KR20210103866A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210103866A
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박상진
이원준
김영탁
신재욱
이지수
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판이 처리되는 공간을 규정하는 챔버; 상기 챔버 내에 있고, 상기 기판을 고정시키도록 구성된 기판 척; 상기 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 공기 흡입기로서, 상기 챔버 내에 공기를 유입시키도록 구성된 흡기 팬; 및 상기 공기를 정화 처리하도록 구성된 필터;를 포함하는 상기 공기 흡입기; 상기 챔버의 바닥 부분에 있고, 상기 공기를 상기 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 배기 포트; 상기 배기 포트 내의 공기의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브; 상기 챔버 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서; 및 상기 공기 흡입기, 상기 밸브, 및 상기 압력 센서와 연결되고, 상기 챔버 내의 압력에 기초하여 상기 공기 흡입기 및 상기 밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하도록 구성된 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 기술적 사상은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 기판 세정 공정을 수행하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근에는 반도체 장치의 성능을 향상시키기 위해, 반도체 제조 공정에서 비소(As), 인(P) 등과 같은 3족 내지 5족의 물질들이 빈번하게 사용되고 있다. 상기 물질들은 세정 공정 시 HCl, HF 등과 같은 화학 약액과 반응하여 PH3, AsH3과 같은 인체에 치명적인 유해 가스를 생성할 수 있다. 이에 따라, 최근에는 세정 공정 시 발생하는 유해 가스의 누출을 방지할 수 있는 기판 처리 장치에 대한 연구가 활발한 실정이다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제들 중 하나는 기판 처리 공정에서 발생되는 유해 가스의 누출을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제들 중 하나는 기판 처리 공정에서 외부의 유해 물질들이 챔버 내부로 유입되는 현상을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 개시의 예시적인 실시예로 기판이 처리되는 공간을 규정하는 챔버; 상기 챔버 내에 있고, 상기 기판을 고정시키도록 구성된 기판 척; 상기 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 공기 흡입기로서, 상기 챔버 내에 공기를 유입시키도록 구성된 흡기 팬; 및 상기 공기를 정화 처리하도록 구성된 필터;를 포함하는 상기 공기 흡입기; 상기 챔버의 바닥 부분에 있고, 상기 공기를 상기 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 배기 포트; 상기 배기 포트 내의 공기의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브; 상기 챔버 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서; 및 상기 공기 흡입기, 상기 밸브, 및 상기 압력 센서와 연결되고, 상기 챔버 내의 압력에 기초하여 상기 공기 흡입기 및 상기 밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하도록 구성된 제어기;를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 예시적인 실시예로 기판 세정 장치 및 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 세정 장치는, 상기 기판이 처리되는 공간을 규정하는 제1 챔버; 상기 기판의 반입 경로 또는 반출 경로를 제공하는 셔터; 상기 제1 챔버 내에 있고, 상기 기판을 고정시키도록 구성된 기판 척; 상기 제1 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 제1 공기 흡입기; 상기 제1 챔버의 바닥 부분에 형성되어, 상기 공기를 상기 제1 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 제1 배기 포트; 및 상기 제1 챔버 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서;를 포함한다. 상기 기판 이송 장치는, 상기 기판이 이동되는 공간을 규정하는 제2 챔버; 상기 기판을 이송시키도록 구성된 이송 로봇; 상기 제2 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 제2 공기 흡입기; 및 상기 제2 챔버의 바닥 부분에 형성되어, 상기 공기를 상기 제2 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 제2 배기 포트;를 포함한다. 또한, 상기 제1 배기 포트 및 상기 제2 배기 포트는 상호 연결된 것을 특징으로 한다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 기판 처리 장치는 챔버의 공정 공간의 압력을 챔버 외부의 압력보다 낮게 형성할 수 있어서, 기판 처리 공정에서 발생되는 유해 가스의 누출을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 기판 처리 장치는 챔버의 내부 공간을 온전히 밀폐시킬 수 있어서, 기판 처리 공정에서 외부의 유해 물질들이 챔버 내부로 유입되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 단면도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기능 블록도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 배기 포트의 단면도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 단면도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 단면도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 셔터의 측단면도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 공기 흡입기의 흡기 팬의 회전 속도를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 예시적 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)의 내부 단면도이다. 또한, 도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)의 기능 블록도이다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 기판(S)의 세정 공정을 진행하는 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 처리 장치(10)는 박막 증착 공정, 식각 공정, 및 이온 주입 공정 등과 같은 다양한 공정들의 수행을 통해 기판(S) 상에 쌓인 박막 및 이물질 등을 제거하는 장치일 수 있다.
