KR20170014327A - 스핀 헤드 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스핀 헤드 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와 상기 베이스를 회전시키는 모터와 기 베이스 상에 설치되며, 회전 가능함 캠과 상기 캠의 회전에 따라 직선 이동하는 척로드와 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 척로드의 직선 운동을 가이드하는 로드 가이드와 그리고 상기 척로드 상에 설치되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀을 포함하며 상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며, 서로 전기적으로 연결되는 스핀 헤드를 포함한다.

Description

스핀 헤드 및 기판 처리 장치{Spin head and apparatus for treating a substrate}
본 발명은 스핀 헤드 및 기판 처리 장치에 관한 것으로 보다 구체적으로 기판 처리 공정 중에 기판을 지지하고 기판을 회전시키는 스핀 헤드와 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
일반적으로 기판의 세정은 케미칼을 이용하여 기판 상에 잔류하는 금속 이물질, 유기 물질, 또는 파티클 등을 제거하는 케미컬 처리 공정, 순수를 이용하여 기판 상에 잔류하는 케미칼을 제거하는 린스 공정, 그리고 유기 용제 또는 질소 가스 등을 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정을 포함한다.
한편, 기판을 처리액을 공급하여 기판을 처리 시 기판에 전하가 발생될 수 있다. 기판에 발생되는 전하는 파티클 발생을 유발하여 기판 처리 공정에 불량을 야기하는 문제가 있다.
본 발명은 기판에 처리액을 공급하여 기판 처리 공정 수행 시 기판에 발생되는 전하를 외부로 배출하기 위한 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 스핀 헤드를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와 상기 베이스를 회전시키는 모터와 상기 베이스 상에 설치되며, 회전 가능함 캠과 상기 캠의 회전에 따라 직선 이동하는 척로드와 상기 베이스 상에 설치되며 상기 척로드의 직선 운동을 가이드하는 로드 가이드와 그리고 상기 척로드 상에 설치되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀을 포함하며 상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 스핀 헤드는 상기 모터에 연결되어 기판에 발생된 전하를 외부로 방출하는 접지핀을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척로드는 상기 캠의 회전에 따라서 제1위치 또는 제2위치로 이동가능하게 제공되되, 상기 제2위치는 상기 제1위치보다 상기 몸체의 중심에서 그 외측으로 더 멀리 떨어진 위치일 수 있다.
일 실시 에에 의하면, 상기 로드 가이드는 상기 척로드가 삽입되는 관통홀이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척로드와 상기 척핀은 각각 복수개 제공되며, 상기 척핀은 상기 베이스에서 상기 척로드를 향하는 방향으로 상기 척로드의 끝단에 위치하며, 복수의 상기 척로드는 상기 베이스의 반경 방향으로 위치하며, 각각의 상기 척로드는 일정한 간격 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 캠은 상기 베이스에 상부에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척로드와 상기 캠은 동일한 평면에 위치하며, 상기 베이스는 상기 척로드보다 하부에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 스핀 헤드는 상기 베이스 상에 설치되며, 기판의 하부를 지지하고 도전성 재질을 포함하는 지지핀 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지핀 유닛은 기판의 하부를 지지하는 지지핀과 상기 베이스와 상기 지지핀을 전기적으로 연결하는 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지핀은 상기 몸체의 상면에 형성된 지지홀에 결합되며 상기 커넥터는 상기 지지홀에 위치한 상기 지지핀의 하부와 상기 베이스를 연결할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척핀은 수지와 카본을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지핀은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 코팅될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스, 상기 모터 그리고 상기 지지핀 유닛은 전기 저항이 100 ㏀ 이하인 재질을 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와 상기 베이스를 회전시키는 모터와 그리고 상기 베이스 상에 설치되며 기판의 하부를 지지하는 지지핀 유닛을 포함하고 상기 지지핀 유닛은 기판의 하부를 지지하는 지지핀과 상기 베이스와 상기 지지핀을 전기적으로 연결하는 커넥터를 포함하되 상기 지지핀, 상기 커넥터, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 스핀 헤드는 상기 모터에 연결되어 기판에 발생된 전하를 외부로 방출하는 접지핀을 더 포함하고 상기 지지핀은 상기 몸체의 상면에 형성된 지지홀에 결합되며 상기 커넥터는 상기 지지홀에 위치한 상기 지지핀의 하부와 상기 베이스를 연결할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지핀은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 코팅될 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 기판을 지지하고 회전시키는 스핀 헤드와 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되 상기 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와 상기 베이스를 회전시키는 모터와 상기 베이스 상에 설치되며, 회전 가능함 캠과 상기 캠의 회전에 따라 직선 이동하는 척로드와 상기 베이스 상에 설치되며 상기 척로드의 직선 운동을 가이드하는 로드 가이드와 그리고 상기 척로드 상에 설치되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀을 포함하며 상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 스핀 헤드는 상기 모터에 연결되어 기판에 발생된 전하를 외부로 방출하는 접지핀을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척로드는 상기 캠의 회전에 따라서 제1위치 또는 제2위치로 이동가능하게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척로드는 상기 로드 가이드를 관통하며 제공되고, 상기 로드 가이드는 그 길이 방향이 상기 캠의 접선 방향에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척로드와 상기 