KR20150138880A - 유체 공급 유닛 및 이를 이용한 기판 처리 장치 - Google Patents

유체 공급 유닛 및 이를 이용한 기판 처리 장치 Download PDF

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    • B05B1/005—Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 유체 공급 유닛을 포함한다. 유체 공급 유닛은 메인 바디와 메인 바디로부터 아래로 연장되며, 토출구가 형성된 분사바디를 포함한다. 분사바디에는 블레이드가 제공됨으로써 유체 분사시 토출구 주변의 공기가 토출구를 향해 흐르는 것을 방지한다.

Description

유체 공급 유닛 및 이를 이용한 기판 처리 장치{UNIT FOR SUPPYING FLUID AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 유체 공급 유닛 및 이를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 그리고 금속 오염물 등의 오염 물질은 반도체 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미친다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다. 일반적으로 기판의 세정은 케미컬을 이용하여 기판 상에 잔류하는 금속 이물질, 유기 물질, 또는 파티클 등을 제거하는 케미컬 처리 공정, 순수를 이용하여 기판 상에 잔류하는 케미컬을 제거하는 세척 공정, 그리고 질소 가스 등을 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정을 포함한다.
도 1은 일반적인 유체 공급 유닛을 나타내는 단면도이다. 도 1을 참고하면, 세정 공정의 각 세부 공정들에서 건조 가스, 순수 등의 유체 공급시 사용되는 유체 공급 유닛(1)은 유체 분사시 코안다 효과(Coanda effect)로 인해 주변의 공기가 분사된 유체로 유입되는 문제가 있다.
본 발명은 유체 분사 시 노즐 주변의 공기가 함께 분사되는 것을 최소화함으로써 기판 표면이 재오염되는 것을 방지하고, 기판 표면의 건조가 용이한 유체 공급 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 기판의 처리가 이루어지는 처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 처리 공간에 설치되고, 상기 기판을 제 1 방향을 따라 반송하는 반송 유닛; 및 상기 처리 공간 내에 배치되고, 상기 반송 유닛에 의해 반송되는 기판에 처리 유체를 분사하는 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 유체 공급 유닛은, 그 길이 방향이 제 2 방향을 따라 배치되며, 저면에 토출구가 형성된 바디;와 상기 바디에 설치되며, 외부의 기류가 상기 토출구를 향해 흐르는 것을 최소화하는 블레이드를 가진다.
상기 바디는, 내부에 상기 유체가 머무는 버퍼가 형성된 메인 바디;와 상기 메인 바디로부터 아래로 연장되며, 상기 토출구가 형성된 분사 바디를 포함하되, 상기 블레이드는, 상기 분사 바디의 외측면에 장착되고, 그 길이 방향이 상기 제 2 방향과 평행하도록 배치된다.
상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향에 수직 또는 경사진 방향일 수 있다.
상기 블레이드는, 제 1 측면; 및 제 2 측면;을 가지되, 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면은, 상기 분사 바디의 외측면으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 서로 일정한 각도를 이루며 만나고, 상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면보다 상기 토출구에 가깝게 제공된다.
상기 제 2 측면은 평평하게 또는 상기 분사 바디의 외측면으로 오목하게 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 유체 공급 유닛을 제공한다. 기판 처리 장치 내에서 기판에 처리 유체를 분사하는 유체 공급 유닛에 있어서, 상기 유체 공급 유닛은, 저면에 토출구가 형성된 바디;와 상기 바디에 설치되며, 외부의 기류가 상기 토출구를 향해 흐르는 것을 최소화하는 블레이드를 가진다.
상기 바디는, 내부에 상기 유체가 머무는 버퍼가 형성된 메인 바디;와 상기 메인 바디로부터 아래로 연장되며, 상기 토출구가 형성된 분사 바디를 포함하되, 상기 블레이드는, 상기 분사 바디의 외측면에 장착 장착되고, 그 길이 방향이 상기 제 2 방향과 평행하도록 배치된다.
상기 블레이드는, 제 1 측면; 및 제 2 측면;을 가지되, 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면은, 상기 분사 바디의 외측면으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 서로 일정한 각도를 이루며 만나고, 상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면보다 상기 토출구에 가깝게 제공된다.
상기 제 2 측면은 평평하게 또는 상기 분사 바디의 외측면을 향해 오목하게 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는 기판 표면이 재오염 되는 것을 방지하고, 기판 표면의 건조가 용이하게 할 수 있다.
