KR100949090B1 - 스핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치 - Google Patents

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박평재
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Abstract

스핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치가 개시된다. 상기 스핀 유닛은 회전부, 지지부 및 분사부를 포함한다. 상기 회전부는 기판을 일 방향으로 회전시키며, 상기 지지부는 상기 회전부의 상부면 가장 자리에 배치되어 상기 회전하는 기판을 하부에서 지지한다. 상기 분사부는 상기 기판의 하부에서 상기 지지부에 안착된 기판의 하부면으로부터 이격되어 상기 회전부의 상부면에 배치되며, 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 하부면에 선택적으로 분사한다. 상기와 같이, 기판의 하부면을 세정 또는 식각하기 위하여 기판의 하부에서 약액, 세정액 및 가스를 분사함으로써, 기판의 상부면과 하부면에 대한 공정을 동시에 진행할 수 있다.

Description

스핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치{SPIN UNIT AND APPARATUS OF PROCESSING A SUBSTRATE HAVING THE SAME}
본 발명은 스핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 상부면과 하부면을 세정 또는 식각하기 위한 기판 가공 방법, 스핀 유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 등과 같은 집적회로 소자의 제조 공정은 약액을 이용하여 기판을 식각하기 위한 식각 공정, 공정 과정에서 생성된 불순물들을 제거하기 위한 세정 공정, 및 식각 공정 및 세정 공정 등에 사용된 약액 및 세정액 등을 건조시키기 위한 건조 공정 등을 포함한다.
분사 유닛은 상기 기판에 대한 식각 공정, 세정 공정, 건조 공정 등을 수행하기 위하여 약액, 세정액, 건조 가스 등을 기판에 분사한다. 일반적으로 상기 분사 유닛은 상기 기판의 상부에 배치되고 상기 기판의 상부면에 약액 등을 분사한다. 예를 들어, 상기 기판을 회전시키는 경우, 상기 분사 유닛으로부터 분사된 약액 등이 상기 회전에 의하여 상기 기판의 상부면 전체에 균일하게 분포된다. 이 때, 분사된 약액 등은 기판의 회전에 의하여 기판의 가장 자리 방향으로 이동하며, 상기 가장 자리로 이동한 약액의 일부가 기판의 하부면으로 흘러내린다. 따라서, 기판의 하부면에 파티클이 발생하는 등의 문제점이 발생한다.
이에 세정 유닛이 기판의 하부에 배치된 기판의 하부면에 세정액 및 건조 가스를 분사하여 기판의 하부면을 세정한다. 상기 세정 유닛은 DIW(deionized water) 용액의 세정액과 N2 가스의 건조 가스를 기판의 하부면에 분사한다. 이와 같이, 상기 세정 유닛은 상기 기판의 하부면에 약액 등이 흘러내리는 것을 방지하거나, 흘러내린 약액 등을 제거하기 위하여 세정액과 건조 가스만 분사하는 역할을 한다. 따라서, 기판의 하부면에 대한 시각 공정 등의 별도의 공정을 수행하기 어려운 문제점이 발생한다.
이에 기판의 하부면에 대한 공정을 수행하기 위하여 기판의 상하를 반전시킨 후, 기판의 상부에 배치된 분사 유닛 등을 이용하여 상기 식각 공정 등을 수행한다. 따라서, 기판을 반전시키기 위한 반전 유닛과 같은 별도의 장치들을 추가적으로 확보하여야 하고, 상기 장치들을 수용하기 위한 공간에 따른 공간적인 효율성이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 일 목적은 기판의 상부면과 하부면을 효율적으로 세정 또는 식각할 수 있는 스핀 유닛을 제공하는데 있다.
삭제
본 발명의 다른 목적은 상기 스핀 유닛을 갖는 기판 가공 장치를 제공하는데 있다.
삭제
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상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 유닛은, 기판을 일 방향으로 회전시키기 위한 회전부와, 상기 회전부의 상부면 가장 자리에 배치되고, 상기 회전하는 기판을 하부에서 지지하기 위한 지지부와, 상기 회전부의 상부면 중앙부에 배치되고, 상기 기판의 하부면으로부터 이격되게 배치되며, 상기 가스를 상기 기판의 하부면에 분사하기 위한 제1 분사부와, 상기 회전부의 상부면 상에 적어도 두 개가 배치되고, 상기 제1 분사부가 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리와 상이한 거리만큼 이격되게 배치되며, 상기 약액 및 세정액을 상기 기판의 하부면에 각각 분사하기 위한 제2 분사부와, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부를 감싸면서 형성되며, 상기 제1 분사부 및 상기 제2 분사부로부터 분사된 상기 약액 및 세정액이 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부에 잔재하는 것을 방지하기 위한 원판 형상의 캡을 포함할 수 있다.
