KR20170097833A - 약액 공급 유닛 및 기판 처리 장치 - Google Patents

약액 공급 유닛 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20170097833A
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김수환
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 약액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 유닛 및 상기 기판 처리 유닛으로 상기 약액을 공급하는 약액 공급 유닛을 포함하되, 상기 약액 공급 유닛은 상기 약액이 수용된 용기를 로딩하는 로더, 상기 로더에 로딩된 상기 용기를 고정하는 클램프, 상기 기판 처리 유닛으로 상기 약액을 공급하는 약액 공급 라인 및 상기 용기에 상기 약액 공급 라인을 결합하는 커플러를 포함한다.

Description

약액 공급 유닛 및 기판 처리 장치{CHEMICAL SUPPLYING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 약액 공급 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 약액을 수용하는 용기의 교체 및 약액 공급이 자동적으로 수행될 수 있는 약액 공급 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중, 기판에 원하는 패턴을 형성하기 위해 기판 상에 약액을 도포하는 도포 공정이 진행된다. 약액은 예를 들어, 포토 레지스트일 수 있다. 약액 공급을 위해, 약액을 수용하는 용기의 교체 작업, 용기의 주입구를 오픈하는 작업, 주입구에 약액 공급 라인을 결합하는 작업 등이 필요하다. 이러한 일련의 작업들을 작업자가 직접 수행하는 경우, 유해 물질인 약액에 작업자가 노출될 수 있다.
본 발명은 약액 교체 및 약액 공급이 자동적으로 수행될 수 있는 약액 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 약액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 유닛 및 상기 기판 처리 유닛으로 상기 약액을 공급하는 약액 공급 유닛을 포함하되, 상기 약액 공급 유닛은 상기 약액이 수용된 용기를 로딩하는 로더, 상기 로더에 로딩된 상기 용기를 고정하는 클램프, 상기 기판 처리 유닛으로 상기 약액을 공급하는 약액 공급 라인 및 상기 용기에 상기 약액 공급 라인을 결합하는 커플러를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 커플러는 상기 용기의 주입구와 결합되는 커플러 결합부 및 상기 커플러 결합부를 상기 용기에 대해 수직 방향으로 이동시키는 커플러 구동부를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 커플러는 상기 클램프의 일측에 결합될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 약액 공급 유닛은, 상기 용기의 주입구를 오픈하는 오프너를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 오프너는 상기 용기의 주입구와 결합되는 오프너 결합부 및 상기 오프너 결합부를 상기 용기에 대해 수직 방향으로 이동시키는 오프너 구동부를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 오프너는 상기 커플러의 일측에 결합될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 약액 공급 유닛은, 상기 용기에 대해 평행한 방향으로 따라 배치된 가이드를 더 포함하고, 상기 커플러 및 상기 오프너는 상기 가이드에 결합될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 커플러는, 상기 약액 공급 라인 내의 상기 약액이 상기 약액 공급 라인 외부로 배출되는 것을 방지하는 트레이를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 커플러는, 상기 트레이를 상기 커플러 결합부의 아래인 제 1 위치 및 상기 커플러 결합부로부터 수평적으로 이격된 제 2 위치간에 이동시키는 트레이 이동부를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 커플러는 상기 약액 공급 라인의 일단에 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 약액 공급 유닛은, 상기 약액 공급 라인을 세정하는 세정 포트를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 용기를 로딩 및 회전시키는 플레이트를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 약액은 포토 레지스트를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 유닛은 내부에 약액이 수용된 용기를 로딩하는 로더, 상기 로더에 로딩된 상기 용기를 고정하는 클램프, 상기 용기 내의 상기 약액을 피공급부로 공급하는 약액 공급 라인, 상기 용기의 주입구를 개폐하는 오프너 및 상기 용기의 주입구를 상기 약액 공급 라인과 연결하는 커플러를 포함한다.
일 예에 따르면, 제 1 방향을 따라 배치되고, 상기 오프너 및 상기 커플러가 결합된 가이드를 더 포함하고, 상기 오프너는 상기 용기의 주입구와 결합되는 오프너 결합부 및 상기 오프너 결합부를 상기 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향을 따라 이동시키는 오프너 구동부를 포함하고, 상기 커플러는 상기 용기의 주입구와 결합되는 커플러 결합부 및 상기 커플러 결합부를 상기 제 2 방향을 따라 이동시키는 커플러 구동부를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 약액 교체 및 약액 공급이 자동적으로 수행될 수 있는 약액 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 약액 공급 유닛을 보여주는 도면들이다.
