KR20240057799A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240057799A
KR20240057799A KR1020220138459A KR20220138459A KR20240057799A KR 20240057799 A KR20240057799 A KR 20240057799A KR 1020220138459 A KR1020220138459 A KR 1020220138459A KR 20220138459 A KR20220138459 A KR 20220138459A KR 20240057799 A KR20240057799 A KR 20240057799A
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Abstract

미세 구조가 상면 상에 형성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하는 그리퍼(grippper), 상기 기판을 음압으로 고정시키는 흡착부, 상기 그리퍼를 지지하는 그리퍼 암(arm), 상기 흡착부를 지지하는 흡착부 암, 상기 그리퍼 암 및 상기 흡착부 암이 방사형으로 배치되고, 상기 그리퍼 암 및 상기 흡착부 암이 연결되는 지지부, 및 상기 지지부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대를 포함하고, 상기 그리퍼 및 상기 흡착부는 서로 이격되고, 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 통하여, 기판의 하면을 효과적으로 세정하고 기판의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 기판을 지지하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는, 기판에 포토리소그래피, 식각, 애싱, 이온 주입, 박막 증착, 세정 등의 다양한 반도체 제조 공정이 수행된다. 웨이퍼의 세정은 반도체 제조 공정을 진행하는데 있어 필수적이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 하면에서 기판의 둘레를 따라 기판을 고정하여 기판의 하면을 효과적으로 세정하고, 기판을 고정할 때 기판의 손상을 방지하고, 기판의 생산 수율을 향상시키기 위한 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은 미세 구조가 상면 상에 형성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하는 그리퍼, 상기 기판을 음압으로 고정시키는 흡착부, 상기 그리퍼를 지지하는 그리퍼 암, 상기 흡착부를 지지하는 흡착부 암, 상기 그리퍼 암 및 상기 흡착부 암이 방사형으로 배치되고, 상기 그리퍼 암 및 상기 흡착부 암이 연결되는 지지부, 및 상기 지지부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대를 포함하고, 상기 그리퍼 및 상기 흡착부는 서로 이격되고, 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 지지부, 상기 지지부의 하부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대, 상기 지지부의 둘레로부터 상기 지지부를 중심으로 방사형으로 서로 이격되어 연장되는 그리퍼 암 및 흡착부 암, 상기 그리퍼 암에 의해 지지되고, 미세 구조가 상면 상에 형성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하는 그리퍼, 및 상기 흡착부 암에 의해 지지되고, 상기 기판의 상기 하면을 음압으로 고정시키는 흡착부를 포함하고, 상기 그리퍼 및 상기 흡착부는 서로 이격되고, 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 게코 미세 구조가 상면 상에 구성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하고, 서로 균등한 간격으로 이격되어 배치된 4개의 그리퍼, 원형의 음압 홀이 상기 기판과 접촉하는 상면에 형성되고, 상기 기판을 음압으로 고정시키는 8개의 흡착부, 4개의 상기 그리퍼를 지지하는 그리퍼 암, 8개의 상기 흡착부를 지지하는 흡착부 암, 4개의 상기 그리퍼 암 및 8개의 상기 흡착부 암이 방사형으로 배치되고, 4개의 그리퍼 암 및 8개의 흡착부 암이 연결되는 지지부, 및 상기 지지부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대를 포함하고, 4개의 상기 그리퍼 사이에 2개의 상기 흡착부가 위치하여, 4개의 상기 그리퍼 및 8개의 상기 흡착부는 서로 균등한 간격으로 이격되고, 4개의 상기 그리퍼 및 8개의 상기 흡착부는 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하고, 4개의 상기 그리퍼의 상기 지지부로부터의 수직 레벨인 제1 높이는, 4개의 상기 흡착부의 상기 지지부로부터의 수직 레벨인 제2 높이와 같거나 보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 장치에서, 기판 처리장치가 기판의 하면에서 기판의 둘레를 따라 기판을 고정하므로 기판의 하면 세정이 용이하며, 기판을 고정할 때 기판에 충격이 가해지지 않고, 기판의 상면 및 하면의 세정이 효과적으로 이뤄져 기판의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치를 나타내기 위한 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 그리퍼를 나타내기 위해 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 접촉면에 형성된 미세 구조를 나타내기 위해 도 3a의 C 부분을 확대해서 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 흡착부를 나타내기 위해 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 그리퍼와 흡착부를 비교하여 나타내기 위한 측면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 흡착부를 나타내기 위한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 흡착부를 나타내기 위한 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 기술적 사상의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"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, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치(100)를 나타내기 위한 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치를 나타내기 위한 평면도이다. 도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 그리퍼(110)를 나타내기 위해 도 1의 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 도면상 점선으로 표기된 기판(W)의 하면에 접촉해서 기판(W)을 고정시키는 그리퍼(110), 기판(W)의 하면에 위치하여 기판(W)을 음압을 통해 고정시키는 음압 흡착부(120), 그리퍼(110) 및 음압 흡착부(120)를 지지하는 지지부(130), 및 지지부(130)의 하면에 연결된 지지대(140)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 기판(W)은 웨이퍼를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 음압은, 장치의 주변 기체압력에 비해 낮은 압력을 의미할 수 있다.
