KR102323080B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 기판 또는 스테이지 상의 이물을 제거할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 상부에 기판이 놓이는 스테이지와, 상기 스테이지에 놓인 기판 상으로 처리액을 토출하는 노즐 유닛과, 기판 또는 상기 스테이지 상부의 이물을 제거하는 이물 제거 유닛과, 기판에 대한 상기 노즐 유닛의 상대 위치가 변경되도록 기판 또는 상기 노즐 유닛을 직선이동시키는 이동 유닛을 포함하되, 상기 이물 제거 유닛은, 하단에 이물 제거를 위한 홈이 형성된 플레이트를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus ad Method for treating substrate}

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 또는 스테이지 상의 이물을 제거할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판 상으로 약액을 공급하는 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 증착 그리고 세정의 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 포토리소그래피 공정은 기판 상에 원하는 패턴을 형성시킨다.

포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토 레지스트과 같은 감광액을 도포하는 도포공정, 도포된 감광막 위에 특정 패턴을 형성하는 노광공정, 그리고 노광된 감광막에서 특정 영역을 제거하는 현상공정을 포함한다.

이러한 공정들 중에 도포 공정은 기판이 일방향으로 반송하는 도중에 노즐로부터 기판으로 처리액이 토출된다.

도 1은 종래에 이물 제거 유닛을 구비하는 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 측면도이다. 도 1을 참조하면, 기판(S)은 스테이지(1)로부터 일정간격 부상된 상태로 이동되거나, 석정반 위에 진공 흡착되어 배치된다. 따라서, 스테이지(1) 상부나 기판(S)에 파티클 등의 이물이 위치하면 기판(S)과 이물의 충격으로 인하여 기판이 파손될 우려가 있다.

특히, 파티클 등의 이물이 기판에 달라붙어 잘 떨어지지 않거나, 눌려서 이물을 제거하는 구성(3)을 그냥 지나갈 경우 노즐 립(2)과 충돌이 발생될 수 있다. 또한, 에어 플로팅(air floating)의 특성상 파티클 등의 이물이 떨어지지 않을 경우에 에어 쿠션(air cushion) 현상으로 이물이 제거되지 않고 그대로 통과되는 문제가 있다.

본 발명은 기판 또는 스테이지 상부에 위치하는 이물을 제거할 수 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기판의 파손을 방지하고 처리액이 분사되는 노즐 끝단을 보호할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 상부에 기판이 놓이는 스테이지와, 상기 스테이지에 놓인 기판 상으로 처리액을 토출하는 노즐 유닛과, 기판 또는 상기 스테이지 상부의 이물을 제거하는 이물 제거 유닛과, 기판에 대한 상기 노즐 유닛의 상대 위치가 변경되도록 기판 또는 상기 노즐 유닛을 직선이동시키는 이동 유닛을 포함하되, 상기 이물 제거 유닛은, 하단에 이물 제거를 위한 홈이 형성된 플레이트를 구비한다.

일 예에 의하면, 상기 플레이트의 하단에 산과 골이 반복적으로 형성되고, 상기 골은 상기 홈으로서 제공된다.

일 예에 의하면, 상기 이물 제거 유닛은, 상기 노즐 유닛에 장착된다.

일 예에 의하면, 상기 플레이트는 그 길이 방향이 상기 노즐 유닛의 길이 방향과 평행하게 배치된다.

일 예에 의하면, 상기 스테이지는 기판을 진공 흡착하는 흡착홀이 구비된 석정반을 포함하고, 상기 이동 유닛은 상기 노즐 유닛을 이동시키는 노즐 이동 부재를 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 스테이지는 기판을 상기 스테이지 상부로 부상시키는 가스 분사홀을 포함하고, 상기 이동 유닛은 기판의 가장자리를 지지하고 기판을 이동시키는 기판 이동 부재를 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 홈은 삼각형의 형상으로 형성된다.

일 예에 의하면, 상기 홈은 평행사변형의 형상으로 형성된다.

일 예에 의하면, 상기 홈은 직사각형의 형상으로 형성된다.

