KR101329301B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 기판 처리 공정 중 약액에서 발생하는 퓸(Fume) 등의 오염 기체가 처리 용기 외부로 유출되는 것을 막기 위해, 공정 챔버 내에 처리 용기 상부 공간을 밀폐시키는 장치에 관한 것이다. 처리 용기의 상부의 공간 중 팬 필터 유닛의 수직기류가 발생하는 공간을 밀폐시켜 수직기류와 함께 약액에서 발생되는 퓸(Fume) 등의 오염 기체를 배기 덕트를 통해 효과적으로 배기하는 것을 그 특징으로 한다.

Description

기판 처리 장치{substrate treating Apparatus}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판 처리 공정 중 팬 필터 유닛을 포함하는 처리 용기 상부의 공간을 밀폐시키는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.

일반적으로 포토레지스트를 제거하기 위해 다양한 약액이 사용되며 약액은 을 통해 기판으로 제공된다. 이와 같이 약액을 사용하여 기판을 처리하는 공정을 하는 경우, 약액으로부터 퓸(fume)이 발생된다. 이러한 퓸(fume)은 기판 처리 장치의 주변에 존재하면서 오염 물질의 소스가 된다.

본 발명의 목적은 퓸(Fume)을 효과적으로 배기시키는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는,기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하는 공정 챔버와 상기 공정 챔버에 설치되어, 기판을 지지하는 스핀 헤드와 상기 스핀 헤드와 이격된 채로, 상기 스핀 헤드를 감싸는 처리 용기와 상기 스핀 헤드에 놓여진 기판 상으로 약액을 분사하는 분사 부재 및 상기 공정 챔버 내의 상기 처리 용기의 상부 공간을 밀폐시키는 밀폐 부재를 포함하되, 상기 밀폐 부재는, 상기 처리 용기의 외측을 감싸면서 결합되어 상하로 이동하면서 상기 처리 용기의 상부 공간을 밀폐시키는 하부 밀폐 용기 및 상기 하부 밀폐 용기를 상하로 이동시키는 밀폐 승강 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리 용기에 이격된 채로 상기 공정 챔버에 결합되어 상기 하부 밀폐 용기와 맞닿아 밀폐시키는 상부 밀폐 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 밀폐 용기의 하단과 상기 하부 밀폐 용기의 상단 중 어느 하나에 홈이 형성되어 있고, 다른 하나에는 돌출부 형성되어 있어, 상기 돌출부는 상기 홈에 삽입되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부에 대응되는 상기 홈의 내부면에 설치되어 상기 홈과 돌출부 사이의 틈에 가스를 공급하는 밀폐 가스 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사 부재는, 구동기와 결합되어 회전 또는 직선 이동되는 지지축과 상기 지지축에 결합되어 수평 방향으로 연장된 제 1 지지대와 상기 제 1 지지대에 대해 회전 가능하도록 상기 제 1 지지대에 결합되는 제 2 지지대 및 상기 제 2 지지대에 결합되어 약액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 밀폐 용기 또는 상기 하부 밀폐 용기 중 어느 하나에 상기 제 1 지지대가 삽입되는 지지대 삽입구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 분사 부재는, 구동기와 결합되어 회전 또는 직선 이동되는 지지축과 상기 지지축에 결합되어 수평 방향으로 연장된 제 1 지지대와 상기 제 1 지지대에 대하여 회전 가능하도록 상기 제 1 지지대에 결합되는 제 2 지지대 및 상기 제 2 지지대에 결합되어 약액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은 약액을 기판에 공급하는 분사 노즐을 상기 기판 상부 공간으로 이동시키고, 처리 용기 상부의 공간을 밀폐시키기 위해 상기 처리 용기의 외측을 감싸면서 결합된 하부 밀폐 용기를 상승시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 밀폐 용기에 상기 분사 노즐을 지지하는 제 1 지지대를 밀폐 결합시키고, 상기 처리 용기와 이격된 채 공정 챔버에 결합된 상부 밀폐 용기와 상기 하부 밀폐 용기를 밀폐 결합시킨 후, 상기 제 1 지지대에 결합되어 상기 제 1 지지대에 대하여 회전 이동하는 제 2 지지대가 기판 상부에서 회전하며 분사 노즐을 통해 약액을 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 밀폐 용기와 상기 하부 밀폐을 암수 결합시키고, 암수 결합된 홈의 내부면을 통해 가스를 주입시켜 가스 밀폐시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 퓸(Fume)을 효과적으로 배기시켜, 기판에 부착될 수 있는 오염 물질의 양을 최소화할 수 있다.