삭제
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 분사부가 상기 제1 분사부보다 상기 기판의 하부면으로부터 더 이격되게 배치된다. 이 때, 상기 제1 분사부의 분사 위치와 상기 제2 분사부의 분사 위치 각각은 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리가 1 : 2 내지 4 정도가 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 기판의 하부면으로부터 그 이격된 거리가 각각 조절되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 분사부는 상기 회전부의 상부면 중앙부에 배치되고, 상기 제2 분사부는 상기 제1 분사부를 둘러싸면서 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 기판의 하부면과 수직한 방향으로 상기 약액, 세정액 및 가스를 상기 기판의 하부면에 분사할 수 있다. 이와 달리, 상기 가스를 분사하는 상기 제1 분사부와 상기 약액과 세정액을 분사하는 상기 제2 분사부는 서로 상이한 각도로 상기 약액, 세정액 및 가스를 상기 기판의 하부면에 각각 분사할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 캡의 가장 자리는 상기 회전부의 상부면을 향하여 아래 방향으로 경사지게 형성될 수 있다
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가공 장치는, 기판을 지지하는 지지부, 상기 지지된 기판을 회전시키는 회전부, 및 상기 기판의 하부에서 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 하부면에 선택적으로 분사하기 위한 하부 분사부를 갖는 스핀 유닛과, 상기 기판의 상부에 배치되고, 상기 하부 분사부가 분사하는 약액, 세정액 및 가스와 동일한 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 상부면에 선택적으로 분사하기 위한 상부 분사부를 포함할 수 있다. 상기 하부 분사부는, 상기 회전부의 상부면 중앙부에 배치되고, 상기 기판의 하부면으로부터 이격되게 배치되며, 상기 가스를 상기 기판의 하부면에 분사하기 위한 제1 분사부와, 상기 회전부의 상부면 상에 상기 제1 분사부를 둘러싸면서 적어도 두 개가 배치되고, 상기 제1 분사부보다 상기 기판의 하부면으로부터 더 이격되게 배치되며, 상기 약액 및 세정액을 상기 기판의 하부면에 각각 분사하기 위한 제2 분사부와, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부를 감싸면서 형성되며, 상기 분사된 약액, 세정액 및 가스가 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부에 잔재하는 것을 방지하기 위한 원판 형상의 캡을 포함할 수 있다.
삭제
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 하부 분사부와 상기 상부 분사부는 상기 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 하부면 및 상부면에 동시에 분사할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 기판의 하부면을 세정 또는 식각하기 위하여 기판의 하부에서 약액, 세정액 및 가스를 분사함으로써, 기판의 하부면에 대하여도 식각 공정 등을 수행할 수 있다. 특히, 기판의 상부면과 하부면에 대한 세정 또는 식각 공정을 동시에 수행함으로써 전체적인 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 실시예들에 따른 기판 가공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가공 방법에 따르면, 외부로부터 전달받은 기판을 지지하고(S100), 상기 지지된 기판을 일 방향으로 회전시킨다(S200). 그리고, 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 하부면에 선택적으로 분사한다(S300). 또한, 상기 기판의 하부면에 분사되는 상기 약액, 세정액 및 가스와 동일한 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 상부면에 선택적으로 분사한다(S400).
구체적으로, 외부로부터 전달받은 기판에 대하여 일련의 공정들을 수행하기 위하여 기판을 안정적으로 지지한다. 예를 들어, 기판의 상부면 및 하부면에 대하여 공정들을 동시에 수행하기 위하여, 기판의 가장 자리를 하부에서 지지한다. 이와 달리, 기판의 가장 자리를 파지하는 방식으로 상기 기판을 지지할 수 있다. 또한, 기판의 하부면을 진공으로 흡착하는 방식으로 상기 기판을 흡착 지지할 수 있다(S100).
상기 지지된 기판을 일 방향으로 회전한다. 이는 기판의 상부면 또는 하부면 전체에 대하여 공정을 효율적으로 수행하기 위함이다. 예를 들어, 회전하는 기판의 상부에서 기판의 일 영역에 약액 또는 세정액 등을 분사하는 경우, 상기 회전에 의해 기판의 상부면 전체에 균일하게 분산될 수 있다. 이는 회전에 의한 원심력 때문이다. 또한, 기판의 회전 방향, 회전 속도 등은 공정의 종류, 약액의 종류 및 양 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다(S200).
