KR20100046830A - Spin head - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나선형의 나사산이 상면 외측에 형성된 회전판; 및 상기 나사산과 맞물리도록 아랫면에 홈이 형성되며, 기판의 측부를 지지하도록 상기 회전판의 상부로 돌출되어 구비되는 복수의 척 핀을 포함하는 스핀 헤드에 관한 것이다.The present invention is a rotating plate formed on the outer surface of the spiral screw thread; And a plurality of chuck pins having a groove formed on a lower surface thereof to engage the thread and protruding to an upper portion of the rotating plate to support a side of the substrate.
본 발명에 따르면, 회전판이 회전하면, 기판의 측부를 척 핀들이 동시에 이동하여 접촉된다. 따라서, 기판이 위치가 안정적이며, 일부 척 핀들에 힘이 집중되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, when the rotating plate rotates, the chuck pins simultaneously move to contact the side of the substrate. Thus, the substrate is stable in position, and it is possible to prevent concentration of force on some chuck pins.
Description
본 발명은 기판 처리를 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 공정 등에서 기판을 지지하며 회전 가능한 스핀 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for processing a substrate, and more particularly, to a spin head rotatable while supporting a substrate in a semiconductor process or the like.
반도체 공정은 웨이퍼 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 식각하거나 세정하는 공정을 포함한다. 이와 같은 공정은 패턴 면이 위 또는 아래를 향하도록 웨이퍼를 스핀 헤드 상에 놓고, 스핀 헤드를 고속으로 회전시키고, 웨이퍼 상에 처리액을 공급함으로써 이루어진다. 스핀 헤드 상에는 웨이퍼가 스핀 헤드의 측방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼의 측부를 지지하는 척 핀들이 설치된다. 척 핀들은 기판이 스핀 헤드 상에 로딩 또는 언 로딩 될 때 기판이 놓이는 공간을 제공하는 대기 위치와 스핀 헤드 상에 놓인 기판이 회전되면서 공정이 수행될 때 기판의 측부와 접촉되는 지지 위치 간에 이동된다. 따라서 대기 위치에 놓인 척 핀들 사이에 제공된 공간은 대기 위치에 놓인 척 핀들 사이에 제공된 공간보다 넓다.The semiconductor process includes a process of etching or cleaning thin films, foreign substances, particles, and the like on a wafer. This process is accomplished by placing the wafer on the spin head with the pattern side facing up or down, rotating the spin head at high speed, and feeding the processing liquid onto the wafer. On the spin head are installed chuck pins that support the sides of the wafer to prevent the wafer from deviating laterally of the spin head. The chuck pins are moved between a standby position that provides space for the substrate to be placed when the substrate is loaded or unloaded on the spin head and a support position that contacts the side of the substrate when the process is performed while the substrate placed on the spin head is rotated. . Thus, the space provided between the chuck pins in the standby position is wider than the space provided between the chuck pins in the standby position.
대기 위치에서 지지 위치로 이동될 때, 척 핀들은 각각의 구동 메커니즘에 의해 이동된다. 따라서 척 핀 등의 제조시 가공 공차 등이 있는 경우, 모든 척 핀들이 지지 위치로 이동되었다 할지라도 일부 척 핀은 기판의 측부와 접촉되지 않는 다. 이는 회전시 기판의 지지가 불안정할 뿐 아니라, 기판과 접촉된 일부 척 핀들에 힘이 집중되어 척 핀이 파손되기 쉽다.When moved from the standby position to the support position, the chuck pins are moved by respective drive mechanisms. Thus, if there are machining tolerances or the like in the manufacture of the chuck pins, some chuck pins are not in contact with the side of the substrate even though all the chuck pins have been moved to the support position. Not only is the support of the substrate unstable during rotation, but also the force is concentrated on some of the chuck pins in contact with the substrate, which is likely to break the chuck pin.
또한, 스핀 헤드가 고속으로 회전되는 경우, 지지 위치에 있는 척 핀들이 원심력에 의해 대기 위치를 향하는 방향으로 이동되고, 편심 현상이 유발되어, 이로 인해 기판의 지지가 불안정하다.In addition, when the spin head is rotated at a high speed, the chuck pins in the support position are moved in the direction toward the standby position by centrifugal force, causing an eccentric phenomenon, which causes unstable support of the substrate.
