KR20100005926A - 매엽식 기판 처리 장치 - Google Patents

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이병창
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Abstract

본 발명은 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다. 매엽식 기판 처리 장치는 기판을 세정하는 세정챔버, 상기 세정챔버의 일측에 구비되어 세정이 완료된 상기 기판을 건조하며 상기 기판의 출입을 위한 기판 출입용 도어를 포함하는 건조챔버, 상기 기판이 놓여지며 상기 세정챔버 또는 상기 건조챔버 내에서 회전 및 직선 운동을 하는 스핀척 및 상기 세정챔버와 상기 건조챔버의 사이에 형성되어 상기 스핀척이 직선 운동하도록 개폐되거나 상기 기판 건조시 상기 건조챔버를 밀폐시키는 도어를 포함한다. 이로 인해 기판이 케미칼 흄에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
세정챔버, 건조챔버, 도어

Description

매엽식 기판 처리 장치{APPARATUS OF TREATING A SUBSTRATE IN A SINGLE WAFER TYPE}
본 발명은 매엽식 기판 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 건조된 기판이 케미칼 흄 등의 오염물에 의해 오염되지 않도록 기판을 로딩/언로딩할 수 있는 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
일반적으로, 반도체 소자는 기판, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 증착, 사진 및 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 공정이 수행된다.
상기 공정을 위한 기판 처리 방식은 크게 건식 처리 방식 및 습식(Wet) 처리 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 처리 방식은 여러 가지 약액을 이용한 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 처리하는 배치식(batch type) 장치와 낱장 단위로 기판을 처리하는 매엽식(single wafer type) 장치로 구분된다.
배치식 처리장치는 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치식 처리장치는 기판의 대형화 추세에 대한 대응이 용이하지 않고, 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치식 처리장치에서 공정 중에 기판이 파손되는 경우에는 세정조 내에 있는 기판 전체에 영향을 미치게 되므로 다량의 기판 불량이 발생할 수 있는 위험이 있었다.
상기와 같은 이유들로 인해 최근에는 매엽식 처리장치가 선호되고 있다.
매엽식 처리장치는 낱장의 기판 단위로 처리하는 방식으로서, 고속으로 회전시킨 기판 표면에 세정액 또는 건조가스를 분사함으로써, 기판의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다.
통상적으로 매엽식 처리장치는 기판이 수용되어 세정 공정이 수행되는 챔버와 기판을 고정시킨 상태로 회전하는 스핀척 및 기판에 약액과 린스액 및 건조가스 등을 포함하는 세정액을 공급하기 위한 노즐 어셈블리를 포함한다.
그런데, 종래의 매엽식 기판 처리 장치에서, 세정 및 건조 공정이 완료된 기판이 다음 공정을 위해 챔버의 개구된 상부를 통해 언로딩(unloading)되기 때문에, 챔버의 개구된 상부를 향해 상승하는 과정에 챔버 내부에 존재하는 불순물 내지 케미칼 흄(chemical fume) 등에 의해 기판이 오염되는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 매엽식 처리장치는 상부가 개방된 챔버 내부에서 기판의 세정 및 건조가 모두 이루어지기 때문에 건조 효율이 좋지 않은 문제점도 있었다. 즉, 챔버의 상부가 개구되어 있기 때문에 챔버의 상부를 통해 유입되는 외부 기체 등에 의해 세정물질인 초순수 표면에 건조가스의 계면이 골고루 형성되지 못하고 건조효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 건조 후 세정 챔버를 다시 거치지 않고 건조 챔버에서 바로 기판을 언로딩함으로써 기판의 양산성을 높일 수 있는 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 기판의 건조 챔버를 통해 기판을 로딩하거나 언로딩함으로써 스루풋을 향상시킬 수 있는 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기판의 불순물을 제거하는 매엽식 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판을 세정하는 세정챔버, 상기 세정챔버의 일측에 구비되어 세정이 완료된 상기 기판을 건조하며, 상기 기판의 출입을 위한 기판 출입용 도어를 포함하는 건조챔버, 상기 기판이 놓여지며, 상기 세정챔버 또는 상기 건조챔버 내에서 회전 및 직선 운동을 하는 스핀척 및 상기 세정챔버와 상기 건조챔버의 사이에 형성되어 상기 스핀척이 직선 운동하도록 개폐되거나 상기 기판 건조시, 상기 건조챔버를 밀폐시키는 도어를 포함하는 매엽식 기판 처리 장치를 제공한다.
