KR20180124262A - 에어공급부 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버 내부에 클린 에어를 공급하는 과정에서 기판이 위치하는 챔버 중앙부와 기판을 둘러싼 챔버 가장자리에 클린 에어를 차등 공급하여 기체의 와류로 인한 기판의 오염을 방지할 수 있는 에어공급부 및 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 기판의 처리가 이루어지는 챔버와, 기판을 지지하는 기판지지부, 기판처리가 완료된 유체를 배출하는 유체배출부, 및 상기 챔버 내부에 에어를 차등 공급하는 에어공급부를 포함한다.

Description

에어공급부 및 기판 처리 장치{AIR SUPPLY SYSTEM AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 에어공급부 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 챔버 내부에 클린 에어를 공급하는 과정에서 기판이 위치하는 챔버 중앙부와 기판 주변의 챔버 가장자리에 클린 에어를 차등 분사하여 기체의 와류로 인한 기판의 오염을 방지하는 에어공급부 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조과정으로는 리소그래피(lithography), 증착(Deposition) 및 식각(etching), 감광제(Photoresist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 세정 및 건조공정이 있다. 공정 중에 발생하는 불순물은 반도체 장치의 성능과 수율을 좌우하는 중요한 요소이기 때문에 각 공정의 전후에 세정 공정을 필수적으로 거치게 되었고, 이는 반도체의 미세화가 진행됨에 따라 점점 더 중요시되고 있다.
세정 및 건조공정이 진행되는 기판 처리 장치는 기판 주변의 온도를 제어하고 기판으로부터 비산된 세정액이나 입자 등이 기판에 달라붙는 것을 방지하기 위해 에어공급부를 통해 기판상에 에어를 공급할 수 있다. 기판의 세정률은 기판 표면 근처의 온도 및 습도에 영향을 많이 받으므로, 에어공급부를 통해 공급되는 에어는 온도와 습도, 청정도 등이 조절되어 기판상에 다운플로우(downflow)된다.
도 1은 종래 기술에 의하여 에어를 공급하는 기판 처리 장치를 나타낸 것이다.
상기 기판 처리 장치는, 기판을 수용하여 기판 처리 공정이 수행되는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판(W)을 지지하는 스핀척(122), 상기 스핀척(122)을 회전시키는 구동축(121), 상기 스핀척(122)상에 상기 기판(W)을 안착시키도록 구비되는 복수의 척핀(123), 상기 챔버(100) 내부에 에어를 공급하는 에어공급부(10)를 포함한다.
또한, 상기 스핀척(122)의 둘레에는 상기 기판(W)의 세정을 마친 세정액을 회수하는 회수챔버(110)가 더 포함될 수 있다.
상기 에어공급부(10)는 한 개의 에어공급원(11)과 펀칭플레이트(20)로 이루어져 있다.
상기 에어공급원(11)은 FFU(Fan Filter Unit)일 수 있으며, 상기 챔버(100)의 상단에 구비되어 온도와 습도, 청정도 등이 조절된 클린 에어를 상기 챔버(100) 내부에 공급한다.
상기 펀칭플레이트(20)에는 일정한 개수의 구멍이 균일하게 뚫려있으며, 한 개의 상기 에어공급원(11)으로부터 공급되는 에어는 상기 펀칭플레이트(20)를 통과하며 상기 챔버(100) 내부에 균등하게 다운플로우(downflow)된다
상기 기판 처리 장치를 이용하는 세정공정에서는, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 기판(W)의 주변부로 다운플로우되는 에어가 좁은 공간을 통과하며 와류를 일으킬 수 있다. 특히 상기 회수챔버(110)를 포함하는 기판 처리 장치의 경우, 상기 회수챔버(110)와 상기 챔버(100) 내벽 사이의 공간이 좁아 와류가 발생하기 쉽다. 이때 와류로 인해 발생하는 양압으로 파티클 등의 이물질이 배출되지 못하고 상기 기판(W) 상에 안착될 수 있다는 문제점이 있었다.
