KR20190061642A - 기판 처리용 배스 - Google Patents

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KR20190061642A
KR20190061642A KR1020170160239A KR20170160239A KR20190061642A KR 20190061642 A KR20190061642 A KR 20190061642A KR 1020170160239 A KR1020170160239 A KR 1020170160239A KR 20170160239 A KR20170160239 A KR 20170160239A KR 20190061642 A KR20190061642 A KR 20190061642A
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이제윤
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명은 기판의 세정효율을 높이고 기판의 손상을 방지할 수 있도록 하는 기판 처리용 배스를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 기판 처리용 배스는, 기판 세정이 이루어지는 배스 본체와, 상기 배스 본체 내부에 구비되며 세정액을 분사하는 복수의 세정액 공급노즐이 소정 간격으로 형성된 세정액 공급관을 포함하여 구성된다.

Description

기판 처리용 배스{Substrate processing bath}
본 발명은 기판 처리용 배스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배스의 전체 영역에 걸쳐 세정액을 균일하게 공급함으로써 기판의 세정효율을 높이고 기판의 손상을 방지할 수 있도록 하는 기판 처리용 배스에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼 또는 평판 디스플레이 기판 등은 다양한 제조공정을 거쳐 제조되고, 이러한 제조공정 중 표면처리공정에는 기판에 세정수, 에칭액 또는 현상액 등의 기판처리용 약액을 처리하여 기판을 세정, 식각, 현상 또는 스트립핑하는 공정 등이 있다. 이러한 약액 처리 공정은 처리 대상 기판을 약액 배스 내에 수용된 약액에 침지시킨 상태에서 약액을 순환 공급하며 수행된다.
이러한 일련의 약액 처리 공정을 거친 기판의 표면에는 약액과 파티클 등이 잔류하게 되는데, 이러한 잔류물을 제거하기 위한 린스 공정이 수행된다.
종래 린스 공정은 기판 처리용 배스 내에 기판을 거치하고, 배스의 전방벽에 형성된 세정액 공급포트를 통해 배스 내에 세정액을 공급하는 구조로 이루어져 있다. 그러나, 이와 같은 세정액 공급 방식에 의하면, 배스 내부의 전체 영역에서 세정액의 공급이 불균일하게 이루어지게 되므로, 기판에서 분리된 파티클이 세정액 공급포트가 형성된 측의 반대측인 배스 본체의 후방으로 모이게 되어 기판의 세정이 균일하게 이루어질 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기판 처리용 배스 구조에 의하면, 배스에서 오버플로우되는 세정액의 유량이 배스의 전체 영역에서 구간별로 불균일하게 되므로, 세정액의 출렁거림에 의해 기판에 타격되는 세정액에 의한 충격에 의해 기판이 손상되어 기판 처리 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같은 기판 처리용 배스와 관련된 선행기술은, 공개특허 제10-2013-0120613호에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판의 세정효율을 높이고 기판의 손상을 방지할 수 있도록 하는 기판 처리용 배스를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 기판 처리용 배스는, 기판 세정이 이루어지는 배스 본체와, 상기 배스 본체 내부에 구비되며 세정액을 분사하는 복수의 세정액 공급노즐이 소정 간격으로 형성된 세정액 공급관을 포함하여 구성된다. 상기 세정액 공급관은 복수개로 형성되고, 각각 이격되어 형성될 수 있다. 따라서, 세정액 공급관으로 공급되는 세정액은 세정액 공급노즐을 통하여 배스 전체의 영역에 균일하게 공급될 수 있어 기판의 세정효율을 향상시킬 수 있다.