여기서, 상기 기판 출입용 도어는 상기 건조챔버의 측벽에 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성함으로써, 매엽식 기판 처리 장치에서부터 건조된 깨끗한 기판을 언로딩하는 과정에 세정챔버의 분위기에 의해 발생한 케미칼 흄(chemical fume) 등이 기판에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 매엽식 기판 처리 장치는 상기 스핀척이 통과하도록 상기 세정챔버에 형성된 제1도어 및 상기 스핀척이 통과하도록 상기 건조챔버에 형성된 제2도어 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 제1도어 및 상기 제2도어 중 적어도 어느 하나와 상기 기판 출입용 도어는 시간차를 두고 개폐되는 것이 바람직하다. 이는 세정챔버와 건조챔버를 공간적으로 분리하고 건조챔버를 밀폐하여 세정챔버의 분위기에 의해 건조챔버에서의 건조 효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 뿐만 아니라, 먼저 기판 출입용 도어가 개폐된후 제1도어 또는 제2도어가 개폐됨으로써 외기 또는 세정챔버 내부의 분위기가 건조챔버로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 건조챔버에는 건조물질 공급부가 제공되고, 상기 기판 출입용 도어는 상기 건조물질 공급부와 상기 스핀척의 최저 위치 사이에 형성될 수 있다. 즉, 상기 건조물질 공급부의 최하단과 상기 건조챔버 내에서 가장 하부에 위치하는 상기 스핀척 사이에 상기 기판 출입용 도어가 위치하는 것이 바람직하다. 만약, 기판 출입용 도어가 이와 같은 위치 보다 더 높은 곳에 있으면 상기 건조물질 공급부와 충돌하며, 더 낮은 곳에 있으며 상기 스핀척과 충돌할 수 있기 때문에, 이러한 충돌을 방지하기 위해서는 상기 기판 출입용 도어는 상기 건조물질 공급부와 상기 스핀척 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 좀더 정확하게 말하면, 상기 기판 출입용 도어의 위치가 상기 건조물질 공급부가 설치된 높이와 상기 스핀척이 최저위치에 있을 때의 높이 사이인 것이 바람직하다.
한편, 상기 건조물질 공급부는 상기 건조챔버의 중심을 향하여 전진 또는 후 퇴 운동이 가능한 것을 특징으로 한다. 이와 같이 건조물질 공급부가 전진 또는 후퇴함으로써, 세정챔버에서 건조챔버로 기판이 전달되는 과정에 기판과 건조물질 공급부가 서로 충돌하는 것을 예방할 수 있다.
또한, 상기 기판 출입용 도어는 상기 스핀척이 최저 위치에 있는 상태에서 상기 기판이 상기 스핀척에 안착될 수 있는 위치에 형성될 수도 있다. 이로 인해, 상기 기판을 상기 스핀척에 로딩하기 위해 상기 스핀척을 승강해야 하는 것을 줄일 수 있고, 생산성을 높일 수 있다.
한편, 상기 건조챔버는 스테인레스 스틸로 형성될 수 있다. 이는 기판 내지 스핀척이 고속으로 회전하는 경우에 정전기가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 밀폐된 상태에서 기판을 건조시키는 챔버의 측벽면에 기판의 로딩/언로딩을 위한 도어를 구비함으로써 세정 및 건조가 완료된 기판이 케미칼 흄 등에 의해 오염되는 것을 방지하고 기판의 양산성 내지 스루풋을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 약액 및 초순수 등의 세정물질이 분사되는 챔버와 이소프로필 알코올 등의 건조물질이 분사되는 챔버를 별도로 구비함으로써, 기판의 건조 효율을 높일 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태 양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 세정챔버 및 건조챔버가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)는 상부에 형성된 세정챔버(130)와 세정챔버의 일측에 형성된 건조챔버(150)를 포함한다. 이 때, 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)는 대략 원통 형상을 가지며, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)는 공간적으로 분리되어 있다. 세정챔버(130)의 상부는 개방되어 있다. 또한, 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)는 상하 또는 좌우로 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)가 상하로 배치된 경우에 대해서 설명하지만, 이에 국한된 것은 아님을 밝혀 둔다.
