KR20220092156A - 기판 파지 장치 및 이를 포함하는 액 처리 장치, 및 기판 처리 설비 - Google Patents

기판 파지 장치 및 이를 포함하는 액 처리 장치, 및 기판 처리 설비 Download PDF

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KR20220092156A
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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 측면에서 지지하는 척핀의 마모에 따른 교체 주기를 저감할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비에서 기판을 파지하기 위한 기판 파지 장치는, 척과, 상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스와, 상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어와, 상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 척핀의 여러 지점을 통해 기판을 측면에서 지지하도록 구성함으로써 척핀의 수명을 향상시키고 비용을 절감할 수 있다.

Description

기판 파지 장치 및 이를 포함하는 액 처리 장치, 및 기판 처리 설비{SUBSTRATE GRIPPING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE PROCESSING EQUIPMENT INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기판 파지 장치 및 이를 포함하는 액 처리 장치, 및 기판 처리 설비에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기판과 접촉하는 척 핀의 마모에 따른 수명을 개선할 수 있는 기판 파지 장치 및 이를 포함하는 액 처리 장치, 및 기판 처리 설비를 제공한다.
반도체(또는 디스플레이) 제조 공정은 기판(예: 웨이퍼) 상에 반도체 소자를 제조하기 위한 공정으로서, 예를 들어 노광, 증착, 식각, 이온 주입, 세정 등을 포함한다. 특히, 기판 상에는 다양한 유기 및 무기 이물질들이 존재한다. 따라서, 제조 수율 향상을 위해서는 기판 상의 이물질을 효과적으로 제거하는 것이 매우 중요하다.
이물질 제거를 위해 처리액(세정액)을 이용한 세정 공정이 주로 사용된다. 세정 공정은 기판을 지지한 스핀척을 회전시키면서 기판 상면 또는 후면에 처리액을 공급하여 수행될 수 있으며, 세정 처리 후에는 린스액을 이용한 린스 공정, 건조 기체를 이용한 건조 공정이 수행된다.
한편, 액 처리 공정에서 약액을 상부 또는 하부에서 공급하면서 기판을 회전시킴으로써 약액을 중심부로부터 외주부로 확산시키는 기법이 사용되고 있다. 이를 위하여, 기판의 하부를 지지하는 서포트 핀 및 기판의 측면에 접촉하여 파지하는 척 핀이 사용될 수 있다. 한편, 기판을 측면에서 지지하는 척핀은 공정이 반복 수행됨에 따라 마모가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 기판을 측면에서 지지하는 척핀의 마모에 따른 교체 주기를 저감할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비에서 기판을 파지하기 위한 기판 파지 장치는, 척과, 상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스와, 상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어와, 상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기어 박스는 상기 회전 기어가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징과, 상기 척에 고정되도록 결합되고, 상기 기어 박스 하우징을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 회전 기어의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어를 더 포함하는 기판 파지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 각도 조절 기어는 상기 기판을 하부에서 지지하는 서포트 핀에 결합되고, 상기 서포트 핀의 회전에 의해 상기 척 핀의 회전이 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 파지 장치는 상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 기어 박스의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어를 더 포함하는 기판 파지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 웜 기어를 회전 구동시키기 위한 구동원을 더 포함하는 기판 파지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 척 핀이 회전하지 않도록 고정시키는 스토퍼를 더 포함하는 기판 파지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기어 박스의 내부로 약액이 침투하는 것을 방지하기 위한 오일실(oil seal)을 더 포함하는 기판 파지 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과, 상기 기판으로 약액을 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함할 수 있다. 상기 기판 지지 유닛은, 회전 가능하도록 구성된 척과, 상기 척에 고정되어 상기 기판을 하부에서 지지하는 서포트 핀과, 상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스와, 상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어와, 상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비는, 기판이 수납된 캐리어가 안착되는 로드 포트 및 상기 기판을 반송하기 위한 인덱스 로봇을 포함하는 인덱스 모듈과, 상기 기판을 임시 적재하는 버퍼 유닛 및 상기 기판에 대한 액 처리 공정을 수행하는 공정 챔버를 포함하는 공정 처리 모듈을 포함한다. 상기 공정 챔버는, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과, 상기 기판으로 약액을 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함한다. 상기 기판 지지 유닛은, 회전 가능하도록 구성된 척과, 상기 척에 고정되어 상기 기판을 하부에서 지지하는 서포트 핀과, 상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스와, 상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어와, 상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 척핀의 여러 지점을 통해 기판을 측면에서 지지하도록 구성함으로써 척핀의 수명을 향상시키고 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 액 처리 장치에서 기판을 지지하기 위한 척의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2 및 도 3은 기판 파지 장치의 일 예를 도시한다.