도 1 및 도 2를 함께 참조할 때, 본 개시의 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 척(110), 공기 흡입기(120), 배기 포트(130), 밸브(140), 압력 센서(150), 듀얼 포트(160), 약액 노즐(170), 디스플레이(180) 및 제어기(190) 등을 포함할 수 있다.
챔버(100)는 기판(S)이 처리되는 공정 공간을 규정하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 챔버(100)는 기판(S)이 처리되는 공정 공간을 규정하는 바닥부(101), 천장부(103), 및 측벽부(105)를 포함할 수 있다. 챔버(100)에 의해 규정된 공정 공간은 기판 처리 공정들의 종류에 따라 다양한 환경들로 조성될 수 있다. 예를 들어, 기판 세척 공정을 위해, 챔버(100)의 공정 공간은 저압의 환경으로 조성될 수 있다.
기판 척(110)은 기판(S)을 고정시키도록 구성된 척일 수 있다. 예를 들어, 기판 척(110)은 기판(S)의 하부에 진공압을 제공하여 기판(S)을 고정시키도록 구성될 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 기판 척(110)은 정전기력에 의해 기판(S)을 고정시키도록 구성될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 척(110) 상에 안착되는 기판(S)은 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼(wafer), 인쇄 회로 기판(Printed circuit board, PCB) 등을 포함할 수 있다.
공기 흡입기(120)는 챔버(100)의 내부에 공기를 유입하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 공기 흡입기(120)는 챔버(100)의 천장부(103)에 결합되고, 챔버(100)의 내부에 공기를 유입하도록 구성될 수 있다.
예시적 실시예에서, 공기 흡입기(120)는 흡기 팬(123) 및 필터(127)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 흡입기(120)는 흡기 팬(123) 및 필터(127)를 포함하는 팬 필터 유닛(Fan-Filter Unit)일 수 있다.
흡기 팬(123)은 챔버(100)의 내부에 공기를 유입시키도록 구성된 팬일 수 있다. 흡기 팬(123)은 상하 방향과 평행한 축을 중심으로 회전하여, 챔버(100)의 내부에서 상하 방향의 공기의 흐름을 형성할 수 있다. 또한, 흡기 팬(123)에 인가되는 전력이 차단되어 상기 흡기 팬(123)이 회전하지 않는 경우, 챔버(100) 내부로의 공기의 유입이 차단될 수 있다.
필터(127)는 흡기 팬(123)의 전방 또는 후방에 설치되어, 흡기 팬(123)에 의해 유입된 공기를 정화 처리하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 필터(127)는 여과 방식, 나노 트랩 방식, 역삼투압 방식 등 다양한 방식을 통해 공기를 정화 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터(127)는 에파 필터, 헤파 필터, 울파 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
배기 포트(130)는 챔버(100) 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 통로를 제공할 수 있다. 또한, 배기 포트(130)의 적어도 일부는 챔버(100)의 바닥부(101)에 형성될 수 있다. 다시 말해, 배기 포트(130)의 적어도 일부는 챔버(100)의 바닥부(101)에 둘러싸여 챔버(100)의 공정 공간에 노출되지 않을 수 있다. 배기 포트(130)의 적어도 일부가 챔버(100)의 바닥부(101)에 형성될 수 있어서, 배기 포트(130)의 결함에 의한 공기의 누출(leakage)에도 상기 공기가 챔버(100) 내의 공정 공간으로 이동되는 현상이 방지될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배기 포트(130)는 배기 팬(미도시)과 연결될 수 있다. 배기 팬은 회전하여 배기 포트(130) 내의 공기를 외부로 배출시키도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 공기는 공기 흡입기(120)에 의해 챔버(100) 내부로 유입될 수 있다. 또한, 기판 처리 공정에서 생성된 유해 가스를 포함하는 공기는 배기 포트(130)에 의해 챔버(100) 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 유해 가스를 포함하는 공기는 기판 척(110)의 측부에 있고 챔버(100)의 바닥부(101)를 통과하는 배기 포트(130)를 통해 챔버(100) 외부로 배출될 수 있다. 또한, 유해 가스를 포함하는 공기는 기판 척(110) 및 바닥부(101) 사이에 있는 배기 포트(130)를 통해 챔버(100) 외부로 배출될 수도 있다.