세정챔버(130)의 개구된 상부를 통해서는 세정물질이 공급되는데, 이를 위해 세정챔버(130)의 일측에는 세정물질 공급부(170)가 제공된다. 세정물질 공급부(170)는 제1약액을 공급하는 제1공급부(171), 제2약액을 공급하는 제2공급부(173) 및 초순수를 공급하는 제3공급부(175)를 포함할 수 있다. 여기서, 공급부의 개수는 공급하고자 하는 세정물질의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
우선 제1 및 제2공급부(171,173)는 세정챔버(130)에 대해 어느 한 곳에 고정된 상태로 피벗 내지 회전 운동할 수 있으며, 제1 및 제2공급부(171,173)의 끝단에 형성된 노즐부(미도시)는 세정챔버(130)의 내부를 향해 승강할 수 있다. 제1 및 제2공급부(171,173)의 이러한 움직임을 위해 별도의 약액 공급부 구동수단(미도시)을 각각 구비할 수 있다.
또한, 제3공급부(175)는 세정챔버(130)에 대해 한 지점에 장착되고, 끝부분에 형성된 노즐부(미도시)는 세정챔버(130)의 개부된 부분을 향하여 전진 또는 후퇴할 수 있으며, 이를 위해 별도의 초순수 공급부 구동수단(미도시)을 구비할 수 있다.
한편, 약액 및 초순수의 공급은 일정한 순서에 의해서 이루어지며 공급하지 않는 나머지 공급부는 대기 위치에서 대기하게 된다. 예를 들면, 도 1에서 제1공급부(171)는 세정챔버(130) 내부로 제1약액을 공급하는 위치에 있으며, 제2공급부(173)는 제2약액을 공급하지 않는 대기 위치에 있다.
여기서, 제1 및 제2공급부(171,173) 그리고, 제3공급부(175)는 제1 및 제2약액 공급소스(미도시), 초순수 공급소스(미도시)에 각각 연결될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 세정챔버(130)의 상단부에는 제1개구부(131)가 형성되어 있고 세정챔버(130)의 측벽에는 약액 및 초순수를 회수하기 위한 회수라인(148,149)이 연결되어 있다. 세정챔버(130)의 하부에는 건조챔버(150)가 위치하며, 세정챔버(130)와 달리 건조챔버(150)는 밀폐된 상태에서 건조 공정을 수행하는데 이를 위해 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에는 제2도어(151)가 제 공되는 것이 바람직하다.
제2도어(151)는 기판이 통과할 수 있도록 충분히 개방될 수 있어야 하며 이를 위해 제2도어(151)는 두 부분으로 형성되는 것이 바람직하다. 제2도어(151)의 개폐를 위해 제2도어(151)의 두 부분은 각각 도어개폐수단(153)에 연결되며, 도어개폐수단(153)은 도어프레임(155)에 장착된다.
여기서, 도어개폐수단(153)은 리드 스크류(미도시), 이를 구동하기 위한 모터(미도시), 제2도어(151)의 움직임을 안내하기 위한 가이드부(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 리드 스크류가 제2도어(151)를 관통하도록 설치하고, 상기 모터를 구동함으로써 제2도어(151)를 움직일 수 있다. 제2도어(151)의 개폐를 자동으로 제어하기 위해서는 상기 모터에 공급되는 전류를 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 다만, 도어개폐수단(153)은 반드시 이에 국한되는 것은 아니며 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)에 대해서 좀더 자세히 설명한다. 도 3 내지 도 5에 표시된 도면 부호는 동일하다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면으로서 도 3은 기판이 건조챔버로 기판이 로딩되는 상태를 도시한 개략 단면도이고, 도 4는 기판이 세정챔버에서 세정되는 상태를 도시한 개략 단면도이며, 도 5는 기판이 건조챔버에서 건조되는 상태를 도시한 개략 단면도이다.
