KR20210157574A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20210157574A
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driving
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박지호
공운
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Abstract

기판처리장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 기판처리장치는: 컵 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 기판이 탑재되는 회전척; 회전척의 내부에 회전 가능하게 설치되는 노즐 테이블부; 노즐 테이블부의 내부에 설치되는 가이드부; 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 이동모듈; 이동모듈에 연결되고, 유체공급라인부를 지지하는 가이드 암부; 이동모듈과 함께 이동되도록 가이드 암부에 결합되고, 유체공급라인부에 연결되는 하부 노즐부; 회전척과 노즐 테이블부를 회전시키도록 회전척과 노즐 테이블부에 연결되는 구동 샤프트부; 구동 샤프트부의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 이동모듈을 이동시키도록 이동모듈에 연결되는 이동 샤프트부; 및 구동 샤프트부와 이동 샤프트부를 구동시키도록 구동 샤프트부와 이동 샤프트부에 연결되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치{WAFER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 양측면을 동시에 처리하고, 노즐 테이블부의 내부에 약액이 잔류되는 것을 방지할 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치에서는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 박막이 형성된다, 실리콘 웨이퍼가 화학 기상 증착, 스퍼터링, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마 등과 같은 단위 공정들을 거침에 따라 실리콘 웨이퍼에 박막 패턴이 형성된다.
반도체 소자를 제조하기 위해서 반도체 웨이퍼 상에 복수의 박막을 형성한다. 복수의 박막 형성에는 식각 공정이 채택되는 것이 일반적이다. 식각 공정에서 반도체 웨이퍼의 이면(backside)에 이물질이 부착되므로, 반도체 웨이퍼에서 이물질을 제거하기 위해 세정공정과 건조공정 등이 수행된다.
그러나, 종래에는 반도체 장치의 처리액이 하부 노즐부과 노즐구동모듈에 잔류하는 경우, 세정공정에서 처리액의 휘발성에 의해 흄이 발생되거나, 건조공정에서 잔류 물질의 리바운드가 발생될 수 있다. 따라서, 세정 산포가 발생되거나 기판불량이 발생될 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2017-0108158호(2017. 09. 26 공개, 발명의 명칭: 척 조립체 유지보수 모듈을 구비한 웨이퍼 프로세싱 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 기판의 양측면을 동시에 처리하고, 노즐 테이블부의 내부에 약액이 잔류되는 것을 방지할 수 있는 기판처리장치을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는: 컵 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 기판이 탑재되는 회전척; 상기 회전척의 내부에 회전 가능하게 설치되는 노즐 테이블부; 상기 노즐 테이블부의 내부에 설치되는 가이드부; 상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 이동모듈; 상기 이동모듈에 연결되고, 유체공급라인부를 지지하는 가이드 암부; 상기 이동모듈과 함께 이동되도록 상기 가이드 암부에 결합되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 하부 노즐부; 상기 회전척과 상기 노즐 테이블부를 회전시키도록 상기 회전척과 상기 노즐 테이블부에 연결되는 구동 샤프트부; 상기 구동 샤프트부의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 이동모듈을 이동시키도록 상기 이동모듈에 연결되는 이동 샤프트부; 및 상기 구동 샤프트부와 상기 이동 샤프트부를 구동시키도록 상기 구동 샤프트부와 상기 이동 샤프트부에 연결되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드부는 상기 노즐 테이블부의 내부를 가로지르도록 배치되는 가이드 레일부를 포함할 수 있다.
상기 이동모듈은 상기 가이드 레일부에 이동 가능하게 결합되는 슬라이더부; 및 상기 슬라이더부에 연결되고, 상기 가이드 암부가 연결되며, 상기 이동 샤프트부에 맞물리도록 설치되는 랙바를 포함할 수 있다.
상기 이동 샤프트부는 상기 구동 샤프트부의 중심부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 구동부에 연결되는 이동 샤프트 바디부; 및 상기 랙바에 맞물리도록 상기 이동 샤프트 바디부에 연결되는 피니언부를 포함할 수 있다.
상기 하부 노즐부는 상기 랙바와 함께 이동되도록 상기 가이드 암부에 설치되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 제1 하부 노즐; 및 상기 랙바와 함께 이동되도록 상기 가이드 암부에 설치되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 제2 하부 노즐을 포함할 수 있다.