일 예에 의하면, 상기 홈은 사다리꼴의 형상으로 형성된다.

또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다.

상기의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 상기 플레이트가 기판 또는 상기 스테이지 상의 이물을 제거하고, 상기 플레이트에 의해 이물이 제거된 기판 상에 상기 노즐 유닛을 통해 처리액을 공급한다.

일 예에 의하면, 상기 처리액은 감광액이다.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판 또는 스테이지 상부에 위치하는 이물을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 본 발명은 기판의 파손을 방지하고 처리액이 분사되는 노즐 끝단을 보호하여 기판 처리 공정의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래에 이물 제거 유닛을 구비하는 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 4는 도 2의 이물 제거 유닛의 여러 실시예를 도시한 측면도이다.
도 5는 도 2의 기판 처리 장치를 구체적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 따라서 도면에서의 도시된 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 보여주는 측면도이고, 도 3은 도 2의 기판 처리 장치의 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 스테이지(100), 노즐 유닛(200), 이물 제거 유닛(300), 그리고 이동 유닛(400)을 포함한다. 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.

스테이지(100)는 상부에 기판(S)이 놓여진다. 스테이지(100)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)을 따라 연장되도록 제공된다. 제1 방향(12)은 기판(S)이 이동되는 방향으로 정의한다. 스테이지(100)는 일정한 두께를 가지는 평판의 형상으로 제공될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 스테이지(100)는 기판(S)의 반입부, 도포부 및 반출부를 포함할 수 있다.

노즐 유닛(200)은 스테이지(100)에 놓인 기판(S) 상으로 처리액을 토출한다. 노즐 유닛(200)은 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 수직한 제2 방향(14)을 따라 연장되도록 제공된다. 노즐 유닛(200)은 기판(S) 또는 스테이지(100)의 상측인 제3 방향(16)으로 이격되게 위치된다. 노즐 유닛(200)은 끝단에서 처리액을 분사하는 노즐 립(220)을 갖는다. 기판(S)의 상면으로 토출되는 처리액은 감광액으로 제공될 수 있고, 구체적으로 포토레지스트로 제공될 수 있다.

이물 제거 유닛(300)은 기판(S) 또는 스테이지(100) 상부의 파티클 등의 이물(301)을 제거한다. 이물 제거 유닛(300)은 기판(S) 또는 스테이지(100)의 제2 방향(14)의 길이와 동일한 길이로 제공될 수 있다. 이물 제거 유닛(300)은 플레이트(320)를 구비한다. 따라서 플레이트(320)는 그 길이 방향이 노즐 유닛(200)의 길이 방향과 평행하게 배치된다. 플레이트(320)는 그 하단에 이물(301)의 제거를 위한 다수의 홈(324)을 갖는다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이물 제거 유닛(300)은 노즐 유닛(200)에 장착될 수 있다.

도 4는 도 2의 이물 제거 유닛의 여러 실시예를 도시한 측면도이다.

도 4를 참조하면, 플레이트(320)의 하단에는 산(321)과 골(322)이 반복적으로 형성된다. 여기서 골(322)은 홈(324)으로 제공된다. 이러한 홈(324)은 도 4의 (a),(b),(c),(d)에 도시된 바와 같이 삼각형, 평행사변형, 직사각형 또는 사다리꼴의 형상으로 형성될 수 있다. 홈(324)은 상기한 형상의 예시와 달리 다른 여러 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

따라서, 이물 제거 유닛(300)은 플레이트(320) 하단을 상기와 같은 다양한 형태로 구성하여 기판(S) 또는 스테이지(100) 상에 붙어 있는 파티클 등의 이물을 뜯어낼 수 있다. 이로 인해 기판(S) 또는 스테이지(100)에서는 이물이 제거되고, 에어 쿠션(air cushion) 현상이 발생되더라도 산(321)과 골(322)의 형태가 반복적으로 지나가면서 이물을 제거할 수 있다.