우선 도 3은 세정 및 건조공정을 위해 기판(W)이 건조챔버(150) 내로 최초 로딩되는 상태를 보인 단면도이다. 건조챔버(150)에는 기판(W)의 출입을 위한 기판 출입용 도어(156)가 형성되며, 기판 출입용 도어(156)는 건조챔버(150)에 형성된 개구부(157)를 개폐한다. 이 때, 기판 출입용 도어(156) 및 개구부(157)는 건조챔버(150)의 측벽면에 형성되는 것이 바람직하다.
기판(W)의 세정 및 건조를 위해 기판(W)은 기판 출입용 도어(156) 및 개구부(157)를 통해 건조챔버(150) 내부로 로딩된다(도 3의 점선 표시 부분 참조). 기판(W)이 로딩될 때, 건조챔버(150)에 형성된 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)는 건조챔버(150)의 측벽면 가까이까지 후퇴하여, 기판(W)과 건조물질 공급부(180)가 충돌하는 것을 방지하게 된다. 건조물질 공급부(180)에 대한 좀더 자세한 설명은 후술하도록 한다.
이와 같이 기판(W)이 건조챔버(150)에 최초로 로딩됨으로써 기판의 세정 및 건조 공정이 시작될 수 있다. 다음으로, 세정을 위해 기판(W)은 건조챔버(150)에서 세정챔버(130)로 전달된다.
도 4를 참조하면, 기판(W)을 세정하기 위해 기판(W)은 세정챔버(130)의 내부에 로딩된다. 여기서, 기판(W)은 세정챔버(130)의 높이 방향을 따라 위에서부터 아래로 내려오면서 세정된다.
기판(W) 세정을 위해 제1개구부(131)에는 제1 또는 제2공급부(171,173)가 위치하거나, 제3공급부(175)가 위치할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 3 내지 도 5에는 제1공급부(171)만 도시하였다.
이 때, 제1약액이 공급되는 상태에서의 기판(W)의 위치, 제2약액이 공급되는 상태에서의 기판(W)의 위치 및 초순수가 공급되는 상태에서의 기판(W)의 위치는 서로 다르다. 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)에서는 제1약액 공급시 기판(W)이 가장 높은 위치에 있으며, 제2약액 공급시 기판(W)은 가운데 정도의 높이에 위치하고, 초순수 공급시 기판(W)은 최하부에 위치하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제1약액 공급시 기판(W)은 세정챔버(130)의 제1개구부(131)로부터 가장 가까이 위치하고, 초순수 공급시 기판(W)은 세정챔버(130)의 제1개구부(131)로부터 가장 멀리 위치하며, 제2약액 공급시 기판(W)은 제1약액 공급시 기판(W)의 위치와 초순수 공급시 기판(W)의 위치 사이에 위치하게 된다.
이와 같이, 기판(W)이 하강함에 따라 제1공급부(171)의 노즐부(172)도 기판(W)을 따라 하강하면서 세정물질을 기판(W)의 처리면으로 공급하게 된다.
한편, 사용된 제1 및 제2약액 그리고 초순수는 재사용 등을 위해 회수되는데 이를 위해 세정챔버(130)의 측벽 내면에는 세정물질 회수부(140)가 형성되어 있다.
즉, 세정챔버(130)의 내측벽면에 상하로 중첩되도록 세정물질 회수부(140)가 형성된다. 예를 들면, 세정물질 회수부(140)는 가장 상부에 형성되어 제1약액을 회수하는 제1회수부(142), 제1회수부(142)의 아래에 형성되어 제2약액을 회수하는 제2회수부(144) 및 제2회수부(144)의 아래 즉, 가장 하부에 형성되어 초순수를 회수하는 제3회수부(146)를 포함할 수 있다. 여기서, 세정물질 회수부(140)에는 앞서 언급한 회수 라인(148,149)이 연결되고, 회수 라인(148,149)은 처리액 재생부 (미도시)에 연결될 수 있다.
