KR20220021926A

KR20220021926A - 약액 정량 측정 지그 및 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20220021926A
Application number: KR1020200101460A
Authority: KR
Inventors: 김하늘; 유창수
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2022-02-23

Abstract

본 발명의 약액 정량 측정 지그는 스핀 헤드에 안착되는 베이스; 상기 베이스에 제공되고, 노즐에서 토출되는 약액이 담겨지는 정량 측정 비커; 및 상기 정량 측정 비커에서 약액 정량 측정 후 상기 비커에 담겨진 약액을 드레인시키기 위한 드레인부를 포함할 수 있다.

Description

약액 정량 측정 지그 및 기판 처리 장치{CHEMICAL LIQUID MEASURING QUANTITATION JIG AND SUBSTRATE TREATING UNIT}

본 발명은 기판 처리에 사용되는 약액의 정량을 측정하기 위한 지그에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 등과 같은 집적회로 소자의 제조 공정은 공정 중 발생하는 파티클 뿐 아니라, 장비로부터의 오염, 공정진행 중의 반응물 또는 생성물에 의한 오염 등 다양한 오염원에 의해 생성된 불순물들을 제거하는 세정 공정을 포함한다. 특히, 집적회로가 미세화되고 소자가 초고집적화하면서 과거에는 중요하게 생각하지 않았던 0.1㎛ 정도의 매우 작은 오염원들도 제품의 성능에 커다란 영향을 미치게 되고 따라서 오염원의 제거를 위한 세정 공정의 중요성은 계속 증가하고 있다.

따라서, 다수의 공정이 진행되는 기판의 표면을 깨끗한 상태로 유지하기 위하여 각 공정의 전 단계 및/또는 후 단계에 세정 공정이 수행된다. 이에 집적회로 소자를 완성하기 위하여 세정 공정이 반복해서 진행되고, 이에 전체 제조 공정의 30 내지 40 퍼센트 정도를 세정 공정이 차지한다. 또한, 디자인룰이 미세화됨에 따라 전체 공정에서 차지하는 세정 공정의 비율은 점점 더 증가하고 있다.

한편, 세정 공정에 사용되는 세정 장치는 케미컬을 분사하여 기판 상에 잔재하는 불순물들을 제거하는 세정 공정과 세정 공정에 사용된 케미컬을 제거하기 위하여 고정 노즐을 사용해 린스액(초순수)을 분사하여 케미컬을 제거하는 린스 공정이 이루어진다.

이러한 기판 세정 장치에서는 처리액이 기판 처리에 필요한 특정 유량만큼 공급될 필요가 있다. 이 때문에, 기판 세정 장치에는 처리액의 공급로에 유량계를 구비하고, 이러한 유량계의 계측 결과에 기초하여 처리액이 전술한 특정 유량으로 안정적으로 공급되도록 처리액의 공급 제어를 행하는 것이 있다.

그러나, 처리액이 정확한 유량만큼 기판 상에 정확하게 공급되는지에 대한 실측할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명의 실시예들은 약액을 이용한 기판 처리 장치에서 노즐로부터 토출되는 약액의 정량 유무를 측정할 수 있는 약액 정량 측정 지그를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들은 노즐로부터 토출되는 약액의 정량 유무를 측정 가능한 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 스핀 헤드에 안착되는 베이스; 상기 베이스에 제공되고, 노즐에서 토출되는 약액이 담겨지는 정량 측정 비커; 및 상기 정량 측정 비커에서 약액 정량 측정 후 상기 비커에 담겨진 약액을 드레인시키기 위한 드레인부를 포함하는 약액 정량 측정 지그가 제공될 수 있다.

