KR20130025135A

KR20130025135A - 기판처리장치

Info

Publication number: KR20130025135A
Application number: KR1020110088488A
Authority: KR
Inventors: 최효조
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-03-11
Also published as: KR101794093B1

Abstract

본 발명의 실시예는 기판 상에 약액을 공급하여 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 제1방향을 따라 이동가능하며, 그 길이방향이 제2방향으로 배치되고, 기판 상으로 약액을 공급하는 슬릿 노즐, 그리고 제2방향을 따라 슬릿 노즐의 평탄도를 측정하는 감지 유닛을 포함하되, 감지 유닛은 그 길이방향이 제2방향을 따라 배치되는 이송 레일 및 이송 레일에 결합되고, 이송 레일의 길이방향을 따라 직선 이동 가능한 센서를 포함한다. 이로 인해 토출구가 형성된 슬릿 노즐의 일면 전체에 대한 평탄도를 측정할 수 있다.

Description

기판처리장치{Apparatus for treating substrate}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 약액을 공급하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.

반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판 상으로 약액을 공급하는 포토리소그라피, 식각, 이온주입, 증착 그리고 세정의 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들은 기판 상으로 약액을 보다 빠르게 공급하고자, 기판의 폭과 동일하거나 이보다 큰 길이방향을 가지는 슬릿 노즐을 통해 약액을 기판으로 공급한다.

그러나 슬릿 노즐을 이용하여 약액을 공급하는 경우, 슬릿 노즐의 양 끝단 간에 단차가 발생하고, 토출구가 형성된 슬릿 노즐의 일면의 평탄도가 수평하게 배치되지 않아 약액을 균일하게 공급할 수 없다.

이를 해결하기 위해 슬릿 노즐의 양 끝단의 높이 간의 차이를 감지할 수 있는 센서(740)를 각각 고정 설치하였다. 그러나 슬릿 노즐의 양 끝단이 동일한 높이를 가질지라도, 토출구가 형성된 슬릿 노즐의 일면은 평평하게 제공되지 않을 수 있으며, 이로 인해 슬릿 노즐은 약액을 균일하게 공급할 수 없다.

선행발명: 한국공개특허 10-2011-0061186호

본 발명의 실시예는 토출구가 형성된 슬릿 노즐의 일면 전체에 대한 평탄도를 측정할 수 있는 기판처리장치를 제공한다.

본 발명의 실시예는 기판 상에 약액을 공급하여 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 기판이 안착되는 지지 플레이트, 제1방향을 따라 이동가능하며, 그 길이방향이 제2방향으로 배치되고, 상기 기판 상으로 약액을 공급하는 슬릿 노즐, 그리고 상기 제2방향을 따라 상기 슬릿 노즐의 평탄도를 측정하는 감지 유닛을 포함하되, 상기 감지 유닛은 그 길이방향이 제2방향을 따라 배치되는 이송 레일 및 상기 이송 레일에 결합되고, 상기 이송 레일의 길이방향을 따라 직선 이동 가능한 센서를 포함한다.

상기 센서는 복수 개가 제공될 수 있다. 상기 제1방향을 향해 상기 지지 플레이트와 이격되게 배치되고, 상기 슬릿 노즐을 세정하는 세정 유닛을 더 포함하되, 상기 감지유닛은 상기 세정 유닛과 상기 지지 플레이트의 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 토출구가 형성된 슬릿 노즐의 일면 전체에 대한 평탄도를 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 세정 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 예비 토출 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1의 감지 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4는 감지 유닛을 보여주는 단면도이다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 기판처리장치(10)는 베이스(100), 지지 플레이트(200), 슬릿 노즐(300), 구동 유닛(400), 세정 유닛(500), 예비 토출 유닛(600), 그리고 감지 유닛(700)을 가진다.

