KR101904027B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

반도체용 웨이퍼 기판 처리 장치에서, 상기 기판 처리 장치는 약액을 제공하는 약액 제공부 및 상기 약액 제공부로부터 제공된 약액으로 기판 처리 공정을 수행하는 공정 챔버를 포함한다. 상기 공정 챔버는 제1 처리 공간 및 상기 제1 처리 공간과 격벽에 의해 구획되는 제2 처리 공간을 포함한다. 따라서, 복수의 기판을 복수의 공간에서 동시에 병렬적으로 처리할 수 있되, 상부에서 사용된 약액을 하부에서 재사용할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있고, 기판의 처리에 사용되는 약액을 감소시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체용 웨이퍼 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 클러스터(cluster) 시스템이란 이송 로봇과 그 주위에 마련된 복수의 처리 모듈을 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템을 의미한다. 최근에는, 액정 모니터 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 장치, 반도체 제조 장치 등에 있어서 복수의 처리를 일관해서 실행할 수 있는 클러스터 시스템의 수요가 높아지고 있다. 이러한 클러스터 시스템은 예컨대, 반송실(transfer chamber)과 이송 로봇 및 공정 챔버 등을 갖고 있다. 그러나 기존의 클러스터 시스템은 공정 챔버에서 하나의 기판만을 처리하도록 구성되어 있기 때문에 전체 처리 시간을 증가시키며, 생산 속도를 저하시키고, 나아가 완성 제품의 비용을 증가시키는 문제점을 유발한다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 약액을 제공하는 약액 제공부 및 공정 챔버를 포함한다. 상기 공정 챔버는 상기 약액 제공부로부터 제공된 약액으로 기판 처리 공정을 수행한다. 상기 공정 챔버는 제1 처리 공간 및 제2 처리 공간을 포함한다. 상기 제1 처리 공간은 제1 기판에 상기 약액을 분사하는 제1 분사 노즐 및 상기 제1 기판에 분사된 약액을 회수하는 제1 회수부를 포함한다. 제2 처리 공간은 제1 처리 공간과 격벽에 의해 구획되며, 상기 제1 회수부에서 약액을 공급받아 제2 기판에 약액을 분사하는 제2 분사 노즐 및 상기 제2 기판에 분사된 약액을 회수하는 제2 회수부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공정 챔버는 이물질 제거부를 더 포함할 수 있다. 상기 이물질 제거부는 상기 제1 회수부와 상기 제2 분사 노즐 사이 및 상기 제2 회수부와 상기 약액 탱크에 배치되어 약액에 포함된 이물질을 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 메쉬망을 나타낸 사시도이다.

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 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 모식도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 약액을 제공하는 약액 제공부(19) 및 기판을 처리하는 공정 챔버(10)를 포함한다.

상기 공정 챔버(10)에 약액을 공급하거나 상기 공정 챔버(10)로부터 약액을 회수하는 상기 약액 제공부(19)는, 약액 탱크(20) 및 약액 공급 펌프(30)를 포함한다. 상기 약액 탱크(20)는 상기 공정 챔버(10)에서 사용하는 약액을 저장한다. 한편, 상기 약액 공급 펌프(30)는 제1 배관(41)을 통해 상기 약액 탱크(20)와 연결되며, 상기 제1 배관(41)을 통해 상기 약액 탱크로부터 약액을 공급받는다. 또한, 상기 약액 공급 펌프(30)는 제2 배관(42)을 통해 상기 공정 챔버(10)에 연결되며, 상기 제2 배관(42)을 통해 상기 공정 챔버(10)에 약액을 공급한다. 다만, 이러한 약액 제공부(19)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.

상기 공정 챔버(10)는 상기 약액 제공부(19)로부터 약액을 공급받으며, 사용된 약액을 회수하여 다시 상기 약액 제공부(19)에 공급한다. 상기 공정 챔버(10)는 제1 처리 공간(3), 제2 처리 공간(4) 및 제1 처리 공간(3)과 제2 처리 공간(4)을 구획하는 격벽(15)을 포함한다.