도 3은 도 2b의 로더를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2b의 클램프를 보여주는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 홀더부가 동작하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2b의 커플러를 보여주는 도면들이다.
도 7a 내지 도 7e는 약액 공급 유닛이 기판 처리 유닛으로 약액을 공급하는 약액 공급 공정을 보여주는 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 약액 공급 유닛을 보여주는 도면이다.
도 9a는 도 8의 클램프를 보여주는 사시도이고, 도 9b 및 도 9c는 도 8의 클램프가 용기를 클램핑하는 것을 보여주는 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 이에 더하여, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 보여주는 도면이다. 기판 처리 장치(1)는 기판 처리 유닛(10) 및 약액 공급 유닛(20)을 포함한다. 기판 처리 유닛(10)은 약액 공급 유닛(20)으로부터 공급받은 약액을 이용하여 기판(P)을 처리할 수 있다. 일 예로, 기판 처리 유닛(10)은 기판(P)에 대해 포토 리소그래피 공정을 수행하고, 약액은 포토 레지스트를 포함할 수 있다. 기판(P)은 평판 디스플레이, 예를 들어, LCD(Liquid crystal display)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기판 처리 유닛(10)은 챔버(110), 지지부(120) 및 슬릿 노즐(130)을 포함할 수 있다. 챔버(110)는 기판(P)에 대해 공정을 수행하는 내부 공간(111)을 제공한다. 지지부(120)의 상면에 기판(P)이 놓일 수 있다. 슬릿 노즐(130)은 지지부(120)의 위에 배치될 수 있다. 슬릿 노즐(130)은 바(bar) 형상일 수 있다. 슬릿 노즐(130)은 기판(P) 상에 약액을 도포할 수 있다. 슬릿 노즐(130)은 약액 공급 유닛(20)의 약액 공급 라인(280)으로부터 약액을 공급받는다. 도시되지 않았으나, 기판 처리 유닛(10)은 슬릿 노즐(130)을 이동시키는 슬릿 노즐 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 약액 공급 유닛(20)을 보여주는 도면들이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 약액 공급 유닛(20)은 하우징(210), 로더(220), 클램프(230), 가이드(240), 오프너(250), 커플러(260), 약액 공급 라인(280), 그리고 세정 포트(290)를 포함할 수 있다. 약액 공급 유닛(20)은 기판 처리 유닛(10)으로 약액을 공급한다. 제 1 방향(X), 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y), 그리고 제 1 방향(X) 및 제 2 방향(Y)에 수직한 제 3 방향(Z)이 정의된다.
하우징(210)은 약액 공급 공정이 수행되는 제 1 공간(211)을 제공한다. 로더(220), 클램프(230), 가이드(240), 오프너(250), 약액 공급 라인(280), 커플러(260), 그리고 세정 포트(290)가 제 1 공간(211)에 배치될 수 있다. 약액 공급 공정이 수행될 때, 하우징(210)은 밀폐될 수 있다.
도 3은 도 2b의 로더(220)를 보여주는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 로더(220)는 내부에 약액이 수용된 용기(30)를 로딩/언로딩할 수 있다. 로더(220)는 제 1 베이스(222), 플레이트(224), 용기 고정부(226), 그리고 로더 구동부(228)를 포함할 수 있다. 플레이트(224) 및 용기 고정부(226)는 제 1 베이스(222)에 제공될 수 있다. 플레이트(224) 상에 용기(30)가 로딩/언로딩된다. 또한, 플레이트(224)는 로딩된 용기(30)를 회전시킬 수 있다. 플레이트(224)의 상면은 제 1 베이스(222)의 상면보다 낮게 제공될 수 있다. 플레이트(224)가 제 1 베이스(222)보다 단차지게 제공되어, 용기(30) 내의 약액이 누출되는 경우 약액 확산을 방지할 수 있다. 용기 고정부(226)는 플레이트(224)와 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 용기 고정부(226)는 플레이트(224)에 로딩된 용기(30)의 측면을 지지할 수 있다.
로더 구동부(228)는 제 1 방향(X)을 따라 이동될 수 있다. 로더 구동부(228)는 제 1 베이스(222)를 적재 위치 및 작업 위치간에 이동시킬 수 있다. 일 예로, 적재 위치는 하우징(210)의 외부 공간으로, 용기(30)가 제 1 베이스(222)에 로딩/언로딩되는 위치이고, 작업 위치는 하우징(210)의 제 1 공간(211)으로, 약액 공급 공정이 수행되는 위치일 수 있다. 도시되지 않았으나, 제 1 베이스(222)의 하면에는 제 1 베이스(222)의 이동을 보조하는 보조 휠(미도시)이 배치될 수 있다.
