KR102012207B1 - 액 공급 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 기판에 액을 공급하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 기판을 처리되는 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 내부에 액이 흐르는 유로 및 상기 유로와 연결되어 상기 액을 외부로 토출하는 토출홀이 복수 개 형성된 바디, 상기 유로의 상부에서 상기 바디에 결합되며, 상기 유로를 흐르는 액에 초음파를 인가하여 상기 액을 상기 토출홀을 통해 분사시키는 초음파 인가기, 그리고 상기 초음파 인가기와 상기 유로의 사이에 배치되어 상기 초음파 인가기에서 제공된 초음파를 상기 유로에 전달하는 가이드를 포함하되, 상기 가이드는 상기 초음파 인가기와 상하로 마주하도록 위치되는 플레이트 및 상기 플레이트로부터 상기 토출홀을 향하는 방향으로 연장되며, 상기 토출홀에 마주하도록 위치되는 복수의 돌기들을 포함한다. 이로 인해 가이드는 초음파를 각 토출홀에 집중시킨다. 이로 인해 각 토출홀에는 균일한 초음파가 인가될 수 있다.

Description

액 공급 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치{Liquid supplying unit and Apparatus for treating substrate with the unit}

본 발명은 기판에 액을 공급하는 장치에 관한 것이다.

반도체소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막 증착등의 다양한 공정들이 수행된다. 각각의 공정에서 생성된 이물 및 파티클을 제거하기 위해 각각의 공정이 진행되기 전 또는 후 단계에는 기판을 세정하는 세정공정이 실시된다.

세정 공정으로는 기판 상에 잔류하는 이물 및 파티클을 제거하기 위해 케미칼을 토출하거나, 가스가 혼합된 처리액을 토출하거나, 진동이 제공된 처리액을 토출하는 등 다양한 방식이 사용된다.

이 중 진동을 이용하여 처리액을 토출하는 방식은 처리액의 입자 크기를 다양하게 조절하거나 처리액의 유속을 높혀 세정력을 향상시킬 수 있다. 진동을 이용하는 방식은 처리액에 초음파를 인가하는 방식이다. 초음파가 인가된 처리액은 진동이 발생되며, 기판 상에 잔류하는 이물 및 파티클의 부착력을 약화시키거나 이를 제거한다.

그러나 초음파는 처리액에 균일하게 인가되지 못한다. 예컨대, 도 1과 같이, 노즐(2)에는 처리액이 흐르는 유로(4)가 형성되며, 유로(4)에 연통되는 복수의 토출홀들(6)이 형성된다. 초음파 인가기(8)는 토출홀들(6)과 마주하게 위치된다. 초음파 인가기(8)는 유로(4) 및 각 토출홀(6)에 초음파를 인가한다. 초음파 인가기(8)로부터 발생된 초음파는 직진성이 강하다. 그러나 토출홀(6)이 형성된 토출 영역은 초음파 인가기(8)보다 큰 면적을 가진다. 예컨대, 초음파 인가기(8)는 토출 영역의 중앙 영역에 마주하게 위치되나, 토출 영역의 가장자리 영역에 벗어나게 위치된다. 이에 따라 중앙 영역의 토출홀(6)에서 토출되는 처리액과 가장자리 영역에서 토출되는 처리액 간에 기판 처리력은 차이가 발생되며, 이는 기판 처리 불량을 야기한다.

한국 공개 특허 2009-0058307

본 발명은 초음파가 인가된 처리액으로 기판을 처리 시 기판의 처리력을 향상시킬 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 노즐의 각 영역에서 토출되는 처리액에 초음파를 균일하게 인가할수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 기판에 액을 공급하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 기판을 처리되는 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 내부에 액이 흐르는 유로 및 상기 유로와 연결되어 상기 액을 외부로 토출하는 토출홀이 복수 개 형성된 바디, 상기 유로의 상부에서 상기 바디에 결합되며, 상기 유로를 흐르는 액에 초음파를 인가하여 상기 액을 상기 토출홀을 통해 분사시키는 초음파 인가기, 그리고 상기 초음파 인가기와 상기 유로의 사이에 배치되어 상기 초음파 인가기에서 제공된 초음파를 상기 유로에 전달하는 가이드를 포함하되, 상기 가이드는 상기 초음파 인가기와 상하로 마주하도록 위치되는 플레이트 및 상기 플레이트로부터 상기 토출홀을 향하는 방향으로 연장되며, 상기 토출홀에 마주하도록 위치되는 복수의 돌기들을 포함한다.

