KR20120036491A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

기판 처리 장치는 스핀 헤드, 노즐 지지대, 복수의 노즐들, 제1 보울 및 제2 보울을 포함한다. 상기 노즐 지지대는 상기 스핀 헤드의 둘레에 배치된다. 상기 노즐들은 상기 노즐 지지를 관통하여 배치된다. 상기 제1 보울은 상기 노즐 지지대의 둘레에 배치되어 케미컬을 회수한다. 상기 제2 보울은 상기 노즐 지지대의 둘레에 배치되어 린스 액을 회수한다. 상기 제2 보울은 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울의 일단과 접촉하는 일단을 갖는다. 따라서, 케미컬 공정에 사용되는 케미컬이 제2 보울로 흘러 들어가서 상기 제2 보울이 오염되는 것을 방지할 수 있다

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 오염을 방지하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 집적 회로 소자 중의 하나인 반도체 소자는 실리콘(silicon)을 기초로 한 웨이퍼(wafer)와 같은 반도체 기판으로부터 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 수행하여 제조된다.

식각 공정 및 세정 공정에서, 기판 처리 장치는 기판을 회전시키면서 식각 공정 및 세정 공정에 따라 약액 및 가스를 기판에 분사한다. 식각 공정 및 세정 공정은 약액 및 가스를 분사하는 케미컬 공정 및 린스 액 및 건조 가스를 분사하는 린스 드라이 공정을 포함한다.

상기 케미컬 공정이 진행되는 동안에는 케미컬 보울이 상기 기판의 주변에 위치하여 토출되는 케미컬을 회수한다. 상기 린스 드라이 공정이 진행되는 동안에는 린스 드라이 보울이 상기 기판의 주변에 배치되어 토출되는 린스액 및 건조 가스를 회수한다.

상기 케미컬 공정 시에 미스트(mist) 형태로 분사되는 케미컬이 상기 린스 드라이 보울로 흘러 들어가 린스 드라이 보울이 오염되는 문제점이 있다. 또한, 상기 린스 드라이 보울이 오염되는 경우, 상기 린스 드라이 공정 시에 상기 기판이 오염되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 린스 드라이 보울 및 기판의 오염을 방지하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 스핀 헤드, 노즐 지지대, 복수의 노즐들, 제1 보울 및 제2 보울을 포함한다. 상기 노즐 지지대는 상기 스핀 헤드의 둘레에 배치된다. 상기 노즐들은 상기 노즐 지지를 관통하여 배치된다. 상기 제1 보울은 상기 노즐 지지대의 둘레에 배치되어 케미컬을 회수한다. 상기 제2 보울은 상기 노즐 지지대의 둘레에 배치되어 린스 액을 회수한다. 상기 제2 보울은 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울의 일단과 접촉하는 일단을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울 및 상기 제2 보울 사이가 완전히 차단되어, 상기 케미컬이 상기 제2 보울 내로 유입되지 않을 수 있다.

이와 같은 기판 처리 장치에 따르면, 케미컬 공정에 사용되는 케미컬이 린스 드라이 보울로 흘러 들어가서 상기 린스 드라이 보울이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 린스 드라이 보울이 오염되어 린스 드라이 공정 시에 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 케미컬 공정 시에 도 2의 제1 보울 및 제2 보울의 상단부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 케미컬 공정 시에 도 4의 제1 보울 및 제2 보울의 상단부를 나타내는 면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 스핀 헤드(100), 노즐 지지대(200), 복수의 노즐들(300), 제1 보울(400) 및 제2 보울(500)을 포함한다.

상기 스핀 헤드(100) 및 상기 노즐 지지대(200) 상에는 기판이 로딩된다. 상기 기판은 진공 흡착식으로 로딩될 수 있다.

상기 스핀 헤드(100)는 회전 축과 연결된다. 상기 스핀 헤드(100)는 상기 식각 및 세정 공정 시에 일정한 속도로 회전하면서 상기 로딩된 기판을 회전시킨다. 상기 스핀 헤드(100)는 원의 형상일 수 있다.

상기 노즐 지지대(200)는 상기 스핀 헤드(100)의 둘레에 배치된다. 상기 노즐 지지대(200)는 원의 형상일 수 있다. 상기 노즐 지지대(200)에는 상기 스핀 헤드(100)의 형상에 대응하는 개구가 형성될 수 있다.