또한, 상기 드레인부는 상기 정략 측정 비커에 연결되는 드레인 포트; 및 상기 드레인 포트 상에 설치되는 개폐부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 드레인부는 상기 스핀 헤드의 척킹 동작에 의해 상기 개폐부재를 개방시키는 작동부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 정략 측정 비커는 오버플로우되는 약액을 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 정략 측정 비커는 복수개의 비커들; 상기 복수개의 비커들 간의 약액 이동을 위한 연결부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 비커들은 상기 노즐로부터 토출되는 약액을 담는, 그리고 약액이 제1정량 만큼 저장되는 제1비커; 상기 연결부를 통해 상기 제1비커로부터 약액이 제공되는 그리고 약액이 제2정량 만큼 저장되는 제2비커; 및 상기 연결부를 통해 상기 제2비커로부터 약액이 제공되는 그리고 약액이 제3정량 만큼 저장되는 제3비커를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 비커들은 서로 다른 정량을 가질 수 있다.

또한, 상기 드레인부는 상기 복수개의 비커들 각각에 연결되는 드레인 포트; 상기 드레인 포트 상에 설치되는 개폐부재; 및 상기 스핀 헤드의 척킹 동작에 의해 상기 개폐부재를 개방시키는 작동부를 포함할 수 이TEk.

또한, 상기 제3비커는 오버플로우되는 약액을 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 회전 가능한 스핀 헤드; 상기 스핀 헤드를 둘러싸도록 제공되는 컵; 및 상기 스핀 헤드에 안착되고, 노즐로부터 토출되는 약액의 정량 유무를 측정할 수 있는 약액 정량 측정 지그를 포함하되; 상기 약액 정량 측정 지그는 상기 스핀 헤드에 안착되는 베이스; 상기 베이스에 제공되고, 노즐에서 토출되는 약액이 담겨지는 정량 측정 비커; 및 상기 정량 측정 비커에서 약액 정량 측정 후 상기 비커에 담겨진 약액을 드레인시키기 위한 드레인부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 드레인부는 상기 정략 측정 비커에 연결되는 드레인 포트; 상기 드레인 포트 상에 설치되는 개폐부재; 및 상기 스핀 헤드의 척킹 동작에 의해 상기 개폐부재를 개방시키는 작동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 정략 측정 비커는 상기 노즐로부터 토출되는 약액을 담는 제1비커; 상기 제1비커로부터 오버플로우되는 약액을 담는 제2비커; 상기 제2비커로부터 오버플로우되는 약액을 담는 제3비커를 포함하고, 상기 제1비커 내지 상기 제3 비커는 서로 다른 정량이 저장될 수 있다.

또한, 상기 제3비커는 오버플로우되는 약액을 상기 베이스 밖으로 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 노즐로부터 토출되는 약액의 정량 유무를 측정할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

본 발명에 의하면, 약액 정량 측정 후 비커에 담긴 약액의 배출이 용이한 각별한 효과를 갖는다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 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 실시예에 따른 약액 정량 측정 지그를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 약액 정량 측정 지그의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 약액 정량 측정 지그의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 6은 도 4의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 7은 스핀 헤드에 안착된 약액 정량 측정 지그를 이용한 약액 정량 측정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는 척킹핀의 언척킹 상태를 보여주는 도면이다.
도 8b는 척킹핀의 척킹 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 정량 측정 지그를 보여주는 도면이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 정량 측정 지그를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 약액 정량 측정 지그의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 약액 정량 측정 지그의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 약액 정량 측정 지그(900)는 베이스(910), 정량 측정 비커(920) 그리고 드레인부(930)를 포함할 수 있다.

베이스(910)는 소정 두께를 갖는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 베이스(910)는 기판이 놓여지는 스핀 헤드(도 7 참조)에 안착될 수 있다. 베이스(910)는 기판과 동일한 직경으로 이루어질 수 있다.

정량 측정 비커(920)는 베이스(910) 상면에 제공될 수 있다. 정량 측정 비커(920)는 노즐로부터 토출되는 약액이 담기는 용기 형태로 제공될 수 있다. 정량 측정 비커(920)에는 저장되는 약액의 용량을 확인할 수 있도록 눈금(922)이 제공된다.

한편, 정량 측정 비커(920)의 일측에는 오버플로우되는 약액을 배수하기 위한 오버플로우 라인(924)을 제공될 수 있다. 정량 측정 비커(920)에서 오버플로우되는 약액은 오버플로우 라인(924)을 통해 베이스(910)의 외곽으로 배출될 수 있다.

