KR20130090213A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 놓이는 스핀 헤드; 상기 기판에 처리액을 분사하는 약액 공급 노즐; 및 상기 스핀 헤드의 하부에 위치되어 상기 척핀으로 세정액을 분사하는 척핀 세정 노즐을 포함하고, 상기 스핀 헤드는, 기판이 위치되는 몸체; 상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되는 척 핀; 및 상기 척 핀의 하부와 연결되는 척 핀 이동 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은 기판 처리를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 공정 등에서 기판을 지지하며 회전 가능한 스핀 헤드를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 공정은 웨이퍼 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 식각하거나 세정하는 공정을 포함한다. 이와 같은 공정은 패턴 면이 위 또는 아래를 향하도록 웨이퍼를 스핀 헤드 상에 놓고, 스핀 헤드를 고속으로 회전시켜 웨이퍼 상에 황산 등과 같은 처리액을 공급함으로써 이루어진다. 스핀 헤드에는 회전 시 웨이퍼가 스핀 헤드의 측 방향으로 이동되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼의 측부를 지지하는 척 핀들이 설치된다. 공정이 수행되면 기판에 분사된 처리액은 척 핀이 설치된 스핀 헤드의 내부 공간으로 유입되어, 척 핀을 부식시킨다. 또한, 처리액으로 고온의 황산(약200℃)이 사용되는 경우, 척 핀이 열변형된다.
본 발명은 척 핀이 처리액에 의해 부식 또는 열변형되는 것을 방지하는 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 스핀 헤드가 열 변형되는 것을 방지하는 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 척 핀의 기능이 일정하게 유지되는 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 기판이 흄에 오염되는 것이 방지되는 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 놓이는 스핀 헤드; 상기 기판에 처리액을 분사하는 약액 공급 노즐; 및 상기 스핀 헤드의 하부에 위치되어 상기 척핀으로 세정액을 분사하는 척핀 세정 노즐을 포함하고, 상기 스핀 헤드는, 기판이 위치되는 몸체; 상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되는 척 핀; 및 상기 척 핀의 하부와 연결되는 척 핀 이동 유닛을 포함한다.
본 발명에 의하면, 척 핀이 부식 또는 열변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 스핀 헤드가 열 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 척 핀의 기능이 일정하게 유지된다.
또한, 본 발명에 의하면, 척 핀에 부착된 흄으로 인해 기판이 오염되는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 척 핀 및 용기의 내벽이 동시에 세정되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 용기를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 용기 내부를 보여주는 종방향으로 절단된 용기의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스핀 헤드의 평면도이다.
도 5는 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드의 단면도이다.
도 6은 도 5의 Z부분의 확대도이다.
도 7은 도 6의 척 핀 세정 노즐에서 세정액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 척 핀 세정 노즐의 사시도이다.
도 9는 도 8의 척 핀 세정 노즐이 A위치에 있을 때 세정액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8의 척 핀 세정 노즐이 B 위치에 있을 때 세정액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
아래의 실시예에서는 약액, 린스액, 그리고 건조가스를 사용하여 기판(W)을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 기판(W)을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 유체 공급 유닛(10), 용기(20), 승강 유닛(30), 그리고 스핀 헤드(40)를 가진다.
유체 공급 유닛(10)은 기판 처리를 위한 처리액이나 처리 가스를 기판(W)으로 공급한다. 스핀 헤드(40)는 공정진행시 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 회전시킨다. 용기(20)는 공정에 사용된 약액 및 공정시 발생됨 흄(fume)이 외부로 튀거나 유출되는 것을 방지한다. 승강 유닛(30)은 스핀 헤드(40) 또는 용기(20)를 상하로 승강시키며, 용기(20) 내에서 용기(20)와 스핀 헤드(40) 간의 상대 높이를 변화시킨다.