척핀은 각각 복수개 제공되며, 상기 척핀은 상기 베이스에서 상기 척로드를 향하는 방향으로 상기 척로드의 끝단에 위치하며, 복수의 상기 척로드는 상기 베이스의 반경 방향으로 위치하며, 각각의 상기 척로드는 일정한 간격 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 캠은 상기 베이스에 상부에 위치하며, 상기 척로드와 상기 캠은 동일한 평면에 위치하며, 상기 베이스는 상기 척로드보다 하부에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 스핀 헤드는 상기 베이스 상에 설치되며 기판의 하부를 지지하고 도전성 재질을 포함하는 지지핀 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지핀 유닛은 기판의 하부를 지지하는 지지핀과 상기 베이스와 상기 지지핀을 전기적으로 연결하는 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지핀은 상기 몸체의 상면에 형성된 지지홀에 결합되며 상기 커넥터는 상기 지지홀에 위치한 상기 지지핀의 하부와 상기 베이스를 연결할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척핀은 수지와 카본을 포함하는 재질로 제공되며, 상기 지지핀은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 공정 중에 발생된 전하를 외부로 배출하여 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 대전되는 전하를 외부로 방출하여 기판의 손상을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 대전되는 전하를 외부로 방출하여 기판 처리 공정 중에 파티클 발생을 최소화 시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 스핀 헤드의 상면을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 스핀 헤드에 척핀의 움직이는 위치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 스핀 헤드에 일부 구성 요소를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 3의 스핀 헤드에서 A-A'방향의 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3의 스핀 헤드에서 B-B'방향의 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8과 도 9는 기판에서 발생되는 전하가 외부로 배출되는 경로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
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.
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 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되는 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 포함한다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 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 B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 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 공정 챔버(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, 상술한 바와 달리, 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)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
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, 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.
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. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판(W)을 세정하는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 설명한다. 도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
기판 처리 장치(300)는 용기(320), 스핀 헤드(340), 승강유닛(360) 그리고 액 공급 유닛(380)을 포함한다.
용기(320)는 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 용기(320)는 상부가 개방된 형상으로 제공된다. 용기(320)는 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 포함한다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀 헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
승강유닛(360)은 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(340)에 대한 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 포함한다.
브라켓(362)은 용기(320)의 외벽에 고정설치된다. 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(340)에 놓이거나, 스핀 헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀 헤드(340)이 용기(320)의 상부로 돌출되도록 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 용기(320)의 높이가 조절한다.
일 예로, 제1처리액으로 기판(W)을 처리하고 있는 동안에 기판(W)은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판(W)을 처리하는 동안에 각각 기판(W)은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강 유닛(360)은 용기(320) 대신 스핀 헤드(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
액 공급 유닛(380)은 기판(W) 처리 공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(380)은 액 공급 라인(381), 밸브(385), 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 포함한다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(384)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(384)이 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 노즐(382)은 액 저장부(387)로부터 액 공급 라인(381)을 통해 액을 공급받아 기판(W)상으로 액을 공급한다. 액 공급 라인(381)에는 밸브(385)가 설치된다. 밸브(385)는 노즐(382)에 공급되는 액의 양을 조절한다.