또한, 일반적으로 스핀 헤드는 나사에 의해 고정 결합된 상판과 하판을 가지고, 척 핀들은 상판을 통해 상부로 돌출되도록 하판에 설치된다. 공정에는 처리액으로 약액들이 사용되므로 일반적으로 상판은 부식에 강한 폴리 염화 비닐 재질로 이루어진다. 그러나 고온의 약액을 사용하는 경우, 폴리 염화 비닐은 열변형이 쉽게 된다. 상판이 열변형에 의해 팽창되는 경우, 상판과 나사결합된 하판도 같이 팽창하고, 이로 인해 하판에 결합된 척 핀들의 설정 위치가 변경된다.Also, the spin head generally has an upper plate and a lower plate fixedly coupled by screws, and the chuck pins are installed on the lower plate so as to protrude upward through the upper plate. Since chemical liquids are used as the treatment liquid in the process, the top plate is generally made of polyvinyl chloride material which is resistant to corrosion. However, when high temperature chemicals are used, polyvinyl chloride is easily thermally deformed. When the top plate is inflated by heat deformation, the bottom plate screwed with the top plate is also expanded, thereby changing the set position of the chuck pins coupled to the bottom plate.
본 발명은 기판을 안정적으로 지지할 수 있는 구조를 가진 스핀 헤드를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a spin head having a structure capable of stably supporting a substrate.
또한, 본 발명은 모든 척 핀들이 동시에 기판과 접촉을 유지할 수 있는 구조를 가진 스핀 헤드를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a spin head having a structure in which all the chuck pins can maintain contact with the substrate at the same time.
또한, 본 발명은 고속 회전시에도 원심력에 의해 척 핀들이 편심되지 않고 안정적으로 기판의 측부와 접촉될 수 있는 구조를 가진 스핀 헤드를 제공하고자 한다. The present invention also provides a spin head having a structure in which the chuck pins are not eccentrically and stably contacted with the side of the substrate even at high speed.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따른 스핀 헤드는 나선형의 나사산이 상면 외측에 형성된 회전판; 및 상기 나사산과 맞물리도록 아랫면에 홈이 형성되며, 기판의 측부를 지지하도록 상기 회전판의 상부로 돌출되어 구비되는 복수의 척 핀을 포함한다.Spin head according to an embodiment of the present invention is a rotating plate formed on the outer surface of the spiral thread of the spiral; And a plurality of chuck pins formed at a lower surface thereof to engage the thread and protruding to an upper portion of the rotating plate so as to support a side of the substrate.
여기서, 상기 척 핀의 홈은 상기 나사산에 대응되도록 원호 형상으로 형성될 수 있다.Here, the groove of the chuck pin may be formed in an arc shape so as to correspond to the screw thread.
아울러, 상기 척 핀의 홈은 복수가 형성되어 상기 나사산에 복수가 맞물릴 수 있다.In addition, a plurality of grooves of the chuck pins may be formed so that a plurality of grooves of the chuck pins are engaged with the threads.
게다가, 상기 회전판이 회전할 때, 상기 복수의 척 핀이 반경 방향으로 직선 이동할 수 있도록 각 척 핀과 대응되는 위치에 슬릿이 형성된 상판을 더 포함할 수 있다.In addition, when the rotating plate is rotated, the plurality of chuck pins may further include a top plate formed with a slit in a position corresponding to each of the chuck pins to linearly move in the radial direction.
더욱이, 상기 회전판의 중앙에는 상기 회전판의 중심을 향하여 톱니가 형성된 개구부를 더 포함하고, 상기 회전판을 회전시키기 위하여, 상기 톱니와 맞물리도록 구비된 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 모터를 더 포함할 수 있다.In addition, the center of the rotary plate further includes an opening formed with a tooth toward the center of the rotary plate, to rotate the rotary plate, the pinion is provided to engage the teeth, and the motor for rotating the pinion have.
또한, 상기 회전판의 하면 단부에는 톱니가 형성되고, 상기 회전판을 회전시키기 위하여 상기 톱니와 맞물리도록 상기 회전판의 하부에 구비된 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 모터를 더 포함할 수 있다.In addition, a tooth is formed at an end of the lower surface of the rotating plate, and may further include a pinion provided in the lower portion of the rotating plate so as to be engaged with the tooth for rotating the rotating plate, and a motor for rotating the pinion.