상기 노즐들(300)은 상기 노즐 지지대(200)의 하면으로부터 상기 노즐 지지대(200)를 관통하여 상기 노즐 지지대(200)의 상면에 배치된다. 상기 노즐들(300)은 약액 및 가스를 상기 기판의 배면에 분사한다.

상기 노즐들(300)은 약액을 분사하는 제1 노즐들 및 가스를 분사하는 제2 노즐들을 포함할 수 있다. 상기 제1 노즐들은 약액을 공급하는 약액 공급부(미도시)에 연결된다. 상기 제2 노즐들은 가스를 공급하는 가스 공급부(미도시)에 연결된다.

상기 노즐들(300)에서 분사되는 약액 및 가스는 각각 분사될 수 있고, 상기 약액 및 가스는 동시에 분사되어 서로 혼합된 미스트(mist)의 형태를 이룰 수 있다.

예를 들어, 케미컬 공정 시에는 약액 및 가스가 동시에 분사되어 미스트 형태의 케미컬이 된다. 린스 드라이 공정 시에는 상기 제1 노즐들에서 초순수(Deionized Water; DIW)가 분사되어, 상기 기판을 세정하고, 그 후에 상기 제2 노즐들에서 건조 가스가 분사되어, 상기 기판을 건조시킬 수 있다.

상기 제1 보울(400)은 상기 노즐 지지대(200)의 둘레에 배치된다. 상기 제1 보울(400)은 상기 제1 보울(400)을 상승 및 하강시키는 제1 보울 구동부(미도시)에 연결되어, 공정에 따라 상승 및 하강한다.

예를 들어, 상기 제1 보울(400)은 상기 케미컬 공정 시에 상기 로딩된 기판보다 높은 위치까지 상승하여 상기 케미컬 공정에서 분사되는 케미컬을 회수한다. 상기 제1 보울(400)은 상기 케미컬 공정이 끝나면 다시 하강할 수 있다.

상기 제1 보울(400)은 원통 형상일 수 있다. 상기 제1 보울(400)은 일정한 직경을 갖는 바디부를 갖고, 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 상단부를 가질 수 있다.

상기 제1 보울(400)은 복수의 케미컬 보울들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보울(400)은 제1 케미컬 보울(410) 및 제2 케미컬 보울(420)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 케미컬 보울(410)은 일정한 직경을 갖는 제1 바디부 및 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 제1 상단부를 가질 수 있다. 상기 제2 케미컬 보울(420)은 일정한 직경을 갖는 제2 바디부 및 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 제2 상단부를 가질 수 있다.

상기 제1 케미컬 보울(410)은 상기 제2 케미컬 보울(420)을 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 케미컬 보울(410)의 바디부의 직경은 상기 제2 케미컬 보울(420)의 바디부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 동일 평면 상에서 상기 제1 케미컬 보울(410)의 상단부의 직경은 상기 제2 케미컬 보울(420)의 상단부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다.

상기 제1 보울(400)은 상기 제1 케미컬 보울(410)의 하단 및 상기 제2 케미컬 보울(420)의 하단을 연결하는 연결부(430)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 보울(400)은 2개의 케미컬 보울을 갖는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 보울(400)은 하나의 보울일 수 있고, 3개 이상의 보울들을 포함할 수 있다.

상기 제2 보울(500)은 상기 노즐 지지대(200)의 둘레에 배치된다. 상기 제2 보울(500)은 상기 제2 보울(500)을 상승 및 하강시키는 제2 보울 구동부(미도시)에 연결되어, 공정에 따라 상승 및 하강한다. 상기 제2 보울(500)은 상기 제1 보울(400)과 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 상기 제1 보울(400) 및 상기 제2 보울(500) 사이의 간격은 자유롭게 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 보울(500)은 상기 린스 드라이 공정 시에 상기 로딩된 기판보다 높은 위치까지 상승하여 상기 린스 드라이 공정에서 분사되는 린스 액 및 건조 가스를 회수한다. 상기 제2 보울(500)은 상기 린스 드라이 공정이 끝나면 다시 하강할 수 있다.

상기 제2 보울(500)은 원통 형상일 수 있다. 상기 제2 보울(500)은 일정한 직경을 갖는 바디부를 갖고, 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 상단부를 가질 수 있다.

상기 제2 보울(500)은 상기 제1 보울(400)을 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보울(500)의 바디부의 직경은 상기 제1 보울(400)의 바디부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 동일 평면 상에서 상기 제2 보울(500)의 상단부의 직경은 상기 제1 보울(400)의 상단부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다.