유체 공급 유닛(10)은 상부 노즐 부재(100a)와 후술할 노즐 부재를 가진다. 상부 노즐 부재(100a)는 스핀헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상면으로 처리액이나 처리 가스를 공급하고, 하부 노즐 부재는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 하면으로 처리액이나 처리 가스를 공급한다. 기판(W)은 스핀 헤드(40)의 상부면으로부터 일정 거리 이격되도록 스핀 헤드(40) 상에 놓이며, 하부 노즐 부재는 스핀 헤드(40)와 기판(W) 사이의 공간으로 처리액이나 처리 가스를 공급한다.
상부 노즐 부재(100a)는 약액 공급 노즐(120a), 린스액 공급 노즐(140a), 그리고 건조 가스 공급 노즐(160a)을 가진다. 약액 공급 노즐(120a)은 복수의 종류의 약액들을 기판(W)으로 공급한다. 약액 공급 노즐(120a)은 복수의 분사기들(121), 지지 바(122), 그리고 바 이동기(125)를 가진다. 분사기들(121)은 용기(20)의 일측에 배치된다. 분사기(121)는 약액 저장부(미도시)와 연결되어 약액 저장부로부터 약액을 공급받는다. 각각의 분사기(121)는 서로 상이한 종류의 약액을 저장하는 약액 저장부와 연결된다. 분사기들(121)은 일방향으로 나란하게 배치된다. 각각의 분사기(121)는 상부로 돌출된 돌기(121a)를 가지고, 돌기(121a)의 측면에는 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 약액은 황산, 질산, 암모니아, 불산 등이거나, 이들과 탈이온수의 혼합액일 수 있다. 각각의 분사기(121)의 끝단에는 토출구가 형성된다.
지지 바(122)는 복수의 분사기들(121) 중 어느 하나와 결합하고, 이를 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상부로 이동시킨다. 지지 바(122)는 긴 로드 형상을 가지며, 지지 바(122)는 그 길이 방향이 분사기들(121)이 배열되는 방향과 수직하도록 배치된다. 지지 바(122)의 하면에는 분사기(121)와의 결합을 위한 홀더(미도시)가 제공되고, 홀더는 분사기(121)의 돌기(121a)에 형성된 홈에 삽입 가능한 암들(미도시)을 가진다. 암들은 돌기(121a)의 외측에서 돌기(121a)의 홈을 향하는 방향으로 회전 또는 이동될 수 있는 구조로 제공될 수 있다.
바 이동기(125)는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상부 위치와 분사기들(121)의 상부 위치 간에 지지 바(122)를 직선 이동시킨다. 바 이동기(125)는 브라켓(123), 가이드 레일(124), 그리고 구동기(미도시)를 가진다. 가이드 레일(124)은 분사기들(121)의 외측에서부터, 분사기(121), 그리고 용기(20)를 지나 용기(20)의 외측까지 길게 일직선으로 연장된다. 가이드 레일(124)에는 이를 따라 이동 가능하도록 브라켓(123)이 결합되고, 브라켓(123)에는 지지 바(122)가 고정 결합된다. 구동기는 브라켓(123)을 직선이동시키는 구동력을 제공한다. 브라켓(123)의 직선 이동은 모터와 스크류를 가지는 어셈블리에 의해 이루어질 수 있다. 선택적으로 브라켓(123)의 직선 이동은 벨트와 풀리, 그리고 모터를 가진 어셈블리에 의해 이루어질 수 있다. 선택적으로 브라켓(123)의 직선 이동은 리니어 모터에 의해 이루어질 수 있다.
용기(20)의 다른 일측에는 린스액 공급 노즐(140a)이 배치되고, 용기(20)의 또 다른 일측에는 건조가스 공급 노즐(160a)이 배치된다. 린스액 공급 노즐(140a)은 분사기(141), 지지 바(142), 그리고 구동기(144)를 가진다. 분사기(141)는 지지 바(142)의 일 끝단에 고정 결합된다. 지지 바(142)의 다른 끝단에는 구동기(144)에 의해 회전되는 회전축(미도시)이 고정 결합된다. 분사기(141)는 린스액 저장부(미도시)로부터 린스액을 공급받는다. 건조가스 공급 노즐(160a)은 린스액 공급 노즐(140a)과 대체로 유사한 구조를 가진다. 건조가스 공급노즐(160a)은 이소프로필 알코올과 질소 가스를 공급한다. 질소 가스는 가열된 질소 가스일 수 있다.