드레인부(930)는 정량 측정 비커(920)에서 약액 정량 측정 후 정량 측정 비커(920)에 담긴 약액을 드레인시키기 위해 제공될 수 있다. 일 예로, 드레인부(930)는 정량 측정 비커(920)의 바닥면에 연결되는 드레인 포트(932) 및 드레인 포트(932) 상에 설치되는 개폐부재(934)를 포함할 수 있다. 개폐부재(934)는 스핀 헤드의 척킹 동작과 연동하여 개폐될 수 있다. 즉, 노즐로부터 분사되는 약액의 정량 측정(실측) 중에는 개폐부재(934)가 닫혀있고, 약액 정량 측정이 완료된 후에는 개폐부재(934)가 개방될 수 있다. 개폐부재(934)는 작동부(936)에 의해 작동될 수 있다. 작동부(936)는 스위치(937)와 스위치(937)에 의해 구동되는 구동부(938)를 포함할 수 있다. 스위치(937)는 베이스(910)의 가장자리에 제공될 수 있다. 특히, 스위치(937)는 스핀 헤드의 척킹핀이 척킹되는 위치에 설치될 수 있다. 척킹핀이 베이스(910)를 척킹하면 스위치(937)가 동작하고, 스위치(937)의 스위칭에 의해 구동부(938)가 작동하게 되면서 개폐부재(934)를 개방시킬 수 있다. 참고로, 구동부(938)는 모터, 실린더 등과 같은 엑츄에이터를 포함할 수 있다.

상기와 같이, 약액 정량 측정이 완료된 후, 정량 측정 비커에 담긴 약액은 드레인 포트를 통해 스핀 헤드 상면으로 배출될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 약액 정량 측정 지그는 기판 처리 장치의 스핀 헤드에 장착한 상태에서 노즐로부터 분사되는 약액의 정량을 실측할 수 있다. 그리고, 실측이 끝난 후에는 정량 측정 비커에 담긴 약액을 손쉽게 드레인시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 4를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 처리 모듈(2000)을 포함한다. 인덱스 모듈(1000)은 로드포트(1200) 및 이송프레임(1400)을 포함한다. 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)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(1200)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(1300)가 안착된다. 로드포트(1200)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 4에서는 네 개의 로드포트(1200)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(1200)의 개수는 공정 처리 모듈(2000)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(1300)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(1300)내에 위치된다. 캐리어(1300)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.

공정 처리 모듈(2000)은 버퍼 유닛(2200), 이송챔버(2400), 그리고 공정챔버(2600)를 포함한다. 이송챔버(2400)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(2400)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(2600)이 배치된다. 이송챔버(2400)의 일측에 위치한 공정챔버들(2600)과 이송챔버(2400)의 타측에 위치한 공정챔버들(2600)은 이송챔버(2400)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(2600)들 중 일부는 이송챔버(2400)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(2600)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(2400)의 일측에는 공정챔버(2600)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이다. 이송챔버(2400)의 일측에 공정 챔버(2600)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(2600)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(2600)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.

버퍼 유닛(2200)은 이송프레임(1400)과 이송챔버(2400) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(2200)은 이송챔버(2400)와 이송프레임(1400) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(2200)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(2200)에서 이송프레임(1400)과 마주보는 면과 이송챔버(2400)와 마주보는 면 각각이 개방된다.