나아가, 상기 상판에 고정 설치되며 상기 상판으로부터 상부로 돌출되도록 제공되어 기판의 아랫면을 지지하는 지지 핀들을 더 포함할 수 있다.Furthermore, it may further include a support pin fixed to the top plate and provided to protrude upward from the top plate to support the bottom surface of the substrate.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스핀 헤드는 회전운동을 하는 회전판; 및 기판의 측부를 지지하며, 상기 회전판의 회전운동에 의해 기판의 측부를 지지하는 지지 위치와 상기 지지 위치에 비해 기판의 중심에서 반경방향으로 더 멀리 떨어진 대기 위치 사이를 동시에 직선운동하는 복수의 척 핀을 포함한다.In addition, the spin head according to an embodiment of the present invention is a rotating plate for rotating motion; And a plurality of chucks simultaneously supporting a side of the substrate and simultaneously linearly moving between a support position for supporting the side of the substrate by a rotational movement of the rotating plate and a standby position further radially farther from the center of the substrate than the support position. It includes a pin.
여기서, 상기 회전판이 회전할 때, 상기 복수의 척 핀이 반경 방향으로 직선 이동할 수 있도록 각 척 핀과 대응되는 위치에 슬릿이 형성된 상판을 더 포함할 수 있다.Here, when the rotating plate rotates, the plurality of chuck pins may further include a top plate formed with a slit at a position corresponding to each chuck pin so that the linear movement in the radial direction.
아울러, 상기 상판에 고정 설치되며 상기 상판으로부터 상부로 돌출되도록 제공되어 기판의 아랫면을 지지하는 지지 핀들을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a support pin fixed to the top plate and provided to protrude upward from the top plate to support the bottom surface of the substrate.
본 발명에 의하면, 기판의 측부를 척 핀들을 사용하여 지지시, 모든 척 핀들이 동시에 기판의 측부와 접촉된다. 따라서 기판이 위치가 안정적이며, 일부 척 핀들에 힘이 집중되는 것을 방지할 수 있다.According to the invention, when supporting the side of the substrate with chuck pins, all the chuck pins are in contact with the side of the substrate at the same time. Thus, the substrate is stable in position and it is possible to prevent the concentration of force on some chuck pins.
또한, 본 발명에 의하면, 고속으로 기판이 회전되는 경우에도 척 핀들이 원심력에 의해 편심되지 않고, 기판의 측부와 접촉되는 지지 위치에 유지될 수 있다.Further, according to the present invention, even when the substrate is rotated at high speed, the chuck pins can be held in a supporting position in contact with the side of the substrate without being eccentric by centrifugal force.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예 는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 9. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description.
아래의 실시예에서는 약액, 린스액, 그리고 건조가스를 사용하여 기판(W)을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판(W)을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.In the following embodiment, an apparatus for cleaning the substrate W using a chemical liquid, a rinse liquid, and a dry gas will be described as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to all kinds of apparatuses that perform a process while rotating the substrate W, such as an etching process.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 유체 공급 유닛(10), 용기(20), 승강 유닛(30), 그리고 스핀 헤드(40)를 가진다. 유체 공급 유닛(10)은 기판 처리를 위한 처리액이나 처리 가스를 기판(W)으로 공급한다. 스핀 헤드(40)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 회전시킨다. 용기(20)는 공정에 사용된 약액 및 공정시 발생됨 흄(fume)이 외부로 튀거나 유출되는 것을 방지한다. 승강 유닛(30)은 스핀 헤드(40) 또는 용기(20)를 상하로 승강시키며, 용기(20) 내에서 용기(20)와 스핀 헤드(40) 간의 상대 높이를 변화시킨다. 1 is a plan view schematically showing a