용기(canister, 30)는 내부에 약액을 수용한다. 약액은 일 예로, 포토 레지스트일 수 있다. 주입구(32)는 용기(30)의 상면에 제공될 수 있다. 주입구(32)가 닫혀, 용기(30)는 밀폐된 상태로 로딩될 수 있다. 일 예로, 주입구(32)는 내부를 밀폐하는 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 도시하지 않았으나, 주입구(32)는 커버를 포함할 수 있다. 일 예로, 주입구(32)는 나사 결합된 커버 또는 가압되어 주입구(32)와 결합된 커버를 포함할 수 있다. 주입구(32)의 밀폐 방법 및 구성은 이에 제한되지 않는다.
도 4는 도 2b의 클램프(230)를 보여주는 도면이고, 도 5a 내지 도 5c는 도 4의 홀더부(235)가 동작되는 것을 보여주는 도면들이다. 클램프(230)는 로더(220)에 로딩된 용기(30)를 고정할 수 있다. 예를 들어, 클램프(230)의 홀더(238)는, 용기(30)의 중심축(O)이 기설정된 커플러(260)의 중심축(I)과 일치되도록 용기(30)를 정렬할 수 있다. 도 4 내지 도 5c를 참조하면, 클램프(230)는 제 2 베이스(232), 클램프 가이드(234), 그리고 홀더부(235)를 포함할 수 있다. 제 2 베이스(232)는 클램프 가이드(234)와 결합될 수 있다. 클램프 가이드(234)는 제 2 베이스(232)를 이동시킬 수 있다. 일 예로, 제 2 베이스(232)는 클램프 가이드(234)의 제 1 가이드 레일(234l)을 따라, 제 3 방향(Z)으로 이동할 수 있다. 홀더부(235)는 제 2 베이스(232)에 배치될 수 있다.
홀더부(235)는 제 1 프레임(236a), 홀더 구동부(236b), 제 1 홀더 가이드(237), 홀더(238), 그리고 제 2 홀더 가이드(239)를 포함할 수 있다. 제 1 프레임(236a)은 링(ring) 형상으로, 내측에 제 2 공간(233)을 가질 수 있다. 홀더(238)가 고정 위치에 위치할 때, 제 2 공간(233)의 중심축(I)은 기설정된 커플러(260)의 중심축(I)과 동일할 수 있다. 제 1 프레임(236a)의 제 2 공간(233)에 용기(30)가 놓일 수 있다. 홀더 구동부(236b)는 제 1 프레임(236a)을 이동시켜, 홀더(238)를 대기 위치와 고정 위치 간에 이동시킬 수 있다. 일 예로, 고정 위치는 용기의 중심축(O)과 기설정된 커플러의 중심축(I)이 서로 일치하는 위치이고, 대기 위치는 용기의 중심축(O)과 기설정된 커플러의 중심축(I)이 서로 일치하지 않는 위치일 수 있다. 홀더 구동부(236b)는 제 1 프레임(236a)을 가압하여 제 1 프레임(236a)을 일 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 홀더 구동부(236b)는 실린더일 수 있다. 제 1 홀더 가이드(237)는 제 1 프레임(236a)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제 1 홀더 가이드(237)는 제 1 프레임(236a)의 상면으로부터 리세스되어, 제 1 프레임(236a)의 회전에 따라 홀더(238)의 이동을 가이드할 수 있다. 제 1 홀더 가이드(237)의 개수는 홀더(238)의 개수에 대응될 수 있다.
