KR20240057397A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240057397A
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friction
friction prevention
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이상민
오승훈
임용준
양효원
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 물체 간의 접촉시 발생하는 충격으로 인한 손상 및 파티클을 저감시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 서로 결합되어 내부에 처리 공간을 형성하는 제1 바디와 제2 바디를 포함하는 공정 챔버와, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 클램핑하는 클램핑 부재와, 상기 제1 바디 또는 상기 제2 바디에 대하여 상기 클램핑 부재가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제1 바디 및 제2 바디와 잠금 부재가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 구비함으로써 접촉시 발생하는 충격으로 인한 손상 및 파티클을 저감시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고온 및 고압 환경에서 기판을 처리하는 반도체 제조 설비에서 물체 간의 마찰에 의한 손상을 방지하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
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.
건조 처리 단계는 기판 상에 잔류된 린스액을 건조하기 위한 공정으로, 이소프로필알코올(IPA)과 같이 표면 장력이 린스액보다 낮은 유기 용제로 기판 상의 린스액을 치환하고, 이후 유기 용제를 제거한다. 그러나 기판에 형성된 패턴과 패턴 사이의 거리가 미세화됨에 따라, 그 패턴들 사이 공간에 잔류하는 유기 용제에 의해 패턴끼리 밀착하게 되는 패턴 리닝(pattern leaning) 현상이 발생하게 된다.
그리하여 최근 초임계 유체를 이용하여 기판 상에 잔류하는 유기 용제를 제거하는 공정이 도입되고 있으며, 초임계 처리 공정은 고온 및 고압의 환경에서 수행된다. 이러한 고온 및 고압의 환경을 구현하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치가 도입되고 있다. 고온 및 고압의 환경을 구성하기 위하여 두 바디가 서로 결합하는 구조를 채택하는 경우, 물체 간의 마찰로 인한 손상 및 파티클이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예는 물체 간의 접촉시 발생하는 충격으로 인한 손상 및 파티클을 저감시킬 수 있는 기판 처리 장치를 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 장치는, 서로 결합되어 내부에 처리 공간을 형성하는 제1 바디와 제2 바디를 포함하는 공정 챔버와, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 고정키시는 잠금 부재와, 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디에 대하여 상기 잠금 부재가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 홈은 상기 제1 바디에 형성된 제1 바디 홈 및 상기 제2 바디에 형성된 제2 바디 홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 홈은 상기 잠금 부재에서 상기 제1 바디에 대응하는 영역에 형성된 제1 잠금 홈 및 상기 잠금 부재에서 상기 제2 바디에 대응하는 영역에 형성된 제2 잠금 홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마찰 방지 부재는 PEEK(poly ether ether keton), PI(polyimide), poly-aramid, PET(Polyethylene terephthalate), zirconia, SiC, SiN, Alumina 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마찰 방지 부재는 표면에 수지 코팅 또는 DLC(diamond-like coating) 처리된 금속성 바디로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마찰 방지 부재의 표면적은 상기 홈의 표면적보다 작도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마찰 방지 부재와 상기 홈의 측벽 사이에 일정 간격이 형성되고, 상기 일정 간격은 상기 마찰 방지 부재에 가해지는 압력에 의한 변형량보다 크도록 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마찰 방지 부재는 상기 홈의 주변부보다 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마찰 방지 부재에는 관통구가 형성되고, 상기 관통구를 통해 체결 부재가 상기 접촉 영역에 체결됨으로써 상기 마찰 방지 부재를 고정시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 일측에 개구부가 형성된 챔버 형상으로 제공되는 제1 바디와, 상기 개구부에 대응하는 형상으로 제공되며, 상기 개구부에 결합됨으로써 기판의 처리 공간을 형성하는 제2 바디와, 상기 제2 바디와 상기 제1 바디를 고정시키는 잠금 부재와, 상기 제2 바디에 대하여 상기 잠금 부재가 접촉되는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비는, 기판이 투입 및 배출되는 기판 로딩부와, 상기 기판을 이송하는 기판 이송부와, 상기 기판에 남아있는 이물질을 제거하기 위한 세정액을 상기 기판으로 공급하고, 상기 세정액을 제거하기 위한 린스액을 상기 기판으로 공급하고, 상기 린스액을 건조하기 위한 유기 용제를 상기 기판으로 공급하는 제1 공정 처리 유닛과, 상기 기판에 남아있는 유기 용제를 건조하는 제2 공정 처리 유닛을 포함한다. 상기 제2 공정 처리 유닛은, 서로 결합되어 내부에 처리 공간을 형성하는 제1 바디와 제2 바디를 포함하는 공정 챔버와, 상기 처리 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급부와, 상기 처리 공간의 온도를 조절하는 온도 조절부와, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 클램핑하는 클램핑 부재와, 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디에 대하여 상기 클램핑 부재가 접촉되는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함한다. 여기서 상기 홈의 측벽과 상기 마찰 방지 부재의 측면이 접촉하지 않도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 제1 바디 및 제2 바디와 클램핑 부재(또는 잠금 부재)가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 구비함으로써 접촉시 발생하는 충격으로 인한 손상 및 파티클을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판 처리 설비의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2 내지 도 6은 초임계 유체를 사용하여 기판 상의 린스액을 건조시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 동작 순서의 예를 도시한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 마찰 방지 부재가 삽입된 바디를 도시한다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 삽입된 상태의 바디의 단면도이다.
도 13은 마찰 방지 부재와 홈 사이의 간격에 따라 마찰 방지 부재에 가해지는 응력에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 적용된 기판 처리 장치의 다른 예를 도시한다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 적용된 기판 처리 장치를 도시한다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 적용된 기판 처리 장치를 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 기판 처리 설비(1)의 개략적인 구조를 도시한다. 기판 처리 설비(1)는 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)를 포함한다.
인덱스부(10)는 로드 포트(120)와 인덱스 챔버(140)를 포함한다. 도 1에 도시된 것과 같이 로드 포트(120), 인덱스 챔버(140), 공정 처리부(20)는 순차적으로 일렬로 배열될 수 있다. 이하, 로드 포트(120), 인덱스 챔버(140) 및 공정 처리부(20)가 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12)과 제2 방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3 방향(16)이라 한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2 방향(14)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 도 1에서는 4개의 로드 포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리부(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(FOUP; Front Opening Unified Pod)가 사용될 수 있다.