세정 공정시, 기판(W)은 각각의 회수부(142,144,146)에 상응하는 위치에서 각각의 세정물질을 공급받게 된다. 즉, 제1약액이 공급되는 경우에 기판(W)은 제1회수부(142)가 형성된 높이와 거의 동일한 높이에서 제1약액을 공급받게 된다. 제2약액이 공급되는 경우에 기판(W)은 제2회수부(144)가 형성된 높이와 거의 동일한 높이에서 제2약액을 공급받게 된다. 초순수가 공급되는 경우에 기판(W)은 제3회수부(146)가 형성된 높이와 거의 동일한 높이에서 초순수를 공급받게 된다. 이와 같이, 각각의 회수부(142,144,146)에 상응하는 위치에 기판(W)이 있는 상태에서 세정물질을 공급함으로써, 각각의 세정물질을 분리하여 회수하는 것이 가능하고 세정물질을 재사용할 수 있다. 이 때, 회수부의 수는 회수하고자 하는 세정물질의 수에 따라 적절하게 변경할 수 있다.
여기서, 제3회수부(146)가 가장 하부에 제공되는 것이 바람직한데, 이와 같이 구성함으로써 초순수가 다른 회수부로 흘러 들어 가는 것을 확실히 방지할 수 있다.
한편, 기판(W)은 세정챔버(130) 내부의 높이 방향을 따라 직선 운동하며, 세정 공정 중에는 고속으로 회전하게 되는데 이를 위해, 세정챔버(130)의 가운데 부분을 관통하여 지지부재(120)가 제공된다.
지지부재(120)는 기판(W)이 안착되는 스핀척(121), 스핀척(121)을 회전시키는 구동축(123)을 포함하며, 구동축(123)의 하단에는 구동축(123)을 회전시키고 직선으로 움직이게 하는 구동부(125)가 구비된다. 스핀척(121)에는 기판(W)을 고정 하기 위한 척킹핀(미도시)이 구비된다.
기판(W)의 세정은 세정챔버(130)의 제1개구부(131)가 개방된 상태로 진행되며, 세정이 완료된 기판(130)은 세정챔버(130)의 하부에 별도로 제공된 건조챔버(150)로 전달된다. 즉, 스핀척(121) 및 구동축(123)이 아래쪽으로 하강함으로써 기판(W)이 건조챔버(150) 내부에 로딩될 수 있다. 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)는 스핀척(121)을 감싸는 형태를 가진다.
한편, 세정챔버(130)의 하부에는 세정챔버(130)로부터 기판(W)을 언로딩하기 위한 제2개구부(133)가 형성되어 있으며, 제2개구부(133)에는 제2개구부(133)를 개폐하기 위한 제1 도어(135)가 구비된다.
세정챔버(130)의 하부에는 밀폐형 건조 챔버인 건조챔버(150)가 구비된다. 이 때, 제1 도어(135)와 마주 보는 건조챔버(150)의 상부에는 제3개구부(152)가 구비되고, 이는 제2도어(151)에 의해 개폐된다. 이와 같이, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)를 분리하는 도어가 2개(135,151) 구비될 수 있다. 이 경우에, 앞서 도 2에서 설명한 제2도어(151)는 건조챔버(150) 측에 구비된 제2도어(151)가 될 것이다.
이와 같이, 세정챔버(130)와 건조챔버(150)에 각각 도어(135,151)를 형성함으로써, 건조챔버(150)의 밀폐성능을 높일 수 있다. 즉, 세정이 완료된 기판(W)이 세정챔버(130)에서 건조챔버(150)로 전달되는 과정에 세정챔버(130) 내부에 존재하는 외부 기체 등이 건조챔버(150)로 유입되는 것을 보다 확실히 막을 수 있다.
만약, 도어가 1개라면, 도어가 열려 있는 상태로 기판(W)이 세정챔버(130)에 서 건조챔버(150)로 전달되기 때문에 열려 있는 도어를 통해 세정챔버(130) 내에 있던 외부 기체 등이 건조챔버(150)로 유입되어 건조효율을 떨어뜨릴 수 있다.
