KR20240064097A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240064097A
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박경영
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

기판 처리 장치를 개시한다. 기판 처리 장치는, 기판에 대한 초임계 처리 공정이 수행되는 처리 공간과, 상기 처리 공간에 기판이 출입되기 위한 출입구가 외면에 형성된 처리 챔버, 도어면을 통해 상기 출입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어면에 설치되고, 상기 출입구가 폐쇄된 상태에서 상기 출입구의 주변을 따라 상기 도어 및 처리 챔버 사이 공간을 밀폐하는 실링부를 포함하고, 상기 실링부는, 상기 도어면에 안착되는 바닥면, 상기 바닥면의 둘레 방향을 따라 돌출되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단부로부터 상기 바닥면의 중심축을 향해 절곡되는 밀폐부를 포함하고, 상기 밀폐부는, 상기 도어가 상기 출입구를 폐쇄하는 동작에 의하여 상기 처리 챔버와 접하여 상기 도어와 상기 처리 챔버의 접촉면을 밀폐하는 제1 영역 및 상기 도어가 상기 출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 처리 공간 내부의 압력이 증가함에 따라 압력을 전달받아 팽창하여 상기 도어와 상기 처리 챔버의 접촉면을 밀폐하는 제2 영역을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
아래의 실시 예는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체는 리소그래피, 증착 및 에칭 등과 같은 일렬의 공정이 반복적으로 수행됨으로써 제조된다. 반도체를 구성하는 기판의 표면에는 반복적인 공정에 따른 각종 파티클, 금속 불순물 또는 유기물과 같은 오염물질이 잔존하게 된다. 기판 상에 잔존하는 오염물질은 반도체의 신뢰성을 저하시키므로, 이를 개선하기 위해 반도체 제조공정은 기판을 세정하는 공정을 포함하게 된다.
기판의 세정 공정은 세정제를 통해 기판을 세척한 후, 기판을 건조시키는 순서로 수행된다. 최근에는 초임계 유체를 통해 기판을 건조하는 공정이 사용되고 있다. 초임계 유체는 임계온도 및 임계압력 이상의 상태에서, 기체와 액체의 성질을 동시에 가지는 유체로써, 확산력과 침투력이 뛰어나고 용해력이 높으며 표면장력 또한 낮아 기판을 건조하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 초임계 처리 공정은 챔버 내 처리 공간에서 수행되며, 챔버는 처리 공간 내 고압 및 고온 상태를 제공하기 위해 도어를 통해 밀폐된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수 없다.
일 실시 예에 따른 목적은, 초임계 처리 공정의 진행 과정에서 처리 공간 내 밀폐력을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 처리 공간을 실링하기 위한 실링부의 소성 변형을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 문서의 다양한 실시 예의 기판 처리 장치는, 기판에 대한 초임계 처리 공정이 수행되는 처리 공간과, 상기 처리 공간에 기판이 출입되기 위한 출입구가 외면에 형성된 처리 챔버, 도어면을 통해 상기 출입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어면에 설치되고, 상기 출입구가 폐쇄된 상태에서 상기 출입구의 주변을 따라 상기 도어 및 처리 챔버 사이 공간을 밀폐하는 실링부를 포함하고, 상기 실링부는, 상기 도어면에 안착되는 바닥면, 상기 바닥면의 둘레 방향을 따라 돌출되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단부로부터 상기 바닥면의 중심축을 향해 절곡되는 밀폐부를 포함하고, 상기 밀폐부는, 상기 도어가 상기 출입구를 폐쇄하는 동작에 의하여 상기 처리 챔버와 접하여 상기 도어와 상기 처리 챔버의 접촉면을 밀폐하는 제1 영역 및 상기 도어가 상기 출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 처리 공간 내부의 압력이 증가힘에 따라 압력을 전달받아 팽창하여 상기 도어와 상기 처리 챔버의 접촉면을 밀폐하는 제2 영역을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제2 영역은, 상기 밀폐부에서 상기 지지부의 단부로부터 절곡된 영역에 인접한 영역이고, 상기 제1 영역은, 상기 제2 영역으로부터 상기 바닥면의 중심축 방향으로 연장된 영역일 수 있다.