따라서, 본 발명은 종래에 이물 제거가 효율적이 않아 파티클 등의 이물이 노즐 립(220)과 충돌하는 등으로 노즐 유닛(200)에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이동 유닛(400)은 기판(S)에 대한 노즐 유닛(200)의 상대 위치가 변경되도록 기판(S) 또는 노즐 유닛(200)을 직선 이동 시킨다. 이동 유닛(400)은 기판(S) 및 노즐 유닛(200) 중 어느 하나를 이동시켜 노즐 유닛(400)이 기판(S)의 전체 영역에 처리액을 공급할 수 있도록 한다.

도 5는 도 2의 기판 처리 장치를 구체적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.

도 5를 참조하면, 스테이지(100)는 복수 개의 가스 분사홀(140)을 포함한다. 복수 개의 가스 분사홀(140)은 스테이지(100) 상부로 가스압을 제공하는 가스홀들과 진공압을 제공하는 진공홀들을 포함한다. 가스 분사홀(140)은 가스압 및 진공압을 제공하여 스테이지(100) 상부에 배치되는 기판(S)을 스테이지(100) 상부로 부상시킨다. 복수 개의 가스 분사홀(140)은 일정한 간격을 가지고 배치된다.

이동 유닛(400)은 기판 이동 부재(440)를 포함한다. 기판 이동 부재(440)는 기판(S)의 가장자리를 지지하고 기판(S)을 제1 방향(12)으로 이동시킨다. 기판 이동 부재(440)는 가이드 레일(450)과 지지 부재(460)를 포함한다.

가이드 레일(450)은 스테이지(100)와 평행하게 제1 방향(12)으로 연장되어 제공된다. 가이드 레일(450)은 제1 가이드 레일(451)과 제2 가이드 레일(452)을 포함한다. 제1 가이드 레일(451)과 제2 가이드 레일(452)은 스테이지(100)를 중심으로 대칭되는 위치에 제공된다.

지지 부재(460)는 제1 지지 부재(461)와 제2 지지 부재(462)를 포함한다. 제1 지지 부재(461)와 제2 지지 부재(462)는 기판(S)의 제2 방향(14)의 양측면을 파지 및 지지한다.

제1 지지 부재(461)는 몸체(461a)와 파지부(461b)를 포함한다. 몸체(461a)는 제1 가이드 레일(451)과 접촉된다. 몸체(461a)는 제1 가이드 레일(451)을 따라 제1 방향(12)으로 이동할 수 있다. 파지부(461b)는 몸체(441a)의 일측면에서 스테이지(100) 방향으로 돌출된 형상으로 제공된다. 파지부(461b)는 복수개 제공될 수 있다. 제2 지지 부재(462)는 몸체(462a)와 파지부(462b)를 포함한다. 제2 지지 부재(462)는 제1 지지 부재(461)와 동일한 구성을 가진다. 제2 지지 부재(462)는 스테이지(100)를 중심으로 제1 지지 부재(461)와 대칭되는 위치에 제공된다.

고정된 상태의 노즐 유닛(200)은 제1 방향으로 이동되는 기판(S) 상으로 처리액을 토출할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 에어 플로팅(air floating) 방식에서 본 발명은 스테이지(100) 상부로 부상하여 이동되는 기판(S)의 이동 방향에 존재하는 스테이지(100) 상부의 이물을 고정된 상태의 노즐 유닛(200)에 장착된 이물 제거 유닛(300)을 통해 제거할 수 있다. 이물 제거 유닛(300)은 노즐 유닛(200)에 장착되지 않고 별도로 고정 설치되어 상기 이물을 제거할 수 있음은 물론이다.

도 6을 참조하면, 스테이지(100)는 석정반(120)을 포함한다. 석정반(120)은 기판(S)을 진공 흡착하는 흡착홀(122)을 구비한다. 석정반(120)의 상면에는 기판(S)이 놓여진다. 석정반(120)의 내부에는 기판(S)을 고정하기 위해 수직으로 형성된 복수의 흡착홀(122)을 가진다. 흡착홀(122)의 개수는 기판(S)의 크기에 따른 석정반(120)의 크기 및 배치 등의 조건에 따라 결정될 수 있다. 각각의 흡착홀(122)에는 각각의 진공 라인이 결합된다. 또한, 석정반(120)의 내부에는 복수의 리프트 핀이 상하로 이동하는 통로인 복수의 관통홀이 수직으로 형성된다.