상부 노즐 부재(100a)와 하부 노즐 부재(100b)로부터 공급된 약액, 린스액, 그리고 건조 가스는 스핀 헤드(40)의 회전에 의해 기판(W)의 상면 또는 하면 중앙 영역에서부터 가장자리 영역으로 퍼지며, 기판(W)을 세정한다.
도 2는 용기의 단면도이고, 도 3은 용기를 종방향으로 절단한 사시도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 용기(20)는 내부에 상부가 개방되고 기판(W)이 처리되는 공간(32)을 가지고, 공간(32)에는 스핀 헤드(40)가 배치된다. 스핀헤드(40)의 하면에는 스핀 헤드(40)를 지지하고 회전시키는 회전 축(42)이 고정 결합된다. 회전 축(42)은 용기(20)의 바닥면에 형성된 개구를 통해 용기(20) 외부까지 돌출된다. 회전 축(42)에는 이에 회전력을 제공하는 모터와 같은 구동기(44)가 고정 결합된다. 회전 축(42)의 외주면은 축 하우징(43)이 감싼다. 축 하우징(43)에는 고정부재(87)가 연결된다. 고정부재(87)에는 후술할 척 핀 세정 노즐(80)이 위치된다.
용기(20)는 공정에 사용된 약액들을 분리하여 회수할 수 있는 구조를 가진다. 이는 약액들의 재사용이 가능하게 한다. 용기(20)는 복수의 회수통들(220, 240, 260)을 가진다. 각각의 회수통(220, 240, 260)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 종류의 처리액을 회수한다. 본 실시 예에서 용기(20)는 3개의 회수통들을 가진다. 각각의 회수통들을 내부회수통(220), 중간 회수통(240), 그리고 외부 회수통(260)이라 칭한다.
내부 회수통(220)은 스핀 헤드(40)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(240)은 내부 회수통(220)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되며, 외부 회수통(260)은 중간 회수통(240)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 각각의 회수통(220, 240, 260)은 용기(20) 내에서 용기 내 공간(42)과 통하는 유입구(227, 247,267)를 가진다. 각각의 유입구(227, 247, 267)는 스핀 헤드(40)의 둘레에 링 형상으로 제공된다. 기판(W)으로 분사되어 공정에 사용된 약액들은 기판(W)의 회전으로 인한 원심력에 의해 유입구(227, 247, 267)를 통해 회수통(220, 240, 260)으로 유입된다. 외부 회수통(260)의 유입구(267)는 중간 회수통(240)의 유입구(247)의 수직상부에 제공되고, 중간 회수통(240)의 유입구(247)는 내부 회수통(220)의 유입구(227)의 수직 상부에 제공된다. 즉, 내부 회수통(220), 중간 회수통(240), 그리고 외부 회수통(260)의 유입구(227, 247, 267)들은 서로 간에 높이가 상이하도록 제공된다.
내부 회수통(220)은 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226), 그리고 안내벽(228)을 가진다. 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226), 그리고 안내벽(228) 각각은 링 형상을 가진다. 외벽(222)은 스핀 헤드(40)로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽(222a)과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽(222b)을 가진다. 바닥벽(224)은 수직벽(222b)의 하단으로부터 스핀 헤드(40)를 향하는 방향으로 수평하게 연장된다. 바닥벽(224)의 끝단은 경사벽(222a)의 상단과 동일한 위치까지 연장된다. 내벽(226)은 바닥벽(224)의 안쪽 끝단으로부터 위 방향으로 수직하게 연장된다. 내벽(226)은 그 상단이 경사벽(222a)의 상단과 일정거리 이격되도록 하는 위치까지 연장된다. 내벽(226)과 경사벽(222a) 사이의 상하 방향으로 이격 된 공간은 상술한 내부 회수통(220)의 유입구(227)로서 기능한다.
