KR20140112299A

KR20140112299A - 기판처리장치

Info

Publication number: KR20140112299A
Application number: KR1020130026869A
Authority: KR
Inventors: 김재용; 박귀수
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-09-23

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 기판처리장치는 상부가 개방되고, 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드, 상기 스핀헤드에 지지된 기판 상으로 약액을 공급하는 케미칼분사유닛, 그리고 상기 하우징의 상면을 세정하는 세정유닛을 포함한다. 세정유닛은 하우징의 상면에 세정액을 공급하므로, 하우징의 상면에 부착되거나 고인 케미칼을 세정할 수 있다.

Description

기판처리장치{Apparatus for treating substrate}

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막 증착등의 다양한 공정들이 수행된다. 각각의 공정에서 생성된 오염물 및 파티클을 제거하기 위해 각각의 공정이 진행되기 전 또는 후 단계에서는 기판을 세정하는 세정공정이 실시된다.

일반적으로 세정공정으로는 기판 상에 황산(H₂SO₄) 및 과산화수소(H₂O₂)와 같은 케미칼을 이용하여 기판을 세정한다. 도1은 세정공정에 사용되는 일반적인 기판처리장치를 보여주는 일 예로써, 하우징(2) 내에 위치된 기판 상으로 케미칼을 공급한다. 케미칼노즐은 회전되는 기판 상으로 케미칼을 공급하고, 공정에 사용된 케미칼은 하우징의 내측부로 배출된다.

이 같은 케미칼들의 사용은 세정공정 시 퓸(Fume)을 발생시키며, 주변 장치를 오염시킨다. 특히, 기판 상에 공급된 케미칼의 일부는 기판으로부터 비산되어 하우징(2)의 상면에 부착되거나 고이게 되며, 이를 세정하기 위해서는 작업자가 별도의 세정 작업을 수행해야 한다.

본 발명은 하우징의 상면이 케미칼에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 케미칼로 인해 오염된 하우징의 상면을 세정할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 상벽 중앙부가 개방되고, 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드, 상기 스핀헤드에 지지된 기판 상으로 케미칼을 공급하는 케미칼분사유닛, 그리고 상기 하우징의 상벽을 세정하는 세정유닛을 포함한다.

상기 하우징의 상벽 상에는 액 저장공간에 형성되고, 상기 세정유닛은 상기 액 저장공간에 세정액을 채우는 세정노즐을 포함할 수 있다. 상기 하우징의 상벽에는 배출홀이 형성될 수 있다. 상기 배출홀은 상기 액저장공간과 상기 하우징의 내부공간이 서로 통하도록 제공될 수 있다. 상기 세정유닛은 상기 세정노즐을 세정위치 및 대기위치로 이동시키는 세정노즐이동부를 더 포함하되, 상기 세정위치는 상기 세정노즐이 상기 액저장공간과 대향되는 위치이고, 상기 대기위치는 상기 세정노즐이 상기 하우징의 상부로부터 벗어난 위치로 제공될 수 있다.

선택적으로, 상기 세정유닛은 상기 세정노즐을 세정위치, 공정위치, 그리고 대기위치로 이동시키는 세정노즐이동부를 더 포함하되, 상기 세정위치는 상기 세정노즐이 상기 액저장공간과 대향되는 위치이고, 상기 공정위치는 상기 세정노즐이 상기 스핀헤드에 지지된 기판의 상부와 대향되는 위치이며, 상기 대기위치는 상기 세정노즐이 상기 하우징의 상부로부터 벗어난 위치로 제공될 수 있다.

상기 하우징은 상기 스핀헤드의 외측을 감싸는 원통 형상의 수직벽, 상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향을 따라 상향경사지도록 연장되며, 상기 상벽으로 제공되는 경사벽, 그리고 링 형상을 가지고, 상기 수직벽의 상단으로부터 위로 연장되는 돌출벽을 포함할 수 있다.

또한 상기 세정노즐은 상기 수직벽에 고정결합될 수 있다.

상기 세정노즐의 내부에는 상기 액저장공간과 대응되는 지름을 가지는 링 형상의 내부유로가 형성되고, 상기 세정노즐의 저면에는 상기 내부유로와 통하는 토출구가 복수 개로 형성될 수 있다.

상기 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서, 상기 케미칼분사유닛이 상기 기판 상으로 케미칼을 공급하는 중에는 상기 액저장공간에 세정액이 채워진다.

