KR102136128B1 - 기판 처리 장치 및 노즐 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 제공하는 처리 용기; 상기 처리 용기에서 기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛; 및 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐 유닛을 포함하되; 상기 노즐 유닛은 처리액을 토출하는 노즐; 및 기판 상에 공급되는 처리액의 라디칼을 활성화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선 공급부를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 노즐 유닛{Apparatus for treating substrate and nozzle unit}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 증착, 애싱, 식각, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진, 애싱, 식각, 그리고 세정 공정은 기판을 액 처리하는 공정으로, 기판 상에 다양한 종류의 액들이 공급된다.
일반적으로 기판의 액 처리 공정은 기판 상에 처리액을 공급하여 기판을 액처리한다. 이러한 액 처리 공정 중 기판 상에 박막을 감광막을 제거하는 애싱 공정으로는, 처리액의 라디칼을 활성화시켜 감광막을 제거한다. 처리액의 라디칼을 활성화시키는 방법으로는, 강산 또는 강염기의 케미칼을 사용하여 감광막을 처리하는 방법을 포함한다.
그러나 감광막을 강산 또는 강염기의 케미칼로 처리하는 경우에는 탄소 오염 및 공기중 불순물을 세정하는 것이 어려우며, 패턴과 패턴과의 거리(CD:Critical Dimension)를 변화시키는 등 공정 불량을 야기한다.
이를 해결하기 위해 오존수를 사용하여 감광막을 처리하는 방법이 제안되었으며, 오존수는 자외선에 의해 라디칼이 활성화된다. 라디칼이 활성화된 오존수는 노즐로부터 토출되어 기판을 처리한다.
그러나 노즐로부터 토출되어 기판에 공급되는 과정에서 토출 거리 및 토출 시간은 길어질수록 라디칼을 감소시킨다. 이를 해결하고자 오존수의 농도를 높혀 기판을 처리하는 방법이 제안되었으나, 이는 환경 오염의 요인이 된다.
또한, 상기 자외선은 광 조사 부재에 의해 조사되며, 광 조사 부재는 도 1과 같이, 노즐(2)의 내부 또는 액 공급 라인(6)에 설치된다. 광 조사 부재(4)는 램프를 포함하며, 램프가 수명이 다하거나 손상될 될 수 있다. 이로 인해 기판(W) 상에는 라디칼이 비활성화된 오존수가 공급되고, 액처리 공정의 불량을 야기할 수 있다.
본 발명은 기판으로 공급되는 처리액의 비산 및 접액에 의한 광 조사 부재의 오염 및 손상을 최소화할 수 있는 장치 및 노즐 유닛을 제공하고자 한다.
본 발명은 기판 상에 다량의 라디칼이 활성화된 액을 공급할 수 있는 장치 및 노즐 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 오존수의 농도를 높이지 않고 다량의 라디칼을 기판으로 공급할 수 있는 장치 및 노즐 유닛을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 처리 공간을 제공하는 처리 용기; 상기 처리 용기에서 기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛; 및 기판 상에 처리액을 공급하는 노즐 유닛을 포함하되; 상기 노즐 유닛은 처리액을 토출하는 노즐; 및 기판 상에 공급되는 처리액의 라디칼을 활성화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선 공급부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 노즐 유닛은 상기 노즐 및 상기 자외선 공급부가 설치되는 아암; 및 상기 아암을 이동시키는 아암 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 공급부는 내부에 방전공간이 형성되도록 양단이 밀봉된 램프관; 및 상기 램프관의 양단에 설치되고, 필라멘트를 구비한 한 쌍의 커넥터부를 포함하되; 상기 램프관은 기판과 평행하게 제공되는 수평부분과, 상기 수평부분의 양단으로부터 수직상방으로 연장되어 형성되고 상기 커넥터부가 설치된 수직부분을 갖는 U자 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 아암은 상기 자외선 공급부가 수납되는 공간을 갖는 램프 장착부를 포함하되; 상기 수납 공간은 기판과 마주하는 저면이 개방되며, 상기 개방된 저면에는 상기 램프관의 수평부분이 위치될 수 있다.