인덱스 챔버(140)는 로드 포트(120)와 공정 처리부(20) 사이에 위치된다. 인덱스 챔버(140)는 전면 패널, 후면 패널 그리고 양측면 패널을 포함하는 직육면체의 형상을 가지며, 그 내부에는 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 로드락 챔버(220) 간에 기판(W)을 반송하기 위한 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 도시하지는 않았지만, 인덱스 챔버(140)는 내부 공간으로 파티클이 유입되는 것을 방지하기 위하여, 벤트들(vents), 층류 시스템(laminar flow system)과 같은 제어된 공기 유동 시스템을 포함할 수 있다.
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), 로봇 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 로봇 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 로봇 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 로봇 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 로봇 몸체(144b)에 결합되고, 로봇 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 공정 처리부(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리부(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.
공정 처리부(20)는 로드락 챔버(220), 이송 챔버(240), 제1 공정 처리 유닛(260), 제2 공정 처리 유닛(280)을 포함할 수 있다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 배치될 수 있다. 제2 방향(14)을 따라 이송 챔버(240)의 일측에 제1 공정 처리 유닛(260)이 배치되고 타측에 제2 공정 처리 유닛(280)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 공정 처리 유닛(260)과 제2 공정 처리 유닛(280)은 서로 적층되게 배치될 수 있다.
로드락 챔버(220)는 인덱스 챔버(140)와 이송 챔버(240)사이에 배치된다. 로드락 챔버(220)는 이송 챔버(240)와 인덱스 챔버(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)을 임시 적재하는 공간을 제공한다. 로드락 챔버(220)는 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3 방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 로드락 챔버(220)에서 인덱스 챔버(140)와 마주보는 면과 이송 챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된 형태로 제공될 수 있다. 한편, 인덱스 챔버(140), 로드락 챔버(220), 및 메인 로봇(244)은 기판 이송부로 통칭될 수 있다.
이송 챔버(240)는 로드락 챔버(220), 제1 공정 처리 유닛(260), 및 제2 공정 처리 유닛(280) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공될 수 있다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1 방향(12)을 따라 직선 이동될 수 있도록 구비된다.
이하에서는, 기판(W)을 반송하는 구성들을 이송 유닛으로 정의한다. 일 예로, 이송 유닛에는 이송 챔버(240) 및 인덱스 챔버(140)가 포함될 수 있다. 또한, 이송 유닛에는 이송 챔버(240)에 제공되는 메인 로봇(244) 및 인덱스 로봇(144)이 포함될 수 있다.
제1 공정 처리 유닛(260)과 제2 공정 처리 유닛(280)은 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 제1 공정 처리 유닛 (260)에서 케미칼 공정, 린스 공정, 그리고 1차 건조 공정이 수행되고, 제2 공정 처리 유닛(280)에서 2차 건조 공정이 수행될 수 있다. 이 경우, 1차 건조 공정은 유기 용제에 의해 이루어지고, 2차 건조 공정은 초임계 유체에 의해 이루어질 수 있다. 유기 용제로는 이소프로필 알코올(IPA) 액이 사용되고, 초임계 유체로는 이산화탄소(CO2)가 사용될 수 있다. 이와 달리 제1 공정 처리 유닛(260)에서 1차 건조 공정은 생략될 수 있다.
즉, 제1 공정 처리 유닛(260)은 기판(W) 상에 남아있는 이물질을 제거하기 위한 세정액을 기판(W)으로 1차 공급하고, 이후 세정액을 제거하기 위한 린스액(예: 순수)을 기판(W)으로 2차 공급하고, 이후 린스액을 건조하기 위한 유기 용제를 기판(W)으로 3차 공급할 수 있다. 이후 기판(W)은 이송 유닛에 의해 제2 공정 차리 유닛(280)으로 이송된다. 제2 공정 처리 유닛(280)은 기판(W) 상에 남아있는 유기 용제를 건조시키기 위한 유체를 공급하고, 처리 공간 내부의 압력 및 온도를 고온/고압 환경으로 조성하여 유체를 초임계상으로 유지한다. 즉, 제2 공정 처리 유닛(280)은 초임계 상에서 기판(W) 상에 남아있는 유기 용제를 건조함으로써, 패턴 리닝과 같은 공정 불량을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유기 용제로서 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)가 사용되고 유체로서 이산화탄소(CO2)가 사용되며, 제2 공정 처리 유닛(280)은 이산화탄소를 초임계 상태로 유지하여 기판(W) 상의 이소프로필 알코올을 건조시키도록 구성될 수 있다.
이하에서는 제2 공정 처리 유닛(280)의 일부로서 제공되는 기판 처리 장치에 적용되는 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 제2 공정 처리 유닛(280)에는 기판(W)의 2차 건조 공정이 수행되는 기판 처리 장치(400)가 제공된다. 기판 처리 장치(400)는 유기 용제가 남아있는 기판(W)을 건조 처리한다. 기판 처리 장치(400)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 건조 처리할 수 있다.
도 2 내지 도 6은 초임계 유체를 사용하여 기판 상의 린스액을 건조시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 동작 순서의 예를 도시한다. 도 2 내지 도 6을 참고하면, 기판 처리 장치(400)는 하우징(402), 공정 챔버(410), 기판 지지 유닛(440), 승강 부재(450), 가열 부재(460), 차단 부재(480), 배기 유닛(470), 유체 공급 유닛(490), 클램핑 부재(500), 이동 부재(550), 그리고 제어기(미도시)를 포함한다.
하우징(402)은 프레임(404) 및 중간판(406)을 포함한다. 프레임(404)은 내부에 공간을 가지는 통 형상으로 제공된다. 예컨대, 프레임(404)은 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 프레임(404)의 상면에는 유체가 유동할 수 있는 관통홀(405)들이 형성된다.
중간판(406)은 프레임(404) 내에 위치한다. 중간판(406)은 프레임(404)의 내부를 상부 공간(408a)과 하부 공간(408b)으로 구획한다. 중간판(406)은 중공을 가지는 판 형상으로 제공될 수 있다. 상부 공간(408a)에는 공정 챔버(410) 및 클램핑 부재(500)가 위치하고, 하부 공간(408b)에는 승강 부재(450)가 위치할 수 있다. 이동 부재(550)는 하우징(402)의 상부에 위치할 수 있다.