도 1은 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 작동 모습을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도4c의 A를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 분사 부재와 하부 밀폐 용기를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 B를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

도 1은 본 발명의 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도1를 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)가 배열된 방향을 제 1 방향(1)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향(1)의 수직인 방향을 제 2 방향(2)이라 하며, 제 1 방향(1)과 제 2 방향(2)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향(3)이라 정의한다.

인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향(1)의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 로드 포트(12) 및 이송 프레임(14)을 포함한다.

로드 포트(12)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(11)가 안착된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향(2)을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 장치(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(11)로는 풉(FOUP)이 사용될 수 있다. 캐리어(11)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.

이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 이송 프레임(14)은 로드 포트(12)와 공정 처리부(20)의 버퍼부(30) 사이에 배치된다. 이송 프레임(14)은 인덱스 레일(15) 및 인덱스 로봇(17)을 포함한다. 인덱스 레일(15) 상에 인덱스 로봇(17)이 안착된다. 인덱스 로봇(17)은 버퍼부(30)와 캐리어(11)간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 로봇(17)은 인덱스 레일(210)을 따라 제 2 방향으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.

공정 처리부(20)는 인덱스부(10)에 이웃하여 제 1 방향(1)을 따라 기판 처리 시스템(1000)의 후방에 배치된다. 공정 처리부(20)은 버퍼부(30), 이동 통로(40), 메인 이송 로봇(50) 그리고 기판 처리 장치(60)를 포함한다.

버퍼부(30)는 제 1 방향(1)을 따라 공정 처리부(20)의 전방에 배치된다. 버퍼부(30)는 기판 처리 장치(60)와 캐리어(11) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. 버퍼부(30)는 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제 3 방향(3)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다.

이동 통로(40)는 버퍼부(30)와 대응되게 배치된다. 이동 통로(40)는 그 길이방향이 제 1 방향(1)에 따라 나란하게 배치된다. 이동 통로(40)은 메인 이송 로봇(50)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(60)들이 서로 마주보며 제 1 방향(1)을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(50)이 제 1 방향(1)을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(60)의 상하층, 그리고 버퍼부(30)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.

메인 이송 로봇(50)은 이동 통로(40)에 설치되며, 기판 처리 장치(60) 및 버퍼부(30) 간에 또는 각 기판 처리 장치(60) 간에 기판(W)을 이송한다. 메인 이송 로봇(50)은 이동 통로(400)을 따라 제 2 방향(2)으로 직선 이동하거나, 제 3 방향(3)을 축으로 하여 회전한다.

기판 처리 장치(60)는 복수개 제공되며, 제 2 방향(2)을 따라 이동 통로(30)을 중심으로 양측에 배치된다. 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 이동 통로(30)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 기판 처리 장치(60)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이동 통로(30)의 일측에는 기판 처리 장치(60)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제 1 방향(1)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이고, B는 제 2 방향(2)을 따라 일렬로 제공된 기판 처리 장치(60)의 수이다. 이동 통로(30)의 일측에 기판 처리 장치(60)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 기판 처리 장치(60)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 기판 처리 장치(60)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(30)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(60)는 이동 통로(30)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.

도 2는 기판 처리 장치를 나타낸 평면도이다. 도 3은 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다. 기판 처리 장치(60)는 기판 처리 공정에 따라 다양한 구조를 가진다. 이에 각각의 기판 처리 장치(60)의 구조가 모두 동일하거나, 일부 동일할 수 있다.

아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액(오존수 포함), 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스(IPA가 포함된 가스)와 같은 처리유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 기판 처리 장치(60)가 처리하는 기판으로 반도체 기판를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(60)는 공정 챔버(700), 처리 용기(100), 스핀 헤드(200), 분사 부재(300), 배기 부재(400), 승강 부재(600), 및 밀폐 부재(800)를 포함한다.

공정 챔버(700)는 밀폐된 공간을 제공하며. 상부에는 팬 필터 유닛(710)이 설치된다. 팬 필터 유닛(710)은 공정 챔버(700) 내부에 수직 기류를 발생시킨다.

