KR20080009836A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20080009836A
KR20080009836A KR1020060069513A KR20060069513A KR20080009836A KR 20080009836 A KR20080009836 A KR 20080009836A KR 1020060069513 A KR1020060069513 A KR 1020060069513A KR 20060069513 A KR20060069513 A KR 20060069513A KR 20080009836 A KR20080009836 A KR 20080009836A
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김성언
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 개시한 것으로서, 바울(Bowl)부의 배기 홀이 배출 방향을 따라 유동 면적이 축소되도록 형성되는 것을 특징으로 가진다. 이러한 특징에 의하면, 배기 홀의 유입 측 에지(Edge)부에 의한 배출 기류 간의 간섭을 방지함으로써, 배기 유량의 손실을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
바울(Bowl), 배기 홀, 배출 기류

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SEMICONDUCTOR SUBSTRATES}
도 1은 본 발명에 따른 도포 장치의 일 예를 도시해 보인 개략적 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 바울부의 개략적 평면도,
도 3 및 도 4는 각각 배기 홀의 실시 예들을 도시해 보인 개략적 단면도들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 기판 지지 부재 110 : 지지판
120 : 지지 부재 122 : 지지 핀
124 : 정렬 핀 130,280 : 모터
200 : 약액 공급 부재 220 : 노즐
240 : 노즐 지지대 260 : 이동 로드
300 : 바울부 302 : 하부벽
304 : 측벽 306 : 배기 홀
310 : 배기관 320 : 배기 부재
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀 타입의 매엽식 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 형성하도록 박막을 순차적으로 적층하는 과정을 반복함으로써 제조되며, 박막의 형성 및 적층을 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다.
이러한 다수의 단위 공정들 중 사진 공정은 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 공정으로서, 감광액 도포(Coating) 공정, 노광(Exposuring) 공정, WEE(Wide Expose Edge) 공정, 그리고 현상(Developing) 공정 등으로 이루어지며, 현상 공정에 의해 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 이용하여 웨이퍼의 최상단층을 식각함으로써 패턴에 따른 소자의 형성이 가능하게 된다.
감광액 도포 공정은 빛에 민감한 물질인 감광액(Photo-Resist; PR)을 스핀 코터(Spin Coater)를 사용하여 웨이퍼 표면에 도포시키는 공정이다. 스핀 코터는 웨이퍼를 로딩하여 고속으로 회전시키면서 웨이퍼 표면에 감광액을 공급하여 원하는 두께로 균일하게 감광액을 도포하는 장치이다. 일반적으로 사용되고 있는 스핀 코터는 측벽 또는 저면에 배기관이 연결되고 내부에 웨이퍼가 놓이는 스핀 척이 제공된 하나의 용기를 가지며, 용기의 상부에는 스핀 척에 놓인 웨이퍼 상으로 감광액을 공급하는 감광액 공급 부재가 제공된다.
상술한 스핀 코터에서 웨이퍼에 감광액을 공급하여 도포 공정을 수행하는 경우, 스핀 척에 놓이는 웨이퍼에 공급된 감광액은 웨이퍼의 회전에 의해 비산되고, 비산된 감광액의 미세 입자가 용기의 상부로 올라가거나 주변의 다른 장치를 오염시키게 되므로, 비산된 감광액을 포함하는 용기 내부의 공기를 외부로 배기시켜 제거하기 위한 배기 시스템이 필요하게 된다. 배기 시스템은 용기의 측벽 또는 저면에 연결된 배기관을 통해 용기에 연결되며, 배기관은 일정한 유동 면적을 가지도록 용기에 형성된 배기 홀에 연통 설치된다.
그런데, 용기에 형성된 배기 홀은 배출 기류의 유입 측에 에지 부위를 가지며, 에지 부위에서 배기 홀을 통해 배출되는 기류의 분리(Separation) 현상이 발생한다. 분리된 기류 간에는 간섭이 생기고, 이로 인해 배기 홀 내에 난류가 형성되어 배기 홀을 통해 배출되는 배기 유량의 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 스핀 코터가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배출 기류 간의 간섭을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는, 기판이 놓이며 회전 가능한 기판 지지 부재와; 상기 기판 지지부재에 놓인 기판상으로 약액을 공급하는 약액 공급 부재와; 상기 기판 지지 부재를 둘러싸도록 설치되며, 상기 기판의 회전에 의해 그 내부에 비산(飛散)된 약액 및 공기를 배기시키도록 배기 홀이 형성된 바울(Bowl)부;를 포함하되, 상기 배기 홀은 유입 측 에지(Edge)부에 의한 배출 기류 간의 간섭을 방지하기 위해 유동 면적이 배출 방향을 따라 축소되 도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 배기 홀의 유입 측 에지부는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 배기 홀의 유입 측 에지부는 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시예 )
본 실시예에서는 기판상에 감광액을 도포하는 도포 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 회전하는 기판상에 공급된 약액 중 기판의 회전에 의해 비산(飛散)된 약액을 배출시키기 위한 배기 시스템을 가지는 다양한 장치에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 도포 장치의 일 예를 도시해 보인 개략적 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 바울부의 개략적 평면도이며, 도 3 및 도 4는 각각 배기 홀의 실시 예들을 도시해 보인 개략적 단면도들이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 도포 장치는 기판 지지 부 재(100), 약액 공급 부재(200) 및 바울부(300)를 가진다.