홀더(238)는 제 1 프레임(236a)의 제 2 공간(233)에 놓인 용기(30)를 지지할 수 있다. 홀더(238)는 고정 위치와 대기 위치간에 이동할 수 있다. 일 예로, 홀더(238)는 용기(30)의 측면을 지지할 수 있다. 이와 달리, 홀더(238)는 용기(30)의 주입구(32)의 측면을 지지할 수 있다. 홀더(238)는 롤러(roller)일 수 있다. 홀더(238)가 롤러인 경우, 홀더(238)는 제 2 공간(233)에 로딩된 용기(30)를 회전시킬 수 있다. 홀더(238)는 복수 개의 롤러들(238a,238b,238c,238d)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 구동 롤러(238a) 및 종동 롤러들(238b,238c,238d)을 포함할 수 있다. 제 2 홀더 가이드(239)는 홀더(238)의 이동을 가이드할 수 있다. 제 2 홀더 가이드(239)의 개수는 홀더(238)의 개수에 대응될 수 있다. 일 예로, 제 2 홀더 가이드(239)는 LM 가이드(Linear motor guide)일 수 있다. 제 2 홀더 가이드들(239)의 각각은, 홀더(238) 각각을 제 1 프레임(236a)의 중심을 향하는 방향 또는 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다. 도시하지 않았으나, 제 2 베이스(232)의 일측에 센서(미도시)가 배치될 수 있다. 센서(미도시)는 일 예로, 용기(30)의 바코드를 판단하여 적합한 약액인지 여부를 센싱할 수 있다.
도 4 및 도 5a를 참조하면, 제 1 프레임(236a)의 제 2 공간(233)에 용기(30)가 로딩될 수 있다. 이 때, 홀더들(238)은 각각 대기 위치에 위치할 수 있다. 대기 위치는, 용기의 중심축(O)과 기설정된 커플러의 중심축(I)이 서로 어긋나는 위치일 수 있다. 일 예로, 대기 위치에서, 홀더들(238)은 제 1 홀더 가이드(237)의 일단에 위치할 수 있다.
도 4 및 도 5b를 참조하면, 홀더 구동부(236b)가 제 1 프레임(236a)을 가압하여, 제 1 프레임(236a)이 회전될 수 있다. 이에 따라, 홀더들(238)은 각각 제 1 홀더 가이드(237) 및 제 2 홀더 가이드(239)를 따라 고정 위치로 이동되고, 이에 따라 용기(30)의 위치도 이동될 수 있다. 고정 위치는, 용기의 중심축(O)과 기설정된 커플러의 중심축(I)이 서로 동일한 위치일 수 있다. 일 예로, 고정 위치에서, 홀더들(238)은 제 1 홀더 가이드(237)의 타단에 위치할 수 있다. 각각의 홀더들(238)은 용기(30)의 측면과 접하고, 용기의 중심축(O)과 커플러의 중심축(I)이 서로 동일하도록 용기(30)를 정렬시킬 수 있다. 제 1 홀더 가이드(237)의 타단은 제 1 홀더 가이드(237)의 일단보다 제 2 공간(233)에 인접할 수 있다. 고정 위치 및 대기 위치는, 각각의 홀더들(238)로부터 제 2 공간(233)의 중심을 향해 연장된 동일선 상의 위치들일 수 있다.
도 4 및 도 5c를 참조하면, 구동 롤러(238a)가 회전하여, 용기(30)가 회전될 수 있다. 용기(30)가 회전됨에 따라, 종동 롤러들(238b,238c,238d)도 회전되어 용기(30)의 회전을 보조할 수 있다. 용기(30)를 회전시켜, 센서(미도시)로 용기(30)의 바코드를 센싱할 수 있다. 본 실시예에서는 홀더(238)가 롤러인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 홀더(238)의 형상 및 구성은 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 홀더(238)는 별도의 그립퍼로 제공될 수 있다.
다시 도 2b를 참조하면, 가이드(240)가 클램프(230)의 일측에 배치될 수 있다. 가이드(240)는 제 1 방향(X)을 따라 배치될 수 있다. 가이드(240)는 제 1 방향(X)을 따라 연장된 제 2 가이드 레일(240l)을 포함할 수 있다.
오프너(250)는 용기(30)의 주입구(32)를 개폐할 수 있다. 오프너(250)는 오프너 결합부(252), 오프너 구동부(254), 그리고 오프너 가이드(256)를 포함할 수 있다. 오프너 결합부(252)는 용기(30)의 주입구(32)와 결합될 수 있다. 오프너 구동부(254)는 오프너 결합부(252)를 가압하여, 오프너 결합부(252)를 용기(30)의 주입구(32)와 결합시킬 수 있다. 일 예로, 오프너 구동부(254)는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 오프너 가이드(256)는 오프너 구동부(254)와 결합될 수 있다. 오프너 가이드(256)는 오프너 결합부(252)를 제 3 방향(Z)으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 오프너 구동부(254)가 오프너 가이드(256)의 제 3 가이드 레일(256l)을 따라 이동하여, 오프너 결합부(252)가 제 3 방향(Z)으로 이동할 수 있다. 오프너 가이드(256)는 가이드(240)에 결합될 수 있다.