이동 유닛(400)은 노즐 이동 부재(420)를 포함한다. 노즐 이동 부재(420)는 노즐 유닛(200)을 이동시킨다. 노즐 이동 부재(420)는 갠트리(Gantry) 타입의 노즐 지지부(421), 노즐 수직 구동부(422), 노즐 수평 구동부(423) 및 이동 레일(424)을 포함한다. 따라서 노즐 지지부(421)에 장착된 노즐 유닛(200)은 노즐 수평 구동부(423)에 의해 이동 레일(424)을 따라 이동하면서 기판(S) 상에 처리액을 토출한다.

따라서, 상기와 같은 리니어(linear) 방식의 본 발명은 고정된 기판(S)의 상부에서 이동되는 노즐 유닛(200)에 장착된 이물 제거 유닛(300) 또는 별도로 설치되어 이동되는 이물 제거 유닛(300)이 기판(S) 상에 존재하는 파티클 등의 이물을 제거할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은 기판(S) 또는 스테이지(100) 상부에 위치하는 이물을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판(S)의 파손을 방지하고 처리액이 분사되는 노즐 끝단(220)을 보호하여 기판 처리 공정의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따라 상기와 같은 기판 처리 장치(10)를 이용한 기판 처리 방법은, 플레이트(320)가 기판(S) 또는 스테이지(100) 상의 이물을 제거하고, 플레이트(320)에 의해 이물이 제거된 기판(S) 상에 노즐 유닛(200)을 통해 처리액을 공급한다. 상기 처리액은 감광액일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 : 기판 처리 장치 100 : 스테이지
120 : 석정반 122 : 흡착홀
140 : 가스 분사홀 200 : 노즐 유닛
220 : 노즐 립 300 : 이물 제거 유닛
320 : 플레이트 324 : 홈
400 : 이동 유닛 420 : 노즐 이동 부재
440 : 기판 이동 부재

Claims (12)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   상부에 기판이 놓이는 스테이지와,
   상기 스테이지에 놓인 기판 상으로 처리액을 토출하는 노즐 유닛과,
   기판 또는 상기 스테이지 상부의 이물을 제거하는 이물 제거 유닛과,
   기판에 대한 상기 노즐 유닛의 상대 위치가 변경되도록 기판 또는 상기 노즐 유닛을 직선이동시키는 이동 유닛을 포함하되,
   상기 이물 제거 유닛은,
   하단에 이물 제거를 위한 홈이 형성된 플레이트를 구비하고,
   상기 이물 제거 유닛은 상기 노즐 유닛에 장착되고,
   상기 플레이트의 하단에 산과 골이 반복적으로 형성되고, 상기 골은 상기 홈으로서 제공되는 기판 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 플레이트는 그 길이 방향이 상기 노즐 유닛의 길이 방향과 평행하게 배치되는 기판 처리 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 스테이지는 기판을 진공 흡착하는 흡착홀이 구비된 석정반을 포함하고,
   상기 이동 유닛은 상기 노즐 유닛을 이동시키는 노즐 이동 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스테이지는 기판을 상기 스테이지 상부로 부상시키는 가스 분사홀을 포함하고,
   상기 이동 유닛은 기판의 가장자리를 지지하고 기판을 이동시키는 기판 이동 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 삼각형의 형상으로 형성되는 기판 처리 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 평행사변형의 형상으로 형성되는 기판 처리 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 직사각형의 형상으로 형성되는 기판 처리 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 사다리꼴의 형상으로 형성되는 기판 처리 장치.
11. 제1항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 플레이트가 기판 또는 상기 스테이지 상의 이물을 제거하고, 상기 플레이트에 의해 이물이 제거된 기판 상에 상기 노즐 유닛을 통해 처리액을 공급하는 기판 처리 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 처리액은 감광액인 기판 처리 방법.

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