상기 구동 샤프트부는 상기 회전척과 상기 구동부에 연결되는 제1 구동 샤프트; 및 상기 제1 구동 샤프트와 상기 이동 샤프트부 사이에 회전 가능하게 설치되고, 상기 노즐 테이블부와 상기 구동부에 연결되는 제2 구동 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 제2 구동 샤프트는 상기 제1 구동 샤프트의 내부에 상기 제1 구동 샤프트와 동심을 이루도록 배치되는 제2 아우터 샤프트; 및 상기 제2 아우터 샤프트의 내부에 상기 제2 아우터 샤프트와 동심을 이루도록 배치되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 유체유동라인부가 형성되는 제2 이너 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키도록 상기 제1 구동 샤프트에 연결되는 제1 구동부; 상기 제2 아우터 샤프트를 회전시키도록 상기 제2 아우터 샤프트에 연결되는 제2 구동부; 및 상기 이동 샤프트부를 회전시키도록 상기 이동 샤프트부에 연결되는 제3 구동부를 포함할 수 있다.
약액 공정시, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 아우터 샤프트를 정지시키고, 상기 제3 구동부는 상기 이동 샤프트부를 회전시키도록 제어될 수 있다.
세정 공정시, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 아우터 샤프트를 회전시키고, 상기 제3 구동부는 상기 이동 샤프트부를 정지시키도록 제어될 수 있다.
건조 공정시, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 아우터 샤프트를 회전시키고, 상기 제3 구동부는 상기 이동 샤프트부를 정지시키도록 제어될 수 있다.
상기 기판처리장치는 상기 노즐 테이블부의 상측을 커버하도록 설치되고, 상기 하부 노즐부가 이동되도록 이동 통로부가 형성되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
상기 커버부재는 상기 노즐 테이블부의 상측을 커버하도록 원판 형태로 형성될 수 있다.
상기 이동 통로부는 상기 하부 노즐부가 이동되도록 상기 가이드부를 따라 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상부 노즐부와 하부 노즐부가 기판의 양측면에 유체를 분사하므로, 기판의 양측면이 동시에 처리될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가이드 암부가 유체공급라인부를 지지하므로, 회전척과 노즐 테이블부의 원심력에 의해 유체공급라인부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 커버부재가 노즐 테이블부의 상측을 커버하므로, 기판에 분사되는 약액과 세정액이 커버부재에 가로막혀 노즐 테이블부의 내부로 거의 유입되지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면, 약액 공정시 회전척이 회전되고, 노즐 테이블부과 커버부재는 정지된 상태를 유지하므로, 커버부재에 떨어진 소량의 약액 역시 커버부재에서 거의 유동되지 않는다. 따라서, 약액이 이동 통로부를 통해 노즐 테이블부의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 약액 공정에서 약액이 노즐 테이블부의 내부로 유입되는 것을 방지하므로, 세정 공정시 흄이 발생되거나 건조 공정시 잔류된 약액이 리바운드되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 기판의 세정 산포 및 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 회전척과 노즐 테이블을 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 약액 공정시 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 세정 공정시 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 세정 공정시 동작 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시예를 설명한다. 기판처리장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 회전척과 노즐 테이블을 도시한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(100)는 회전척(110), 노즐 테이블부(120), 가이드부(130), 이동모듈(140), 가이드 암부(150), 하부 노즐부(160), 구동 샤프트부(170), 이동 샤프트부(180) 및 구동부(190)를 포함한다.
컵 하우징(101)은 상측이 개방된 통형태로 형성된다. 컵 하우징(101)의 상측에는 회전척(110)에 탑재된 기판(W)에 약액이나 세정액을 분사하도록 상부 노즐부(105)가 설치된다. 상부 노즐부(105)는 이동장치(미도시)에 의해 회전 또는 이동된다.
회전척(110)은 컵 하우징(101)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 기판(W)이 탑재된다. 회전척(110)은 상측이 개방되고 하측과 둘레부가 폐쇄된 원통 형태로 형성된다. 회전척(110)의 상측에는 둘레부에는 기판(W)의 둘레부를 지지하도록 복수의 지그핀부(112)가 설치된다. 복수의 지그핀부(112)는 등간격으로 배치될 수 있다. 지그핀부(112)는 기판(W)의 중심과 회전척(110)의 회전중심이 일치하도록 기판(W)의 위치를 보정할 수 있다.
회전척(110)의 둘레부에는 유체가 배출되도록 복수의 배출홀부(114)가 형성된다. 따라서, 회전척(110)의 회전시 회전척(110)의 원심력에 의해 유체(약액과 세정액)가 용이하게 배출될 수 있다.
노즐 테이블부(120)는 회전척(110)의 내부에 회전 가능하게 설치된다. 노즐 테이블부(120)는 상측이 개방되고, 하측과 측면부가 폐쇄된 원통 형태로 형성된다. 노즐 테이블부(120)의 바닥면에는 노즐 테이블부(120)에 유입되는 약액과 세정액이 배출되도록 복수의 테이블홀부(122)가 형성된다. 복수의 테이블홀부(122)는 노즐 테이블부(120)의 둘레부를 따라 배치된다.
