이동되어 세정 공정에 필요한 공정액을 토출하여 공급한다. 상기 공정액 공급장치는 장치 본체의 선단에 서로 다른 종류의 공정액을 토출하도록 하나 또는 복수의 노즐이 설치되는 것이 일반적이다. 복수의 노즐이 설치된 경우, 하나의 공정액 공급장치에서 다양한 세정공정 등을 수행할 수 있도록 서로 다른 종류의 공정액을 독립적으로 공급하도록 복수 노즐이 서로 다른 길이로 돌출되게 설치된다.
상기 노즐은 일반적으로 PFA 재질로 튜브 형태로 제조되며, 제조된 노즐은 공급장치 본체의 선단에 결합하여 설치된다.
그런데 상기와 같이 PFA 재질로 형성된 노즐은 챔버 내의 고온의 상태에 노출되므로 선팽창계수에 의하여 수축되는 현상이 발생된다. 이와 같이 노즐이 고온에 의한 선팽창계수에 의해 수축되면, 노즐의 길이에 변화가 발생되어 노즐들 간의 단차값이 변하게 된다. 이와 같이 노즐들 간의 단차값이 변하게 되면, 특정 노즐에서 토출되는 공정액의 일부가 다른 노즐의 선단으로 공급되어 다른 노즐의 공정액을 오염시키는 등의 문제점이 있다.
특히, 상기 공정액 공급장치는 상기한 포토리소그래피(Photolithograph) 공정 이외에 반도체 또는 디스플레이 등을 제조하는 전공정에서 웨이퍼에 공정액을 사용시 모두 적용되고 있으므로, 상술한 바와 같은 문제점들이 공정별로 누적되면 제품의 생산성과 품질에 악영향을 미치게 된다.
대한민국 등록특허 제10-0858429호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 선팽창계수에 의해 수축을 방지할 수 있는 공정액 공급용 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 공정액 공급용 노즐튜브는, 관 형상의 노즐튜브 몸체; 및 상기 노즐튜브 몸체의 선단부의 외주면에서 돌출되게 설치되는 스토퍼;를 포함하여, 반도체 또는 디스플레이 제조 공정시 공정액을 토출하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 설치된 상태에서 선팽창계수에 의해 수축되는 것을 방지할 수 있는 노즐 튜브를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 노즐튜브 몸체는, 관 형상을 가지도록 PFA 재질로 압출 성형되는 제1몸체부; 관 형상을 가지며, PFA 재질로 사출성형되어 상기 제1몸체부의 단부에 융착결합되어 연결되는 제2몸체부;를 포함하며, 상기 제2몸체부에는 상기 스토퍼가 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
이로써, 동일 재질로 형성되는 제1 및 제2몸체부를 서로 다른 방법으로 성형 한 뒤 연결하여 선팽창계수에 의해 수축되는 것을 방지할 수 있는 스토퍼를 가지는 노즐 튜브를 용이하게 제조하여 제공할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼는 복수가 상기 제2몸체부의 외주측에 서로 대칭되게 배치되는 것이 좋다.
이로써, 노즐 튜브가 선창계수에 의해 수축되는 것을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노즐 장치는, 관 형상의 노즐튜브 몸체; 및 상기 노즐튜브 몸체의 선단부의 외주면에서 돌출되게 설치되는 스토퍼;를 포함하여, 반도체 또는 디스플레이 제조 공정시 공정액을 토출하도록 배치되는 노즐튜브; 선단에 상기 노즐튜브가 삽입되어 결합되는 노즐 장착부를 가지는 노즐 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 노즐 홀더에 대해서 노즐 튜브의 돌출길이가 변하지 않도록 설치된 노즐장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 노즐 장착부에는 상기 노즐튜브가 삽입되어 결합되는 노즐 결합홀이 형성되고, 상기 노즐 결합홀의 내주에는 상기 노즐 튜브의 결합시 상기 스토퍼가 수용되어 걸리는 스토퍼 걸림턱이 형성되는 것이 좋다.
이로써 노즐 홀더에 장착된 노즐 튜브가 고온의 분위기에서 선팽창계수에 수축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 노즐 장착부에는 적어도 하나의 노즐 결합홀이 형성되고, 상기 노즐 결합홀이 복수인 경우, 상기 복수의 노즐 결합홀에 삽입되어 결합되는 복수의 노즐 튜브 각각에는 서로 다른 길이로 스토퍼가 설치되어, 상기 노즐 장착부의 선단으로부터 서로 다른 높이로 단차지게 결합되는 것이 좋다.
