KR20170071922A

KR20170071922A - 세정장치

Info

Publication number: KR20170071922A
Application number: KR1020150180143A
Authority: KR
Inventors: 최영철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-06-26

Abstract

가변형 스플래시 가드를 구비하는 세정장치가 개시된다. 세정장치는 상부가 개방된 세정 챔버의 바닥부에 배치되고 기판을 고정하여 회전시키는 스핀 척, 기판으로 세정액을 공급하는 세정 노즐, 세정 챔버의 측벽으로부터 상방으로 연장되어 기판으로부터 튀는 세정액 방울(droplets)이 세정 챔버의 외부로 비산되는 것을 방지하고 세정챔버 상부에서 세정노즐과 연통하는 개방영역의 사이즈를 선택적으로 조절하는 가변형 스플래시 가드(splash guard) 및 개방영역 사이즈를 검출하고 기판에 대한 세정단계에 따라 상기 개방영역 사이즈를 조절하는 가드 구동기를 포함한다. 세정단계와 세정액의 공급유량에 따라 세정노즐 하부의 개방영역 사이즈를 가변적으로 조절할 수 있다.

Description

세정장치 {Apparatus for cleaning substrates}

본 발명은 세정장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 반도체 소자를 제조하는 실리콘 기판을 세정 및 건조하는 반도체 기판 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 연속적으로 수행되는 일련의 단위공정을 통하여 제조된다. 이에 따라, 각 단위공정 사이에서 기판을 이송하거나 단위공정을 수행하는 동안 기판 이송간의 이물질이나 각 공정의 잔류부산물과 같은 오염물질에 의해 기판이 오염된다. 이에 따라, 반도체 제조공정은 일반적으로 상기 오염물질을 기판의 표면으로부터 제거하기 위한 세정공정을 수반하게 된다.

세정대상 기판이 세정장치의 회전판에 로딩되면, 세정약액이나 탈이온수와 같은 세정용제를 기판의 상면으로 공급하면서 회전판을 회전하여 오염물질을 세정액으로 씻어낸다. 오염물질이 충분히 제거되면, 기판 상에 잔존하는 잔류 세정용제를 제거하는 건조공정을 수행함으로써 기판에 대한 세정이 완료된다.

이때, 세정 및 건조공정이 진행되는 동안 세정용제가 세정장치의 바닥면이나 기판의 표면으로부터 비산되어 다양한 공정불량을 야기한다.

세정장치의 측벽으로 비산된 세정용제의 방울은 건조과정에서 기판 상을 떨어져 파티클을 야기하거나 후속하는 세정대상 기판으로 떨어져 파티클을 야기하는 경우도 있다.

세정장치의 측벽으로 비산되는 세정용제의 방울을 세정장치의 바닥에 구비된 세정액 배출구로 유도하기 위한 스플래시 가드(splash guard)를 회전판의 주변부에 배치하고 있지만, 상기 가드를 넘어서 인접하는 장치로 비산되는 세정용제의 방울들이 확산되는 것은 효과적으로 방지할 수 없는 문제점이 있다. 스플래시 가드를 넘어서 확산되는 세정용제의 방울들은 인접하는 장치의 내부 오염과 습도를 증가시켜 연속적인 과정으로 수행되는 반도체 제조공정의 특성상 후속공정에서 파티클 발생의 원인으로 기능하게 된다.

세정용제의 확산방울들을 방지할 수 있을 정도로 스플래시 가드를 높게 형성하는 것은 세정장치의 설비용적을 지나치게 비대하게 만들고 설비의 유지 관리비용을 급격하게 증가시키게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 세정장치의 상부 개방영역 사이즈를 가변적으로 조절하는 개방부 가변형 스플래시 가드를 구비하는 세정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 세정장치는 상부가 개방된 세정 챔버의 바닥부에 배치되고 기판을 고정하여 회전시키는 스핀 척, 상기 기판으로 세정액을 공급하는 세정 노즐, 상기 세정 챔버의 측벽으로부터 상방으로 연장되어 상기 기판으로부터 튀는 세정액 방울(droplets)이 세정 챔버의 외부로 비산되는 것을 방지하고 상기 세정챔버 상부에서 상기 세정노즐과 연통하는 개방영역의 사이즈를 선택적으로 조절하는 가변형 스플래시 가드(splash guard) 및 상기 개방영역 사이즈를 검출하고 상기 기판에 대한 세정단계에 따라 상기 개방영역 사이즈를 조절하는 가드 구동기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 가변형 스플래시 가드는 상기 세정 챔버의 상부측벽으로부터 돌출하여 상기 스핀 척을 한정하는 링 형상의 받침대, 상기 받침대의 상면으로부터 수직 상방으로 연장하도록 고정되는 실린더 형상의 고정 몸체 및 상기 고정 몸체에 연결되고 상기 스핀 척의 중심축에 대하여 나선형(spiral)으로 이동가능하게 배치되어 상기 개방영역의 사이즈를 조절하는 가변 몸체를 포함한다.