상기 회전하는 기판의 하부면에 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 하부면에 분사한다. 공정의 종류에 따라 기판의 하부면에 약액, 세정액 또는 가스를 선택적으로 분사한다. 상기 약액은 SC-1 용액, DSP(diarrhetic shellfish poisoning) 용액, DHF 용액 등을 포함하고, 상기 세정액은 DIW(deionized water) 등을 포함하며, 상기 가스는 상기 약액 및 세정액을 건조하기 위한 N2 가스 등을 포함한다. 따라서, 각 공정 단계에 대응하여 상기 약액, 세정액 또는 가스를 회전하는 기판의 하부면에 선택적으로 분사한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 기판의 하부면에 분사하는 경우, 상기 기판의 하부면과 일정 거리 이격된 상태에서 상기 약액, 세정액 및 가스를 상기 기판의 하부면에 분사한다. 이 때, 상기 가스를 분사하는 분사 위치와 상기 약액 등을 분사하는 분사 위치가 서로 다를 수 있다. 이는 상기 가스와 상기 약액 및 세정액을 같은 위치에서 분사할 경우, 가스를 분사하는 분사부와 약액 및 세정액을 분사하는 분사부가 서로 간섭받을 수 있기 때문이다. 예를 들어, 가스를 분사하는 분사부의 압력이 상기 약액 등을 분사하는 분사부의 압력보다 상대적으로 더 낮으므로, 같은 위치에서 상기 약액, 세정액 및 가스를 분사하는 경우, 약액 등이 가스를 분사하는 분사부 측으로 유도된다. 즉, 가스를 분사하는 분사부에 약액이 딸려오는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 가스를 상기 약액 및 세정액보다 상기 기판의 하부면으로부터 더 가까운 위치에서 분사할 수 있다. 상기 가스의 분사 위치와 상기 약액 및 세정액의 분사 위치 각각은 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리가 3 : 5 내지 4 : 5 정도가 될 수 있다. 만일 상기 가스의 분사 위치와 상기 약액 및 세정액의 분사 위치 각각이 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리가 2 : 5 이하인 경우, 가스의 분사 위치가 기판의 하부면과 가까운 경우 분사된 가스가 분사부로 흡입될 있고, 약액 등의 분사 위치가 기판의 하부면과 먼 경우 분사 압력을 상대적으로 높여야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 가스를 분사하는 위치는 상기 기판의 하부면으로부터 6 내지 8 ㎜ 정도가 될 수 있다. 또한, 상기 약액 및 세정 액을 분사하는 위치는 상기 기판의 하부면으로부터 10 ㎜ 정도가 될 수 있다.
이와 같이, 기판의 하부면으로부터 상기 거리만큼 이격되어 약액, 세정액 및 가스를 분사하는 경우, 상기 기판의 하부면 전체에 상기 약액, 세정액 및 가스가 균일하게 분산시킬 수 있다.
또한, 상기 기판의 하부면에 분사하는 경우, 상기 약액, 세정액 및 가스를 상기 기판의 하부면 중앙부와 상기 중앙부와 인접한 기판의 하부면에 분사한다. 예를 들어, 상기 가스를 상기 기판의 하부면 중앙부를 향하여 수직으로 분사할 수 있다. 이와 달리, 상기 약액 및 세정액을 기판의 중앙부와 인접한 영역에 분사할 수 있다. 상기 가스의 무게가 가볍고 상기 가스가 분사되고 기판으로부터 쉽게 튕겨져 가는 가스의 특성상 상기 가스를 상기 기판의 하부면 중앙부에 분사한다. 따라서, 상기 기판의 하부면 중앙부에 상기 약액, 세정액 및 가스를 분사하는 경우, 기판의 회전에 의하여 기판의 하부면 전체에 균일하게 퍼질 수 있다.
나아가, 상기 기판의 하부면에 분사하는 경우, 상기 가스의 분사와 상기 약액 및 세정액의 분사는 서로 상이한 방향으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 약액 및 세정액을 상기 가스의 분사 방향을 기준으로 기판의 하부면 가장 자리 방향으로 일정 각도 기울어진 방향으로 분사할 수 있다. 이는 상기 약액 및 세정액을 상기 기판의 하부면과 수직한 방향으로 상방 분사하는 경우, 상기 기판의 하부면으로부터 튕겨져 나오는 약액 및 세정액에 의해 상기 약액 및 세정액을 분사하는 분사부의 입구가 막히기 때문이다. 따라서, 상기 약액 및 세정액을 기울어진 상태로 분사함으로써, 상기 약액 및 세정액의 분사 경로가 막히는 것을 방지할 수 있 다(S300).