약액 공급 라인(280)은 기판 처리 유닛(10)과 약액 공급 유닛(20)을 연결할 수 있다. 약액 공급 라인(280)은 용기(30) 내의 약액을 기판 처리 유닛(10)으로 공급할 수 있다. 일 예로, 약액은 포토 레지스트를 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 2b의 커플러(260)를 보여주는 도면들이다. 도 2b, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 커플러(260)는 약액 공급 라인(280)의 일단에 제공될 수 있다. 커플러(260)는 커플러 결합부(262), 제 3 베이스(264), 커플러 구동부(266), 커플러 가이드(268), 트레이(270), 트레이 구동부(272), 그리고 트레이 아암(274)을 포함할 수 있다. 커플러 결합부(262)는 용기(30)의 주입구(32)와 결합될 수 있다. X-Y 평면에서의 커플러(260)의 위치는 기설정되어 제공되고, 커플러(260)는 기설정된 중심축(I)을 가질 수 있다. 커플러의 중심축(I)은 커플러 결합부의 중심축(I)과 동일할 수 있다. 제 3 베이스(264)는 커플러 가이드(268)와 결합될 수 있다. 커플러 구동부(266)는 커플러 결합부(262)를 가압하여, 커플러 결합부(262)를 용기(30)의 주입구(32)와 결합시킬 수 있다. 일 예로, 커플러 구동부(266)는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 커플러 가이드(268)는 커플러 결합부(262)를 중심축(I)을 따라 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 커플러 가이드(268)는 커플러 결합부(262)를 제 3 방향(Z)으로 이동시킬 수 있다. 커플러 결합부(262)는 커플러 가이드(268)의 제 4 가이드 레일(268l)을 따라 제 3 방향(Z)으로 이동할 수 있다. 커플러 가이드(268)는 가이드(240)에 결합될 수 있다. 커플러 가이드(268) 및 오프너 가이드(256)는 가이드(240)에 나란히(side-by-side) 결합될 수 있다.
트레이(270)는 커플러 가이드(268)에 결합될 수 있다. 트레이(270)는 커플러 결합부(262)의 크기와 대응되는 크기를 가질 수 있다. 트레이(270)는 약액 공급 라인(280) 및 커플러 결합부(262)로부터 배출되는 약액을 수용하여, 약액이 외부로 배출되는 것을 방지한다. 트레이 구동부(272)는 트레이(270)를 이동시킬 수 있다. 일 예로, 트레이 구동부(272)는 트레이(270)를 제 1 위치 및 제 2 위치간에 이동시킬 수 있다. 트레이 아암(274)은 트레이(270)와 트레이 구동부(272)를 연결할 수 있다.
도 6a와 같이, 트레이 구동부(272)는 커플러 결합부(262)의 아래인 제 1 위치에 트레이(270)를 위치시킬 수 있다. 제 1 위치에서, 트레이(270)는 커플러 결합부(262)와 완전히 중첩될 수 있고, 약액 공급 라인(280) 및 커플러 결합부(262)로부터 배출되는 약액을 수용할 수 있다. 도 6b와 같이, 트레이 구동부(272)는 커플러 결합부(262)로부터 수평적으로 이격된 제 2 위치에 트레이(270)를 위치시킬 수 있다. 트레이 구동부(272)가 트레이(270)를 제 2 위치에 위치시키면, 커플러 결합부(262)가 용기(30)의 주입구(32)와 결합할 수 있다.
다시 도 2b를 참조하면, 클램프(230)의 일측에 세정 포트(290)가 배치될 수 있다. 세정 포트(290)는 커플러 결합부(262)와 연결되어, 약액 공급 라인(280) 및 커플러 결합부(262)를 세정할 수 있다. 일 예로, 세정 포트(290)는 약액 공급 라인(280) 및 커플러 결합부(262)의 내부를 세정할 수 있다.
도시되지 않았으나, 기판 처리 장치(1)는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부(미도시)는 약액 공급 유닛(20)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(미도시)는 로더(220), 클램프(230), 가이드(240), 오프너(250), 약액 공급 라인(280), 커플러(260), 그리고 세정 포트(290)의 동작 시기 및 동작 순서를 제어할 수 있다.
도 7a 내지 도 7e는 약액 공급 유닛(20)이 기판 처리 유닛(10)으로 약액을 공급하는 약액 공급 공정을 보여주는 도면들이다.