한편, 상기 제1 영역은, 상기 바닥면을 바라보는 방향으로 연장되어 상기 지지부를 바라보는 방향으로 공기가 전달되도록 유로를 형성하는 돌출부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 도어는, 상기 도어면으로부터 상기 실링부를 바라보는 방향으로 돌출되는 고정부를 포함하고, 상기 실링부는, 상기 고정부가 인입되어 상기 실링부의 위치를 고정하는 고정 홈을 포함할 수 있다.
한편, 상기 실링부는, 상기 바닥면 중 상기 지지부에 인접한 영역, 상기 지지부 및 상기 제2 영역에 둘러싸인 공간인 확장 영역을 포함할 수 있다.
한편, 상기 확장 영역에 배치되어, 단면을 기준으로 상기 제2 영역을 상기 바닥면으로부터 멀어지도록 탄성력을 가하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 실링부는, 상기 바닥면에서 상기 바닥면의 중심축에 인접한 영역 및 상기 제1 영역 사이에 형성되는 공간인 유로 영역을 포함할 수 있다.
한편, 상기 유로 영역에 배치되어, 상기 출입구로부터 상기 확장 영역으로 공기를 가이드하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 가이드 부재는, 상기 제1 영역 및 상기 바닥면에 접하여 상기 제1 영역을 지지할 수 있다.
한편, 상기 가이드 부재는, 상기 출입구로부터 상기 확장 영역으로 연통되는 가이드 유로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 초임계 처리 공정의 진행 과정에서 처리 공간 내 밀폐력을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 처리 공간을 실링하기 위한 실링부의 소성 변형을 최소화할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 분해 단면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 조립 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 도어면에 대한 확대 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 실링부의 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 도어가 출입구를 폐쇄하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 도어가 출입구를 폐쇄하는 과정을 도시하는 도면이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 분해 단면도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 조립 단면도이며, 도 3은 일 실시 예에 따른 도어면에 대한 확대 단면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 실링부의 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)는 기판(W)의 처리 공정, 예를 들어, 기판(W) 표면의 세정액을 건조하는 건조 공정을 수행할 수 있다.
여기서, 기판 처리 장치(1)를 통해 처리가 수행되는 기판(W)은 반도체 장치(semiconductor)용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나, 기판(W)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(W)은 예를 들어, LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)과 같은 평판 디스플레이 장치(flat panel display device, FPD)용 글래스를 포함하는 종류의 기판(W)일 수 있다.
일 실시 예에서, 기판 처리 장치(1)는 초임계 유체(supercritical fluid)를 공정 유체로 이용하여 기판(W)에 대한 초임계 처리 공정을 수행할 수 있다. 초임계 유체는 임계온도 및 임계압력을 초과한 초임계 상태(supercritical phase)에 도달한 경우, 기체(vaper) 및 액체(liquid)의 성질을 동시에 가지는 상태의 물질을 의미한다. 초임계 유체는 액체에 가까운 분자밀도를 가지고, 기체에 가까운 점성도를 가질 수 있으며, 이러한 특수한 성질로 인해 확산력, 침투력, 용해력이 뛰어나 화학반응에 유리하고, 낮은 표면장력을 통해 기판(W)의 미세구조에 계면장력을 가하지 아니하는 특성을 가질 수 있다.
초임계 공정은 이러한 초임계 유체의 특성을 이용하여 수행되며, 대표적인 예로써 초임계 건조 공정 및 초임계 식각 공정을 포함할 수 있다. 이하에서는, 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)가 기판(W)에 대한 초임계 건조 공정을 수행하는 경우를 가정하여 설명하도록 한다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 기판 처리 장치(1)는 초임계 건조 공정 이외에 다른 초임계 공정을 수행할 수 있음을 밝힌다.
