KR20080072230A - 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20080072230A
KR20080072230A KR1020070010702A KR20070010702A KR20080072230A KR 20080072230 A KR20080072230 A KR 20080072230A KR 1020070010702 A KR1020070010702 A KR 1020070010702A KR 20070010702 A KR20070010702 A KR 20070010702A KR 20080072230 A KR20080072230 A KR 20080072230A
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성보람찬
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Abstract

스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치는, 기판을 유지하고 회전시키는 스핀 헤드와, 스핀 헤드에 연결되어 스핀헤드를 회전시키는 스핀 헤드 구동부와, 스핀 헤드의 상부에 위치하여 기판으로 약액 또는 건조기체를 분사하는 노즐 및 기판의 전면에 분사할 수 있도록 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 구동부를 포함한다.
기판, 노즐, 노즐 구동부

Description

스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치 {SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS WITH NOZZLE OPERATION DEVICE}
도 1a 내지 도 1d는 종래의 기판 처리 장치에서 분사 노즐을 구동할 때의 상태를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 고정 분사 방식을, 도1b 내지 도1d는 스캔(Scan) 분사 방식을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치에서 노즐 구동부가 분사 노즐의 분사각을 상하로 조절할 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치에서 노즐 구동부가 분사 노즐의 높이를 상하로 조절할 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 기판 처리 장치에서 노즐 구동부가 분사 노즐의 분사 각도를 좌우 방향으로 조절할 때의 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 스핀 헤드
102: 스핀 헤드 구동부
103: 보울
104: 노즐
105: 노즐 구동부
본 발명은 반도체 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 가공 공정에는 감광액 도포 공정(Photoresist Coating), 현상 공정(Develop & Bake), 식각 공정(Etching), 화학기상증착 공정 (Chemical Vapor Deposition), 애싱 공정(Ashing) 등이 있으며, 각각의 여러 단계의 공정을 수행하는 과정에서 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위한 공정으로 약액(Chemical) 또는 순수(Deionized Water)를 이용한 세정 공정(Wet Cleaning Process)이 있다.
이러한 감광액의 도포, 현상, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 약액 또는 순수를 기판 위로 분사시켜 공정이 이루어진다. 일반적인 세정 건조 장치는 한 장의 기판을 처리할 수 있는 기판척(Wafer chuck)으로 기판을 고정시킨 후 모터에 의해 기판을 회전시키면서, 기판의 상부에서 분사 노즐을 통해 약액 또는 순수를 분사하여, 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 기판의 전면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다.
종래의 노즐 분사 방식을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도1a는 기판 처리 장치에서 노즐의 고정 분사 방식을 나타낸다. 고정 분사 방식의 경우, 노즐(14)은 보울(103)의 측면에 고정되어 있어 기판(10)의 일정 지점으로만 분사가 가능하였다. 따라서 기판(10) 중심부로부터 가장자리부까지 노즐이 이동하며 분사하는 스캔(Scan) 분사 방식을 할 수가 없어, 별도의 노즐을 구비해야만 하였다.
도1b 내지 도1d는 기판 처리 장치에서 노즐의 스캔(Scan) 분사 방식을 나타낸다. 스캔 분사 방식의 경우, 복수개의 노즐(11)을 포함한 분사부는 아암(12)에 연결되어 있고, 아암(12)은 모터 등으로 구성된 구동부(13)에 의해 구동된다. 도1c는 분사부가 아암 위에서 직선 운동하는 상태를, 도1d는 분사부가 아암과 함께 회전 운동하는 상태를 나타낸다. 스캔 분사 방식의 경우, 기판(10)의 상부에서 복수개의 노즐(11)을 포함한 분사부가 상하 또는 좌우로 이동하며 분사하기 때문에 분사부의 크기 및 이동으로 인해 필요 이상의 공간을 확보해야 하고 그에 따른 비용이 증가하는 현상이 발생하고 있다.