팬 필터 유닛(710)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 공정 챔버(700) 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터 유닛(710)을 통과하여 공정 챔버(700) 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 퓸(Fume)등 오염기체는 공기와 함께 처리 용기(100)의 회수 용기들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 청정도를 유지하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(700)는 수평 격벽(714)에 의해 공정 영역(716)과 유지보수 영역(718)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(718)에는 처리 용기(100)와 연결되는 회수라인(141,145), 서브배기라인(410) 이외에도 승강 부재의 구동부과, 분사 부재(300)의 분사 노즐(340)과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(718)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.

처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 스핀 헤드(200)가 위치된다.

처리 용기(100)는 스핀 헤드(200)의 기판 지지 부재(210)이 위치되는 상부공간(132a)과, 강제 배기가 이루어지도록 스핀 헤드(200)의 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부 공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 내측 회수 용기(110)와 외측 회수 용기(130)가 다단으로 배치된다.

내측 회수 용기(110)와 외측 회수 용기(130)는 하나의 공통된 환형공간(처리 용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.

각각의 회수 용기(110,130) 공정에 사용된 약액 중 서로 상이한 약액을 회수한다. 내부 회수 용기(110)는 스핀 헤드(200)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수 용기(130)는 내부 회수 용기(110)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수 용기(110)의 내측 공간, 내부 회수 용기(110)와 외부 회수 용기(130) 사이 공간은 각각 내부 회수 용기(110) 그리고 외부 회수 용기(130)로 약액이 유입되는 유입구로서 기능한다.

내측 회수 용기(110)은 링 형상의 외벽, 바닥벽 그리고 내벽을 가진다. 외벽은 스핀 헤드로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽을 가진다. 바닥벽은 수직벽의 하단으로부터 스핀 헤드를 향하는 방향으로 수평하게 연장된다. 내벽은 바닥벽의 안쪽 끝단으로부터 위 방향으로 수직하게 연장된다. 내벽의 상단은 경사벽의 상단과 일정거리 이격되도록 하는 위치까지 연장된다. 내벽과 경사벽 사이의 상하 방향으로 이격된 공간은 내측 회수 공간(RS1)으로서 내측 회수 용기(110)의 유입구로서 기능한다. 내측 회수 용기(110)의 외벽 또는 바닥벽에는 내측 회수 공간(RS1)으로 유입된 약액을 배출하는 약액 배출관이 연결된다.

외측 회수 용기(130)는 링 형상의 외벽을 가진다. 외벽은 스핀 헤드로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽을 가진다. 외측 회수 용기(130)의 경사벽은 내측 회수 용기(110)의 경사벽과 이격되게 위치되며, 외측 회수 용기(130)의 경사벽과 내측 회수 용기(110)의 경사벽 사이의 상하 방향으로 이격된 공간은 외측 회수 공간(RS2)으로서 외측 회수 용기(130)의 유입구로서 기능한다.

각각의 회수 용기(110,130)에는 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(141,145)이 연결된다. 내측 회수 용기(110)의 내측 회수 공간(RS1)에 유입된 약액은 약액 배출관을 거쳐 내측 회수 라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 외측 회수 용기(130)의 외측 회수 공간(RS2)에 유입된 약액은 처리 용기(100)의 하면에 형성된 외측 회수 라인(145)을 통해 외부로 배출된다.

배기 부재(400)는 기판 처리 공정시 내부 회수 용기(110) 및 외부 회수 용기(130) 중 약액을 회수하는 각각의 회수 용기(110,130)에 동일한 배기압력을 제공하기 위한 것이다. 배기부재(400)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브 배기 라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브 배기 라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기 라인과 연결된다.

스핀 헤드(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판을 회전시킨다. 스핀 헤드(200)는 기판 지지 부재(210), 지지축(220), 회전 구동부(230)을 포함한다. 기판 지지 부재는 지지판(211), 지지핀(212), 척핀(214)을 포함한다. 지지판(211)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 지지판(211)의 저면에는 회전 구동부(230)에 의해 회전가능한 지지축(220)이 고정결합된다.

지지핀(212)은 복수 개 제공된다. 지지핀(212)은 몸체(211)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 지지판(211)에서 제 3 방향(3)으로 돌출된다. 지지핀(212)은 지지판(211)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.