밸브(140)는 배기 포트(130)에 있고, 배기 포트(130) 내의 공기의 흐름을 조절하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 밸브(140)는 배기 포트(130) 내의 공기의 유량, 속도 등을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 밸브(140)는 배기 포트(130) 내의 공기가 일 방향으로만 흐르도록 상기 공기의 흐름을 조절하는 체크 밸브일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 처리 공정에서, 공기 흡입기(120) 및 밸브(140)는 상호 협동하여 챔버(100)의 공정 공간을 음압으로 형성할 수 있다. 상기 음압은 챔버(100) 외부의 압력보다 낮은 압력을 의미할 수 있다. 기판 처리 공정에서, 챔버(100) 내부 공간의 압력이 외부 공간의 압력보다 낮을 수 있어서, 챔버(100) 내부에서 발생한 유해 가스를 포함한 공기는 챔버(100) 외부로 배출되지 않을 수 있다.
압력 센서(150)는 챔버(100) 내부의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 압력 센서(150)는 복수 개로 마련될 수 있고, 상기 복수의 압력 센서들(150)은 챔버(100) 내부의 여러 부분에서 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(150)는 챔버(100)의 상부, 챔버(100)의 하부, 배기 포트(130) 등에 위치할 수 있다. 또한, 압력 센서(150)는 측정된 압력을 실시간으로 제어기(190)에 전달할 수 있다.
듀얼 포트(160)는 챔버(100) 내부의 유해 가스 및 약액을 챔버(100) 외부로 배출시키도록 구성된 포트일 수 있다. 보다 구체적으로, 듀얼 포트(160)는 기판 처리 공정을 통해 생성된 유해 가스를 챔버(100) 외부로 배출시킬 수 있고, 기판 처리 공정에서 사용되는 약액을 챔버(100) 외부로 배출시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 듀얼 포트(160)는 2 개의 포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 듀얼 포트(160)는 기판 처리 공정에서 사용되는 약액을 챔버(100)의 외부로 배수하도록 구성된 약액 배수 포트(165)를 포함할 수 있다. 또한, 듀얼 포트(160)는 약액 배수 포트(165)의 외부에 있고, 기판 처리 공정을 통해 생성된 유해 가스를 외부래 배출시키도록 구성된 유해 가스 배출 포트(167)를 포함할 수 있다.
약액 노즐(170)은 기판(S) 상에 약액을 공급하도록 구성된 노즐일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 약액 노즐(170)로부터 분사되는 약액은 기판(S) 상에 이물질을 제거하고, 기판(S)을 세정시키기 위한 화학 약액(chemical liquid)일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학 약액은 염화 수소(HCl), 불화 수소(HF) 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판(S) 상에 약액이 공급되면, 기판 척(110)은 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 기판(S) 상에 약액이 균일한 두께로 도포될 수 있다.
디스플레이(180)는 기판 처리 장치(10)의 동작 정보, 설정 정보, 및 작업자 입력에 대응하는 정보들 중 적어도 어느 하나를 표시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180)는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), TFT LCD(thin-film-transistor LCD), OLED(organic light emitting diode)를 포함하는 다양한 장치들 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 디스플레이(180)는 제어기(190)와 연결되고, 챔버(100) 내의 압력을 실시간으로 표시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180)는 압력 센서(150)로부터 측정된 챔버(100) 내의 압력을 표시하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 디스플레이(180)는 작업자의 입력을 수신할 수 있는 입력 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180) 및 입력 장치는 일체형으로 구현될 수 있다. 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 작업자의 입력에 의해 작동될 수 있다. 또한, 디스플레이(180)는 음성 신호를 수신할 수 있는 마이크 및/또는 오디오 신호를 출력할 수 있는 스피커를 더 포함할 수도 있다.
제어기(190)는 기판 처리 장치(10)의 동작을 전반적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기(190)는 공기 흡입기(120), 밸브(140), 압력 센서(150), 및 디스플레이(180)와 연결되고, 공기 흡입기(120) 및 밸브(140) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(190)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기(190)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 제어기(190)는 단순 제어기, 마이크로 프로세서, CPU, GPU 등과 같은 복잡한 프로세서, 소프트웨어에 의해 구성된 프로세서, 전용 하드웨어 또는 펌웨어일 수도 있다. 제어기(190)는, 예를 들어, 범용 컴퓨터 또는 DSP(Digital Signal Process), FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 애플리케이션 특정 하드웨어에 의해 구현될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(190)의 동작은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 기계 판독 가능 매체 상에 저장된 명령들로서 구현될 수 있다. 여기서, 기계 판독 가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 장치)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 및/또는 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독 가능 매체는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 장치들, 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호(예컨대, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 기타 임의의 신호를 포함할 수 있다.
