KR20150016480A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 세정하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 본 발명은 기판이 놓여지는 스핀 헤드를 포함하는 기판지지부재; 상기 스핀 헤드 주위를 감싸도록 설치되어 기판상에서 비산되는 처리유체를 회수하는 처리 용기; 및 스윙 방식으로 회전 운동하며 처리유체를 분사하는 이동 노즐 부재를 포함하되; 상기 스핀 헤드는 기판을 지지하는 지지핀들과 기판 가장자리를 척킹하는 척킹핀들을 포함하고, 상기 지지핀은 상기 스핀 헤드 및 상기 처리 용기의 세정 및 건조시 기류를 발생시키기 위한 날개를 포함한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판을 세정하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 박막 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 연마 공정 등과 같은 다양한 단위 공정들이 반복적으로 수행되어 제조된다. 특히, 세정 공정은 이들 단위 공정들을 수행할 때 반도체 기판의 표면에 잔류하는 작은 파티클(small particles) 이나 오염물(contaminants) 및 불필요한 막을 제거한다.
최근, 반도체 기판에 형성되는 패턴이 미세화됨에 따라 세정 공정의 중요도는 더욱 커지고 있다. 이러한 세정 공정은, 반도체 기판 상의 오염물질을 화학적 반응에 의해 식각 또는 박리시키는 화학 용액 처리 공정, 반도체 기판을 초순수(DeionizeWater : DIW)로 세척하는 린스 공정, 및 린스 처리된 반도체 기판을 건조하는 건조 공정으로 이루어진다.
이러한 세정 공정에는 처리액으로 산 용액과 알칼리 용액이 사용된다. 산 용액으로 공정 처리시 발생되는 흄(Fume)과 알칼리 용액으로 공정 처리시 발생되는 흄(FUME)은 스핀 헤드와 하우징(처리 용기) 등에 부착되어 파티클(Particle)로서 작용한다.
이를 방지하기 위해, 주기적으로 처리 용기 내벽을 세정하는 세정 작업이 요구된다. 그러나, 처리 용기를 세정하기 위해서는 일체의 반도체 공정을 중지한 후 처리 용기를 해체해야한다. 또한, 처리 용기의 세정 작업은 모두 작업자에 의한 수작업으로 이루어진다. 이로 인해, 처리 용기의 세정 시간이 증가하고, 생산성이 저하된다.
또 다른 방법으로는 스핀 헤드에 더미 기판을 올려놓고 회전시키고, 그 상부에서 세정액을 분사하여 처리 용기를 세정하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 더미 기판을 사용하는 세정 작업은 역 오염이 발생될 수 있고, 스핀 헤드의 세정이 불가능하며 처리 용기의 건조 기능이 제한적인 문제점이 있다.
본 발명은 스핀 헤드 및 처리 용기의 세정 및 건조가 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 처리 용기의 신속한 건조가 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 처리 용기의 상면 세정이 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 기판 처리 장치는 기판이 놓여지는 스핀 헤드를 포함하는 기판지지부재; 상기 스핀 헤드 주위를 감싸도록 설치되어 기판상에서 비산되는 처리유체를 회수하는 처리 용기; 및 스윙 방식으로 회전 운동하며 처리유체를 분사하는 이동 노즐 부재를 포함하되; 상기 스핀 헤드는 기판을 지지하는 지지핀들과 기판 가장자리를 척킹하는 척킹핀들을 포함하고, 상기 지지핀은 상기 스핀 헤드 및 상기 처리 용기의 세정 및 건조시 기류를 발생시키기 위한 날개를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 날개는 상기 스핀 헤드의 회전속도가 일정속도 이상으로 높아지면 상기 지지핀으로부터 펼쳐진다.
본 발명에 의하면, 스핀 헤드 및 처리 용기의 세정 및 건조가 가능하다.
본 발명에 의하면 처리 용기의 최상면의 세정 및 건조가 가능하다.
본 발명에 의하면 처리 용기의 건조가 신속하게 이루어진다.
본 발명에 의하면 더미 기판 없이 진행하므로 오염원 소스가 없다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 사시도이다.
도 5는 처리 용기의 최상면 건조시 지지핀에 의해 발생되는 기류를 보여주는 도면이다.