척핀(214)은 복수 개 제공되며, 지지핀(214)의 외측에 배치되며, 지지판(214)에서 제 3 방향(3)으로 돌출되도록 구비된다. 척핀(214)은 스핀 헤드(200)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다.

승강 부재(600)는 처리 용기(100)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(200)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다. 승강 부재(600)는 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 포함한다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(612)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(200)에 놓이거나, 스핀 헤드(200)로부터 들어 올려질 때 스핀 헤드(200)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)은 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 약액의 종류에 따라 약액이 기설정된 회수 용기로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 부재(600)는 스핀 헤드(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

밀폐 부재(800)는 처리 용기(100)의 상부 공간을 밀폐한다. 이는 처리 용기(100)의 상부 공간을 밀폐시킴으로써 팬 필터 유닛(710)에서 발생되는 수직기류를 통해 약액에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생하는 퓸(Fume) 등의 오염 물질이 효과적으로 배기될 수 있다. 밀폐 부재(800)는 상부 밀폐 용기(810), 하부 밀폐 용기(830)와 밀폐 승강 부재(850)를 포함한다.

하부 밀폐 용기(830)는 처리 용기(100)의 외측을 감싸면서 결합된다. 구체적으로는, 처리 용기(100) 내의 외측 회수 용기(130)를 감싸면서 결합된다. 이에, 하부 밀폐 용기(830)는 외측 회수 용기(130)와 같이 환형의 링 형상을 가진다. 하부 밀폐 용기(830)는 처리 용기(100)의 상부 공간 중 팬 필터 유닛(710)에서 발생되는 수직기류가 흐르는 공간을 밀폐시킨다. 이에, 기판 처리 공정에서 사용되는 약액에서 발생하는 퓸(Fume) 등의 오염 기체가 처리 용기(100)의 외부로 유출되는 것을 차단한다. 하부 밀폐 용기(830)는 밀폐 승강 부재(850)에 의해 상하로 이동된다. 예컨대, 황산과 과산화수소를 혼합한 약액을 사용하여 기판에 처리하는 공정을 진행하는 경우에는 공정 진행시 발생하는 퓸(Fume)등의 오염 기체가 처리 용기(100)의 외부로 유출되는 것을 차단하기 위해 하부 밀폐 용기(830)를 상승시켜 처리 용기 상부의 공간을 밀폐시킨다. 기판 처리 공정이 마치는 경우에는 하부 밀폐 용기(830)를 하강시켜 처리 용기(100)와 함께 원위치로 복귀되면서 처리 용기(100) 상부의 공간을 개방시킨다. 하부 밀폐 용기(830)는 공정 챔버(700)의 내측 상면까지 상승하여 처리 용기(100) 상부의 공간을 밀폐시킬 수 있으며, 후술할 상부 밀폐 용기(810)와 결합하여 처리 용기(100) 상부의 공간을 밀폐시킬 수 있다.

하부 밀폐 용기(830)는 기판 처리를 위한 약액을 분사하는 분사 부재(300)가 기판 상부로 이동할 수 있는 공간인 지지대 삽입구(834)를 포함한다. 지지대 삽입구(834)를 통해 퓸(Fume)등의 오염 기체가 외부로 유출되는 것을 막기 위해 하부 밀폐 용기(830)의 지지대 삽입구(834)와 분사 부재(300)의 노즐 지지대(330) 사이의 공간을 밀폐시킬 수 있다. 지지대 삽입구(834)의 내측면과 노즐 지지대(330)의 외측면이 암수 결합되어 밀폐시킬 수 있다. 예컨대, 지지대 삽입구(834)의 내측면과 노즐 지지대(330)의 외측면 중 어느 하나에 홈이 형성되고, 다른 하나에 돌출부가 형성되어 홈에 돌출부가 삽입됨으로써 밀폐 결합된다. 또한, 밀폐를 위해 마주하는 면 사이의 마찰을 줄이고, 밀폐의 효과를 높이기 위해 가스를 이용한 비접촉 밀폐를 할 수 있다. 예컨대, 지지대 삽입구(834)의 내측면과 노즐 지지대(330)의 외측면이 마주하는 면 사이에 틈을 두고, 돌출부에 대응하는 홈의 내부면에 밀폐 가스 노즐을 설치하여 틈 사이에 가스가 외부로 배출될 수 있도록 함으로써 지지대 삽입구(834)와 노즐 지지대(330) 사이의 공간을 밀폐시킨다.