또한, 상기 램프관은 상기 램프로부터 조사되는 자외선을 투과하는 재질로 제공될 수 있다.
또한, 상기 램프관은 석영 유리(Quartz glass)를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
또한, 상기 자외선 공급부는 상기 램프관으로부터 방출되는 자외선을 기판 방향으로 향하도록 하는 반사갓을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사갓은 평면 또는 곡면으로 형성된 반사면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 공급부는 상기 램프관을 감싸 보호할 수 있도록 상기 램프관 외곽에 설치되는 램프 보호관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 처리액은 오존수 또는 순수를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 아암; 상기 아암에 결합되고, 기판으로 처리액을 토출하는 노즐; 및 상기 아암에 결합되고, 기판 상에 공급되는 처리액의 라디칼을 활성화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선 램프를 포함하되; 상기 자외선 램프는 기판을 향해 노출되도록 제공되는 램프관 및 상기 램프관의 양단에 설치되는 커넥터부를 포함하며, 상기 커넥터부는 외부로부터 밀폐된 공간에 위치되는 노즐 유닛이 제공될 수 있다.
또한, 상기 램프관은 상기 커넥터부와 연결되는 수직부분과, 상기 수직부분으로부터 연장되고 기판 표면과 수평하게 제공되는 수평부분을 포함하는 U자 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 커넥터부는 상기 기판으로 공급되는 처리액으로부터 보호되도록 상기 아암에 형성된 램프 장착부의 수납 공간에 수용될 수 있다.
또한, 상기 수납공간은 상기 램프관이 위치되는 제1공간과 상기 커넥터부가 위치되는 제2공간을 포함하고, 상기 제1공간과 상기 제2공간은 격벽에 의해 구획되며, 상기 제1공간은 기판을 향하는 일면이 개방될 수 있다.
또한, 상기 수평부분은 상기 제1공간의 개방된 일면을 통해 노출될 수 있다.
또한, 상기 노즐은 상기 수평 부분의 중앙에 인접하게 위치될 수 있다.
또한, 상기 처리액은 오존수 또는 순수를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 램프는 평면 또는 곡면으로 형성된 반사면을 갖고, 상기 램프관으로부터 방출되는 자외선을 기판 방향으로 향하도록 하는 반사갓을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 램프는 상기 램프관을 감싸 보호할 수 있도록 상기 램프관 외곽에 설치되는 램프 보호관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 자외선을 조사하는 조사 부재는 기판 상에 공급된 액에 근접하게 위치된다. 이로 인해 기판 상에 저농도의 처리액으로부터 다량의 활성화된 라디칼을 공급 가능하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 자외선을 조사하는 조사 부재는 커넥터부가 처리액과 접촉되는 것을 사전에 방지함으로써 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 의하면, 램프가 U자형으로 이루어져 기판과 가깝게 위치시킬 수 있어 처리액의 라디칼 활성화를 높여 공정 성능을 향상시키는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 세정 설비를 개략적으로 보여주는 정면도이다.
도 3은 인덱스 모듈, 하부 버퍼, 그리고 하부 처리 모듈을 보여주는 평면도이다.
도 4는 이송 프레임, 상부 버퍼, 그리고 상부 처리 모듈을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 마스크 세정 장치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 마스크 세정 장치의 측면도이다.
도 7은 아암을 보여주는 사시도이다.
도 8 내지 도 9는 도 7에서 아암에 설치된 자외선 공급부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11은 아암의 램프 장착부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 자외선 공급부의 제 1 변형예를 보여주는 도면이다
도 13은 도 12에 표시된 A-A선을 따라 절취한 단면도이다.
도 14는 자외선 공급부의 제 2 변형예를 보여주는 도면이다.