상기한 종래의 기판 처리 장치가 나타난 기술로는 대한민국 공개특허 제 10-2016-0016667호가 공개되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 챔버 내부에 클린 에어를 공급하는 과정에서 기판이 위치하는 챔버 중앙부와 기판을 둘러싼 챔버 가장자리에 클린 에어를 차등 공급하여 기체의 와류로 인한 기판의 오염을 방지할 수 있는 에어공급부 및 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치는, 기판의 처리가 이루어지는 챔버와, 기판을 지지하는 기판지지부, 기판처리가 완료된 유체를 배출하는 유체배출부, 및 상기 챔버 내부에 에어를 차등 공급하는 에어공급부를 포함한다.
상기 에어공급부는 복수 개의 에어공급원을 포함하고, 각 상기 에어공급원으로부터 공급되는 에어의 세기를 조절하여, 각 상기 에어공급원의 하측에 위치하는 상기 챔버 내부의 각 부분에 에어가 차등공급되도록 할 수 있다.
상기 에어공급원은 복층으로 구성되어, 상층의 상기 에어공급원으로부터 발생하여 하층의 상기 에어공급원의 둘레 외측을 지나 하층의 상기 에어공급원의 둘레 외측의 하측으로 공급되는 에어와, 하층의 상기 에어공급원으로부터 하측으로 공급되는 에어가, 상기 챔버 내부의 각 부분에 차등공급되도록 할 수 있다.
또한, 상기 에어공급부는 에이공급원과 펀칭플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 펀칭플레이트에는 상이한 크기의 구멍이 불균등하게 형성되어, 상기 에어공급원으로부터 발생하는 에어는 불균등한 상기 펀칭플레이트를 통과하며 상기 구멍의 크기에 따라 상기 챔버에 차등 공급되도록 할 수 있다.
상기 펀칭플레이트에 형성되는 구멍에는 조리개가 설치되고, 각 구멍의 크기를 조절하여 상기 에어의 차등 공급을 조절할 수 있다.
상기 에어공급부는 펀칭플레이트를 더 포함하여 구성되고, 상기 펀칭플레이트에는 상이한 크기의 구멍이 균등하게 형성되어, 각 상기 에어공급부로부터 차등 발생하는 에어는 균등한 상기 펀칭플레이트를 통과하며 상기 챔버의 각 부분에 안정적으로 차등 공급되도록 할 수 있다.
상기 에어공급부는, 상기 기판지지부의 상측에 공급되는 에어량이 상기 기판지지부 주변부에 공급되는 에어량보다 많은 유량의 에어가 공급되도록 에어를 차등공급할 수 있다.
상기 기판지지부는, 상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척과, 상기 스핀척을 회전시키는 구동축으로 구성될 수 있다.
상기 에어공급부는 FFU일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 챔버 내부에 클린 에어를 공급하는 과정에서 기판이 위치하는 챔버 중앙부와 기판을 둘러싼 챔버 가장자리에 클린 에어를 차등 공급하여 기체의 와류로 인한 기판의 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 에어공급부를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명에 의해 불균등 펀칭플레이트가 설치된 에어공급부를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도.
도 3는 불균등 펀칭플레이트의 예시를 보여주는 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 에어공급원이 복수 개 구비되는 에어공급부를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도.
도 5은 본 발명에 따른 에어공급원이 복층으로 구비되는 에어공급부를 포함하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 기판 처리 장치는, 기판의 처리가 이루어지는 챔버(100)와, 기판을 지지하는 기판지지부, 기판처리가 완료된 유체를 배출하는 유체배출부, 상기 챔버(100) 내부에 에어를 차등 공급하는 에어공급부(10)를 포함한다.
상기 기판(W)은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(W)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리 등의 투명 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(W)은 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.