일실시예로서, 상기 가변 몸체는 상기 고정 몸체의 상단부 원주를 따라 상기 고정몸체에 회전가능하게 결합하는 결합부 및 상기 결합부와 일체로 결합되고 상기 스핀 척의 중심축에 대하여 나선방향을 따라 이동하는 다수의 부채꼴 조각편을 포함한다.

일실시예로서, 상기 스플래시 가드는 상기 조각편들이 상기 고정몸체의 원주를 따라 나란하게 배치되는 최대 개방영역과 상기 조각편들이 상기 고정몸체의 원주를 따라 최대로 오버랩되어 배치되는 최소 개방영역 사이에서 가변적으로 위치한다.

일실시예로서, 상기 고정몸체 및 상기 가변몸체의 적어도 하나에 상기 세정 챔버의 내부공간과 연통하는 다수의 관통 홀을 구비한다.

일실시예로서, 상기 관통 홀은 실린더 형상을 갖는 상기 가변몸체 및 고정몸체의 적어도 하나의 표면에서 일정한 간격을 갖고 일렬로 배치된다.

일실시예로서, 상기 세정노즐은 상기 기판으로 세정약액을 공급하는 약액 노즐과 상기 관통 홀과 연결되어 상기 스플래시 가드의 측부를 통하여 상기 기판으로 탈이온수 또는 세정가스를 공급하는 비약액 노즐을 포함한다.

일실시예로서, 상기 비약액 노즐은 상기 관통 홀과 연결되고 상기 개방영역이 밀폐되고 상기 기판으로 건조용 가스를 공급하는 건조노즐을 포함한다.

일실시예로서, 상기 가드 구동기는 가변형 스플래시 가드의 상부에 배치되어 상기 개방영역의 사이즈를 측정하는 개방 사이즈 검출부, 상기 가변형 스플래시 가드를 구동하여 상기 개방영역의 사이즈를 변경하는 구동부 및 상기 개방 사이즈 검출부에서 검출된 검출 사이즈와 당해 세정조건에 따라 설정된 기준 사이즈를 비교하여 상기 개방영역 사이즈를 변경하는 가변신호를 상기 구동부로 전송하는 제어부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 개방 사이즈 검출부는 상기 가변형 스플래시 상부를 촬상하여 검출 이미지를 생성하는 카메라 모듈을 포함한다.

본 발명에 의한 세정장치에 의하면, 가변형 스플래시 가드의 조각편을 상기 기판의 중심부와 인접한 상부를 충분히 커버할 수 있을 정도로 배치하여 기판으로부터 비산되는 세정약액의 방울들이 스플래시 가드의 외부로 튀어나가는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 약액노즐의 유량과 구성에 따라 개방영역의 사이즈를 가변적으로 조절함으로써 세정공정의 종류와 특성에 따라 세정약액의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다.

특히, 세정공정이 완료되고 세정약액들을 제거하기 위한 건조공정이 수행되는 경우, 상기 개방영역을 밀폐함으로써 건조공정이 진행되는 세정챔버의 내부 공간을 외부로부터 분리할 수 있다. 이에 따라, 건조공정이 진행되는 동안 상기 약액노즐로 노즐단 오염을 방지하기 위한 세정약액을 공급할 필요가 없으므로 세정약액 소모량을 줄일 수 있으며 건조공정이 진행되는 내부공간의 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 세정장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 상기 조각편의 이동에 따라 개방영역(A)의 사이즈가 변화되는 것을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 스플래시 가드에 구비된 관통 홀을 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 세정장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 세정장치(1000)는 상부가 개방된 세정 챔버(100)의 바닥부에 배치되고 기판(W)을 고정하여 회전시키는 스핀 척(200), 상기 기판(W)으로 세정액을 공급하는 세정 노즐(300), 상기 세정 챔버(100)의 측벽으로부터 상방으로 연장되어 상기 기판(W)으로부터 튀는 세정액 방울(droplets)이 세정 챔버(100)의 외부로 비산되는 것을 방지하고 상기 세정 챔버(100) 상에서 상기 세정노즐(300)과 연통하는 개방영역(A)의 사이즈를 선택적으로 조절하는 가변형 스플래시 가드(splash guard, 400) 및 상기 개방영역(A) 사이즈를 검출하고 상기 기판(W)에 대한 세정단계에 따라 상기 개방영역(A) 사이즈를 조절하는 가드 구동기(500)를 포함한다.

