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KR102564838B1 - 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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KR102564838B1
KR102564838B1 KR1020200092023A KR20200092023A KR102564838B1 KR 102564838 B1 KR102564838 B1 KR 102564838B1 KR 1020200092023 A KR1020200092023 A KR 1020200092023A KR 20200092023 A KR20200092023 A KR 20200092023A KR 102564838 B1 KR102564838 B1 KR 102564838B1
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support unit
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lamp
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이영일
최중봉
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 지지 유닛을 제공한다. 기판을 지지하는 지지 유닛은, 가열 부재 및 반사 판을 포함하고, 상기 반사 판은, 상기 가열 부재가 발생시키는 열 에너지를 상기 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면을 포함할 수 있다.

Description

지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치{SUPPORT UNIT, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS INCLUDING SAME}
본 발명은 지지 유닛, 그리고 기판 처리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 기판 처리 공정 중 기판을 가열하면서 공정을 수행하는 지지 유닛, 그리고 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에서 유리 기판이나 웨이퍼를 처리하는 공정에는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정이 수행된다. 각 공정에는 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위해, 약액(chemical) 또는 순수(deionized water)를 이용한 세정 공정(wet cleaning process)과 기판 표면에 잔류하는 약액 또는 순수를 건조시키기 위한 건조(drying process) 공정이 수행된다.
최근에는 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼을 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 선택적으로 제거하는 식각 공정을 진행하고 있다. 고온의 케미칼을 이용한 기판 처리 장치에서는 식각률을 개선하기 위해 기판을 가열하는 기판 처리 장치가 이용되고 있다. 미국공개특허 2016-0013079에는 상술한 기판 처리 장치의 일 예가 개시된다. 위 특허에 의하면, 기판 처리 장치는 스핀 헤드 내에 기판을 가열하는 램프와 램프가 복사하는 열을 반사시키는 반사 판을 가진다. 그러나, 위 특허의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 경우 기판의 가장자리 영역에 대한 처리 효율을 상대적으로 떨어진다. 구체적으로 기판의 중앙 영역을 가열하는데 기여하는 램프들의 수보다 기판의 가장자리 영역을 가열하는데 기여하는 램프들의 수가 작기 때문이다. 즉, 위 특허의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 경우 기판의 가장자리 영역에 대한 처리 효율이 기판의 중앙 영역에 대한 처리 효율보다 낮으며, 결과적으로 기판 전반에 대한 처리의 균일성(Uniformity)이 낮아지게 된다. 기판 전반에 대한 처리의 균일성(Uniformity)는 수율 측면에서 매우 중요한 요소여서, 기판의 가장자리 영역에 대한 가열 처리 개선이 요구된다. 또한, 기판의 가장자리 영역에 대한 가열 처리 개선을 위하여 기판의 가장자리 영역에 열 에너지를 공급하는 별도의 열원(예컨대, 레이저 조사 부재)를 구비하는 방안도 고려할 수 있으나, 이는 설비 원가를 상승시키며 공간적 제약 등으로 그 효율성이 매우 떨어진다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 대한 처리 균일성을 향상시킬 수 있는 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 가장자리 영역에 대한 처리 효율을 개선할 수 있는 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판의 가장자리 영역에 대한 에칭 레이트를 개선할 수 있는 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 지지 유닛을 제공한다. 기판을 지지하는 지지 유닛은, 가열 부재 및 반사 판을 포함하고, 상기 반사 판은, 상기 가열 부재가 발생시키는 열 에너지를 상기 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 곡면은, 상기 지지 유닛을 정 단면에서 바라 볼 때, 가상의 타원의 일부를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가상의 타원은, 제1초점, 그리고 제2초점을 가지고, 상기 정 단면에서 바라본 상기 가열 부재는 상기 제1초점, 그리고 상기 제2초점 중 어느 하나와 중첩되도록 위치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 정 단면에서 바라본 상기 기판의 가장자리 영역은 상기 제1초점, 그리고 상기 제2초점 중 다른 하나와 중첩될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열 부재는, 상기 기판을 가열하는 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 램프를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 램프들 중 적어도 일부는, 링 형상을 가지고, 서로 상이한 반경을 가지되 그 중심이 서로 일치하도록 이격되어 배열될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 반사 판은, 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 베이스 부; 및 상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되는 돌출 부를 포함하고, 상기 베이스 부 및/또는 상기 돌출 부는 상기 곡면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 돌출 부는, 상부에서 바라볼 때 상기 램프들 중 최 외곽에 배치되는 램프, 그리고 상기 최 외곽에 배치되는 램프와 인접한 램프 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 돌출 부는, 상기 기판의 가장자리 영역 중 제1위치에 상기 열 에너지를 반사시키는 제1곡면을 포함하는 제1돌출 부; 및 상기 기판의 가장자리 영역 중 상기 제1위치와 상이한 위치인 제2위치에 상기 열 에너지를 반사시키는 