KR20040075726A - 다단식 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한정된 공간 내에 구동기구를 복잡화하지 않고 배치할 수 있는 다단식 처리장치를 제공한다.

처리장치는 처리 유닛(1)을 다단형상으로 상하방향으로 적층하여 구성된다. 처리 유닛(1)은 기판 주위를 둘러싸는 컵(2)와 기판을 보유하여 회전시키는 척(3)으로 되고, 컵(2)는 척(3)에 대해 승강 가능하도록 되어 있다. 실린더 유닛(6)을 줄여 척(3)의 위쪽 끝면을 컵(2)의 위쪽 끝보다도 약간 위로 하고, 이 상태로 척(3)에 기판(W)를 올려놓아 흡인 고착한다. 이후, 실린더 유닛(6)을 늘여 기판(W)를 컵(2) 내에 수납하고, 이 상태로 현상액 공급 노즐(9)로부터 기판(W)의 표면 중앙에 현상액을 적하하는 동시에 모터(17)을 구동하며, 구동 축(18) 및 타이밍 벨트(23)을 매개로 하여 척(3)(기판(W))을 회전시켜 현상액을 기판(W)의 표면 전체에 퍼지게 한다.

Description

다단식 처리장치{Multi-stage type processing apparatus}

본 발명은 복수의 기판에 대해서 동시에 현상 등의 처리를 행할 수 있는 다단식 처리장치에 관한 것이다.

최근에는 기판 표면에 두꺼운 막을 형성하는 시도가 행해지고 있다. 예를 들면, IC 패턴면 상에 펌프라고 불리우는 높이 20 ㎛ 정도의 돌기형상 전극을 집적회로 형성기술을 응용하여 형성하기 위해서는 20 ㎛ 정도 두께의 레지스트막을 형성할 필요가 있다.

또한, 종래에는 IC칩을 기판에 탑재하는 데 와이어 본딩(Wire Bonding)을 행하고 있지만, 와이어 본딩은 금속선을 1개씩 연결해야 하기 때문에 번거롭고 시간이 걸린다. 따라서 와이어 본딩 대신에 칩 자체에 금속기둥을 복수 개 설치하고, 이 금속기둥을 매개로 하여 IC칩을 기판에 탑재하도록 하고 있다. 이 금속기둥의 높이가 100 ㎛ 정도로, 집적회로 형성기술을 응용하여 금속기둥을 형성하기 위해서는 100 ㎛ 정도 두께의 레지스트막을 형성할 필요가 있다.

이러한 두꺼운 막의 레지스트를 현상처리하기 위해서는 통상 1장의 기판으로 3~30분이나 시간이 걸린다. 따라서, 현상시간을 단축하기 위해서 1카세트분(기판 25장)을 현상조에 일괄 침지하는 배치(batch)식이 시도되고 있지만 현상액을 대량으로 필요로 하는 동시에 기판을 바꿔 옮기는 것이 번거롭다.

선행기술로서, 다수의 기판(웨이퍼)을 동시에 세정하는 것이 제안되고 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3)

특허문헌 1에 제안되는 내용은, 모터에 의해 회전하는 로터(rotor)에 복수의 기판을 수납한 카세트를 세팅하여 로터를 회전하면서 카세트 내의 기판을 세정하도록 하고 있다.

또한 특허문헌 2에 제안되는 내용은, 기판 탑재 수단과 세정액 분출 수단으로 세정장치를 구성하고, 기판 탑재 수단에는 원반 상에 소정 간격으로 복수의 개체를 배치하여 각 개체 내에는 스피너(spinner)를 설치하며 또한 세정액 분출 수단에는 상기 각 개체 내에 전진후퇴 가능한 노즐을 설치한 구성으로 되어 있다.

또한 특허문헌 3에 제안되는 내용은, 컵 내에 척을 설치한 처리 유닛을 상하방향으로 다단형상으로 배치하고, 또한 상하방향의 구동 축으로부터 각 척에 타이밍 벨트 등으로 구동력을 분지하여 각 척을 회전시키도록 하며, 더욱이 이 척을 승강이동시켜 기판의 주고받기를 행하고 있다.

(특허문헌 1)

일본국 특허공개 제(평)6-163498호 공보

(특허문헌 2)

일본국 특허공개 제(평)6-216104호 공보

(특허문헌 3)

일본국 특허공개 2000-49215호 공보 단락(0034) 도 4, 도 7

특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되는 장치를 응용하면 다수의 기판을 동시에 또한 대량의 현상액을 사용하지 않고 처리할 수 있다.