예를 들면, 상기 세정 챔버(100)는 상부가 개방되고 일정한 용적을 갖는 내부 공간(S)을 갖는 박스형상으로 제공된다. 바닥부에는 상기 기판을 고정하여 회전시키는 스핀 척(200)이 배치된다. 상기 스핀 척(200)은 바닥부로부터 돌출된 회전 축(210)과 상기 회전 축(210)에 연결되고 상면에 기판(W)이 고정되는 회전판(220)을 포함한다. 회전판(220)에 기판(W)을 고정한 후 회전축(210)을 회전시킴으로써 기판(W)을 회전할 수 있다.

세정 챔버(100)의 상부에는 세정액을 공급하는 세정노즐(300)이 배치된다. 상기 세정노즐(300)은 회전하는 기판(W)의 상면으로 세정액을 공급하여 기판(W)상에 부착된 오염물을 제거한다.

이때, 세정액은 상기 기판(W)으로부터 오염물을 제거하는 세정 약액(chemicals)이나 탈이온수 및 상기 세정약액이나 순수를 건조하기 위한 건조가스를 포함한다. 즉, 상기 세정장치(1000)는 기판(W)을 세정하고 세정액을 충분히 건조시켜 제거한 후 세정챔버(100)로부터 언로딩된다.

따라서, 상기 세정노즐(300)은 상기 세정약액을 공급하는 약액 노즐(310)과 약액이 포함되지 않은 탈이온수 및 건조가스를 공급하는 비약액 노즐(320)로 구성된다. 본 실시예의 경우, 상기 비약액 노즐(320)은 후술하는 가변 스플래시 가드(400)의 측부와 연결되어 후술하는 관통 홀(H)을 통하여 세정챔버(100)의 내부공간(S)으로 공급된다. 이에 따라, 특정한 화학물질을 구비하는 세정약액과 액상의 화학물질을 구비하지 않은 탈이온수 및 건조가스는 다른 노즐을 통하여 개별적으로 공급된다.

본 실시예의 경우, 상기 비약액 노즐(320)은 탈이온수를 공급하는 탈이온수 노즐(321) 및 상기 개방영역(A)이 밀폐되고 건조공정이 수행되는 경우 건조가스를 공급하는 건조노즐(322)을 포함한다.

이에 따라, 상기 기판(W)은 세정챔버(100)의 상부에서 회전하고 세정액은 세정노즐을 통하여 회전하는 기판(W)의 상면으로 공급되어 기판으로부터 오염물이 제거된다.

이때, 상기 세정 약액이 회전하는 기판(W)으로 공급되는 경우, 기판의 표면으로부터 튀어 상기 세정챔버(100)의 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있도록 스플래시 가드(400)가 세정 챔버(100)의 상부에 구비된다.

특히, 본 실시예에 의한 스플래시 가드(400)는 세정 챔버(100)와 상기 약액노즐(310)이 연통하는 영역인 상기 개방영역(A)의 사이즈를 가변적으로 조절할 수 있는 가변형으로 제공된다. 이에 따라, 상기 세정약액의 종류와 세정공정의 단계에 따라 개방영역(A)의 사이즈를 적절하게 변경할 수 있다.

또한, 세정챔버(100)의 내부에서 건조공정이 수행되는 경우에는 스플래시 가드가 세정챔버(100)의 내부공간(S)을 외부와 단절시키도록 밀폐할 수 있다. 이 경우, 상기 개방영역(A)은 존재하기 않게 된다. 이에 따라, 건조과정에서 기판의 상면이 외부에 노출되는 것을 방지하고 세정노즐(300)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

일실시예로서, 상기 가변형 스플래시 가드(400)는 상기 세정 챔버(100)의 상부 측벽으로부터 돌출하여 상기 스핀 척(200)을 한정하는 링 형상의 받침대(410), 상기 받침대(410)의 상면으로부터 수직 상방으로 연장하도록 고정되는 실린더 형상의 고정 몸체(420) 및 상기 고정 몸체(420)에 연결되고 상기 스핀 척(200)의 중심축에 대하여 나선형(spiral)으로 이동가능하게 배치되어 상기 개방영역(A)의 사이즈를 조절하는 가변 몸체(430)를 구비한다.