공정 챔버(410)는 내부에 기판(W)을 처리하는 처리 공간(412)이 형성된다. 공정 챔버(410)는 기판(W)을 처리하는 동안에 그 처리 공간(412)을 외부로부터 밀폐한다. 공정 챔버(410)는 제2 바디(420), 제1 바디(430), 그리고 실링 부재(414)를 포함한다.
예컨대, 제2 바디(420)는 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 제2 바디(420)는 승강 부재(450)에 의해 프레임(404)의 상부 공간(408a) 및 하부 공간(408b)으로 승하강 이동이 가능하다. 제2 바디(420)의 저면에는 하부 공급 포트(422) 및 배기 포트(426)가 형성된다. 하부 공급 포트(422)는 처리 공간(412)에 초임계 유체를 공급하는 유로로 기능한다.
제1 바디(430)는 제2 바디(420)와 조합되어 내부에 처리 공간(412)을 형성한다. 제1 바디(430)는 제2 바디(420)의 상부에 위치한다. 제1 바디(430)는 하우징(402)의 상부 공간(408a)에 위치한다. 제1 바디(430)는 완충 부재(435)에 의해 프레임(404)의 천장면에 결합된다. 제1 바디(430)의 측단은 단차지게 제공된다. 제1 바디(430)는 상면의 중앙부가 가장자리부보다 높게 위치되는 형상으로 제공된다. 예컨대, 제1 바디(430)는 대체로 원통 형상으로 제공될 수 있다. 제1 바디(430)에는 상부 공급 포트(432)가 형성된다. 상부 공급 포트(432)는 처리 공간(412)에 초임계 유체가 공급되는 유로로 기능한다. 일 예에 의하면, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420) 각각은 금속 재질로 제공될 수 있다. 상부 공급 포트(432)와 하부 공급 포트(422)는 유체 공급부로 통칭될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에서 클램핑 부재(500)에 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 마찰 방지 부재(730)가 장착될 수 있다. 도 2 내지 도 6은 마찰 방지 부재(730)가 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에 장착된 경우를 도시한다. 한편, 마찰 방지 부재(730)는 클램핑 부재(500)에 장착될 수도 있다.
실링 부재(414)는 제1 바디(430)와 제2 바디(420) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(414)는 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)의 사이에 위치된다. 실링 부재(414)는 환형의 링 형상을 가진다. 예컨대, 실링 부재(414)는 오링(O-ring, 414)으로 제공될 수 있다. 실링 부재(414)는 제1 바디(430)의 하단면 또는 제2 바디(420)의 상단면에 제공된다. 본 실시예에는 실링 부재(414)가 제2 바디(420)의 상단면에 제공되는 것으로 설명한다. 제2 바디(420)의 상단면에는 실링 부재(414)가 삽입되는 실링홈이 형성된다. 실링 부재(414)의 일부는 실링홈에 삽입되고, 다른 일부는 실링홈으로부터 돌출된다. 실링 부재(414)는 탄성을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
기판 지지 유닛(440)은 처리 공간(412)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(440)은 기판(W)의 처리면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지한다.
승강 부재(450)는 제1 바디(430) 및 제2 바디(420) 간에 상대 위치를 조절한다. 승강 부재(450)는 제1 바디(430) 및 제2 바디(420) 중 어느 하나가 다른 하나에 대해 근접하거나 멀어지도록 승하강시킨다. 승강 부재(450)는 공정 챔버(410)가 열림 위치 또는 닫힘 위치로 이동되도록 제1 바디(430)및 제2 바디(420) 중 어느 하나를 승하강시킨다. 여기서 열림 위치는 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)가 서로 이격되는 위치이고, 닫힘 위치는 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)가 서로 밀착되어 접촉되는 위치이다. 즉, 열림 위치에서 처리 공간(412)은 외부로부터 개방되고, 닫힘 위치에서 처리 공간(412)이 외부로부터 밀폐된다.
본 문서는 승강 부재(450)가 하부 공간(408b)에서 제2 바디(420)를 승하강시키고, 제1 바디(430)는 위치가 고정되는 것으로 설명한다. 선택적으로, 제2 바디(420)는 고정되고, 제1 바디(430)가 제2 바디(420)에 대해 승하강 이동될 수 있다. 이 경우, 승강 부재(450)는 상부 공간(408a)에 위치할 수 있다.
승강 부재(450)는 지지판(452), 승강축(454), 그리고 구동기(456)를 포함한다. 지지판(452)은 하부 공간(408b)에서 제2 바디(420)를 지지한다. 지지판(452)에는 제2 바디(420)가 고정 결합된다. 지지판(452)은 원형의 판형상으로 제공된다. 지지판(452)은 중공보다 큰 직경을 가지도록 제공된다. 이에 따라 제2 바디(420)의 하단은 닫힘 위치에서도 하부 공간(408b)에 위치된다. 승강축(454)은 하부 공간(408b)에서 지지판(452)의 저면을 지지한다. 승강축(454)은 지지판(452)에 고정 결합된다. 승강축(454)은 복수 개로 제공될 수 있다. 승강축(454)들은 원주 방향을 따라 배열되게 위치할 수 있다. 구동기(456)는 각각의 승강축(454)을 승하강시킨다. 구동기(456)는 복수 개로 제공되며, 승강축(454)과 일대일 대응되게 결합된다. 구동기(456)에 구동력이 제공되면, 제2 바디(420) 및 승강축(454)은 승강 이동되고, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)는 처리 공간이 밀폐되는 닫힘 위치로 이동한다. 닫힘 위치에서 구동기(456)의 구동력이 해제되면, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)는 닫힘 위치를 유지할 수 있다. 각각의 구동기(456)는 동일하게 구동력이 제공되거나, 구동력이 동일하게 해제된다. 이에 따라 복수의 승강축(454)들은 승하강 중에 동일 높이에 위치되며, 지지판(452) 및 제2 바디(420)는 수평을 유지한 채로 승하강이 가능하다. 예컨대, 구동기(456)은 실린더 또는 모터일 수 있다.
선택적으로 닫힘 위치에서 구동기(456)의 구동력이 해제되면, 제2 바디(420) 및 승강축(454)은 하강 이동되고, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)는 처리 공간이 개방되는 열림 위치로 이동될 수 있다.