상부 밀폐 용기(810)는 처리 용기(100)에 이격된 채로 공정 챔버(700)의 내측 상면에 결합된다. 상부 밀폐 용기(810)는 하부 밀폐 용기(830)와 같이 환형의 링 형상을 가진다. 상부 밀폐 용기(810)는 하부 밀폐 용기(830)와 맞닿아 처리 용기(100)의 상부 공간 중 팬 필터 유닛(710)에서 발생되는 수직기류가 흐르는 공간을 밀폐시킨다. 고정된 상부 밀폐 용기(810)를 향하여 하부 밀폐 용기(830)가 상승하면서 상부 밀폐 용기(810)의 하단과 하부 밀폐 용기(830)의 상단이 맞닿으면서 결합된다. 이 때, 상부 밀폐 용기(810)와 하부 밀폐 용기(830)가 결합되면서 생기는 공간을 밀폐시키기 위해 상부 밀폐 용기(810)의 하단과 하부 밀폐 용기(830)의 상단이 암수 결합된다. 예컨대, 상부 밀폐 용기(810)의 하단과 하부 밀폐 용기(830)의 상단 중 어느 하나에 홈이 형성되고, 다른 하나에는 돌출부 형성되어 홈에 돌출부가 삽입됨으로써 밀폐 결합된다. 또한, 밀폐를 위해 마주하는 면 사이의 마찰을 줄이고, 밀폐의 효과를 높이기 위해 가스를 이용한 비접촉 밀폐를 할 수 있다. 예컨대, 상부 밀폐 용기(810)의 하단과 하부 밀폐 용기(830)의 상단의 마주하는 면 사이에 틈을 두고, 돌출부에 대응하는 홈의 내부면에 밀폐 가스 노즐을 설치하여 틈 사이에 가스가 외부로 배출될 수 있도록 함으로써 상부 밀폐 용기(810)의 하단과 하부 밀폐 용기(830)의 상단 사이의 공간을 밀폐시킨다.

밀폐 승강 부재(850)는 하부 밀폐 용기(830)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 밀폐 승강 부재(850)는 브라켓(852), 이동 축(854), 그리고 구동기(856)를 포함한다. 브라켓(852)은 하부 밀폐 용기(830)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(852)에는 구동기(856)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(854)이 고정결합된다. 밀폐 승강 부재(850)는 하부 밀폐 용기(830)를 독립적으로 상하 방향으로 이동시켜 처리 용기(100) 상부의 공간을 밀폐시키도록 한다. 또한, 밀폐 승강 부재(850)가 승강 부재(600)에 결합되어, 승강 부재(600)에 의해 처리 용기(100)가 상승된 후 처리 용기(100)와 함께 상승된 하부 밀폐 용기(830)가 밀폐 승강 부재(850)에 의해 상승되어 처리 용기(100) 상부의 공간을 밀폐시킨다. 이는, 하부 밀폐 용기(830)의 길이를 짧게 하여 하부 밀폐 용기(830)가 차지하는 공간을 줄어들게 하는 효과가 있다.

도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 분사 부재와 하부 밀폐 용기를 나타내는 사시도이다.

도 6를 참조하면, 분사 부재(300)는 기판 처리 공정시 약액을 공급받아 스핀헤드(200)의 지지판(211)에 놓인 기판의 처리면으로 약액을 분사한다. 분사 부재(300)는 지지축(320), 구동기(310), 제 1 노즐 지지대(332), 제 2 노즐 지지대(334) 그리고 분사 노즐(340)을 포함한다.

지지축(320)은 그 길이 방향이 제 3 방향(3)으로 제공되며, 지지축(320)의 하단은 구동기(310)와 결합된다. 구동기(310)는 지지축(320)을 회전 및 직선 운동시킨다.

노즐 지지대(330)는 지지축(320)에 결합되어 분사 노즐(340)을 기판 상부로 이동시키거나, 기판 상부에서 분사 노즐(340)이 약액을 분사하면서 이동되도록 한다. 노즐 지지대(330)는 제 1 노즐 지지대(332)와 제 2 노즐 지지대(334)를 포함한다.