초임계 건조 공정은 초임계 유체를 통해 기판(W)의 표면, 예를 들어, 기판(W)에 형성된 회로 패턴에 잔류하는 유기용제를 용해하여 기판(W)을 건조시키는 방식으로 수행될 수 있다. 초임계 건조 공정은 건조 효율이 우수할 뿐만 아니라, 도괴 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 또한 초임계 건조 공정은 기판(W)에 대한 건조 과정에서 기판(W) 표면에 파티클이 형성되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. 초임계 건조 공정에 이용되는 초임계 유체는 다양한 종류가 있으나, 유기용제와 혼화성이 있는 물질, 예를드렁, 초임계 이산화탄소(scCO2: supercritical carbon dioxide)일 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)는, 초임계 처리 공정을 위한 밀폐 과정 및 압력 상승 과정에서 발생하는 부품의 손상을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(1)는 초임계 공정이 수행되는 처리 공간(101)을 밀폐하기 위한 실링부(121)가 처리 공간(101) 내 압력에 의해 변형되는 것을 물리적으로 방지하는 구조를 포함함으로써, 실링부(121)의 변형에 따른 피로 손상을 최소화하고 부품의 수명을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1)는 처리 챔버(100), 도어(110), 실링 영역(120) 및 클램프(130)를 포함할 수 있다.
처리 챔버(100)의 내부에서는 기판(W)에 대한 초임계 처리 공정이 수행될 수 있다. 처리 챔버(100)의 내부에는 기판(W) 처리 공정이 수행되는 처리 공간(101)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 처리 공간(101)의 내부에는 기판(W)이 안착되는 안착부(105)가 설치될 수 있다. 안착부(105)는 처리 공간(101) 내에 기판(W)이 정렬된 상태에서, 기판(W)의 하면 엣지 부위를 지지할 수 있다. 일 실시 예에서, 처리 챔버(100)의 외면에 형성된 출입면(103)을 포함하며, 출입면(103)에는 처리 공간(101)과 연통되고 기판(W)이 출입하는 출입구(102)가 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 출입면(103)은 출입구(102)보다 큰 면적으로 형성될 수 있으며, 출입구(102)는 출입면(103)의 중앙 부위에 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 처리 챔버(100)는 처리 공간(101)으로 초임계 유체를 공급하기 위한 공급관(1061) 및, 사용된 초임계 유체를 처리 공간(101)으로부터 배출하기 위한 배기관(1062)을 포함할 수 있다. 공급관(1061) 및 배기관(1062)에는 초임계 유체의 유동을 단속하기 위한 밸브가 연결될 수 있다. 처리 공간(101)은 기판(W)의 초임계 처리 공정 과정에서 고압 및 고온 상태에 놓여 질 수 있다. 이 경우, 처리 공간(101)은 내부에 유입된 초임계 유체의 초임계 상태를 유지하기 위해 밀폐 상태, 예를 들어, 출입구(102)가 폐쇄된 상태로 될 필요가 있다.
도어(110)는 처리 챔버(100)에 연결되고, 실링 영역(120)을 포함하여, 개폐작동을 통해 출입구(102)를 개폐할 수 있다. 도어(110)는 후술하는 승강부(미도시)의 작동에 따라 출입구(102)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 도어(110)는 처리 공간(101)으로 기판(W)이 반입되거나 반출되는 과정에서는 출입구(102)가 외부에 노출되도록 개방 위치(예: 도 1)에 놓여지고, 기판(W)에 대한 초임계 처리 과정이 수행되는 과정에서는 처리 공간(101)을 밀폐하기 위해 출입구(102)를 커버하는 폐쇄 위치(예: 도 2)에 놓여질 수 있다.
일 실시 예에서, 도어(110)는 외면에 형성되는 도어면(113)을 통해 출입면(103)을 커버하는 방식으로 출입구(102)를 폐쇄할 수 있다. 도어면(113)은 출입면(103)에 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄한 상태에서 출입면(103)에 맞물려 연결될 수 있다. 도어면(113)에는 내측으로 단차지게 함몰되는 안착홈(111)이 형성될 수 있고, 안착홈(111) 내부에는 실링 영역(120)이 마련될 수 있다.