가열 부재(460)는 처리 공간(412)을 가열한다. 가열 부재(460)는 처리 공간(412)에 공급된 초임계 유체를 임계 온도 이상으로 가열하여 초임계 유체 상으로 유지한다. 가열 부재(460)는 복수 개의 히터들을 포함할 수 있다. 한편, 가열 부재(460)는 온도 조절부로 지칭될 수 있다.
가열 부재(460)는 서로 평행한 길이 방향을 가지는 바 또는 봉 형상으로 제공된다. 가열 부재(460)는 클램프들(510, 520)이 이동되는 방향과 수직한 길이 방향을 가진다. 예컨대, 가열 부재(460)는 각 바디(420,430)가 이동하는 방향과 평행한 길이 방향을 가진다. 이는 각 바디(420,430)의 측부가 클램핑되므로, 가열 부재(460)를 각 바디(420,430)의 측면에서부터 삽입시키는 것이 불가능하다. 제1 바디(430) 및 제2 바디(420) 중 적어도 하나의 벽 내에 매설되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 히터는 외부로부터 전원을 받아 열을 발생시킬 수 있다. 본 실시예에는 가열 부재(460)가 제1 바디(430)에 제공되는 것으로 설명하였으나, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420) 각각에 제공될 수 있다. 또한 가열 부재(460)는 제1 바디(430)에 미제공되고, 제2 바디(420)에 제공될 수 있다.
차단 부재(480)는 차단 플레이트(482) 및 지지대(484)를 포함한다. 차단 플레이트(482)는 하부 공급 포트(422)와 기판 지지 유닛(440) 사이에 위치된다. 차단 플레이트(482)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 차단 플레이트(482)는 제2 바디(420)의 내경보다 작은 직경을 가진다. 상부에서 바라볼 때 차단 플레이트(482)는 하부 공급 포트(422) 및 배기 포트(426)를 모두 가리는 직경을 가진다. 예컨대, 차단 플레이트(482)는 기판(W)의 직경과 대응되거나, 이보다 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있다. 지지대(484)는 차단 플레이트(482)를 지지한다. 지지대(484)는 복수 개로 제공되며, 차단 플레이트(482)의 원주 방향을 따라 배열된다. 각각의 지지대(484)는 서로 일정 간격으로 이격되게 배열된다.
배기 유닛(470)은 처리 공간(412)의 유체를 배기한다. 처리 공간(412)에 발생된 공정 부산물은 배기 유닛(470)을 통해 배기된다. 배기는 자연 배기 또는 강제 배기일 수 있다. 또한 배기 유닛(470)은 공정 부산물을 배기하는 동시에, 처리 공간(412)의 압력을 조절 가능하다. 배기 유닛(470)은 배기 라인(472) 및 압력 측정 부재(474)를 포함한다. 배기 라인(472)은 배기 포트(426)에 연결된다. 배기 라인(472)에 설치된 배기 밸브(476)는 처리 공간(412)의 배기량을 조절 가능하다. 압력 측정 부재(474)는 배기 라인(472)에 설치되며, 배기 라인(472)의 압력을 측정한다. 압력 측정 부재(474)는 배기 방향에 대해 배기 밸브(476)보다 상류에 위치된다. 배기 유닛(470)에 의해 처리 공간(412)은 상압 또는 공정 챔버(410)의 외부에 대응되는 압력으로 감압될 수 있다.
유체 공급 유닛(490)은 처리 공간(412)에 처리 유체를 공급한다. 처리 유체는 임계 온도 및 임계 압력에 의해 초임계 상태로 공급된다. 유체 공급 유닛(490)은 상부 공급 라인(492) 및 하부 공급 라인(494)을 포함한다. 상부 공급 라인(492)은 상부 공급 포트(432)에 연결된다. 처리 유체는 상부 공급 라인(492) 및 상부 공급 포트(432)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(412)에 공급된다. 상부 공급 라인(492)에는 상부 밸브(493)가 설치된다. 상부 밸브(493)는 상부 공급 라인(492)을 개폐한다. 하부 공급 라인(494)은 상부 공급 라인(492)과 하부 공급 포트(422)를 서로 연결한다. 하부 공급 라인(494)은 상부 공급 라인(492)으로부터 분기되어 하부 공급 포트(422)에 연결된다. 즉, 상부 공급 라인(492) 및 하부 공급 라인(494) 각각으로부터 공급되는 처리 유체는 동일한 종류의 유체일 수 있다. 처리 유체는 하부 공급 라인(494) 및 하부 공급 포트(422)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(412)에 공급된다. 하부 공급 라인(494)에는 하부 밸브(495)가 설치된다. 하부 밸브(495)는 하부 공급 라인(494)을 개폐한다.
일 예에 의하면, 기판(W)의 비 처리면과 대향되는 하부 공급 포트(422)로부터 처리 유체가 공급되고, 이후에 기판(W)의 처리면과 대향되는 상부 공급 포트(432)로부터 처리 유체가 공급될 수 있다. 따라서 처리 유체는 하부 공급 라인(494)을 통해 처리 공간(412)으로 공급되고, 이후에 상부 공급 라인(492)을 통해 처리 공간(412)으로 공급될 수 있다. 이는 초기에 공급되는 처리 유체가 임계 압력 또는 임계 온도에 미도달된 상태에서 기판(W)에 공급되는 것을 방지하기 위함이다.
클램핑 부재(500)는 닫힘 위치에 위치되는 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 클램핑한다. 이로 인해 공정 진행 시 처리 공간 내 압력이 상승하더라도, 제1 바디(430)와 제2 바디(420) 간에 틈이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 클램핑 부재(500)에 의해 공정 챔버(410)가 클램핑되는 중에 구동기(456)의 구동력이 해제된다. 이로 인해 오랜 시간동안 구동기(456)에 강한 힘이 작용되고, 구동기(456)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
클램핑 부재(500)는 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520)를 포함한다. 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520)는 공정 챔버(410)의 측부에 위치한다. 일 예에 의하면, 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520) 각각은 공정 챔버(410)를 사이에 두고 서로 마주도보록 위치된다. 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520) 각각은 공정 챔버(410)를 감싸는 형상으로 제공된다. 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520) 각각은 공정 챔버(410)를 바라보는 내측면에 클램프 홈이 형성된다. 클램프 홈에는 닫힘 위치에 위치된 제1 바디(430)의 가장자리부 및 제2 바디(420)의 가장자리부가 삽입 가능하다. 클램핑 부재(500)는 잠금 위치 또는 해제 위치로 이동 가능하다. 여기서 잠금 위치는 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520)가 서로 가까워져 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)를 클램핑하는 위치이고, 해제 위치는 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520)가 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)로부터 이격되는 위치로 정의한다. 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520)는 잠금 위치에서 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 예컨대, 제1 클램프(510) 및 제2 클램프(520) 중 어느 하나의 수직 단면은 "C" 또는 "ㄷ" 자 형상을 가지고, 다른 하나의 수직 단면은 수직축을 기준으로 어느 하나의 수직 단면과 대칭되게 제공될 수 있다.