상기 기판지지부는 상기 챔버(100) 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판(W)을 지지하는 스핀척(122)과, 상기 스핀척(122)을 회전시키는 구동축(121)으로 이루어질 수 있다.
상기 스핀척(122)에는 기판(W)이 안착될 수 있도록 복수의 척핀(123)이 구비된다. 상기 척핀(123)은 기판(W) 둘레를 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 상기 척핀(123)의 개수와 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
상기 스핀척(122)의 하부에는 상기 스핀척(122)을 회전시키기 위한 구동축(121)이 연결된다. 상기 구동축(121)에는 회전력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부(미도시)가 연결되어, 상기 구동축(121) 및 상기 스핀척(122)을 소정 속도로 회전시킨다.
상기 기판 처리 장치에는 상기 기판(W)의 세정을 마친 세정액을 회수하는 회수챔버(110)가 더 포함될 수 있다. 상기 회수챔버(110)는 상기 스핀척(122)을 둘러싸는 형태로 형성되고, 상기 구동축(121)은 세정 공정이 수행되는 동안 회수챔버(110) 내부에서 상하 방향으로 승강 구동될 수 있다.
상기 기판(W)의 형상 및 크기에 따라 상기 챔버(100)와 회수챔버(110) 및 상기 스핀척(122)의 크기와 형상 역시 변경될 수 있다.
상기 유체배출부는 상기 에어공급부(10)로부터 상기 챔버(100) 내부에 공급되는 에어를 외부로 배출하는 배기구(30)일 수 있으며, 상기 챔버(100)의 하부에 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 상기 에어공급부(10)의 구성에 대해 설명한다.
도 2에 나타난 바와 같이, 상기 에어공급부(10)는 종래 기술(도 1 참조)의 에어공급원(11)에 불균등 펀칭플레이트(21)를 설치하여 구성될 수 있다.
상기 불균등 펀칭플레이트(20)는, 도 3에 나타난 바와 같이, 중심부에는 큰 크기의 구멍(21a)이 형성되고, 가장자리에는 작은 크기의 구멍(21b)이 형성될 수 있다.
상기 에어공급원(11)으로부터 공급되는 에어는 상기 불균등 펀칭플레이트(20)를 통과하여 상기 챔버(100)에 유입된다. 즉, 상기 챔버(100)의 중심부에는 큰 구멍(21a)을 통과한 많은 양의 에어가, 상기 챔버(100)의 가장자리에는 작은 구멍(21b)을 통과한 적은 양의 에어가 차등 공급되게 된다.
상기 불균등 펀칭플레이트(21)의 각 구멍(21a,21b)에는 상기 구멍(21a,21b)을 개폐하는 조리개(미도시됨)가 설치되어 필요에 따라 차등 공급되는 에어의 양을 조절하도록 할 수 있다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 에어공급부(10)는 복수 개의 에어공급원(12,13-1,13-2)으로 구성될 수 있다.
상기 에어공급원(12,13-1,13-2)은 각각 에어의 공급량을 조절할 수 있다. 상기 챔버(100)의 중심부에 배치되는 상기 에어공급원(11)은 많은 양의 에어를 공급하도록 설정하고, 상기 챔버(100)의 가장자리에 배치되는 상기 에어공급원(13-1,13-2)은 적은 양의 에어를 공급하도록 설정하여 에어를 차등공급할 수 있다.
또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 에어공급부(10)는 복수 개의 에어공급원(12,13)이 복층으로 구성될 수 있다.
하층의 상기 에어공급원(12)은 상기 챔버(100)의 중심부에 에어를 공급할 수 있다. 상층의 상기 에어공급원(13)은 하층의 상기 에어공급원(12)의 상측에 위치하므로, 하측의 상기 에어공급원(12)의 둘레를 돌아 상기 챔버(100)의 가장자리에 에어를 공급할 수 있다. 즉, 하층의 상기 에어공급원(12)이 상기 챔버(100)의 중심부에 많은 양의 에어를 공급하고, 상층의 상기 에어공급원(13)이 상기 챔버(100)의 가장자리에 적은 양의 에어를 공급하는 에어의 차등공급이 수행될 수 있다.