가이드부(130)는 노즐 테이블부(120)의 내부에 설치된다. 노즐 테이블부(120)의 내부에는 이동모듈(140), 유체공급라인부(165), 하부 노즐부(160) 및 가이드 암부(150)가 설치된다. 이때, 가이드부(130)는 노즐 테이블부(120)의 내부를 가로지르도록 배치되는 가이드 레일부(131)를 포함한다. 가이드 레일부(131)는 노즐 테이블부(120)의 회전 중심에서 일측으로 편중되게 배치되며, 노즐 테이블부(120)의 직경과 나란하게 배치된다. 한 쌍의 가이드 레일부(131)는 노즐 테이블부(120)의 바닥면과 평행한 평면상에 나란하게 배치된다. 가이드 레일부(131)의 양측은 가이드 블록(133)에 의해 노즐 테이블부(120)의 둘레부에 배치된다.
이동모듈(140)은 가이드부(130)에 이동 가능하게 설치된다. 이동모듈(140)은 가이드 레일부(131)에 의해 노즐 테이블부(120)의 직경과 나란하게 이동된다. 이동모듈(140)의 이동 범위는 노즐 테이블부(120)의 반경 보다 약간 작게 형성된다. 이동모듈(140)은 가이드부(130)를 따라 이동되는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다. 아래에서는 이동모듈(140)의 일 에를 설명하기로 한다.
이동모듈(140)은 슬라이더부(141)와 랙바(143)를 포함한다. 슬라이더부(141)는 가이드 레일부(131)에 이동 가능하게 결합된다. 슬라이더부(141)는 블록 형태로 형성되고, 복수 개가 설치된다. 랙바(143)는 슬라이더부(141)에 연결되고, 하부 노즐부(160)가 배치되며, 이동 샤프트부(180)에 맞물리도록 설치된다. 랙바(143)에는 랙바(143)의 길이방향을 따라 랙기어부(143a)가 설치된다. 슬라이더부(141)가 한 쌍의 가이드 레일부(131)에 이동 가능하게 결합되므로, 랙바(143)의 이동시 랙바(143)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
가이드 암부(150)는 이동모듈(140)에 연결되고, 유체공급라인부(165)를 지지하도록 설치된다. 유체공급라인부(165)는 가이드 암부(150)의 내부에 배치되고, 약액이 유동되는 약액 공급라인부(155a)와, 약액 공급라인부(155a)에 나란하개 배치되고, 세정액이 유동되는 세정액 공급라인부(155b)를 포함한다. 가이드 암부(150)가 유체공급라인부(165)를 지지하므로, 회전척(110)와 노즐 테이블부(120)의 원심력에 의해 유체공급라인부(165)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
가이드 암부(150)는 관절 구조로 연결된 복수의 가이드 링크(152)를 포함한다.
예를 들면, 가이드 암부(150)는 노즐 테이블부(120)에 회전 가능하게 설치되는 제1 가이드 링크(152a)와, 제1 가이드 링크(152a)에 링크 결합되고, 랙바(143)에 회전 가능하게 연결되며, 하부 노즐부(160)가 설치되는 제2 가이드 링크(152b)를 포함한다. 가이드 암부(150)는 노즐 테이블부(120)의 직경 등에 의해 3개 이상의 가이드 링크(152)로 이루어질 수 있다. 랙바(143)의 이동시 제1 가이드 링크(152)와 제2 가이드 링크(152)가 벌어지거나 접히는 방향으로 회전된다. 제2 가이드 링크(152)가 회전됨에 따라 하부 노즐부(160)가 가이드부(130)를 따라 이동된다.
하부 노즐부(160)는 이동모듈(140)과 함께 이동되도록 가이드 암부(150)에 결합되고, 유체공급라인부(165)에 연결된다. 하부 노즐부(160)는 제1 하부 노즐(161)과 제2 하부 노즐(163)을 포함한다. 제1 하부 노즐(161)은 랙바(143)와 함께 이동되도록 가이드 암부(150)에 설치되고, 유체공급라인부(165)의 약액 공급라인(165a)에 연결된다. 제1 하부 노즐(161)에는 약액이 분사되도록 하나의 제1 분사홀부(미도시)가 형성된다. 제2 하부 노즐(163)은 랙바(143)와 함께 이동되도록 가이드 암부(150)에 설치되고, 유체공급라인부(165)의 세정액 공급라인(155a)에 연결된다. 제2 하부 노즐(163)에는 세정액이 분사되도록 복수의 제2 분사홀부(미도시)가 형성된다. 제1 하부 노즐(161)은 노즐 테이블부(120)의 회전 중심과 동심을 이루도록 배치되고, 제2 하부 노즐(163)은 노즐 테이블부(120)의 회전 중심에서 편심되게 배치된다.