도 15는 일자형의 자외선 램프 사용시 발생되는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 마스크 세정 설비(1)를 개략적으로 보여주는 정면도이다. 도 3은 인덱스 모듈(10), 하부 버퍼(60), 그리고 하부 처리 모듈(30)을 보여주는 평면도이다. 도 4는 이송 프레임(140), 상부 버퍼(70), 그리고 상부 처리 모듈(40)을 보여주는 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 마스크 세정 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 X방향(12) 이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 X방향(12)과 수직한 방향으로 Y방향(14)이라 하고, X방향(12)과 Y방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 Z방향(16)이라 한다.
로드 포트(120)에는 마스크가 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 Y방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 캐리어(18)에는 마스크의 가장자리를 지지하도록 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 Z방향(16)으로 복수 개가 제공되고, 마스크는 Z방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다.
공정 처리 모듈(20)은 상부 처리 모듈(40)과 하부 처리 모듈(30)을 갖는다. 상부 처리 모듈(40)과 하부 처리 모듈(30)은 각각, 이송 하우징(240), 버퍼 유닛(220), 그리고 공정 하우징(260)를 가진다.
이송 하우징(240)는 그 길이 방향이 X방향(12)과 평행하게 배치된다. Y방향(14)을 따라 이송 하우징(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정 하우징(260)들이 배치된다. 이송 하우징 (240)의 일측 및 타측에서 공정 하우징(260)들은 이송 하우징(240)를 기준으로 서로 간에 대칭이 되도록 제공된다. 이송 하우징(240)의 일측에는 복수 개의 공정 하우징(260)들이 제공된다. 공정 하우징(260)들 중 일부는 이송 하우징(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 하우징(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 하우징(240)의 일측에는 공정 하우징(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다.
여기서 A는 X방향 (12)을 따라 일렬로 제공된 공정 하우징(260)의 수이고, B는 Y방향(14)을 따라 일렬로 제공된 공정 하우징(260)의 수이다. 이송 하우징 (240)의 일측에 공정 하우징(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 하우징(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 하우징(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수 있다. 상술한 바와 달리, 공정 하우징(260)는 이송 하우징(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정 하우징(260)는 이송 하우징(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 하우징(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 공정 하우징(260)와 캐리어(18) 간에 마스크가 반송되기 전에 마스크가 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)은 상부 버퍼(70)와 하부 버퍼(60)를 가진다. 상부 버퍼(70)는 하부 버퍼(60)의 상부에 위치된다. 상부 버퍼(70)는 상부 처리 모듈(40)과 대응되는 높이에 배치된다. 하부 버퍼(60)는 하부 처리 모듈(30)과 대응되는 높이에 배치된다. 상부 버퍼(70)와 하부 버퍼(60) 각각은 그 내부에 마스크가 놓이는 슬롯이 제공되며, 슬롯들은 서로 간에 Z방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 하우징(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(220) 간에 마스크를 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 Y방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 Y방향(14)으로 직선 이동된다.
인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스 암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 Z방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스 암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 이는 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스 암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스 암(144c)들은 Z방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스 암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(18)로 마스크를 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)로 마스크(500)를 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 마스크를 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 마스크(500)로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 마스크에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송 하우징(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 하우징(260) 간에, 그리고 공정 하우징(260)들 간에 마스크를 반송한다. 이송 하우징(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제 X방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 이는 가이드 레일(242)상에서 X방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인 암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 Z방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인 암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인 암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인 암(244c)들은 Z방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 하우징(260) 내에는 마스크에 대해 세정 공정을 수행하는 마스크 세정 장치가 제공된다. 마스크 세정 장치는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 하우징(260) 내의 마스크 세정 장치는 동일한 구조를 가질 수 있다. 일 예에 의하면, 하부 처리 모듈(40)은 습식 세정 공정을 수행하는 챔버와 냉각 공정을 수행하는 챔버를 포함할 수 있다. 상부 처리 모듈(30)은 건식 및 기능수 세정 공정을 수행하는 챔버와 가열 공정을 수행하는 챔버를 포함할 수 있다.