상기 제1 처리 공간(3)은 상기 공정 챔버(10)를 수직으로 구획하는 상기 격벽(15)을 기준으로 상단에 배치되며, 상기 제1 처리 공간(3)에서 처리되는 기판(G)에 약액을 분사하는 제1 분사 노즐(11), 상기 제1 분사 노즐(11)로부터 분사된 약액을 회수하는 제1 회수부(13) 및 기판을 이송하는 기판 이송부(12)를 포함한다.

한편, 상기 제2 처리 공간(4)은 상기 공정 챔버(10)를 수직으로 구획하는 상기 격벽(15)을 기준으로 하단에 배치되며, 상기 제2 처리 공간(4)에서 처리되는 기판(G)에 약액을 분사하는 제2 분사 노즐(21), 상기 제2 분사 노즐(21)로부터 분사된 약액을 회수하는 제2 회수부(23) 및 기판을 이송하는 기판 이송부(12)를 포함한다.

상기 제1 및 제2 분사 노즐들(11,21)은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 노즐들이 일정한 간격으로 배치되어 각각 약액을 분사하는 스프레이 노즐의 형태이며, 이와 달리 도시하지는 않았으나 길게 형성된 토출구를 통해 약액을 토출하는 슬릿 노즐의 형태일 수도 있다.

상기 제1 및 제2 회수부들(13,23)은 기판(G)의 하부에 배치되어 기판(G)에 대한 공정을 마친 후의 약액을 받아 모으는 용기(Bath)이다. 상기 제1 회수부(13)는 상기 제1 회수부(13)에서 사용된 약액을 회수할 수 있도록 하부에 제1 연결 배관(43)이 연결된다. 상기 제2 회수부(23)는 상기 제2 회수부(23)에서 사용된 약액을 회수할 수 있도록 하부에 제2 연결 배관(44)이 연결된다. 이러한 배관들의 구성은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.

상기 기판 이송부(12)는 기판(G)의 이송 방향과 수직하게 일정 간격으로 배치되는 복수의 이송용 샤프트와 각각의 이송용 샤프트에 기판(G)을 지지하여 이를 이송시키기 위한 복수의 롤러를 포함한다. 이러한 기판 이송부(12)는 각각의 이송용 샤프트의 끝단에 연결된 풀리 및 벨트와 같은 동력 전달 부재를 통해 모터와 같은 구동 장치의 회전력을 각각의 이송용 샤프트에 전달하여 기판(G)을 이송할 수 있다. 다만, 이러한 기판 이송부(12)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.

한편, 공정 챔버(10)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.

한편, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 상기 약액 제공부(19)로부터 약액을 공정 챔버(10)로 공급하기 위한 경로로서 다수의 배관들(41, 42)을 포함한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(1)는 상기 약액 탱크(20)와 상기 약액 공급 펌프(30)를 연결하는 제1 배관(41), 상기 약액 공급 펌프(30)와 상기 공정 챔버(10)의 상기 제1 분사 노즐을 연결하는 제2 배관(42)을 포함한다. 이러한 배관의 구성은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다. 또한, 상기 배관들(41, 42)은 약액의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 밸브(도시되지 않음)를 각각 포함할 수 있다.

한편, 상기 공정 챔버(10)의 제1 회수부(13)는 제1 연결 배관(43)을 통하여 제2 분사 노즐(21)과 연결되며, 상기 공정 챔버(10)의 제2 회수부(23)는 제2 연결 배관(44)을 통하여 상기 약액 탱크(20)와 연결된다. 이 때, 상기 연결 배관들(43,44)은 상기 제1 및 제2 회수부들(13,23)의 하단에 연결된다. 이러한 연결 배관들의 구성은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.

한편, 상기 제1 연결 배관(43)과 상기 제2 분사 노즐(21) 사이에는 약액에 포함된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거부가 구비될 수 있다. 상기 이물질 제거부는 예를 들면 메쉬망(50)을 포함할 수 있다. 상기 메쉬망(50)은 제1 회수부(13)의 하단, 즉 제1 연결 배관(43)의 입구에 배치된다. 상기 메쉬망(50)은 촘촘한 망사 형상으로 형성되며, 자세한 설명은 후술한다.