구동 샤프트부(170)는 회전척(110)과 노즐 테이블부(120)를 회전시키도록 회전척(110)과 노즐 테이블부(120)에 연결된다. 구동 샤프트부(170)는 제1 구동 샤프트(171) 및 제2 구동 샤프트(173)를 포함한다.
제1 구동 샤프트(171)는 회전척(110)과 구동부(190)에 연결된다. 제1 구동 샤프트(171)는 상하방향을 따라 수직하게 배치된다. 제1 구동 샤프트(171)는 원형 파이프 형태로 형성된다.
제2 구동 샤프트(173)는 제1 구동 샤프트(171)와 이동 샤프트부(180) 사이에 회전 가능하게 설치되고, 노즐 테이블부(120)와 구동부(190)에 연결된다. 제2 구동 샤프트(173)는 제1 구동 샤프트(171) 및 이동 샤프트부(180)와 동심을 이루도록 배치된다. 제2 구동 샤프트(173)는 원형 파이프 형태로 형성된다. 제1 구동 샤프트(171), 제2 구동 샤프트(173) 및 이동 샤프트부(180)는 구동부(190)에 의해 개별적으로 회전된다.
제2 구동 샤프트(173)는 제2 아우터 샤프트(174) 및 제2 이너 샤프트(175)를 포함한다. 제2 아우터 샤프트(174)는 제1 구동 샤프트(171)의 내부에 제1 구동 샤프트(171)와 동심을 이루도록 배치된다. 제2 이너 샤프트(175)는 제2 아우터 샤프트(174)의 내부에 제2 아우터 샤프트(174)와 동심을 이루도록 배치되고, 유체공급라인부(165)에 연결되는 유체유동라인부(176)가 형성된다. 제2 아우터 샤프트(174)와 제2 이너 샤프트(175)는 동심을 이루도록 파이프 형태로 형성된다. 유체유동라인부(176)는 제2 이너 샤프트(175)의 길이방향을 따라 형성되고, 약액이 유동되는 약액 유동라인(미도시)과, 약액 유동라인에 나란하개 배치되고, 세정액이 유동되는 세정액 유동라인(미도시)을 포함한다. 약액 유동라인은 약액 공급라인(165a)에 연결되고, 세정액 유동라인은 세정액 공급라인(165b)에 연결된다. 유체 유동라인에는 유체공급장치(미도시)에 연결된다. 유체공급장치는 약액공급장치(미도시)와 세정액공급장치(미도시)를 포함한다. 제2 이너 샤프트(175)에 유체유동라인부(176)이 형성되므로, 제2 이너 샤프트(175)가 회전되더라도 유체유동라인부(176)을 통해 유체공급라인부(176)에 유체가 공급될 수 있다.
이동 샤프트부(180)는 구동 샤프트부(170)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 이동모듈(140)을 이동시키도록 이동모듈(140)에 연결된다. 이동 샤프트부(180)는 이동 샤프트 바디부(181)와 피니언부(183)를 포함한다. 이동 샤프트 바디부(181)는 구동 샤프트부(170)의 중심부에 회전 가능하게 설치되고, 구동부(190)에 연결된다. 피니언부(183)는 랙바(143)에 맞물리도록 이동 샤프트 바디부(181)에 연결된다. 피니언부(183)는 이동 샤프트 바디부(181)의 상단부에 설치된다. 피니언부(183)의 둘레부에는 랙기어부(143a)에 맞물리도록 피니언 기어부(183a)가 형성된다. 이동 샤프트부(180)가 회전됨에 따라 피니언부(183)가 회전되고, 피니언부(183)가 회전됨에 따라 랙바(143)가 가이드부(130)를 따라 이동된다.
구동부(190)는 구동 샤프트부(170)와 이동 샤프트부(180)를 구동시키도록 구동 샤프트부(170)와 이동 샤프트부(180)에 연결된다.
구동부(190)는 제1 구동부(191), 제2 구동부(193) 및 제3 구동부(195)를 포함한다. 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키도록 제1 구동 샤프트(171)에 연결된다. 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 회전시키도록 제2 아우터 샤프트(174)에 연결된다. 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 회전시키도록 이동 샤프트부(180)에 연결된다.
제1 구동부(191)로는 제1 구동 샤프트(171)가 로터부(미도시)에 연결되는 중공형 모터부 또는 벨트에 의해 제1 구동 샤프트(171)에 연결되는 벨트 구동식 모터부가 적용될 수 있다. 제2 구동부(193)로는 제2 아우터 샤프트(174)에 연결되는 벨트 구동식 모터부 또는 제2 아우터 샤프트(174)와 제1 구동 샤프트(171)를 구속 및 해제하는 클러치모듈이 적용될 수 있다. 또한, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)에 연결되는 벨트 구동식 모터부 또는 이동 샤프트부(180)에 회전축이 연결되는 직결식 모터부가 적용될 수 있다.