본 발명의 공정액 공급용 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치에 따르면, 노즐 홀더의 선단으로 돌출되게 설치되는 노즐튜브가 선팽창계수에 의해 수축되는 것을 방지할 수 있다.
따라서 복수의 노즐 튜브의 단차 높이를 일정하게 유지시킬 수 있게 되어 제품의 신뢰성을 높이고, 웨이퍼 가공 공정시시 공정액의 혼합 등으로 인한 오염을 방지하여 제품 불량률을 낮추고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 노즐 튜브의 장착위치가 스토퍼에 의해 자동으로 세팅되므로 지그를 통한 별도의 세팅과정이 불필요하게 되어 조립공정이 용이하고, 유지 관리가 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노즐장치가 챔버 내에 배치되는 상태를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노즐장치를 나타내 보인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 노즐장치의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 노즐 홀더의 선단부를 부분적으로 확대하여 보인 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 노즐장치의 저면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 노즐 튜브를 발췌하여 보인 도면이다.
도 7은 노즐 뷰트의 선단부를 확대하여 보인 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공정액 공급용 노즐튜브 및 이를 포함하는 노즐장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노즐장치(100)는 챔버(10) 내에 설치된 스핀척(12) 상에 흡착되어 장착되는 웨이퍼(20)로 공정액을 토출하여 공급하기 위한 것이다.
본 발명의 노즐장치(100)는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 노즐 홀더(110)와, 상기 노즐 홀더(110)에 결합되는 복수의 노즐튜브(121,123,125)를 구비한다. 여기서, 노즐장치(100)는 웨이퍼(20)의 양면 각각으로 공정액을 토출하도록 설치될 수 있다.
상기 노즐 홀더(110)는 대략 원통형상의 홀더 몸체(111)와, 홀더 몸체(111)의 선단의 중심부에서 원통형상으로 돌출되는 노즐 장착부(113)를 가진다. 노즐 장착부(113)에는 노즐 튜브(120)가 압입되어 결합되는 복수의 노즐 결합홀(115)이 형성된다. 노즐 결합홀(115)의 내주에는 적어도 하나의 스토퍼 걸림턱(115a)이 형성된다. 스토퍼 걸림턱(115a)은 노즐 결합홀(115)의 내주로부터 인입되며, 상기 노즐장착부(113)의 선단으로부터 내측으로 소정 길이로 형성된다. 바람직하게는 한 쌍의 스토퍼 걸림턱(115a)이 노즐 결합홀(115)의 중심을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 것이 좋다.
상기 복수의 노즐튜브(121,123,125) 각각은 서로 다른 길이로 형성될 수 있고, 서로 다른 내경 및 외경을 갖도록 형성되거나 동일한 내경 및 외경을 갖도록 형성될 수도 있다.
이러한 복수의 노즐튜브(121,123,125) 중에서 어느 하나의 노즐튜브(123)를 발췌하여 대표로 설명하기로 한다.
상기 노즐튜브(123)는 관 형상의 노즐튜브 몸체(123a)와, 노즐튜브 몸체(123a)의 선단부의 외측에 돌출되게 설치되는 스토퍼(123b)를 구비한다.
상기 노즐튜브 몸체(123a)는 사출 성형되는 제1몸체부(A)와, 상기 제1몸체부(A)와 연결되는 제2몸체부(B)를 가진다. 노즐튜브 몸체(123a)의 전체 길이는 대략 1 내지 2m가 되며, 이중에서 제1몸체부(A)는 대부분의 길이를 차지하며, PFA 재질로 압출 성형된다.
상기 제2몸체부(B)는 제1몸체부(A)와 동일한 내경 및 외경을 갖는 관 형상으로서, PFA 재질로 사출 성형된다. 그리고 사출 성형된 제2몸체부(B)의 일단부는 제1몸체부(A)의 단부에 열융착 등의 방법으로 접합하여 결합한다.
또한, 제2몸체부(B)를 사출 성형시, 그 외주에서 돌출되도록 스토퍼(123b)를 일체로 성형하는 것이 좋다.