내벽(226)에는 링을 이루는 배치로 복수의 개구들(223)이 형성된다. 각각의 개구들(223)은 슬릿 형상으로 제공된다. 개구(223)는 내부 회수통(220)으로 유입된 가스들이 스핀 헤드(40) 내 아래 공간을 통해 외부로 배출되도록 하는 배기구로서 기능한다. 바닥벽(224)에는 배출관(225)이 결합된다. 내부 회수통(220)을 통해 유입된 처리액은 배출관(225)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다.
안내벽(228)은 내벽(226)의 상단으로부터 스핀 헤드(40)로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽(228a)과 이의 하단으로부터 아래로 상하 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽(228b)을 가진다. 수직벽(228b)의 하단은 바닥벽(224)으로부터 일정거리 이격되게 위치된다. 안내벽(228)은 유입구(227)를 통해 유입된 처리액이 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226)으로 둘러싸인 공간(229)으로 원활하게 흐를 수 있도록 안내한다.
중간 회수통(240)은 외벽(242), 바닥벽(244), 내벽(246), 그리고 돌출벽(248)을 가진다. 중간 회수통(240)의 외벽(242), 바닥벽(244), 그리고 내벽(246)은 내부 회수통(220)의 외벽(222), 바닥벽(224), 그리고 내벽(226)과 대체로 유사한 형상을 가지나, 중간 회수통(240)이 내부 회수통(220)을 감싸도록 내부 회수통(220)에 비해 큰 크기를 갖는다. 중간 회수통(240)의 외벽(242)의 경사벽(242a)의 상단과 내부 회수통(220)의 외벽(222)의 경사벽(222a)의 상단은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되며, 이격된 공간은 중간 회수통(240)의 유입구(247)로서 기능한다. 돌출벽(248)은 바닥벽(244)의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된다. 중간 회수통(240)의 내벽(246)의 상단은 내부 회수통(220)의 바닥벽(224)의 끝단과 접촉된다. 중간 회수통(240)의 내벽(246)에는 가스의 배출을 위한 슬릿 형상의 배기구들(243)이 링을 이루는 배열로 제공된다. 바닥벽(244)에는 배출관(245)이 결합되며, 중간 회수통(240)을 통해 유입된 처리액은 배출관(245)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다.
외부 회수통(260)은 외벽(262)과 바닥벽(264)을 가진다. 외부 회수통(260)의 외벽(262)은 중간 회수통(240)의 외벽(242)과 유사한 형상을 가지나, 외부 회수통(260)이 중간 회수통(240)을 감싸도록 중간 회수통(240)에 비해큰 크기를 갖는다. 외부 회수통(260)의 외벽(262)의 경사벽(262a)의 상단과 중간 회수통(240)의 외벽(242)의 경사벽(242b)의 상단은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되며, 이격된 공간은 외부 회수통(260)의 유입구(267)로서 기능한다. 바닥벽(264)은 대체로 원판 형상을 가지며, 중앙에 회전 축(42)이 삽입되는 개구가 형성된다. 바닥벽(264)에는 배출관(265)이 결합되고, 외부 회수통(260)을 통해 유입된 처리액은 배출관(265)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다. 외부 회수통(260)은 용기(20) 전체의 외벽으로서 기능한다. 외부 회수통(260)의 바닥벽(264)에는 배기관(263)이 결합되며, 외부 회수통(260)으로 유입된 가스는 배기관(263)을 통해 외부로 배기한다. 또한, 내부 회수통(220)의 내벽(226)에 제공된 배기구(223) 및 중간 회수통(240)의 내벽(246)에 제공된 배기구(243)를 통해 흘러나온 가스는 외부 회수통(260)에 연결된 배기관(263)을 통해 외부로 배기된다. 배기관(263)은 바닥벽(264)으로부터 상부로 일정 길이 돌출되도록 설치된다.