액 공급 유닛(380)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 액 공급 유닛(380)이 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 액 공급 유닛(380)을 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
도 3은 도 2의 스핀 헤드의 상면을 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3의 스핀 헤드에 척핀의 움직이는 위치를 개략적으로 보여주는 도면이며, 도 5는 도 2의 스핀 헤드에 일부 구성 요소를 보여주는 사시도이고, 도 6은 도 3의 스핀 헤드에서 A-A'방향의 단면을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 7은 도 3의 스핀 헤드에서 B-B'방향의 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하, 도 3 내지 도 7을 참고하면, 스핀 헤드(400)는 용기(320) 내에 배치된다. 스핀 헤드(400)는 기판(W) 처리 공정 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀 헤드(400)는 몸체(410), 베이스(411), 모터(480), 캠(423), 척로드(421), 로드 가이드(425), 척핀(420), 접지핀(460), 지지핀 유닛(450) 그리고 지지축(470)을 포함한다.
몸체(410)는 상부에서 바라 볼 때, 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(410)의 저면에는 모터(480)에 의해 회전가능한 지지축(470)이 고정결합된다. 몸체(410)의 상부에는 기판(W)이 놓인다.
몸체(410)의 내부에는 베이스(411)가 위치한다. 베이스(411)는 원형의 플레이트로 제공된다. 베이스(411)는 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공된다. 일 예로 베이스(411)는 알루미늄 또는 수지로 제공될 수 있다.
캠(423)은 베이스(411) 상에 설치된다. 캠(423)은 베이스(411)의 상부에 위치한다. 캠(423)은 중심은 베이스(411)의 중심의 상부에 위치 할 수 있다. 캠(423)은 베이스(411)보다 작은 면적으로 제공될 수 있다. 캠(423)은 상부에서 바라 볼 때, 원형의 형상을 이룬다. 캠(423)에는 돌출부(423a)가 형성된다. 돌출부(423a)는 복수개 제공된다. 일 예로 돌출부(423a)는 척로드(421)의 개수와 상응하는 개수로 제공될 수 있다. 캠(423)은 캠 구동기(미도시)와 연결될 수 있다. 캠 구동기(미도시)는 캠(423)을 회전시킨다. 돌출부(423a)는 캠(423)의 회전 운동시 척로드(421)를 직선 운동하도록 척로드(421)를 베이스(411)의 외측방향으로 밀어준다.
척로드(421)는 캠(423)의 회전에 따라 직선운동한다. 척로드(421)는 베이스(411) 반경 방향이 위치한다. 척로드(421)의 길이 방향은 베이스(411)의 반경 방향일 수 있다. 척로드(421)의 일단은 캠(423)의 돌출부(423a)와 접촉할 수 있다. 캠(423)의 회전에 따라 돌출부(423a)는 척로드(421)의 일단을 밀어준다. 캠(423)의 회전에 따라 척로드(421)는 제1위치(P1) 또는 제2위치(P2)로 이동가능하게 제공된다. 제1위치(P1)는 캠(423)의 회전하기 전에 척로드(421)의 위치이다. 제2위치(P2)는 캠(423)의 회전으로 직선 운동 후 척로드(421)의 위치이다. 제1위치(P1)는 후술한 척핀(420)이 기판(W)의 측부를 지지하는 위치이다. 제2위치(P2)는 척핀(420)이 기판(W)을 지지하지 않는 위치이다.
척로드(421)는 복수개 제공된다. 일 예로 척로드(421)는 6개 제공될 수 있다. 복수의 척로드(421)는 베이스(411)의 반경 방향에 위치하며, 각각의 척로드(421)는 일정한 간격 이격되어 위치할 수 있다. 척로드(421)는 캠(423)과 동일한 평면에 위치한다. 척로드(421)는 베이스(411)의 상부에 위치한다.