이동 부재(550)는 클램핑 부재(500)를 잠금 위치 및 해제 위치로 이동시킨다. 이동 부재(550)는 클램핑 부재(500)를 공정 챔버(410)의 이동 방향과 수직한 방향으로 이동시킨다. 이동 부재(550)는 가이드 레일(560), 브라켓(570), 그리고 구동 부재(580)를 포함한다. 가이드 레일(560)은 하우징(402)의 외부에 위치된다. 가이드 레일(560)은 제1 바디(430)가 위치되는 상부 공간(408a)과 인접하게 위치된다. 가이드 레일(560)은 하우징(402)의 상면에 설치된다. 가이드 레일(560)은 공정 챔버(410)의 이동 방향과 수직한 길이 방향을 가진다. 가이드 레일(560)은 복수 개로 제공되며, 각각은 동일한 길이 방향을 가진다. 일 예에 의하면, 가이드 레일(560)은 관통홀(405)과 동일한 개수로 제공된다. 가이드 레일(560)은 관통홀(405)과 평행한 길이 방향을 가진다. 상부에서 바라볼 때 가이드 레일(560)은 관통홀(405)과 중첩되게 위치된다. 브라켓(570)은 가이드 레일(560)과 클램핑 부재(500)를 서로 고정 결합시킨다. 브라켓(570)은 가이드 레일(560)과 동일한 개수로 제공된다 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 일측에 위치되는 가이드 레일(560)에는 제1 클램프(510)에 연결되고, 타측에 위치되는 가이드 레일에는 제2 클램프(520)가 연결될 수 있다. 구동 부재(580)는 클램핑 부재(500)가 가이드 레일(560)의 길이 방향을 따라 잠금 위치 또는 해제 위치로 이동되도록 가이드 레일(560)을 구동시킨다.
제어기는 승강 부재(450) 및 이동 부재(550)를 제어한다. 제어기는 공정 챔버(410)가 닫힘 위치 또는 열림 위치로 이동되도록 승강 부재(450)를 제어하고, 클램핑 부재(500)가 잠금 위치 또는 해제 위치로 이동되도록 이동 부재(550)를 제어한다. 일 예에 의하면, 제어기는 공정 챔버(410)가 열림 위치에서 닫힘 위치로 이동되면, 클램핑 부재(500)는 해제 위치에서 잠금 위치로 이동될 수 있다. 제어기는 공정 챔버(410)가 클램핑 부재(500)에 의해 닫혀지면, 구동기(456)의 구동력이 해제되도록 승강 부재(450)를 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 6은 기판(W)이 기판 처리 장치(제2 처리 유닛(280))에 투입된 후 기판(W)의 처리 및 배출이 수행되는 단계를 도시한다. 도 2와 같이 제2 바디(420)가 하강하여 열림 상태에서 기판(W)이 투입되어 기판 지지 유닛(440)에 안착된다. 이후 도 3과 같이 제2 바디(420)가 승강 부재(450)에 의해 상승하고 제1 바디(430)와 제2 바디(420)가 접촉하여 처리 공간(412)을 밀폐시킨다. 이후 도 4와 같이 클램핑 부재(500)가 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)를 클램핑하고, 처리 공간(412)으로 처리 유체가 공급되고 가열 부재(460)에 의해 처리 공간(412)으로 열 에너지가 공급된다. 일정한 수준의 압력과 온도가 형성되면 처리 공간(412) 내부에 초임계 유체가 형성되고, 초임계 유체에 의한 처리 공정이 수행된다. 초임계 처리 공정이 완료되면 도 5와 같이 클램핑 부재(500)가 클램핑 해제 위치로 이동하고, 이후 도 6과 같이 제2 바디(420)가 하강하고 기판(W)이 외부로 배출될 수 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 클램핑 부재(500)는 수평 이동을 통해 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)와 접촉하게 되고, 처리 공간(412) 내부의 압력과 반대 방향으로 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)를 가압하여 밀착시킨다.
처리 공간(412) 내부를 초임계 상태로 유지하기 위하여 제1 바디(430)와 제2 바디(420)는 내부 압력 보다 큰 힘으로 클램핑되어야 한다. 이때 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)가 클램핑 부재(500)와 접촉하는 부위에서 마찰이 발생하게 되고 이에 따라 파티클이 발생할 수 있다. 특히 제1 바디(430), 제2 바디(420), 클램핑 부재(500)가 금속 재질로 된 경우 기판(W)에 치명적인 금속성 파티클이 발생하게 되어 공정 불량을 유발할 수 있다. 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)가 클램핑 부재(500)에 접촉하는 영역에 필름 등을 부착하는 방법이 고려될 수 있으나, 필름의 경우 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)가 이동하는 과정에서 벗겨질 수 있고, 필름의 부착에 사용되는 접착제에 의해 오염이 발생하는 위험이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에 대하여 클램핑 부재(500)가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 패드 형태의 마찰 방지 부재(730)를 장착함으로써 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)가 클램핑 부재(500)에 접촉함으로써 발생하는 손상 및 파티클을 저감시킬 수 있다.
한편, 필름을 부착하는 경우와 비교하여 패드 형태의 마찰 방지 부재(730)는 부품 손상 및 부착 불량 발생의 가능성이 낮아 긴 수명을 가진다. 또한 조립 위치가 구조적으로 결정되어 있으므로 별도의 조립 지그 없이도 동일한 위치에 반복적으로 설치가 가능한 이점이 있다.