또한, 상기 기판의 하부면에 분사되는 상기 약액, 세정액 및 가스와 동일한 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 회전하는 기판의 상부면에 선택적으로 분사한다. 예를 들어, 상기 기판의 하부면과 상부면에 동일한 약액, 세정액 및 가스를 분사할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 기판의 하부면에 분사하는 단계와 상기 기판의 상부면에 분사하는 단계는 동시에 수행할 수 있다. 이에 상기 기판의 상, 하부면에 약액을 동시에 분사하는 경우, 상기 기판의 상부면으로부터 약액이 하부면으로 흘러내리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판의 하부면에 파티클 등이 발생하는 방지할 수 있다(S400).
이와 같이, 기판의 하부면으로부터 일정 거리 이격된 상태에서 약액, 세정액 및 가스를 선택적으로 분사함으로써, 기판의 하부면 전체에 상기 약액, 세정액 및 가스를 균일하게 제공시킬 수 있다. 또한, 약액 및 세정액을 기판의 가장 자리 방향으로 기울여서 분사함으로써, 약액 및 세정액의 분사 경로가 막히는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 기판의 상부면과 하부면에 약액 및 세정액 등을 동시에 분사함으로써, 기판의 하부면에 상기 약액 및 세정액 등이 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 유닛(100)은 회전부(200), 지지부(300) 및 분사부(400)를 포함한다.
회전부(200)는 기판(110)을 회전시킨다. 이에 회전부(200)는 스핀척(210)과 회전축(220)을 포함한다.
스핀척(210)은 평탄한 상부면(212)을 갖는다. 또한, 스핀척(210)은 기판(110)의 크기에 대응하도록 형성되며, 기판(110)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 회전축(220)은 스핀척(210)의 하부면 중심부에 배치된다. 이에 회전축(220)은 아래 방향으로 연장되어 회전 모터(도시되지 않음)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 회전 모터가 회전축(220)을 구동시키고, 이에 회전축(220)의 구동에 의해 상기 스핀척(210)이 일 방향으로 회전한다. 이와 같이, 회전부(200)가 기판(110)을 일 방향으로 회전시킨다.
지지부(300)는 기판(110)을 지지한다. 지지부(300)는 회전부(200)의 상부면(212) 가장 자리에 배치된다. 예를 들어, 지지부(300)는 기판(100)의 가장 자리를 지지하도록 회전부(200)의 상부면(212) 가장 자리에 복수개가 배치될 수 있다. 지지부(300)는 핀의 형상을 갖는 지지핀이 될 수 있다. 이 때, 상기 지지핀은 기판(110)의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 가지는 원의 둘레를 따라 복수개가 배치될 수 있다. 따라서, 기판(110)이 지지부(300)에 의해 지지되는 경우, 기판(110)은 회전부(200)의 상부에 스핀척(210)의 상부면(212)로부터 일정 거리 이격되어 지지된다.
분사부(400)는 기판(110)의 하부에 배치된다. 분사부(400)는 회전부(200)의 상부면(212)에 기판(110)의 하부면을 향하여 배치된다. 예를 들어, 분사부(400)는 회전부(200)의 상부면(212) 중심 부위에 배치될 수 있다. 즉, 분사부(400)는 지지 부(300)에 의해 스핀척(210)의 상부면(212)으로부터 이격되도록 지지된 기판(110)의 하부에 배치된다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 분사부(400)는 가스를 분사하기 위한 제1 분사부(410)와 약액 및 세정액을 분사하기 위한 제2 분사부(420), 및 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)의 하단부를 둘러싸면서 배치된 캡(430)을 포함한다. 예를 들어, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 기판(110)의 하부면으로부터 일정 거리 이격되어 배치된다. 따라서, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 기판(110)의 하부면에 약액, 세정액 및 가스를 분사하는 경우, 기판(110)의 하부면 전체에 균일하게 분포될 수 있다.
분사부(400)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 분사부의 일 예를 구체적으로 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 2의 분사부를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 분사부(400)는 기판(110)의 하부면에 약액, 세정액 및 가스를 분사한다. 이에 분사부(400)는 가스를 분사하는 제1 분사부(410)와 약액 및 세정액을 분사하는 제2 분사부(420)를 포함한다.