이하, 마스크 세정 장치는 상술한 습식 세정 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 자외선과 케미컬을 이용하여 마스크를 세정 및 유기물을 제거하는 마스크 세정 장치의 일 예를 설명한다. 본 발명은 마스크 이외에 반도체 웨이퍼, 액정용 기판 등의 다양한 기판 세정에 적용 가능하다.
도 5는 도 3에 도시된 마스크 세정 장치(1000)를 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 5의 마스크 세정 장치(1000)를 보여주는 측면도이다.
마스크 세정 장치(1000)는 마스크 표면의 유기물을 제거한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 마스크 세정 장치(1000)는 하우징(1100), 용기(1200), 지지부재(1300) 그리고 노즐 유닛(1400)을 포함한다.
하우징(1100)은 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 하우징(1100)의 상벽에는 팬필터유닛(미도시됨)이 설치될 수 있다. 팬필터유닛은 하우징(1100) 내부 공간에서, 아래로 향하는 수직기류를 발생시킨다.
용기(1200)는 하우징(1100) 내에 배치된다. 용기(1200)는 공정에 사용된 케미컬(처리액) 및 공정시 발생된 흄(fume)이 외부로 튀거나 유출되는 것을 방지한다. 용기(1200)는 내부에 상부가 개방되고 마스크(500)가 처리되는 공간을 가진다.
지지부재(1300)는 용기(1200) 내에 위치된다. 지지부재(1300)는 공정 처리시 마스크(500)를 지지한다. 지지부재(1300)는 지지판(1320), 척킹 핀(1340), 지지축(1360), 그리고 지지판 구동기(1380)를 포함한다.
지지판(1320)은 대체로 원형으로 제공된다. 지지판(1320)은 마스크(500)보다 큰 직경을 가진다. 지지판(1320)은 마스크(500)를 지지한다. 케미컬이 공급되는 동안, 마스크(500)는 상부를 향하도록 지지판(1320)에 지지된다. 지지판(1320)의 상면에는 척킹 핀(1340)들이 제공된다. 척킹 핀(1340)들은 지지판(1320) 상면으로부터 상부로 돌출된다. 척킹 핀(1340)들은 지지판(1320)이 회전될 때, 원심력에 의해 마스크(500)가 지지판(1320)으로부터 측방향으로 이탈되는 것을 방지한다. 마스크(500)가 지지판(1320) 상의 정위치에 놓일 때, 마스크(500)의 각각의 모서리에는 2개의 척킹 핀(1340)들이 제공된다. 따라서 척킹 핀(1340)은 전체적으로 8개가 제공된다. 공정 진행시 척킹 핀(1340)들은 마스크(500)의 4 모서리를 지지하여 마스크(500)가 정위치로부터 이탈되는 것을 방지한다. 지지판(1320)의 하부 중앙에는 지지축(1360)이 연결된다. 지지축(1360)은 지지판(1320)을 지지한다. 지지축(1360)은 지지판(1320)의 중심축과 대응되게 제공된다. 지지축(1360)의 하단에는 지지판 구동기(1380)가 연결된다. 지지판 구동기(1380)는 지지판(1320)을 회전시킨다. 지지축(1360)은 지지판 구동기(1380)의 회전력을 지지판(1320)에 전달한다. 지지판 구동기(1380)는 제어기에 의해 제어된다. 지지판 구동기(1380)는 모터를 포함할 수 있다.
승강 유닛(미도시)은 용기(1200)에 대한 지지판(1320)의 상대 높이가 조절되도록 용기(1200)를 상하 방향으로 이동시킨다. 승강 유닛은 마스크(500)가 지지판(1320)에 로딩되거나, 지지판(1320)으로부터 언로딩될 때 지지판(1320)이 용기(1200)의 상부로 돌출되도록 용기(1200)를 하강시킨다.
노즐 유닛(1400)은 용기(1200)의 일측에 배치된다. 노즐 유닛(1400)은 마스크(500)의 상면으로 처리액 및 자외선을 제공하여 마스크(500)에서 유기물을 제거한다. 노즐 유닛(1400)은 노즐(1410), 아암(1420), 암 지지축(1430), 아암 구동부(1440), 그리고 자외선 공급부(1460)를 포함한다.