도 4 및 도 5는 기판 파지 장치의 다른 예를 도시한다.
도 6 및 도 7은 회전 구동형 기어 박스를 포함하는 기판 파지 장치의 예를 각각 도시한다.
도 8은 액 처리 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
도 9는 기판 처리 설비의 개략적인 구조를 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 결합)"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 액 처리 장치에서 기판을 지지하기 위한 척의 개략적인 구조를 도시한다. 도 1을 참고하면, 기판(W)을 고정하면서 회전시키기 위한 베이스로서 원형의 형상을 갖는 척(100)이 제공된다. 척(100)의 상면에는 기판(W)을 하부에서 지지하기 위한 서포트 핀(500)과 기판(W)의 측면에 접촉하여 기판(W)이 이탈하지 않도록 고정시키는 척 핀(400)이 구비된다.
도 1에 도시된 것과 같이, 서포트 핀(500)은 척(100)의 외주부에서 서로 일정한 간격을 두고 배치되며, 척 핀(400)은 척(100)의 외주부에서 서로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 일반적으로, 서포트 핀(500)과 척 핀(400)은 척(100)에 고정되어 있다. 척 핀(400)은 서포트 핀(500) 보다 척(100)의 외주부 측에 위치할 수 있다.
척 핀(400)은 척(100)의 중심부를 기준으로 수평 방향으로 직선 이동할 수 있다. 기판(W)이 없을 때 척 핀(400)은 기판(W)의 측면보다 바깥에 위치하고, 기판(W)이 투입되면 척 핀(400)은 기판(W)의 측면에 접촉하도록 보다 중심부에 가까운 접촉 위치에 위치한다.
예를 들어, 액 처리가 수행될 기판(W)이 서포트 핀(500)의 상부에 안착되면 척 핀(400)은 외부 위치로부터 접촉 위치로 직선 이동하여 기판(W)의 측면에 접촉한다. 척 핀(400)은 액 처리가 수행되는 기판(W)이 이탈하지 않도록 기판(W)을 파지한다. 기판(W)에 대한 공정이 완료되면, 척 핀(400)은 접촉 위치로부터 외부 위치로 직선 이동하여 기판(W)에 대한 접촉을 해제한다. 한편, 척 핀(400)은 직선 이동뿐만 아니라 회전 이동을 통하여 기판(W)과 접촉하도록 구성될 수 있다.
한편, 기판(W)에 대한 액 처리 공정(예: 세정, 도포)의 경우, 기판(W)을 회전시키기 때문에 기판(W)과 척 핀(400)의 접촉에 의해 척 핀(400)이 마모될 수 있으며 공정이 반복 수행될 수록 척 핀(400)의 마모로 인해 기판(W)을 적절하게 파지하기 어려운 경우 작업자는 척 핀(400)을 교체하여야 한다.
일반적인 척 핀(400)의 경우 척(100)에 고정되어 있기 때문에 기판(W)과 접촉하는 일부 영역에 대하여 지속적으로 마모가 발생할 것이다. 이 경우, 특정 영역에만 마모가 발생했음에도 불구하고 척 핀(400)을 교체하여야 하기 때문에 비용적 효율성 측면에서 개선이 필요하다. 또한, 척 핀(400)의 특정 부분이 마모되는 경우 기판(W)과의 접촉력이 떨어지기 때문에 기판(W)이 제대로 지지되지 못하고 기판(W)이 공회전할 수 있다.