일 실시 예에서, 처리 챔버(100) 및 도어(110)는 지면에 대해 경사지는 형상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 처리 챔버(100)의 출입면(103)은 지면에 대해 경사지는 형태, 예를 들어, 지면을 기준으로 처리 공간(101)으로부터 출입구(102) 방향을 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 도어(110)의 도어면(113)은 출입면(103)에 맞물리도록 지면을 기준으로, 출입면(103) 방향을 향해 하향 경사지는 형태를 포함할 수 있다. 다시 말해, 처리 챔버(100)의 출입면(103) 및 도어(110)의 도어면(113)은 서로 대응되는 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 출입면(103) 및 도어면(113)은 서로 맞물리게 연결되므로, 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄한 상태에서 서로 밀착될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 도어(110)는 도어면(113)이 처리 챔버(100)의 출입면(103)에 접촉한 상태를 유지하면서, 승강 작동만으로 출입구(102)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 따라서, 도어(110)의 개폐 동작 과정에서, 출입면(103) 및 도어면(113)의 접촉이 일정하게 유지되므로, 개폐 동작에 따른 파티클 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 처리 챔버(100)의 출입면(103)은 외측을 향해 하향 경사지게 형성되므로, 도어(110)의 개폐 과정에서 마찰로 인해 파티클이 발생하더라도 발생한 파티클이 낙하되므로, 출입구(102)를 통해 처리 공간(101) 내부로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
일 실시 예에서, 처리 챔버(100) 및 도어(110)는 처리 공간(101)이 폐쇄된 상태에서 서로의 결합 상태를 견고하게 하기 위한 구조를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도어(110)는 상면에 돌출되는 돌출부(114)를 포함하고, 처리 챔버(100)는 돌출부(114)가 삽입되는 오목부(104)를 포함할 수 있다. 이 경우, 돌출부(114)는 출입면(103)의 적어도 일부를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 출입면(103)의 상면이 돌출부(114)의 일부를 형성할 수 있다. 이 경우, 도어(110)는 처리 챔버(100)에 대해 승강 작동만으로 처리 공간(101)을 개폐할 수 있기 때문에, 처리 공간(101) 내 압력이 증가하는 경우에도 도어(110)가 처리 챔버(100)에 대해 수평 방향으로 밀리는 것을 구조적으로 방지할 수 있다.
실링 영역(120)은 도어(110)와 처리 챔버(100)를 실질적으로 밀폐하는 실링부(121) 및 실링부(121)를 지지하는 지지부(126)를 포함할 수 있다. 실링부(121)는 출입구(102)가 도어(110)에 의해 폐쇄된 상태에서, 출입구(102)를 밀폐시킬 수 있다. 실링부(121)는 출입구(102)의 주변을 감싸도록 도어(110) 및 처리 챔버(100) 사이, 예를 들어, 도어면(113) 및 출입면(103) 사이에 배치됨으로써 출입구(102)를 폐쇄할 수 있다. 실링부(121)는 도어면(113)에 설치될 수 있으며, 예를 들어, 지지부(126)에 의하여 지지되며 안착홈(111)에 안착되는 방식으로 설치될 수 있다. 일 실시 예에서, 실링부(121)는 도어면(113)에 안착되는 바닥면(1211)과, 바닥면(1211)의 둘레를 따라 형성되고 지지부(1212) 및 밀폐부(1215)를 포함하는 측벽(1212, 1215)을 포함할 수 있다.
바닥면(1211)은 도어면(113)에 안착될 수 있다. 예를 들어, 바닥면(1211)은 안착홈(111)의 바닥에 안착될 수 있다. 바닥면(1211)은 도 4와 같이 타원형의 판 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 바닥면(1211)의 형태는 일 예시에 불과하며 바닥면(1211)은 판 형상을 가지는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 바닥면(1211)은 처리 챔버(100)의 출입구(102)를 커버하기에 충분한 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄한 상태를 기준으로, 바닥면(1211)은 출입구(102) 전체를 덮는 면적으로 형성될 수 있다.