유체 공급 유닛(10)은 상부 노즐 부재(100a)와 하부 노즐 부재(100b)를 가진다. 상부 노즐 부재(100a)는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상면으로 처리액이나 처리 가스를 공급하고, 하부 노즐 부재(100b)는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 하면으로 처리액이나 처리 가스를 공급한다. 기판(W)은 스핀 헤드(40)의 상부면으 로부터 일정 거리 이격되도록 스핀 헤드(40) 상에 놓이며, 하부 노즐 부재(100b)는 스핀 헤드(40)와 기판(W) 사이의 공간으로 처리액이나 처리 가스를 공급한다.The
상부 노즐 부재(100a)는 약액 공급 노즐(120a), 린스액 공급 노즐(140a), 그리고 건조 가스 공급 노즐(160a)을 가진다. 약액 공급 노즐(120a)은 복수의 종류의 약액들을 기판(W)으로 공급한다. 약액 공급 노즐(120a)은 복수의 분사기들(121), 지지 바(122), 그리고 바 이동기(125)를 가진다. 분사기들(121)은 용기(20)의 일측에 배치된다. 분사기(121)는 약액 저장부(도시되지 않음)와 연결되어 약액 저장부로부터 약액을 공급받는다. 각각의 분사기(121)는 서로 상이한 종류의 약액을 저장하는 약액 저장부와 연결된다. 분사기들(121)은 일방향으로 나란하게 배치된다. 각각의 분사기(121)는 상부로 돌출된 돌기(121a)를 가지고, 돌기(121a)의 측면에는 홈(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 약액은 황산, 질산, 암모니아, 불산 등이거나, 이들과 탈이온수의 혼합액일 수 있다. 각각의 분사기(121)의 끝단에는 토출구가 형성된다. The
지지 바(122)는 복수의 분사기들(121) 중 어느 하나와 결합하고, 이를 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상부로 이동시킨다. 지지 바(122)는 긴 로드 형상을 가지며, 지지 바(122)는 그 길이 방향이 분사기들(121)이 배열되는 방향과 수직하도록 배치된다. 지지 바(122)의 하면에는 분사기(121)와의 결합을 위한 홀더(도시되지 않음)가 제공되고, 홀더는 분사기(121)의 돌기(121a)에 형성된 홈에 삽입 가능한 암들(도시되지 않음)을 가진다. 암들은 돌기(121a)의 외측에서 돌기(121a)의 홈을 향하는 방향으로 회전 또는 이동될 수 있는 구조로 제공될 수 있다.The
바 이동기(125)는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상부 위치와 분사기들(121)의 상부 위치 간에 지지 바(122)를 직선 이동시킨다. 바 이동기(125)는 브라켓(123), 가이드 레일(124), 그리고 구동기(도시되지 않음)를 가진다. 가이드 레일(124)은 분사기들(121)의 외측에서부터, 분사기(121), 그리고 용기(20)를 지나 용기(20)의 외측까지 길게 일직선으로 연장된다. 가이드 레일(124)에는 이를 따라 이동 가능하도록 브라켓(123)이 결합되고, 브라켓(123)에는 지지 바(122)가 고정결합된다. 구동기는 브라켓(123)을 직선이동시키는 구동력을 제공한다. 브라켓(123)의 직선 이동은 모터와 스크류를 가지는 어셈블리에 의해 이루어질 수 있다. 선택적으로 브라켓(123)의 직선 이동은 벨트와 풀리, 그리고 모터를 가진 어셈블리에 의해 이루어질 수 있다. 선택적으로 브라켓(123)의 직선 이동은 리니어 모터에 의해 이루어질 수 있다.The
용기(20)의 다른 일측에는 린스액 공급 노즐(140a)이 배치되고, 용기(20)의 또 다른 일측에는 건조가스 공급 노즐(160a)이 배치된다. 린스액 공급 노즐(140a)은 분사기(141), 지지 바(142), 그리고 구동기(144)를 가진다. 분사기(141)는 지지 바(142)의 일 끝단에 고정 결합된다. 지지 바(142)의 다른 끝단에는 구동기(144)에 의해 회전되는 회전축(도시되지 않음)이 고정 결합된다. 분사기(141)는 린스액 저장부(도시되지 않음)로부터 린스액을 공급받는다. 건조가스 공급 노즐(160a)은 린스액 공급 노즐(140a)과 대체로 유사한 구조를 가진다. 건조가스 공급 노즐(160a)은 이소프로필 알코올과 질소 가스를 공급한다. 질소 가스는 가열된 질소 가스일 수 있다.The rinse
하부 노즐 부재(100b)는 분사 헤드(도 4의 180)를 가진다. 분사 헤드(180)는 머리부(도 5의 182)와 삽입부(도 5의 184)를 가진다. 머리부(182)는 상부로 볼록한 형상을 가지고 스핀 헤드(40)로부터 상부로 돌출된다. 머리부(182)에는 복수의 토출구들(182)이 형성된다. 토출구들은 복수의 약액들 중 어느 하나, 린스액, 이소프로필 알코올 증기나 질소 가스와 같은 건조 가스를 분사한다. 삽입부(184)는 머리부(182)의 하단보다 적고 길이 방향으로 일정한 지름을 가지며, 머리부(182)로부터 아래로 연장된다. 삽입부(184)는 스핀 헤드(40)의 중앙에 형성되어 있는 통공에 삽입된다.