그리퍼(110)는 그리퍼 상면(111F) 및 그리퍼 상면(111F)에 형성된 미세 구조(111G)를 포함하는 접촉면(111), 그리퍼 몸체(112), 및 그리퍼 암(113)을 포함할 수 있다.
그리퍼 상면(111F)은 그리퍼 몸체(112)에서 기판(W)의 하면과 마주보는 면이다. 그리퍼 상면(111F)에는 미세 구조(111G)가 형성될 수 있다. 미세 구조(111G)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
예시적 실시예로서, 그리퍼 상면(111F)의 형상은 기판(W)의 둘레를 따라 형성되는 휘어진 직사각형의 형상일 수 있다. 상기 휘어진 직사각형의 형상이란, 도 3a에서과 같이, 사각형의 4개의 모서리 중 하나가 기판(W)의 둘레를 따라 휘어지고, 휘어진 모서리의 반대편의 모서리가 휘어진 모서리를 따라 같이 휘어진 형상의 사각형을 의미할 수 있다. 그리퍼 상면(111F)에서 휘어진 모서리는 기판(W)의 직경 방향의 모서리에 비해 길이가 크도록 구성될 수 있다. 그리퍼 상면(111F)은 기판(W)의 하면에 그리퍼 상면(111F)이 위치하여 기판(W)을 지지할 수 있다.
예시적 실시예로서, 도 3b와 같이 그리퍼 상면(111F)의 형상은 기판(W)의 둘레 방향으로 형성된 모서리가 기판(W)의 직경 방향으로 형성된 모서리 보다 길게 형성된 직사각형의 형상일 수 있다. 직사각형 형상의 그리퍼 상면(111F)은 기판(W)의 하면에 그리퍼 상면(111F)이 위치하여 기판(W)을 지지할 수 있다.
그리퍼 몸체(112)는 기판(W)과 마주보는 면에 접촉면(111)이 형성될 수 있고, 일측에 그리퍼 암(113)이 연결될 수 있다. 예를 들면, 그리퍼 몸체(112)는 접촉면(111)의 형상이 Z축 방향으로 연장되어 형성된 육면체의 형상을 가질 수 있다. 그리퍼 몸체(112)의 일면은 기판(W)의 중심부로부터 바깥 방향으로 향하도록 그리퍼 몸체(112)가 위치할 수 있다. 기판(W)의 중심부를 향하는 그리퍼 몸체(112)의 일면에 그리퍼 암(113)이 형성된다. 그리퍼 암(113)의 일단은 그리퍼 몸체(112)의 기판(W)의 중심을 기준으로 한 내측면와 연결되고, 그리퍼 암(113)의 타단은 지지부(130)와 연결된다. 그리퍼 몸체(112)와 지지부(130)는 그리퍼 암(113)을 기준으로 하여 서로 이격하도록 위치될 수 있다.
지지부(130)는 기판(W)의 하부에서 원형으로 형성될 수 있다. 지지부(130)의 상면은 기판(W)의 하면과 대향하도록 형성될 수 있다. 기판(W)이 기판 처리 장치(100)에 로딩되었을 때, 지지부(130)의 중심은 기판(W)의 중심과 동심원을 이루도록 구성될 수 있다. 지지부(130)의 둘레에는 그리퍼 몸체(112)를 지지부(130)과 연결시키는 그리퍼 암(113)이 형성될 수 있다.