상기 세정액 공급노즐은 세정액 공급관의 하부 또는 상부에 형성되거나 방사상으로 형성될 수 있으며, 세정액 공급노즐이 회전 가능하게 구성되거나, 격자 형태 또는 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
상기 배스 본체의 상부에는 배스 본체에 충만된 세정액이 월류되도록 다수개의 오버플로우 홀이 형성되는데, 상기 세정액 공급관의 세정액 공급노즐을 통해 배스 본체의 전체 영역에 걸쳐 세정액이 균일하게 분사됨에 따라 배스 본체의 전체 영역에 걸쳐 세정액이 균일한 유량으로 오버플로우될 수 있어 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 배스 본체 내부에는 질소를 분사하는 복수의 질소 공급노즐이 소정 간격으로 형성된 질소 공급관을 더 포함할 수 있다. 따라서, 질소 가스의 기폭작용에 의해 기판의 세정 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 세정액 공급관의 세정액 공급노즐에서 분사된 세정액은 다수개의 타공이 형성된 타공판을 통과하면서 배스 전체 영역에 더욱 균일하게 세정액을 분배할 수 있어 기판의 세정효율을 한층 더 향상시키고 기판 전체에 세정액이 균일한 유량으로 공급될 수 있어 세정액이 기판에 타격되는 충격력을 분산시켜 기판의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리용 배스에 의하면, 배스 본체의 전체 영역에 걸쳐 세정액이 균일하게 공급되어 균일한 유량으로 오버플로우되도록 함으로써, 기판의 세정효율을 높이고 세정액이 기판에 타격되는 충격력을 분산시켜 기판의 손상을 방지함으로써, 기판 처리 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리용 배스의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리용 배스의 평면도,
도 3은 도 2의 A-A 선을 따르는 단면 사시도,
도 4는 도 2의 B-B 선을 따르는 단면도,
도 5는 도 2의 C-C 선을 따르는 단면도,
도 6은 세정액 공급부와 질소 공급부의 배치 구조를 보여주는 평면도,
도 7은 세정액 공급부의 사시도,
도 8은 세정액 공급부의 제1실시예를 나타낸 (a) 측면도, (b) 부분 배면도,
도 9는 세정액 공급부의 제2실시예를 나타낸 (a) 측면도, (b) 부분 배면도,
도 10은 세정액 공급부의 제3실시예를 나타낸 (a) 측면도, (b) 부분 배면도,
도 11은 세정액 공급부의 제4실시예를 나타낸 배면도,
도 12는 세정액 공급부의 제5실시예를 나타낸 평면도,
도 13은 세정액 공급부의 제6실시예를 나타낸 평면도,
도 14는 세정액 공급부의 제7실시예를 나타낸 평면도,
도 15는 세정액 공급부의 제8실시예를 나타낸 평면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 기판 처리용 배스(100)는, 기판 세정이 이루어지는 배스 본체(110)와, 상기 배스 본체(110) 내부에 구비되며 세정액을 분사하는 복수의 세정액 공급노즐(173)이 소정 간격으로 형성된 세정액 공급관(172)을 구비한 세정액 공급부(170)를 포함하여 구성된다. 일실시예로, 상기 세정액으로는 순수(DIW; Deionized water)를 사용할 수 있으며, 그 외에도 공지된 다양한 종류의 세정액이 사용될 수도 있다.
상기 배스 본체(110)는 좌우 양 측벽(111,112)과 후방 측벽(113) 및 바닥면(114)으로 둘러싸여 내조(Inner Bath)를 형성하게 되고, 배스 본체(110)의 내부에는 세정액이 수용되어, 케미컬 공정을 거친 기판(미도시됨)에 잔류하는 케미컬과 파티클 등을 세정액으로 세정 처리하게 된다.
상기 배스 본체(110)의 상부에는 기판을 탑재한 카세트의 출납을 위해 개폐 가능한 덮개(미도시됨)가 구비되고, 기판 처리 공정이 수행되는 동안 상기 배스 본체(110)의 상부는 덮개에 의해 밀폐될 수 있다.