그러나, 도어가 2개인 경우에는 건조챔버(150)로 외부 기체 등이 유입되는 것을 보다 확실히 막을 수 있다. 우선 기판(W)이 세정챔버(130)를 벗어났으나 건조챔버(150)로 유입되기 전에는 세정챔버(130) 측의 제1도어(135)만 열려 있고 건조챔버(150) 측의 제2도어(151)는 여전히 닫혀 있게 된다. 그 후 기판(W)이 대략 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 있게 되면 제1 도어(135)가 닫히고 그 다음으로 제2도어(151)가 열려 기판(W)이 건조챔버(150)로 로딩된다. 이러한 작동 순서에 따를 경우에는 세정챔버(130)의 외부 기체가 건조챔버(150)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도어가 2개인 경우에 제1 도어(135)를 개폐하기 위한 기판 출입용 도어개폐수단(미도시)이 구비되며, 그 구성은 앞서 도 2에서 설명한 도어개폐수단(153)의 구성과 동일한 것이 바람직하다. 이 때, 제1 및 제2도어(135,151)는 동일한 제어부(미도시)에 의해 서로 연동되도록 개폐될 수 있다. 이와 같이, 세정을 위한 챔버와 건조를 위한 챔버를 별도로 구비함으로써 어느 하나의 챔버만을 교환하더라도 전체 시스템을 유지할 수 있기 때문에 매엽식 기판 처리 장치의 유지 보수 편의성을 높일 수도 있다.
또한, 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)가 일체로 형성될 수도 있는데, 이 경우에는 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 1개의 도어만 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상부가 개방된 세정챔버(130)와 별개의 부품으로 건조챔버(150)를 형성 하고 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 도어(135,151)를 구비하여 양자를 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 부품으로 된 공정 챔버 또는 하우징 내에 공간을 구획하여 세정챔버(130) 및 건조챔버(150)를 형성할 수도 있다. 이 때, 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에는 스핀척(121)이 세정챔버 또는 건조챔버 내에서 직선 운동할 수 있도록 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 하나의 도어를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 세정챔버와 건조챔버를 하나의 부품으로 일체 형성함으로써 매엽식 기판 처리 장치의 구성을 단순화할 수 있으며, 생산성을 높일 수도 있다.
즉, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치는 스핀척(121)이 통과하도록 세정챔버(130)에 형성된 제1도어(135) 또는 스핀척(121)이 통과할 수 있도록 건조챔버(150)에 형성된 제2도어(151) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구동축(123)과 도어(135,151)의 접촉면에는 밀봉을 위한 실링수단(미도시) 또는 베어링 수단(미도시)이 형성될 수도 있다.
한편, 건조챔버(150)의 내측 벽면에는 이소프로필 알코올 등을 공급하는 건조물질 공급부(180)가 제공되는데, 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)는 기판(W)의 처리면으로 건조물질을 공급할 수 있도록 건조챔버(150)의 내부로 연장되어 있다. 이 때, 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)는 건조챔버(150)의 중심을 향하여 전진 또는 후퇴할 수 있다. 즉, 건조물질 공급부(180)의 노즐부(181)가 건조챔버(150)의 중심을 향하여 전진/후퇴함으로써, 세정챔버(130)에서 건조챔버(150)로 기판(W)이 전달되거나 기판 출입용 도어(156)를 통해 건조챔버(150)로 기판(W)이 로딩될 때, 기판(W) 또는 스핀척(121)과 노즐부(181)가 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
세정이 완료된 기판(W)은 도 5에 도시된 것처럼 건조를 위해 건조챔버(150)로 다시 전달된다.
세정챔버(130)에서 건조챔버(150)로 기판(W)을 전달하는 과정에 세정챔버(130)의 분위기에 건조챔버(150)가 노출되는 것을 방지하기 위해 세정챔버(130)와 건조챔버(150) 사이에 제공된 제1 도어(135) 또는 제2도어(151) 중 적어도 하나를 개폐하여 건조챔버(150)의 밀폐상태를 유지하게 된다.
기판(W)이 건조챔버(150) 내에서 건조 위치에 있게 되면 건조챔버(150)의 측벽 근처에 있던 건조물질 공급부(180)가 건조챔버(150)의 중심을 향하여 전진하게 되고, 노즐부(181)가 대략 기판(W)의 처리면 중앙에 위치할 때까지 건조물질 공급부(180)는 전진한다. 그 이후 노즐부(181)를 통해 이소프로필 알코올 등 건조물질이 기판(W)의 처리면을 향해 분사된다.