도 6은 처리 용기의 최상면을 세정하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 8b는 지지핀의 변형예를 보여주는 도면들이다.
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.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제 2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 정의한다.
인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함한다.
4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.
인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다.
버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다.
메인 이송 로봇(30)은 이동 통로(40)에 설치되며, 각 기판 처리 장치(1)들 및 버퍼부(20) 간에 기판을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 기판 처리 장치(1)로 이송하거나, 각 기판 처리 장치(1)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다.
이동 통로(40)는 처리부 내의 제 1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(1)들이 서로 마주보며 제 1 방향을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 기판 처리 장치(1)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.
기판 처리 장치(1)는 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 시스템(1000)은 상하층으로 된 다수개의 기판 처리 장치(1)를 구비하나, 기판 처리 장치(1)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 기판 처리 장치(1)는 독립적인 하우징으로 구성되며, 이에 각각의 기판 처리 장치 내에서는 독립적인 형태로 기판을 처리하는 공정이 이루어질 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.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도 및 측단면 사시도이다. 도 2에서는 도면 편의상 고정 노즐 부재를 생략하였다.
본 실시예에서는 매엽식 기판 처리 장치(1)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, 본 발명에 따른 매엽식 기판 처리 장치(1)는 다양한 처리유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(700), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 이동 노즐 부재(300), 고정 노즐(500) 및 배기부재(400)를 포함한다.
챔버(700)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(710)이 설치된다. 팬필터유닛(710)은 챔버(700) 내부에 수직기류를 발생시킨다.
팬필터유닛(710)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 챔버 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터 유닛(710)을 통과하여 챔버 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 공기의 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 처리 용기(100)의 흡입덕트들을 통해 배기부재(400)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 고청정도를 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 배출라인(141,143,145), 서브배기라인(410) 이외에도 승강유닛의 구동부과, 이동 노즐 부재(300)의 노즐유닛(310)들과 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 기판 지지부재(200)가 위치된다. 기판 지지부재(200)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판를 회전시킨다.
처리 용기(100)는 스핀헤드(210)가 위치되는 상부공간(132a)과, 상부공간(132a)과는 스핀헤드(210)에 의해 구분되며 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간(132b)을 제공한다. 처리 용기(100)의 상부공간(132a)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다.
환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간(132b)에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.
구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제3흡입덕트(130)의 상면에는 제3회수공간(RS3)으로 통하는 배수홀(132)들이 형성된다. 배수홀(132)들은 PM시 스핀 헤드(210) 및 처리 용기(100)를 세정하는 세정 작업에서 최상단인 제3흡입덕트(130)의 상면 세정에 사용된 세정액을 제3회수공간(RS3)으로 배수시키기 위한 것이다. 참고로, 제3흡입덕트(130)의 상면 가장자리에는 상방향으로 돌출된 세정액 넘침 방지턱(134)이 형성되어 있어서 처리 용기(100) 외측으로 세정액이 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.
제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(210)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다.
승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다(이 위치를 0단 높이라고 함). 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)는 1단부터 3단까지 높이가 조절된다. 처리액이 제3흡입덕트(130)로 유입될 수 있는 처리 용기(100)의 높이를 1단 높이라고 하고, 처리액이 제2흡입덕트(120)로 유입될 수 있는 처리 용기(100)의 높이를 2단 높이라고 하며, 처리액이 제1흡입덕트(110)로 유입될 수 있는 처리 용기(100)의 높이를 3단 높이라고 한다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 기판 처리장치(1)는 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 기판 처리장치(1)는 기판 지지부재(200)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.
기판 지지 부재(200)는 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부 면을 갖는 스핀헤드(210)를 가지며, 스핀헤드(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척킹 핀(214)들을 가진다.
도 5는 처리 용기의 최상면 건조시 지지핀에 의해 발생되는 기류를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 지지 핀(212)들은 스핀헤드(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 스핀헤드(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다.
지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)은 처리 용기를 세정한 후 건조하는 과정에서 건조 효율을 높이기 위해 강한 기류를 발생시키는 날개(213)를 갖는다. 처리 용기의 건조는 스핀 헤드의 회전력에 의해 발생되는 기류 및 지지 핀(212)에 형성된 날개(213)에 의해 발생되는 기류를 이용하여 진행한다. 이때 스핀 헤드 상부에서 에어 및 질소가스를 추가로 분사하면서 진행할 수 도 있다. 본 발명에서 날개(213)은 지지 핀 (212) 이외에 척킹 핀(214)에도 형성될 수 있음은 물론이다.