그러나, 어떤 장치도 가로방향으로 장치가 대형화하여 공간적으로 유리한 장치라고는 할 수 없다.

또한 특허문헌 3에 개시되는 장치에 있어서는, 척에 대해서 기판을 주고받기할 때 척을 승강이동시키도록 하고 있다. 이 때문에 척에는 회전이동과 승강이동을 행하기 위한 기구가 필요하게 되어 전체 구성이 복잡해진다.

도 1은 본 발명의 처리장치의 전체도이다.

도 2는 폐액 파이프의 전체도이다.

도 3은 컵이 상승위치에 있을 때의 척과 고정 부재와의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4는 컵이 하강한 상태를 나타내는 도 3과 동일한 도면이다.

도 5는 복수의 다단식 처리장치를 배치한 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

부호의 설명

1…처리 유닛, 2…컵(cup), 3…척(chuck), 5…승강(昇降) 부재, 6…실린더 유닛, 7…지지기둥, 8…암(arm), 9…현상액 공급 노즐, 10…드레인(drain) 구멍, 11…폐액 파이프, 12…수직관, 13…기액분리기, 13a…기액분리기의 삽입구, 14…고정 부재, 15…공동형상(空洞狀) 지지기둥, 16…공동형상 암, 17…모터, 18…구동 축, 19…유니버셜 조인트(universal joint), 20…베어링, 21…구동 풀리(pulley), 22…피동 풀리, 23…타이밍 벨트, 24…린스액 공급 노즐, 25…폐액 파이프 스테이, 30…반송 로보트, 31…노즐 기구부, 32…모터, 33…크랭크(crank), 34…암, W…기판.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 기판 주위를 둘러싸는 컵과 기판을 보유하여 회전시키는 척으로 된 처리 유닛을 복수세트 상하방향으로 거리를 두고 배치한 다단식 처리장치에 있어서, 상기 컵과 척을 분리하여 모든 컵을 일체적으로 승강 가능해지도록 승강 부재로 지지하고 또한 모든 척을 고정 부재로 지지하는 동시에 상하방향으로 배치된 구동 축으로부터 회전구동력을 분지하여 전달하는 구성으로 하였다.

이와 같이, 컵과 척을 분리하여 회전하는 부재와 승강이동하는 부재를 각각 지지함으로써 척을 복잡하게 움직일 필요가 없어져 장치 전체로서 균형잡힌 것이 얻어진다.

본 발명의 처리장치를 현상장치로서 사용하는 경우에는, 상기 승강 부재에 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐 중 하나를 처리 유닛마다 설치하고, 상기 고정 부재에 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐 중 다른 하나를 처리 유닛마다 설치한다.

또한, 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐에 대해서는 승강 부재나 고정 부재와는 별도로 설치해도 된다. 예를 들면, 복수의 다단식 처리장치를 배치하는 경우에는, 그 중심에 수평면으로 회전하는 암을 설치하고 이 암에 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐을 장착하여 암의 회전에 의해 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐이 처리 유닛의 위쪽까지 전진후퇴 가능하게 할 수 있다.

상기 승강 부재에는 각 컵에 연결되는 폐액 파이프도 일체적으로 승강하도록 지지해도 된다. 이 경우, 폐액 파이프는 1개로 합류하여 기액분리기에 자유자재로 슬라이딩하여 접속하는 구성이 고려된다.

또한, 구동 축을 1개로 하면 지지용 베어링과의 사이에서 편마찰이 발생하기 쉽기 때문에 조합이 번거로워진다. 따라서, 구동 축을 각 처리 유닛마다 복수로 분할하고 각 분할된 구동 축 사이를 유니버셜 조인트로 연결하는 구성이 생각된다.

이와 같이, 1개의 모터에 의해 복수로 분할된 구동 축을 움직임으로써 처리 유닛 사이에서의 처리 얼룩이 없어져 균일한 처리가 가능해진다. 즉, 반대로 1개의 모터로 1개의 구동 축을 회전시키도록 하면, 장치는 하나하나 미묘한 성질이 있기 때문에 동일한 조건에서 처리해도 장치 사이에서 약간의 차가 생긴다. 이에 반해, 모터를 1개로 하여 그 움직임을 전달하면 미묘한 성질은 해소되어 동일한 처리가 행해진 피처리물이 얻어진다.

또한, 각 척과 분할된 구동 축 사이에는 예를 들면 타이밍 벨트를 팽팽하게 설치하여 구동력의 전달을 행한다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 토대로 설명한다. 도 1은 본 발명의 처리장치의 전체도, 도 2는 폐액 파이프의 전체도, 도 3은 컵이 상승위치에 있을 때의 척과 고정 부재와의 관계를 나타내는 도면, 도 4는 컵이 하강한 상태를 나타내는 도 3과 동일한 도면이며, 실시예는 본 발명의 처리장치를 현상장치로서 적용한 예를 나타낸다.