이송프레임(1400)은 로드포트(1200)에 안착된 캐리어(1300)와 버퍼 유닛(2200) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(1400)에는 인덱스 레일(1420)과 인덱스 로봇(1440)이 제공된다. 인덱스 레일(1420)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(1440)은 인덱스 레일(1420) 상에 설치되며, 인덱스 레일(1420)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(1440)은 베이스(1441), 몸체(1442), 그리고 인덱스암(1443)을 가진다. 베이스(1441)는 인덱스 레일(1420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(1442)는 베이스(1441)에 결합된다. 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 몸체(1442)에 결합되고, 몸체(1442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(1443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(1443)들 중 일부는 공정 처리 모듈(2000)에서 캐리어(1300)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(1300)에서 공정 처리 모듈(2000)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(1440)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

이송챔버(2400)는 버퍼 유닛(2200)과 공정챔버(2600) 간에, 그리고 공정챔버(2600)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(2400)에는 가이드 레일(2420)과 메인로봇(2440)이 제공된다. 가이드 레일(2420)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(2440)은 가이드 레일(2420) 상에 설치되고, 가이드 레일(2420) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(2440)은 베이스(2441), 몸체(2442), 그리고 메인암(2443)을 가진다. 베이스(2441)는 가이드 레일(2420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(2442)는 베이스(2441)에 결합된다. 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 몸체(2442)에 결합되고, 이는 몸체(2442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(2443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼 유닛(2200)에서 공정챔버(2600)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)과 공정챔버(2600)에서 버퍼 유닛(2200)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)은 서로 상이할 수 있다.

공정챔버(2600) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(10)가 제공된다. 각각의 공정챔버(2600) 내에 제공된 기판 처리 장치(10)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(2600) 내의 기판 처리 장치(10)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(2600)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(2600)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(2400)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(2600)이 제공되고, 이송챔버(2400)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(2600)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(2400)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(2600)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(2600)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(2600)와 제2그룹의 공정챔버(2600)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.

아래의 실시예에서는 오존이 포함된 오존 처리 유체, 린스액, 그리고 건조가스와 같은 처리 유체들을 사용하여 기판(W) 세정, 스트립, 유기 잔여물(organic residue)을 제거하는 장치를 예를 들어 설명한다.

도 5는 도 4의 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 6은 도 4의 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 5에 도시된 스핀 헤드에는 기판이 안착된 상태를 보여주며, 도 6에 도시된 스핀 헤드에는 약액 정량 측정 지그가 안착된 상태를 보여준다.

도 5와 도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(800), 처리 용기(100), 기판 지지 유닛(200), 가열 유닛(280) 분사 유닛(300), 약액 공급 장치(400), 공정 배기부(500) 그리고 승강 유닛(600)을 포함한다.

챔버(800)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 상부에는 기류 공급 유닛(810)이 설치된다. 기류 공급 유닛(810)은 챔버(800) 내부에 하강 기류를 형성한다.

기류 공급 유닛(810)은 고습도 외기를 필터링하여 챔버 내부로 공급한다. 고습도 외기는 기류 공급 유닛(810)을 통과하여 챔버 내부로 공급되며 하강 기류를 형성한다. 하강 기류는 기판(W)의 상부에 균일한 기류를 제공하며, 처리 유체에 의해 기판(W) 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질들을 공기와 함께 처리 용기(100)의 회수통들(110,120,130)을 통해 공정 배기부(500)로 배출시킨다.

챔버(800)는 수평 격벽(814)에 의해 공정 영역(816)과 유지보수 영역(818)으로 나뉜다. 공정 영역(816)에는 처리 용기(100)와 기판 지지 유닛(200)이 위치한다. 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 배기라인(510) 이외에도 승강 유닛(600)의 구동부과, 처리액 공급 유닛(300)과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치한다. 유지보수 영역(818)은 공정 영역(816)으로부터 격리된다.

처리 용기(100)는 상부가 개방된 원통 형상을 갖고, 기판(W)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개방된 상면은 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지 유닛(200)이 위치된다. 기판 지지 유닛(200)은 공정 진행시 기판(W)을 지지한 상태에서 기판(W)을 회전시킨다.

처리 용기(100)는 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간을 제공한다. 처리 용기(100)에는 회전되는 기판(W)상에서 비산되는 처리액과 기체를 유입 및 흡입하는 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)이 다단으로 배치된다.

환형의 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 하나의 공통된 환형공간과 통하는 배기구(H)들을 갖는다.