척킹 핀(214)들은 지지 핀(212)들의 외 측에 각각 배치되며, 척킹 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
스핀헤드(210)의 하부에는 스핀헤드(210)를 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부(230)에 의해 회전한다. 구동부(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 스핀헤드(210) 및 기판(W)이 회전한다.
배기부재(400)는 공정시 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 흡입덕트에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다. 배기부재(400)는 배기덕트(190)와 연결되는 서브배기라인(410), 댐퍼(420)를 포함한다. 서브배기라인(410)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인(팹)의 바닥 공간에 매설된 메인배기라인과 연결된다.
고정 노즐(500)들은 처리 용기(100) 상단에 설치된다. 고정 노즐(500)은 스핀헤드(210)에 놓여진 기판(W)으로 처리유체를 분사한다. 고정 노즐(500)은 기판의 처리 위치에 따라 분사 각도 조절이 가능하다.
이동 분사 부재(300)는 처리 용기(100)의 외측에 위치되며, 이동 분사 부재(300)는 기판(w)을 세정 또는 식각하기 위한 처리유체를 기판 지지부재(200)에 고정된 기판(w)으로 공급한다. 이동 분사 부재(300)는 지지축(302), 구동기(303), 노즐 지지대(304) 그리고 노즐유닛(310)을 포함한다.
지지축(302)은 그 길이 방향이 제 3 방향으로 제공되며, 지지축(302)의 하단은 구동기(303)와 결합된다. 구동기(303)는 지지축(302)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(304)는 구동기(303)와 결합된 지지축(302)의 끝단의 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐유닛(310)은 노즐 지지대(304)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐 유닛(310)은 구동기(303)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐 유닛(310)이 기판의 중심 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐 유닛(310)이 기판의 상부로부터 벗어난 위치이다.
기판 처리 공정에 사용되는 처리유체는 불산(HF), 황산(H3SO4), 과산화수소(H2O2), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 오존수, 그리고 SC-1 용액(수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 린스액으로는 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용될 수 있고, 건조 가스로는 이소프로필 알코올 가스(IPA:Isopropyl alcohol gas)가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치의 세정 및 건조 과정은 다음과 같다.
처리 용기(100) 및 스핀 헤드(210)는 기판의 세정 처리를 하는 과정에서 오염이 되며, 오염된 처리 용기(100) 및 스핀 헤드(210)는 다음과 같은 과정을 통해 세정 및 건조된다.
처리 용기(100) 및 스핀 헤드(210)의 세정 및 건조는 스핀 헤드 세정-제3흡입덕트의 상면(처리용기의 최상면) 세정(처리용기는 0단 높이)-제3흡입덕트의 내측면과 제2흡입덕트의 외측면 세정(처리용기는 1단 높이)- 제2흡입덕트의 내측면과 제1흡입덕트의 외측면 세정(처리 용기는 2단 높이)-제1흡입덕트의 내측면 세정으로 진행되고(처리 용기는 3단 높이), 건조 과정은 세정 과정과 거의 동일한 순서 또는 역순으로 진행될 수 있다.