베이스(100)는 일정 높이를 가지고 상면이 평평하게 제공된다. 베이스(100)의 상면에는 지지 플레이트(200), 감지 유닛(700), 예비 토출 유닛(600), 그리고 세정 유닛(500)이 제1방향(I)을 따라 순차적으로 배치된다. 지지 플레이트(200)의 상면에는 기판(S)이 놓인다. 지지 플레이트(200)는 직사각의 판 형상을 가진다. 지지 플레이트(200)의 상면에는 복수의 홀들이 형성된다. 각각의 홀에는 진공압이 제공되어 기판(S)을 진공흡착 할 수 있다.

슬릿 노즐(300)은 기판(S) 상으로 약액을 공급한다. 슬릿 노즐(300)은 상부에서 바라볼 때 제1방향과 수직한 제2방향(II)으로 길게 연장된다. 슬릿 노즐(300)은 대체로 기판(S)의 폭과 유사한 길이를 갖는다. 슬릿 노즐(300)은 기판(S)과 대향되는 하단부에 약액을 토출하는 토출구(302)를 가진다. 토출구(302)는 슬릿 노즐(300)의 길이방향을 따라 슬릿(slit) 형상을 가진다. 슬릿 노즐(300)은 지지 플레이트(200)의 상부에서 제1방향으로 스캔 이동하며 기판(S) 상으로 일정량의 약액을 토출하고, 기판(S) 전체에 약액을 균일하게 도포한다. 예컨대, 약액은 포토레지스트와 같은 감광액일 수 있다.

구동 유닛(400)은 슬릿 노즐(300)을 제1방향으로 이동시킨다. 또한 구동 유닛(400)은 슬릿 노즐(300)을 제1방향 및 제2방향에 수직한 제3방향으로 이동시킨다. 구동 유닛(400)은 프레임(320), 수직 구동기(340), 그리고 수평 구동기(360)를 가진다.

프레임(320)은 수평 지지대(322) 및 지지축(326)을 가진다. 수평지지대는 그 길이방향이 제2방향을 향하도록 베이스(100)의 상부에 위치된다. 수평지지대의 양 끝단 저면에는 지지축(326)이 설치된다. 지지축(326)은 수평 지지대(322)를 지지한다.

수직 구동기(340)는 브라켓(342), 수직 가이드 레일(346), 그리고 구동기(348)를 가진다. 브라켓(342)은 슬릿 노즐(300)을 지지한다. 브라켓(342)은 슬릿 노즐(300)의 일측면에 고정 설치된다. 수직 가이드 레일(346)은 제1방향을 향하는 수평 지지대(322)의 측면에 설치된다. 수직 가이드 레일(346)은 수평 지지대(322)의 길이방향을 따라 설치된다. 브라켓(342)은 수직 가이드 레일(346)의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하도록 설치된다. 구동기(348)는 수직 가이드 레일(346)에 설치된 브라켓(342)을 제3방향으로 직선 이동시킨다. 예컨대 구동기(348)는 모터일 수 있다.

수평 구동기(360)는 수평 가이드 레일(362), 브라켓(366), 그리고 구동기(미도시)를 가진다. 수평 가이드 레일(362)은 그 길이방향이 제1방향을 향하도록 지지 플레이트(200)를 중심으로 베이스(100)의 상면 양측 가장자리에 각각 설치된다. 브라켓(366)은 지지축(326)을 지지한 채로 각각의 수평 가이드 레일(362)에 설치된다. 구동기(미도시)는 브라켓(366)을 제1방향으로 직선 이동시킨다. 예컨대 구동기(미도시)는 모터일 수 있다.