제2곡면을 포함하는 제2돌출 부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1곡면은, 상기 정 단면에서 바라볼 때 제1가상의 타원의 일부를 구성하고, 상기 제2곡면은, 상기 정 단면에서 바라볼 때 상기 제1가상의 타원과 상이한 초점을 가지는 제2가상의 타원의 일부를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 유닛은, 상기 기판을 지지하는 척; 및 상기 척을 회전시키는 스핀 구동부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 반사 판, 그리고 상기 가열 부재는 상기 척의 회전으로부터 독립적일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지 유닛; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고, 상기 지지 유닛은, 기판을 지지하는 척; 상기 척에 지지된 기판을 가열하는 광을 조사하는 가열 부재; 및 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 반사 판을 포함하고, 상기 반사 판은, 상기 광을 상기 척에 지지된 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 곡면은, 상기 지지 유닛의 정 단면에서 바라 볼 때, 가상의 타원의 일부를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가상의 타원은, 제1초점, 그리고 제2초점을 가지고, 상기 정 단면에서 바라본 상기 가열 부재의 중심은 상기 제1초점, 그리고 제2초점 중 어느 하나와 서로 중첩되고, 상기 정 단면에서 바라본 상기 척에 지지된 기판의 가장자리 영역은 상기 제1초점, 그리고 상기 제2초점 중 다른 하나와 중첩될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 반사 판은, 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 베이스 부; 및 상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되는 돌출 부들을 포함하고, 상기 베이스 부 및/또는 상기 돌출 부들은 각각 상기 곡면을 포함하고, 상기 곡면들은 각각 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상이한 위치로 상기 광을 반사시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 처리 액은, 기판 상의 막을 식각하기 위한 케미칼을 포함하고, 상기 반사 판은, 알루미늄, 구리, 쿼츠, 금, 은 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지 유닛; 및 상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고, 상기 지지 유닛은, 기판을 지지하는 척; 상기 척 내에 제공되며, 상기 척에 지지된 기판을 가열하는 광을 조사하는 램프; 상기 광을 상기 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 반사 판을 포함하고, 상기 반사 판은, 상기 지지 유닛의 정 단면에서 바라 볼 때, 제1초점 및 제2초점을 가지는 가상의 타원의 일부를 구성하는 곡면을 포함하고, 상기 제1초점은, 상기 정 단면에서 바라볼 때 상기 램프의 중심과 일치하고, 상기 제2초점은, 상기 정 단면에서 바라볼 때 상기 척에 지지된 기판의 가장자리 영역과 중첩될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 반사 판은, 상기 램프의 아래에 배치되는 베이스 부; 및 상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되고, 상기 베이스 부와 함께 상기 곡면을 포함하는 돌출 부들을 포함하고, 상기 돌출 부들 각각은, 대체로 호 형상을 가지고, 상기 돌출 부들은, 상부에서 바라볼 때 대체로 원 형상을 이루도록 서로 이격되어 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 곡면들은 각각 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상이한 위치로 상기 광을 반사시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 대한 처리 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 가장자리 영역에 대한 처리 효율을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판의 가장자리 영역에 대한 에칭 레이트를 개선할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 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 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 지지 유닛의 일 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 지지 유닛의 일 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 가상의 타원을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 가열 부재가 기판을 가열하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 일반적인 기판 처리 장치가 기판을 처리시 기판의 중심으로부터의 거리에 따른 에칭 레이트를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 기판을 처리시 기판의 중심으로부터의 거리에 따른 에칭 레이트를 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지 유닛의 일 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 13은 도 10 내지 도 12의 돌출 부들에 의해 반사된 광이 기판 상에 도달하는 위치를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 10 내지 도 12의 돌출 부들에 의해 반사된 광이 기판의 가장자리 영역에 도달되어 기판의 가장자리 영역을 가열하는 모습을 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 처리 모듈(2000)을 포함한다. 인덱스 모듈(1000)은 로드포트(1200) 및 이송프레임(1400)을 포함한다. 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(1200)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(1300)가 안착된다. 로드포트(1200)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(1200)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(1200)의 개수는 공정 처리 모듈(2000)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(1300)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(1300)내에 위치된다. 캐리어(1300)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(2000)은 버퍼 유닛(2200), 이송챔버(2400), 그리고 공정챔버(2600)를 포함한다. 