척로드(421)는 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공된다. 일 예로 척로드(421)는 수지 또는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 전도성을 가지는 도전성 재질로 제공될 수 있다.
로드 가이드(425)는 척로드(421)의 직선운동을 가이드한다. 로드 가이드(425)에는 관통홀(425a)이 형성된다. 관통홀(425a)에는 척로드(421)가 삽입된다. 로드 가이드(425)는 상부에서 바라 볼 때, 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 로드 가이드(425)는 그 길이 방향이 캠(423)의 접선 방향으로 위치한다. 로드 가이드(425)는 캠(423)의 외측에 위치한다. 로드 가이드(425)는 베이스(411) 상에 설치된다. 로드 가이드(425)는 베이스(411)의 상부에 위치한다. 로드 가이드(425) 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 로드 가이드(425)는 알루미늄 또는 수지를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
척핀(420)은 척로드(421) 상에 설치된다. 척핀(420)은 척로드(421)의 끝단에 위치한다. 척핀(420)의 척로드(421)의 끝단에서 몸체(410)의 상부면을 향하는 방향으로 돌출되어 제공된다. 척핀(420)은 복수개 제공된다. 척핀(420)은 척로드(421)와 상응하는 개수로 제공될 수 있다. 일 예로 척핀(420)은 6개 제공될 수 있다. 척핀(420)은 몸체(410)의 중심에서 후술한 지지핀(451)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(420)은 몸체(410)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(420)은 스핀 헤드(400)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(420)은 몸체(410)의 반경 방향을 따라 제1위치(P1)와 제2위치(P2) 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 제2위치(P2)는 제1위치(P1)에 비해 몸체(410)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀 헤드(400)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(420)은 제2위치(P2)에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시에는 척핀(420)은 제1위치(P1)에 위치된다. 제1위치(P1)에서 척핀(420)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
척핀(420)은 도전성재질을 포함하는 재질로 제공된다. 일 예로 척핀(420)은 수지와 카본을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
지지핀 유닛(450)은 베이스(411) 상에 설치된다. 지지핀 유닛(450)은 기판(W)의 하부를 지지한다. 지지핀 유닛(450)은 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 지지핀 유닛(450)은 지지핀(451)과 커넥터(453)를 포함한다.
지지핀(451)은 복수 개 제공된다. 일 예로 지지핀(451)은 6개가 제공될 수 있다. 지지핀(451)은 몸체(410)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(410)에서 상부로 돌출된다. 지지핀(451)은 몸체(410)의 중심으로 기준으로 척핀(420)보다 가까운 거리에 위치한다. 지지핀(451)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(451)은 몸체(410)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다. 지지핀(451)은 몸체(410)의 상면에 형성된 지지홀(455)에 결합된다. 지지핀(451)은 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공된다. 일 예로 지지핀(451)은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 제공될 수 있다.
커넥터(453)는 지지핀(451)과 베이스(411)를 전기적으로 연결한다. 커넥터(453)는 지지홀(455)에 위치한 지지핀(451)의 하부와 베이스(411)를 연결한다. 커넥터(453)는 몸체(410)의 내부에 위치한다. 커넥터(453)는 복수개 제공된다. 커넥터(453)는 지지핀(451)과 상응하는 개수로 제공된다. 커넥터(453)는 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
모터(480)는 지지축(470)을 회전시켜 몸체(410)를 회전시킨다. 모터(480)는 지지축(470)의 하부와 결합된다. 모터(480)는 베이스(411)의 하부에 위치한다. 모터(480)는 베이스(411)와 전기적으로 연결된다. 모터(480)는 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
접지핀(460)은 모터(480)와 전기적으로 연결된다. 접지핀(460)은 모터(480)와 연결되어 기판(W)에 발생된 전하를 외부로 방출한다.
상술한 척핀(420), 척로드(421), 로드 가이드(425), 베이스(411) 모터(480), 접지핀(460), 그리고 지지핀 유닛(450)은 전기 저항이 100 ㏀이하인 재질로 제공된다. 척핀(420), 척로드(421), 로드 가이드(425), 베이스(411), 모터(480), 접지핀(460) 그리고 지지핀 유닛(450)은 각각 전기적으로 연결된다.