상기 케미칼분사유닛이 상기 기판 상으로 케미칼을 공급하기 전부터 상기 액저장공간에는 세정액이 채워질 수 있다. 상기 케미칼분사유닛이 상기 기판 상으로 케미칼을 공급하는 중에 상기 액저장공간에 채워진 세정액은 상기 하우징의 상벽에 형성된 배출홀을 통해 상기 하우징의 내부공간으로 배출될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 세정노즐은 하우징의 상면에 세정액을 공급하므로, 하우징의 상면에서 케미칼을 세정할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 하우징의 액 저장공간을 제공하고, 액 저장공간이 세정에 세정액을 채운 상태에서 세정공정을 수행하므로, 하우징의 상면에 케미칼이 부착 및 잔류되는 것을 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 하우징의 상면에 형성된 액 저장공간에 배출홀이 제공되므로, 액 저장공간에 채워진 세정액이 하우징의 외측으로 넘치지 않고 하우징의 내부로 원활하게 배출될 수 있다.

도1은 일반적인 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도2은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다.
도3은 도2의 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도4는 도3의 하우징을 보여주는 절단 사시도이다.
도5 내지 도7은 도3의 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도8은 도3의 세정유닛의 제2실시예를 보여주는 단면도이다.
도9는 도3의 세정유닛의 제3실시예를 보여주는 평면도이다.
도10은 도3의 세정유닛의 제4실시예를 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, 도2 내지 도10을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.

도2은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리설비를 보여주는 평면도이다. 도2를 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가진다. 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.

로드포트(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.

이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 양측에는 각각 공정챔버(260)들이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정챔버(260)들은 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정챔버(260)들이 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.

버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 마주보는 면 및 이송챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.

이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.

공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판처리장치(300)가 제공된다. 기판처리장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정챔버(260) 내의 기판처리장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260) 내에 기판처리장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.

기판처리장치(300)는 하우징(200), 스핀헤드(340), 승강유닛(360), 분사유닛(380), 그리고 세정유닛(400)을 포함한다. 도3은 도2의 기판처리장치를 보여주는 단면도이고, 도4는 도3의 하우징을 보여주는 절단 사시도이다. 도3 및 도4를 참조하면, 하우징(200)은 공정이 수행되는 처리공간을 제공하고, 그 상벽 중앙부는 개방된다. 하우징(200)은 복수의 회수통(220,240,260)을 가진다. 일 예에 의하면, 하우징(320)은 내부회수통(220), 중간회수통(240), 그리고 외부회수통(260)을 가진다. 내부회수통(220), 중간회수통(240), 그리고 외부회수통(260)은 공정에 사용된 약액 중 서로 상이한 약액을 분리 회수한다. 내부회수통(220)은 스핀헤드(340)를 감싸는 중공의 원통 형상으로 제공되고, 중간회수통(240)은 내부회수통(220)을 감싸는 중공의 원통 형상으로 제공되며, 외부회수통(260)은 중간회수통(240)을 감싸는 중공의 원통 형상으로 제공된다. 내부회수통(220)의 내측공간, 내부회수통(220)과 중간회수통(240)의 사이공간, 그리고 중간회수통(240)과 외부회수통(260)의 사이 공간은 각각 내부회수통(220), 중간회수통(240), 그리고 외부회수통(260)으로 약액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 내부회수통(220), 중간회수통(240), 그리고 외부회수통(260) 각각에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(225,245,265)이 연결된다. 각각의 회수라인(225,245,265)은 내부회수통(220), 중간회수통(240), 그리고 외부회수통(260) 각각을 통해 유입된 약액을 배출한다. 배출된 약액은 외부의 약액 재생시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.

다음은 내부회수통(220), 중간회수통(240), 그리고 외부회수통(260)의 형상에 대해 보다 상세히 설명한다. 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 이격된 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(340) 내 아래 공간을 통해 외부로 배출되도록 하는 배기구로서 기능한다.

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 약액이 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.

외부 회수통(260)은 외벽(262), 바닥벽(264), 그리고 돌출벽(270)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 비해 큰 크기를 갖는다. 외부 회수통(260)의 경사벽(262a)은 수직벽(262b)의 상단으로부터 내측방향을 따라 상향경사지도록 연장된다. 경사벽(262a)은 중앙이 개방된 하우징의 상벽으로 제공된다. 외부회수통(260)의 경사벽(262a)에는 배출홀(263)이 형성된다. 배출홀(263)은 수직벽과 인접하게 위치된다. 배출홀(263)은 복수 개로 제공된다. 각각의 배출홀(263)은 경사벽(262a)의 원주방향을 따라 형성될 수 있다. 복수의 배출홀들(263)은 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 돌출벽(270)은 수직벽(262b)의 상단으로부터 위로 돌출되게 제공된다. 돌출벽(270)은 수직벽(262b)과 동일한 지름을 가지는 환형의 링 형상으로 제공된다. 돌출벽(270)과 경사벽(262a)은 서로 조합되어 액 저장 공간(270a)을 형성한다. 액 저장공간(270a)은 배출홀(270)을 통해 외부회수통(220)의 내부공간과 통하도록 제공된다. 외부 회수통(260)의 경사벽(262a)의 상단과 중간 회수통(240)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. 외부 회수통(260)은 하우징(20) 전체의 외벽으로서 기능한다. 일 예에 의하면, 배출홀(263)을 통해 세정액이 배출되는 시간은 기판(W)의 세정공정이 진행되는 시간보다 짧게 제공될 수 있다. 돌출벽(270)은 수직벽(262b)과 독립적으로 제공되며, 수직벽(262b)에 결합될 수 있다. 선택적으로, 돌출벽(270)은 수직벽(262b)과 일체로 제공될 수 있다.

