KR20210036196A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 노즐 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는,
기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 기판에 액을 공급하는 노즐을 갖는 노즐 유닛을 포함하되; 상기 노즐은 접지라인과 연결되고, 상기 접지라인에는 가변 저항이 제공된다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 노즐 유닛{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE, METHOD FOR TREATING SUBSTRATE AND NOZZLE UNIT}
본 발명은 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 노즐 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 대해 사진 공정(photo process), 식각 공정(etching process), 이온 주입 공정(ion implantation process) 그리고 증착 공정(Deposition process) 등과 같은 다양한 공정을 통해 형성된다.
각각의 공정에서 다양한 처리액이 사용될 수 있다. 예컨대 사진 공정에서 포토레지스트액을 도포하는 공정 또는 각 처리 공정 사이에 제공되어 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위해 세정 공정에서 처리액이 사용될 수 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 장치 및 방법를 제공한다.
또한, 본 발명은 정전기력 유도 시에도 평형응력 및 표면장력의 균형 유지될 수 있는 장치 및 방법를 제공한다.
또한, 본 발명은 정전기력이 제어되어 테일러 콘젯 등에 의한 기판의 오염 및 ESD 현상이 방지될 수 있는 장치 및 방법를 제공한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지 유닛과; 상기 기판에 액을 공급하는 노즐을 갖는 노즐 유닛을 포함하되; 상기 노즐은 접지라인과 연결되고, 상기 접지라인에는 가변 저항이 제공된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가변 저항은, 제1 저항과 상기 제1 저항보다 낮은 제2 저항으로 가변될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가변 저항은, 상기 제1 저항과, 상기 제2 저항보다 낮은 제2 저항과, 상기 제1 저항보다 낮고 상기 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 가변될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 제3 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가변 저항은 상기 접지 라인에 연결되며 병렬로 제공되며, 각 저항에 제공되는 스위치를 포함하고, 상기 스위치는 제어기에 의해 제어될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐의 표면은 하나 이상의 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 홈 또는 돌기는 나선형으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐은, 노즐부와; 상기 노즐부를 감싸는 노즐 커버부를 포함하고, 상기 노즐 커버부는 상기 접지라인과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 접지라인은 노즐 커버부의 외측면과 연결될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은, 상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항을 제1 저항보다 낮은 제2 저항으로 변경한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토줄이 종료되는 경우 상기 가변 저항을 상기 제1 저항으로 변경할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토줄이 종료되는 경우 상기 가변 저항을 상기 제1 저항으로 변경하고, 상기 노즐에 의한 약액의 토줄이 종료되는 경우 상기 제1 저항보다 낮고 상기 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 변경할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치에 제공되며 기판에 액을 공급하는 노즐을 갖는 노즐 유닛을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 노즐은 접지라인과 연결되고, 상기 접지라인에는 가변 저항이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가변 저항은, 제1 저항과 상기 제1 저항보다 낮은 제2 저항으로 가변되며, 상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공되고, 상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가변 저항은, 상기 제1 저항과, 상기 제2 저항보다 낮은 제2 저항과, 상기 제1 저항보다 낮고 상기 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 가변되며, 상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공되고, 상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공되며, 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 제3 저항으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가변 저항은 상기 접지 라인에 연결되며 병렬로 제공되는 복수개의 저항과; 상기 복수개의 저항에 각각 제공되는 스위치를 포함하고, 상기 스위치는 제어기에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 정전기력 유도 시에도 평형응력 및 표면장력의 균형 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면 정전기력이 제어되어 테일러 콘젯 등에 의한 기판의 오염 및 ESD 현상이 방지될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 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 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 노즐 유닛의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 가변 저항을 도시한 도면이다.
도 5는 시간에 따른 저항의 변화값을 나타내는 그래프이다.