측벽(1212, 1215)은 바닥면(1211)의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 이 경우, 측벽(1212, 1215)은 바닥면(1211)을 바라본 상태를 기준으로, 폐루프(closed loop)를 형성할 수 있다. 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄한 상태에서, 측벽(1212, 1215)의 단부인 밀폐부(1215)는 출입면(103)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 밀폐부(1215)는 출입구(102)의 둘레를 감쌀 수 있다. 밀폐부(1215)가 출입면(103)에 접촉된 상태에서, 바닥면(1211) 및 측벽(1212, 1215)은 출입면(103)과 함께 밀폐된 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 측벽(1212, 1215)은 출입구(102)가 도어(110)에 의해 폐쇄된 상태에서 처리 공간(101) 내 초임계 유체가 출입구(102)를 통해 빠져나가지 않도록 밀폐하는 기능을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 측벽(1212, 1215)은 지지부(1212) 및 밀폐부(1215)를 포함할 수 있다. 지지부(1212)는 바닥면(1211)의 둘레 방향을 따라 바닥면에 수직한 방향, 즉, 출입면(103)을 향하는 방향으로 돌출될 수 있다. 밀폐부(1215)는 지지부(1212)의 단부로부터 바닥면(1211)의 중심축을 향해 절곡되도록 연장될 수 있다.
일 실시 예에서, 밀폐부(1215)는 출입구(102)가 폐쇄된 상태에서 출입면(103)에 접촉할 수 있다. 구체적으로, 밀폐부(1215)의 바닥면(1211)을 마주보는 면과 반대되는 면은, 도어면(113)과 출입면(103)이 접하는 면인 접촉면(1261)과 접하여, 도어(110)와 출입구(102) 사이를 밀폐할 수 있다.
일 실시 예에서, 측벽(1212, 1215)은 도어(110)가 처리 공간(101)을 폐쇄하는 과정, 즉, 도어면(113)이 출입면(103)에 가압되는 과정에서, 접촉면(1261)에 대한 밀폐부(1215)의 접촉 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 측벽(1212, 1215)은 바닥면(1211) 및 밀폐부(1215) 사이의 간격이 조절됨으로써, 출입면(103)에 대한 도어(110)의 가압 상태에 관계없이 처리 공간(101)에 대한 밀폐 상태를 유지할 수 있다. 특히, 바닥면(1211)은 일체로 형성되기 때문에 처리 공간(101) 내 압력이 증가하는 경우에도 바닥면(1211) 및 측벽(1212, 1215)이 형성하는 공간(1210)을 통해 초임계 유체가 도어면(113) 및 출입면(103) 사이 공간을 통해 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 밀폐부(1215)는 제1 영역(1214) 및 제2 영역(1213)을 포함할 수 있다. 제1 영역(1214)은 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄하는 동작에 의하여 처리 챔버(100)와 접하여 도어(110)와 처리 챔버(100)의 접착면을 밀폐할 수 있고, 제2 영역(1213)은 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄한 상태에서 처리 공간(101) 내 압력 증가에 따라 압력을 전달받아 팽창하여 도어(110)와 처리 챔버(100)의 접착면을 밀폐할 수 있다.
예를 들면, 실링부(121)는 바닥면(1211) 중 지지부(1212)에 인접한 영역, 지지부(1212) 및 제2 영역(1213)으로 둘러싸인 공간인 확장 영역(1219)을 포함하고, 확장 영역(1219)은 공기압에 의하여 팽창하며 제2 영역(1213)을 밀어내고, 제2 영역(1213)은 접촉면(1261)에 밀착되며 도어(110)의 밀폐 효과를 높일 수 있다.
다양한 실시 예에서 제1 영역(1214)과 제2 영역(1213)의 배치는 다양하게 설계될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 영역(1213)은 밀폐부(1215) 중 지지부(1212) 단부로부터 절곡된 영역에 인접한 영역이고, 제1 영역(1214)은 제2 영역(1213)으로부터 바닥면(1211)의 중심축 방향으로 연장된 영역일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 영역(1214)은 도어(110)의 승강에 의하여 접촉면(1261)과 접촉하여, 1차적으로 도어(110)와 출입구(102) 사이를 폐쇄할 수 있다. 그리고, 처리 공간(101) 내에 압력이 증가하면, 제2 영역(1213)은 접촉면(1261) 방향으로 팽창하여, 2차적으로 도어(110)와 출입구(102) 사이를 폐쇄할 수 있다. 밀폐부(1215)는 제1 영역(1214)과 제2 영역(1213)의 이중 밀착 구조를 통하여, 내부 압력 공급으로 실링부(121)를 밀착하여 밀폐 효과를 증대할 수 있다. 다양한 실시예의 밀폐부(1215)의 구체적인 내용은 도 5 이하에서 상세히 설명한다.