세정 유닛(500)은 슬릿 노즐(300)의 토출구(302)에 잔류하는 약액이 경화되거나 고착되는 것을 방지한다. 도 2는 도 1의 세정 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 세정 유닛(500)은 제 1 세정액(540)을 이용하여 슬릿 노즐(300)을 세정한다. 세정 유닛(500)은 제 1 배스(520)를 가진다. 제 1 배스(520)는 그 길이방향이 제2방향을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 제 1 배스(520)는 상부가 개방되고, 슬릿 노즐(300)의 길이와 대응되는 길이로 연장된다. 제 1 배스(520)의 내부에는 제 1 세정액(540)이 수용된다. 예컨대 제 1 세정액(540)은 휘발성을 가지는 신나(thinner)일 수 있다. 제 1 배스(520)의 내부는 제 1 세정액(540)이 휘발되어 그 내부를 제 1 세정액(540) 분위기로 형성한다. 슬릿 노즐(300)의 토출구(302)가 제 1 배스(520)의 내부에 위치되면, 제 1 세정액(540) 분위기에 의해 슬릿 노즐(300)의 토출구(302)에 잔류하는 약액이 경화되거나 고착되는 것을 방지할 수 있다.

예비 토출 유닛(600)은 슬릿 노즐(300)이 기판(S)으로 약액을 공급하기 전, 슬릿 노즐(300)을 예비 토출하여 약액의 토출 압력을 균일하게 유지시킨다. 도 3은 도 1의 예비 토출 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 예비 토출 유닛(600)은 제 2 배스(620), 롤러(640), 그리고 블래이드(680)를 가진다. 제 2 배스(620)는 그 길이 방향이 제2방향을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 제 2 배스(620)는 상부가 개방되고, 슬릿 노즐(300)의 길이에 대응되는 길이로 연장된다. 제 2 배스(620)의 내부에는 제 2 세정액(660)이 수용된다. 예컨대, 제 2 세정액(660)은 포토 레지스트와 같은 약액을 제거하기 위한 솔벤트일 수 있다. 롤러(640)는 제 2 배스(620)의 내부에서 제2방향과 평행한 방향을 축으로 회전 가능하도록 설치된다. 롤러(640)의 상부영역은 제 2 세정액(660)의 수면 위로 돌출되도록 배치된다. 롤러(640)의 회전에 의해 롤러(640)의 상부영역에는 슬릿 노즐(300)로부터 예비 토출된 미세량의 약액이 부착될지라도 롤러(640)의 하부 영역으로 이동되어 롤러(640)의 상부영역은 세정된 상태를 유지한다. 롤러(640)의 측부에는 블래이드(680)가 설치된다. 블래이드(680)는 롤러(640)와 접촉된 상태를 유지한다. 블래이드(680)는 롤러(640)에 부착된 약액을 제거한다.

감지 유닛(700)은 토출구(302)가 형성된 슬릿 노즐(300)의 저면 전체의 평탄도를 측정한다. 도 4는 도 1의 감지 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4는 감지 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 감지 유닛(700)은 이송 레일(720) 및 센서(740)를 가진다. 이송 레일(720)은 그 길이방향이 제2방향을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 이송 레일(720)은 슬릿 노즐(300)의 길이와 대응되는 길이로 연장된다. 센서(740)는 슬릿 노즐(300)의 저면의 평탄도를 측정한다. 센서(740)는 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 센서(740)는 2 개로 제공될 수 있다. 센서(740)는 이송 레일(720)의 양측에 설치된다. 센서(740)의 내부에는 이송 레일(720)을 따라 제2방향으로 직선 이동 가능하도록 이송 레일(720)에 설치된다. 센서(740)는 슬릿 노즐(300)의 저면과 접촉되어 그 가압되는 압력에 따라 저면의 평탄도를 측정한다. 센서(740)는 구동기(미도시)에 의해 직선 이동된다. 예컨대, 구동기(미도시)는 이송 레일(720)에 설치된 모터 또는 센서(740)에 내장된 리니어 모터일 수 있다. 이와 달리 센서(740)로는 광소자가 사용될 수 있다. 센서(740)는 슬릿 노즐(300)과 비접촉된 상태에서 광을 발광하여 슬릿 노즐(300)의 일면에 대한 평탄도를 측정할 수 있다.