도 6, 도 7 및 도 8은 노즐(400)의 제어를 나타내는 도면이다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 노즐 커버부(1420)를 도시한 도면이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 노즐 커버부(2420)를 도시한 도면이다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 노즐 커버부(3420)를 도시한 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 포함한다. 인덱스 모듈(100)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)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 놓인다. 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(200)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)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130)내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 포함한다. 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 공정챔버(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), 바디(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 바디(144b)에 결합되고, 바디(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 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)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 입자이 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), 바디(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 바디(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 바디(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 바디(244b)에 결합되고, 이는 바디(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 기판 처리 장치(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 공정챔버들(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.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 챔버(310), 용기(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 노즐 유닛(380)을 포함하고, 보조 노즐 유닛(390)을 더 포함할 수 있다.
챔버(310)는 내부에 공간을 제공한다. 용기(320)은 챔버(310) 내 공간에 위치한다. 용기(320)은 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 용기(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리유체 중 서로 상이한 처리유체를 회수한다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 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 처리유체가 유입되는 유입구(410)로서 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 처리유체를 배출한다. 배출된 처리유체는 외부의 처리유체 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 용기(320)의 처리 공간 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판을 지지하고 기판을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 스핀 척(342), 지지핀(344), 척핀(346), 구동축(348) 그리고 구동부(349)를 가진다. 스핀 척(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 척(342)의 저면에는 구동부(349)에 의해 회전가능한 구동축(348)이 고정결합된다. 구동축(348)이 회전하면 스핀헤드(342)가 회전된다. 스핀 척(342)는 기판을 지지할 수 있도록, 지지핀(344)과 척핀(346)을 포함한다. 지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 스핀 척(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 스핀 척(342)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(344)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 스핀 척(342)의 상부면으로부터 기판이 일정거리 이격되도록 기판의 저면 가장자리를 지지한다. 척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 스핀 척(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 스핀 척(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판의 측면을 지지한다. 척핀(346)은 스핀 척(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 스핀 척(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판의 측부와 접촉된다.
승강 유닛(360)은 용기(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 승강 유닛(360)은 용기(320)의 복수의 회수통(322, 324, 326)을 이동시킬 수 있다. 또는 도시하지는 않았으나, 각각의 회수통을 개별적으로 이동시킬 수 있다. 용기(320)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)으로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 용기(320)의 상부로 돌출되도록 용기(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리유체의 종류에 따라 처리유체가 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 용기(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리유체로 기판을 처리하고 있는 동안에 기판은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리유체, 그리고 제3처리유체로 기판을 처리하는 동안에 각각 기판은 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 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 용기(320)은 단일의 회수통(322)을 가질 수 있다.
노즐 유닛(380)은 기판(W)에 제1처리액을 공급한다. 일예로 제1처리액은 공정에 따라 세정액, 현상액, 감광액 등 일 수 있다. 노즐 유닛(380)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 노즐 유닛(380)은 노즐 지지대(382), 지지대(386), 구동부(388), 그리고 노즐(400)을 가진다. 지지대(386)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지대(386)의 하단에는 구동부(388)가 결합된다. 구동부(388)는 지지대(386)를 회전 및 승강 운동한다. 노즐지지대(382)는 구동부(388)와 결합된 지지대(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(400)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(400)은 구동부(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(400)이 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(400)이 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.
보조 노즐 유닛(390)은 기판(W)에 제2처리액을 공급한다. 일예에 의하면 제2처리액은 제1처리액과 상이한 종류의 액일 수 있다. 보조 노즐 유닛(390)은 회동이 가능할 수 있다. 보조 노즐 유닛(390)은 보조 노즐(398) 지지대(392), 보조 지지대(396), 보조 구동부(397), 그리고 보조 노즐(398)을 가진다. 보조 지지대(396)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 보조 지지대(396)의 하단에는 보조 구동부(397)가 결합된다. 보조 구동부(397)는 보조 지지대(396)를 이동시킨다. 일 예로, 보조 구동부(397)는 보조 지지대(396)를 회전시킬 수 있다. 또한, 보조 구동부(397)는 보조 지지대(396)를 승강 시킬 수 있다. 보조 노즐 지지대(382)는 보조 지지대(396)의 상부에 결합된다. 보조 노즐(398)은 보조 노즐 지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 보조 노즐(398)은 보조 구동부(397)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 보조 노즐(398)이 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 보조 노즐(398)이 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.