제어기(190)는 기판 처리 장치(10)를 동작시키기 위한 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 및 명령어들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기(190)는 피드백을 위한 데이터를 수신하며, 기판 처리 장치(10)를 동작시키기 위한 신호를 생성하고, 소정의 연산을 수행하는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.
제어기(190)는 공기 흡입기(120) 및 밸브(140)를 제어하여, 챔버(100)의 공정 공간의 압력을 챔버(100) 외부의 압력보다 낮게 형성할 수 있다. 예를 들어, 제어기(190)는 공기 흡입기(120)의 흡기 팬(123)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(190)는 밸브(140)를 조절하여 배기 포트(130) 내의 공기의 유량, 속도 등을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(190)는 압력 센서(150)에서 측정된 챔버(100) 내부의 압력에 기초하여, 공기 흡입기(120) 및 밸브(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 챔버(100) 내부의 압력이 목표 압력보다 큰 경우, 제어기(190)는 챔버(100) 내부의 압력이 목표 압력과 실질적으로 동일해지도록 공기 흡입기(120) 및 밸브(140)를 제어할 수 있다. 또한, 챔버(100) 내부의 압력이 목표 압력보다 작은 경우, 제어기(190)는 챔버(100) 내부의 압력이 목표 압력과 실질적으로 동일해지도록 공기 흡입기(120) 및 밸브(140)를 제어할 수도 있다.
제어기(190)가 챔버(100)의 공정 공간의 압력을 챔버(100) 외부의 압력보다 낮게 형성하기 위해 공기 흡입기(120) 및 밸브(140)를 제어할 수 있어서, 챔버(100) 내부에서 발생한 유해 가스를 포함한 공기는 챔버(100) 외부로 누출되지 않을 수 있다.
또한, 제어기(190)는 압력 센서(150)에서 측정된 챔버(100) 내부의 압력을 실시간으로 디스플레이(180)에 전달할 수 있다. 또한, 디스플레이(180)가 작업자의 입력을 수신할 수 있는 입력 장치와 일체화된 경우, 제어기(190)는 입력 장치에 의한 명령을 전달받아 기판 처리 장치(10)를 동작시킬 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(10)는 챔버(100) 내부로의 기판(S)의 반입 또는 챔버(100) 외부로의 기판(S)의 반출을 위한 이동 경로를 제공하는 셔터(195)를 더 포함할 수 있다.
기판(S)이 챔버(100) 내부로 반입될 때, 셔터(195)는 개방될 수 있다. 일반적으로, 셔터(195)가 개방되면 챔버(100) 내부의 유해 가스를 포함한 공기가 챔버(100)의 외부로 누출될 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(10)의 제어기(190)는 셔터(195)가 개방될 때 공기 흡입기(120)의 흡기 팬(123)의 회전 속도가 셔터(195)가 차단될 때 공기 흡입기(120)의 흡기 팬(123)의 회전 속도보다 빠르도록 공기 흡입기(120)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 셔터(195)가 개방된 경우의 흡기 팬(123)의 속도가 제1 회전 속도로 정의되고, 셔터(195)가 차단된 경우의 흡기 팬(123)의 속도가 제2 회전 속도로 정의될 수 있다. 제어기(190)는 상기 제1 회전 속도가 상기 제2 회전 속도보다 빠르도록 공기 흡입기(120)를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 본 개시의 기판 처리 장치(10)에 전원이 차단된 경우, 공기 흡입기(120)의 흡기 팬(123)의 회전이 중단될 수 있다. 이에 따라, 챔버(100) 내부로 공기의 유입이 중단될 수 있다. 또한, 본 개시의 기판 처리 장치(10)에 전원이 차단된 경우, 밸브(140)는 배기 포트(130)에서 공기의 이동 경로를 차단시킬 수 있다. 이에 따라, 챔버(100) 외부로의 공기의 누출이 방지될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 챔버(100)의 공정 공간의 압력을 챔버(100) 외부의 압력보다 낮게 형성할 수 있어서. 기판 처리 공정에서 발생되는 유해 가스가 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 기판 처리 공정 중에 챔버(100)의 내부 공간을 온전히 밀폐시킬 수 있어서, 기판 처리 공정에서 외부의 유해 물질들이 챔버(100)의 내부로 유입되는 현상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 배기 포트(130)의 단면도이다.