처리장치는 처리 유닛(1)을 다단형상으로 상하방향으로 적층하여 구성된다. 처리 유닛(1)은 기판 주위를 둘러싸는 컵(2)와 기판을 보유하여 회전시키는 척(3)으로 되고, 컵(2)는 척(3)에 대해 승강 가능하게 되어 있다.

각 컵(2)(합계 5개)는 승강 부재(7)로 지지되어 있다. 승강 부재(7)은 실린더 유닛(6)에 의해 승강이동하는 지지기둥(5)에 등간격으로 수평방향의 암(8)을 설치하고, 이 암(8)에 컵(2)를 고착(固着)하고 있다. 또한, 암(8)에는 현상액 공급 노즐(9)가 장착되며 이 현상액 공급 노즐(9)의 앞쪽 끝은 상기 척(3)의 중심과 일치하고 있다.

또한, 현상액 공급 노즐(9)는 암(8)이 아니라 브래킷(bracket)에 고정해도 된다.

컵(2)의 바닥면에는 드레인 구멍(10)이 개구(開口)하고, 이 드레인 구멍(10)에 폐액 파이프(11)이 접속되어 있다. 폐액 파이프(11)은 비스듬하게 아래쪽으로 늘어나 수직관(12)로 되고, 각 컵(2)의 수직관(12)가 연결되어 1개의 관이 되며 이 관의 아래 끝부분이 기액분리기(13)에 자유자재로 슬라이딩하여 끼워 맞추어져 있다.

기액분리기(13)의 삽입구(13a)에는 저마찰의 테플론(teflon) 링이 설치되고, 삽입된 수직관(12)가 승강이동하더라도 마찰이 작고 또한 밀폐성이 좋은 구조로 되어 있다.

상기 폐액 파이프(11) 및 수직관(12)는 세로방향으로 늘어나는 폐액 파이프 스테이(25)에 장착되고, 이 폐액 파이프 스테이(25)는 상기 승강 부재(7)의 지지기둥(5)에 연결되어 있다. 따라서, 실린더 유닛(6)을 구동하여 승강 부재(7)을 승강이동시키면 암(8)으로 지지된 컵(2) 및 폐액 파이프 스테이(25)로 지지된 폐액 파이프(11)와 수직관(12)이 함께 승강이동한다.

척(3)은 고정 부재(14)로 지지되어 있다. 고정 부재(14)는 상하방향의 공동형상 지지기둥(15)와 이로부터 각 처리 유닛(1)을 향하여 수평방향으로 늘어나는 공동형상 암(16)으로 되고, 공동형상 지지기둥(15) 내에는 도시하지 않은 모터로 회전되는 구동 축(18)이 상하방향으로 배치되어 있다.

구동 축(18)은 각 처리 유닛(1)마다로 분할되고, 분할된 구동 축(18)은 유니버셜 조인트(19)로 연결되며 또한 베어링(20)으로 회전 자유자재로 지지되고 있다.

또한, 분할된 구동 축(18)에는 구동 풀리(21)이 고착되고, 척(3)의 축에는 피동 풀리(22)가 고착되며, 이들 구동 풀리(21)과 피동 풀리(22) 사이에 팽팽하게 설치된 타이밍 벨트(23)이 상기 수평 암(16) 내에 수납되어 있다.

더욱이 공동형상 지지기둥(15)와 암(16)의 코너부분에 설치한 브래킷에는 린스액 공급 노즐(24)를 장착하고 있다. 이 린스액 공급 노즐(24)는 기판(W)에 대한 각도 조정이 가능하도록 되어 있다.

이상에 있어서, 실린더 유닛(6)을 줄여 모든 컵(2)를 일체적으로 15 mm 정도 하강시킨다. 이 조작에 의해 척(3)의 위쪽 끝 면이 컵(2)의 위쪽 끝보다도 약간 위가 된다. 이 상태로 척(3)에 기판(W)를 올려놓고 흡인 고착한다.

이후, 실린더 유닛(6)을 늘여 모든 컵(2)를 일체적으로 상승시키고 기판(W)를 컵(2) 내에 수납한다. 이 상태로 현상액 공급 노즐(9)로부터 기판(W)의 표면 중앙에 현상액을 적하하는 동시에 모터(도시하지 않는다)를 구동하고, 구동 축(18) 및 타이밍 벨트(23)을 매개로 하여 척(3)(기판(W))을 회전시켜 현상액을 기판(W)의 표면 전체에 퍼지게 한 후 회전을 정지하고 현상을 행한다.