도 7a를 참조하면, 로더 구동부(228)가 제 1 베이스(222)를 적재 위치에 위치시키면, 용기(30)가 로더(220)에 로딩될 수 있다. 용기(30)는 제 1 베이스(222)의 플레이트(도 3의 224)에 로딩될 수 있다. 용기(30)의 상면에 주입구(32)가 제공될 수 있다. 주입구(32)는 용기(30)와 나사 결합된 커버를 포함할 수 있다. 이와 달리, 주입구(32)는 용기(30)를 밀폐하는 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 또한, 이와 달리, 주입구(32)는 용기(30)를 가압하여 밀폐하는 커버를 포함할 수 있고, 주입구(32)의 형태 및 결합 방법은 이에 제한되지 않는다. 이 때, 커플러(260)는 기설정된 중심축(I)을 갖는다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 로더 구동부(228)가 제 1 베이스(222)를 작업 위치로 이동시킬 수 있다. 작업 위치에서, 용기(30)는 홀더부(235)의 제 2 공간(233)과 수직적으로 중첩될 수 있다. 이후, 클램프(230)가 용기(30)를 고정하고, 홀더 구동부(236b)가 용기의 중심축(O)을 커플러의 중심축(I)과 일치하도록 용기(30)를 정렬시킨다. 보다 구체적으로, 클램프 가이드(234)가 제 2 베이스(232)를 제 3 방향(Z)을 따라 이동시킬 수 있다. 홀더부(235)의 제 2 공간(233) 안에 용기(30)가 위치하면, 홀더 (238)가 고정 위치로 이동하여 용기(30)의 측면을 지지할 수 있다. 홀더 (238)가 고정 위치로 이동하는 과정은 상술한 도 5a 및 도 5b와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. 도시되지 않았으나, 클램프(230)의 일측에 용기(30)를 센싱하는 센서(미도시)가 배치되어, 용기(30)의 종류를 센싱할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 오프너 결합부(252)가 주입구(32)와 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 오프너 가이드(256)가 가이드(240)를 따라, 제 1 방향(X)으로 이동될 수 있다. 오프너 결합부(252)가 주입구(32)와 수직적으로 중첩되는 위치, 즉 오프너의 중심축이 용기의 중심축(도 7c의 O)과 수직적으로 중첩되는 위치에 위치하면, 오프너 구동부(254)는 제 3 가이드 레일(256l)을 따라 아래로 이동할 수 있다. 이후, 오프너 구동부(254)가 오프너 결합부(252)를 가압하여 주입구(32)와 결합시킬 수 있다. 오프너 결합부(252)는 주입구(32)와 결합되어, 주입구(32)를 오픈할 수 있다. 일 예로, 주입구(32)가 나사 결합된 커버를 포함하는 경우, 오프너 결합부(252)가 커버를 고정하고, 플레이트(224)가 용기(30)를 회전시켜 주입구(32)가 오픈될 수 있다. 이와 달리, 주입구(32)가 멤브레인을 포함하는 경우, 오프너 결합부(252)는 멤브레인을 커팅할 수 있는 형상 또는 재질로 제공될 수 있다. 또한, 주입구(32)가 가압된 커버를 포함하는 경우, 오프너 구동부(254)가 커버와 결합한 상태인 오프너 결합부(252)를 제 3 방향(Z)을 따라 이동시켜 주입구(32)를 오픈할 수 있다.
도 7e를 참조하면, 오픈된 주입구(32)에 커플러(260)가 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 커플러 가이드(268)가 가이드(240)를 따라, 제 1 방향(X)으로 이동될 수 있다. 커플러 결합부(262)가 주입구(32)와 수직적으로 중첩되는 위치, 즉, 커플러의 중심축(I)과 용기의 중심축(O)이 수직적으로 중첩되는 위치에 위치하면, 제 3 베이스(264)는 제 4 가이드 레일(268l)을 따라 아래로 이동할 수 있다. 이후, 커플러 구동부(266)가 커플러 결합부(262)를 가압하여 주입구(32)와 결합시킬 수 있다. 주입구(32)와 결합되기 전에, 커플러 결합부(262)의 아래인 제 1 위치에 배치된 트레이(270)가 커플러 결합부(262)로부터 수평적으로 이격된 제 2 위치로 이동될 수 있다. 주입구(32)와 결합될 때를 제외하고 트레이(270)가 제 1 위치에 배치되어, 약액 공급 라인(280) 및 커플러 결합부(262) 내의 약액이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 커플러 결합부(262)는 주입구(32)와 결합되어, 용기(30) 내의 약액을 약액 공급 라인(280)으로 공급할 수 있다. 약액 공급 라인(280)은 약액을 기판 처리 유닛(10)의 슬릿 노즐(130)로 공급할 수 있다.