도 3을 참조할 때, 배기 포트(130)는 2 개의 포트들을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 배기 포트(130)는 공기가 흐르도록 구성된 내부 배기 포트(135) 및 상기 내부 배기 포트(135)를 둘러싸는 외부 배기 포트(137)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 내부 배기 포트(135)는 챔버(100) 외부로 공기를 배출시키기 위한 메인 포트일 수 있다. 외부 배기 포트(135)는 내부 배기 포트(135)를 둘러싸고, 내부 배기 포트(135)에서 누출되는 공기를 외부로 배출시키기 위한 보조 포트일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배기 포트(130)가 내부 배기 포트(135) 및 외부 배기 포트(137)를 포함하는 이중 포트 구조일 수 있어서, 유해 가스를 포함한 공기의 누출이 방지될 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(20)의 내부 단면도이다.
도 4를 참조할 때, 기판 처리 장치(20)는 챔버(200), 공기 흡입기(210), 이송 로봇(219), 배기 포트(220), 밸브(230), 압력 센서(240), 및 제어기(250) 등을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 본 개시의 기판 처리 장치(20)는 기판(S)을 도 1의 챔버(100)로 이동시키도록 구성된 기판 이송 장치일 수 있다.
기판 처리 장치(20)의 챔버(200), 공기 흡입기(210), 배기 포트(220), 밸브(230), 압력 센서(240), 및 제어기(250)에 대한 기술적 사상은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 내용과 유사하므로 자세한 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
챔버(200)는 기판(S)이 이송되는 공간을 규정하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 챔버(200)는 기판(S)의 이송 공간을 규정하는 바닥부(201), 천장부(203), 및 측벽부(205)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 4에 도 시된 바와 같이, 챔버(200)는 복수의 챔버들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않고 하나의 챔버만을 포함할 수도 있다.
공기 흡입기(210)는 챔버(200)의 내부에 공기를 유입하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 공기 흡입기(210)는 챔버(200)의 천장부(203)에 결합되고, 흡기 팬(213) 및 필터(217)를 포함할 수 있다.
이송 로봇(219)은 챔버(200) 내에서 기판(S)을 이송시키도록 구성된 로봇일 수 있다. 이송 로봇(219)은 챔버(200) 내에서 수평 방향 및/또는 수직 방향으로 기판(S)을 이송시킬 수 있다.
배기 포트(220)는 챔버(200) 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 통로를 제공할 수 있다. 또한, 배기 포트(220)의 적어도 일부는 챔버(200)의 바닥부(201)에 형성될 수 있다. 다시 말해, 배기 포트(220)의 적어도 일부는 챔버(200)의 바닥부(201)에 둘러싸여 챔버(200)의 공정 공간에 노출되지 않을 수 있다. 배기 포트(220)의 적어도 일부가 챔버(200)의 바닥부(201)에 형성될 수 있어서, 배기 포트(220)의 결함에 의한 공기의 누출(leakage)에도 상기 공기가 챔버(200) 내부로 이동되는 현상이 방지될 수 있다.
밸브(230)는 배기 포트(220)에 있고, 배기 포트(220) 내의 공기의 흐름을 조절하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 밸브(230)는 배기 포트(220) 내의 공기의 유량, 속도 등을 제어하도록 구성될 수 있다.
압력 센서(240)는 챔버(200) 내부의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 압력 센서(240)는 복수 개로 마련될 수 있고, 상기 복수의 압력 센서들(240)은 챔버(200) 내부의 여러 부분에서 압력을 측정하도록 구성될 수 있다.
제어기(250)는 공기 흡입기(210), 이송 로봇(219), 밸브(230), 및 압력 센서(240)와 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제어기(250)는 압력 센서(240)에서 측정된 챔버(200)의 내부 압력에 기초하여, 공기 흡입기(210) 및 밸브(230)를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(250)는 공기 흡입기(210) 및 밸브(230)를 제어하여, 챔버(200)의 내부 공간의 압력을 챔버(200) 외부의 압력보다 낮게 형성할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(20)는 챔버(200)의 내부 공간의 압력을 챔버(100) 외부의 압력보다 낮게 형성할 수 있어서, 챔버(200) 내부의 공기가 외부로 배출되는 현상을 방지할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 내부 단면도이다.