상부 노즐 부재(100a)와 하부 노즐 부재(100b)로부터 공급된 약액, 린스액, 그리고 건조 가스는 스핀 헤드(40)의 회전에 의해 기판(W)의 상면 또는 하면 중앙 영역에서부터 가장자리 영역으로 퍼지며, 기판(W)을 세정한다.The chemical liquid, the rinse liquid, and the dry gas supplied from the
도 2는 용기의 단면도이고, 도 3은 용기를 종방향으로 절단한 사시도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 용기(20)는 내부에 상부가 개방되고 기판(W)이 처리되는 공간(32)을 가지고, 공간(32)에는 스핀 헤드(40)가 배치된다. 스핀 헤드(40)의 하면에는 스핀 헤드(40)를 지지하고 회전시키는 회전 축(42)이 고정 결합된다. 회전 축(42)은 용기(20)의 바닥면에 형성된 개구를 통해 용기(20) 외부까지 돌출된다. 회전 축(42)에는 이에 회전력을 제공하는 모터와 같은 구동기(44)가 고정 결합된다. 2 is a cross-sectional view of the container, Figure 3 is a perspective view of the container cut in the longitudinal direction. Referring to FIGS. 2 and 3, the
도 3은 용기(20)의 내부 구조를 보여주는 절단된 사시도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 용기(20)는 공정에 사용된 약액들을 분리하여 회수할 수 있는 구조를 가진다. 이는 약액들의 재사용이 가능하게 한다. 용기(20)는 복수의 회수통들(220, 240, 260)을 가진다. 각각의 회수통(220, 240, 260)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 종류의 처리액을 회수한다. 본 실시 예에서 용기(20)는 3개의 회수통들을 가진다. 각각의 회수통들을 내부 회수통(220), 중간 회수통(240), 그리고 외부 회수통(260)이라 칭한다. 3 is a cut perspective view showing the internal structure of the
내부 회수통(220)은 스핀 헤드(40)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(240)은 내부 회수통(220)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되며, 외부 회수통(260)은 중간 회수통(240)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 각각의 회수통(220, 240, 260)은 용기(20) 내에서 용기 내 공간(42)과 통하는 유입구(227, 247, 267)를 가진다. 각각의 유입구(227, 247, 267)는 스핀 헤드(40)의 둘레에 링 형상으로 제공된다. 기판(W)으로 분사되어 공정에 사용된 약액들은 기판(W)의 회전으로 인한 원심력에 의해 유입구(227, 247, 267)를 통해 회수통(220, 240, 260)으로 유입된다. 외부 회수통(260)의 유입구(267)는 중간 회수통(240)의 유입구(247)의 수직 상부에 제공되고, 중간 회수통(240)의 유입구(247)는 내부 회수통(220)의 유입구(227)의 수직 상부에 제공된다. 즉, 내부 회수통(220), 중간 회수통(240), 그리고 외부 회수통(260)의 유입구(227, 247, 267)들은 서로 간에 높이가 상이하도록 제공된다. The
내부 회수통(220)은 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226), 그리고 안내벽(228)을 가진다. 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226), 그리고 안내벽(228) 각각 은 링 형상을 가진다. 외벽(222)은 스핀 헤드(40)로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽(222a)과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽(222b)을 가진다. 바닥벽(224)은 수직벽(222b)의 하단으로부터 스핀 헤드(40)를 향하는 방향으로 수평하게 연장된다. 바닥벽(222b)의 끝단은 경사벽(222a)의 상단과 동일한 위치까지 연장된다. 내벽(226)은 바닥벽(224)의 안쪽 끝단으로부터 위 방향으로 수직하게 연장된다. 내벽(226)은 그 상단이 경사벽(222a)의 상단과 일정거리 이격되도록 하는 위치까지 연장된다. 내벽(226)과 경사벽(222a) 사이의 상하 방향으로 이격된 공간은 상술한 내부 회수통(220)의 유입구(227)로서 기능한다. The
내벽(226)에는 링을 이루는 배치로 복수의 개구들(223)이 형성된다. 각각의 개구들(223)은 슬릿 형상으로 제공된다. 개구(223)는 내부 회수통(220)으로 유입된 가스들이 스핀 헤드(40) 내 아래 공간을 통해 외부로 배출되도록 하는 배기구로서 기능한다. 바닥벽(224)에는 배출관(225)이 결합된다. 내부 회수통(220)을 통해 유입된 처리액은 배출관(225)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다.The