또한 기판을 회전시키면서 기판의 상부에서 분사 노즐을 통해 약액 또는 순수를 분사하므로 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 다시 기판으로 튀는 리바운드(Rebound) 현상이 발생하고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판 처리 공정에 있어서 노즐의 높이 또는 분사 각도를 조절하여 고정 분사 방식과 스캔 분사 방식을 함께 할 수 있는 노즐 구동부를 제공함 으로써 노즐 구동부의 소형화와 리바운드 현상에 의한 기판의 오염을 방지하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치는, 기판을 유지하고 회전시키는 스핀 헤드와, 상기 스핀 헤드에 연결되어 상기 스핀헤드를 회전시키는 스핀 헤드 구동부와, 상기 스핀 헤드의 상부에 위치하여 상기 기판으로 약액 또는 건조기체를 분사하는 노즐 및 상기 기판의 전면에 분사할 수 있도록 상기 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 구동부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치는, 스핀 헤드(101)와, 스핀 헤드 구동부(102)와, 노즐(104) 및 노즐 구동부(105)를 포함한다.
스핀 헤드(101)는 원통 또는 반추형의 지지판을 가지고 있고 그 지지판의 상부면에 기판(10)이 놓여져 고정되며 그 중앙을 중심으로 대략 200~300 rpm의 회전 속도로 수평으로 회전시킨다.
스핀 헤드 구동부(102)는 스핀 헤드(101)의 하단에 연결되어 수평 방향의 회전력을 전달한다.
보울(103)은 내부 중앙에 기판(10)이 삽입되는 공간을 제공하기 위해 스핀 헤드(101)를 감싸도록 배치되어 있고 환형의 통 형상을 가진다. 보울(103)은 기판(10)의 외곽을 둘러싸며 소정의 높이를 가지도록 설치되어 있어 노즐(104)에서 분사되는 약액 또는 순수가 외부의 다른 장치나 주위로 튀어 나가는 것을 차단하게 되고, 공정 수행시 사용된 약액 또는 순수는 보울의 하단을 통해 외부로 배출된다.
보울(103)과 스핀 헤드(101)는 상대적으로 상하로 움직이도록 되어 있어 기판(10)을 보울(103) 내로 반입하거나, 처리가 끝난 기판(10)을 보울(103) 밖으로 반출하도록 되어 있다.
노즐(104)은 스핀 헤드(101)의 상부에, 바람직하게는 보울(103)의 외벽 바깥 쪽의 상부에 위치하며 기판(10) 상에 특정의 약액 또는 건조기체를 분사하게 된다.
노즐 구동부(105)는 바람직하게는 보울(103)의 외벽 바깥에 고정되어 설치되어 있다. 노즐 구동부(105)는 노즐(104) 분사구의 반대편 일단에 연결되어 있으며, 기판(10)의 전면에 약액 등을 분사할 수 있도록 노즐(104)의 일단을 상하 방향으로 움직여 노즐(104)의 분사 각도 또는 분사 높이를 조절할 수 있다. 따라서, 노즐(104)은 기판(10)의 상부면으로 이동함이 없이 기판(10)의 상부에 위치한 상태로, 기판(10)의 중심으로부터 가장자리 부분의 피처리면으로 세정액, 린스액 또는 건조가스 등을 분사하는 스캔 분사를 할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치에서 세정 공정 등의 기판 처리 공정을 진행할 때에 있어서, 노즐 구동부(105)가 분사 노즐(104)의 분사 각도를 상하로 조절하여 분사하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
노즐(104)의 분사 각도는 노즐 구동부(105)에 의해서 조절되어, 상하로 소정의 각도(α)로 회전하게 되어 기판(10)의 중심부(104a)로부터 가장자리 부분(104b)까지 스캔(Scan) 방식의 분사를 할 수 있다. 바람직하게는 노즐(104)은 노즐 구동부(105)의 구동축 등에 피벗 연결되어 구동 모터나 캠 등에 의해 소정의 각도 범위 내에서 회전하게 되고, 노즐(104)의 분사 방향은 기판(10)의 회전 중심부를 향하게 된다. 노즐(104)의 상하 방향의 회전 각도(α)는 기판(10)의 직경에 따라 조절될 수 있다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치에서 세정 공정 등의 기판 처리 공정을 진행할 때에 있어서, 노즐 구동부(105)가 분사 노즐(104)의 분사 높이를 상하로 조절하여 분사하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
노즐(104)의 분사 높이는 노즐 구동부(105)에 의해서 조절되어, 상하로 소정의 거리(H)를 직선 이동하게 되어 기판(10)의 중심부(104a)로부터 가장자리 부분(104b)까지 스캔(Scan) 방식의 분사를 할 수 있다. 바람직하게는 노즐(104)은 노즐 구동부(105)의 구동축 등에 연결되어 구동 모터, 캠, 액츄에이터 등에 의해 소정의 거리 범위 내에서 상하 이동하게 되고, 노즐(104)의 분사 방향은 기판(10)의 회전 중심부를 향하게 된다. 노즐(104)의 상하 방향의 이동 거리(H)는 기판(10)의 직경에 따라 조절될 수 있다.