또한, 도 4와 도 5에 나타난 실시예에 균등 펀칭플레이트(20)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 균등 펀칭플레이트(20)를 통과하는 에어의 양은 복수 개의 상기 에어공급원(12,13)으로부터 차등 공급되는 양을 유지한다. 상기 균등 펀칭플레이트(20)는 차등 공급이 이루어질 각 위치에 에어가 골고루 공급되도록 할 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4에 나타난 상기 에어공급원(11,12)은 FFU(Fan Filter Unit)일 수 있다.
본 발명을 통하여 상기 기판(W)을 지지하는 상기 스핀척(122)이 위치하는 상기 챔버(100)의 중심부에 강한 에어가, 상기 스핀척(122)의 주변부인 상기 챔버(100)의 가장자리에는 약한 에어가 공급되도록 할 수 있다. 이러한 에어의 차등 공급으로 상기 스핀척(122) 주변부에서 와류가 발생하는 원인을 제거하여 양압에 의한 기판(W)의 오염을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
W : 기판 100 : 챔버
110 : 회수챔버 121 : 구동축
122 : 스핀척 123 : 척핀
10 : 에어공급부 11 : 에어공급원(전체)
12 : 에어공급원(중심부) 13,13-1,13-2 : 에어공급원(가장자리)
20 : 균등 펀칭플레이트 21 : 불균등 펀칭플레이트
30 : 배기구

Claims (10)

  1. 기판의 처리가 이루어지는 챔버;
    기판을 지지하는 기판지지부;
    기판처리가 완료된 유체를 배출하는 유체배출부; 및
    상기 챔버 내부에 에어를 차등 공급하는 에어공급부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어공급부는 복수 개의 에어공급원을 포함하고;
    각 상기 에어공급원으로부터 공급되는 에어의 세기를 조절하여;
    각 상기 에어공급원의 하측에 위치하는 상기 챔버 내부의 각 부분에 에어가 차등공급되는;
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에어공급원은 복층으로 구성되어;
    상층의 상기 에어공급원으로부터 발생하여 하층의 상기 에어공급원의 둘레 외측을 지나 하층의 상기 에어공급원의 둘레 외측의 하측으로 공급되는 에어와;
    하층의 상기 에어공급원으로부터 하측으로 공급되는 에어가;
    상기 챔버 내부의 각 부분에 차등공급되는;
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어공급부는 에어공급원과 펀칭플레이트를 포함하여 구성되고;
    상기 펀칭플레이트에는 상이한 크기의 구멍이 불균등하게 형성되어;
    상기 에어공급원으로부터 발생하는 에어는 불균등한 상기 펀칭플레이트를 통과하며 상기 구멍의 크기에 따라 상기 챔버에 차등 공급되는;
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펀칭플레이트에 형성되는 구멍에는 조리개가 설치되고;
    각 구멍의 크기를 조절하여 상기 에어를 차등 공급하는;
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 에어공급부는 펀칭플레이트를 더 포함하여 구성되고;
    상기 펀칭플레이트에는 상이한 크기의 구멍이 균등하게 형성되어;
    각 상기 에어공급부로부터 차등 발생하는 에어는 균등한 상기 펀칭플레이트를 통과하며 상기 챔버의 각 부분에 안정적으로 차등 공급되는;
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어공급부는,
    상기 기판지지부의 상측에 공급되는 에어량이 상기 기판지지부 주변부에 공급되는 에어량보다 많은 유량의 에어가 공급되도록;
    에어를 차등공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판지지부는,
    상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척과;
    상기 스핀척을 회전시키는 구동축;
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어공급부는 FFU인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된,
    에어를 차등공급하는 에어공급부.
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