그리하여, 본 발명의 실시예는 척 핀(400)이 회전 가능하도록 구성하여 척 핀(400)의 특정 부분만 기판(W)과 접촉하는 것이 아닌 다수개의 영역에서 기판(W)과 접촉 가능하도록 한다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능하도록 구성된 척 핀(400)을 포함하는 기판 파지 장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3은 기판 파지 장치의 일 예를 도시한다. 도 2는 측면에서 바라본 기판 파지 장치의 구성을 도시하며, 도 3은 상부에서 바라본 기판 파지 장치의 구성을 도시한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 기판 처리 설비에서 기판을 파지하기 위한 기판 파지 장치는 척(100)과, 척(100)에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스(200)와, 기어 박스(200)의 내부에 구비되는 회전 기어(300)와, 회전 기어(300)에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 기판(W)의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀(400)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 척 핀(400)이 회전 기어를 통해 회전 가능하도록 구성됨으로써, 특정 부분만 기판(W)에 접촉하는 것이 아니라 척 핀(400)의 원형 둘레를 따라 여러 지점들이 기판(W)에 접촉하게 된다. 그리하여, 척 핀(400)의 일부가 마모된다고 하더라도 다른 지점을 통해 기판(W)을 지지할 수 있으므로 기판(W)의 공회전을 방지하고 척 핀(400)의 수명을 개선할 수 있다.
상술한 바와 같이, 척(100)은 척 핀(400)이 설치되는 지지대가 되며, 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 척(100)에는 기판(W)을 가열시키기 위한 히터가 구비될 수 있다. 또한, 척(100)의 중심부에는 기판(W)의 후면으로 약액을 공급하기 위한 노즐이 설치될 수 있다. 척(100)의 상부에는 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)과 기판(W)의 측면부를 지지하는 척 핀(400)이 구비된다.
기어 박스(200)는 척(100)의 상면에 구비되어 척(100)의 중심부를 기준으로 직선 이동하거나 회전 이동할 수 있다. 이하의 도 2 내지 도 5는 기어 박스(200)가 직선 구동하는 경우, 도 6 및 도 7은 기어 박스(200)가 회전 구동하는 경우를 각각 나타낸다. 기어 박스(200)에는 원형의 개구부가 형성되어 척 핀(400)이 삽입되며, 내부에는 회전 기어(300)가 위치한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기어 박스(200)는 회전 기어(300)가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징(210)과, 척(100)에 고정되도록 결합되고 기어 박스 하우징(210)을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드(220)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 기어 박스 하우징(210)은 리니어 가이드(220)를 따라 직선 이동하도록 구성되며, 이에 따라 척 핀(400)이 함께 직선 이동한다. 또한, 기어 박스 하우징(210)의 이동을 위한 동력을 제공하는 구동원이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 파지 장치는 회전 기어(300)에 맞물리도록 결합되며 회전 기어(300)의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어(350)를 더 포함한다. 각도 조절 기어(350)는 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)에 결합되고, 서포트 핀(500)의 회전에 의해 척 핀의 회전이 조절된다. 즉, 척 핀(400)의 다양한 영역이 기판(W)의 측면부에 접촉할 수 있도록 척 핀(400)을 회전시키고자 하는 경우 서포트 핀(500)을 회전시킴으로써 척 핀(400)을 회전시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 기판 파지 장치의 다른 예를 도시한다. 도 4는 측면에서 바라본 기판 파지 장치의 구성을 도시하며, 도 5는 상부에서 바라본 기판 파지 장치의 구성을 도시한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 파지 장치는 회전 기어(300)에 맞물리도록 결합되며 기어 박스(200)의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어(360)를 포함한다. 본 실시예에 따르면, 척 핀(400)에 고정되어 회전시키는 회전 기어(300)가 웜 기어(360)에 맞물려 회전하게 되고, 웜 기어(360)는 기어 박스 하우징(210)의 외부로 돌출되도록 형성된다.