지지부(130)는 지지부(130)의 기판(W) 쪽 상면에 위치한 덮개(131)를 포함할 수 있다. 덮개(131)는 후술할 흡착부(120)의 음압관(미도시)의 관리 등을 위해 여닫을 수 있도록 구성된다. 또는, 덮개(131)를 제거하고 후술할 지지대(140)와 지지부(130)의 체결을 할 수 있다.
그리퍼 암(113)은 지지부(130)의 둘레로부터 연장되는 형상을 가질 수 있다. 그리퍼 암(113)은 지지부(130)의 중심을 기준으로 방사상으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
기판 처리 장치(100)는 그리퍼(110)를 복수개 포함할 수 있다. 예시적 실시예로, 도 1에서와 같이 기판 처리 장치(100)는 4개의 그리퍼(110)를 포함할 수 있다. 4개의 그리퍼(110)는 기판(W)의 둘레를 기준으로 하여 서로 균일한 간격을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 그리퍼(110)는 지지부(130)의 중심을 기준으로 하여 서로 90˚의 간격으로 이격될 수 있다. 달리 표현하면, 그리퍼 암(113)은 지지부(130)의 중심을 기준으로 인접한 다른 그리퍼 암(113)과 직각을 이루도록 형성될 수 있다. 앞서 설명한 그리퍼(110)의 형상과 개수는 본 명세서에 의해 한정되지 않는다.
지지부(130)는 지지대(140)와 연결될 수 있다. 지지대(140)는 지지부(130)의 기판(W)의 반대편 쪽의 하면상에 연결될 수 있다. 지지대(140)는 원기둥 형상으로, 원형의 단면이 수직 방향(Z축 방향)으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 지지대(140)의 내부는 공동으로 구성될 수 있고, 상기 공동에는 흡착부(120)에 음압을 형성시킬 음압관(미도시)이 지나도록 구성될 수 있다. 기판(W)의 중심, 지지부(130)의 중심, 및 지지대(140)의 중심이 일직선 상에 놓여있도록 구성될 수 있다. 기판(W)을 포함하여, 지지부(130), 그리퍼(110), 및 흡착부(120)가 회전하도록, 지지대(140)는 지지부(130)와 연결되어 회전할 수 있도록 구성된다. 지지대(140)의 회전은 외부의 동력에 의해 이뤄질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치(100)의 접촉면(111)에 형성된 미세 구조(111G)를 나타내기 위해 도 3a의 C 부분을 확대해서 나타낸 도면이다.
도 4을 참조하면, 그리퍼 상면(111F)에는 미세 구조(111G)가 형성될 수 있다. 미세 구조(111G)는 기판(W)과 접촉하여 기판(W)을 부착할 수 있다. 예시적 실시예로서, 미세 구조(111G)는 게코(Gecko) 구조일 수 있다. 게코 구조는 구조화된 다수의 돌기로 구성된다. 미세한 돌기가 표면에 형성되어, 돌기가 다른 물체와 접촉하면서 상기 돌기가 변형되면서 상기 물체와 상기 돌기의 접촉면적이 넓어질 수 있다. 상기 물체와 상기 돌기가 접촉하면서 분자간의 인력으로 인하여 상기 물체와 상기 돌기간의 접착력이 발생할 수 있다. 상기 돌기가 다수 생성된 것을 미세 구조(111G)라 할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 미세 구조(111G)가 게코 구조인 경우를 예를 들어 설명한다.
미세 구조(111G)를 구성하는 돌기는 Z축 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 예시적 실시예로서, 상기 돌기는 원 기둥 형상의 돌기로 구성될 수 있다. 원기둥 돌기에서, 단면의 직경(d1)은 예를 들어 0.2μm로 형성될 수 있다. 또한 원기둥 돌기에서, 미세 구조(111G)를 기준으로 하여 미세 구조(111G)의 수직 방향의 제1 높이(h1)는 1mm로 구성될 수 있다.
미세 구조(111G)를 이루는 돌기는 단면이 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형으로 형성될 수 있다. 또는 미세 구조(111G)를 이루는 돌기는 단면이 타원 형상일 수 있으며, 적어도 일부의 돌기는 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 미세 구조(111G)를 구성하는 돌기의 형상 및 규격은 본 명세서에 의해 한정되지 않는다. 본 명세서에서의 미세 구조(111G)는 도시와 설명의 편의를 위해 실제 크기 및 비율과 다르게 표현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 그리퍼 상면(111F)상에 형성된 미세 구조(111G)의 돌기의 밀도는 도시와 설명의 편의를 위한 것임을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.