또한. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는 유체가 분사되는 유체 공급 유닛에 블레이드를 제공하여 주변의 공기가 토출구로 유입되는 것을 최소화한다.
도 1은 일반적인 유체 공급 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 기판 처리 장치가 포함된 기판 처리 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 유체 반송 유닛을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 4는 도 2의 유체 공급 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 2의 유체 공급 유닛의 단면도이다.
도 6은 도 2의 다른 실시예에 의한 유체 공급 유닛의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 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.
본 실시예에서 기판(S)은 평판 표시 패널 제조에 사용되는 기판(S)을 예로 들어 설명한다. 그러나 이와 달리 기판(S)은 반도체 칩 제조에 사용되는 웨이퍼일 수 있다.
도 2 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치가 포함된 기판 처리 시스템을 보여주는 단면도이다. 도 2를 참고하면, 기판 처리 시스템은 제 1 장치(100), 제 2 장치(200), 그리고 제 3 장치(300)를 가진다. 여기서, 제 1 장치(100), 제 2 장치(200), 그리고 제 3 장치(300)가 배열된 방향을 제1방향(X)으로 칭한다. 또한, 상부에서 바라볼 때 제1방향(X)에 수직한 방향을 제2방향(Y)으로 칭하고, 제1방향(X)과 제2방향(Y)에 수직인 방향을 제3방향(Z)으로 칭하기로 한다.
제 1 장치(100)는 에칭 공정을 수행한다. 제 1 장치(100)는 챔버(110), 유체 공급 유닛(120), 기판 유입구(12), 기판 유출구(14), 그리고 반송 유닛(400)을 가진다. 챔버(110)는 에칭 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 유체 공급 유닛(120)은 제 1 노즐(120)로 제공될 수 있다. 제 1 노즐(120)은 그 길이 방향이 제1방향(X)으로 제공된다. 제 1 노즐(120)은 샤프트들의 상부에 배치된다. 제 1 노즐(120)은 기판(S)의 상부로 처리액을 분사한다. 유입구(12)는 챔버(110)의 일측면에 형성된다. 기판(S)은 기판 유입구(12)를 통해 챔버(110)내로 유입된다. 이와 마주보는 타측면에는 기판 유출구(14)가 제공된다. 기판(S)은 기판 유출구(14)를 통해 챔버(110)로부터 반출된다.
제 2 장치(200)는 제 1 장치(100)에 인접한 후방에 배치된다. 제 2 장치(200)는 세정 공정을 수행한다. 제 2 장치(200)는 기판(S) 상에 잔류하는 케미컬을 세정한다. 제 2 장치(200)는 챔버(210), 유체 공급 유닛(220), 기판 유입구(12), 기판 유출구(14), 그리고 반송 유닛(400)을 가진다. 챔버(210)는 세정 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 유체 공급 유닛(220)은 제 2 노즐(220)로 제공될 수 있다. 제 2 노즐(220)은 챔버(210) 내 상류에 위치된다. 제 2 노즐(220)은 슬릿 형태로 제공될 수 있다. 제 2 노즐(220)은 기판(S) 상에 순수를 공급하여 세정한다. 이와 달리, 순수가 아닌 다른 세정액을 제공할 수 있다. 기판 유입구(12)는 챔버(210)의 일측면에 형성된다. 기판(S)은 기판 유입구(12)를 통해 챔버(210)내로 유입된다. 이와 마주보는 타측면에는 기판 유출구(14)가 제공된다. 기판(S)은 기판 유출구(14)를 통해 챔버(210)으로부터 반출된다.
제 3 장치(300)는 제 2 장치(200)에 인접한 후방에 배치된다. 제 3 장치(300)는 건조 공정을 수행한다.
본 발명의 실시예에 의한 기판 처리 장치는 제 1 내지 제 3 장치(100, 200, 300) 모두에 해당될 수 있으나, 이하 기판 처리 장치는 제 3 장치(300)인 것을 예로 들어 설명한다.
제 3 장치(300)는 챔버(310), 유체 공급 유닛(500), 기판 유입구(12), 기판 유출구(14), 그리고 반송 유닛(400)을 가진다.
챔버(310)는 건조 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 기판 유입구(12)는 챔버(310)의 일측면에 형성된다. 기판(S)은 기판 유입구(12)를 통해 챔버(310) 내로 유입된다. 이와 마주보는 타측면에는 기판 유출구(14)가 제공된다. 기판(S)은 기판 유출구(14)를 통해 챔버(310)로부터 유출된다.
도 3은 도 2의 반송 유닛을 나타낸 평면도이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 반송 유닛(400)은 기판(S)을 제 1 방향(X)으로 반송한다. 반송유닛(400)은 챔버들(110, 210, 310) 내에 배치된다. 반송 유닛(400)은 장치들(100, 200, 300) 간에, 그리고 챔버(110, 210, 310) 내에서 기판(S)을 제1방향(X)으로 이동시킨다. 반송 유닛(400)은 복수의 샤프트들(410), 롤러들(420) 그리고 구동부(460)를 가진다.