이후에, 약액 공급 공정이 완료되면, 커플러(260) 및 약액 공급 라인(280)을 세정할 수 있다. 일 예로, 커플러 가이드(268)가 가이드(240)를 따라 이동되고, 세정 포트(290)에 커플러 결합부(262)가 연결될 수 있다. 세정 포트(290)는 커플러 결합부(262) 및 약액 공급 라인(280)의 내부를 세정할 수 있다. 일 예로, 세정 포트(290)는 에천트(etchant)를 공급하여 커플러 결합부(262) 및 약액 공급 라인(280)를 세정할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 약액 교체 및 공급이 자동적으로 수행될 수 있고, 무인 자동화 시스템 구현이 가능할 수 있다. 또한, 작업자가 약액에 노출되는 환경을 감소시켜, 작업자를 보호할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 약액 공급 유닛(20a)을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 약액 공급 유닛(20a)은 메인 프레임(212), 로더(220), 클램프(230a), 서브 프레임(245), 커플러(260), 그리고 약액 공급 라인(280)을 포함할 수 있다. 도 2a 내지 도 6b를 참조하여 설명한 약액 공급 장치(20)와 실질적으로 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위하여 중복되는 설명은 생략될 수 있다. 메인 프레임(212)은 로더(220)와 서브 프레임(245)을 결합할 수 있다.
도 9a는 도 8의 클램프(230a)를 보여주는 사시도이고, 도 9b 및 도 9c는 도 8의 클램프(230a)가 용기(30)를 클램핑하는 것을 보여주는 도면들이다. 이하, 도 8 내지 도 9c를 참조하여, 클램프(230a)를 설명한다. 클램프(230a)는 제 4 베이스(231), 홀더(232a), 그리고 홀더 구동부(234a)를 포함할 수 있다. 제 4 베이스(231)는 서브 프레임(245)의 일측에 결합될 수 있다. 제 4 베이스(231)는 서브 프레임(245)의 제 3 프레임(247)에 결합되어, 제 3 방향(Z)으로 이동할 수 있다. 일 예로, 제 4 베이스(231)는 제 5 가이드 레일(247l)을 따라 제 3 방향(Z)으로 이동할 수 있다. 홀더(232a)의 적어도 일부가 제 4 베이스(231)에 결합될 수 있다. 일 예로, 제 4 베이스(231) 상의 제 6 가이드 레일(231l)을 통해, 홀더(232a)의 제 2 바디(232ab)가 결합될 수 있다. 홀더(232a)는 용기(30)를 클램핑할 수 있다. 일 예로, 홀더(232a)는 용기(30)의 주입구(32)의 측면을 클램핑할 수 있다.
홀더(232a)는 제 1 바디(232aa), 제 2 바디(232ab), 캠 팔로워(cam follower, 232ac), 그리고 캠 팔로워 가이드(cam follower guide, 232ad)를 포함할 수 있다. 제 1 바디(232aa) 및 제 2 바디(232ab)는 캠 팔로워(232ac)를 공유하고, 캠 팔로워(232ac)에 의해 연결될 수 있다. 제 2 바디(232ab)는 서로 이격된 한 쌍의 바디들로 구성되고, 한 쌍의 바디들은 각각 제 1 바디(232aa)에 결합될 수 있다. 캠 팔로워(232ac)는 캠 팔로워 가이드(232ad)를 따라 이동할 수 있다.