제1 처리액 또는 제2 처리액은 전하를 갖는 약액이다. 예컨대 처리액은 IPA일 수 있다.
도 3은 노즐 유닛의 일부분을 도시한 단면도이다. 도 3을 참조하면 노즐 유닛은 노즐부(410)와 노즐 커버부(420)를 포함한다.
노즐부(410)는 처리액이 공급되는 경로를 제공한다. 노즐 커버부(420)는 노즐부(410)를 감싸도록 제공된다. 접지라인은 노즐 커버부(420)의 외측면과 연결된다. 일 실시 예에 따라 노즐(400)이 노즐부(410)와 노즐 커버부(420)를 포함하도록 도시하였으나, 노즐부(410)에 접지라인이 제공되어도 무관하다. 노즐 커버부(420)는 전도성 재질, 절연성 재질에 전도성 코팅을 하여 이루어질 수 있다.
접지라인에는 가변저항(430)이 제공된다. 가변저항(430)은 제어기(500)에 의해 저항값이 제어될 수 있다. 예컨대, 가변저항(430)은 제1 저항과, 제1 저항보다 낮은 제2 저항과, 제1 저항보다 낮고, 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 가변될 수 있다.
가변저항(430)은 저항값이 다양하게 변형될 수 있으면 충분하다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 가변 저항을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 가변 저항은 제1 저항(431)과 제2 저항(432)이 병렬으로 연결되고, 제1 저항(431)의 전단 또는 후단에 연결되어 제1 저항(431)의 연결을 제어하는 제1 스위치(433)와, 제2 저항(423)의 전단 또는 후단에 연결되어 제2 저항(432)의 연결을 제어하는 제2 스위치(434)를 포함한다.
예컨대, 제1 스위치(433)가 온 상태로 제어되고, 제2 스위치(434)가 오프 상태로 제어되면, 접지는 제1 저항(431)에 의해 이루어진다. 제1 스위치(433)가 오프 상태로 제어되고, 제2 스위치(434)가 온 상태로 제어되면, 접지는 제2 저항(423)에 의해 이루어진다. 제1 스위치(433)가 온 상태로 제어되고, 제2 스위치(434)가 온 상태로 제어되면, 접지는 제1 저항(431)과 2 저항(423)의 병렬합에 의해 이루어진다.
도 5는 시간에 따른 저항의 변화값을 나타내는 그래프이고, 도 6, 도 7 및 도 8은 노즐(400)의 제어를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, t0-t1 구간은 노즐(400)이 기판 상부의 위치 또는 홈포트의 위치로 이동되는 구간이다. t0-t1 구간에서는 저항값이 높은 제1 저항(R1)으로 제어된다.
t1은 처리액의 토출시점이다. t4는 처리액의 토출이 종료되는 시점이다.