스핀헤드(340)는 하우징(200)의 처리공간에서 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다.

지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(344)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.

척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.

승강 유닛(360)은 하우징(200)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 하우징(200)이 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(340)에 대한 하우징(200)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동 축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(200)의 외벽(262)에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 스핀 헤드(340)로부터 들어 올릴 때 스핀 헤드(340)가 하우징(200)의 상부로 돌출되도록 하우징(200)은 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 약액의 종류에 따라 약액이 기설정된 회수통(220, 240, 260)으로 유입될 수 있도록 하우징(200)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 유닛(360)은 스핀 헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

분사유닛(380)은 기판(W)을 세정처리 시 기판(W)으로 약액을 공급한다. 분사유닛(380)은 복수 개로 제공되며, 서로 상이한 종류의 약액을 분사한다. 분사유닛(380)은 케미칼을 분사하는 케미칼분사유닛(380a), 린스액을 분사하는 린스액분사유닛(380b), 그리고 건조유체를 분사하는 건조유체분사유닛(380c)으로 제공된다. 케미칼분사유닛(380a)은 지지축(386), 구동기(388), 케미칼노즐지지대(382), 그리고 케미칼노즐(384)을 가진다. 지지축(386)은 하우징(200)의 일측에 위치된다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 상하방향을 향하도록 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 케미칼노즐지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 케미칼노즐(384)은 케미칼노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 예컨대, 케미칼은 황산(H₂SO₄) 및 과산화수소(H₂O₂)일 수 있다. 린스액분사유닛(380b) 및 건조유체 분사유닛(380c)은 케미칼분사유닛(380a)과 동일한 구성으로 제공된다. 따라서 린스액분사유닛(380b) 및 건조유체 분사유닛(380c)에 대한 상세한 설명은 생략한다. 예컨대, 린스액분사유닛(380b)의 린스액노즐이 분사하는 린스액은 순수일 수 있다. 건조유체 분사유닛(380c)의 건조유체 노즐이 분사하는 건조유체는 이소프로필알코올액(IPA)일 수 있다.

세정유닛(400)은 외부회수통(260)의 상면을 세정한다. 세정유닛(400)은 외부회수통(260)의 돌출벽(270)과 수직벽(262b)으로 인해 형성된 액 저장공간(270a)에 세정액을 채운다. 세정유닛(400)은 세정노즐 이동부 및 세정노즐(404)을 포함한다. 세정노즐이동부는 세정노즐(404)을 스윙이동시켜 세정위치와 대기위치 간에 이동시킨다. 여기서 세정위치는 세정노즐(404)이 액저장공간(270a)과 대향되는 위치이고, 대기위치는 세정노즐(404)이 하우징(200)의 상부로부터 벗어난 위치이다. 세정노즐이동부는 지지축(406), 구동기(408), 그리고 세정노즐지지대(402)를 포함한다. 지지축(406)은 하우징(200)의 타측에 위치된다. 지지축(406)은 그 길이 방향이 상하방향을 향하도록 제공되고, 지지축(406)의 하단에는 구동기(408)가 결합된다. 구동기(408)는 지지축(406)을 회전 및 승강 운동한다. 세정노즐지지대(402)는 구동기(408)와 결합된 지지축(406)의 끝단 반대편에서 수직하게 결합된다. 세정액노즐은 세정노즐지지대(402)의 끝단 저면에 설치된다. 예컨대, 세정액은 순수일 수 있다. 선택적으로 세정노즐이동부는 세정노즐(404)을 수평방향으로 이동시킬 수 있다.