도 5를 참조할 때, 본 개시의 기판 처리 장치(1)는 기판 세정 장치(10) 및 기판 이송 장치(20)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 세정 장치(10)는 기판(S)의 세정 공정을 수행하는 도 1의 기판 처리 장치일 수 있다. 또한, 기판 이송 장치(20)는 기판 세정 장치(10)로 기판(S)을 이송시키는 도 4의 기판 처리 장치일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 세정 장치(10)는 제1 챔버(100), 기판 척(110), 제1 공기 흡입기(120), 제1 배기 포트(130), 제1 밸브(140), 제1 압력 센서(150), 듀얼 포트(160), 약액 노즐(170), 및 디스플레이(180)를 포함할 수 있다. 기판 세정 장치(10)의 제1 챔버(100), 기판 척(110), 제1 공기 흡입기(120), 제1 배기 포트(130), 제1 밸브(140), 제1 압력 센서(150), 듀얼 포트(160), 약액 노즐(170), 및 디스플레이(180)에 대한 기술적 사상은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 내용과 유사하므로 자세한 내용은 생략한다.
예시적인 실시예에서, 기판 이송 장치(20)는 제2 챔버(200), 제2 공기 흡입기(210), 이송 로봇(219), 제2 배기 포트(220), 제2 압력 센서(240), 제2 밸브(230)를 포함할 수 있다. 기판 이송 장치(20)의 제2 챔버(200), 제2 공기 흡입기(210), 이송 로봇(219), 제2 배기 포트(220), 제2 압력 센서(240), 및 제2 밸브(230)에 대한 기술적 사상은 도 4를 참조하여 설명한 내용과 유사하므로 자세한 내용은 생략한다.
예시적인 실시예에서, 기판 세정 장치(10)의 제1 배기 포트(130)의 적어도 일부는 제1 챔버(100)의 바닥부(101)에 형성될 수 있다. 또한, 기판 이송 장치(10)의 제2 배기 포트(220)의 적어도 일부는 제2 챔버(200)의 바닥부(201)에 형성될 수 있다.
일반적으로, 기판 세정 장치(10)의 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220)는 분리되어 각각 외부와 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220) 중 적어도 어느 하나가 파손되는 경우, 제1 챔버(100) 및 제2 챔버(200) 내의 유해 가스를 포함한 공기가 외부로 누출될 위험이 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(1)의 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220)는 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220)는 연결되고, 일체화될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220)는 각각 내부 배기 포트 및 외부 배기 포트를 포함하는 이중 포트 구조일 수 있다. 또한, 제1 배기 포트(130)의 내부 배기 포트는 제2 배기 포트(220)의 내부 배기 포트와 연결되고 일체화될 수 있다. 제1 배기 포트(130)의 외부 배기 포트는 제2 배기 포트(220)의 외부 배기 포트와 연결되고 일체화될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 배기 포트(130) 상에 제1 밸브(140)가 있을 수 있고, 제2 배기 포트(220) 상에 제2 밸브(230)가 있을 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(1)는 하나의 밸브만을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(1)는 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220) 중 적어도 어느 하나에 있고, 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220) 내에서 공기의 유량, 속도 등을 제어하도록 구성된 하나의 밸브만을 포함할 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(1)의 제1 배기 포트(130) 및 제2 배기 포트(220)들이 제1 챔버(100) 및 제2 챔버(200)의 바닥부(201)에서 상호 연결되고 이중 포트 구조일 수 있어서, 유해 가스를 포함한 공기의 누출이 방지될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 처리 장치(1)는 제어기(190)를 더 포함할 수 있다. 제어기(190)는 기판 세정 장치(10)의 제1 공기 흡입기(120), 제1 밸브(140), 제1 압력 센서(150), 디스플레이(180)와 연결되고, 기판 이송 장치(20)의 제2 공기 흡입기(210), 이송 로봇(219), 제2 압력 센서(240), 및 제2 밸브(230)와 연결될 수 있다.
제어기(190)는 제1 압력 센서(150) 및 제2 압력 센서(240)에서 측정된 압력에 기초하여, 제1 공기 흡입기(120), 제1 밸브(140), 제2 공기 흡입기(210), 제2 밸브(230)를 제어하여 제1 챔버(100) 및 제2 챔버(200) 내부의 압력을 조절하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(190)는 제1 챔버(100) 및 제2 챔버(200)의 내부 공간의 압력을 외부의 압력보다 낮게 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 제1 챔버(100) 및 제2 챔버(200) 내부의 공기가 외부로 배출되는 현상을 억제시킬 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 셔터(195)의 측단면도이다.