아암(1420)은 로드 형상으로 제공되며, 노즐(1410) 및 자외선 공급부(1460)를 지지한다. 아암(1420)은 그 길이 방향이 지지판(1320)과 평행하게 배치될 수 있다. 노즐(1410)은 아암(1420)의 일단에 결합되고, 아암(1420)의 타단은 암 지지축(1430)에 결합된다. 암 지지축(1430)은 아암(1420)을 지지한다. 아암(1420)은 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공된다. 아암(1420)은 아암 구동부(1440)에 의해 암 지지축(1430)을 중심축으로 회동 및 승강될 수 있다. 암 지지축(1430)의 하단에는 아암 구동부(1440)가 제공된다.
아암 구동부(1440)는 노즐(1410)을 대기 위치와 공정 위치 간에 이동시킨다. 대기 위치는 하우징(1100)의 측부 위치이다. 공정 위치는 지지판(1320)의 수직 상부 위치이다. 공정 위치는 제 1처리 위치와 제 2처리 위치를 포함할 수 있다.
처리액 공급부(1450)는 처리액 공급원(1452)과 처리액 공급라인(1454)을 포함한다. 처리액 공급라인(1454)은 처리액 공급원(1452)과 노즐(1410)을 연결한다. 처리액 공급원(1452)에 저장된 처리액은 처리액 공급라인(1454)을 통해 노즐(1410)로 공급된다. 처리액 공급라인(1454) 상에는 처리액 공급라인(1454)을 개폐하는 밸브가 설치될 수 있다. 참고로, 처리액은 O3DIW, DIW를 포함할 수 있다.
도 7은 아암을 보여주는 사시도이고, 도 8 내지 도 9는 도 7에서 아암에 설치된 자외선 공급부를 설명하기 위한 도면들이고, 도 10 및 도 11은 아암의 램프 장착부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 자외선 공급부(1460)(이하 자외선 램프라고 함)는 기판 상에 공급되는 처리액의 라디칼을 활성화시키기 위한 자외선을 제공한다.
자외선 램프(1460)는 램프관(1462)과 커넥터부(1466)를 포함할 수 있다. 일 예로, 자외선 램프(1460)의 자외선은 185 내지 254 nm의 파장대를 가질 수 있다. 램프관(1462)는 자외선의 투과율이 90% 이상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 램프관(1462)은 석영 유리(Quartz glass)를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
램프관(1462)은 내부에 방전 공간이 형성되도록 양단이 밀봉될 수 있다. 램프관(1462)은 기판과 평행하게 제공되는 수평부분(1462a)과 수평부분(1462a)의 양단으로부터 수직 상방으로 연장되어 형성된 수직부분(1462b)을 갖는 U자 형상으로 제공될 수 있다. 이러한 특이한 형상을 갖는 램프관(1462)은 수평부분(1462a)을 기판으로 토출된 처리액에 초근접시킬 수 있는 장점이 있다.
커넥터부(1466)은 램프관(1462)의 양단에 각각 설치될 수 있다. 커넥터부(1466)는 램프관(1460)의 수직부분(1462b) 내부에 위치되는 필라멘트(1467)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 필라멘트(1467)는 텅스텐 코일로 만들어진 2중 코일, 3중 코일로 구성될 수 있으며 텅스텐 코일에는 열전자를 방사하기 쉬운 물질인 산화바륨, 산화스트론튬, 산화칼슘 등이 도포되어 있을 수 있다. 커넥터부(1466)는 외부 전원을 공급받기 위해 돌출된 단자(1468)들을 포함할 수 있다. 커넥터부(1466)는 아암(1420)에 고정 설치된 접속소켓(1469)에 연결될 수 있다.
본 발명에서는 커넥터부(1466)와 접속소켓(1469)이 아암(1420)의 수납공간(1422) 내의 밀폐 구역(제2공간에 해당됨)에 위치됨으로써 커넥터부(1466)와 접속소켓(1469)의 접속부위에 처리액이 접액되는 문제를 사전에 차단할 수 있다.