도 6은 처리 용기의 최상면을 세정하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 처리 용기의 세정 과정을 살펴보면, 처리 용기(100)는 0단 높이로 하강시키고, 스핀 헤드(210)는 500rpm 이하의 낮은 속도로 회전하는 상태에서 스핀 헤드(210)의 상부로 세정액(DIW 또는 HOT DIW)을 분사한다. 여기서, 스핀 헤드의 속도는 일예를 들어 설명한 것으로, 그 500rpm 이상의 속도에서도 진행이 가능하다. 스핀 헤드(210)의 표면과 지지핀(212)들 그리고 척킹핀(214)들은 스핀 헤드(210)로 분사되는 세정액에 의해 세정된다. 스핀 헤드(210)의 세정은 처리 용기(100)의 높이가 1단,2단,3단 중 어느 단에서도 가능하다. 이렇게 스핀 헤드(210)의 상면으로 분사된 세정액은 스핀헤드(210)의 원심력에 의해 제3흡입덕트(130)의 상면으로 흘러가고 배수홀(132)들을 통해 제3회수공간으로 배수된다. 이 과정에서 제3흡입덕트(130)의 상면이 세정액에 의해 세정된다. 스핀 헤드(210) 및 제3흡입덕트(130)의 상면 세정이 완료되면 처리용기(100)를 1단 높이로 상승시키고, 세정액은 스핀 헤드(210)의 원심력에 의해 제3흡입덕트(130)의 내측면과 제2흡입덕트(120)의 외측면 사이로 흘러가면서 제3흡입덕트(130)의 내측면과 제2흡입덕트(120)의 외측면을 세정하게 된다. 이러한 과정을 처리 용기(100)의 높이를 1단씩 높이면서 진행하면 처리 용기(100)의 세정이 완료된다.
처리 용기(100)의 건조 및 스핀 헤드(210)의 건조는 스핀 헤드(210)의 높은 회전력에 의해 발생되는 기류를 이용한다. 스핀 헤드(210)는 강한 기류를 형성하기 위해 고속으로 회전되는 것이 바람직하다. 이렇게 고속으로 회전하는 스핀 헤드(210)에 의해 기류가 발생되고, 이 기류에 의해 스핀 헤드(210) 및 처리 용기(100) 표면에 남아 있는 물기가 제거된다. 물론, 건조 공정 역시 세정 공정과 동일하게 처리 용기의 높낮이를 변경하면서 진행된다. 특히, 스핀 헤드(210)는 지지핀(212)에 날개(213)가 형성되어 있어 스핀 헤드(210)가 회전시 지지핀(212)의 날개(213)에 의해 기류가 크게 발생되고 따라서 건조 효율이 높아진다.
도 7 내지 도 8b는 지지핀의 변형예를 보여주는 도면들이다.
도 7에 도시된 지지핀(212)은 몸체 내부에 수납 가능한 날개(213a)를 갖는다. 날개(213a)는 지지핀(212)의 몸체 내부에 형성된 수납공간(212a)에 수납된다. 그리고 스핀 헤드(210)의 회전력이 일정 속도를 넘어가는 건조 공정에서는 날개(213a)가 원심력에 의해 수납공간(212a)으로부터 인출된다. 그리고 스핀 헤드(210)의 회전력이 일정 속도 이하로 떨어지는 경우에는 날개(213a)가 스프링(219)의 힘에 의해 지지핀(212)의 몸체 내부의 수납공간(212a)으로 수납된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 지지핀(212)은 플렉시블한 날개(213b)를 갖는다. 날개(213b)는 일단이 지지핀(212)의 몸체에 고정된 상태에서 몸체에 감겨지도록 장착된다. 지지핀(212)의 날개(213b)는 스핀 헤드(210)가 일정 속도 이상으로 회전하는 경우에 원심력에 의해 펼쳐지게 된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
100 : 처리 용기
200 : 기판 지지부재
300 : 이동 노즐 부재
500 : 고정 노즐

Claims (6)

  1. 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 기판 처리 장치에 있어서:
    기판이 놓여지는 스핀 헤드를 포함하는 기판지지부재;
    상기 스핀 헤드 주위를 감싸도록 설치되어 기판상에서 비산되는 처리유체를 회수하는 처리 용기; 및
    스윙 방식으로 회전 운동하며 처리유체를 분사하는 이동 노즐 부재를 포함하되;
    상기 스핀 헤드는
    기판을 지지하는 지지핀들과 기판 가장자리를 척킹하는 척킹핀들을 포함하고
    상기 지지핀은 상기 스핀 헤드 및 상기 처리 용기의 세정 및 건조시 기류를 발생시키기 위한 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 날개는 상기 스핀 헤드의 회전속도가 일정속도 이상으로 높아지면 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지핀은
    상기 날개가 수납되는 수납공간을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지핀은
    상기 수납공간에 설치되고, 상기 날개를 탄력적으로 지지하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 날개는
    플렉시블한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 날개는 일단이 상기 지지핀의 몸체에 고정된 상태에서 상기 지지핀의 몸체에 감겨지도록 장착되며, 원심력에 의해 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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