결론적으로, 패드 형태의 마찰 방지 부재(730)를 도입함으로써 기판 처리 장치의 정비를 위한 비용 및 시간이 감소하게 되어 전반적인 설비 가동률이 개선될 수 있다. 이하에서 마찰 방지 부재(730)가 적용되는 기판 처리 장치의 다양한 실시예가 설명된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 서로 결합되어 내부에 처리 공간을 형성하는 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 포함하는 공정 챔버(410)와, 제1 바디(430)와 제2 바디(420)가 밀착되도록 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 클램핑하는 클램핑 부재(500)와, 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에 대하여 클램핑 부재(500)가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재(730)를 포함한다.
도 7은 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에 바디 홈(424, 434)이 각각 형성되고 바디 홈(424, 434)에 마찰 방지 부재(730)가 삽입된 경우를 도시한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(730)가 장착되는 홈은 제1 바디(430)에 형성된 제1 바디 홈(434) 및 제2 바디(420)에 형성된 제2 바디 홈(424)을 포함한다.
도 8은 클램핑 부재(500)에서 제1 바디(430)에 접촉하는 영역에 형성된 제1 클램핑 홈(532) 및 클램핑 부재(500)에서 제2 바디(420)에 접촉하는 영역에 형성된 제2 클램핑 홈(534)이 형성되고, 마찰 방지 부재(730)가 제1 클램핑 홈(532) 및 제2 클램핑 홈(534)에 삽입된 경우를 도시한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(730)가 장착되는 홈은 클램핑 부재(500)에서 제1 바디(430)에 대응하는 영역에 형성된 제1 클램핑 홈(532) 및 클램핑 부재(500)에서 제2 바디(420)에 대응하는 영역에 형성된 제2 클램핑 홈(534)을 포함할 수 있다.
도 9는 상부 바디(430), 하부 바디(420), 및 클램핑 부재(500)에 모두 홈이 형성되어 마찰 방지 부재가 장착되는 경우를 도시한다. 도 9에 도시된 것과 같이, 상부 바디(430)에 형성된 제1 바디 홈(434), 하부 바디(420)에 형성된 제2 바디 홈(424), 클램핑 부재(500)에 형성된 제1 클램핑 홈(532) 및 제2 클램핑 홈(534)에 마찰 방지 부재가 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(730)는 PEEK(poly ether ether keton), PI(polyimide), poly-aramid, PET(Polyethylene terephthalate), zirconia, SiC, SiN, Alumina 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
또한, 마찰 방지 부재(730)는 표면에 수지 코팅 또는 DLC(diamond-like coating) 처리된 금속성 바디로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(730)는 복수개의 마찰 방지 패드들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 것과 같이 제1 바디(430)의 홈에 장착되는 마찰 방지 부재(730)는 4개의 마찰 방지 패드들로 구성될 수 있다. 단일한 원형의 패드를 구성하는 경우 제1 바디(430) 전체를 분리하여 마찰 방지 패드를 교체하여야 하나, 도 10과 같이 복수개로 마찰 방지 패드를 구성하는 경우 제1 바디(430)를 분리하지 않고도 마찰 방지 패드를 교체할 수 있으므로, 보다 용이하게 마찰 방지 패드를 교체할 수 있다.
한편, 마찰 방지 부재(730)는 하나의 마찰 방지 패드로 구성될 수도 있고, 2개, 3개, 4개 등 다양한 형태의 마찰 방지 패드로 구성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 마찰 방지 부재(730)가 삽입된 상태의 바디의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(730)에 관통구가 형성되고, 관통구를 통해 체결 부재(750)가 접촉 영역에 체결됨으로써 마찰 방지 부재(730)를 고정시킬 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 것과 같이 제1 바디(430)에 형성된 제1 바디 홈(434)에 마찰 방지 부재(730)가 삽입되고, 체결 부재(750)를 통해 마찰 방지 부재(730)를 제1 바디(430)에 고정된다.
한편, 마찰 방지 부재(730)는 제1 바디 홈(434)의 바닥면(434A)에 도포된 접착제를 통해 제1 바디(430)에 고정될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(730)와 홈(434)의 측벽(434B) 사이에 일정 간격(g)이 형성될 수 있다. 즉, 마찰 방지 부재(730)의 표면적은 홈(434)의 표면적보다 작도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 처리 공간(412) 내부의 압력에 의해 클램핑 부재(500)와 제1 바디(430) 사이의 접촉 영역에 압력이 작용하고, 압력에 의해 마찰 방지 부재(730)가 변형되는 경우를 고려하여 마찰 방지 부재(730)와 홈(434)의 측벽(434B) 사이에 일정 간격(g)를 구성할 수 있다. 그리하여, 일정 간격(g)은 마찰 방지 부재(730)에 가해지는 압력에 의한 변형량보다 크도록 설정될 수 있다.
또한, 마찰 방지 부재(730)는 홈(434)의 주변부보다 돌출되도록 구성될 수 있다. 압력에 의해 마찰 방지 부재(730)가 수평 방향으로 변형되는 경우를 고려하여 마찰 방지 부재(730)가 일정 높이(t)만큼 돌출되도록 구성함으로써 변형이 발생해도 마찰 방지 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도 13은 마찰 방지 부재와 홈 사이의 간격에 따라 마찰 방지 부재에 가해지는 응력에 대한 실험 결과를 도시한다. 도 13의 (a)는 마찰 방지 부재(730)와 홈(434)의 측벽(434B) 사이에 간격을 두지 않은 경우 마찰 방지 부재(730)에 가해지는 응력 분포를 나타내고, 도 13의 (b)는 마찰 방지 부재(730)와 홈(434)의 측벽(434B) 사이에 일정 간격(g)을 둔 경우 마찰 방지 부재(730)에 가해지는 응력 분포를 나타낸다. 도 13에 도시된 것과 같이, 마찰 방지 부재(730)와 홈(434)의 측벽(434B) 사이에 일정 간격(g)을 둔 경우 마찰 방지 부재(730)에 가해지는 응력이 보다 완화되어 마찰 방지 부재(730)의 수명이 더 길어질 것이다.