홀더 구동부(234a)는 홀더(232a)를 가압하여 홀더(232a)를 이동시킬 수 있다. 일 예로, 홀더 구동부(234a)는 홀더(232a)를 가압하여, 홀더(232a)를 대기 위치와 고정 위치 간에 이동할 수 있다. 도 9b를 참조하면, 홀더(232a)가 대기 위치에 위치할 때, 용기의 중심축(O)과 기설정된 커플러의 중심축(I)은 일치하지 않을 수 있다. 홀더 구동부(234a)는 제 1 바디(232aa)를 제 1 방향의 반대 방향(-X)으로 당겨서, 캠 팔로워(232ac)가 캠 팔로워 가이드(232ad)의 일단에 위치시키고, 제 2 바디(232ab)가 오픈될 수 있다. 도 9c를 참조하면, 홀더 구동부(234a)가 홀더(232a)를 고정 위치로 이동시킨다. 보다 구체적으로, 홀더 구동부(234a)가 제 1 바디(232aa)를 제 1 방향(X)으로 밀면, 캠 팔로워(232ac)가 캠 팔로워 가이드(232ad)의 타단에 위치하고, 제 2 바디(232ab)가 닫히면서 주입구(32)를 클램핑할 수 있다. 이 때, 캠 팔로워 가이드(232ad)의 타단은 일단보다, 주입구(32)에 인접할 수 있다. 홀더(232a)가 고정 위치에 위치하면, 용기의 중심축(O)과 기설정된 커플러의 중심축(I)에 일치되도록 용기(30)가 정렬될 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 서브 프레임(245)은 서로 연결된 제 2 프레임(246) 및 제 3 프레임(247)을 포함할 수 있다. 제 2 프레임(246)은 클램프(230a) 및 커플러(260)를 서로 결합시킬 수 있다. 클램프(230a)의 일 부분 및 커플러(260)의 일 부분은 제 2 프레임(246)에 결합될 수 있다. 제 3 프레임(247)은 제 5 가이드 레일(247l)을 포함하고, 제 2 프레임(246)을 제 3 방향(Z)을 따라 이동시킬 수 있다. 서브 프레임(245)으로 인해, 클램프(230a) 및 커플러(260)는 함께 제 3 방향(Z)을 따라 이동될 수 있다.
본 실시예에서, 클램프(230a)가 용기(30)의 주입구(32)를 직접 클램핑하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이와 달리, 도 2B의 클램프(230)처럼 용기(30)의 측면을 직접 지지할 수 있다. 도 8의 약액 공급 유닛(20a)은, 도 2b의 약액 공급 유닛(20)에 비해, 오프너 및 가이드가 생략될 수 있다. 또한, 약액 공급 유닛(20a)은 클램프(230a) 및 커플러(260)가 서로 결합되고, 클램프(230a) 및 커플러(260)가 단일 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 클램프(230a) 및 커플러(260)는 제 3 방향(Z)을 따라 이동될 수 있다. 약액 공급 유닛(20a)의 구성 및 이동 방향이 제한되어, 약액 공급 유닛(20a)의 점유 면적은 약액 공급 유닛(20)의 점유 면적보다 축소될 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. 기판에 약액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 유닛; 및
    상기 기판 처리 유닛으로 상기 약액을 공급하는 약액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 약액 공급 유닛은:
    상기 약액이 수용된 용기를 로딩하는 로더;
    상기 로더에 로딩된 상기 용기를 고정하는 클램프;
    상기 기판 처리 유닛으로 상기 약액을 공급하는 약액 공급 라인; 및
    상기 용기에 상기 약액 공급 라인을 결합하는 커플러를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프는:
    상기 용기를 고정하는 홀더; 및
    상기 홀더를 구동하는 홀더 구동부를 포함하되,
    상기 홀더 구동부는, 상기 용기의 중심축이 기설정된 상기 커플러의 중심축과 일치하는 고정 위치 및 상기 용기의 중심축이 상기 기설정된 커플러의 중심축과 일치하지 않는 대기 위치 간에 상기 홀더를 이동시키는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커플러는:
    상기 용기의 주입구와 결합되는 커플러 결합부; 및
    상기 용기에 대해 수직 방향으로 상기 커플러 결합부를 이동시키는 커플러 구동부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플러는 상기 클램프와 서로 결합된, 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 약액 공급 유닛은, 상기 용기의 주입구를 오픈하는 오프너를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 오프너는:
    상기 용기의 주입구와 결합되는 오프너 결합부; 및
    상기 오프너 결합부를 상기 용기에 대해 수직 방향으로 이동시키는 오프너 구동부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 오프너는 상기 커플러의 일측에 결합된, 기판 처리 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 약액 공급 유닛은, 상기 용기에 대해 평행한 방향을 따라 배치된 가이드를 더 포함하고,
    상기 커플러 및 상기 오프너는 상기 가이드에 결합된, 기판 처리 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플러는, 상기 약액 공급 라인 내의 상기 약액이 상기 약액 공급 라인 외부로 배출되는 것을 방지하는 트레이를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플러는 상기 약액 공급 라인의 일단에 배치되는, 기판 처리 장치.
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