제1 구동부(191), 제2 구동부(193)및 제3 구동부(195)는 제1 구동 샤프트(171), 제2 아우터 샤프트(174) 및 이동 샤프트부(180)를 모두 개별적으로 회전시키거나 일부를 동시에 회전시킬 수 있다.
예를 들면, 약액 공정시, 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키고, 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 정지시키고, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 회전시키도록 제어된다. 이때, 상부 노즐부(105)와 하부 노즐부(160)의 제1 하부 노즐(161)에서는 기판(W)의 양측면으로 약액을 분사하고, 회전척(110)이 회전됨에 따라 기판(W)이 회전된다. 또한, 노즐 테이블부(120)가 정지된 상태에서 이동 샤프트부(180)가 회전되고, 이동 샤프트부(180)의 피니언부(183)가 랙바(143)의 랙기어부(143a)에 맞물려 회전됨에 따라 하부 노즐부(160)가 가이드부(130)를 따라 이동된다. 하부 노즐부(160)의 제1 하부 노즐(161)에서는 약액을 기판(W)의 하면에 분사하고, 제2 하부 노즐(163)은 구동되지 않는다. 따라서, 약액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 양측면 둘레부 측으로 유동되면서 기판(W)을 처리한다.
또한, 세정 공정시, 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키고, 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 회전시키고, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 정지시키도록 제어된다. 이때, 상부 노즐부(105)와 하부 노즐부(160)의 제2 하부 노즐(163)에서는 기판(W)의 양측면으로 세정액을 분사하고, 회전척(110)이 회전됨에 따라 기판(W)이 회전된다. 또한, 회전척(110)과 노즐 테이블부(120)가 동시에 회전되고, 이동 샤프트부(180)가 정지된 상태를 유지한다. 하부 노즐부(160)의 제2 하부 노즐(163)에서는 세정액을 기판(W)의 하면에 분사하므로, 세정액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 양측면 둘레부 측으로 유동되면서 기판(W)을 세정한다. 이때, 이동모듈(140), 가이드 암부(150) 및 하부 노즐부(160)는 정지된 상태를 유비한다.
또한, 건조 공정시, 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키고, 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 회전시키고, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 정지시키도록 제어된다. 이때, 상부 노즐부(105)와 하부 노즐부(160)의 제2 하부 노즐(163)에서는 기판(W)의 종류에 따라 기판(W)의 양측면에 건조 가스(불활성 가스)를 분사하고, 회전척(110)이 회전됨에 따라 기판(W)이 회전된다. 또한, 회전척(110)과 노즐 테이블부(120)가 동시에 회전되고, 이동 샤프트부(180)가 정지된 상태를 유지한다. 하부 노즐부(160)의 제2 하부 노즐(163)에서는 건조 가스를 기판(W)의 하면에 분사하므로, 건조 가스가 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 양측면 둘레부 측으로 유동되면서 기판(W)을 건조시킨다. 건조 가스로는 질소 가스와 같은 불활성 가스가 적용될 수 있다. 이때, 이동모듈(140), 가이드 암부(150) 및 하부 노즐부(160)는 정지된 상태를 유비한다.
또한, 건조 공정시 상부 노즐부(105)와 제2 하부 노즐(163)에서는 건조 가스가 분사되지 않을 수 있다. 이때, 기판(W)에 잔류된 세정액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 둘레부로 유동됨에 따라 기판(W)이 건조된다.
기판처리장치(100)는 노즐 테이블부(120)의 상측을 커버하도록 설치되고, 하부 노즐부(160)가 이동되도록 이동 통로부(212)가 형성되는 커버부재(210)를 더 포함한다. 커버부재(210)에 이동 통로부(212)가 형성되므로, 하부 노즐부(160)가 가이드부(130)를 따라 이동되면서 기판(W)의 하면에 약액을 분사할 수 있다.
커버부재(210)는 노즐 테이블부(120)의 상측을 커버하도록 원판 형태로 형성된다. 또한, 이동 통로부(212)는 하부 노즐부(160)가 이동되도록 가이드부(130)를 따라 형성된다. 이동 통로부(212)는 하부 노즐부(160)의 연직 상부에 배치된다. 커버부재(210)는 중심부가 상측으로 약간 볼록하게 형성될 수 있다. 커버부재(210)의 중심부가 상측으로 볼록하게 형성됨에 따라 커버부재(210)의 떨어진 약액이나 세정액이 외측으로 용이하게 배출될 수 있다. 물론, 커버부재(210)는 평형한 판형태로 형성될 수도 있다.