일 실시 예에서, 승강부(미도시)는 도어(110)를 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 승강부(미도시)는 도어(110)를 지면에 수직한 승강 방향(D1)을 따라 승강시킴으로써, 출입구(102)를 선택적으로 개폐시킬 수 있다. 이 경우, 승강부(미도시)는 출입구(102)를 폐쇄하는 과정에서, 도어면(113)을 출입면(103) 방향으로 가압하여 도어면(113) 및 출입면(103)을 밀착시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 클램프(130)는 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄한 상태에서, 도어(110) 및 처리 챔버(100)를 감싸는 클램핑 위치로 이동함으로써 처리 챔버(100)에 대한 도어(110)의 위치를 고정할 수 있다. 클램프(130)는 처리 챔버(100) 내부의 압력이 증가하는 경우 도어(110)가 폐쇄위치로부터 밀려나는 것을 방지할 수 있다. 클램프(130)가 클램핑 위치로 이동하여 출입구(102)의 폐쇄 상태를 고정한 상태에서, 승강부(미도시)의 작동, 즉, 도어면(113)을 출입면(103) 방향으로 가압하는 작동이 해제될 수 있다.
일 실시 예에서, 클램프(130)는 서로 결합된 도어(110) 및 처리 챔버(100)의 일부가 끼워지는 공동(134)을 형성하는 프레임 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 클램프(130)는 하부 바디(132), 상부 바디(131) 및 측부 바디(133)를 포함할 수 있다. 하부 바디(132)는 도어(110)와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 하부 바디(132)는 도어(110)에 형성된 클램프 삽입홈(115)에 삽입될 수 있다. 하부 바디(132)는 도어(110)의 하면에 접촉되어 도어(110)의 하측을 지지할 수 있다. 상부 바디(131)는 하부 바디(132)의 상측에 이격 배치되어 도어(110)의 상면을 지지할 수 있다. 측부 바디(133)는 상부 바디(131) 및 하부 바디(132)의 양측을 연결할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 5를 참고하면, 기판 처리 장치(1)는 탄성 부재(123)를 포함할 수 있고, 실링부(121)는 고정 홈(1217) 및 유로 영역(1218)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 탄성 부재(123)는 실링부(121)의 내측 중 확장 영역(1219)에 배치될 수 있다. 탄성 부재(123)는 중공을 포함하는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 지지부(1212) 및 제2 영역(1213)의 내주면에 접촉한 상태로 바닥면(1211)에 배치될 수 있다. 이 경우, 단면을 기준으로 탄성 부재(123)는 실링부(121)의 바닥면(1211) 및 제2 영역(1213) 사이에 배치될 수 있다. 탄성 부재(123)는 바닥면(1211) 및 제2 영역(1213) 사이에서 탄성력을 가함으로써, 제2 영역(1213)이 바닥면(1211) 방향으로 과도하게 압축되는 것을 방지하는 한편, 제2 영역(1213)에 가해지는 힘이 제거되면 제2 영역(1213)이 바닥면(1211)으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 확장 영역(1219)은 제2 영역(1213)을 바닥면(1211)으로부터 반대 방향으로 밀어냄으로써, 접촉면(1261)과 밀폐부(1215)의 접촉 상태를 강하게 유지시킬 수 있다. 유로 영역(1218)은 바닥면(1211) 중 바닥면(1211)의 중심축에 인접한 영역 및 제1 영역(1214) 사이에 형성되어, 처리 공간(101)으로부터 전달되는 공기 내지 유체를 확장 공간으로 전달할 수 있다.