일 실시예에 따르면, 기판 파지 장치는 웜 기어(360)를 회전 구동시키기 위한 구동원을 포함할 수 있다. 웜 기어(360)는 구동원에 의해 회전되어 회전 기어(300) 및 척 핀(400)을 회전시킬 수 있다. 또한, 웜 기어(360)는 회전용 레버를 구비하여 작업자에 의해 수동으로 회전함으로써 회전 기어(300) 및 척 핀(400)을 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 파지 장치는 척 핀(400)이 회전하지 않도록 고정시키는 스토퍼를 더 포함할 수 있다. 스토퍼는 척 핀(400) 및 회전 기어(300)가 회전 가능한 상태에서 회전 불가능한 상태로 고정시킬 수 있다. 스토퍼는 레버의 형태로 구현되어 작업자에 의해 수동으로 척 핀(400) 및 회전 기어(300)의 회전 가능 여부가 제어될 수 있다.
한편, 기어 박스(200)의 내부로 약액이 침투하는 것을 방지하기 위한 오일실(oil seal)이 구비될 수 있다. 오일실은 척(100)과 기어 박스(200) 사이의 공간 또는 척 핀(400), 서포트 핀(500)이 삽입되는 공간을 밀폐함으로써 약액이 기어 박스(200)의 내부로 침투하는 것을 방지하고, 약액에 의해 회전 기어(300), 각도 조절 기어(350), 또는 웜 기어(360)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 6 및 도 7은 회전 구동형 기어 박스(200)를 포함하는 기판 파지 장치의 예를 각각 도시한다. 도 2 내지 도 5와 같은 형태의 기어 박스(200)는 리니어 가이드(220)를 통해 직선 운동하도록 구성되나, 본 발명의 실시예에 따른 기어 박스(200)는 도 6 및 도 7과 같이 척(100)에 대하여 회전 가능하도록 결합될 수도 있다. 기어 박스(200)는 회전 구동축(225)을 기준으로 회전 구동할 수 있으며, 기어 박스(200)에 결합된 척 핀(400)은 기판(W)의 안착 여부에 따라 기판(W)에 대한 비접촉 위치로부터 접촉 위치로 이동하도록 구성될 수 있다.
도 8은 액 처리 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
도 8을 참조하면, 액 처리 챔버에 제공되는 기판 처리 장치(2600)는 처리 용기(2620), 기판 지지 유닛(2640), 승강 유닛(2660), 그리고 처리액 공급 유닛(2680)을 포함한다. 액 처리 챔버(260)에 제공되는 기판 처리 장치(2600)는 기판(W)으로 처리액을 공급할 수 있다. 예컨대, 처리액은 식각액, 세정액, 린스액, 그리고 유기용제일 수 있다. 식각액이나 세정액은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있으며, 황산(H2SO4), 인산(P2O5), 불산(HF) 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 또는 처리액은 DSP(Diluted Sulfuric acid Peroxide) 혼합액일 수 있다.
린스액은 순수(H2O)일 수 있다. 유기용제는 저표면장력 유체인 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다.
처리 용기(2620)는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(2620)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 처리 용기(2620)는 외측 회수 용기(2626)(또는 제1 회수 용기) 및 내측 회수 용기(2622)(또는 제2 회수 용기)를 가질 수 있다. 각각의 회수 용기(2622, 2626)는 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내측 회수 용기(2622)는 기판 지지 유닛(2640)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외측 회수 용기(2626)는 내측 회수 용기(2622)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측 회수 용기(2622)의 내측 공간(2622a)은 내측 회수 용기(2622)로 처리액이 유입되는 내측 유입구(2622a)로서 기능한다. 내측 회수 용기(2622)와 외측 회수 용기(2626)의 사이 공간(2626a)은 외측 회수 용기(2626)로 처리액이 유입되는 외측 유입구(2626a)로서 기능한다. 각각의 유입구(2622a, 2626a)는 서로 상이한 높이에 위치될 수 있다. 각각의 회수 용기(2622, 2626)의 저면 아래에는 회수 라인(2622b, 2626b)이 연결된다. 각각의 회수 용기(2622, 2626)에 유입된 처리액들은 회수 라인(2622b, 2626b)을 통해 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)으로 제공되어 재사용될 수 있다.