상술한 마찰 방지 부재(730)는 도 2 내지 도 6에 도시된 기판 처리 장치(400)의 일부로서 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(400)는 서로 결합되어 내부에 처리 공간(412)을 형성하는 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 포함하는 공정 챔버(410)와, 처리 공간(412)으로 유체를 공급하는 유체 공급부(432, 422)와, 처리 공간(412)의 온도를 조절하는 온도 조절부(가열 부재(460))와, 제1 바디(430)와 제2 바디(420)가 서로 밀착되도록 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 클램핑하는 클램핑 부재(500)와, 제1 바디(430) 및 상기 제2 바디(420)에 대하여 클램핑 부재(500)가 접촉되는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재(730)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 마찰 방지 부재(730)를 포함하는 기판 처리 장치(400)는 기판 처리 설비(1)의 일부로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(400)는 제2 공정 처리 유닛(280)에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)는 기판(W)이 투입 및 배출되는 로드 포트(120)와, 기판(W)을 이송하는 기판 이송부(140, 220, 244)와, 처리액을 기판(W)으로 공급하여 처리하는 제1 공정 처리 유닛(260)과, 기판(W)에 남아있는 처리액을 건조하는 제2 공정 처리 유닛(280)을 포함한다.
제2 공정 처리 유닛(280)은, 서로 결합되어 내부에 처리 공간(412)을 형성하는 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 포함하는 공정 챔버(410)와, 처리 공간(412)으로 유체를 공급하는 유체 공급부(432, 422)와, 처리 공간(412)의 온도를 조절하는 온도 조절부(가열 부재(460))와, 제1 바디(430)와 제2 바디(420)가 서로 밀착되도록 제1 바디(430)와 제2 바디(420)를 클램핑하는 클램핑 부재(500)와, 제1 바디(430) 및 상기 제2 바디(420)에 대하여 클램핑 부재(500)가 접촉되는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재(730)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 홈의 측벽(434B)과 마찰 방지 부재(730)의 측면은 서로 접촉하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이 마찰 방지 부재(730)와 홈(434)의 측벽(434B) 사이에 일정 간격(g)이 형성될 수 있다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 적용된 기판 처리 장치의 다른 예를 도시한다.
도 14 내지 도 17을 참고하면, 일측에 개구부가 형성된 챔버 형상으로 제공되는 제1 바디(1410), 개구부에 대응하는 형상으로 제공되며 개구부에 결합함으로써 기판(W)의 처리 공간을 형성하는 제2 바디(1420)를 포함한다. 제2 바디(1420)에는 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛(1420)이 설치되며, 제2 바디(1420)는 구동 장치에 의해 수평 방향으로 이동하여 제1 바디(1410)에 결합될 수 있다. 또한, 제1 바디(1410)와 제2 바디(1425)의 결합에 의해 내부에 처리 공간이 형성되며, 제1 바디(1410)와 제2 바디(1425)를 고정하기 위한 잠금 부재(1440)가 제공된다. 한편, 도 14 및 도 15와 같이 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛(1420)이 수평 이동하여 제1 바디(1410)로 진입한 이후 잠금 부재(1440)의 승강에 의해 제1 바디(1410)와 제2 바디(1425)가 클램핑된다.
이후 도 16과 같이 처리 공간이 밀폐된 상태에서 유체 공급부(1430A, 1430B)에 의해 유체가 공급되고 온도 조절부에 의해 처리 공간에 열 에너지가 가해지면서 고온 및 고압 환경이 조성된다. 고온 및 고압 환경에서 공정 처리가 완료되면 유체 배출부(1435)를 통해 유체가 배출되고, 클램핑 부재(1440)가 하강하고 기판(W)이 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2 바디(1425)와 잠금 부재(1440)가 접촉하는 접촉 영역에 마찰 방지 부재(1450)가 형성될 수 있다. 앞서 설명한 것과 마찬가지로 마찰 방지 부재(1450)는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 16과 같이 마찰 방지 부재(1450)는 잠금 부재(1440)의 접촉 영역에 형성된 홈에 장착될 수 있다. 또한, 도 17과 같이 마찰 방지 부재(1450)는 제2 바디(1425)의 접촉 영역에 형성된 홈에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(1450)는 PEEK(poly ether ether keton), PI(polyimide), poly-aramid, PET(Polyethylene terephthalate), zirconia, SiC, SiN, Alumina 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 또한, 마찰 방지 부재(1450)는 표면에 수지 코팅 또는 DLC 처리된 금속성 바디로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(1450)와 홈의 측벽 사이에 일정 간격이 형성될 수 있다. 여기서 마찰 방지 부재(1450)와 홈 사이의 간격은 마찰 방지 부재(1450)에 가해지는 압력에 의한 변형량보다 크도록 설정될 수 있다. 또한, 마찰 방지 부재(1450)는 홈의 주변부보다 돌출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마찰 방지 부재(1450)에는 관통구가 형성되고, 관통구를 통해 체결 부재가 접촉 영역(제2 바디(1425) 또는 잠금 부재(1440)에 체결됨으로써 마찰 방지 부재(1440)를 제2 바디(1425) 또는 잠금 부재(1440)에 고정시킬 수 있다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 적용된 기판 처리 장치를 도시한다. 앞서 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명한 실시예는 클램핑 부재(500)에 의해 제1 바디(530) 및 제2 바디(520)가 벌어지지 않도록 클램핑되는 경우이다. 그러나, 보다 간소하게 설비를 구성하기 위하여 클램핑 장치 없이 제1 바디(530)와 제2 바디(520)가 결합하고 승강 부재(450)(실린더의 유압)에 의해 제1 바디(530)와 제2 바디(520)가 서로 벌어지지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 도 18 내지 도 20과 같이 제1 바디(530)와 제2 바디(520)가 서로 접촉하는 접촉 영역에 마찰 방지 부재(730)가 위치할 수 있다.
예를 들어, 도 18과 같이 상부에 위치하는 제1 바디(430)에 형성된 홈에 마찰 방지 부재(730)가 장착될 수 있다. 또한, 도 19와 같이 하부에 위치하는 제2 바디(420)에 형성된 홈에 마찰 방지 부재(730)가 장착될 수 잇다. 한편, 도 20과 같이 제1 바디(430)와 제2 바디(420)에 각각 홈이 형성되어 마찰 방지 부재(730)가 장착될 수 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마찰 방지 부재가 적용된 기판 처리 장치를 도시한다. 도 7 내지 도 12를 참조하여 설명한 실시예와 같이 제1 바디(430), 제2 바디(420), 또는 클램핑 부재(500)의 중앙 부분에 홈이 형성되고 중앙 부분에 형성된 홈에 마찰 방지 부재(730)가 삽입되는 것과 달리, 제1 바디(430), 제2 바디(420), 또는 클램핑 부재(500)의 모서리 부분에 홈이 형성되고 모서리 부분에 위치한 홈에 마찰 방지 부재(730)가 삽입될 수 있다.