커버부재(210)가 노즐 테이블부(120)의 상측을 커버하므로, 기판(W)에 분사되는 약액이 커버부재(210)에 가로막혀 노즐 테이블부(120)의 내부로 거의 유입되지 않는다. 또한, 약액 공정시 노즐 테이블부(120)가 정지된 상태를 유지하므로, 커버부재(210)에 떨어진 소량의 약액 역시 커버부재(210)에서 거의 유동되지 않는다. 따라서, 커버부재(210)에 떨어진 약액이 이동 통로부(212)를 통해 노즐 테이블부(120)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
약액 공정시, 노즐 테이블부(120)의 내부로 약액의 유입을 대부분 차단할 수 있으므로, 노즐 테이블부(120)의 내부에 설치되는 이동모듈(140), 유체공급라인부(165), 하부 노즐부(160) 및 가이드 암부(150)에 약액이 잔류하는 것을 방지할 수 있다, 나아가, 약액 공정에서 약액이 노즐 테이블부(120)의 내부로 유입되는 것을 방지하므로, 세정 공정시 흄(fume)이 발생되거나 건조 공정시 잔류된 약액이 리바운드되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(W)의 세정 산포 및 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 약액 공정에서 노즐 테이블부(120)에 소량이 약액이 침투되더라도, 세정공정에서 노즐 테이블부(120)가 회전됨에 따라 노즐 테이블부(120)의 원심력에 의해 잔류된 약액과 세정액이 함께 노즐 테이블부(120)의 외부로 배출된다. 게다가, 노즐 테이블부(120)의 상측이 커버부재(210)에 의해 차폐되므로, 노즐 테이블부(120)의 내부에서 소량의 흄이 발생되더라도 커버부재(210)에 의해 가로막혀 상측으로 거의 이동되지 못한다. 따라서, 노즐 테이블부(120)에서 발생되는 흄이 노즐 테이블부(120)의 회전시 발생되는 기류에 의해 노즐 테이블부(120)의 외측으로 배출되므로, 기판(W)에 도달되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 작동에 관해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 약액 공정시 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 약액 공정에 사용되는 약액은 기판(W)의 표면을 매끈하게 처리하는 래핑용액(lapping), 기판(W)을 식각하는 에칭용액(etching), 기판(W)의 표면을 연마하는 폴리싱용액(polishing) 등의 용액을 포함한다.
약액 공정이 시작되면, 상부 노즐부(105)와 제1 하부 노즐(161)에서는 기판(W)의 양측면으로 약액을 분사한다. 제2 하부 노즐(163)에서는 약액이 분사되지 않는다.
또한, 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키고, 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 정지시키고, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 회전시킨다. 회전척(110)이 제1 구동 샤프트(171)에 의해 회전됨에 따라 기판(W)이 회전된다. 노즐 테이블부(120)가 정지된 상태를 유지하고, 이동 샤프트부(180)가 제3 구동부(195)에 의해 회전된다. 이동 샤프트부(180)의 피니언부(183)가 랙바(143)의 랙기어부(143a)에 맞물려 회전됨에 따라 제1 하부 노즐(161)가 가이드부(130)를 따라 왕복 이동된다. 따라서, 약액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 양측면에서 둘레부 측으로 유동되면서 기판(W)을 표면 처리한다.
또한, 커버부재(210)는 이동 통로부(212)를 제외하고 노즐 테이블부(120)의 상측을 커버하므로, 기판(W)에 분사되는 약액이 커버부재(210)에 가로막혀 노즐 테이블부(120)읜 내부로 거의 유입되지 않는다. 이때, 회전척(110)은 회전되므로, 제1 하부 노즐(161)에서 분사되는 약액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 반경방향으로 대부분 배출된다. 또한, 노즐 테이블부(120)와 커버부재(210)가 정지된 상태를 유지하므로, 커버부재(210)에 떨어진 소량의 약액 역시 커버부재(210)에서 유동되는 것을 방지할 수 있다, 커버부재(210)에 떨어진 소량의 약액이 이동 통로부(212)를 통해 노즐 테이블부(120)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 약액 공정시, 노즐 테이블부(120)의 내부로 약액의 유입을 대부분 차단할 수 있으므로, 노즐 테이블부(120)의 내부에 설치되는 이동모듈(140), 유체공급라인부(165), 하부 노즐부(160) 및 가이드 암부(150)에 약액이 잔류하는 것을 방지할 수 있다,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 세정 공정시 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면,, 세정 공정이 시작되면, 상부 노즐부(105)와 제2 하부 노즐(163)에서는 기판(W)의 양측면으로 세정액을 분사한다. 또한, 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키고, 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 회전시키고, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 정지시키도록 제어된다. 이때, 회전척(110)이 제1 구동 샤프트(171)에 의해 회전됨에 따라 기판(W)이 회전되고, 제2 구동 샤프트(173)가 회전됨에 따라 노즐 테이블부(120)가 회전척(110)과 동시에 회전된다. 상부 노즐부(105)와 제2 하부 노즐(163)에서는 세정액을 기판(W)의 양측면에 분사하므로, 세정액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 양측면에서 둘레부 측으로 유동되면서 기판(W)을 세정한다.