기판 지지 유닛(2640)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(2640)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 기판 지지 유닛(2640)은 척(100), 서포트 핀(500), 척 핀(400), 그리고 회전 구동 부재를 가진다. 척(100)은 대체로 원형의 판 형상으로 제공된다.
서포트 핀(500)은 척(100)에서 상부로 돌출되어 기판(W)의 후면을 지지하도록 복수 개 제공된다.
척 핀(400)은 척(100)으로부터 상부로 돌출되어 기판(W)의 측부를 지지하도록 복수 개 제공된다. 척 핀(400)은 척(100)이 회전될 때 기판(W)이 정위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척 핀(400)은 척(100)의 반경 방향을 따라 외측 위치와 내측 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 기판(W)이 척(100)에 로딩 또는 언로딩 시 척 핀(400)은 외측 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(2646)은 내측 위치에 위치된다. 내측 위치는 척 핀(400)과 기판(W)의 측부가 서로 접촉되는 위치이고, 외측 위치는 척 핀(400)과 기판(W)이 서로 이격되는 위치이다.
회전 구동 부재(2648, 2649)는 척(100)을 회전시킨다. 척(100)은 회전 구동 부재(2648, 2649)에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 구동 부재(2648, 2649)는 지지축(2648) 및 구동부(2649)를 포함한다. 지지축(2648)은 제3방향(16)을 향하는 통 형상을 가질 수 있다. 지지축(2648)의 상단은 척(100)의 저면에 고정 결합될 수 있다. 구동부(2649)는 지지축(2648)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 지지축(2648)은 구동부(2649)에 의해 회전되고, 척(100)은 지지축(2648)과 함께 회전될 수 있다.
승강 유닛(2660)은 처리 용기(2620)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(2620)가 상하로 이동됨에 따라 척(100)에 대한 처리 용기(2620)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(2660)은 기판(W)이 척(100)에 로딩되거나, 언로딩될 때 척(100)이 처리 용기(2620)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(2620)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수 용기(2622, 2626)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(2620)의 높이가 조절된다. 승강 유닛(2660)은 브라켓(2662), 이동축(2664)(샤프트) 및 구동 유닛(2666)을 포함한다. 브라켓(2662)은 처리 용기(2620)의 외벽에 고정 설치되고, 브라켓(2662)에는 구동 유닛(2666)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(2664)이 고정 결합될 수 있다. 선택적으로, 승강 유닛(2660)은 척(100)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
처리액 공급 유닛(2680)은 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(2680)은 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 종류의 처리액들을 공급할 수 있다.
처리액 공급 유닛(2680)은 이동 부재(2681) 및 노즐(2690)을 포함할 수 있다.
이동 부재(2681)는 노즐(2690)을 공정 위치 및 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐(2690)이 기판 지지 유닛(2640)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(2690)이 공정 위치를 벗어난 위치일 수 있다.