본 개시의 기판 처리 장치(1)의 셔터(195)는 제1 챔버(100) 내부로의 기판(S)의 반입 또는 제1 챔버(100) 외부로의 기판(S)의 반출을 위한 이동 경로를 제공하는 셔터(195)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)은 제2 챔버(200)로부터 반출되어 제1 챔버(100)로 반입될 수 있고, 제1 챔버(100)로부터 반출되어 제2 챔버(200)로 반입될 수도 있다.
셔터(195)는 수직 방향으로 이동하여, 기판(S)의 이동 경로를 개폐하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 셔터(195)가 이동 경로를 차단한 경우, 셔터(195)의 조립 구조, 조립 공차, 및 이동 구조 등으로 인하여 이동 경로가 완전히 차단되지 않을 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 세정 공정이 수행되는 제1 챔버(100)의 내부가 완전히 밀폐되지 않을 수 있다.
본 개시의 기판 처리 장치(1)는 셔터(195) 및 제1 챔버(100)의 측벽 사이에 개재된 플랙시블 필름(flexible film, 350)을 더 포함할 수 있다. 플랙시블 필름(350)은 유연성을 갖는 필름일 수 있다. 예를 들어, 플랙시블 필름(350)은 폴리이미드 필름일 수 있다. 플랙시블 필름(350)의 일 측은 셔터(195)의 측벽과 접촉할 수 있고, 플랙시블 필름(350)의 타 측은 제1 챔버(100)의 측벽과 접촉할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 플랙시블 필름(350)의 두께는 셔터(195)의 측벽 및 제1 챔버(100)의 측벽이 형성하는 수평 방향의 이격 거리와 실질적으로 동일할 수 있다.
셔터(195)가 기판(S)의 이동 경로를 차단한 경우, 셔터(195) 및 제1 챔버(100) 사이의 갭으로 형성된 공간은 플랙시블 필름(350)에 의해 밀폐될 수 있다. 이에 따라, 기판 처리 공정에서 제2 챔버(200)에 있는 유해 물질들이 제1 챔버(100)의 내부로 유입되는 현상이 방지될 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 공기 흡입기(120)의 흡기 팬(123)의 회전 속도를 보여주는 그래프이다.
전술한 바와 같이, 공기 흡입기(120)의 흡기 팬(123)은 챔버(100)의 내부에 공기를 유입시키도록 구성된 팬일 수 있다. 상기 흡기 팬(123)은 상하 방향과 평행한 축을 중심으로 회전하여, 챔버(100)의 내부에서 상하 방향의 공기의 흐름을 형성할 수 있다.
셔터(195)가 기판(S)의 이동 경로를 개방한 경우 흡기 팬(123)의 회전 속도는 제1 회전 속도(V1)로 정의될 수 있다. 또한, 셔터(195)가 기판(S)의 이동 경로를 차단한 경우 흡기 팬(123)의 회전 속도는 제2 회전 속도(V2)로 정의될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 셔터(195)가 기판(S)의 이동 경로를 차단한 경우(즉, 도 7의 X 구간), 흡기 팬(123)은 제2 회전 속도(V2)로 회전할 수 있다. 보다 구체적으로, X 구간에서 제어기(190)는 흡기 팬(123)을 제2 회전 속도(V2)로 회전시켜, 챔버(100)의 내부 공간의 압력을 외부의 압력보다 낮은 압력으로 형성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 셔터(195)가 기판(S)의 이동 경로를 개방한 경우(즉, 도 7의 Y 구간), 흡기 팬(123)은 제1 회전 속도(V1)로 회전할 수 있다. 상기 제1 회전 속도(V1)는 제2 회전 속도(V2)보다 빠른 속도일 수 있다. 보다 구체적으로, Y 구간에서 제어기(190)는 흡기 팬(123)을 제1 회전 속도(V1)로 회전시켜, 챔버(100)의 내부 공간의 압력을 외부의 압력보다 낮은 압력으로 형성할 수 있다.
제어기(190)가 흡기 팬(123)을 제2 회전 속도(V2)보다 빠른 제1 회전 속도(V1)로 회전시킬 수 있어서, 셔터(195)가 기판(S)의 이동 경로를 개방한 경우에도, 챔버(100)의 내부 공간의 압력은 외부의 압력보다 낮은 압력으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 기판 처리 공정에서 발생되는 유해 가스가 외부로 배출되는 현상이 억제될 수 있다.