상기 돌기는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 토출홀과 대응하게 위치될 수 있다.

상기 돌기의 길이 방향에 수직한 단면적은 상기 돌기의 길이 방향에 따라 상이할 수 있다. 상기 단면적은 상기 토출홀을 향하는 방향으로 갈수록 좁아질 수 있다. 각각의 상기 토출홀은 원형으로 제공되고, 각각의 상기 돌기는 원추형으로 제공될 수 있다.

또한 상기 돌기의 길이 방향에 수직한 단면적은 상기 돌기의 길이 방향에 따라 동일할 수 있다. 각각의 상기 토출홀은 원형으로 제공되고, 각각의 상기 돌기는 원기둥 형상으로 제공될 수 있다.

서로 마주하는 상기 돌기들과 상기 토출홀들 간에 거리는 동일하게 제공될 수 있다.

상기 돌기들 중 일부의 돌기는 다른 돌기와 상이한 형상을 가질 수 있다. 상기 일부의 돌기와 상기 다른 돌기는 끝단의 면적이 서로 상이할 수 있다.

또한 상기 돌기들 중 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기와 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단 면적은 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단의 면적보다 넓게 제공될 수 있다. 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원기둥 형상을 가지고, 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원추 형상을 가질 수 있다.

또한 상부에서 바라볼 때 상기 플레이트는 상기 토출홀들 모두에 중첩되는 크기를 가질수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트보다 작은 면적을 가지고, 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 중첩되게 위치되며, 상기 플레이트의 가장자리 영역은 상기 초음파 인가기의 외측에 위치되되, 상기 돌기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 가장자리 영역 각각에 대응되게 위치될수 있다.

기판 상에 액을 공급하는 액 공급 유닛은 내부에 액이 흐르는 유로 및 상기 유로와 연결되어 상기 액을 외부로 토출하는 토출홀이 복수 개 형성된 바디, 상기 유로의 상부에서 상기 바디에 결합되며, 상기 유로를 흐르는 액에 초음파를 인가하여 상기 액을 상기 토출홀을 통해 분사시키는 초음파 인가기, 그리고 상기 초음파 인가기와 상기 유로의 사이에 배치되어 상기 초음파 인가기에서 제공된 초음파를 상기 유로에 전달하는 가이드를 포함하되, 상기 가이드는 상기 초음파 인가기와 상하로 마주하도록 위치되는 플레이트 및 상기 플레이트로부터 상기 토출홀을 향하는 방향으로 연장되며, 상기 토출홀에 마주하도록 위치되는 복수의 돌기들을 포함한다.

상기 돌기는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 토출홀과 대응하게 위치될 수 있다. 상기 돌기들 중 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기와 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 서로 다른 형상을 가질 수 있다.

상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단 면적은 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단의 면적보다 넓게 제공될 수 있다. 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원기둥 형상을 가지고, 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원추 형상을 가질수 있다.

또한 상부에서 바라볼 때 상기 플레이트는 상기 토출홀들 모두에 중첩되는 크기를 가지고, 상부에서 바라볼 때 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트보다 작은 면적을 가지고, 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 중첩되게 위치되며, 상기 플레이트의 가장자리 영역은 상기 초음파 인가기의 외측에 위치되되, 상기 돌기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 가장자리 영역 각각에 대응되게 위치될수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 초음파 인가기와 토출홀 사이에는 가이드가 제공되며, 가이드는 초음파를 각 토출홀에 집중시킨다. 이로 인해 각 토출홀에는 균일한 초음파가 인가될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 가이드와 각 토출홀들 간에 거리는 동일하므로, 각 토출홀에는 균일한 초음파를 인가할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 토출홀의 위치에 따라 마주하는 돌기의 형상을 변경하여 초음파의 출력을 변경한다. 이로 인해 각 토출홀에 균일한 초음파를 인가할 수 있다.

도 1은 일반적인 노즐을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 노즐 부재를 보여주는 단면도이다.
도 5은 도 4의 노즐 부재를 보여주는 저면도이다.
도 6은 도 4의 가이드를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 가이드를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 가이드의 제2실시예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 7의 가이드의 제3실시예를 보여주는 단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 7의 돌기의 다른 실시예를 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.