안내벽(228)은 내벽(226)의 상단으로부터 스핀 헤드(40)로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽(228a)과 이의 하단으로부터 아래로 상하 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽(228b)을 가진다. 수직벽(228b)의 하단은 바닥벽(224)으로부터 일정거리 이격되게 위치된다. 안내벽(228)은 유입구(227)를 통해 유입된 처리액이 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226)으로 둘러싸인 공간(229)으로 원활하게 흐를 수 있도록 안내한다.The
중간 회수통(240)은 외벽(242), 바닥벽(244), 내벽(246), 그리고 돌출 벽(248)을 가진다. 중간 회수통(240)의 외벽(242), 바닥벽(244), 그리고 내벽(246)은 내부 회수통(220)의 외벽(222), 바닥벽(224), 그리고 내벽(226)과 대체로 유사한 형상을 가지나, 중간 회수통(240)이 내부 회수통(220)을 감싸도록 내부 회수통(220)에 비해 큰 크기를 갖는다. 중간 회수통(240)의 외벽(242)의 경사벽(242a)의 상단과 내부 회수통(220)의 외벽(222)의 경사벽(222a)의 상단은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되며, 이격된 공간은 중간 회수통(240)의 유입구(247)로서 기능한다. 돌출벽(248)은 바닥벽(244)의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된다. 중간 회수통(240)의 내벽(246)의 상단은 내부 회수통(220)의 바닥벽(224)의 끝단과 접촉된다. 중간 회수통(240)의 내벽(246)에는 가스의 배출을 위한 슬릿 형상의 배기구들(243)이 링을 이루는 배열로 제공된다. 바닥벽(244)에는 배출관(245)이 결합되며, 중간 회수통(240)을 통해 유입된 처리액은 배출관(245)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다.The
외부 회수통(260)은 외벽(262)과 바닥벽(264)을 가진다. 외부 회수통(260)의 외벽(262)은 중간 회수통(240)의 외벽(242)과 유사한 형상을 가지나, 외부 회수통(260)이 중간 회수통(240)을 감싸도록 중간 회수통(240)에 비해 큰 크기를 갖는다. 외부 회수통(260)의 외벽(262)의 경사벽(262a)의 상단과 중간 회수통(240)의 외벽(242)의 경사벽(242b)의 상단은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되며, 이격된 공간은 외부 회수통(260)의 유입구(267)로서 기능한다. 바닥벽(264)은 대체로 원판 형상을 가지며, 중앙에 회전 축(42)이 삽입되는 개구가 형성된다. 바닥벽(264)에는 배출관(265)이 결합되고, 외부 회수통(260)을 통해 유입된 처리액은 배출관(265)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다. 외부 회수통(260)은 용기(20) 전체의 외벽으로서 기능한다. 외부 회수통(260)의 바닥벽(264)에는 배기관(263)이 결합되며, 외부 회수통(260)으로 유입된 가스는 배기관(263)을 통해 외부로 배기한다. 또한, 내부 회수통(220)의 내벽(226)에 제공된 배기구(223) 및 중간 회수통(240)의 내벽(246)에 제공된 배기구(243)를 통해 흘러나온 가스는 외부 회수통(260)에 연결된 배기관(263)을 통해 외부로 배기된다. 배기관(263)은 바닥벽(264)으로부터 상부로 일정 길이 돌출되도록 설치된다. The
승강 유닛(30)은 용기(20)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(20)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(40)에 대한 용기(20)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(30)은 브라켓(32), 이동 축(34), 그리고 구동기(36)를 가진다. 브라켓(32)은 용기(20)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(32)에는 구동기(36)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(34)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(40)에 놓이거나, 스핀 헤드(40)로부터 들어 올릴 때 스핀 헤드(40)가 용기(20)의 상부로 돌출되도록 스핀 헤드(40)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(220, 240, 260)으로 유입될 수 있도록 용기(20)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 유닛(30)은 스핀 헤드(40)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.The lifting
다음에는 도 4 내지 도 6를 참조하여 스핀 헤드(40)의 구조에 대해 설명한 다. 도 4 및 도 5는 스핀 헤드의 평면도이고, 도 6은 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드(40)의 단면도이다. 스핀 헤드(40)는 몸체(300), 지지 핀들(400), 그리고 척 핀들(500)을 가진다. Next, the structure of the