도 5a 및 도 5b는, 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치(100)의 흡착부(120)를 나타내기 위해 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 5a를 참조하면, 흡착부(120)는 흡착부 몸체(122), 흡착면(121F) 및 흡착면(121F)에 형성된 음압홀(121Ha)을 포함하는 흡착부 상면(121), 및 흡착부 암(123)을 포함할 수 있다.
흡착면(121F)의 형상은 사각형으로 구성될 수 있다. 상기 사각형은 정사각형일 수 있다. 즉, 흡착면(121F)의 둘레 방향 제1 모서리의 길이(a1)가, 흡착면(121F)의 기판(W)의 내경 방향 제2 모서리의 길이(a2)와 같아 흡착면(121F)의 형상이 정사각형 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 모서리의 길이(a1)와 제2 모서리의 길이(a2)가 모두 7mm가 되도록 구성될 수 있다.
흡착면(121F)의 형상은 직사각형으로 구성될 수 있다. 기판(W) 둘레 방향 흡착면(121F)의 제1 모서리의 길이(a1)가, 기판(W)의 내경 방향 흡착면(121F)의 제2 모서리의 길이(a2)보다 길어, 흡착면(121F)의 형상이 직사각형 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 모서리의 길이(a1)는 10mm, 제2 모서리의 길이(a2)는 7mm가 되도록 구성될 수 있다. 또는, 제1 모서리는 기판(W)의 둘레 형상을 따라 휘어진 형상을 가질 수 있다.
흡착면(121F)은 흡착부(120)의 Z축 방향 기준 상면일 수 있다. 다르게 표현하면, 기판(W)의 하면과 마주보는 면일 수 있다. 흡착부 몸체(122)는 기판(W)과 마주보는 면에 흡착면(121F)을 포함할 수 있다. 흡착부 몸체(122)의 일측면에 흡착부 암(123)이 연결될 수 있다. 예를 들면, 흡착부 몸체(122)는 흡착면(121F)의 형상에서 Z축 방향으로 연장되어 형성된 육면체의 형상을 가질 수 있다. 흡착부 몸체(122)의 일면이 기판(W)의 중심부로부터 바깥 방향으로 향하도록 흡착부 몸체(122)가 위치될 수 있다. 기판(W)의 중심부를 향하는 흡착부 몸체(122)의 일면에 그리퍼 암(113)이 형성된다. 흡착부 암(123)의 일단은 흡착부 몸체(122)의 일측면과 연결되고, 흡착부 암(123)의 타단은 지지부(130)와 연결된다. 흡착부 몸체(122)와 지지부(130)는 흡착부 암(123)을 기준으로 하여 서로 이격하도록 위치될 수 있다.
음압홀(121Ha)은 흡착면(121F) 상에 위치할 수 있다. 음압홀(121Ha)에 흡착부 몸체(122)와 흡착부 암(123)을 통해 연결되는 음압관(미도시)을 통해 음압이 형성될 수 있다. 내부에 음압이 형성된 음압홀(121Ha)은 주변의 기체를 음압홀(121Ha)을 통해 흡기할 수 있다. 흡착면(121F) 상에 기판(W)이 위치하므로, 기판(W)은 음압이 형성된 음압홀(121Ha)에 의해 흡착면(121F) 상에 기판(W)이 접촉할 수 있다. 또는 기판(W)은 음압이 형성된 음압홀(121Ha)에 의해 흡착면(121F)에 근접하여 위치될 수 있다. 기판(W)이 흡착부(120)와 그리퍼(110)에 의해 고정되는 것에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 5a에서와 같이, 음압홀(121Ha)은 원형으로 구성될 수 있다. 원형 음압홀(121Ha)의 직경은 4mm로 구성될 수 있다. 음압홀(121Ha)은 타원으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 타원형의 음압홀(121Ha)의 장축의 길이는 4mm로 구성될 수 있다.