한편, 아암(1420)은 자외선 공급부(1460)가 수납되는 공간을 갖는 램프 장착부(1422)를 제공할 수 있다. 수납 공간(1424)은 기판과 마주하는 저면이 개방되며, 개방된 저면에는 램프관(1462)의 수평부분(1462a)이 위치된다.
좀 더 구체적으로, 램프 장착부(1422)의 수납공간(1424)은 제1공간(1424a)과 제2공간(1424b)을 포함하며, 제1공간(1424a)과 제2공간(1424b)은 격벽(1424c)에 위해 구획될 수 있다.
제1공간(1424a)은 기판을 향하는 일면이 개방된 형태로 제공될 수 있다. 제1공간(1424a)에는 램프관(1462)이 위치되며, 제2공간(1424b)에는 커넥터부(1466)가 위치될 수 있다. 제2공간(1424b)은 외부 환경과 격리될 수 있다. 제1공간은 기판을 향하는 일면이 개방된 형태로 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 노즐(1410)과 자외선 공급부(1460)가 아암(1420)에 설치됨으로써, 노즐(1410)과 자외선 공급부(1460)는 함께 스윙 이동되면서 기판으로 토출되는 처리액의 라디칼을 활성화시킨다.
도 15를 참조하면, 자외선 램프(1460)는 U자형의 램프관(1462)을 가짐으로써 램프관(1462)의 수평부분이 기판과 좀 더 가깝게 위치시킬 수 있다. 만약, 자외선 램프의 램프관이 일자 형태인 경우, 램프관의 양단에 설치되는 커넥터부로 인해 기판과 램프관 사이의 간격을 좁히는데 한계가 있다.
그러나, U자형 램프관(1462)은 커넥터부가 수직부분에 제공됨으로써 일자형 램프관에 비해 수평 부분을 기판(500)에 상대적으로 더 가깝게 위치시킬 수 있어, 기판에 닿는 자외선 강도를 최대화하여 처리액의 OH 라디칼 활성화 효율을 높일 수 있다.
그 뿐만 아니라, 커넥터부(1466)가 처리액의 비산, 접액으로 오염되는 것을 방지할 수 있어, 커넥터부(1466)에 연결되는 케이블의 내구성 및 안전성 등을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 램프관이 처리액과 이격된 위치에서 자외선을 조사하는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라서는 램프관이 처리액에 접촉되어 자외선을 조사할 수도 있다. 이것이 가능한 것은 커넥터부가 처리액으로부터 완전히 보호되는 구조이기에 가능한 것이다.
도 12는 자외선 공급부의 제 1 변형예를 보여주는 도면이고, 도 13은 도 12에 표시된 A-A선을 따라 절취한 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 자외선 공급부(1460a)는 램프관(1462a)과 커넥터부(1466a)를 포함하며, 이들은 도 10에 도시된 자외선 공급부(1460)의 램프관(1462)과 커넥터부(1466)과 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다.
본 변형예에서, 자외선 공급부(1460a)는 반사갓(1470)을 더 포함한다는데 그 차이가 있다. 반사갓(1470)은 램프관(1462)으로부터 방출되는 자외선을 기판 방향으로 향하도록 하여 기판에 닿는 자외선 강도를 최대화할 수 있다. 반사갓(1470)은 곡면으로 형성된 반사면(1472)을 포함할 수 있다. 그러나 반사면(1472)은 이에 한정되는 것은 아니며 평면 또는 다른 형태로도 형성될 수 있다.
도 14는 자외선 공급부의 제 2 변형예를 보여주는 도면이다.
도 14를 참조하면, 자외선 공급부(1460b)는 램프관(1462b)과 커넥터부(1466b)를 포함하며, 이들은 도 10에 도시된 자외선 공급부(1460)의 램프관(1462)과 커넥터부(1466)과 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다.