상기 받침대(410)는 세정챔버(100)의 상부 내측벽으로부터 회전판을 향하여 돌출하는 링 형상으로 배치한다. 이에 따라, 상기 기판(W)은 링 형성의 받침대(410)에 의해 둘러싸이게 된다. 특히, 받침대(410)의 하면은 상기 세정챔버(100)의 내측벽을 향하여 경사지게 배치하여 기판(W)의 표면으로부터 비산된 세정액 방울이 받침대(410)의 하면에 침적된 경우 측벽을 향하여 유동하도록 강제함으로써 기판(W)의 표면으로 다시 낙하여 불량소스로 기능하는 것을 방지한다.

상기 고정몸체(420)는 받침대(410)의 상면으로부터 상방으로 연장하는 고정 실린더 형상으로 배치된다. 상기 고정몸체(420)는 상부에 구비되는 가변 몸체(430)를 안정적으로 지지하고 구동할 수 있는 정도의 강성과 강도를 갖는 재질과 형상으로 제공된다. 본 실시예의 경우, 상기 고정몸체(420)는 소정의 내경(d)과 두께(t)를 갖는 강재 실린더(steel cylinder)로 제공된다.

특히, 상기 고정몸체(420)의 상단부에는 가변몸체 고정축(422)이 제공된다. 고정몸체(420)의 상단부는 소정의 깊이를 갖는 리세스(422a)가 구비되고 상기 리세스(422a)의 내부에서 상기 고정몸체(420) 실린더의 원주를 따라 연장하는 원호 형상의 고정축(422)이 다수 배치된다. 즉, 상기 고정축(422)은 상기 고정몸체(420)의 단면원주 상을 따라 일정한 길이를 갖고 동일한 간격으로 이격되는 원호 형상을 갖는다.

상기 가변 몸체(430)는 고정축(422)을 둘러싸도록 배치되어 상기 리세스(422a)에 삽입된다. 이때, 상기 가변 몸체(430)는 상기 고정축(422)의 회전축으로 하여 부분적으로 회전가능하게 배치된다. 즉, 상기 고정몸체(420)의 단면원주를 감쌀 때 엄지 손가락이 향하는 방향으로 고정축(422)이 배치되고 가변몸체(430)는 고정축을 회전축으로 하여 나머지 손가락의 방향으로 회전할 수 있다.

일실시예로서, 상기 가변몸체(430)는 상기 고정몸체(420)의 상단부 에 구비된 리세스(422a)에 삽입되어 고정축(422)과 회전가능하게 결합하는 결합부(431) 및 상기 결합부(431)와 일체로 결합되고 상기 스핀 척(200)의 중심축에 대하여 나선방향을 따라 이동하는 다수의 부채꼴 조각편(432)을 구비한다.

예를 들면, 상기 결합부(431)는 리세스(422a)에 삽입되어 상기 고정축(422)을 둘러싸는 고정 링(미도시)을 포함한다. 상기 고정축(422)은 단일한 고정링과 결합할 수도 있고 일정한 간격으로 이격된 다수의 고정링과 결합할 수도 있다. 상기 조각편(432)은 하부에서 상기 결합부와 일체로 연결되고 상기 회전축(210)에 대하여 오목한 오목면을 구비하는 부채꼴 형상을 갖도록 상방으로 연장된다.

특히, 상기 조각편(432)은 상방으로 갈수록 표면적이 넓어지고 상기 회전축(210)과 수직한 상기 조각편(432)의 표면궤적은 상기 회전축(210)을 감싸는 나선형 구조를 갖는다. 이에 따라, 상기 조각편(432)이 상기 고정축(422)을 따라 시계방향으로 회전하는 경우 각 조각편(432)들은 상기 회전축(210)을 감싸도록 나선형 궤적을 따라 이동함으로써 인접한 조각편(432)들이 부분적으로 겹쳐질 수 있다.