이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 기판처리설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송 프레임(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(18)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(18)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(18)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.

공정처리모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버(260)들이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버(260)들은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정 챔버(260)들이 제공된다. 공정 챔버(260)들 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.

버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.

이송 프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(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(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(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.

이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(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.

공정 챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 챔버들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내에 기판 처리 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.

도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 하우징(320), 스핀 헤드(340), 승강 유닛(360), 그리고 액 공급 유닛(380)을 가진다. 하우징(320)은 기판처리공정이 수행되는 공간을 가지며, 그 상부는 개방된다. 하우징(320)은 내부 회수통(322), 및 외부 회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(322)은 스핀 헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(326)은 내부 회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(322)의 내측공간(322a) 및 내부 회수통(322)과 외부 회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부 회수통(322) 및 외부 회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(322b,326b)이 연결된다. 각각의 회수 라인(322b,326b)은 각각의 회수통(322,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.

스핀 헤드(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀 헤드(340)는 기판(W)을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛(340)으로 제공된다. 스핀 헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전 가능한 지지축(348)이 고정결합된다.

지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.

척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀 헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.

승강 유닛(360)은 하우징(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 하우징(320)이 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(340)에 대한 하우징(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(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, 스핀 헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀 헤드(340)가 하우징(320)의 상부로 돌출되도록 하우징(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 하우징(320)의 높이가 조절한다. 선택적으로, 승강 유닛(360)은 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

액 공급 유닛(380)은 스핀 헤드(340)에 지지된 기판(W) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 다양한 종류의 액을 공급하거나, 동일한 종류의 액을 다양한 방식으로 공급하도록 복수 개로 제공될 수 있다. 액 공급 유닛(380)은 지지축(386), 아암(382), 그리고 노즐 부재(400)를 포함한다. 지지축(386)은 하우징(320)의 일측에 배치된다. 지지축(386)은 그 길이방향이 상하방향으로 제공되는 로드 형상을 가진다. 지지축(386)은 구동 부재(388)에 의해 회전 가능하다. 선택적으로 지지축(386)은 구동 부재(388)에 의해 수평 방향으로 직선 이동 및 승강할 수 있다. 지지축(386)의 상단에는 아암(382)이 고정결합된다. 아암(382)은 노즐 부재(400)를 지지한다. 노즐 부재(400)는 아암(382)의 끝단에 위치된다. 지지축(386)의 회전에 의해 아암(382) 및 노즐 부재(400)는 스윙 이동된다. 노즐 부재(400)는 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동 가능하다. 여기서 공정 위치는 노즐 부재(400)가 기판(W)의 상면에 마주보는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다.

노즐 부재(400)는 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 도 4는 도 3의 노즐 부재를 보여주는 단면도이고, 도 5은 도 4의 노즐 부재를 보여주는 저면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 노즐 부재(400)는 바디(405), 초음파 인가기(450), 액 공급 라인, 액 회수 라인, 그리고 가이드를 포함한다.

바디(405)는 상판(430) 및 하판(410)을 포함한다. 상판(430)은 원통 형상을 가지도록 제공된다. 상판(430)의 내부에는 서로 독립된 유입 유로(432) 및 회수 유로(434)가 형성된다. 여기서 유입 유로(432)는 처리액이 유입되는 입구로 기능하고, 회수 유로(434)는 처리액이 회수되는 출구로 기능한다. 하판(410)은 상판(430)의 저면에 고정 결합된다. 하판(410)은 상부에 홈(412)이 형성된 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 하판(410)은 상판(430)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 하판(410)에 형성된 홈(412)은 상판(430)과 조합되어 토출 유로(412)로 기능한다. 토출 유로(412)는 유입 유로(432) 및 회수 유로(434) 각각에 연통되도록 제공된다. 하판(410)의 저면에는 토출 유로(412)와 통하는 복수의 토출홀들(420)이 형성된다. 이에 따라 처리액은 유입 유로(432)를 통해 유입되고, 토출 유로(412) 및 토출홀(420)을 통해 토출 가능하다. 토출되지 않은 처리액은 회수 유로(434)를 통해 회수된다. 토출홀들(420)은 아래를 향하는 원통 형상으로 제공된다. 선택적으로 토출홀(420)은 아래로 갈수록 폭이 작아질 수 있다. 예컨대, 바디(405)는 플라스틱, 세라믹, 그리고 쿼츠(Quartz) 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 처리액은 케미칼, 탄산수, 산소수, 오존수, 그리고 순수 등 다양하게 적용될 수 있다. 케미칼은 세정액일 수 있다. 세정액은 암모니아, 과산화수소, 그리고 순수가 혼합된 액일 수 있다.