처리액이 공급되는 과정에서 저항은 제1 저항(R1)에서 제2 저항(R2)으로 적으로 감소된다. 처리액 공급이 지속되는 동안 저항값은 제2 저항(R2)로 유지되다가, 처리액이 종료되기 전 저항값은 적으로 제2 저항(R2)에서 제3 저항(R3)으로 변화한다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 처리액이 공급되기 전에 가변저항(430)은 제1 저항(R1)으로 가변된다. 처리액이 공급되기 전에는 정전기에 의한 다량의 전기입자들이 용기(320)에 대전되어 있다. 이러한 전기입자들은 노즐(400)이 접지되는 경우 노즐 방향으로 다량 이동되면서 기판에 오염을 일으킬 수 있다. 예컨대 전하의 이동에 의해 처리액이 비산되면서 기판 내지 노즐(400)을 오염시킬 수 있다. 이러한 경우에 대비하여 처리액이 공급되기 전에 가변 저항(430)은 높은 저항인 제1 저항(R1)으로 제어됨으로써 접지가 약하게 이루어지도록 하여 전기입자의 이동을 제한한다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 처리액이 공급되는 중에는 가변저항(430)은 제2 저항(R2)로 가변된다. 제2 저항(R2)은 제1 저항(R1)보다 낮은 저항이다. 예컨대 제2 저항(R2)은 실질적으로 저항값이 0에 가까울 수 있다. 제1 저항(R1)에서 제2 저항(R2)으로의 가변은 점진적으로 이루어진다. 처리액의 공급 중에는 노즐과 처리액의 마찰등에 의해 정전기가 발생할 수 있는데, 처리액의 공급 중에 방출되는 전하는 접지라인을 통해 배출할 수 있다. 또한, 방출되는 전하는 지지 유닛(342)의 접지에 의해 배출될 수 있다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 처리액의 공급이 중단되는 때에 가변저항(430)은 제3 저항(R3)으로 가변된다. 제3 저항(R3)은 제1 저항(R1)보다 낮고 제2 저항(R2) 보다 높은 저항이다. 다른 실시 예에 의하면, 제3 저항(R3)은 제1 저항(R1)과 같을 수 있다. 처리액의 공급 중단시에 다시 용기(320)등의 부품에 대전된 전하는 처리액의 공급이 중단되면서 노즐을 향해 이동하려고 하는데, 이는 웨이퍼 패턴의 손상 또는 처리액의 이동에 따른 기판의 2차적인 오염을 일으킬 수 있다. 제2 저항(R2)에서 제3 저항(R3)으로 가변함으로써 전하의 이동을 방지할 수 있다. 이에 따라 테일러 콘젯 현상등에 따른 처리액의 이동에 의한 기판의 2차 오염을 막을 수 있다.
챔버 내부의 한정된 공간에서 기판 처리 과정 반복하는 경우, 내부의 소재(용기,지지 유닛)들은 다양한 대전(토출, 마찰, 유도 etc)으로 인한 과량의 전하가 지속적으로 쌓이게 되며, 그에 따라 테일러 콘젯 현상 ESD(소재의 표면에 일정량 이상의 정전기가 쌓인 상태에서 저항이 상대적으로 매우 작은 표면에 빠르게 방전되면서 웨이퍼의 패턴 및 소자를 파괴되는 현상) 이 발생될 수 있는데 노즐이 이동하는 때, 처리액이 공급되는 때, 처리액의 공급을 중단하는 때를 구분하여 접지를 조절함으로써, 본 발명은 이러한 현상들을 방지할 수 있다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 노즐 커버부(1420)를 도시한 도면이다. 노즐 커버부(1420)는 표면적을 넓히기 위하여 돌기(1421)가 형성될 수 있다. 돌기(1421)는 노즐의 표면을 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 돌기(1421)는 노즐 커버부(1420)의 표면적을 넓힌다. 넓혀진 표면적은 표면의 정전기력을 제어하는데 용이하다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 노즐 커버부(2420)를 도시한 도면이다. 노즐 커버부(2420)는 표면적을 넓히기 위하여 홈(2422)이 형성될 수 있다. 홈(2422)은 노즐의 표면을 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 홈(2422)은 노즐 커버부(1420)의 표면적을 넓힌다. 넓혀진 표면적은 표면의 정전기력을 제어하는데 용이하다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 노즐 커버부(3420)를 도시한 도면이다. 노즐 커버부(2420)는 표면적을 넓히기 위하여 돌기(3421)와 홈(3422)이 반복적으로 형성될 수 있다. 돌기(3421)와 홈(3422)이 유선형으로 반복적으로 형성됨으로써, 표면적을 넓히면서도 세정효율을 높일 수 있다. 넓혀진 표면적은 표면의 정전기력을 제어하는데 용이하다.