건조챔버(150)의 하부에는 이소프로필 알코올 등 건조물질을 회수하기 위한 건조물질 회수부(190)가 제공된다. 여기서, 건조챔버(150)는 스테인레스 스틸(SUS) 재질로 형성되며, 밀폐되어 있기 때문에 외부 기체가 건조 과정에 영향을 줄 수 없다.
이와 같이 건조챔버(150)를 밀폐형으로 구성하고 세정챔버(130)와 별도로 구비함으로써 건조 공정시에 기판(W)의 처리면에 묻은 초순수(DIW) 표면에 이소프로필 알코올의 계면이 고르게 형성될 수 있기 때문에 건조 효율이 향상되며, 건조챔 버(150)의 재질이 스테인레스 스틸이기 때문에 기판(W)이 고속 회전하더라도 정전기에 의한 악영향을 방지할 수 있다.
또한, 이소프로필 알코올 등 건조물질을 회수하기 위한 건조물질 회수부(190,192)가 건조챔버(150)의 하부에 형성되어 있기 때문에 기판(W)이 저속으로 회전하더라도 이소프로필 알코올이 엉뚱한 곳으로 회수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판(W)이 저속으로 회전하는 경우에 이소프로필 알코올이 척킹핀(미도시)을 타고 흘러 내릴 수 있는데, 이러한 경우에도 건조물질 회수부(190,192)를 통해 회수되기 때문에 이소프로필 알코올이 잘못된 회수부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 건조 공정을 마친 기판(W)은 다음 공정을 위해 기판 출입용 도어(156)를 통해 건조챔버(150)로부터 최종적으로 언로딩된다. 건조가 완료된 후에 다시 세정챔버(130)의 개구부(131)를 통해 기판(W)을 언로딩한다면, 세정챔버(130)의 분위기에 의해 형성된 케미칼 흄(chemical fume) 내지 오염물에 의해 기판(W)에 다시 오염될 수 있다.
따라서, 건조챔버(150)에 기판(W)의 출입을 위한 기판 출입용 도어(156)를 형성하여 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.
기판(W)이 건조챔버(150)에 로딩되고 세정챔버(130)로 전달된 후 다시 건조챔버(W)를 통해 언로딩되는 과정에 있어, 제1도어(135) 또는 제2도어(151) 중 적어도 어느 하나와 기판 출입용 도어(156)는 각각 시간 차이를 두고 개폐되는 것이 바람직하다. 즉, 먼저 기판 출입용 도어(156)가 개폐된 후 제1도어(135) 또는 제2도 어(151)가 개폐됨으로써, 외기 또는 세정챔버 내부의 분위기가 건조챔버(150)로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 기판 출입용 도어(156)는 건조물질 공급부(180)와 스핀척(121)의 최저 위치 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 기판 출입용 도어(156)는 건조물질 공급부(180)의 최하단 내지 노즐부(181)의 끝단과 건조챔버(150) 내에서 가장 하부에 위치하는 스핀척(121) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 만약, 기판 출입용 도어(156)가 이와 같은 위치 보다 더 높은 곳에 있으면 로딩 과정에 기판(W)과 건조물질 공급부(180)와 충돌하며, 더 낮은 곳에 있으며 스핀척(121)과 기판(W)이 충돌할 수 있다. 따라서, 이러한 충돌을 방지하기 위해서는 기판 출입용 도어(156)는 건조물질 공급부(180)와 스핀척(121) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 좀더 정확하게 말하면, 기판 출입용 도어(156)의 위치 내지 형성 높이가 건조물질 공급부(180)가 설치된 높이와 스핀척(121)이 최저 위치에 있을 때의 높이 사이인 것이 바람직하다.
한편, 기판 출입용 도어(156)는 건조챔버(150) 내에서 스핀척(121)이 가장 낮은 위치에 있는 상태에서 기판(W)이 스핀척(121)에 안착될 수 있는 위치에 형성될 수도 있다. 이로 인해, 기판(W)을 스핀척(121)에 로딩하기 위해 스핀척(121)을 승강해야 하는 것을 줄일 수 있고, 생산성을 높일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치(100)를 작동에 대해서 설명한다.