승강 유닛(30)은 용기(20)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(20)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(40)에 대한 용기(20)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(30)은 브라켓(31), 이동 축(34), 그리고 구동기(36)를 가진다. 브라켓(31)은 용기(20)의 외벽에 고정 설치되고, 브라켓(31)에는 구동기(36)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(34)이 고정 결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(40)에 놓이거나, 스핀 헤드(40)로부터 들어 올릴 때 스핀헤드(40)가 용기(20)의 상부로 돌출되도록 용기(20)는 하강한다. 또한, 공정이 진행 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기 설정된 회수통(220, 240, 260)으로 유입될 수 있도록 용기(20)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 유닛(30)은 스핀 헤드(40)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
또 다른 실시 예로, 고정부재(87)는 용기(20)의 내면에 연결될 수 있다. 따라서, 고정부재(87)는 용기(20)의 내부 하면 또는 내부 측면에 연결된다.
도 4는 스핀 헤드의 평면도이고, 도 5는 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 단면도이고, 도 6은 도 5의 Z부분의 확대도이고, 도 7은 척 핀 세정 노즐에서 세정액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.
스핀 헤드(40)는 하부 노즐 부재(100b), 몸체(300), 지지 핀들 (400), 척 핀들(500), 그리고 척 핀 이동 유닛(600)을 가진다.
하부 노즐 부재(100b)는 분사 헤드(180b)를 가진다. 분사 헤드(180b)는 머리부(182)와 삽입부(184)를 가진다. 머리부(182)는 상부로 볼록한 형상을 가지고 스핀 헤드(40)로부터 상부로 돌출된다. 머리부(182)에는 복수의 토출구들이 형성된다. 토출구들은 복수의 약액들 중 어느 하나, 린스액, 이소프로필 알코올증기나 질소 가스와 같은 건조 가스를 분사한다. 삽입부(184)는 머리부(182)의 하단보다 적고 길이 방향으로 일정한 지름을 가지며, 머리부(182)로부터 아래로 연장된다. 삽입부(184)는 스핀 헤드(40)의 중앙에 형성되어 있는 통공에 삽입된다.
지지 핀(400)은 몸체(300)의 상면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다. 지지 핀들(400)은 모두 동일한 형상 및 크기를 가진다. 지지 핀(400)은 아래로 갈수록 점진적으로 지름이 증가하는 상부와 이로부터 아래로 연장되며 동일한 지름을 가지는 하부를 가진다. 지지 핀(400)의 하단에 형성된 나사부가, 몸체(300)의 상면에 나사부에 대응하는 홈에 결합되어, 지지 핀(400)은 몸체(300)에 고정된다.
척 핀(500)은 몸체(300)의 가장자리 영역에 몸체(300)의 상면으로부터 상부로 돌출되도록 몸체(300)에 설치된다. 척 핀(500)은 여러 개가 제공될 수 있다. 척 핀(500)은 스핀 헤드(40)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측면를 지지한다. 척 핀들(500)은 모두 동일한 형상 및 크기를 가진다. 척 핀(500)은 지지부(520), 중앙부(540), 체결부(560), 그리고 걸림부(580)를 가진다. 지지부(520)는 평평한 상면으로부터 아래로 갈수록 지름이 점진적으로 감소된 후 다시 아래로 갈수록 지름이 점직적으로 증가하는형상을 가진다. 따라서 지지부(520)는 정면에서 바라볼 때 안쪽으로 오목한 오목부(522)를 가진다. 오목부(522)에는 지지 핀(400)에 놓인 기판(W)의 측면이 접촉된다. 중앙부(540)는 지지부(520)의 하단으로부터 이와 동일한 지름으로 아래방향으로 연장된다. 체결부(560)는 중앙부(540)로부터 아래 방향으로 연장된다. 체결부(560)에는 척 핀 이동 유닛(600)과의 체결을 위한 나사홀이 형성된다. 걸림부(580)는 중앙부(540)로부터 외측으로 연장되며, 링 형상으로 제공된다. 걸림부(580)는 몸체(300)의 상부면과 밀착되며, 척 핀들(500)이 모두 동일한 높이로 돌출되도록 한다.