또한, 셔터(195)가 개방된 경우 제어기(190)가 흡기 팬(123)을 제2 회전 속도(V2)보다 빠른 제1 회전 속도(V1)로 회전시킬 수 있어서, 셔터(195)의 개방에도 챔버(100)의 내부 공간의 압력은 셔터(195)가 차단될 경우의 압력과 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 기술적 사상은 전술한 실시예들 및 첨부된 도면들에 한정되지 않는다. 또한 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판이 처리되는 공간을 규정하는 챔버;
    상기 챔버 내에 있고, 상기 기판을 고정시키도록 구성된 기판 척;
    상기 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 공기 흡입기로서, 상기 챔버 내에 공기를 유입시키도록 구성된 흡기 팬; 및 상기 공기를 정화 처리하도록 구성된 필터;를 포함하는 상기 공기 흡입기;
    상기 챔버의 바닥 부분에 있고, 상기 공기를 상기 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 배기 포트;
    상기 배기 포트 내의 공기의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브;
    상기 챔버 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서; 및
    상기 공기 흡입기, 상기 밸브, 및 상기 압력 센서와 연결되고, 상기 챔버 내의 압력에 기초하여 상기 공기 흡입기 및 상기 밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하도록 구성된 제어기;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 약액을 공급하도록 구성된 약액 노즐; 및
    상기 챔버 내의 유해 가스 및 상기 약액을 배출하도록 구성된 듀얼 포트로서, 상기 약액을 배수하도록 구성된 약액 배수 포트; 및 상기 약액 배수 포트의 외곽에 있고, 상기 유해 가스를 배출하도록 구성된 유해 가스 배출 포트;를 포함하는 상기 듀얼 포트;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 내의 압력을 나타내도록 구성된 디스플레이;
    를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 압력 센서에서 측정된 상기 챔버 내의 압력을 상기 디스플레이에 실시간으로 전달하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 배기 포트는,
    상기 공기가 흐르는 내부 배기 포트; 및
    상기 내부 배기 포트를 감싸는 외부 배기 포트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판이 처리되는 공정에서, 상기 챔버 내부의 압력이 상기 챔버 외부의 압력보다 낮은 압력이 되도록 상기 공기 흡입기 및 상기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 공기 흡입기 및 상기 밸브에 전원이 차단된 경우,
    상기 공기 흡입기는,
    상기 챔버 내의 상기 공기의 유입을 차단시키도록 구성되고,
    상기 밸브는,
    상기 배기 포트 내의 공기의 이동 경로를 차단시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 챔버 내부로의 반입 또는 상기 챔버 외부로의 반출을 위한 이동 경로를 제공하는 셔터; 및
    상기 셔터 및 상기 챔버의 측벽 사이에 개재된 플랙시블 필름;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 셔터가 개방된 경우의 상기 흡기 팬의 회전 속도인 제1 회전 속도가,
    상기 셔터가 차단된 경우의 상기 흡기 팬의 회전 속도인 제2 회전 속도보다 빠르도록 상기 흡기 팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 기판 세정 장치 및 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 세정 장치는,
    상기 기판이 처리되는 공간을 규정하는 제1 챔버;
    상기 기판의 반입 경로 또는 반출 경로를 제공하는 셔터;
    상기 제1 챔버 내에 있고, 상기 기판을 고정시키도록 구성된 기판 척;
    상기 제1 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 제1 공기 흡입기;
    상기 제1 챔버의 바닥 부분에 형성되어, 상기 공기를 상기 제1 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 제1 배기 포트; 및
    상기 제1 챔버 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서;
    를 포함하고,
    상기 기판 이송 장치는,
    상기 기판이 이동되는 공간을 규정하는 제2 챔버;
    상기 기판을 이송시키도록 구성된 이송 로봇;
    상기 제2 챔버 내에 공기를 유입하도록 구성된 제2 공기 흡입기; 및
    상기 제2 챔버의 바닥 부분에 형성되어, 상기 공기를 상기 제2 챔버의 외부로 배출하도록 구성된 제2 배기 포트;
    를 포함하고,
    상기 제1 배기 포트 및 상기 제2 배기 포트는 상호 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 배기 포트 및 상기 제2 배기 포트 중 적어도 어느 하나에 있고, 상기 공기의 흐름을 조절하도록 구성된 밸브; 및
    상기 제1 공기 흡입기, 상기 제2 공기 흡입기 및 상기 밸브, 상기 압력 센서와 연결되고, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내부의 압력에 기초하여 상기 제1 공기 흡입기, 상기 제2 공기 흡입기, 및 상기 밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하도록 구성된 제어기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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