소정 시간이 경과한 후 현상처리가 종료하면 다시 기판을 회전시켜 원심력으로 현상액을 기판(W)로부터 흩날리게 하고, 드레인 구멍(10), 폐액 파이프(11)을 매개로 하여 기액분리기(13)로 유도하여 기체와 액체로 나눈다. 회수한 현상액은 현상액 원액, 물 또는 신액(新液)과 혼합하여 조정한 후 다시 현상액으로서 사용한다.

또한 현상액을 회수한 후에 린스액 공급 노즐(24)로부터 기판(W)를 향하여 린스액을 분출한다. 이 린스액과 현상액이 혼합된 폐액은 드레인 구멍(10), 폐액 파이프(11)을 매개로 하여 기액분리기(13)로 유도되어 그대로 배출된다.

도 5는 복수의 다단식 처리장치를 배치한 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 이 실시예에 있어서는 복수(도면에서는 2개)의 다단식 처리장치의 중앙에 반송 로보트(30)과 그 위쪽에 노즐 기구부(31)을 배치하고 있다.

노즐 기구부(31)은 축을 아래방향으로 한 모터(32)에 의해 회전하는크랭크(33)으로부터 수평방향으로 암(34)를 늘여 이 암(34)에 현상액 공급 노즐(9)를 설치하고 있다. 또한, 현상액 공급 노즐(9) 대신에 린스액 공급 노즐(24)를 장착해도 된다.

그리고, 이 실시예에 있어서는 모터(32)를 구동함으로써 암(34)가 수평 회전하여 하나의 다단식 처리장치의 처리 유닛마다 현상액을 공급하고, 이것이 종료하면 다시 암(34)를 수평 회전시켜 또 다른 하나의 다단식 처리장치의 처리 유닛에 현상액을 공급한다. 이 처리가 종료하면 로보트(30)에 의해 1장씩 기판을 처리 유닛으로부터 꺼낸다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 컵과 척으로 구성되는 처리 유닛을 상하방향으로 적층한 처리장치에 있어서 상기 컵과 척을 분리하고 컵에 대해서는 모든 컵이 일체적으로 승강이동하도록 하며, 또한 척에 대해서는 승강이동하지 않고 회전만 행하도록 하여 승강이동과 회전이동을 행하는 부재를 각각 나눴기 때문에 기구가 간략화되어 유지도 용이하게 행할 수 있다.

더욱이, 하나의 모터로 모든 구동 축을 회전시킴으로써 처리 유닛 사이에서 얼룩이 없는 균일한 처리동작을 실현할 수 있다.

또한, 현상액의 회수를 행하여 재이용하도록 했기 때문에 현상액의 유효 이용을 도모할 수 있으며, 더욱이 구동 축을 분할함으로써 유지성이 향상한다.

Claims (7)

1. 기판 주위를 둘러싸는 컵과 기판을 보유하여 회전시키는 척으로 된 처리 유닛을 복수세트 상하방향으로 거리를 두고 배치한 다단식 처리장치에 있어서, 상기 컵과 척은 분리되고 모든 컵은 일체적으로 승강 가능해지도록 승강 부재로 지지되며, 또한 모든 척은 고정 부재로 지지되는 동시에 상하방향으로 배치된 구동 축으로부터 회전구동력이 분지되어 전달되는 것을 특징으로 하는 다단식 처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 승강 부재에는 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐 중 어느 하나가 처리 유닛마다 설치되고, 또한 상기 고정 부재에는 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐 중 다른 하나가 처리 유닛마다 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 처리장치.
3. 제1항에 있어서, 이 다단식 처리장치는 복수 배치되고 그 중심에 수평면으로 회전하는 암이 설치되며, 이 암에 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐이 장착되어 암의 회전에 의해 현상액 분출 노즐 또는 린스액 분출 노즐이 처리 유닛의 위쪽까지 전진후퇴 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 처리장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 승강 부재에는 각 컵에 연결되는 폐액 파이프도 일체적으로 승강하도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는다단식 처리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 폐액 파이프는 1개로 합류하여 기액분리기에 접속되는 것을 특징으로 하는 다단식 처리장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 축은 각 처리 유닛마다 복수로 분할되고 각 분할된 구동 축 사이는 유니버셜 조인트로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 처리장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 분할된 구동 축으로부터 타이밍 벨트를 매개로 하여 척에 구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 다단식 처리장치.