이와 달리, 상기 조각편(432)이 고정축(422)을 따라 반시계방향으로 회전하는 경우 서로 부분적으로 겹쳐지게 배치된 각 조각편(432)들은 나선형 궤적을 따라 이동하여 인접한 조각편(432)들은 서로 나란하게 배치된다.

도 2a 및 도 2b는 상기 조각편의 이동에 따라 개방영역(A)의 사이즈가 변화되는 것을 나타내는 평면도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 조각편(432)들이 시계방향을 따라 회전하여 서로 부분적으로 겹쳐지게 배치되는 경우 조각편(432)들의 상단부는 서로 가깝게 배치되고 상기 개방영역(A)의 사이즈는 축소된다. 이와 달리, 상기 조각편(432)들이 반시계방향을 따라 회전하여 서로 나란하게 배치되는 경우 조각편(432)들의 상단부는 가장 멀리 배치되어 상기 개방영역(A)의 사이즈는 최대로 커진다. 따라서, 상기 조각편(432)들의 상기 고정축(422)에 대한 시계방향 또는 반시계 방향으로의 회전량을 조절함으로써 상기 개방영역(A)의 사이즈를 가변적으로 조절할 수 있다.

즉, 상기 스플래시 가드(400)는 상기 조각편(432)들이 상기 고정몸체(420)의 단면원주를 따라 나란하게 배치되는 최대 개방영역(Amax)과 상기 조각편들(432)이 서로 최대로 오버랩되어 배치되는 최소 개방영역(Amin) 사이에서 가변적으로 위치하게 된다.

본 실시예의 경우, 상기 개방영역(A)의 상부에는 약액노즐(310)이 배치되어, 약액노즐(310)을 통하여 분사된 세정약액은 개방영역(A)을 통하여 기판(W)의 상부로 유입된다.

약액노즐(310)을 통하여 기판(W)의 상부로 공급된 세정약액은 기판으로 표면으로부터 비산된다. 그러나, 상기 스플래시 가드(400)의 조각편(432)은 상기 기판(W)의 중심부와 인접한 상부를 충분히 커버할 수 있을 정도로 배치되어, 비산되는 세정약액의 방울들이 스플래시 가드(400)의 외부로 튀어나가는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 약액노즐(310)은 상기 세정장치(1000)의 구성에 따라 기판(W)에 대하여 수직하게 배치될 수도 있고 일정한 각도로 경사지게 배치될 수도 있다. 또한, 약액노즐(310)을 통하여 분사되는 세정약액의 유량은 세정공정의 특성에 따라 다양하게 제공된다. 따라서, 상기 약액노즐(310)의 유량과 구성에 따라 개방영역(A)의 사이즈를 가변적으로 조절함으로써 세정공정의 종류와 특성에 따라 세정약액의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다.

특히, 세정공정이 완료되고 세정약액들을 제거하기 위한 건조공정이 수행되는 경우, 종래에는 상기 개방영역(A)을 밀폐할 수가 없어서 건조공정이 진행되는 동안 약액노즐(310)의 단부가 오염되는 것을 방지하기 위하여 일정한 유량으로 세정약액을 공급해야 하고 이로 인하여 건조공정에서 기판(W)의 추가 오염 가능성이 있었다.

그러나, 본 발명의 경우 상기 개방영역(A)의 사이즈는 적절한 크기로 조절될 수 있으므로 건조공정이 수행되는 경우 상기 개방영역(A)을 폐쇄함으로써 건조공정이 진행되는 세정챔버(100)의 내부 공간(S)을 외부로부터 분리할 수 있다. 이에 따라, 건조공정이 진행되는 동안 상기 약액노즐(310)로 노즐단 오염을 방지하기 위한 세정약액 소모량을 줄이고 건조공정이 진행되는 내부공간(S)의 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 고정몸체 및 상기 가변몸체의 적어도 하나에 상기 세정 챔버의 내부공간과 연통하는 다수의 관통 홀을 구비한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 스플래시 가드에 구비된 관통 홀을 나타내는 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 관통 홀(H)들은 가변 몸체(430)의 상단부 표면에서 가변몸체(430)의 단면원주를 따라 일정한 간격을 갖고 일렬로 배치된다.

세정공정에서는 세정약액뿐만 아니라 탈이온수와 다양한 건조가스가 이용된다. 화학성분이 포함된 세정약액을 공급하는 노즐과 탈이온수 및 건조가스는 별도의 노즐을 통하여 세정챔버(100)로 공급되어야 한다.