이때, 기판(W)의 하면의 세정액은 기판(W)의 원심력에 의해 대부분 기판(W)의 둘레부 측으로 배출되므로, 커버부재(210)에는 소량의 세정액이 떨어질 수 있다. 커버부재(210)에 떨어진 소량의 세정액은 커버부재(210)의 원심력에 의해 커버부재(210)의 둘레부 측으로 대부분 배출되고, 커버부재(210)에 떨어진 세정액 중 극히 일부만이 이동 통로부(212)를 통해 노즐 테이블부(120)의 내부로 유입된다. 노즐 테이블부(120)의 내부로 유입되는 극소량의 세정액은 잔류된 약액과 함께 노즐 테이블부(120)의 원심력에 의해 노즐 테이블부(120)의 외측으로 배출된다. 따라서, 노즐 테이블부(120)의 내부에는 약액과 세정액이 거의 잔류되지 않게 된다.
또한, 노즐 테이블부(120)의 상측이 커버부재(210)에 의해 차폐되므로, 노즐 테이블부(120)의 내부에서 소량의 흄이 발생되더라도 커버부재(210)에 의해 가로막혀 상측으로 이동되지 못한다. 따라서, 노즐 테이블부(120)에서 발생되는 흄이 노즐 테이블부(120)의 원심력에 의해 노즐 테이블부(120)의 외측으로 배출되므로, 기판(W)에 도달되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 세정 공정시 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 건조 공정이 시작되면, 제1 구동부(191)는 제1 구동 샤프트(171)를 회전시키고, 제2 구동부(193)는 제2 아우터 샤프트(174)를 회전시키고, 제3 구동부(195)는 이동 샤프트부(180)를 정지시키도록 제어된다. 이때, 상부 노즐부(105)와 제2 하부 노즐(163)에서는 기판(W)의 종류에 따라 기판(W)의 양측면에 건조 가스을 분사하고, 회전척(110)이 회전됨에 따라 기판(W)이 회전된다. 또한, 회전척(110)과 내부 테이블이 동시에 회전되고, 이동 샤프트부(180)가 정지된 상태를 유지한다. 하부 노즐부(160)의 제2 하부 노즐(163)에서는 건조 가스를 기판(W)의 하면에 분사하므로, 건조 가스가 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 양측면 둘레부 측으로 유동되면서 기판(W)을 건조시킨다. 건조 가스로는 질소 가스와 같은 불활성 가스가 적용될 수 있다.
또한, 건조 공정시 상부 노즐부(105)와 제2 하부 노즐(163)에서는 건조 가스가 분사되지 않을 수 있다. 이때, 기판(W)에 잔류된 세정액이 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 둘레부로 유동됨에 따라 기판(W)이 건조된다.
상기와 같이, 약액 공정에서는 기판(W) 하면의 약액이 커버부재(210)에 소량 떨어지고, 커버부재(210)와 노즐 테이블부(120)가 정지된 상태를 유지하므로, 커버부재(210)에 떨어진 소량의 약액 중 극히 일부만 커버부재(210)의 이동 통로부(212)를 통해 노즐 테이블부(120)의 내부로 유입된다. 따라서, 노즐 테이블부(120)에 설치된 이동모듈(140), 유체공급라인부(165), 하부 노즐부(160) 및 가이드 암부(150)가 약액에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 약액 공정에서 노즐 테이블부(120)에 유입되는 약액의 양이 현저히 감소되므로, 세정 공정에서 노즐 테이블부(120)에서 발생되는 흄의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 커버부재(210)가 노즐 테이블부(120)의 상측을 차단하므로, 노즐 테이블부(120)에서 발생되는 소량의 흄 역시 기판(W)의 하면에 도달되지 못한다. 더욱이, 세정 공정에서는 노즐 테이블부(120)와 커버부재(210)가 회전되므로, 노즐 테이블부(120)의 내부에서 발생된 흄이 노즐 테이블부(120)의 원심력에 의해 노즐 테이블부(120)의 외측으로 배출된다. 따라서, 세정공정에서 흄이 발생되더라도 기판(W)의 하면에는 거의 영향을 미치지 못하므로, 기판(W)의 세정 산포와 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 기판처리장치 101: 컵 하우징
105: 상부 노즐부 110: 회전척
112: 지그핀부 114: 배출홀부
120: 노즐 테이블부 122: 테이블홀부
130: 가이드부 131: 가이드 레일부
133: 가이드 블록 140: 이동모듈
141: 슬라이더부 143: 랙바
143a: 랙기어부 150: 가이드 암부
152: 가이드 링크 160: 하부 노즐부
161; 제1 하부 노즐 163: 제2 하부 노즐
165: 유체공급라인부 165a: 약액 공급라인
165b: 세정액 공급라인 170: 구동 샤프트부
171: 제1 구동 샤프트 173: 제2 구동 샤프트
174: 제2 아우터 샤프트 175: 제2 이너 샤프트
176: 유체유동라인부 180: 이동 샤프트부
181: 이동 샤프트 바디부 183: 피니언부
183a: 피니언 기어부 190: 구동부
191: 제1 구동부 193: 제2 구동부
195: 제3 구동부 210: 커버부재
212: 이동 통로부 W: 기판

Claims (14)

  1. 컵 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 기판이 탑재되는 회전척;
    상기 회전척의 내부에 회전 가능하게 설치되는 노즐 테이블부;