몸체(300)는 상판(320), 하판(340)을 가진다. 상판(320)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상면을 가진다. 하판(340)은 상판(320)의 아래에 배치되며, 척 핀 이동 유닛(600)이 배치되는 공간을 제공한다. 상판(320)의 가장자리 영역에는 척 핀들(500)이 삽입되는 핀 홀(322)이 형성된다. 각각의 핀 홀(322)은 슬릿 형상으로 형성된다. 핀 홀(322)은 그 길이 방향이 상판(320)의 반경 방향을 따르도록 형성된다. 핀 홀(322)의 폭은 척 핀(500)의 중앙부(540)의 지름과 동일하거나 이보다 조금 넓게 형성되고, 핀 홀(322)의 길이는 척 핀(500)의 반경 방향으로의 이동을 안내할 수 있는 길이로 형성된다. 핀 홀(322)의 길이는 척 핀(500)의 걸림부(580)의 지름보다 짧게 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리 핀 홀(322)은 원형으로 형성될 수 있다. 이 경우 핀 홀(322)의 지름은 척 핀(500)의 중앙부(540)의 지름보다는 길고 걸림부(580)의 지름보다는 짧게 제공될 수 있다. 상판(320)과 하판(340)의 중앙에는 상술한 분사 헤드(180b)가 삽입되는 통공이 형성된다.
척 핀 이동유닛(600)은 이동 로드(620), 가이드 부재(640), 그리고 캠(720)를 가진다.
척 핀 이동 유닛(600)은 척 핀(500)을 지지 위치와 대기 위치 간에 이동한다. 지지 위치는 공정 진행 시 척 핀들(500)이 기판(W)의 측면과 접촉되는 위치이고, 대기 위치는 기판(W)이 스핀 헤드(40)에 놓일 수 있도록 기판(W)보다 넓은 공간을 제공하는 위치이다. 따라서 지지 위치는 대기 위치에 비해 몸체(300)의 중앙에 더 가까운 위치이다.
공정 진행시 상판(320)은 약액에 노출되므로, 상판(320)은 약액에 대해 부식이 강한 재질로 제조된다. 또한, 고온의 약액을 기판(W)으로 공급하여 공정 진행시 하판(340)의 열팽창으로 인해 척 핀(500)의 설정위치가 틀어지지 않도록 하판(340)은 열에 강한 재질로 제조된다. 즉, 본 발명에서 상판(320)은 하판(340)에 비해 부식에 강한 재질로 이루어지고, 하판(340)은 상판(320)에 비해 열 변형이 작은 재질로 이루어진다. 일 예에의하면, 상판(320)은 폴리 염화 비닐 재질로 이루어지고, 하판(340)은 알루미늄 재질로 이루어진다.
상판(320)은 가장자리에서 아래 방향으로 연장되는 측부(321)가진다. 측부(321)에는 외면에서 안쪽으로 형성되는 관통홀(329)이 제공된다. 관통홀(329)은 핀 홀(322)과 연결된다. 측부(321)의 하면에서 상부쪽으로는 하부홀(323)이 형성된다. 측부(321)의 내면에서 바깥 쪽으로는 홀(324)이 형성된다. 핀 홀(322), 하부 홀(323), 홀(324), 그리고 관통 홀(329)은 서로 연결되도록 제공된다.
이동 로드(620)는 척 핀(500)과 동일한 개수로 제공되며, 각각의 이동 로드(620)에는 하나의 척 핀(500)이 결합된다. 이동 로드(620)는 몸체(300)의 반경 방향과 동일한 방향으로 상판(320)과 하판(340) 사이에 형성되는 공간에 배치된다. 이동 로드(620)의 외측 일단은 홀(324) 내에 위치된다. 이동 로드(620)의 외측 일단에는 나사 홈(628)이 형성되고, 척 핀(500)과 이동 로드(620)는 나사(590)에 의해 서로 고정 결합된다. 또한, 홀(324) 내에는 이동 로드(620)를 감싸며, 외부와 상판(320) 과 하판(340) 사이에 형성되는 공간을 실링하는 실링 부재(330)가 설치된다. 실링 부재(330)로는 오링이 사용된다. 이동 로드(620)는 내측 일단에 구름볼(622)을 가진다. 구름 볼(622)은 이동 로드(620)에 대해 회전 가능하도록 이동 로드(620)에 결합된다.