지지 핀(400)은 몸체(300)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다. 지지 핀들(400)은 모두 동일한 형상 및 크기를 가진다. 지지 핀(400)은 아래로 갈수록 점진적으로 지름이 증가하는 상부(420)와 이로부터 아래로 연장되며 동일한 지름을 가지는 하부(440)를 가진다. 하부(440)의 아래에는 외주면에 나사산이 형성되어 상판(320)에 형성된 나사홈(324)과 나사결합한다. 하부(440)와 나사산의 사이에는 하부(440)보다 큰 지름의 걸림부(480)가 제공된다. 걸림부(480)의 하면은 몸체(300)의 상부면과 밀착된다. 걸림부(480)는 지지 핀(400)이 몸체(300)에 삽입되는 길이를 제한하여, 지지 핀들(400)의 높이가 모두 동일하도록 한다.The
척 핀(500)은 몸체(300)의 가장자리 영역에 몸체(300)의 상부면으로부터 상부로 돌출되도록 몸체(300)에 설치된다. 척 핀(500)은 약 여섯 개가 제공될 수 있다. 척 핀(500)은 스핀 헤드(40)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척 핀들(500)은 모두 동일한 형상 및 크기를 가진다. 척 핀(500)은 지지부(520), 중앙부(540), 체결부(560), 그리고 걸림부(580)를 가진다. 지지부(520)는 평평한 상면으로부터 아래로 갈수록 지름이 점진적으로 감소된 후 다시 아래로 갈수록 지름이 점진적으로 증가하는 형상을 가진다. 따라서 지지부(520)는 정면에서 바라볼 때 안쪽으로 오목한 오목부(522)를 가 진다. 오목부(522)에는 지지 핀(400)에 놓인 기판(W)의 측부가 접촉된다. 중앙부(540)는 지지부(520)의 하단으로부터 이와 동일한 지름으로 아래방향으로 연장된다. 체결부(560)는 지지부(520)로부터 아래 방향으로 연장되며, 기판의 중심을 향해 수평 절곡되어 연장된다. 체결부(560)의 아랫면에는 회전판(340)과의 결합을 위해 회전판(340)의 상면 외측에 형성된 나사산(341)과 대응되는 홈(561)이 형성된다. 이때, 척 핀(500)의 홈(561)은 나사산(341)과 대응되는 원호 형상으로 형성된다. 걸림부(580)는 중앙부(540)로부터 외측으로 연장되며, 링 형상으로 제공된다. 걸림부(580)는 몸체(300)의 상부면과 밀착되며, 척 핀들(500)이 모두 동일한 높이로 돌출되도록 한다.The
몸체(300)는 상판(320), 회전판(340), 그리고 체결부재(360)를 가진다. 상판(320)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 회전판(340)은 상판(320)의 아래에 배치되며, 구동부재(600, 700) 등이 배치되는 공간을 제공한다. 상판(320)에는 지지 핀들(400)이 고정 설치되는 나사 홈들(324)이 형성된다. 또한, 상판(320)의 가장자리 영역에는 척 핀들(500)이 삽입되는 핀 홀들(322)이 형성된다. 각각의 핀 홀(322)은 슬릿 형상으로 형성된다. 핀 홀(322)은 그 길이 방향이 상판(320)의 반경 방향을 따르도록 형성된다. 핀 홀(322)의 폭은 척 핀(500)의 중앙부(540)의 지름과 동일하거나 이보다 조금 넓게 형성되고, 핀 홀(322)의 길이는 척 핀(500)의 반경 방향으로의 이동을 안내할 수 있는 길이로 형성된다. 핀 홀(322)의 길이는 척 핀(500)의 걸림부(580)의 지름보다 짧게 제공될 수 있다. 상판(320)과 회전판(340)의 중앙에는 상술한 분사 헤드(180)가 삽입되는 통공(326)이 형성된다.The
도 7 및 도 8은 상판(320)과 회전판(340)의 결합구조를 보여주기 위한 도면들이다. 도 7 및 도 8은 스핀 헤드의 회전판의 평면도 및 저면도이다. 도 7과 도 8을 참조하면, 공정 진행시 상판(320)은 약액에 노출되므로, 상판(320)은 약액에 대해 부식이 강한 재질로 제조된다. 또한, 고온의 약액을 기판(W)으로 공급하여 공정 진행시 회전판(340)의 열팽창으로 인해 척 핀(500)의 설정 위치가 틀어지지 않도록 회전판(340)은 열에 강한 재질로 제조된다. 즉, 본 발명에서 상판(320)은 회전판(340)에 비해 부식에 강한 재질로 이루어지고, 회전판(340)은 상판(320)에 비해 열 변형이 작은 재질로 이루어진다. 일 예에 의하면, 상판(320)은 폴리 염화 비닐 재질로 이루어지고, 회전판(340)은 알루미늄 재질로 이루어진다. 상판(320)과 회전판(340)은 체결부재(360)에 의해 결합된다. 7 and 8 are views for showing a coupling structure of the
또한, 도 5를 참조하면, 회전판(340)의 중앙에는 개구부가 형성되며, 개구부의 단부에는 회전판(340)의 중심을 향하여 톱니(343)가 형성되어 있다. 그리고, 구동부재(600)는 모터(610)와 피니언(pinion; 620)을 구비하여, 피니언(620)이 톱니(343)와 맞물려 모터(610)가 구동하면, 회전판(340)이 회전하게 된다.5, an opening is formed in the center of the