예를 들어, 도 21과 같이 클램핑 부재(500)에서 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에 접촉하는 부분의 모서리에 홈이 형성되고 모서리의 홈에 마찰 방지 부재(730)가 장착될 수 있다. 또한, 도 22와 같이 제1 바디(430) 및 제2 바디(420)에서 클램핑 부재(500)에 접촉하는 부분의 모서리에 홈이 형성되고 모서리의 홈에 마찰 방지 부재(730)가 장착될 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 (17)

  1. 서로 결합되어 내부에 처리 공간을 형성하는 제1 바디와 제2 바디를 포함하는 공정 챔버;
    상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 클램핑하는 클램핑 부재; 및
    상기 제1 바디 또는 상기 제2 바디에 대하여 상기 클램핑 부재가 접촉하는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함하고,
    상기 마찰 방지 부재는 상기 홈의 주변부 보다 돌출하고,
    상기 마찰 방지 부재와 상기 홈의 측벽과의 사이에 일정 간격이 형성되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 제1 바디에 형성된 제1 바디 홈 및 상기 제2 바디에 형성된 제2 바디 홈을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 클램핑 부재에서 상기 제1 바디에 대응하는 영역에 형성된 제1 클램핑 홈 및 상기 클램핑 부재에서 상기 제2 바디에 대응하는 영역에 형성된 제2 클램핑 홈을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재는 PEEK(poly ether ether keton), PI(polyimide), poly-aramid, PET(Polyethylene terephthalate), zirconia, SiC, SiN, Alumina 중 적어도 하나로 구성되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재는 표면에 수지 코팅 또는 DLC(diamond-like coating) 처리된 금속성 바디로 구성되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재에는 관통구가 형성되고, 상기 관통구를 통해 체결 부재가 상기 접촉 영역에 체결됨으로써 상기 마찰 방지 부재를 고정시키는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재와 상기 홈의 측벽 사이에 일정 간격이 형성되고,
    상기 일정 간격은 상기 마찰 방지 부재에 가해지는 압력에 의한 변형량보다 크도록 설정되는 기판 처리 장치.
  8. 일측에 개구부가 형성된 챔버 형상으로 제공되는 제1 바디;
    상기 개구부에 대응하는 형상으로 제공되며, 상기 개구부에 결합됨으로써 기판의 처리 공간을 형성하는 제2 바디;
    상기 제2 바디와 상기 제1 바디를 고정시키는 잠금 부재; 및
    상기 제2 바디에 대하여 상기 잠금 부재가 접촉되는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함하고,
    상기 마찰 방지 부재는 상기 홈의 주변부 보다 돌출하고,
    상기 마찰 방지 부재와 상기 홈의 측벽과의 사이에 일정 간격이 형성되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홈은 상기 제2 바디에 형성되고,
    상기 마찰 방지 부재는 상기 제2 바디의 홈에 장착되는 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 홈은 상기 잠금 부재에서 상기 제2 바디에 대응하는 영역에 형성되고,
    상기 마찰 방지 부재는 상기 잠금 부재의 홈에 장착되는 기판 처리 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재는 PEEK(poly ether ether keton), PI(polyimide), poly-aramid, PET(Polyethylene terephthalate), zirconia, SiC, SiN, Alumina 중 적어도 하나로 구성되는 기판 처리 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재는 표면에 수지 코팅 또는 DLC(diamond-like coating) 처리된 금속성 바디로 구성되는 기판 처리 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재에는 관통구가 형성되고, 상기 관통구를 통해 체결 부재가 상기 접촉 영역에 체결됨으로써 상기 마찰 방지 부재를 고정시키는 기판 처리 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재와 상기 홈의 측벽 사이에 일정 간격이 형성되고,
    상기 일정 간격은 상기 마찰 방지 부재에 가해지는 압력에 의한 변형량보다 크도록 설정되는 기판 처리 장치.
  15. 기판이 투입 및 배출되는 기판 로딩부;
    상기 기판을 이송하는 기판 이송부;
    상기 기판에 남아있는 이물질을 제거하기 위한 세정액을 상기 기판으로 공급하고, 상기 세정액을 제거하기 위한 린스액을 상기 기판으로 공급하고, 상기 린스액을 건조하기 위한 유기 용제를 상기 기판으로 공급하는 제1 공정 처리 유닛; 및
    상기 기판에 남아있는 유기 용제를 건조하는 제2 공정 처리 유닛을 포함하고,
    상기 제2 공정 처리 유닛은,
    서로 결합되어 내부에 처리 공간을 형성하는 제1 바디와 제2 바디를 포함하는 공정 챔버;
    상기 처리 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급부;
    상기 처리 공간의 온도를 조절하는 온도 조절부;
    상기 제1 바디와 상기 제2 바디를 클램핑하는 클램핑 부재; 및
    상기 제1 바디 및 상기 제2 바디에 대하여 상기 클램핑 부재가 접촉되는 접촉 영역에 형성된 홈에 장착되는 마찰 방지 부재를 포함하고,
    상기 홈의 측벽과 상기 마찰 방지 부재의 측면이 접촉하지 않도록 구성되고,
    상기 마찰 방지 부재는 상기 홈의 주변부보다 돌출하고,
    상기 마찰 방지 부재와 상기 홈의 측벽과의 사이에 일정 간격이 형성되는 기판 처리 설비.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유기 용제로서 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)가 사용되고 상기 유체로서 이산화탄소(CO2)가 사용되며,
    상기 제2 공정 처리 유닛은 상기 이산화탄소를 초임계 상태로 유지하여 상기 기판 상의 이소프로필 알코올을 건조시키도록 구성되는 기판 처리 설비.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 마찰 방지 부재에는 관통구가 형성되고, 상기 관통구를 통해 체결 부재가 상기 접촉 영역에 체결됨으로써 상기 마찰 방지 부재를 고정시키는 기판 처리 설비.
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