액 공급 라인(442)은 유입 유로(432)에 처리액을 공급한다. 액 공급 라인(442)은 유입 유로(432)에 연결된다. 액 회수 라인(444)은 회수 유로(434)로부터 처리액을 회수한다. 액 회수 라인(444)은 회수 유로(434)에 연결된다. 이에 따라 처리액은 액 공급 라인(442), 유입 유로(432), 토출 유로(412), 회수 유로(434), 그리고 액 회수 라인(444)을 순차적으로 거칠 수 있다.

초음파 인가기(450)는 처리액에 초음파를 인가한다. 초음파가 인가된 처리액은 진동이 발생되며, 처리액을 토출시킨다. 처리액의 입자 크기 및 유속이 제어될 수 있다. 초음파 인가기(450)는 상판(430)의 내부에 위치된다. 초음파 인가기(450)는 원판 형상으로 제공된다. 초음파 인가기(450)는 토출 유로(412)의 상부에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 초음파 인가기(450)는 복수의 토출홀들(420)과 중첩되게 위치된다. 예컨대, 하판(410)의 저면은 토출홀이 형성되는 제1영역과 제1영역을 감싸는 제2영역을 가지며, 상부에서 바라볼 때 초음파 인가기(450)는 제1영역보다 작은 면적을 가질수 있다. 즉, 상부에서 바라볼 때 하판의 가장자리 영역에 위치되는 토출홀들이 초음파 인가기를 감싸도록 위치될 수 있다. 초음파 인가기(450)는 외부에 위치된 전원과 전기적으로 연결된다. 일 예에 의하면, 초음파 인가기(450)는 압전 소자(450)일 수 있다.

가이드(500)는 초음파 인가기(450)에서 발생된 초음파를 토출 유로(412)에 전달한다. 가이드(500)는 토출 유로(412)의 특정 영역에 초음파를 집중시킨다. 가이드(500)는 초음파 인가기(450)와 토출 유로(412) 사이에 위치된다. 일 예에 의하면, 가이드(500)는 토출홀(420)이 형성된 영역에 초음파를 집중시킬 수 있다. 가이드(500)는 초음파 인가기(450)와 동일한 종류의 재질로 제공될 수 있다. 도 6은 도 4의 가이드를 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6의 가이드를 보여주는 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 가이드(500)는 플레이트(520) 및 돌기(540)를 포함한다.

플레이트(520)는 초음파 인가기(450)와 마주하도록 위치된다. 플레이트(520)는 초음파 인가기(450)와 토출 유로(412) 사이에 위치된다. 플레이트(520)는 초음파 인가기(450)의 저면에 고정 결합될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 플레이트(520)는 토출홀(420)에 중첩되게 위치된다. 플레이트(520)는 초음파 인가기(450)보다 큰 면적을 가진다. 일 예에 의하면, 초음파 인가기(450)는 플레이트(520)의 중앙 영역에 중첩되게 위치되고, 플레이트(520)의 가장자리 영역은 초음파 인가기(450)의 외측에 위치될 수 있다. 즉 상부에서 바라볼 때 플레이트(520)의 가장자리 영역은 초음파 인가기(450)를 감싸도록 제공될 수 있다. 플레이트(520)는 초음파 인가기(450)보다 큰 직경을 가지는 판 형상으로 제공될 수 있다. 예컨대, 플레이트(520)는 원형의 판 형상으로 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 플레이트(520)는 토출홀들(420) 모두에 중첩되는 크기를 가질 수 있다.