이하에서는, 기판(W)에서 발생된 전하가 외부로 방출되는 경로를 설명한다. 도 8과 도 9는 기판(W)에서 발생되는 전하가 외부로 배출되는 경로를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하 도 8과 도 9를 참조하면, 기판(W)은 지지핀(451)과 척핀(420)에 의해 지지된 상태에서 액 공급 유닛으로부터 처리액을 공급받아 처리 공정을 수행한다. 이 과정에서 기판(W)에는 전하가 발생될 수 있다. 발생된 전하는 파티클을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
공정 중 발생된 전하는 척핀(420), 척로드(421), 로드 가이드(425), 베이스(411), 모터(480) 그리고 접지핀(460)을 순차적으로 통과하여 외부로 배출된다. 이는 척핀(420), 척로드(421), 로드 가이드(425), 베이스(411), 모터(480) 그리고 접지핀(460)이 도전성 재질을 포함하는 재질로 제공되며, 전기적으로 연결되어 있어 전하가 외부로 방출된다.
이와는 달리 공정 중 발생된 전하는 지지핀(451), 커넥터(453), 베이스(411), 모터(480) 그리고 접지핀(460)을 순차적으로 통과하여 외부로 배출될 수 있다.
공정 중에 발생되는 전하는 상술한 지지핀(451) 또는 척핀(420)을 통해서 전기적으로 연결된 베이스(411)와 모터(480) 그리고 접지핀(460)을 순차적으로 통과하여 외부로 배출된다. 이로 인해 공정 중에 기판(W)에 발생된 전하를 외부로 방출하여 기판(W) 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
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.
300; 기판 처리 장치 320: 용기
360: 승강 유닛 380: 액 공급 유닛
400: 스핀 헤드 410: 몸체
411: 베이스 423: 캠
421: 척 로드 425: 로드 가이드
420: 척핀 450: 지지핀 유닛
451: 지지핀 453: 커넥터
453: 지지홀 470: 지지축
480: 모터

Claims (26)

  1. 스핀 헤드에 있어서,
    몸체와;
    상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와;
    상기 베이스를 회전시키는 모터와;
    상기 베이스 상에 설치되며, 회전 가능함 캠과;
    상기 캠의 회전에 따라 직선 이동하는 척로드와;
    상기 베이스 상에 설치되며, 상기 척로드의 직선 운동을 가이드하는 로드 가이드와; 그리고
    상기 척로드 상에 설치되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀을; 포함하며,
    상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며, 서로 전기적으로 연결되는 스핀 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는 상기 모터에 연결되어 기판에 발생된 전하를 외부로 방출하는 접지핀을 더 포함하는 스핀 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 척로드는 상기 캠의 회전에 따라서 제1위치 또는 제2위치로 이동가능하게 제공되되, 상기 제2위치는 상기 제1위치보다 상기 몸체의 중심에서 그 외측으로 더 멀리 떨어진 위치인 스핀 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로드 가이드는 상기 척로드가 삽입되는 관통홀이 형성되는 스핀 헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 척로드와 상기 척핀은 각각 복수개 제공되며, 상기 척핀은 상기 베이스에서 상기 척로드를 향하는 방향으로 상기 척로드의 끝단에 위치하며, 복수의 상기 척로드는 상기 베이스의 반경 방향으로 위치하며, 각각의 상기 척로드는 일정한 간격 이격되어 배치되는 스핀 헤드.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 캠은 상기 베이스에 상부에 위치하는 스핀 헤드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 척로드와 상기 캠은 동일한 평면에 위치하며, 상기 베이스는 상기 척로드보다 하부에 위치하는 스핀 헤드.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는, 상기 베이스 상에 설치되며 기판의 하부를 지지하고 도전성 재질을 포함하는 지지핀 유닛을 더 포함하는 스핀 헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지핀 유닛은,
    기판의 하부를 지지하는 지지핀과;
    상기 베이스와 상기 지지핀을 전기적으로 연결하는 커넥터를; 포함하는 스핀 헤드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 몸체의 상면에 형성된 지지홀에 결합되며,
    상기 커넥터는 상기 지지홀에 위치한 상기 지지핀의 하부와 상기 베이스를 연결하는 스핀 헤드.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척핀은 수지와 카본을 포함하는 재질로 제공되는 스핀 헤드.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 지지핀은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 코팅되는 스핀 헤드.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스, 상기 모터 그리고 상기 지지핀 유닛은 전기 저항이 100 ㏀ 이하인 재질을 제공되는 스핀 헤드.