상기 배스 본체(110)의 하측에는 외조(120, Outer Bath)가 구비된다. 상기 외조(120)는 상기 배스 본체(110)를 둘러싸는 좌우 양 측벽(121,122)과 전후방 측벽(123,124) 및 바닥면(125)에 의해 형성된다.
상기 배스 본체(110) 내부의 바닥면(114) 상에는 처리 대상 기판이 거치되는 기판 거치부(130)가 구비된다. 상기 기판 거치부(130)는 좌우 양측으로 이격되며 전후 방향으로 이격된 다수개의 지지대(131)와, 상기 지지대(131) 상에 결합된 지지지판(132)으로 구성될 수 있다. 상기 지지판(132) 상에는 처리 대상 기판이 탑재된 카세트(미도시됨)가 안착되어 지지된다.
상기 배스 본체(110) 내부의 바닥면(114) 상에는 상기 바닥면(114)으로부터 상측으로 이격된 높이에 다수개의 타공(141)이 형성된 타공판(140)이 구비된다. 상기 타공판(140)은 배스 본체(110) 내부로 공급되는 세정액을 기판 거치부(130) 상에 거치되는 기판에 균일하게 분배하여 공급하는 기능을 한다.
상기 배스 본체(110)의 측벽(111,112,113)의 상부에는 배스 본체(110)로부터 오버플로우(overflow)되는 세정액이 통과하는 오버플로우 홀(111a,112a,113a)이 형성된다. 상기 오버플로우 홀(111a,112a,113a)은 횡방향으로 일정 간격을 두고 다수개로 형성된다.
상기 배스 본체(110) 상부의 좌우 외측에는 상기 오버플로우 홀(111a,112a)을 통과한 세정액을 후방측으로 유도하여 수집하기 위한 가이드부(150)가 구비된다. 상기 가이드부(150)는, 배스 본체(110)의 좌우 양측벽(111,112)의 상부와, 그 외측으로 이격되어 구비되는 외조(120)의 좌우 양측벽(121,122)의 상부, 및 이들 하단을 연결하며 후방측으로 하향의 기울기를 갖는 경사면(151)으로 구성된다.
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 오버플로우 홀(111a,112a)을 통과한 세정액은 상기 배스 본체(110)의 좌우 양측벽(111,112)과 외조(120)의 좌우 양측벽(121,122) 사이의 공간을 통하여 낙하되고, 상기 경사면(151)으로 낙하된 세정액은 경사면(151)을 타고 후방측으로 흘러내리게 된다.
상기 가이드부(150)에 의해 후방측으로 수집된 세정액은 배스 본체(110)의 후방 측벽(113)과 외조(120)의 후방 측벽(123) 사이에 형성된 연결부(160)를 통하여 그 하측에 마련된 외조(120)의 내부로 유입된다. 또한, 상기 배스 본체(110)의 후방 측벽(113)의 상부에 형성된 오버플로우 홀(113a)을 통과한 세정액은 상기 연결부(160)로 유입된다.
한편, 상기 외조(120)의 전방 측벽(124)에는, 배스 본체(110) 내부의 세정액을 외부로 배출하기 위한 내조 드레인 포트(191)와, 외조(120) 내부의 세정액을 외부로 배출하기 위한 외조 드레인 포트(192)가 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 세정액 공급부(170)는, 배스 본체(110) 내부의 전체 영역에 세정액을 균일한 유량으로 공급하기 위한 구성으로, 세정액 공급포트(171)와, 다수개의 세정액 공급노즐(173;173a,173b)이 소정 간격으로 형성된 세정액 공급관(172)을 포함하여 구성된다. 상기 세정액 공급관(172)은 세정액 공급관 지지대(174)에 의해 배스 본체(110)의 바닥면(114) 상에 고정될 수 있다.