구체적으로는, 출입구(102)의 폐쇄 과정에서 도어(110)는 도어면(113)을 통해 출입면의 접촉면(1261)에 접촉한 상태로, 접촉면(1261) 방향으로 가압될 수 있다. 도어면(113)이 접촉면(1261)에 접촉된 상태에서, 실링부(121)의 밀폐부(1215)는 출입구(102)의 둘레를 감싼 상태에서 접촉면(1261)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 1차적으로 제1 영역(1214)이 도어(110)의 승강에 의하여 접촉면(1261)에 접촉하며 1차 밀폐 상태를 형성할 수 있고, 2차적으로 처리 공간(101)에 압력이 증가하면, 유로 영역(1218)을 통과하여 확장 영역(1219)으로 압력이 전달되며 확장 영역(1219)이 팽창하고, 제2 영역(1213)이 접촉면(1261)과 밀착 접촉할 수 있다. 즉, 본 문서의 다양한 실시예의 실링부(121)는 2차 밀폐 상태를 형성할 수 있다.
다양한 실시 예의 기판 처리 장치(1)는, 초임계 처리 과정에서 처리 공간(101) 내 압력이 증가하는 경우에도 실링부(121)의 밀폐부(1215)가 2차 밀폐 구조를 통하여 접촉면(1261)에 접촉된 상태가 유지되기 때문에, 출입구(102)의 밀폐 상태가 일정하게 유지될 수 있다.
일 실시 예에서, 기판 처리 장치(1)는 상술한 밀폐 공작을 통하여 내부 압력이 상승함에 따라 실링부(121)를 밀착하여 내부에서 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 초기에 실링부(121)재에 밀착하는 힘이 적게 작용하여 물리적인 힘이 적게 받아 실링부(121)의 변형을 최소화하고, 실링부(121)의 내구성을 개선하여 사용 기간을 늘릴 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 영역(1213)에 대한 가압력이 감소하면, 탄성 부재(123)는 실링부(121)의 바닥면(1211) 및 제2 영역(1213) 사이 간격이 멀어지는 방향으로 탄성력을 가함으로써, 접촉면(1261)에 대한 제2 영역(1213)의 접촉 상태를 유지시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 도어(110)는 도어면(113)으로부터 실링부(121) 방향으로 돌출되는 고정부(1262)를 포함하고, 실링부(121)는, 고정부(1262)가 인입되어 실링부(121)의 위치를 고정하는 고정 홈(1217)을 포함할 수 있다. 고정 홈(1217)은 실링부(121)의 바닥면(1211) 또는 지지부(1212)에 형성될 수 있다. 고정 홈(1217) 및 고정부(1262)는 실링부(121)의 루프 방향으로 적어도 복수의 영역에 형성되어, 실링부(121)가 밀폐 과정에서 외부로 밀리지 않도록 방지할 수 있다. 특히, 확장 영역(1219)은 압력에 의하여 팽창할 수 있기에, 고정 홈(1217) 및 고정부(1262)는 실링부(121)가 팽창하며 이탈하지 않도록 안정적으로 고정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 영역(1214)은 바닥면(1211) 방향으로 연장되어 지지부(1212) 방향으로 공기가 전달되도록 유로를 형성하는 돌출부(1216)를 포함할 수 있다. 돌출부(1216)는 확장 영역(1219) 방향으로 공기가 흐르도록 유도하여 확장 영역(1219)의 압력을 높일 수 있다. 예를 들면, 돌출부(1216)는 유로 영역(1218)에 형성되고, 돌출부(1216)의 구조 및 크기에 의하여 유체의 전달 방향 및 세기가 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 돌출부(1216)는 탄성 부재(123)가 확장 영역(1219)에 일정하게 위치하도록 지지할 수 있다. 탄성 부재(123)는 돌출부(1216)에 의해 지지됨으로써, 확장 영역(1219)에 안정적으로 위치할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 탄성 부재(123)의 중심에는 지지 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 지지 부재(미도시)는 탄성 부재(123)가 형성하는 중공에 위치하도록 실링부(121)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 지지 부재(미도시)는 견고한 재질로 형성될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 도어(110)가 출입구(102)를 폐쇄하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6을 참고하면, 기판 처리 장치(1)는 가이드 부재(124)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 가이드 부재(124)는 유로 영역(1218) 또는, 바닥면(1211) 바닥면(1211)의 중심축에 인접한 영역 및 제1 영역(1214) 사이에 형성되는 공간에 배치되어, 출입구(102)로부터 확장 영역(1219)으로 공기를 가이드할 수 있다.