제1 분사부(410)는 회전부(200)의 상부면(212)에 배치된다. 예를 들어, 제1 분사부(410)는 상부면(212)의 중앙부에 배치된다. 또한, 제2 분사부(420)는 회전부(200)의 상부면(212)의 중앙부와 인접하게 배치된다. 예를 들어, 제2 분사부(420)는 제1 분사부(410)를 둘러싸면서 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 분사 부(410)를 회전부(200)의 상부면(212) 중앙부에 위치시키는 것은 무게가 가벼운 가스가 기판(110)으로부터 쉽게 튕겨져서 기판(110) 전체에 균일하게 분사되지 못하는 것을 방지하기 위함이다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 분사부(410)가 회전부(200) 상부면(212)의 중앙부에 배치되고, 제2 분사부(420)가 제1 분사부(410)를 중심으로 하는 원의 둘레를 따라 복수개가 배치된다. 예를 들어, 제2 분사부(420)는 각 공정 단계에 대응하여 복수개가 배치될 수 있다. 즉, 제2 분사부(420)는 SC-1 용액, DSP 용액, DHF 용액과 DIW를 각각 분사하는 복수개의 분사 노즐로 이루어진다. 이 때, 제2 분사부(420)가 공정 단계보다 더 많이 배치되어 일부 노즐에 불량이 발생하는 것을 대비할 수도 있을 것이다.
제1 분사부(410)는 기판(110)의 하부면으로부터 제1 거리(d1)만큼 이격되게 배치된다. 제2 분사부(420)는 기판(110)의 하부면으로부터 제2 거리(d2)만큼 이격되게 배치된다. 예를 들어, 제2 거리(d2)는 제1 거리(d1)와 서로 다르다. 만일, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)가 서로 동일한 경우, 즉 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 동일한 위치에 배치되는 경우에는 서로 간섭할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 제1 분사부(410)의 압력이 제2 분사부(420)의 압력보다 상대적으로 더 낮으므로, 동일한 위치에서 상기 약액, 세정액 및 가스를 분사하는 경우, 약액 등이 제1 분사부(410) 방향으로 유도될 수 있다. 즉, 제1 분사부(410)에 약액이 딸려오는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 기판(110)의 하부면으로부터 서로 다른 거리만큼 이격된다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 제2 분사부(420)는 제1 분사부(410)보다 기판(110)의 하부면으로부터 더 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420) 각각은 기판(110)의 하부면으로부터 이격된 거리가 3 : 5 내지 4 : 5 정도가 될 수 있다. 만일 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)가 2 : 5 이하인 경우, 제1 분사부(410)가 기판(110)의 하부면과 가까운 경우 분사된 가스가 제1 분사부(410)로 재흡입될 있고, 제2 분사부(420)가 기판(110)의 하부면과 먼 경우 분사 압력을 상대적으로 높여야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 제1 거리(d1)는 6 내지 8 ㎜ 정도가 될 수 있다. 또한, 제2 거리(d2)는 10 ㎜ 정도가 될 수 있다.
이와 같이, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 기판(110)의 하부면으로부터 상이한 거리만큼 이격되게 배치되어 가스 또는 약액 및 세정액을 분사할 수 있다. 따라서, 분사부(400)는 약액, 세정액 및 가스를 기판(110)의 하부면 전체에 균일하게 제공할 수 있다. 또한, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 기판(110)의 하부면으로부터 서로 다르게 이격되게 배치되므로, 가스 또는 약액 및 세정액의 특성을 이용하여 효율적으로 분사할 수 있다.
이 때, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 기판(110)의 하부면으로부터 그 이격된 거리가 각각 조절되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 분사부(400)의 높이를 조절하기 위한 구동 장치(도시되지 않음)가 기판(110)의 하부면과 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)의 이격 거리를 조절할 수 있다. 이와 달리, 핀 형상의 지지부(200)의 높이를 조절함으로써, 기판(110)의 하부면과 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)의 이격 거리를 조절할 수도 있다. 이는 공정의 종류, 기판(110)의 크기, 분사되는 약액, 세정액 및 가스의 양과 압력 등에 대응하여 상기 이격 거리를 조절하여 약액, 세정액 및 가스를 효율적으로 분사하기 위해서이다.
한편, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 서로 동일한 방향으로 가스와 약액 및 세정액을 분사할 수 있다. 예를 들어, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 기판(110)의 하부면과 수직한 방향으로 기판(110)의 하부면에 분사한다. 즉, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 수직한 방향으로 기판(110)의 하부면을 향하여 상방 분사한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)는 서로 상이한 각도로 가스와 약액 및 세정액을 분사한다. 예를 들어, 제1 분사부(410)는 약액 및 세정액을 충분하게 건조하여 제거시키기 위하여, 기판(110)의 하부면과 수직한 방향으로 가스를 분사한다. 제2 분사부(420)는 상기 가스의 분사 방향과 상이한 방향으로 약액 및 세정액을 분사한다.