또한, 상기 이물질 제거부는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제2 연결 배관(44)과 상기 약액 탱크(20) 사이에도 구비될 수 있다. 상기 이물질 제거부는 예를 들면 메쉬망(50)을 포함할 수 있다. 상기 메쉬망(50)은 제2 회수부(23)의 하단, 즉 제2 연결 배관(44)의 입구에 배치된다. 상기 메쉬망(50)은 촘촘한 망사 형상으로 형성되며, 자세한 설명은 후술한다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 약액 공급부(19)로부터 공급된 약액은 제1 분사 노즐(11)로 의해 공정 챔버(10)의 상부에서 처리되는 기판에 분사되고, 분사된 약액은 제1 회수부(13)에서 회수된 뒤 제1 연결 배관(43)을 통하여 제2 분사 노즐(21)에 공급되며, 상기 약액은 제2 분사 노즐(21)에 의해 공정 챔버(20)의 하부에서 처리되는 기판에 분사되고, 분사된 약액은 제2 회수부(23)에서 회수된 뒤 제2 연결 배관(44)을 통하여 약액 탱크(20)로 회수될 수 있다. 따라서, 상부에서 사용된 약액이 하부에서 다시 사용될 수 있어서 약액의 사용량을 감소시킬 수 있고, 한번에 2개의 기판을 동시에 병렬적으로 처리할 수 있어서 기판의 생산성을 향상 시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 공정 챔버(10)가 상기 제1 처리 공간(3) 및 상기 제2 처리 공간(4)으로 구획되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 회수된 약액을 재활용할 수 있는 범위에서 3개 이상의 공간들로 구획될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 공정 챔버(10)가 약액의 자연스러운 흐름을 고려하여 처리 공간이 수직으로 구획되는 것을 설명하였으나, 도시되진 않았으나 별도의 약액 공급 펌프가 상기 처리 공간들 사이에 배치된다면 상기 공정 챔버(10)는 수평 방향으로 구획될 수 있다.

도 2는 도 1의 기판 처리 장치(1)의 메쉬망(50)을 나타낸 사시도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 약액에 포함된 이물질을 제거하기 위한 이물질 제거부를 포함할 수 있고, 상기 이물질 제거부는 예를 들면 메쉬망(50)을 포함할 수 있다. 상기 메쉬망(50)은 테두리(51), 지지대(52), 그물 형상의 망사 망(53) 및 에어 벤트 파이프(Air vent pipe(54))를 포함한다.

상기 테두리(51)는 'ㅁ'자 형상의 테두리(51)를 가지며, 상기 지지대(52)는 상기 테두리(51)를 가로지른다. 또한, 상기 그물 형상의 망사 망(53)은 상기 테두리(51)와 상기 지지대(52)의 내부에 형성된다. 이 때, 테두리(51) 및 지지대(52)의 재질은 예를 들면 PVC로 이루어질 수 있다.

상기 에어 벤트 파이프(54)는 상기 제1 연결 배관(43) 및 제2 연결 배관(44)을 통해 배출되는 약액으로 인해 상기 메쉬망(50)의 표면에 발생하는 수막 현상을 제거할 수 있다.

상기 메쉬망(50)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.

따라서, 상기 기판 처리 장치(1)의 상기 메쉬망(50)에 의해서 약액에 섞여있는 이물질을 제거할 수 있다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

다시 도 1을 참조하면, 먼저 약액 탱크(20)에 저장된 약액을 약액 공급 펌프(30)를 이용하여 공정 챔버(10)의 제1 분사 노즐(11)로 공급하고, 제1 분사 노즐(11)은 공정 챔버의 상부에서 처리되는 기판(G)을 향하여 약액을 분사한다. 그리고, 분사된 약액은 공정 챔버(10)의 제1 회수부(13)로 모였다가 메쉬망(50)을 통과하면서 약액에 포함된 이물질이 제거된 후 하단에 설치된 제1 연결 배관(43)을 통해 제2 분사 노즐(21)로 공급된다.