다음은 상술한 본 발명의 감지 유닛(700)을 이용하여 슬릿 노즐(300)의 평탄도를 측정하는 과정을 설명한다. 지지 플레이트(200)에 기판(S)이 놓이면, 세정 유닛(500)에서 공정 대기 중인 슬릿 노즐(300)은 예비 토출 유닛(600)으로 이동된다. 슬릿 노즐(300)은 예비 토출 유닛(600)에서 예비 토출하여 약액의 토출 압력을 균일하게 유지시킨다. 예비 토출이 완료되면, 슬릿 노즐(300)은 감지 유닛(700)의 상부로 이동된다. 슬릿 노즐(300)은 감지 유닛(700)의 센서(740)와 대향된 위치에서 하강된다. 토출구(302)가 형성된 슬릿 노즐(300)의 저면이 각각의 센서(740)에 접촉되면, 슬릿 노즐(300)은 정지된다. 이때 슬릿 노즐(300)의 저면의 양 끝단 중 일단은 센서(740)에 접촉되고, 타단이 센서(740)에 접촉되지 않을 경우, 슬릿 노즐(300)의 양 끝단이 서로 상이한 높이에 위치된 것으로 판단하여 공정을 중지하고, 슬릿 노즐(300)을 보정하거나 교체한다. 각각의 센서(740)는 이송 레일(720)의 중앙부와 가까워지는 방향으로 직선 이동된다. 센서(740)는 슬릿 노즐(300)의 저면과 접촉된 상태로 이동된다. 센서(740)가 직선 이동되는 중 센서(740)에 가압되는 압력이 기설정된 압력을 벗어날 경우, 슬릿 노즐(300)의 저면은 평탄하지 않다고 판단하여 공정을 중지하고, 슬릿 노즐(300)의 위치를 보정하거나 교체한다. 슬릿 노즐(300)의 1차 평탄도 측정이 완료되면, 슬릿 노즐(300)은 상부 방향으로 승강되어 지지 플레이트(200)의 일측 상부로 이동된다. 슬릿 노즐(300)은 제1방향으로 이동하면서 기판(S) 상으로 약액을 균일하게 도포한다. 도포 공정이 완료되면, 슬릿 노즐(300)은 상술한 바와 동일한 방법으로 감지 유닛(700)을 이용하여 슬릿 노즐(300)의 일면에 대한 2차 평탄도 측정이 수행된다. 슬릿 노즐(300)의 2차 평탄도 측정이 완료되면, 슬릿 노즐(300)은 제1세정부로 이동되어 세정 공정이 수행되고, 도포 공정이 수행되지 않은 기판(S)이 지지 플레이트(200)에 놓여지기 전까지 대기된다.

상술한 본 발명의 실시예와 달리, 감지 유닛(700)은 지지 플레이트(200)를 기준으로 세정 유닛(500)과 반대되는 지지 플레이트(200)의 타측에 배치될 수 있다.

또한 감지 유닛(700)에는 하나의 센서(740)가 제공될 수 있다. 하나의 센서(740)를 이용하여 슬릿 노즐(300)의 평탄도를 측정 시 센서(740)는 슬릿 노즐(300)의 일단에 접촉한 상태에서 이와 반대되는 타단까지 제2방향으로 직선 이동하여 그 평탄도를 측정할 수 있다.

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.

200: 지지 플레이트 300: 슬릿 노즐
700: 감지 유닛 720: 이송 레일
740: 센서

Claims

기판이 안착되는 지지 플레이트와;
제1방향을 따라 이동가능하며, 그 길이방향이 제2방향으로 배치되고, 상기 기판 상으로 약액을 공급하는 슬릿 노즐과;
상기 제2방향을 따라 상기 슬릿 노즐의 평탄도를 측정하는 감지 유닛을 포함하되;
상기 감지 유닛은,
그 길이방향이 제2방향을 따라 배치되는 이송 레일과;
상기 이송 레일에 결합되고, 상기 이송 레일의 길이방향을 따라 직선 이동 가능한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.