한편, 제2 분사부(420)는 약액 및 세정액의 분사 경로를 제공하기 위한 분사 노즐로써, 원통 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 원통 형상의 제2 분사부(420)는 측벽을 구비한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 기판(110)의 하부면 중앙부에 인접한 측벽이 기판(110)의 하부면 가장 자리에 인접한 측벽보다 더 높게 형성될 수 있다. 즉, 제1 분사부(410)에 인접한 측벽이 이격된 측벽보다 더 높게 형성된다. 따라서, 제2 분사부(420)의 토출구의 단면은 기울어진 형상을 가진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기울어진 형상에 의해 제1 각도(θ1)가 형성될 수 있다. 제1 각도(θ1)가 0°인 경우, 제2 분사부(420)는 수직 방향으로 약액 등을 분사함으로, 제1 분사부(410)와 상이한 방향으로 분사할 수 없다. 또한, 제1 각도(θ1)가 60°보다 큰 경우, 약액의 분사 위치가 기판(110)의 하부면 가장 자리에 한정된다. 따라서, 기판(110)의 하부면 중앙부 및 상기 중앙부와 인접한 부분에는 약액이 분사되지 못할 수 있다. 따라서, 제1 각도(θ1)는 0°보다 크고 60°보다 작은 각도가 될 수 있다.
이와 같이, 제2 분사부(420)의 토출구의 단면이 기울어져 있으므로, 제2 분사부(420)는 기판(110)의 하부면과 수직한 방향과 상이한 각도로 약액 및 세정액을 분사할 수 있다. 이에 따라, 제2 분사부(420)는 약액 및 세정액을 제1 분사부(410)의 분사 방향과 상이한 각도로 분사함으로써, 제2 분사부(420)의 토출구가 막히는 것을 방지할 수 있다.
분사부(400)는 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)의 하단부를 감싸면서 배치된 캡(430)을 더 포함할 수 있다.
캡(430)은 제1 분사부(410) 및 제2 분사부(420)와 회전부(200)의 상부면(212)이 만나는 영역에 형성된다. 또한, 캡(430)은 원판 형상을 가진다. 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 회전부(200)의 스핀척(210)을 관통하여 형성되는 경우, 캡(430)은 스핀척(210)과 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)의 사이에 발생한 공간을 통하여 약액, 세정액 등이 스며드는 것을 방지한다.
캡(430)은 회전부(200)의 가장 자리 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 캡(430)의 가장 자리는 회전부(200)의 상부면(212)을 향하여 아래 방향으 로 경사지게 형성된다. 구체적으로, 캡(430)은 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)를 둘러싼 부분에서 회전부(200)의 가장 자리 방향으로 아래로 경사지도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 캡(430)은 스커트(skirt) 형상을 가질 수 있다. 이에 도 3에 도시된 바와 같이, 캡(430)의 가장 자리와 회전부(200)의 상부면(212)이 만나는 영역에 소정의 각이 형성된다. 상기 각은 기판(110)의 하부면으로부터 튕겨진 약액을 회전부(200)의 가장 자리 방향으로 유도할 수 있을 정도의 크기를 가진다. 이와 같이, 분사부(400)의 하단부에 형성된 캡(430)이 기울어진 형상을 가지므로, 기판(110)의 하부면으로부터 튕겨진 약액 및 세정액이 캡(430)의 경사면을 따라 가장 자리로 유도된다. 따라서, 제1 분사부(410) 및 제2 분사부(420)로부터 분사된 약액 및 세정액이 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)의 하단부에 잔재하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제1 분사부(410)와 제2 분사부(420)가 기판(110)의 하부면으로부터 일정 거리 이격된 상태에서 약액, 세정액 및 가스를 선택적으로 분사하므로, 기판(110)의 하부면 전체에 상기 약액, 세정액 및 가스를 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 제2 분사부(420)가 약액 및 세정액을 기판(110)의 가장 자리 방향으로 기울여서 분사함으로써, 제2 분사부(420)의 토출구가 막히는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 도 2의 분사부의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 분사부(500)는 가스를 분사하기 위한 제1 분사부(510)와 약액 및 세정액을 분사하기 위한 제2 분사부(520)를 포함한다.
제1 분사부(510)는 기판(110)의 하부면과 수직한 방향으로 가스를 기판(110)의 하부면에 분사한다. 제1 분사부(510)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 제1 분사부(410)와 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제2 분사부(520)는 제1 분사부(510)의 분사 방향과 상이한 방향으로 약액 및 세정액을 분사한다. 예를 들어, 제2 분사부(520)는 기판(110)의 하부면과 수직한 방향에 비하여 일정 각도 기울어져서 약액 및 세정액을 분사한다.