돌기(540)는 복수 개로 제공된다. 각각의 돌기(540)는 토출홀(420)과 마주하도록 위치된다. 일 예에 의하면, 돌기들(540)은 토출홀(420)과 일대일 대향되게 위치될 수 있다. 돌기들(540)과 토출홀들(420)은 상하 방향으로 마주하게 위치될 수 있다. 돌기(540)는 플레이트(520)로부터 토출홀(420)을 향하는 방향으로 연장된다. 예컨대, 돌기(540)는 상하 방향을 향하는 길이 방향을 가질 수 있다. 돌기(540)의 길이 방향에 수직한 단면적은 길이 방향을 따라 동일하게 제공된다. 돌기(540)는 원기둥 형상으로 제공될 수 있다. 이에 따라 고주파수에서 직진성이 강한 음파는 토출홀(420)로 직접 전달될 수 있다.

상술한 실시예에는 돌기(540)가 원기둥 형상을 가지는 것으로 설명하였다. 다음은 가이드(500)의 제2실시예에 대해 설명한다. 제2실시예에 의하면, 돌기(540)의 길이 방향에 대한 수직 단면적은 길이 방향을 따라 상이하게 제공될 수 있다. 돌기(540)의 수직 단면적은 토출홀(420)에 가까워질수록 점진적으로 좁아질 수 있다. 예컨대, 도 8과 같이 돌기(540)는 원추 형상으로 제공될 수 있다. 돌기(540)의 수직 단면적은 좁아질수록 초음파를 증폭시킬 수 있다. 이에 따라 처리액에 인가되는 초음파를 증가시킬 수 있다.

다음은 가이드(500)의 제3실시예에 대해 설명한다. 제3실시예에 의하면, 복수 개의 돌기들(540) 중 일부의 돌기(540a)는 이와 다른 돌기(540b)와 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 9를 참조하면, 일부의 돌기(540a)는 원기둥 형상을 가지며, 다른 돌기(540b)는 원추 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 일부 돌기(540a)는 플레이트(520)의 중앙 영역에 대응되게 위치되고, 다른 돌기(540b)는 플레이트(520)의 가장자리 영역에 대응되게 위치될 수 있다. 이에 따라 가장자리 영역에 가까운 토출홀(420)일수록 초음파 인가기(450)로부터 인가된 초음파가 약해질지라도, 가이드(500)는 가장자리 영역에 위치되는 토출홀(420)에 중앙 영역에 위치되는 토출홀(420)보다 증폭된 초음파를 인가하여 중앙 영역의 토출홀(420)과 가장자리 영역의 토출홀(420)에 초음파를 균일하게 인가할 수 있다.

또한 상술한 가이드(500)의 다른 실시예에 의하면, 돌기들(540)은 도 10과 같이 돌기들(540)은 모두 원기둥 형상을 가지거나, 도 11과 같이 모두 원추 형상을 가지되, 서로 다른 크기로 제공될 수 있다. 돌기들(540)은 위치에 따라 그 끝단의 수직 단면적이 상이할 수 있다. 예컨대, 플레이트(520)의 중앙 영역에 가까운 돌기(540c,540e)일수록 그 끝단의 수직 단면적이 제1면적에 가까워지고, 플레이트(520)의 가장자리 영역에 가까운 돌기(540d, 540f)일수록 그 끝단의 수직 단면적이 제2면적에 가까워질 수 있다. 제1면적은 제2면적보다 클 수 있다.

가장자리 영역의 토출홀(420)에 인가되는 초음파는 중앙 영역의 토출홀(420)에 인가되는 초음파보다 그 세기가 작을 수 있다. 이 경우에는 가장자리 영역의 토출홀(420)에 인가되는 초음파를 중앙 영역의 토출홀(420)에 인가되는 초음파보다 그 세기가 크게 하여 가장자리 영역의 토출홀(420)에 인가되는 초음파를 보완함으로써, 각각에는 초음파를 균일하게 인가할 수 있다.