제 1 노즐 지지대(332)는 구동기(310)와 결합된 지지축(320)에 결합된다. 제 1 노즐 지지대(332)는 지지축(320)으로부터 수평하게 연장된다. 제 2 노즐 지지대(334)는 제 1 노즐 지지대(332)에 결합된다. 제 2 노즐 지지대(334)는 제 1 노즐 지지대(332)에 대해 회전 가능하게 구동된다. 제 1 노즐 지지대(332)는 처리 용기(100)의 외부에서 대기하던 분사 노즐(340)을 기판 상부로 이동시키며, 제 2 노즐 지지대(334)는 기판 처리 공정 진행 중에 약액을 분사하는 노즐(340)을 기판 상부에서 이동시킨다. 상술한 것처럼, 제 1 노즐 지지대(332)는 하부 밀폐 용기(830)의 지지대 삽입구(834)와 암수 결합되어 지지대 삽입구(834)와 제 1 노즐 지지대(332) 사이의 공간을 밀폐시킨다.

분사 노즐(340)은 노즐 지지대(330)의 끝단 저면에 설치된다. 분사 노즐(340)은 구동기(310)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 분사 노즐(340)이 처리 용기(100)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 분사 노즐(340)이 처리 용기(100)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 분사 노즐(340)은 약액 공급 장치(미도시)로부터 공급된 약액을 분사한다. 또한, 분사 노즐(340)은 약액 공급 장치(미도시)에서 공급된 약액 외에 다른 약액을 직접 노즐로 공급받아 분사할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 기판 처리 장치(60)를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 기판 처리 장치(60)의 동작 상태를 보여주는 도면이다.

먼저, 스핀 헤드(200)에 기판(W)이 로딩된다. 기판 지지 부재(210)가 로딩 위치로 이동하고, 기판(W)은 기판 지지 부재(210)에 제공된 지지 핀들(212)에 안착된 후 척 핀들(214)에 의해 척킹된다.

기판(W)이 로딩된 상태에서 승강 부재(600)에 의해 처리 용기(100)의 회수 용기가 기판 처리 공정 위치로 승강된다. 분사 노즐(340)은 분사 부재(300)의 구동기(310)에 의해 기판 상부로 이동한다. 상부 밀폐 용기(810)는 밀폐 승강 부재(850)에 의해 처리 용기(100) 상부로 상승한다. 이 때 지지대 삽입구(834)와 제 1 노즐 지지대(332)가 맞닿아 밀폐 결합된다. 또한, 상부 밀폐 용기(810)와 하부 밀폐 용기(830)가 맞닿아 밀폐 결합된다. 회전 구동부(230)는 기판 지지 부재(210)를 회전시키고, 이에 따라 기판 지지 부재(210)에 지지된 기판(W)이 회전한다. 분사 노즐(340)은 회전하는 기판(W)으로 약액을 공급한다. 제 2 노즐 지지대(334)는 제 1 노즐 지지대(832)에 대해 회전하면서 분사 노즐(340)이 회전하면서 기판으로 약액을 공급하도록 한다.

약액은 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)가 혼합된 고온의 약액으로 공급될 수 있다. 약액은 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)의 하면을 따라 주변부로 이동하면서, 기판(W)에 잔류하는 오염 물질을 식각 또는 박리시킨다. 사용된 약액 중 일부는 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W)으로부터 비산되어 처리 용기(100)의 회수통으로 회수된다.

약액에서 발생되는 퓸(Fume)등과 같은 오염 기체는 팬 필터 유닛(710)에서 발생하는 수직 기류와 함께 배기 덕트(190)로 흡입된다. 흡입된 기체는 서브배기라인(410)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같이, 처리 용기(100)의 상부 공간 중 팬 필터 유닛(710)에서 발생되는 수직기류가 흐르는 공간을 밀폐시킴으로써, 처리 용기(100)의 외부로 퓸(Fume)등과 같은 오염 기체가 외부로 유출되는 것을 막고, 팬 필터 유닛(710)에서 발생하는 수직 기류와 함께 퓸(Fume)등과 같은 오염 기체가 효과적으로 흡입 배기될 수 있도록 한다.