샤프트들(410)은 제1방향(X)을 따라 배열된다. 각각의 샤프트(410)는 그 길이 방향이 제2방향(Y)으로 제공된다. 샤프트들(410)은 서로 나란하게 배치된다. 샤프트들(410)은 기판 유입구(12)와 인접한 위치에서부터 기판 유출구(14)와 인접한 위치까지 제공된다. 샤프트(410)는 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 샤프트(410)는 스틸 재질일 수 있다. 각각의 샤프트(410)에는 그 길이방향을 따라 복수의 롤러들(240)이 고정 결합된다. 샤프트들(410)은 그 중심축을 기준으로 구동부(460)에 의해 회전된다.
롤러(420)는 각각의 샤프트(410)에 복수 개로 제공된다. 롤러(420)는 기판(S)의 저면을 지지한다. 롤러(420)는 그 중심축에 홀이 형성되고, 샤프트(410)는 홀에 끼워진다. 롤러(420)는 샤프트(410)와 함께 회전된다. 롤러(420)는 도전성 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 롤러(420)는 카본 계열 재질일 수 있다.
구동부(460)는 풀리들(462), 벨트들(464), 그리고 모터(466)를 가진다. 풀리들(462)은 각각의 샤프트(410)의 양단에 각각 결합된다. 서로 다른 샤프트들(410)에 결합되며 서로 인접하게 배치된 풀리들(462)은 벨트(464)에 의해 서로 연결된다. 풀리들(462) 중 어느 하나에는 이를 회전시키는 모터(466)가 결합된다. 상술한, 풀리(462), 벨트(464), 그리고 모터(466)의 조립체에 의해 샤프트들(410)과 롤러들(420)이 회전되고, 기판(S)은 그 하면이 롤러에 접촉된 상태로 샤프트들(410)을 따라 직선 이동된다. 각각의 샤프트(410)는 수평으로 배치되어 기판(S)은 수평 상태로 이송될 수 있다. 선택적으로 각각의 샤프트(410)의 일단과 타단이 상이한 높이로 제공되어, 기판(S)은 경사진 상태로 이송될 수 있다.
도 4는 도 2의 유체 공급 유닛(500)을 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 2의 유체 공급 유닛(500)을 나타낸 단면도이다. 도 2 내지 도 5를 참고하면, 유체 공급 유닛(500)은 슬릿 형상을 가지는 노즐로 제공될 수 있다. 유체 공급 유닛(500)은 반송 유닛(400)의 상부에 위치된다. 유체 공급 유닛(500)은 그 길이 방향이 제 2 방향(Y)에 경사지게, 또는 제 2 방향(Y)에 평행하게 제공될 수 있다. 유체 공급 유닛(500)은 그 토출구(511)의 하부가 챔버(310)내 기판(S) 이동 방향의 상류를 향하는 방향으로 제공될 수 있다. 유체 공급 유닛(500)은 기판(S) 상에 에어(Air)를 공급한다. 이와 달리, 유체 공급 유닛은 에어가 아닌 다른 처리 유체를 제공할 수 있다. 유체 공급 유닛(500)은 바디(510) 그리고 블레이드(520)를 포함한다.
바디(510)는 그 저면에 토출구(511)가 형성된다. 바디(510)는 메인 바디(512) 및 분사 바디(513)를 갖는다. 바디(513)는 그 길이 방향이 상부에서 바라볼 때, 제 2 방향(Y)에 대해 경사진 방향, 또는 제 2 방향(Y)에 평행한 방향일 수 있다.
메인 바디(512)는 그 내부에 공급된 유체가 머무는 버퍼(512a)가 형성된다. 버퍼(512a)는 유체 공급 유닛(500)의 내부에 유입되는 유체가 높은 압력을 견딜 수 있도록 완충지역을 제공한다. 바디(510)에는 그 내부로 유체를 공급하는 유체 공급 라인(미도시)이 연결된다.
분사 바디(513)는 메인 바디(512)로부터 아래로 연장된다. 분사 바디(513)의 하단에는 버퍼(512a)로부터 유입된 유체가 분사되는 토출구(511)가 형성된다.
블레이드(520)는 바디(510)에 설치된다. 블레이드(520)는 토출구(511)로부터 유체 분사시, 코안다 효과(Coanda Effect)에 의해 외부의 기류가 토출구(511)를 향해 흐르는 것을 최소화한다. 블레이드(520)는 분사 바디(513)의 외측면에 장착된다. 블레이드(520)는 그 길이 방향이 바디의 길이 방향에 평행하도록 배치된다. 블레이드(520)는 제 1 측면(521) 및 제 2 측면(522)을 가진다.
제 1 측면(521)과 제 2 측면(522)은 분사 바디(513)의 외측면으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 서로 일정한 각도를 이루며 만난다. 제 1 측면(521)은 제 2 측면(522)보다 토출구(511)에 가깝게 제공된다. 제 2 측면(522)은 평평하게 제공된다. 코안다 효과(Coanda Effect)에 의해 토출구(511)를 향해 흐르는 외부의 기류는 제 2 측면(522)에 의해 그 흐름의 방향이 토출구(511) 외부를 향하게 된다.
도 6은 도 2의 유체 공급 유닛(500)의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 6을 참고하면, 제 2 측면(522)은 분사 바디(513)의 외측면으로 오목하게 제공된다. 제 2 측면(521)의 형태를 제외한 나머지 구성은 도 5의 유체 공급 유닛(500)과 유사하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 기판 처리 장치는 유체 공급 유닛(500)에 블레이드(520)를 제공하여 유체 분사시 코안다 효과(Coanda Effect)에 의해 토출구(511)를 향해 흐르는 외부의 기류의 방향을 변경시킨다. 따라서, 기판 표면의 재 오염을 방지 하고, 기판 표면을 건조시키기 용이하다.
1000: 기판 처리 시스템
S: 기판
X: 제1방향
Y: 제2방향
300: 기판 처리 장치
400: 반송유닛
500: 유체 공급 유닛
520: 블레이드