구체적으로, 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 포함한다. 제2 회수통(120)은 제1회수통(110)를 둘러싸고, 제1회수통(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3회수통(130)은 제2회수통(120)을 둘러싸고, 제2회수통(120)로부터 이격되어 위치한다.

제1 내지 제3 회수통 (110, 120, 130)은 기판(W)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수공간(RS1)은 제1회수통(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 회수통(110)과 제2회수통(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2회수통(120)과 제3회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.

제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개방된다. 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 연결된 측벽으로부터 개방부로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 기판(W)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.

제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.

공정 배기부(500)는 처리 용기(100) 내부의 배기를 담당한다. 일 예로, 공정 배기부(500)는 공정시 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 회수통에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다. 공정 배기부(500)는 배기덕트(190)와 연결되는 배기라인(510), 댐퍼(520)를 포함한다. 배기라인(510)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기라인과 연결된다.

한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)과 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 기판 지지 유닛(200)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다.

승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 포함한다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치된다. 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 척 스테이지(210)에 로딩 또는 척 스테이지(210)로부터 언로딩될 때 척 스테이지(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통들(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 처리 용기(100)와 기판(W) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다.

기판 지지 유닛(200)은 스핀헤드(210), 회전축(220), 구동부(230) 및 저면 노즐 어셈블리(240)를 포함한다.

스핀 헤드(210)에 연결된 회전축(220)은 구동부(230)에 의해 회전되며, 이에 따라 스핀 헤드(210) 상에 장착된 기판(W)이 회전된다. 그리고, 회전축(220)에 관통 축설된 저면 노즐 어셈블리(240)는 기판(W)의 배면에 약액을 분사한다. 스핀 헤드(210)는, 기판(W)이 상향 이격된 상태에서 지지되도록 설치된 지지부재를 갖는다. 지지부재는 스핀헤드(210)의 상면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 돌출되도록 설치된 다수의 척킹 핀(211)들과, 각각의 척킹 핀(211) 안쪽에 돌출되도록 설치된 다수의 지지핀(222)을 포함한다. 회전축(220)은, 스핀 헤드(210)에 연결되며, 그 내부가 비어있는 중공축(Hollow Shaft) 형태로써, 후술할 구동부(230)의 회전력을 스핀 헤드(210)에 전달한다.

가열 유닛(290)은 기판 지지 유닛(200)의 내측에 설치된다. 가열 유닛(290)은 세정 공정 진행 중 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 부재(290)는 스핀 gem(210) 내에 설치될 수 있다. 가열 부재(290)는 서로 상이한 직경으로 제공된다. 가열 부재(290)는 복수개가 제공될 수 있다. 가열 부재(290)는 링 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로 가열 부재(290)는 링 형상으로 제공되는 복수의 램프들로 제공될 수 있다. 가열 부재(290)는 동심의 다수의 구역들로 세분될 수 있다. 각각의 구역에는 각각의 구역을 개별적으로 가열시킬 수 있는 램프들이 제공될 수 있다. 램프들은 스핀 헤드(210)의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상으로 제공될 수 있다.

분사 유닛(300)은 노즐 지지대(310), 노즐(320), 지지축(340), 그리고 구동기(350)를 포함할 수 있다.

지지축(310)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(340)의 하단에는 구동기(350)가 결합된다. 구동기(350)는 지지축(340)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(310)는 구동기(350)와 결합된 지지축(340)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다.

노즐(320)은 노즐지지대(310)에 설치될 수 있다. 노즐(320)은 구동기(350)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(320)이 처리용기(100)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(320)이 처리용기(100)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다.

도 7은 스핀 헤드에 안착된 약액 정량 측정 지그를 이용한 약액 정량 측정 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 약액 정량 측정 지그(900)는 스핀 헤드(210)에 놓여진다. 약액 정량 측정 지그(900)는 스핀 헤드(210) 상의 지지핀(222)들에 지지된다. 약액 정량 측정 지그(900)는 베이스(910)의 가장자리에 위치한 스위치(937)가 척킹핀(211)의 척킹 위치에 위치하도록 스핀 헤드에 놓여지는 것이 바람직하다.