이동 부재(2681)는 지지축(2686), 아암(2682) 및 구동기(2688)를 포함할 수 있다. 지지축(2686)은 처리 용기(2620)의 일측에 위치된다. 지지축(2686)은 제3방향으로 연장된 로드 형상일 수 있다. 지지축(2686)은 구동기(2688)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 지지축(2686)은 승강 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 아암(2682)은 지지축(2686)의 상단에 결합되어, 지지축(2686)으로부터 수직하게 연장될 수 있다. 아암(2682)의 끝단에는 노즐(2690)이 고정 결합된다. 지지축(2686)이 회전됨에 따라 노즐(2690)은 아암(2682)과 함께 스윙 이동 가능하다. 노즐(2690)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 선택적으로 아암(2682)은 그 길이 방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(2690)이 이동되는 경로는 공정 위치에서 기판(W)의 중심축과 일치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판을 파지하기 위한 기판 파지 장치는 도 8의 기판 처리 장치에서 기판 지지 유닛(2640)의 일부로서 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛(2640)과, 기판(W)으로 약액을 공급하는 처리액 공급 유닛(2580)을 포함한다. 기판 지지 유닛(2640)은 척(100)과, 척(100)에 구비되어 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)과, 척(100)에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스(200)와, 기어 박스(200)의 내부에 구비되는 회전 기어(300)와, 회전 기어(300)에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 기판(W)의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀(400)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기어 박스(200)는 회전 기어(300)가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징(210)과, 척(100)에 고정되도록 결합되고 기어 박스 하우징(210)을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드(220)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 회전 기어(300)에 맞물리도록 결합되며, 회전 기어(300)의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어(350)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각도 조절 기어(350)는 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)에 결합되고, 서포트 핀(500)의 회전에 의해 척 핀(400)의 회전이 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 회전 기어(350)에 맞물리도록 결합되며, 기어 박스(200)의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어(360)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 웜 기어(360)를 회전 구동시키기 위한 구동원을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 척 핀(400)이 회전하지 않도록 고정시키는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
도 9는 기판 처리 설비의 개략적인 구조를 도시한다.
도 9를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가지고, 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4 개의 로드 포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 따라 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다.
캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(230), 이송 챔버(240), 공정 챔버(260), 그리고 배기 어셈블리를 가진다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)을 따라 이송 챔버(240)의 양측에는 공정 챔버들(260)이 배치된다. 공정 챔버들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공될 수 있다. 공정 챔버들(260) 각각은 도 8에 도시된 기판 처리 장치를 포함할 수 있다. 공정 챔버들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 양측에는 공정 챔버들(260)이 A X B(A와 B는 각각 1 이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 양측 각각에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다.
상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한 공정 챔버(260)는 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에 단층으로 제공될 수 있다. 또한, 공정 챔버(260)는 상술한 바와 달리 다양한 배치로 제공될 수 있다. 또한 공정 챔버들(260) 중 이송 챔버(240)의 일측에는 기판을 액 처리 공정을 수행하고, 타측에는 액 처리 공정이 수행된 기판을 건조 처리하는 공정을 수행할 수 있다. 건조 처리 공정은 초임계 처리 공정일 수 있다.
버퍼 유닛(230)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(230)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(230)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯들(미도시)은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(230)에서 이송 프레임(140)과 마주보는 면과 이송 챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(230) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(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), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(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 공정처리 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)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 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(230) 및 공정 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다.