본 실시예의 경우, 상기 세정약액은 상기 스플래시 가드(400)의 상부에 배치된 약액 노즐(320)을 통하여 공급되고 탈이온수와 건조가스는 상기 관통 홀(H)과 연결된 비약액 노즐(320)을 통하여 공급된다.

예를 들면, 상기 관통 홀(H)들은 정렬방향을 따라 교대로 탈이온수가 공급되는 탈이온수 노즐(321) 및 건조가스가 공급되는 건조노즐(322)과 연결될 수 있다. 즉, 상기 관통 홀(H)들을 따라 탈이온수 노즐(321)과 건조노즐(322)이 교대로 배치된다.

본 실시예에서는 각 조각편(432)의 표면을 따라 일렬로 배치되는 것을 나타내고 있지만, 조각편(432)의 상부면 및 하부면에 각각 일렬로 배치되어 다수열을 갖는 관통 홀(H)을 제공할 수도 있다. 뿐만 아니라, 고정몸체(420)의 표면에 상기 관통 홀(H)들을 배치하여 탈이온수 또는 건조가스가 기판(W)의 상면 부근에서 공급할 수도 있다.

특히, 건조가스가 공급되는 경우에는 상기 가변 몸체(430)를 구동하여 개방영역(A)을 폐쇄할 수도 있다. 본 실시예의 경우, 상기 건조가스는 이소프로필 알코올이나 질소가스를 포함할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 세정장치(1000)는 상기 개방영역(A) 사이즈를 검출하고 상기 기판(W)에 대한 세정단계에 따라 상기 개방영역(A) 사이즈를 조절하는 가드 구동기(500)를 구비한다.

예를 들면, 상기 가드 구동기(510)는 가변형 스플래시 가드(400)의 상부에 배치되어 상기 개방영역(A)의 사이즈를 측정하는 개방 사이즈 검출부(510), 상기 가변형 스플래시 가드(400)를 구동하여 상기 개방영역(A)의 사이즈를 변경하는 구동부(520) 및 상기 개방 사이즈 검출부(510)에서 검출된 검출 사이즈와 당해 세정조건에 따라 설정된 기준 사이즈를 비교하여 상기 개방영역(A) 사이즈를 변경하는 가변신호를 상기 구동부로 전송하는 제어부를 포함한다.

상기 개방 사이즈 검출부(510)는 가변형 스플래시 가드(400)의 상부를 촬상할 수 있는 카메라 모듈을 구비하고 촬상된 스플래시 가드(400) 상부의 이미지를 분석하여 개방영역(A)의 사이즈를 검출한다. 예를 들면, 최대 개방영역(Amax)에서의 촬상 이미지와 최소 개방영역(Amin)에서의 촬상 이미지를 기준으로 검출된 이미지에서 기판(W)의 노출정도를 기준으로 개방영역을 검출할 수 있다.

상기 구동부(520)는 제어부(530)의 가변신호에 따라 상기 가변몸체(430)의 결합부(431)를 상기 고정축(422)에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 구동한다. 이에 따라, 상기 조각편(432)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 조각편(432) 상부의 개방영역(A) 사이즈를 조절한다.

상기 제어부(530)는 세정공정의 종류와 특성에 따라 약액 비산을 방지하기 위한 최적 개방영역 사이즈인 기준 사이즈를 저장하고 상기 검출부(510)로부터 전송된 검출 사이즈와 비교하여 조각편(432)의 구동한다.

검출 사이즈가 기준 사이즈보다 큰 경우에는 상기 조각편(432)을 반시계 방향으로 회전하여 개방영역(A)의 사이즈를 축소하도록 가변신호를 생성하고 검출 사이즈가 기준 사이즈보다 작은 경우에는 상기 조각편(432)을 시계방향으로 회전하여 개방영역(A)의 사이즈를 증가하도록 가변신호를 생성한다.