    상기 노즐 테이블부의 내부에 설치되는 가이드부;
    상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 이동모듈;
    상기 이동모듈에 연결되고, 유체공급라인부를 지지하는 가이드 암부;
    상기 이동모듈과 함께 이동되도록 상기 가이드 암부에 결합되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 하부 노즐부;
    상기 회전척과 상기 노즐 테이블부를 회전시키도록 상기 회전척과 상기 노즐 테이블부에 연결되는 구동 샤프트부;
    상기 구동 샤프트부의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 이동모듈을 이동시키도록 상기 이동모듈에 연결되는 이동 샤프트부; 및
    상기 구동 샤프트부와 상기 이동 샤프트부를 구동시키도록 상기 구동 샤프트부와 상기 이동 샤프트부에 연결되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 노즐 테이블부의 내부를 가로지르도록 배치되는 가이드 레일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 이동모듈은,
    상기 가이드 레일부에 이동 가능하게 결합되는 슬라이더부; 및
    상기 슬라이더부에 연결되고, 상기 가이드 암부가 연결되며, 상기 이동 샤프트부에 맞물리도록 설치되는 랙바를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 이동 샤프트부는,
    상기 구동 샤프트부의 중심부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 구동부에 연결되는 이동 샤프트 바디부; 및
    상기 랙바에 맞물리도록 상기 이동 샤프트 바디부에 연결되는 피니언부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 하부 노즐부는,
    상기 랙바와 함께 이동되도록 상기 가이드 암부에 설치되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 제1 하부 노즐; 및
    상기 랙바와 함께 이동되도록 상기 가이드 암부에 설치되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 제2 하부 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 샤프트부는,
    상기 회전척과 상기 구동부에 연결되는 제1 구동 샤프트; 및
    상기 제1 구동 샤프트와 상기 이동 샤프트부 사이에 회전 가능하게 설치되고, 상기 노즐 테이블부와 상기 구동부에 연결되는 제2 구동 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 구동 샤프트는,
    상기 제1 구동 샤프트의 내부에 상기 제1 구동 샤프트와 동심을 이루도록 배치되는 제2 아우터 샤프트; 및
    상기 제2 아우터 샤프트의 내부에 상기 제2 아우터 샤프트와 동심을 이루도록 배치되고, 상기 유체공급라인부에 연결되는 유체유동라인부가 형성되는 제2 이너 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 제1 구동 샤프트를 회전시키도록 상기 제1 구동 샤프트에 연결되는 제1 구동부;
    상기 제2 아우터 샤프트를 회전시키도록 상기 제2 아우터 샤프트에 연결되는 제2 구동부; 및
    상기 이동 샤프트부를 회전시키도록 상기 이동 샤프트부에 연결되는 제3 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    약액 공정시, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 아우터 샤프트를 정지시키고, 상기 제3 구동부는 상기 이동 샤프트부를 회전시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    세정 공정시, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 아우터 샤프트를 회전시키고, 상기 제3 구동부는 상기 이동 샤프트부를 정지시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    건조 공정시, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동 샤프트를 회전시키고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 아우터 샤프트를 회전시키고, 상기 제3 구동부는 상기 이동 샤프트부를 정지시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐 테이블부의 상측을 커버하도록 설치되고, 상기 하부 노즐부가 이동되도록 이동 통로부가 형성되는 커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 노즐 테이블부의 상측을 커버하도록 원판 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 이동 통로부는 상기 하부 노즐부가 이동되도록 상기 가이드부를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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