일 실시 예에서, 가이드 부재(124)는 출입구(102)로부터 확장 영역(1219)으로 연통되는 가이드 유로(125)를 포함할 수 있고, 가이드 유로(125)는 처리 공간(101)으로부터 전달받은 유체가 확장 영역(1219)으로 안정적으로 전달되도록 가이드 할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 가이드 부재(124)는 실링부(121)를 루프 방향으로 둘러싸며 실링부(121) 내부에 배치될 수 있고, 가이드 유로(125)는 가이드 부재(124) 내부에 복수로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 가이드 부재(124)는 강성을 지닌 물질로 이루어질 수 있으며, 제1 영역(1214)과 바닥면(1211)에 접하여, 제1 영역(1214)과 바닥면(1211)의 위치 및 형상을 고정하고, 제1 영역(1214)을 지지하여 제1 영역(1214)의 변형을 방지할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
100: 처리 챔버
110: 도어
121: 실링부
130: 클램프

Claims (10)

  1. 기판에 대한 초임계 처리 공정이 수행되는 처리 공간과, 상기 처리 공간에 기판이 출입되기 위한 출입구가 외면에 형성된 처리 챔버;
    도어면을 통해 상기 출입구를 개폐하는 도어; 및
    상기 도어면에 설치되고, 상기 출입구가 폐쇄된 상태에서 상기 출입구의 주변을 따라 상기 도어 및 처리 챔버 사이 공간을 밀폐하는 실링부를 포함하고,
    상기 실링부는, 상기 도어면에 안착되는 바닥면, 상기 바닥면의 둘레 방향을 따라 돌출되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단부로부터 상기 바닥면의 중심축을 향해 절곡되는 밀폐부를 포함하고,
    상기 밀폐부는,
    상기 도어가 상기 출입구를 폐쇄하는 동작에 의하여 상기 처리 챔버와 접하여 상기 도어와 상기 처리 챔버의 접촉면을 밀폐하는 제1 영역 및
    상기 도어가 상기 출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 처리 공간 내부의 압력이 증가함에 따라 압력을 전달받아 팽창하여 상기 도어와 상기 처리 챔버의 접촉면을 밀폐하는 제2 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역은, 상기 밀폐부에서 상기 지지부의 단부로부터 절곡된 영역에 인접한 영역이고,
    상기 제1 영역은, 상기 제2 영역으로부터 상기 바닥면의 중심축 방향으로 연장된 영역인, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역은,
    상기 바닥면를 바라보는 방향으로 연장되어 상기 지지부를 바라보는 방향으로 공기가 전달되도록 유로를 형성하는 돌출부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도어는, 상기 도어면으로부터 상기 실링부를 바라보는 방향으로 돌출되는 고정부를 포함하고,
    상기 실링부는, 상기 고정부가 인입되어 상기 실링부의 위치를 고정하는 고정 홈을 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실링부는,
    상기 바닥면에서 상기 지지부에 인접한 영역, 상기 지지부 및 상기 제2 영역에 둘러싸인 공간인 확장 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확장 영역에 배치되어, 단면을 기준으로 상기 제2 영역을 상기 바닥면으로부터 멀어지도록 탄성력을 가하는 탄성 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 실링부는,
    상기 바닥면에서 상기 바닥면의 중심축에 인접한 영역 및 상기 제1 영역 사이에 형성되는 공간인 유로 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유로 영역에 배치되어, 상기 출입구로부터 상기 확장 영역으로 공기를 가이드하는 가이드 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 제1 영역 및 상기 바닥면에 접하여 상기 제1 영역을 지지하는, 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 출입구로부터 상기 확장 영역으로 연통되는 가이드 유로를 포함하는, 기판 처리 장치.
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