  14. 스핀 헤드에 있어서,
    몸체와;
    상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와;
    상기 베이스를 회전시키는 모터와; 그리고
    상기 베이스 상에 설치되며, 기판의 하부를 지지하는 지지핀 유닛을 포함하고,
    상기 지지핀 유닛은,
    기판의 하부를 지지하는 지지핀과
    상기 베이스와 상기 지지핀을 전기적으로 연결하는 커넥터를 포함하되,
    상기 지지핀, 상기 커넥터, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며, 서로 전기적으로 연결되는 스핀 헤드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는 상기 모터에 연결되어 기판에 발생된 전하를 외부로 방출하는 접지핀을 더 포함하고,
    상기 지지핀은 상기 몸체의 상면에 형성된 지지홀에 결합되며,
    상기 커넥터는 상기 지지홀에 위치한 상기 지지핀의 하부와 상기 베이스를 연결하는 스핀 헤드.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 지지핀은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 코팅되는 스핀 헤드.
  17. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하고 회전시키는 스핀 헤드와;
    기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을; 포함하되,
    상기 스핀 헤드는,
    몸체와;
    상기 몸체의 내부에 위치하는 베이스와;
    상기 베이스를 회전시키는 모터와;
    상기 베이스 상에 설치되며, 회전 가능함 캠과;
    상기 캠의 회전에 따라 직선 이동하는 척로드와;
    상기 베이스 상에 설치되며, 상기 척로드의 직선 운동을 가이드하는 로드 가이드와; 그리고
    상기 척로드 상에 설치되며, 기판의 측부를 지지하는 척핀을; 포함하며,
    상기 척핀, 상기 척로드, 상기 로드 가이드, 상기 베이스 그리고 상기 모터는 각각 도전성 재질을 포함하며, 서로 전기적으로 연결되는 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는 상기 모터에 연결되어 기판에 발생된 전하를 외부로 방출하는 접지핀을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 척로드는 상기 캠의 회전에 따라서 제1위치 또는 제2위치로 이동가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 척로드는 상기 로드 가이드를 관통하며 제공되고, 상기 로드 가이드는 그 길이 방향이 상기 캠의 접선 방향에 위치하는 기판 처리 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 척로드와 상기 척핀은 각각 복수개 제공되며, 상기 척핀은 상기 베이스에서 상기 척로드를 향하는 방향으로 상기 척로드의 끝단에 위치하며, 복수의 상기 척로드는 상기 베이스의 반경 방향으로 위치하며, 각각의 상기 척로드는 일정한 간격 이격되어 배치되는 기판 처리 장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 캠은 상기 베이스에 상부에 위치하며, 상기 척로드와 상기 캠은 동일한 평면에 위치하며, 상기 베이스는 상기 척로드보다 하부에 위치하는 기판 처리 장치.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는 상기 베이스 상에 설치되며, 기판의 하부를 지지하고 도전성 재질을 포함하는 지지핀 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 지지핀 유닛은,
    기판의 하부를 지지하는 지지핀과;
    상기 베이스와 상기 지지핀을 전기적으로 연결하는 커넥터를; 포함하는 기판 처리 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 몸체의 상면에 형성된 지지홀에 결합되며,
    상기 커넥터는 상기 지지홀에 위치한 상기 지지핀의 하부와 상기 베이스를 연결하는 기판 처리 장치.
  26. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척핀은 수지와 카본을 포함하는 재질로 제공되며, 상기 지지핀은 그 외부면이 수지와 카본이 포함된 재질로 코팅되는 기판 처리 장치.
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