본 변형예에서, 자외선 공급부(1460b)는 램프 보호관(1474)을 더 포함한다는데 그 차이가 있다. 램프 보호관(1474)은 램프관(1462b) 외곽에 설치되어 램프관(1462b)을 외부 충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1000 : 마스크 세정 장치 1200 : 용기
1300 : 지지부재 1320 : 지지판
1400 : 노즐 유닛 1410 : 노즐
1420 : 아암 1460 : 자외선 공급부

Claims (19)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 제공하는 처리 용기;
    상기 처리 용기에서 기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛; 및
    기판 상에 처리액을 공급하는 노즐 유닛을 포함하되;
    상기 노즐 유닛은
    처리액을 토출하는 노즐; 및
    기판 상에 공급되는 처리액의 라디칼을 활성화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선 공급부를 포함하고,
    상기 자외선 공급부는
    내부에 방전공간이 형성되도록 양단이 밀봉된 램프관; 및
    상기 램프관의 양단에 설치되고, 필라멘트를 구비한 한 쌍의 커넥터부를 포함하되;
    상기 램프관은
    기판과 평행하게 제공되는 수평부분과, 상기 수평부분의 양단으로부터 수직 상방으로 연장되어 형성되고 상기 커넥터부가 설치된 수직부분을 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 유닛은
    상기 노즐 및 상기 자외선 공급부가 설치되는 아암; 및
    상기 아암을 이동시키는 아암 구동부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 아암은
    상기 자외선 공급부가 수납되는 공간을 갖는 램프 장착부를 포함하되;
    상기 수납 공간은 기판과 마주하는 저면이 개방되며, 상기 개방된 저면에는 상기 램프관의 수평부분이 위치되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 램프관은
    상기 램프로부터 조사되는 자외선을 투과하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 램프관은 석영 유리(Quartz glass)를 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 공급부는
    상기 램프관으로부터 방출되는 자외선을 기판 방향으로 향하도록 하는 반사갓을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사갓은 평면 또는 곡면으로 형성된 반사면을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 공급부는
    상기 램프관을 감싸 보호할 수 있도록 상기 램프관 외곽에 설치되는 램프 보호관을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 처리액은 오존수 또는 순수를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 아암;
    상기 아암에 결합되고, 기판으로 처리액을 토출하는 노즐; 및
    상기 아암에 결합되고, 기판 상에 공급되는 처리액의 라디칼을 활성화시키기 위해 자외선을 조사하는 자외선 램프를 포함하되;
    상기 자외선 램프는
    기판을 향해 노출되도록 제공되는 램프관 및 상기 램프관의 양단에 설치되는 커넥터부를 포함하며, 상기 커넥터부는 외부로부터 밀폐된 공간에 위치되며,
    상기 램프관은 상기 커넥터부와 연결되고 기판 표면과 수직하게 제공되는 수직부분과, 상기 수직부분으로부터 연장되고 기판 표면과 수평하게 제공되는 수평부분을 포함하는 노즐 유닛.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 커넥터부는
    상기 기판으로 공급되는 처리액으로부터 보호되도록 상기 아암에 형성된 램프 장착부의 수납 공간에 수용되는 노즐 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수납공간은 상기 램프관이 위치되는 제1공간과 상기 커넥터부가 위치되는 제2공간을 포함하고,
    상기 제1공간과 상기 제2공간은 격벽에 의해 구획되며,
    상기 제1공간은 기판을 향하는 일면이 개방된 노즐 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수평부분은 상기 제1공간의 개방된 일면을 통해 노출되는 노즐 유닛.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 수평 부분의 중앙에 인접하게 위치되는 노즐 유닛.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 처리액은 오존수 또는 순수를 포함하는 노즐 유닛.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 자외선 램프는
    평면 또는 곡면으로 형성된 반사면을 갖고, 상기 램프관으로부터 방출되는 자외선을 기판 방향으로 향하도록 하는 반사갓을 더 포함하는 노즐 유닛.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 자외선 램프는
    상기 램프관을 감싸 보호할 수 있도록 상기 램프관 외곽에 설치되는 램프 보호관을 더 포함하는 노즐 유닛.
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