이에 제1 분사부(510)는 기판(110)의 하부면을 기준으로 수직으로 배치되고, 제2 분사부(520)는 기판(110)의 하부면 가장 자리 방향으로 기울어져 배치될 수 있다.
따라서, 제2 분사부(520)가 수직으로 배치되지 않고 그 끝단이 기울어져 있으므로, 제2 분사부(520)는 기판(110)의 하부면과 수직한 방향과 상이한 각도로 약액 및 세정액을 분사할 수 있다. 이에 따라, 분사된 약액 및 세정액이 기판(110)의 하부면으로부터 튕겨지는 경우, 제2 분사부(520)의 토출구가 상기 약액 및 세정액에 의해 막히는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 스핀 유닛은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 스핀 유닛과 동일한 구성을 가짐으로, 그 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 동일한 명칭 및 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 기판 가공 장치(600)는 기판(110)에 대한 가공이 이루어지는 공간을 제공하는 챔버(700), 챔버(700) 내에 배치된 스핀 유닛(100) 및 기판(110)의 상부에 배치된 상부 분사부(800)를 포함한다.
챔버(700)는 기판(110)에 대한 일련의 공정이 진행되기 위한 공간을 제공한다. 예를 들어, 챔버(700)는 캣치컵의 형상을 갖는다. 이와 달리, 챔버(700)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 챔버(700)는 기판(110)에 대한 식각 공정, 세정 공정, 건조 공정 등이 수행될 때, 기판(110)으로 공급되는 약액, 세정액 등의 유체들이 비산되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 챔버(700)는 외부의 다른 장치나 주위가 오염되는 것을 방지한다.
또한, 챔버(700)는 공정에 사용된 약액, 세정액 등을 외부로 반출시키기 위한 배기구(710)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 배기구(710)는 챔버(700)의 바닥면 또는 측벽을 관통하여 형성될 수 있다.
스핀 유닛(100)의 기판(110)을 지지하면서 회전시킨다. 또한, 스핀 유닛(100)의 하부 분사부(400)는 기판(110)의 하부면으로부터 일정 거리 이격되게 형성되어 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 회전하는 기판(110)의 하부면에 선택적으로 분사한다.
상부 분사부(800)는 기판(110)의 상부에 배치된다. 한편, 상부 분사부(800)가 기판(110) 상에서 일 방향으로 이동할 수 있도록 구동하는 구동부(810), 구동부(810)의 상부에 배치된 지지대(820) 및 지지대(810)와 상부 분사부(800)를 연결시키기 위한 암(arm, 830)을 포함한다. 따라서, 상부 분사부(800)는 구동부(810), 지지대(820) 및 암(830)에 의하여 기판(110) 상에서 이동할 수 있다.
상부 분사부(800)는 상기 약액, 세정액 및 가스를 제공하는 공급부(840)를 더 포함할 수 있다. 또한, 공급부(840)는 제공하는 약액, 세정액 및 가스의 양을 조절하기 위한 조절 밸브(842)를 구비한다.
상부 분사부(800)는 기판(110)의 상부면에 하부 분사부(400)가 분사하는 약액, 세정액 및 가스와 동일한 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 회전하는 기판(110)의 상부면에 분사한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상부 분사부(800)는 하부 분사부(400)와 동시에 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 분사한다. 예를 들어, 세정 공정의 경우, 상부 분사부(800)는 기판(110)의 상부면에 세정액을 분사하고, 동시에 하부 분사부(400)는 기판(110)의 하부면에 세정액을 분사한다. 이와 같이, 상부 분사부(800)와 하부 분사부(400)는 동일한 공정을 수행할 수 있다.
이 때, 상부 분사부(800)로부터 분사된 세정액 등이 기판(110)의 회전에 의하여 기판(110)의 가장 자리로 제공될 때, 상기 세정액이 기판(110)의 하부면으로 흘러내릴 수 있다. 그러나, 하부 분사부(400)로부터 분사된 세정액이 기판(110)의 회전에 의하여 기판(110)의 하부면 가장 자리로 동시에 제공되므로, 상부 분사부(800)로부터 분사된 세정액이 기판(110)의 하부면으로 흘러내릴 수 없다. 이에 따라, 상부 분사부(800)와 하부 분사부(400)의 동시 분사에 의해, 분사된 약액, 세정액 등이 기판(110)의 하부면에 흘러 파티클이 생성되는 것이 방지된다.
본 발명에 따르면, 기판의 하부면에 약액을 분사하여 기판의 하부면에 대한 식각 공정 등을 수행할 수 있다. 또한, 기판의 하부면으로부터 일정 거리 이격된 상태에서 약액 등을 선택적으로 분사함으로써, 기판의 하부면 전체에 상기 약액 등을 균일하게 분산시킬 수 있다.