도 9는 다른 실시예에 따른 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 이번에는 회전판(340)의 중앙에 개구부가 형성되며, 개구부의 단부가 아닌 회전판(340)의 개구부쪽 아랫면에 톱니(344)가 형성되어 있다. 그리고, 구동부재(700)는 모터(710)와 피니언(pinion; 720)을 구비하되, 회전 판(340)의 아랫면에 위치한다. 피니언(720)이 톱니(344)와 맞물려 모터(710)가 구동하면, 회전판(340)이 회전하게 된다.9 is a cross-sectional view of the spin head cut along the line I-I of FIG. 4 according to another embodiment. Referring to FIG. 9, an opening is formed in the center of the
이렇게 구동부재(600, 700)는 척 핀(500)을 지지 위치와 대기 위치 간에 이동시킨다. 지지 위치는 공정 진행시 척 핀들(500)이 기판(W)의 측부와 접촉되는 위치이고, 대기 위치는 기판(W)이 스핀 헤드(40)에 놓일 수 있도록 기판(W)보다 넓은 공간을 제공하는 위치이다. 따라서 지지 위치는 대기 위치에 비해 몸체(300)의 중앙에 더 가까운 위치이다. In this way, the driving
도 7을 참조하면, 이렇게 구동부재(600, 700)의 구동에 의해 회전판(340)이 시계반대방향으로 회전하면, 회전판(340)에 형성된 나사산(341)과 척 핀(500)의 홈(561)이 서로 맞물려 있기 때문에 척 핀들(500)은 일제히 회전판(340)의 중심방향을 향하여 이동(즉, 지지 위치를 향해 이동)하게 된다. 반대로, 구동부재(600, 700)의 구동에 의해 회전판(340)이 시계방향으로 회전하면, 척 핀들(500)은 일제히 회전판(340)의 중심과 반대방향을 향하여 이동(즉, 대기 위치를 향해 이동)하게 된다. 물론, 나사산(341)과 홈(561)의 방향을 역으로 하여 회전판(340)의 회전방향과 척 핀들(500)의 이동 방향을 이와 반대로 설정할 수도 있다. Referring to FIG. 7, when the
이렇게, 회전판(340)이 회전하면, 모든 척 핀들(500)이 동시에 기판의 측부와 접촉된다. 따라서 기판의 위치가 안정적이며, 일부 척 핀들(500)에 힘이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고속으로 기판이 회전되는 경우에도 척 핀들(500)이 원심력에 의해 편심되지 않고, 기판의 측부와 접촉되는 지지 위치에 유지될 수 있다.Thus, when the
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.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도,1 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus of the present invention;
도 2는 본 발명의 용기를 보여주는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a container of the present invention,
도 3은 도 2의 용기 내부를 보여주는 종방향으로 절단된 용기의 사시도,3 is a perspective view of a longitudinally cut container showing the interior of the container of FIG. 2, FIG.
도 4 및 도 5는 스핀 헤드의 평면도,4 and 5 are plan views of the spin head,
도 6은 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드의 단면도,6 is a cross-sectional view of the spin head cut along the line I-I of FIG. 4;
도 7 및 도 8은 스핀 헤드의 회전판의 평면도 및 저면도,7 and 8 are plan and bottom views of the rotating plate of the spin head,
도 9는 다른 실시예에 따른 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of the spin head cut along the line I-I of FIG. 4 according to another embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 유체 공급 유닛 20 : 용기10
30 : 승강 유닛 40 : 스핀 헤드30: lifting unit 40: spin head
100a : 상부 노즐 부재 100b : 하부 노즐 부재100a:
220 : 내부 회수통 240 : 중간 회수통220: internal recovery container 240: intermediate recovery container
260 : 외부 회수통 300 : 몸체260: external recovery container 300: body
320 : 상판 340 : 회전판320: top plate 340: rotating plate
360 : 체결부재 400 : 지지 핀360: fastening member 400: support pin
500 : 척 핀 600 : 구동부재500: chuck pin 600: drive member
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