상기 실시예에서는 분사 노즐(340)에서 분사되는 약액이 황산과 과산화수소가 혼합된 약액을 제공한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 수산화암모늄과 과산화수소가 혼합된 약액을 제공할 수 있다. 따라서, 분사 부재(300)는 다양한 종류의 약액을 분사하는 분사 부재의 경우에도 적용될 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 하부 밀폐 용기(830)에 지지대 삽입구(834)가 형성되어 노즐 지지대(330)와 밀폐 결합된다. 그러나 상부 밀폐 용기(810)에 지지대 삽입구(834)가 형성되어 노즐 지지대(330)와 밀폐 결합될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000 기판 처리 시스템
10 인덱스부 20 공정 처리부
30 버퍼부 40 이동 통로
50 메인 이송 로봇 60 기판 처리 장치
100 처리 용기 200 스핀 헤드
300 분사 부재
310 구동기 320 지지축
330 노즐 지지대
332 제 1 노즐 지지대 334 제 2 노즐 지지대
340 분사 노즐
400 배기 부재
600 승강 부재 700 공정 챔버
800 밀폐 부재
810 상부 밀폐 용기 830 하부 밀폐 용기
834 지지대 삽입구 850 밀폐 승강 부재

Claims (9)

1. 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하는 공정 챔버;
   상기 공정 챔버에 설치되어, 기판을 지지하는 스핀 헤드;
   상기 스핀 헤드에 대향되도록 위치되며, 상기 공정챔버의 상부벽에 설치되며. 수직기류를 발생시키는 팬 필터유닛;
   상기 스핀 헤드와 이격된 채로, 상기 스핀 헤드를 감싸는 처리 용기;
   상기 스핀 헤드에 놓여진 기판 상으로 약액을 분사하는 분사 부재; 및
   상기 공정 챔버 내의 상기 처리 용기의 상부 공간을 밀폐시키는 밀폐 부재를 포함하되,
   상기 밀폐 부재는,
   상기 수직기류가 흐르는 내부 공간을 가지도록 환형의 링 형상으로 제공되며, 상기 공정 챔버의 상부벽에 결합되는 상부 밀폐 용기;
   상기 처리 용기의 외측을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되며, 상기 처리용기에 결합되는 하부 밀폐 용기;
   상기 하부 밀폐 용기를 상하로 이동시켜 상기 하부밀폐용기를 상기 상부밀폐용기에 접촉 또는 이격시키는 밀폐 승강 부재를 포함하되,
   상기 상부 밀폐용기 및 상기 하부밀폐용기는 서로 접촉되어 상기 처리 용기의 상부 공간을 밀폐시키고, 상기 수직기류는 밀폐된 상기 처리 용기의 상부공간을 통해 상기 처리용기의 내부공간으로 공급되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 밀폐 용기의 하단과 상기 하부 밀폐 용기의 상단 중 어느 하나에 홈이 형성되어 있고, 다른 하나에는 돌출부 형성되어 있어, 상기 돌출부는 상기 홈에 삽입되도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 돌출부에 대응되는 상기 홈의 내부면에 설치되어 상기 홈과 돌출부 사이의 틈에 가스를 공급하는 밀폐 가스 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
5. 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하는 공정 챔버;
   상기 공정 챔버에 설치되어, 기판을 지지하는 스핀 헤드;
   상기 스핀 헤드와 이격된 채로, 상기 스핀 헤드를 감싸는 처리 용기;
   상기 스핀 헤드에 놓여진 기판 상으로 약액을 분사하는 분사 부재; 및
   상기 공정 챔버 내의 상기 처리 용기의 상부 공간을 밀폐시키는 밀폐 부재를 포함하되,
   상기 밀폐 부재는,
   상기 처리 용기의 외측을 감싸면서 결합되어 상하로 이동하면서 상기 처리 용기의 상부 공간을 밀폐시키는 하부 밀폐 용기; 및
   상기 하부 밀폐 용기를 상하로 이동시키는 밀폐 승강 부재를 포함하고,
   상기 분사 부재는,
   구동기와 결합되어 회전 또는 직선 이동되는 지지축;
   상기 지지축에 결합되어 수평 방향으로 연장된 제 1 지지대;
   상기 제 1 지지대에 대해 회전 가능하도록 상기 제 1 지지대에 결합되는 제 2 지지대; 및
   상기 제 2 지지대에 결합되어 약액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 처리 용기에 이격된 채로 상기 공정 챔버에 결합되어 상기 하부 밀폐 용기와 맞닿아 밀폐시키는 상부 밀폐 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 상부 밀폐 용기 또는 상기 하부 밀폐 용기 중 어느 하나에 상기 제 1 지지대가 삽입되는 지지대 삽입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
8. 삭제
9. 삭제

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