상기 세정액 공급관(172)은 상기 배스 본체(110)의 하부에 양측으로 이격된 복수의 공급관(172a,172b)으로 구성될 수 있다. 일실시예로, 상기 세정액 공급관(172)은 하나의 세정액 공급포트(171)에서 양측으로 분기되어 배스 본체(110)의 하부에 전후 방향으로 배치된 두 개의 공급관(172a,172b)으로 구성될 수 있다. 다만, 상기 세정액 공급관(172)의 설치 개수는 이에 제한되지 않으며, 단수로 설치될 수도 있고, 세 개 이상 복수로 설치될 수도 있다.
상기 세정액 공급노즐(173)은 상기 세정액 공급관(172)의 길이방향으로 형성될 수 있다.
이와 같이 세정액 공급관(172)을 배스 본체(110)의 하부에 전후 방향으로 설치하고, 세정액 공급노즐(173)을 세정액 공급관(172)의 길이방향으로 다수로 형성하여, 배스 본체(110)의 전체 영역에 걸쳐 세정액이 균일하게 공급되어 균일한 유량으로 오버플로우되도록 함으로써, 기판의 세정효율을 높이고 세정액이 기판에 타격되는 충격력을 분산시켜 기판의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 세정액 공급노즐(173)을 통해 분사된 세정액은 그 상측에 설치된 타공판(140)에 형성된 다수개의 타공(141)을 통과하면서 재차 분산되어 기판의 전체 영역에 걸쳐 세정액이 보다 균일하게 분배되어 공급될 수 있다.
도 8 내지 도 13에는 상기 세정액 공급관(172)에 형성된 세정액 공급노즐(173)의 다양한 실시예들이 개시되어 있다.
제1실시예로, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급노즐(173a)은 세정액 공급관(172)의 하부에 형성되어 하측을 향하여 상기 세정액을 분사하도록 구성될 수 있다. 이 경우 상기 세정액 공급노즐(173a)은 상기 세정액 공급관(172)의 하부에 양측으로 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같이 세정액이 하측 방향으로 분사되도록 구성할 경우, 세정액 공급노즐(173a)에서 분사된 세정액이 처리 대상 기판을 향하여 직접 공급되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써 세정액이 기판에 타격되는 충격력을 완화시켜 기판의 손상을 방지할 수 있게 된다.
제2실시예로, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급노즐(173b)은 세정액 공급관(172)의 상부에 형성되어 상측의 향하여 세정액을 분사하도록 구성될 수 있다. 이 경우 상기 세정액 공급노즐(173b)은 상기 세정액 공급관(172)의 상부에 양측으로 이격되어 형성될 수 있다.
제3실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급노즐(173;173a,173b)은 상기 세정액 공급관(172)에 방사상으로 형성되어 세정액을 방사상으로 분사하도록 구성될 수 있다.
제4실시예로, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급노즐(173)은 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 세정액 공급노즐(173)이 형성된 세정액 공급관(172a,172b)이 회전되도록 구성하거나, 세정액 공급관(172a,172b)은 고정된 상태에서 세정액 공급노즐(173)이 회전되도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 세정액 공급관(172a,172b) 또는 상기 세정액 공급노즐(173)을 회전시키기 위한 회전 구동수단(미도시됨)이 추가로 구비될 수 있다.
제5실시예로, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급노즐(173)은 격자 형태로 형성될 수 있다.
제6실시예로, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급노즐(173)은 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
제7실시예로, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급관(172)은 격자 형태로 형성될 수 있다.
제8실시예로, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 세정액 공급관(172)은 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 기판 처리용 배스(100)는, 기판의 세정효율을 더욱 향상시키기 위한 구성으로 질소 공급부(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 질소 공급부(180)는, 질소 공급포트(181)와, 다수개의 질소 공급노즐(183)이 소정 간격으로 형성된 질소 공급관(182)을 포함하여 구성된다. 상기 질소 공급관(182)은 질소 공급관 지지대(184)에 의해 배스 본체(110)의 바닥면(114) 상에 고정될 수 있다.