본 발명의 실시예에 따른 액 처리 장치는 상술한 공정 챔버(260)의 일부로서 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)는, 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착되는 로드 포트(120) 및 기판(W)을 반송하기 위한 이송 프레임(140)을 포함하는 인덱스 모듈(10)과, 기판(W)을 임시 적재하는 버퍼 유닛(230) 및 기판(W)에 대한 액 처리 공정을 수행하는 공정 챔버(260)를 포함하는 공정 처리 모듈(20)을 포함한다. 공정 챔버(260)는 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛(2640)과, 기판(W)으로 약액을 공급하는 처리액 공급 유닛(2580)을 포함한다. 기판 지지 유닛(2640)은 회전 가능하도록 구성된 척(100)과, 척(100)에 고정되어 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)과, 척(100)에 구비되어 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)과, 척(100)에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스(200)와, 기어 박스(200)의 내부에 구비되는 회전 기어(300)와, 회전 기어(300)에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 기판(W)의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀(400)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기어 박스(200)는 회전 기어(300)가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징(210)과, 척(100)에 고정되도록 결합되고 기어 박스 하우징(210)을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드(220)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 회전 기어(300)에 맞물리도록 결합되며, 회전 기어(300)의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어(350)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각도 조절 기어(350)는 기판(W)을 하부에서 지지하는 서포트 핀(500)에 결합되고, 서포트 핀(500)의 회전에 의해 척 핀(400)의 회전이 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 회전 기어(350)에 맞물리도록 결합되며, 기어 박스(200)의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어(360)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 웜 기어(360)를 회전 구동시키기 위한 구동원을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 지지 유닛(2640)은 척 핀(400)이 회전하지 않도록 고정시키는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 기판 처리 설비에서 기판을 파지하기 위한 기판 파지 장치에 있어서,
    회전 가능하도록 구성된 척;
    상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스;
    상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어; 및
    상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함하는
    기판 파지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기어 박스는,
    상기 회전 기어가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징; 및
    상기 척에 고정되도록 결합되고, 상기 기어 박스 하우징을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드를 포함하는
    기판 파지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 회전 기어의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어를 더 포함하는
    기판 파지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각도 조절 기어는 상기 기판을 하부에서 지지하는 서포트 핀에 결합되고, 상기 서포트 핀의 회전에 의해 상기 척 핀의 회전이 조절되는
    기판 파지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 기어 박스의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어를 더 포함하는
    기판 파지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 웜 기어를 회전 구동시키기 위한 구동원을 더 포함하는
    기판 파지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 척 핀이 회전하지 않도록 고정시키는 스토퍼를 더 포함하는
    기판 파지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기어 박스의 내부로 약액이 침투하는 것을 방지하기 위한 오일실(oil seal)을 더 포함하는 기판 파지 장치.
  9. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및
    상기 기판으로 약액을 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 기판 지지 유닛은,
    회전 가능하도록 구성된 척;
    상기 척에 고정되어 상기 기판을 하부에서 지지하는 서포트 핀;
    상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스;
    상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어; 및
    상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함하는
    액 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기어 박스는,
    상기 회전 기어가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징; 및
    상기 척에 고정되도록 결합되고, 상기 기어 박스 하우징을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드를 포함하는
    액 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 회전 기어의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어를 더 포함하는
    액 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각도 조절 기어는 상기 서포트 핀에 결합되고, 상기 서포트 핀의 회전에 의해 상기 척 핀의 회전이 조절되는
    액 처리 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 기어 박스의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어를 더 포함하는
    액 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 웜 기어를 회전 구동시키기 위한 구동원을 포함하는
    액 처리 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 척 핀이 회전하지 않도록 고정시키는 스토퍼를 더 포함하는
    액 처리 장치.
  16. 기판이 수납된 캐리어가 안착되는 로드 포트 및 상기 기판을 반송하기 위한 인덱스 로봇을 포함하는 인덱스 모듈; 및
    상기 기판을 임시 적재하는 버퍼 유닛 및 상기 기판에 대한 액 처리 공정을 수행하는 공정 챔버를 포함하는 공정 처리 모듈을 포함하고,
    상기 공정 챔버는,
    상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 및
    상기 기판으로 약액을 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 기판 지지 유닛은,
    회전 가능하도록 구성된 척;
    상기 척에 고정되어 상기 기판을 하부에서 지지하는 서포트 핀;
    상기 척에 대하여 이동 가능하도록 구성되는 기어 박스;
    상기 기어 박스의 내부에 구비되는 회전 기어; 및
    상기 회전 기어에 결합되어 회전 가능하도록 구성되고 상기 기판의 측면부와 접촉하도록 형성된 척 핀을 포함하는
    기판 처리 설비.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기어 박스는,
    상기 회전 기어가 배치되는 공간을 제공하는 기어 박스 하우징; 및
    상기 척에 고정되도록 결합되고, 상기 기어 박스 하우징을 직선 이동시키기 위한 경로를 제공하는 리니어 가이드를 포함하는
    기판 처리 설비.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 회전 기어의 회전을 조절하도록 구성되는 각도 조절 기어를 더 포함하는
    기판 처리 설비.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 각도 조절 기어는 상기 서포트 핀에 결합되고, 상기 서포트 핀의 회전에 의해 상기 척 핀의 회전이 조절되는
    기판 처리 설비.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 회전 기어에 맞물리도록 결합되며, 상기 기어 박스의 외부로 연장되도록 형성된 웜 기어를 더 포함하는
    기판 처리 설비.
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