도 5b에서와 같이, 음압홀(121Hb)은 사각형으로 구성될 수 있다. 사각형 음압홀(121Hb)의 기판(W) 둘레방향 제1 모서리의 길이(b1)는 흡착면(121F)의 기판(W) 둘레 방향 모서리인 제1 모서리의 길이(a1)보다 작도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡착면(121F)의 기판(W) 둘레 방향 모서리인 제1 모서리의 길이(a1)가 7mm이고, 음압홀(121Hb)의 기판(W) 둘레방향 제1 모서리의 길이(b1)는 4mm로 구성될 수 있다.
음압홀(121Hb)의 기판(W) 내경 방향 제2 모서리의 길이(b2)는 음압홀(121Hb)의 기판(W) 둘레방향 제1 모서리의 길이(b1)와 동일하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 음압홀(121Hb)의 기판(W) 둘레방향 제1 모서리의 길이(b1)는 4mm이고, 사각형 음압홀(121Hb)의 기판(W) 내경 방향 제2 모서리의 길이(b2)는 4mm로 동일하게 구성될 수 있다. 그러나, 음압홀의 크기는 본 명세서에 의해 제한되지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치(100)의 그리퍼(110)와 흡착부(120)를 비교하여 나타내기 위한 측면도이다. 도 6을 참조하면, 기판(W)은 그리퍼(110)와 흡착부(120)의 상면에 놓일 수 있다. 즉, 그리퍼(110)의 상면인 접촉면(111)에 기판(W)이 접촉하고, 흡착부(120)에 기판(W)이 근접하여 위치하거나 흡착부 상면(121)에 접촉할 수 있다.
본 명세서에서는 그리퍼 암(113)의 하면, 흡착부 암(123)의 하면, 및 지지부(130)의 하면이 동일한 레벨인 경우를 예를 들어 설명한다. 그러나 이로서 그리퍼 암, 흡착부 암, 및 지지부의 형상이 제한되지 않는다.
그리퍼 암(113)의 하면을 기준으로 미세 구조(111G) 상단 까지의 수직 레벨인 제2 높이(h2)는, 그리퍼 암(113)의 하면을 기준으로 흡착부 상면(121)의 수직 레벨인 제3 높이(h3)보다 클 수 있다. 제2 높이(h2)와 제3 높이(h3)의 차이(h2-h3)는 그리퍼 상면(111F)을 기준으로 한 미세 구조(111G)의 수직 방향 두께보다 작도록 구성될 수 있다. 예시적 실시예로, 제2 높이(h2)는 제3 높이(h3) 보다 크되, 제2 높이(h2)와 제3 높이(h3)의 차이(h2-h3)는 미세 구조(111G)의 수직 방향 두께인 1mm보다 작을 수 있다.
흡착부(120)에서 형성되는 음압으로 인하여 기판(W)이 수직 아래 방향(-Z축 방향)으로 힘을 받고, 상기 힘으로 인하여 기판(W)에 접촉한 미세 구조(111G)의 돌기에 기판(W)이 접촉할 수 있다. 미세 구조(111G)에 기판(W)이 접촉되면, 미세 구조(111G)를 이루는 돌기들의 형상이 변형될 수 있다. 미세 구조(111G)를 이루는 돌기들의 형상이 변형되면서 기판(W)이 미세 구조(111G)에 접착될 수 있다. 미세 구조(111G)를 이루는 돌기들의 형상이 변형되어 미세 구조(111G)의 수직 방향 두께가 감소하므로, 기판(W)의 하면과 흡착부 상면(121)의 수직 방향 거리가 더욱 가까워지거나, 기판(W) 하면에 흡착부 상면(121)이 접촉될 수 있다.