각각의 이동 로드(620)의 이동 경로 상에는 이동 로드(620)가 반경 방향으로 직선 이동하도록 안내하는 가이드부재(640)가 제공된다. 가이드 부재(640)로는 미끄럼 베어링이 사용될 수 있다. 미끄럼 베어링은 몸체(300)에 고정 결합된다.
이동 로드(620)는 캠(720)과 접촉된다. 캠(720)은 캠 구동기(미도시)에 의해서 직선 운동한다. 캠(720)의 직선 운동은 이동 로드(620)에 전달된다. 따라서, 이동 로드(620)의 이동에 따라서, 척 핀(500)은 지지 위치 또는 대기 위치에 위치된다.
스핀 헤드(40)의 아래에는 척 핀 세정노즐(80)이 제공된다. 척 핀 세정노즐(80)은 라인(미도시)을 통해서 세정액 공급부(미도시)와 연결된다. 척 핀 세정노즐(80)은 세정액이 분사되는 토출구가 하부 홀(323) 아래에 위치되도록 제공된다. 즉, 스핀 헤드(40)의 중심에서 하부 홀(323)까지의 거리와 스핀 헤드(40)의 중심에서 척 핀 세정 노즐(80)의 토출구까지의 거리가 동일 하도록 제공된다. 척 핀 세정노즐(80)은 복 수 제공될 수 있다. 일 예로, 척 핀(500)의 수에 대응하여, 하부 홀(323)의 하부에 위치 된다.
스핀 헤드(40)의 상부에 기판이 위치되면, 척 핀(500)이 기판의 측면을 지지한다. 기판이 고정되면, 스핀 헤드(40)가 회전한다. 유체 공급 유닛(10)은 기판으로 처리액을 공급하고, 척 핀 세정 노즐(80)은 세정액을 분사한다. 스핀 헤드(40)가 회전하면서 척핀 세정 노즐(80)의 상부에 하부 홀(323)이 위치되면, 척 핀 세정 노즐(80)에서 분사된 세정액은 하부 홀(323)을 통해서 척 핀(500)의 하부로 직접 분사된다. 세정액은 척 핀(500)의 하부를 세정한 후 관통 홀(329)을 통해서 용기(20)의 내벽으로 분사된다.
스핀 헤드(40)가 회전하면서, 척 핀 세정 노즐(80)의 상부에 하부 홀(323)이 형성되지 않은 부분이 위치되면, 세정액은 몸체(300)와 충돌 한 후 용기의 내벽 쪽으로 분사된다.
유체 공급 유닛(10)에서 공급되는 처리액은 고온으로 분사될 수 있다. 일 예로 처리액이 황산인 경우, 황산은 140℃~200℃의 고온으로 분사된다. 황산은 핀 홀(322)로 유입되어 척 핀(500)의 하부 또는 이동 로드(620)에 흄을 발생시킨다. 또한, 스핀 헤드(40)의 열 변형으로 인해서 척 핀(500)이 기판의 측면에 밀착되지 않을 수 있다.
척 핀 세정 노즐(80)에서 척 핀(500)의 하부로 분사된 세정액은, 척 핀(500)의 하부에 발생된 흄을 세정한다. 또한, 세정액은 황산보다 저온으로 분사된다. 세정액이 하부 홀(323) 및 몸체(300)로 분사되면, 척 핀(500) 및 몸체(300)가 냉각된다. 따라서, 스핀 헤드(40)의 열 변형이 방지되거나, 열 변형 정도가 감소 된다. 또한, 세정액은 용기의 내벽 쪽으로 분사되어, 용기의 내벽을 세정한다. 일 예로 세정액은 상온으로 분사된다. 또한, 상기 세정액은 탈이온수(DIW) 또는 케미컬일 수 있다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 척 핀 세정 노즐의 사시도이고, 도 9는 도 8의 척 핀 세정 노즐이 A 위치에 있을 때 세정액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 도 8의 척 핀 세정 노즐이 B 위치에 있을 때를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 척핀 세정 노즐은 제 1 연장부, 제 2 연장부, 그리고 제 3연장부를 포함한다.