이 후, 상기 제2 분사 노즐(21)은 공정 챔버의 하부에서 처리되는 기판(G)을 향하여 약액을 분사한다. 그리고 분사된 약액은 공정 챔버(10)의 제2 회수부(23)에 모였다가 메쉬망(50)을 통과하면서 약액에 포함된 이물질이 제거된 후 하단에 설치된 제2 연결 배관(44)을 통해 회수된다. 그리고, 회수된 약액은 약액 탱크(20)에 저장되었다가 제1 배관(41)을 통해 약액 제공부(19)로 재공급된다.

이처럼, 본 발명의 기판 처리 장치(1)는 기판이 처리되는 공정 챔버(10)를 격벽(15)을 사이에 두고 복수의 구역으로 구획함으로써 복수의 기판을 동시에 병렬적으로 처리할 수 있되, 상부에서 사용된 약액을 하부에서 재사용할 수 있다. 따라서, 하나의 공정 챔버(10)에서 복수의 기판을 동시에 병렬적으로 처리할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있고, 기판의 처리에 사용되는 약액을 감소시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 처리되는 공정 챔버를 격벽을 사이에 두고 복수의 구역으로 구획함으로써 복수의 기판을 동시에 병렬적으로 처리할 수 있되, 상부에서 사용된 약액을 하부에서 재사용할 수 있다.

따라서, 하나의 공정 챔버에서 복수의 기판을 동시에 병렬적으로 처리할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있고, 기판의 처리에 사용되는 약액을 감소시킬 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 기판 처리 장치
3 : 제1 처리 공간 4 : 제2 처리 공간
10 : 공정 챔버 19 : 약액 제공부
11 : 제1 분사 노즐 21 : 제2 분사 노즐
13 : 제1 회수부 23 : 제2 회수부
15 : 격벽
20 : 약액 탱크 30 : 약액 공급 펌프
41 : 제1 배관 42 : 제2 배관
43 : 제1 연결 배관 44 : 제2 연결 배관
50 : 메쉬망

Claims (4)

1. 약액을 제공하는 약액 제공부; 및
   상기 약액 제공부로부터 제공된 약액으로 기판 처리 공정을 수행하는 공정 챔버를 포함하며, 상기 공정 챔버는,
   제1 기판에 상기 약액을 분사하는 제1 분사 노즐 및 상기 제1 기판에 분사된 약액을 회수하는 제1 회수부를 포함하는 제1 처리 공간; 및
   상기 제1 처리 공간과 격벽에 의해 구획되며, 상기 제1 회수부에서 약액을 공급받아 제2 기판에 약액을 분사하는 제2 분사 노즐 및 상기 제2 기판에 분사된 약액을 회수하는 제2 회수부를 포함하는 제2 처리 공간을 포함하고,
   상기 제1 처리 공간은 상단에 배치되고, 상기 제2 처리 공간은 하단에 배치되게 상기 격벽은 상기 공정 챔버를 수직으로 구획하도록 구비되고,
   상기 약액은 상단의 상기 제1 처리 공간으로부터 하단의 상기 제2 처리 공간으로 낙하되게 플로우가 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버는,
   상기 제1 회수부와 상기 제2 분사 노즐 사이에 배치되어 상기 제1 처리 공간으로부터 상기 제2 처리 공간으로 낙하되게 플로우가 이루어지는 약액의 이물질을 제거하는 이물질 제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이물질 제거부는,
   가장자리를 정의하는 테두리;
   상기 테두리를 가로지르도록 구비되는 지지대;
   상기 테두리와 상기 지지대 사이에 망사 구조를 갖도록 구비되는 망; 및
   상기 망을 통하여 상기 제1 처리 공간으로부터 상기 제2 처리 공간으로 낙하되게 플로우가 이루어지도록 상기 약액이 배출될 때 상기 망의 표면에 발생하는 수막 현상을 방지하도록 상기 지지대에 배치되게 구비되는 에어 벤트 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 이물질 제거부는,
   상기 제2 회수부와 약액 제공부 사이에도 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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