상기 스토퍼(123b)는 제2몸체부(B)의 선단부로부터 제2몸체부(B)의 길이방향으로 소정 길이로 형성된다. 상기 스토퍼(123b)는 앞서 설명한 스토퍼 걸림턱(115a)에 대응되는 형상으로 형성된다. 스토퍼(123b)의 길이에 따라서 노즐튜브(123)가 노즐 홀더(110)의 노즐 장착부(113)의 선단으로의 돌출길이를 결정하게 된다.
따라서 복수의 노즐튜브(121,123,125)의 제조시, 스토퍼(123b)의 길이를 서로 다르게 형성함으로써, 복수의 노즐튜브(121,123,125)를 노즐 장착부(113)에서 서로 다른 높이로 단차지게 설치할 수 있게 된다.
상기 구성을 가지는 노즐튜브(123)는 노즐홀더(113)의 노즐 장착부(113)에 형성된 노즐 결합홀(115)에 압입하여 결합하되, 스토퍼(123b)가 스토퍼 걸림턱(115a)에 닿을 때까지 압입되어 결합된다.
이와 같이, 노즐튜브(123)의 선단부 외측에 스토퍼(123b)를 형성하여 노즐 장착부(113)의 노즐 결합홀(115)에 결합하게 되면, 노즐튜브(123)의 결합위치를 용이하게 결정하여 설치할 수 있다. 특히, 스토퍼(123b)의 길이가 미리 결정되어 있으므로, 노즐튜브(123)의 노즐 장착부(113)로부터의 돌출길이는 노즐튜브(123)를 결합하는 과정에서 설계값으로 자동으로 결정되므로 별도의 세팅과정이 불필요하게 되어 조립 및 제조공정 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 스토퍼(123b)가 스토퍼 걸림턱(115a)에 맞물려 걸린 상태를 유지하게 되므로, 노즐 튜브(123)가 선팽창계수에 의해 수축되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 종래와 같이 노즐튜브가 선팽창계수에 의해 수축될 때의 문제점을 해결할 수 있다. 특히 오랜 시간 사용하더라도 노즐 튜브(123)의 길이가 그대로 유지됨으로써 노즐 장치의 신뢰성을 확보할 수 있고, 유지 관리비용을 절감할 수 있다.
또한, 반도체, 디스플레이 등의 제조시 불량률을 낮추고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100..노즐 장치 110..노즐 홀더
111..홀더 몸체 113..노즐 장착부
115..노즐 결합홀 115a..스토퍼 걸림턱
121,123,125..노즐 튜브 123a..노즐 몸체
123b..스토퍼

Claims (6)

  1. 관 형상의 노즐튜브 몸체; 및
    상기 노즐튜브 몸체의 선단부의 외주면에서 돌출되게 설치되는 스토퍼;를 포함하여,
    반도체 또는 디스플레이 제조 공정시 공정액을 토출하도록 배치되며,
    상기 노즐튜브 몸체는,
    관 형상을 가지도록 PFA 재질로 압출 성형되는 제1몸체부;
    관 형상을 가지며, PFA 재질로 사출성형되어 상기 제1몸체부의 단부에 융착결합되어 연결되는 제2몸체부;를 포함하며,
    상기 제2몸체부에는 상기 스토퍼가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 공정액 공급용 노즐튜브.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 복수가 상기 제2몸체부의 외주측에 서로 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 공정액 공급용 노즐튜브.
  4. 제1항 또는 제3항의 노즐튜브;
    선단에 상기 노즐튜브가 삽입되어 결합되는 노즐 장착부를 가지는 노즐 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노즐 장착부에는 상기 노즐튜브가 삽입되어 결합되는 노즐 결합홀이 형성되고,
    상기 노즐 결합홀의 내주에는 상기 노즐 튜브의 결합시 상기 스토퍼가 수용되어 걸리는 스토퍼 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐 장착부에는 적어도 하나의 노즐 결합홀이 형성되고,
    상기 노즐 결합홀이 복수인 경우, 상기 복수의 노즐 결합홀에 삽입되어 결합되는 복수의 노즐 튜브 각각에는 서로 다른 길이로 스토퍼가 설치되어, 상기 노즐 장착부의 선단으로부터 서로 다른 높이로 단차지게 결합되는 것을 특징으로 하는 노즐 장치.
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