기판(W)과 흡착부 상면(121)의 거리가 가까워지거나 기판(W) 하면에 흡착부 상면(121)이 접촉됨으로 인하여, 기판(W)과 그리퍼 상면(111F)의 수직 방향 거리가 기판(W)과 미세 구조(111G)가 최초 접촉했을 때의 기판(W)과 그리퍼 상면(111F)의 수직 방향 거리보다 더욱 가까워질 수 있다. 그리퍼 상면(111F)과 기판(W)의 하면의 거리가 더욱 가까워져, 미세 구조(111G)를 이루는 돌기들이 형상이 더욱 변형될 수 있다. 미세 구조(111G)를 이루는 돌기들이 더욱 변형됨으로 인하여, 기판(W)과 미세 구조(111G)가 접촉하는 면적이 증가할 수 있다. 따라서 미세 구조(111G)와 기판(W) 사이의 접착력이 커질 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치(100)는, 세정 장치에서 통상의 기술인 기판(W) 하면의 중심부를 지지하고 흡착하는 진공 척이 없이, 기판(W)의 중심으로부터 이격된 주변부에 기판(W)의 둘레를 따라 그리퍼(110) 및 흡착부(120)가 기판(W)의 하면에 접촉한다. 따라서, 본 발명의 기판 처리 장치(100)를 통해 기판(W)의 하면의 중심부를 효과적으로 세정할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치(100)는, 세정 장치에서 통상의 기술인 기판(W)을 청크 핀(Chunk pin)을 이용하여 고정하는 기술과 달리, 기판에 핀으로 인한 충격이 발생하지 않는다. 약액과 기판을 고정하는 핀과의 충돌로 인한 약액의 비산이 일어나지 않고, 따라서 에치 레이트(E/R)의 불균일이 감소하거나 제거될 수 있다. 본 발명의 기판 처리 장치(100)를 통해 보다 효과적으로 기판의 상면과 하면을 세정할 수 있으므로 기판의 생산 수율이 상승할 수 있다. 다만, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 기판 세정 장치 외에도 적용될 수 있으므로, 본 명세서로 인하여 본 발명의 기판 처리 장치의 적용이 제한되지 않는다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 흡착부(120)를 나타내기 위한 도면이다. 도 7b는 본 발명의 일 실시예인 기판 처리 장치의 흡착부(120)를 나타내기 위한 측면도이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 흡착면(121F) 상에 탄성 부재(124)가 위치할 수 있다. 탄성 부재(124)는 탄성 부재(124)의 상면(124F) 및 음압홀(124Ha)을 포함할 수 있다. 탄성 부재(124)의 단면의 형상은 도 5a에서 나타나는 흡착면(121F)과 동일한 형상을 가질 수 있다.
그리퍼 암(113)의 하면을 기준으로 탄성 부재(124)의 상면(124F)까지의 수직 레벨인 제4 높이(h4)는 앞서 설명한 제2 높이(h2)와 같거나 보다 작을 수 있다.
탄성 부재(124)는 기판(W)의 하면과 직접 접촉할 수 있다. 기판(W)이 탄성 부재(124)에 형성된 음압홀(124Ha)의 음압으로 인해 기판(W)이 수직 아래 방향(-Z축 방향)으로 힘을 받을 수 있다. 상기 힘으로 인하여, 탄성 부재(124)가 변형될 수 있다. 탄성 부재(124)가 변형되더라도 탄성 부재(124)의 상면(124F)이 기판(W)의 하면과 직접 접촉하고 있으므로, 여전히 기판(W)은 탄성 부재(124)와 음압에 의해 고정될 수 있다. 상기 힘으로 인하여 탄성 부재(124)가 변형되어 탄성 부재(124)의 수직 방향 두께가 감소하면, 제4 높이(h4)가 탄성 부재(124)의 변형 전에 비하여 감소할 수 있다.
제4 높이(h4)가 감소하면, 미세 구조(111G)가 형성된 그리퍼 상면(111F)과 기판(W)의 수직 방향 거리가 감소할 수 있다. 따라서, 미세 구조(111G)를 이루고 있는 돌기들이 변형되어 기판(W)의 하면과 접촉하는 면적이 증가될 수 있다. 따라서, 탄성 부재(124)가 기판(W)에 계속하여 접촉하므로, 기판(W)을 고정하기 위한 흡착부(120)의 음압 유지가 보다 수월해지며, 동시에 탄성 부재(124)의 변형으로 인하여 미세 구조(111G)와 기판(W)의 접착력이 증가될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형상으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것으로 이해해서는 안된다.