412: 토출 유로 420: 토출홀
450: 초음파 인가기 500: 가이드
520: 플레이트 540: 돌기

Claims (21)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   내부에 기판을 처리되는 처리 공간을 가지는 처리 용기와;
   상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
   상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
   상기 액 공급 유닛은,
   내부에 액이 흐르는 유로 및 상기 유로와 연결되어 상기 액을 외부로 토출하는 토출홀이 복수 개 형성된 바디와;
   상기 유로의 상부에서 상기 바디에 결합되며, 상기 유로를 흐르는 액에 초음파를 인가하여 상기 액을 상기 토출홀을 통해 분사시키는 초음파 인가기와;
   상기 초음파 인가기와 상기 유로의 사이에 배치되어 상기 초음파 인가기에서 제공된 초음파를 상기 유로에 전달하는 가이드를 포함하되,
   상기 가이드는,
   상기 초음파 인가기와 상하로 마주하도록 위치되는 플레이트와;
   상기 플레이트로부터 상기 토출홀을 향하는 방향으로 연장되며, 상기 토출홀에 마주하도록 위치되는 복수의 돌기들을 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌기는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 토출홀과 대응하게 위치되는 기판 처리장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 돌기의 길이 방향에 수직한 단면적은 상기 돌기의 길이 방향에 따라 상이한 기판 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 단면적은 상기 토출홀을 향하는 방향으로 갈수록 좁아지는 기판 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   각각의 상기 토출홀은 원형으로 제공되고,
   각각의 상기 돌기는 원추형으로 제공되는 기판 처리 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 돌기의 길이 방향에 수직한 단면적은 상기 돌기의 길이 방향에 따라 동일한 기판 처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   각각의 상기 토출홀은 원형으로 제공되고,
   각각의 상기 돌기는 원기둥 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 마주하는 상기 돌기들과 상기 토출홀들 간에 거리는 동일하게 제공되는 기판 처리 장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 돌기들 중 일부의 돌기는 다른 돌기와 상이한 형상을 가지는 기판 처리 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 일부의 돌기와 상기 다른 돌기는 끝단의 면적이 서로 상이한 기판 처리 장치.
11. 제2항에 있어서,
    상기 돌기들 중 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기와 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 서로 다른 형상을 가지는 기판 처리 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단 면적은 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단의 면적보다 넓게 제공되는 기판 처리 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원기둥 형상을 가지고,
    상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원추 형상을 가지는 기판 처리 장치.
14. 제2항 내지 제7항, 그리고 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 플레이트는 상기 토출홀들 모두에 중첩되는 크기를 가지는 기판 처리 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트보다 작은 면적을 가지고, 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 중첩되게 위치되며, 상기 플레이트의 가장자리 영역은 상기 초음파 인가기의 외측에 위치되되,
    상기 돌기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 가장자리 영역 각각에 대응되게 위치되는 기판 처리 장치.
16. 기판 상에 액을 공급하는 장치에 있어서,
    내부에 액이 흐르는 유로 및 상기 유로와 연결되어 상기 액을 외부로 토출하는 토출홀이 복수 개 형성된 바디와;
    상기 유로의 상부에서 상기 바디에 결합되며, 상기 유로를 흐르는 액에 초음파를 인가하여 상기 액을 상기 토출홀을 통해 분사시키는 초음파 인가기와;
    상기 초음파 인가기와 상기 유로의 사이에 배치되어 상기 초음파 인가기에서 제공된 초음파를 상기 유로에 전달하는 가이드를 포함하되,
    상기 가이드는,
    상기 초음파 인가기와 상하로 마주하도록 위치되는 플레이트와;
    상기 플레이트로부터 상기 토출홀을 향하는 방향으로 연장되며, 상기 토출홀에 마주하도록 위치되는 복수의 돌기들을 포함하는 액 공급 유닛.
17. 제16항에 있어서,
    상기 돌기는 복수 개로 제공되며, 각각의 상기 토출홀과 대응하게 위치되는 액 공급 유닛.
18. 제17항에 있어서,
    상기 돌기들 중 상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기와 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 서로 다른 형상을 가지는 액 공급 유닛.
19. 제18항에 있어서,
    상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단 면적은 상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기의 끝단의 면적보다 넓게 제공되는 액 공급 유닛.
20. 제19항에 있어서,
    상기 플레이트의 중앙 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원기둥 형상을 가지고,
    상기 플레이트의 가장자리 영역에 대응되는 위치의 돌기는 원추 형상을 가지는 액 공급 유닛.
21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 플레이트는 상기 토출홀들 모두에 중첩되는 크기를 가지고,
    상부에서 바라볼 때 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트보다 작은 면적을 가지고, 상기 초음파 인가기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 중첩되게 위치되며, 상기 플레이트의 가장자리 영역은 상기 초음파 인가기의 외측에 위치되되,
    상기 돌기는 상기 플레이트의 중앙 영역과 가장자리 영역 각각에 대응되게 위치되는 액 공급 유닛.
    
    
    

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