Claims (13)

  1. 기판의 처리가 이루어지는 처리 공간을 제공하는 챔버;
    상기 처리 공간에 설치되고, 상기 기판을 제 1 방향을 따라 반송하는 반송 유닛; 및
    상기 처리 공간 내에 배치되고, 상기 반송 유닛에 의해 반송되는 기판에 처리 유체를 분사하는 유체 공급 유닛을 포함하되,
    상기 유체 공급 유닛은,
    저면에 토출구가 형성된 바디;와
    상기 바디에 설치되며, 외부의 기류가 상기 토출구를 향해 흐르는 것을 최소화하는 블레이드를 가지는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는,
    내부에 상기 유체가 머무는 버퍼가 형성된 메인 바디;와
    상기 메인 바디로부터 아래로 연장되며, 상기 토출구가 형성된 분사 바디를 포함하되,
    상기 블레이드는, 상기 분사 바디의 외측면에 장착되고, 그 길이 방향이 상기 바디의 길이 방향에 평행하도록 배치되는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 유체는 에어(Air)인 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디의 길이 방향은, 상부에서 바라볼 때, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향에 대해 경사진 방향인 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    제 1 측면; 및 제 2 측면;을 가지되,
    상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면은, 상기 분사 바디의 외측면으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 서로 일정한 각도를 이루며 만나고,
    상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면보다 상기 토출구에 가깝게 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 측면은 평평하게 제공된 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 측면은 상기 분사 바디의 외측면으로 오목하게 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 기판 처리 장치 내에서 기판에 처리 유체를 분사하는 유체 공급 유닛에 있어서,
    상기 유체 공급 유닛은,
    저면에 토출구가 형성된 바디;와
    상기 바디에 설치되며, 외부의 기류가 상기 토출구를 향해 흐르는 것을 최소화하는 블레이드를 가지는 유체 공급 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 바디는,
    내부에 상기 유체가 머무는 버퍼가 형성된 메인 바디;와
    상기 메인 바디로부터 아래로 연장되며, 상기 토출구가 형성된 분사 바디를 포함하되,
    상기 블레이드는, 상기 분사 바디의 외측면에 장착 장착되고, 그 길이 방향이 상기 바디의 길이 방향에 평행하도록 배치되는 유체 공급 유닛.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리 유체는 에어(Air)인 유체 공급 유닛.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    제 1 측면; 및 제 2 측면;을 가지되,
    상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면은, 상기 분사 바디의 외측면으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 서로 일정한 각도를 이루며 만나고,
    상기 제 1 측면은 상기 제 2 측면보다 상기 토출구에 가깝게 제공되는 유체 공급 유닛.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제 2 측면은 평평하게 제공된 유체 공급 유닛.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 측면은 상기 분사 바디의 외측면을 향해 오목하게 제공되는 유체 공급 유닛.
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KR102348282B1 (ko) * 2021-06-17 2022-01-06 남창덕 슬롯팁이 용사 코팅에 의해 일체로 형성되어 경도와 생산비와 제조공정이 향상되며 스크류에 의해 고점도 물질의 코팅이 가능한 슬롯다이 노즐

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