기판 지지 부재(100)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 모터(130)에 의해 회전된다. 기판 지지 부재(100)는 원형의 상부 면을 가지는 지지판(110)을 포함하며, 지지판(110)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 부재(120)가 설치된다. 지지 부재(120)는 지지 핀들(122)과 정렬 핀들(124)을 가진다. 지지 핀들(122)은 지지판(110)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 지지판(110)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀들(122)은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 지지판(110)으로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀들(122)의 외측에는 정렬 핀들(124)이 각각 배치되며, 정렬 핀들(124)은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 정렬 핀들(124)들은 다수의 지지 핀들(122)에 의해 지지된 기판(W)이 지지판(110) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 정렬 핀들(124)은 대략 3 내지 6개가 일정 간격으로 자신의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치된다. 공정 진행시 정렬 핀들(124)은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다. 상술한 구조와 달리 기판 지지 부재(100)는 지지 핀들(122) 없이 지지판(110) 내에 제공된 진공 라인을 통해 기판(W)을 직접 흡착할 수도 있다.
약액 공급 부재(200)는 기판 지지 부재(100) 상에 놓인 기판(W)에 감광액을 공급한다. 약액 공급 부재(200)는 수직하게 배치되며 기판(W)을 향해 약액을 공급하는 노즐(220)을 가진다. 노즐(220)은 노즐 지지대(240)에 의해 지지되고, 노즐 지지대(240)는 노즐(220)과 직각을 유지하도록 수평방향으로 배치되며, 노즐 지지 대(240)의 일단은 노즐(220)의 끝단에 결합된다. 노즐 지지대(240)의 타단에는 노즐 지지대(240)와 직각을 유지하도록 수직 방향으로 배치되며, 공정 진행시 또는 공정 전후에 노즐(220)을 이동시키는 이동 로드(260)가 결합된다. 이동 로드(260)를 이동시키는 구동 부재는 노즐(220)을 회전시키기 위한 모터(280)일 수 있으며, 선택적으로 노즐(220)을 기판(W)의 반경 방향으로 직선 이동시키기 위한 어셈블리일 수 있다.
바울(Bowl)부(300)는 기판 지지 부재(100)를 둘러싸도록 그 둘레에 배치된다. 바울부(300)는 대체로 원통 형상을 가진다. 구체적으로 바울부(300)는 원형의 하부벽(302)과, 하부 벽(302) 상부로 연장되는 측벽(304)을 가진다. 하부 벽(302)에는 배기 홀(306)이 형성되고, 배기 홀(306)에는 배기관(310)이 연통 설치된다. 배기관(310) 상에는 펌프와 같은 배기 부재(320)가 배치되며, 배기 부재(320)는 기판(W)의 회전에 의해 비산된 감광액을 포함하는 용기 내부의 공기를 배기시키도록 음압을 제공한다.
배기 홀(306)은 유입 측 에지(Edge)부에 의한 배출 기류 간의 간섭을 방지하기 위해 그 유동 면적이 배출 방향을 따라 축소되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 배기 홀(306)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 그 유입 측 에지부가 소정의 경사각을 가지는 평면으로 형성될 수 있다. 또한, 배기 홀(306')은, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 유입 측 에지부가 곡면을 가지도록 형성될 수도 있다. 이러한 배기 홀(306,306')의 에지부 형상에 의해 배출 기류의 분리 현상을 방지함으로써, 배기 홀(306,306')을 통해 배출되는 배기 유량의 손실을 최소화할 수 있게 된다.
상술한 도포 장치를 이용하여 기판상에 감광액을 도포하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 기판 지지 부재(100) 상에 기판(W)을 안착시킨 후, 소정의 속도로 기판(W)을 회전시키면서 약액 공급 부재(200)의 노즐(220)을 통하여 소정 량의 감광액을 기판(W) 상에 분사시킨다. 분사된 감광액은 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 가장자리로 퍼져나가면서 균일한 두께로 도포된다. 이때, 공급된 감광액 중 일부가 기판의 고속 회전에 의해 비산된다. 비산된 감광액은 바울부(300)의 상부로 올라가거나 주변의 다른 장치를 오염시키게 되므로, 이를 방지하기 위해 배기 부재(320)를 이용하여 비산된 감광액을 포함하는 바울부(300) 내의 공기를 외부로 배출시킨다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 바울(Bowl)부의 배기 홀을 통과하는 배출 기류의 분리 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 배출 기류 간의 간섭을 최소화하여 배기 홀을 통해 배출되는 배기 유량의 손실을 최소화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 기판이 놓이며 회전 가능한 기판 지지 부재와;
    상기 기판 지지부재에 놓인 기판상으로 약액을 공급하는 약액 공급 부재와;
    상기 기판 지지 부재를 둘러싸도록 설치되며, 상기 기판의 회전에 의해 그 내부에 비산(飛散)된 약액 및 공기를 배기시키도록 배기 홀이 형성된 바울(Bowl)부;를 포함하되,
    상기 배기 홀은,
    유입 측 에지(Edge)부에 의한 배출 기류 간의 간섭을 방지하기 위해 유동 면적이 배출 방향을 따라 축소되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 홀의 유입 측 에지부는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 홀의 유입 측 에지부는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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