약액 정량 측정은 스핀 헤드(210)가 정지된 상태에서 진행된다. 스핀 헤드(210)에 약액 정량 측정 지그(900)가 올려지면, 노즐(320)이 공정 위치로 이동되고, 노즐(320)로부터 기설정된 만큼의 약액이 토출된다. 이렇게 토출된 약액은 정량 측정 비커(920)에 저장된다. 노즐(320)의 약액 토출이 완료되면, 작업자는 정량 측정 비커(920)에 표시된 눈금을 통해 약액 유량을 확인하게 된다.

도 8a 및 도 8b에서와 같이, 약액 정량 측정이 완료되면, 스핀 헤드(210)의 척킹핀(211)들이 언척킹 상태(도 8a 참고)에서 척킹 상태(도 8b 참고)로 동작되며, 척킹핀(211)들이 베이스(910)의 측면을 척킹한다. 척킹핀(211)이 베이스(910)를 척킹하면 스위치(937)가 동작하고, 스위치(937)의 스위칭에 의해 구동부(938)가 작동하게 되면서 개폐부재(934)가 개방되고, 정량 측정 비커(920)에 담긴 약액은 드레인 포트(932)를 통해 스핀 헤드(210) 상면으로 배출된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 정량 측정 지그를 보여주는 도면이다.

도 9를 참조하면, 다른 실시예에 따른 약액 정량 측정 지그(900a)는 베이스(910a), 정량 측정 비커(920a) 그리고 드레인부(930a)를 포함하며, 이들은 도 2에 도시된 베이스(910), 정량 측정 비커(920) 그리고 드레인부(930)와 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 다른 예를 설명하기로 한다.

다른 실시예에서, 정량 측정 비커(920a)는 제1비커(920-1), 제2비커(920-2) 그리고 제3비커(920-3)를 갖는다는데 그 차이점이 있다. 본 실시예에서는 3개의 비커들을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 각각의 비커들에는 드레인 포트(932) 및 개폐 부재(934)들이 제공되며, 이들은 작동부(936)에 의해 동일한 방식으로 개폐될 수 있다.

제1비커(920-1)는 노즐(320)로부터 토출되는 약액이 제1정량(예를 들면, 400ml) 만큼 저장되는 저장공간을 갖는다. 약액이 제1비커(920-1)에 제1정량만큼 저장된 후에는 제1비커(920-1)의 상단 일측에 제공되는 제1연결부(928-1)를 통해 제2비커(920-2)로 약액이 공급된다. 즉, 제1연결부(928-1)가 위치한 높이까지가 약액 저장 마지노선이다.

제2비커(920-2)는 제1연결부(928-1)로부터 제공받은 약액이 제2정량(예를 들면, 300ml) 만큼 저장되는 저장공간을 갖는다. 약액이 제2비커(920-2)에 제2정량만큼 저장된 후에는 제2비커(920-2)의 상단 일측에 제공되는 제2연결부(928-2)를 통해 제3비커(920-3)로 약액이 오버플로우된다. 즉, 제2연결부(928-2)가 위치한 높이까지가 약액 저장 마지노선이다.

제3비커(920-3)는 제2연결부(928-2)로부터 제공받은 약액이 제3정량(예를 들면, 200ml)만큼 저장되는 저장공간을 갖는다. 제3비커(920-3)에서 오버플로우되는 약액은 오버플로우 라인(924a)을 통해 베이스 밖으로 배출될 수 있다.