상기 질소 공급관(182)은 배스 본체(110)의 내부에 형성되며 하부에 양측으로 이격된 복수의 공급관(182a,182b)으로 구성될 수 있다. 일실시예로, 상기 질소 공급관(182)은 하나의 질소 공급포트(181)에서 양측으로 분기되어 배스 본체(110)의 하부에 전후 방향으로 배치된 두 개의 공급관(182a,182b)으로 구성될 수 있다. 다만, 상기 질소 공급관(182)의 설치 개수는 이에 제한되지 않으며, 단수로 설치될 수도 있고, 세 개 이상 복수로 설치될 수도 있다.
상기 질소 공급노즐(183)은 상기 질소 공급관(182)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 형성되고, 상기 질소 공급관(182)의 상측을 향하여 질소를 분사하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 질소 공급관(182)을 배스 본체(110)의 하부에 전후 방향으로 설치하고, 질소 공급노즐(183)을 질소 공급관(182)의 길이방향을 따라 소정 간격을 두고 다수개로 형성하여, 배스 본체(110)의 전체 영역에 걸쳐 질소가 균일하게 공급되도록 함으로써, 질소 가스의 버블에 의한 기폭 작용에 의해 기판의 세정효율을 더욱 향상시킬 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.
100 : 기판 처리용 배스 110 : 배스 본체(내조)
111,112,113 : 내조 측벽 114 : 내조 바닥면
111a,112a,113a : 오버플로우 홀 120 : 외조
121,122,123,124 : 외조 측벽 125 : 외조 바닥면
130 : 기판 거치부 131 : 지지대
132 : 지지판 140 : 타공판
141 : 타공 150 : 가이드부
151 : 경사면 160 : 연결부
170 : 세정액 공급부 171 : 세정액 공급포트
172,172a,172b : 세정액 공급관 173,173a,173b : 세정액 공급노즐
174 : 세정액 공급관 지지대 180 : 질소 공급부
181 : 질소 공급포트 182,182a,182b : 질소 공급관
183 : 질소 공급노즐 184 : 질소 공급관 지지대
191 : 내조 드레인 포트 192 : 외조 드레인 포트

Claims (23)

  1. 기판 세정이 이루어지는 배스 본체;
    상기 배스 본체 내부에 구비되며 세정액을 분사하는 복수의 세정액 공급노즐이 소정 간격으로 형성된 세정액 공급관;
    을 포함하는 기판 처리용 배스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급관은 복수개로 형성되고, 각각 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 상기 세정액 공급관의 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 상기 세정액 공급관의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 상기 세정액 공급관의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 상기 세정액 공급관에 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 회전 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 격자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 세정액 공급노즐은 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급관은 격자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급관은 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배스 본체의 상부에는 상기 세정액이 배출되는 오버플로우 홀이 소정 간격을 두고 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배스 본체의 외측에는 상기 오버플로우 홀을 통해 배출된 세정액을 일측으로 수집하기 위한 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드부의 바닥은 일측으로 하향 경사진 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 가이드부에 의해 일측으로 수집된 세정액은 연결부를 통과하여 상기 배스 본체의 하부에 구비된 외조를 통과하여 배출되는 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 배스 본체 내부에는 질소를 분사하는 복수의 질소 공급노즐이 소정 간격으로 형성된 질소 공급관이 구비된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 질소 공급관은 복수개로 형성되고, 각각 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 질소 공급노즐은 상기 질소 공급관의 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 질소 공급노즐은 상기 질소 공급관의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 배스 본체에는 상기 세정액 공급관을 통해 분사된 세정액이 상기 기판에 균일하게 분배되도록 하기 위한 타공판이 구비된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  21. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 세정액 공급관은 하나의 세정액 공급포트에 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 질소 공급관은 하나의 질소 공급포트에 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 세정액은 순수(DIW)인 것을 특징으로 하는 기판 처리용 배스.
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