100: 기판 처리 장치 110: 그리퍼
120: 흡착부 130: 지지부
140: 지지대 W: 기판

Claims (12)

  1. 미세 구조가 상면 상에 형성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하는 그리퍼(grippper);
    상기 기판을 음압으로 고정시키는 흡착부;
    상기 그리퍼를 지지하는 그리퍼 암(arm);
    상기 흡착부를 지지하는 흡착부 암;
    상기 그리퍼 암 및 상기 흡착부 암이 방사형으로 배치되고, 상기 그리퍼 암 및 상기 흡착부 암이 연결되는 지지부; 및
    상기 지지부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대;를 포함하고,
    상기 그리퍼 및 상기 흡착부는 서로 이격되고, 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그리퍼 및 상기 흡착부는 각각 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세 구조는 게코(Gecko) 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판의 둘레를 따라 서로 이격된 복수의 상기 그리퍼의 사이에 하나 이상의 상기 흡착부가 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 그리퍼 암의 하면을 기준으로 복수의 상기 그리퍼의 수직 레벨인 제1 높이는, 상기 그리퍼 암의 하면을 기준으로 복수의 상기 흡착부의 수직 레벨인 제2 높이와 같거나 보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 높이와 상기 제2 높이의 차이가 상기 미세 구조의 수직 방향 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    복수의 상기 그리퍼는 4개로 구성되어 있고, 4개의 상기 그리퍼는 균등한 간격으로 이격되어 배치되고,
    복수의 상기 흡착부는 8개로 구성되어 있고, 4개의 상기 그리퍼 및 8개의 상기 흡착부는 서로 균등한 간격으로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    복수의 상기 흡착부는 상기 기판에 접촉하는 음압 접촉면, 및 상기 음압 접촉면 상에 형성된 음압홀을 포함하고, 상기 음압홀은 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음압 접촉면은 각 변의 길이가 6mm이상 10mm이하인 정사각형으로 구성되고, 상기 음압홀은 직경이 3mm 이상 4mm이하인 원형으로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 흡착부는, 복수의 상기 흡착부의 상면에 위치하고 음압홀이 형성된 탄성 부재를 더 포함하고,
    상기 그리퍼 암의 하면을 기준으로 상기 탄성 부재의 상면의 수직 레벨은 상기 그리퍼 암의 하면을 기준으로 복수의 상기 그리퍼의 수직 레벨보다 작거나 같고,
    상기 음압홀에 음압이 형성되어 상기 기판이 흡착되고, 흡착으로 인해 상기 탄성 부재의 수직 방향 두께가 감소하여 상기 그리퍼의 상기 상면과 상기 기판의 상기 하면과의 거리가 감소하도록 탄성 부재가 변형되어 상기 그리퍼 및 상기 흡착부에 상기 기판이 고정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 지지부;
    상기 지지부의 하부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대;
    상기 지지부의 둘레로부터 상기 지지부를 중심으로 방사형으로 서로 이격되어 연장되는 그리퍼 암 및 흡착부 암;
    상기 그리퍼 암에 의해 지지되고, 미세 구조가 상면 상에 형성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하는 그리퍼; 및
    상기 흡착부 암에 의해 지지되고, 상기 기판의 상기 하면을 음압으로 고정시키는 흡착부;를 포함하고,
    상기 그리퍼 및 상기 흡착부는 서로 이격되고, 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 게코 미세 구조가 상면 상에 구성되어 상기 미세 구조가 기판의 하면에 접촉하고, 서로 균등한 간격으로 이격되어 배치된 4개의 그리퍼;
    원형의 음압홀이 상기 기판과 접촉하는 상면에 형성되고, 상기 기판을 음압으로 고정시키는 8개의 흡착부;
    4개의 상기 그리퍼를 각각 지지하는 4개의 그리퍼 암;
    8개의 상기 흡착부를 각각 지지하는 8개의 흡착부 암;
    4개의 상기 그리퍼 암 및 8개의 상기 흡착부 암이 방사형으로 배치되고, 4개의 그리퍼 암 및 8개의 흡착부 암이 연결되는 지지부; 및
    상기 지지부와 연결되고, 상기 지지부가 회전 되도록 구성된 지지대;를 포함하고,
    4개의 상기 그리퍼 사이에 2개의 상기 흡착부가 위치하여, 4개의 상기 그리퍼 및 8개의 상기 흡착부는 서로 균등한 간격으로 이격되고,
    4개의 상기 그리퍼 및 8개의 상기 흡착부는 상기 기판의 상기 하면의 외연을 따라 상기 기판의 상기 하면을 지지하고,
    상기 그리퍼 암의 하면을 기준으로 4개의 상기 그리퍼의 수직 레벨인 제1 높이는, 상기 그리퍼 암의 하면을 기준으로 4개의 상기 흡착부의 상면의 수직 레벨인 제2 높이와 같거나 보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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