상기 제2 보울(500)의 상단은 상기 제1 보울(400)의 상단보다 높이 배치된다. 상기 케미컬 공정 시에는 상기 제1 보울(400)의 상단이 상기 제2 보울(500)의 상단을 향하도록 상기 제1 보울(400)이 상승한다. 상기 제2 보울(500)의 상단은 상기 제1 보울(400)의 상단과 접촉한다. 상기 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울(400) 및 상기 제2 보울(500) 사이는 완전히 차단되어, 상기 케미컬이 상기 제2 보울(500) 내로 유입되지 않는다.

상기 린스 드라이 공정시에는 상기 제1 보울(400)은 하강하고, 상기 제2 보울(500)이 상승하여, 상기 제1 보울(400) 및 상기 제2 보울(500)의 사이는 이격된다. 상기 이격 공간으로 상기 린스 액 및 상기 건조 가스가 회수된다.

도 3은 케미컬 공정 시에 도 2의 제1 보울 및 제2 보울의 상단부를 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울(400)은 상기 제2 보울(500)을 향하여 상승한다. 상기 제1 보울(400)의 상단부의 일단은 상기 제2 보울(500)의 상단부의 일단과 접촉한다.

상기 제1 보울(400)의 상단부의 일단은 상기 제2 보울(500)의 상단부의 일단을 향하여 연장되는 연장부(405)를 포함한다. 상기 케미컬 공정 시에 상기 연장부(405)에 의해 상기 제1 보울(400) 및 상기 제2 보울(500) 사이는 완전히 차단된다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 보울(400) 및 상기 제2 보울(500) 사이는 완전히 차단되므로 상기 케미컬이 상기 제2 보울(500) 내로 유입되지 않아, 상기 제2 보울(500)이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 린스 드라이 공정 시에 상기 제2 보울(500)로 유입된 케미컬에 의해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.

본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제1 보울(400A) 및 제2 보울(500A)의 형상을 제외하고는 도 1의 기판 처리 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 반복되는 설명은 생략한다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 스핀 헤드(100), 노즐 지지대(200), 복수의 노즐들(300), 상기 제1 보울(400A) 및 상기 제2 보울(500A)을 포함한다.

상기 제1 보울(400A)은 상기 노즐 지지대(200)의 둘레에 배치된다. 상기 제1 보울(400A)은 상기 제1 보울(400A)을 상승 및 하강시키는 제1 보울 구동부(미도시)에 연결되어, 공정에 따라 상승 및 하강한다.

예를 들어, 상기 제1 보울(400A)은 상기 케미컬 공정 시에 상기 로딩된 기판보다 높은 위치까지 상승하여 상기 케미컬 공정에서 분사되는 케미컬을 회수한다. 상기 제1 보울(400A)은 상기 케미컬 공정이 끝나면 다시 하강할 수 있다.

상기 제1 보울(400A)은 원통 형상일 수 있다. 상기 제1 보울(400A)은 일정한 직경을 갖는 바디부를 갖고, 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 상단부를 가질 수 있다.

상기 제1 보울(400A)은 복수의 케미컬 보울들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보울(400A)은 제1 케미컬 보울(410A) 및 제2 케미컬 보울(420)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 케미컬 보울(410A)은 일정한 직경을 갖는 제1 바디부 및 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 제1 상단부를 가질 수 있다. 상기 제2 케미컬 보울(420)은 일정한 직경을 갖는 제2 바디부 및 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 제2 상단부를 가질 수 있다.

상기 제1 케미컬 보울(410A)은 상기 제2 케미컬 보울(420)을 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 케미컬 보울(410A)의 바디부의 직경은 상기 제2 케미컬 보울(420)의 바디부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 동일 평면 상에서 상기 제1 케미컬 보울(410A)의 상단부의 직경은 상기 제2 케미컬 보울(420)의 상단부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다.

상기 제1 보울(400A)은 상기 제1 케미컬 보울(410A)의 하단 및 상기 제2 케미컬 보울(420)의 하단을 연결하는 연결부(430)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 보울(400A)은 2개의 케미컬 보울을 갖는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 보울(400A)은 하나의 보울일 수 있고, 3개 이상의 보울들을 포함할 수 있다.