제 1 연장부(81)는 척 핀 세정 노즐(80)의 상단에서 하방으로 연장된다. 제 2 연장부(82)는 제 1 연장부(81)의 하단에서 몸체(300)의 중심 쪽으로 연장된다. 제 2 연장부(83)는 제 2 연장부(83)의 단부에서 하방으로 연장된다. 제 3 연장부(83)는 세정 노즐 구동부(86)와 연결된다. 세정 노즐 구동부(86)는 척핀 세정노즐(80)을 회전 시킨다. 세정 노즐 구동부(86)는 제어부(미도시)에 연결되어, 척 핀 세정 노즐(80)의 위치를 제어한다.
척 핀 세정노즐(80)이 A 위치에 위치되면, 스핀 헤드(40)의 중심선에서 하부 홀(323)까지의 거리와 스핀 헤드(40)의 중심선에서 척 핀 세정 노즐(80)의 토출구까지의 거리가 동일하게 된다.
척 핀 세정 노즐(80)이 B 위치에 위치되면, 스핀 헤드(40)의 중심선에서 척 핀 세정 노즐(80)의 토출구까지의 거리는 몸체(300)의 하면의 반지를 보다 크게된다. 따라서, 척 핀 세정 노즐(80)의 상단은 몸체(300)의 외측 밖에 위치된다.
몸체(300)에 기판이 위치되면, 제어부는 척 핀 세정 노즐(80)이 A 위치에 위치하도록 세정 노즐 구동부(86)를 제어한다. 따라서, 스핀 헤드(40)가 회전하면, 척 핀 세정 노즐(80)에서 분사된 세정액은 척 핀(500)의 하부에 직접 분사되거나, 몸체(300)의 하면으로 분사된다.
몸체(300)에 기판이 위치되지 않은 때에는, 제어부는 척 핀 세정 노즐(80)이 B 위치에 위치하도록 세정 노즐 구동부(86)를 제어한다. 제 1 연장부(81)는 상단이 몸체(300)의 중심 쪽으로 경사지게 제공된다. 따라서, 척 핀 세정 노즐(80)에서 분사된 세정액은 몸체(300)의 측면 또는 상면으로 분사된다. 따라서, 몸체(300)에 기판이 위치되지 않은 때에는, 몸체(300)의 측면 또는 몸체(300)의 상면을 세정할 수 있다.
몸체(300)에 기판이 위치되지 않은 때에, 상부 노즐 부재(100a)에서 몸체로 세정액을 공급할 수 있다. 몸체로 세정액을 공급하는 상부 노즐 부재(100a)는 린스 공급 노즐(140a) 또는 약액 공급 노즐(120a)이다. 약액 공급 노즐(120a)에서 세정액이 분사되는 경우, 복수의 분사기(121)중 세정액이 저장된 약액 저장부와 연결된 분사기(121)가 지지바(122)에 결합된다. 몸체(300)에 기판이 위치되지 않은 때, 몸체(300)로 세정액을 공급하여 몸체(300)를 세정하는 척 핀 세정 노즐(80) 및 상부 노즐 부재(100a)는 세정 유닛으로 기능한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 유체 공급 유닛 20: 용기
30: 승강 유닛 40: 스핀 헤드
220: 내부 회수통 240: 중간 회수통
320: 상판 340: 하판

Claims (2)

  1. 기판이 놓이는 스핀 헤드;
    상기 기판에 처리액을 분사하는 약액 공급 노즐; 및
    상기 스핀 헤드의 하부에 위치되어 상기 척 핀으로 세정액을 분사하는 척핀 세정 노즐을 포함하고,
    상기 스핀 헤드는,
    기판이 위치되는 몸체;
    상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되는 척 핀; 및
    상기 척 핀의 하부와 연결되는 척 핀 이동 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체에는,
    상면에 상기 척 핀이 이동 가능하게 위치되는 핀 홀이 형성되고,
    하부에 상기 핀 홀과 연결되는 하부 홀이 형성되고,
    상기 척핀 세정 노즐은 상기 하부 홀의 아래 쪽에 위치되는 기판 처리 장치.
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