도 5는 도 2의 기판 처리 장치에서 세정 공정 등의 기판 처리 공정을 진행할 때에 있어서, 노즐 구동부(105)가 분사 노즐(104)의 분사 각도를 좌우 방향으로 조절하여 분사하는 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
노즐(104)의 분사 각도는 노즐 구동부(105)에 의해서 조절되어, 기판(10)의 중심부를 향하는 방향을 중심으로 좌우 방향으로 소정의 각도(θ)로 회전하게 되어 기판(10)의 직경선을 벗어나 사선 방향으로 분사를 하게 된다. 노즐(104)의 좌우 방향의 회전 각도(θ)는 기판(10)의 직경, 회전속도 및 회전방향에 따라 조절될 수 있다. 바람직하게는 노즐(104)은 노즐 구동부(105)의 구동축 등에 피벗 연결되어 구동 모터나 캠 등에 의해 소정의 각도 범위 내에서 좌우로 회전하게 된다. 노즐(104)의 좌우 방향의 회전 각도(θ)를 조절함으로써 기판(10)의 회전력에 의해 기판(10)에 분사한 약액 또는 건조기체가 다시 기판(10)으로 튀는 리바운드(Rebound) 현상을 감소시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 스캔 분사형 노즐 구동부를 가진 기판 처리 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 기판 처리 공정에 있어서 고정 분사 방식과 스캔 분사 방식을 함께 할 수 있는 노즐 구동부를 제공할 수 있다.
둘째, 기판의 상부에 위치하는 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 구동부를 설치함으로써, 노즐 구동부의 소형화를 통해 기판 처리 장치 내 공간을 줄이고 비용을 절감할 수 있다.
셋째, 약액 또는 건조기체의 분사시 노즐의 분사 각도를 조절하여 리바운 드(Rebound)로 인한 불량의 발생을 최소화시킴으로서 반도체 소자의 제조에 따른 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 기판을 유지하고 회전시키는 스핀 헤드;
    상기 스핀 헤드에 연결되어 상기 스핀헤드를 회전시키는 스핀 헤드 구동부;
    상기 스핀 헤드의 상부에 위치하여 상기 기판으로 약액 또는 건조기체를 분사하는 노즐; 및
    상기 기판의 전면에 분사할 수 있도록 상기 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 구동부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 유지하고 회전시키는 스핀 헤드;
    상기 스핀 헤드에 연결되어 상기 스핀헤드를 회전시키는 스핀 헤드 구동부;
    상기 스핀 헤드의 상부에 위치하여 상기 기판으로 약액 또는 건조기체를 분사하는 노즐; 및
    상기 기판의 전면에 분사할 수 있도록 상기 노즐의 분사 높이를 조절하는 노즐 구동부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 노즐 구동부는 상기 노즐을 좌우 방향으로 회전시켜 분사 각도를 조절하는 기판 처리 장치.
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