본 발명에 의하면, 정전기력 유도 시에도 평형응력 및 표면장력의 균형 유지될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 정전기력이 제어되어 테일러 콘젯 등에 의한 기판의 오염 및 ESD 현상이 방지될 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.
400: 노즐

Claims (24)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 기판에 액을 공급하는 노즐을 갖는 노즐 유닛을 포함하되;
    상기 노즐은 접지라인과 연결되고,
    상기 접지라인에는 가변 저항이 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가변 저항은,
    제1 저항과 상기 제1 저항보다 낮은 제2 저항으로 가변되는 기판 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항 사이의 가변은 적인 값의 변화로 이루어지는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가변 저항은,
    상기 제1 저항과, 상기 제2 저항보다 낮은 제2 저항과, 상기 제1 저항보다 낮고 상기 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 가변되는 기판 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 제3 저항으로 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 저항에서 상기 제2 저항으로의 가변과, 상기 제2 저항에서 상기 제3 저항으로의 가변은 적인 값의 변화로 이루어지는 기판 처리 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 가변 저항은 상기 접지 라인에 연결되며 병렬로 제공되는 복수개의 저항과;
    각 저항에 제공되는 스위치를 포함하고,
    상기 스위치는 제어기에 의해 제어되는 기판 처리 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐의 표면은 하나 이상의 홈 또는 돌기가 형성되는 기판 처리 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 홈 또는 돌기는 나선형으로 형성되는 기판 처리 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐은,
    노즐부와;
    상기 노즐부를 감싸는 노즐 커버부를 포함하고,
    상기 노즐 커버부는 상기 접지라인과 연결되는 기판 처리 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 접지라인은 노즐 커버부의 외측면과 연결된 기판 처리 장치.
  16. 제1 항의 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항을 제1 저항보다 낮은 제2 저항으로 변경하는 기판 처리 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토줄이 종료되는 경우 상기 가변 저항을 상기 제1 저항으로 변경하는 기판 처리 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토줄이 종료되는 경우 상기 가변 저항을 상기 제1 저항으로 변경하고,
    상기 노즐에 의한 약액의 토줄이 종료되는 경우 상기 제1 저항보다 낮고 상기 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 변경하는 기판 처리 방법.
  19. 기판 처리 장치에 제공되며 기판에 액을 공급하는 노즐을 갖는 노즐 유닛에 있어서,
    상기 노즐은 접지라인과 연결되고,
    상기 접지라인에는 가변 저항이 제공되는 노즐 유닛.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 가변 저항은,
    제1 저항과 상기 제1 저항보다 낮은 제2 저항으로 가변되며,
    상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공되고,
    상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공되는 노즐 유닛.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항 사이의 가변은 적인 값의 변화로 이루어지는 노즐 유닛.
  22. 제19 항에 있어서,
    상기 가변 저항은,
    상기 제1 저항과, 상기 제2 저항보다 낮은 제2 저항과, 상기 제1 저항보다 낮고 상기 제2 저항보다 높은 제3 저항으로 가변되며,
    상기 노즐의 이동 또는 상기 노즐에 의한 약액의 토출이 시작되는 경우 상기 가변 저항은 상기 제1 저항으로 제공되고,
    상기 노즐에 의해 약액이 공급 중인 경우 상기 가변 저항은 상기 제2 저항으로 제공되며,
    상기 노즐에 의한 약액의 토출이 종료되는 경우 상기 가변 저항은 제3 저항으로 제공되는 노즐 유닛.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 저항에서 상기 제2 저항으로의 가변과, 상기 제2 저항에서 상기 제3 저항으로의 가변은 적인 값의 변화로 이루어지는 노즐 유닛.
  24. 제19 항에 있어서,
    상기 가변 저항은 상기 접지 라인에 연결되며 병렬로 제공되는 복수개의 저항과;
    상기 복수개의 저항에 각각 제공되는 스위치를 포함하고,
    상기 스위치는 제어기에 의해 제어되는 노즐 유닛.
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