건조챔버(150)의 기판 출입용 도어(156)를 개방하여 건조챔버(150) 내부로 기판(W)이 로딩된다. 이 때, 건조물질 공급부(180)는 건조챔버(150)의 측벽면 가까이로 후퇴한 상태이다. 로딩된 기판(W)은 건조챔버(150) 내에서 대략 가장 낮은 지점에 있는 스핀척(121)에 안착된다. 기판(W)이 안착된 스핀척(121)은 세정으로 위해 세정챔버(130)의 상부까지 상승한다. 이 때, 제1도어(135) 또는 제2도어(151)가 개방되고, 스핀척(121)이 세정챔버(130)에 들어간 후 닫히게 된다.
세정챔버(130)에서 세정이 완료된 기판(W)은 스핀척(121)에 안착된 상태로 건조챔버(150)로 전달된다. 이 때, 기판(W)이 제1도어(135)를 통과하자 마자 제1도어(135)가 먼저 닫히고 제2도어(151)가 열려서 기판(W)이 건조챔버(150)에 유입될 수 있다. 즉, 제1도어(135)가 닫힌 후 제2도어(151)를 개방함으로써 세정챔버(130)의 분위기에 건조챔버(150)가 노출되는 것을 방지할 수 있고 건조챔버(150)의 밀폐상태를 유지할 수 있다.
건조챔버(150)에서 건조가 완료된 기판(W)은 건조챔버(150)의 측벽면에 형성된 기판 출입용 도어(156)를 통해 최종적으로 언로딩된다.
지금까지 설명한 매엽식 기판 처리 장치는 다양한 관점에서 파악될 수 있는 본 발명의 기술 사상 또는 본 발명에 대한 최소한의 기술로서 이해되어야 하고, 본 발명을 제한하는 경계로서 이해되어서는 아니 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 세정챔버 및 건조챔버가 분리된 상태를 도시한 사시도,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면으로서,
도 3은 기판이 건조챔버로 기판이 로딩되는 상태를 도시한 개략 단면도,
도 4는 기판이 세정챔버에서 세정되는 상태를 도시한 개략 단면도,
도 5는 기판이 건조챔버에서 건조되는 상태를 도시한 개략 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100：매엽식 기판 처리 장치 120: 지지부재
130：세정챔버 135: 제1도어
140: 세정물질 회수부 150: 건조챔버
151: 제2도어 156: 기판 출입용 도어
170: 세정물질 공급부 180: 건조물질 공급부
W: 기판

Claims (7)

  1. 기판의 불순물을 제거하는 매엽식 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판을 세정하는 세정챔버;
    상기 세정챔버의 일측에 구비되어 세정이 완료된 상기 기판을 건조하며, 상기 기판의 출입을 위한 기판 출입용 도어를 포함하는 건조챔버;
    상기 기판이 놓여지며, 상기 세정챔버 또는 상기 건조챔버 내에서 회전 및 직선 운동을 하는 스핀척; 및
    상기 세정챔버와 상기 건조챔버의 사이에 형성되어 상기 스핀척이 직선 운동하도록 개폐되거나 상기 기판 건조시, 상기 건조챔버를 밀폐시키는 도어;
    를 포함하는 매엽식 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 출입용 도어는 상기 건조챔버의 측벽에 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스핀척이 통과하도록 상기 세정챔버에 형성된 제1도어 및 상기 스핀척이 통과하도록 상기 건조챔버에 형성된 제2도어 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 제1도어 및 상기 제2도어 중 적어도 어느 하나와 상기 기판 출입용 도 어는 시간차를 두고 개폐되는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 건조챔버에는 건조물질 공급부가 제공되고, 상기 기판 출입용 도어는 상기 건조물질 공급부와 상기 스핀척의 최저 위치 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 건조물질 공급부는 상기 건조챔버의 중심을 향해 전진 또는 후퇴하는 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기판 출입용 도어는 상기 스핀척이 최저 위치에 있는 상태에서 상기 기판이 상기 스핀척에 안착될 수 있는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조챔버는 스테인레스 스틸로 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 기판 처리 장치.
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