본 실시예에서는 노즐(320)이 제1비커(920-1)에 약액을 토출하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 대용량의 약액을 실측하고자 하는 경우에는 제1비커(920-1) 상부에서 약액을 토출하는 것이 바람직하다. 또한, 노즐(320)에서 토출되는 약액 토출량이 제1공정에서는 300ml, 제2공정에서는 200ml, 제3공정에서는 600ml 인 경우, 제1공정에서의 약액 실측은 노즐이 제2비커(920-2) 상부에서 약액을 토출하도록 설정하고, 제2공정에서의 약액 실측은 노즐이 제3비커(920-3) 상부에서 약액을 토출하도록 설정하며, 제3공정에서의 약액 실측은 노즐이 제1비커(920-1) 상부에서 약액을 토출하도록 설정한 상태에서 진행될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

900 : 약액 정량 측정 지그 910 : 베이스
920 : 정량 측정 비커 930 : 드레인부

Claims

약액 정량 측정 지그에 있어서:
스핀 헤드에 안착되는 베이스;
상기 베이스에 제공되고, 노즐에서 토출되는 약액이 담겨지는 정량 측정 비커; 및
상기 정량 측정 비커에서 약액 정량 측정 후 상기 비커에 담겨진 약액을 드레인시키기 위한 드레인부를 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 1 항에 있어서,
상기 드레인부는
상기 정략 측정 비커에 연결되는 드레인 포트; 및
상기 드레인 포트 상에 설치되는 개폐부재를 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 2 항에 있어서,
상기 드레인부는
상기 스핀 헤드의 척킹 동작에 의해 상기 개폐부재를 개방시키는 작동부를 더 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 2 항에 있어서,
상기 정략 측정 비커는
오버플로우되는 약액을 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 1 항에 있어서,
상기 정략 측정 비커는
복수개의 비커들;
상기 복수개의 비커들 간의 약액 이동을 위한 연결부를 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 5 항에 있어서,
상기 복수개의 비커들은
상기 노즐로부터 토출되는 약액을 담는, 그리고 약액이 제1정량 만큼 저장되는 제1비커;
상기 연결부를 통해 상기 제1비커로부터 약액이 제공되는 그리고 약액이 제2정량 만큼 저장되는 제2비커; 및
상기 연결부를 통해 상기 제2비커로부터 약액이 제공되는 그리고 약액이 제3정량 만큼 저장되는 제3비커를 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 6 항에 있어서,
상기 복수개의 비커들은
서로 다른 정량을 갖는 약액 정량 측정 지그.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 드레인부는
상기 복수개의 비커들 각각에 연결되는 드레인 포트;
상기 드레인 포트 상에 설치되는 개폐부재; 및
상기 스핀 헤드의 척킹 동작에 의해 상기 개폐부재를 개방시키는 작동부를 포함하는 약액 정량 측정 지그.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제3비커는
오버플로우되는 약액을 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함하는 약액 정량 측정 지그.
기판 처리 장치에 있어서:
회전 가능한 스핀 헤드;
상기 스핀 헤드를 둘러싸도록 제공되는 컵; 및
상기 스핀 헤드에 안착되고, 노즐로부터 토출되는 약액의 정량 유무를 측정할 수 있는 약액 정량 측정 지그를 포함하되;
상기 약액 정량 측정 지그는
상기 스핀 헤드에 안착되는 베이스;
상기 베이스에 제공되고, 노즐에서 토출되는 약액이 담겨지는 정량 측정 비커; 및
상기 정량 측정 비커에서 약액 정량 측정 후 상기 비커에 담겨진 약액을 드레인시키기 위한 드레인부를 포함하는 기판 처리 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 드레인부는
상기 정략 측정 비커에 연결되는 드레인 포트;
상기 드레인 포트 상에 설치되는 개폐부재; 및
상기 스핀 헤드의 척킹 동작에 의해 상기 개폐부재를 개방시키는 작동부를 포함하는 기판 처리 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 정략 측정 비커는
오버플로우되는 약액을 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 정략 측정 비커는
상기 노즐로부터 토출되는 약액을 담는 제1비커;
상기 제1비커로부터 오버플로우되는 약액을 담는 제2비커;
상기 제2비커로부터 오버플로우되는 약액을 담는 제3비커를 포함하고,
상기 제1비커 내지 상기 제3 비커는
서로 다른 정량이 저장되는 기판 처리 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제3비커는
오버플로우되는 약액을 상기 베이스 밖으로 배수하기 위한 오버플로우 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.