또한, 약액 및 세정액을 기판의 하부면 가장 자리 방향으로 기울여서 분사함으로써, 약액 및 세정액의 분사 경로가 막히는 것을 방지할 수 있다.
나아가, 기판의 상부면과 하부면에 약액 및 세정액 등을 동시에 분사함으로써, 기판의 하부면에 상기 약액 및 세정액 등이 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 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.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가공 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2의 분사부의 일 예를 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2의 분사부를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 5는 도 2의 분사부의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 스핀 유닛 110 : 기판
200 : 회전부 210 : 스핀척
212 : 상부면 300 : 지지부
400, 500 : 분사부 410, 510 : 제1 분사부
420, 520 : 제2 분사부 430, 530 : 캡
600 : 기판 가공 장치 700 : 챔버
800 : 상부 분사부

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 기판을 일 방향으로 회전시키기 위한 회전부;
    상기 회전부의 상부면 가장 자리에 배치되고, 상기 기판을 하부에서 지지하기 위한 지지부;
    상기 회전부의 상부면 중앙부에 배치되고, 상기 기판의 하부면으로부터 이격되게 배치되며, 상기 기판을 처리하기 위한 가스를 상기 기판의 하부면에 분사하기 위한 제1 분사부;
    상기 회전부의 상부면 상에 적어도 두 개가 배치되고, 상기 제1 분사부가 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리와 상이한 거리만큼 이격되게 배치되며, 상기 기판을 처리하기 위한 약액 및 세정액을 상기 기판의 하부면에 각각 분사하기 위한 제2 분사부; 및
    상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부를 감싸면서 형성되며, 상기 제2 분사부로부터 분사된 상기 약액 및 세정액이 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부에 잔재하는 것을 방지하기 위한 원판 형상의 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 분사부가 상기 제1 분사부보다 상기 기판의 하부면으로부터 더 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 분사부의 분사 위치와 상기 제2 분사부의 분사 위치 각각은 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리가 1 : 2 내지 4인 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 기판의 하부면으로부터 이격된 거리가 각각 조절되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 분사부는 상기 회전부의 상부면 중앙부에 배치되고, 상기 제2 분사부는 상기 제1 분사부를 둘러싸면서 배치되는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 기판의 하부면과 수직한 방향으로 상기 기판의 하부면에 분사하는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  14. 제7항에 있어서, 상기 가스를 분사하는 상기 제1 분사부와 상기 약액과 세정액을 분사하는 상기 제2 분사부는 서로 상이한 각도로 분사하는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  15. 삭제
  16. 제7항에 있어서, 상기 캡의 가장 자리는 상기 회전부의 상부면을 향하여 아래 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀 유닛.
  17. 기판을 지지하는 지지부, 상기 기판을 회전시키는 회전부, 및 상기 기판의 하부에서 상기 기판을 처리하기 위하여 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 기판의 하부면에 선택적으로 분사하기 위한 하부 분사부를 갖는 스핀 유닛; 및
    상기 기판의 상부에 배치되고, 상기 하부 분사부가 분사하는 약액, 세정액 및 가스와 동일한 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 기판의 상부면에 선택적으로 분사하기 위한 상부 분사부를 포함하되,
    상기 하부 분사부는,
    상기 회전부의 상부면 중앙부에 배치되고, 상기 기판의 하부면으로부터 이격되게 배치되며, 상기 가스를 상기 기판의 하부면에 분사하기 위한 제1 분사부;
    상기 회전부의 상부면 상에 상기 제1 분사부를 둘러싸면서 적어도 두 개가 배치되고, 상기 제1 분사부보다 상기 기판의 하부면으로부터 더 이격되게 배치되며, 상기 약액 및 세정액을 상기 기판의 하부면에 각각 분사하기 위한 제2 분사부; 및
    상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부를 감싸면서 형성되며, 상기 제2 분사부로부터 분사된 상기 약액 및 세정액이 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부의 하단부에 잔재하는 것을 방지하기 위한 원판 형상의 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
  18. 삭제
  19. 제17 항에 있어서, 상기 약액과 세정액을 분사하는 상기 제1 분사부와 상기 가스를 분사하는 상기 제2 분사부는 서로 상이한 각도로 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
  20. 제17 항에 있어서, 상기 캡은 상기 회전부의 가장 자리 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
  21. 제17 항에 있어서, 상기 하부 분사부와 상기 상부 분사부는 상기 약액, 세정액 및 가스 중 적어도 하나를 상기 기판의 하부면 및 상부면에 동시에 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
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