다음은 상술한 기판처리장치(300)를 이용하여 기판(W)을 처리하는 방법을 설명한다. 도5 내지 도7은 도3의 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 5 내지 도7을 참조하면, 스핀헤드(340)에 기판(W)이 로딩되면, 세정노즐(404)은 대기위치에서 세정위치로 이동된다. 세정노즐(404)은 외부회수통(260)의 액저장공간(270a)에 세정액을 채운다. 세정액이 외부회수통(260)에 형성된 배출홀(263)을 통해 배출되는 동안, 기판(W)의 세정공정이 진행된다. 하우징(200)은 기판(W)이 각각의 회수통(220,240,260)의 유입구에 대응되도록 높이가 조절된다. 기판(W)과 하우징(200)의 상대 높이에 따라 케미칼공정, 린스공정, 그리고 건조공정은 각각 진행된다. 분사유닛(380)은 각각의 회수통(220,240,260)의 유입구에 따라 서로 상이한 종류의 약액을 기판(W) 상에 공급한다. 기판(W)의 세정공정이 완료되기 전에 외부회수통(260)의 액 저장공간(270a)에 채워진 세정액은 모두 배출된다. 기판(W)의 세정공정이 완료되면, 기판(W)은 메인로봇(244)에 의해 스핀헤드(340)로부터 언로딩된다.

상술한 실시예에 의하면, 외부회수통(260)의 배출홀(263)을 통해 세정액이 배출되는 시간은 기판(W)의 세정공정이 진행되는 시간보다 짧게 제공될 수 있다.

또한 세정공정 중에는 외부회수통(260)의 액 저장공간(270a)에 채워진 세정액이 배출되므로, 세정공정이 진행되는 중 액저장공간(270a)으로 비산된 약액은 세정액과 함께 배출될 수 있다.

또한 기판(W)의 린스공정은 린스액 분사유닛으로부터 공급되는 린스액을 통해 진행되는 것으로 설명하였다. 그러나 기판(W)의 린스공정은 도5와 같이 세정노즐(404)이 세정위치로 이동되어 액저장공간(270a)에 세정액을 공급하고, 공정위치로 이동되어 기판(W) 상에 공급되는 세정액을 공급할 수 있다. 여기서 공정위치는 세정노즐(404)이 기판(W)의 상면과 대응되는 위치일 수 있다.

또한 세정노즐(404)은 세정노즐이동부에 의해 그 위치가 이동되는 것으로 설명하였다. 그러나 세정노즐(404)은 그 위치가 고정될 수 있다. 도8과 같이, 세정노즐(404a)은 외부회수통(260)의 돌출벽(270)의 상단에 고정결합될 수 있다. 세정노즐(404a)은 돌출벽(270)의 상단에서 액저장공간(270a)을 향해 세정액을 공급할 수 있다.

또한 도9와 같이, 세정노즐(404b)의 내부유로는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 세정노즐(404b)의 내부유로는 액 저장공간(270a)과 대응되는 지름을 가질 수 있다. 세정노즐(404)의 저면에는 내부유로와 통하는 복수의 토출구가 형성될 수 있다. 각각의 토출구는 세정노즐(404)의 내부유로의 원주방향을 따라 배열될 수 있다. 세정노즐(404)은 외부회수통(260)의 액저장공간(270a)의 전체 영역에 세정액을 균일하게 분사할 수 있다.

또한 도10과 같이, 배출홀(263a)은 돌출벽(270)에 형성되고, 밸브(265a)가 설치된 배출라인(265)이 연결될 수 있다. 이로 인해 액 저장공간(270a)에 채워진 세정액은 기판(W)의 세정공정이 완료된 후에 배출라인(265)을 따라 배출될 수 있다.

또한 하우징(200)은 복수 개의 회수통(220,240,260)을 가지고, 각각의 회수통(220,240,260)이 스핀헤드(340)를 감싸도록 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 하우징(200)은 외부회수통(260)으로 제공될 수 있다.

본 실시예는 기판(W)의 세정공정 시 약액이 외부회수통(260)의 경사벽(262a)을 오염시키는 것을 방지하기 위한 것으로, 세정액이 외부회수통(260)의 경사벽(262a)으로부터 비산되지 않도록 세정액의 유량을 조절할 수 있다.

200: 하우징 340: 스핀헤드
380: 분사유닛 400: 세정유닛

Claims

상벽 중앙부가 개방되고, 내부에 처리공간을 제공하는 하우징과;
상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드와;
상기 스핀헤드에 지지된 기판 상으로 케미칼을 공급하는 케미칼분사유닛과; 그리고
상기 하우징의 상벽을 세정하는 세정유닛을 포함하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 상벽 상에는 액 저장공간에 형성되고,
상기 세정유닛은 상기 액 저장공간에 세정액을 채우는 세정노즐을 포함하는 기판처리장치.