상기 가변신호에 따라 구동부(520)는 상기 조각편(432)을 회전시킨다. 특히, 세정챔버(100)의 내부에서 수행되는 공정단계가 건조공정인 경우, 상기 조각편(432)을 최대한 이동시켜 상기 개방영역(A)이 폐쇄되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 건조공정이 진행되는 동안 세정챔버(100)의 내부공간(S)은 외부와 분리되어 건조공정이 진행되는 동안 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

특히, 세정공정이 완료되고 세정약액들을 제거하기 위한 건조공정이 수행되는 경우 상기 개방영역을 밀폐함으로써 건조공정이 진행되는 세정챔버의 내부 공간을 외부로부터 분리할 수 있다. 이에 따라, 건조공정이 진행되는 동안 상기 약액노즐로 노즐단 오염을 방지하기 위한 세정약액을 공급할 필요가 없으므로 세정약액 소모량을 줄일 수 있으며 건조공정이 진행되는 내부공간의 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

상부가 개방된 세정 챔버의 바닥부에 배치되고 기판을 고정하여 회전시키는 스핀 척;
상기 기판으로 세정액을 공급하는 세정 노즐;
상기 세정 챔버의 측벽으로부터 상방으로 연장되어 상기 기판으로부터 튀는 세정액 방울(droplets)이 세정 챔버의 외부로 비산되는 것을 방지하고 상기 세정챔버 상부에서 상기 세정노즐과 연통하는 개방영역의 사이즈를 선택적으로 조절하는 가변형 스플래시 가드(splash guard); 및
상기 개방영역 사이즈를 검출하고 상기 기판에 대한 세정단계에 따라 상기 개방영역 사이즈를 조절하는 가드 구동기를 포함하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 가변형 스플래시 가드는 상기 세정 챔버의 상부측벽으로부터 돌출하여 상기 스핀 척을 한정하는 링 형상의 받침대, 상기 받침대의 상면으로부터 수직 상방으로 연장하도록 고정되는 실린더 형상의 고정 몸체 및 상기 고정 몸체에 연결되고 상기 스핀 척의 중심축에 대하여 나선형(spiral)으로 이동가능하게 배치되어 상기 개방영역의 사이즈를 조절하는 가변 몸체를 포함하는 세정장치.
제2항에 있어서, 상기 가변 몸체는 상기 고정 몸체의 상단부 원주를 따라 상기 고정몸체에 회전가능하게 결합하는 결합부 및 상기 결합부와 일체로 결합되고 상기 스핀 척의 중심축에 대하여 나선방향을 따라 이동하는 다수의 부채꼴 조각편을 포함하는 세정장치.
제3항에 있어서, 상기 스플래시 가드는 상기 조각편들이 상기 고정몸체의 원주를 따라 나란하게 배치되는 최대 개방영역과 상기 조각편들이 상기 고정몸체의 원주를 따라 최대로 오버랩되어 배치되는 최소 개방영역 사이에서 가변적으로 위치하는 세정장치.
제2항에 있어서, 상기 고정몸체 및 상기 가변몸체의 적어도 하나에 상기 세정 챔버의 내부공간과 연통하는 다수의 관통 홀을 구비하는 세정장치.
제5항에 있어서, 상기 관통 홀은 실린더 형상을 갖는 상기 가변몸체 및 고정몸체의 적어도 하나의 표면에서 일정한 간격을 갖고 일렬로 배치되는 세정장치.
제5항에 있어서, 상기 세정노즐은 상기 기판으로 세정약액을 공급하는 약액 노즐과 상기 관통 홀과 연결되어 상기 스플래시 가드의 측부를 통하여 상기 기판으로 탈이온수 또는 세정가스를 공급하는 비약액 노즐을 포함하는 세정장치.
제7항에 있어서, 상기 비약액 노즐은 상기 관통 홀과 연결되고 상기 개방영역이 밀폐되고 상기 기판으로 건조용 가스를 공급하는 건조노즐을 포함하는 세정장치.
제1항에 있어서, 상기 가드 구동기는 가변형 스플래시 가드의 상부에 배치되어 상기 개방영역의 사이즈를 측정하는 개방 사이즈 검출부, 상기 가변형 스플래시 가드를 구동하여 상기 개방영역의 사이즈를 변경하는 구동부 및 상기 개방 사이즈 검출부에서 검출된 검출 사이즈와 당해 세정조건에 따라 설정된 기준 사이즈를 비교하여 상기 개방영역 사이즈를 변경하는 가변신호를 상기 구동부로 전송하는 제어부를 포함하는 세정장치.
제9항에 있어서, 상기 개방 사이즈 검출부는 상기 가변형 스플래시 상부를 촬상하여 검출 이미지를 생성하는 카메라 모듈을 포함하는 세정장치.