상기 제2 보울(500A)은 상기 노즐 지지대(200)의 둘레에 배치된다. 상기 제2 보울(500A)은 상기 제2 보울(500A)을 상승 및 하강시키는 제2 보울 구동부(미도시)에 연결되어, 공정에 따라 상승 및 하강한다. 상기 제2 보울(500A)은 상기 제1 보울(400A)과 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 상기 제1 보울(400A) 및 상기 제2 보울(500A) 사이의 간격은 자유롭게 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 보울(500A)은 상기 린스 드라이 공정 시에 상기 로딩된 기판보다 높은 위치까지 상승하여 상기 린스 드라이 공정에서 분사되는 린스 액 및 건조 가스를 회수한다. 상기 제2 보울(500A)은 상기 린스 드라이 공정이 끝나면 다시 하강할 수 있다.

상기 제2 보울(500A)은 원통 형상일 수 있다. 상기 제2 보울(500A)은 일정한 직경을 갖는 바디부를 갖고, 상부로 갈수록 직경이 점점 좁아지는 상단부를 가질 수 있다.

상기 제2 보울(500A)은 상기 제1 보울(400A)을 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보울(500A)의 바디부의 직경은 상기 제1 보울(400A)의 바디부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 동일 평면 상에서 상기 제2 보울(500A)의 상단부의 직경은 상기 제1 보울(400A)의 상단부의 직경보다 큰 값을 가질 수 있다.

상기 제2 보울(500A)의 상단은 상기 제1 보울(400A)의 상단보다 높이 배치된다. 상기 케미컬 공정 시에는 상기 제1 보울(400A)의 상단이 상기 제2 보울(500A)의 상단을 향하도록 상기 제1 보울(400A)이 상승한다. 상기 제2 보울(500A)의 상단은 상기 제1 보울(400A)의 상단과 접촉한다. 상기 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울(400A) 및 상기 제2 보울(500A) 사이는 완전히 차단되어, 상기 케미컬이 상기 제2 보울(500A) 내로 유입되지 않는다.

상기 린스 드라이 공정시에는 상기 제1 보울(400A)은 하강하고, 상기 제2 보울(500A)이 상승하여, 상기 제1 보울(400A) 및 상기 제2 보울(500A)의 사이는 이격된다. 상기 이격 공간으로 상기 린스 액 및 상기 건조 가스가 회수된다.

도 5는 케미컬 공정 시에 도 4의 제1 보울 및 제2 보울의 상단부를 나타내는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울(400A)은 상기 제2 보울(500A)을 향하여 상승한다. 상기 제1 보울(400A)의 상단부의 일단은 상기 제2 보울(500A)의 상단부의 일단과 접촉한다.

상기 제2 보울(500A)의 상단부의 일단은 상기 제1 보울(400A)의 상단부의 일단을 향하여 연장되는 연장부(505)를 포함한다. 상기 케미컬 공정 시에 상기 연장부(505)에 의해 상기 제1 보울(400A) 및 상기 제2 보울(500A) 사이는 완전히 차단된다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 보울(400A) 및 상기 제2 보울(500A) 사이는 완전히 차단되므로 상기 케미컬이 상기 제2 보울(500A) 내로 유입되지 않아, 상기 제2 보울(500A)이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 린스 드라이 공정 시에 상기 제2 보울(500A)로 유입된 케미컬에 의해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 케미컬 공정에 사용되는 케미컬이 린스 드라이 보울로 흘러 들어가서 상기 린스 드라이 보울이 오염되는 것을 방지할 수 있고, 상기 린스 드라이 보울이 오염되어 린스 드라이 공정 시에 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

100: 스핀 헤드 200: 노즐 지지대
300: 노즐들 400, 400A: 제1 보울
500, 500A: 제2 보울

Claims (2)

1. 스핀 헤드;
   상기 스핀 헤드의 둘레에 배치되는 노즐 지지대;
   상기 노즐 지지대를 관통하여 배치되는 복수의 노즐들;
   상기 노즐 지지대의 둘레에 배치되어 케미컬을 회수하는 제1 보울; 및
   상기 노즐 지지대의 둘레에 배치되어 린스 액을 회수하고, 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울의 일단과 접촉하는 일단을 갖는 제2 보울을 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 케미컬 공정 시에 상기 제1 보울 및 상기 제2 보울 사이가 완전히 차단되어, 상기 케미컬이 상기 제2 보울 내로 유입되지 않는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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