이송챔버(2400)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(2400)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(2600)이 배치된다. 이송챔버(2400)의 일측에 위치한 공정챔버들(2600)과 이송챔버(2400)의 타측에 위치한 공정챔버들(2600)은 이송챔버(2400)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(2600)들 중 일부는 이송챔버(2400)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(2600)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(2400)의 일측에는 공정챔버(2600)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이다. 이송챔버(2400)의 일측에 공정 챔버(2600)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(2600)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(2600)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(2200)은 이송프레임(1400)과 이송챔버(2400) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(2200)은 이송챔버(2400)와 이송프레임(1400) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(2200)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(2200)에서 이송프레임(1400)과 마주보는 면과 이송챔버(2400)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송프레임(1400)은 로드포트(1200)에 안착된 캐리어(1300)와 버퍼 유닛(2200) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(1400)에는 인덱스 레일(1420)과 인덱스 로봇(1440)이 제공된다. 인덱스 레일(1420)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(1440)은 인덱스 레일(1420) 상에 설치되며, 인덱스 레일(1420)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(1440)은 베이스(1441), 몸체(1442), 그리고 인덱스암(1443)을 가진다. 베이스(1441)는 인덱스 레일(1420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(1442)는 베이스(1441)에 결합된다. 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 몸체(1442)에 결합되고, 몸체(1442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(1443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(1443)들 중 일부는 공정 처리 모듈(2000)에서 캐리어(1300)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(1300)에서 공정 처리 모듈(2000)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(1440)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(2400)는 버퍼 유닛(2200)과 공정챔버(2600) 간에, 그리고 공정챔버(2600)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(2400)에는 가이드 레일(2420)과 메인로봇(2440)이 제공된다. 가이드 레일(2420)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란 하도록 배치된다. 메인로봇(2440)은 가이드 레일(2420) 상에 설치되고, 가이드 레일(2420) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(2440)은 베이스(2441), 몸체(2442), 그리고 메인암(2443)을 가진다. 베이스(2441)는 가이드 레일(2420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(2442)는 베이스(2441)에 결합된다. 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 몸체(2442)에 결합되고, 이는 몸체(2442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동 되도록 제공된다. 메인암(2443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼 유닛(2200)에서 공정챔버(2600)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)과 공정챔버(2600)에서 버퍼 유닛(2200)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(2600) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(10)가 제공된다. 각각의 공정챔버(2600) 내에 제공된 기판 처리 장치(10)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(2600) 내의 기판 처리 장치(10)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(2600)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(2600)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(2400)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(2600)이 제공되고, 이송챔버(2400)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(2600)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(2400)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(2600)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(2600)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(2600)와 제2그룹의 공정챔버(2600)는 각각 사용되는 케미칼의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액, 산성 약액, 린스액, 그리고 건조 가스와 같은 처리 유체들을 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.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 바울(200), 지지 유닛(300), 액 공급 유닛(400), 배기 유닛(500), 그리고 승강 유닛(600)을 포함한다.
챔버(100)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 상부에는 기류 공급 부재(110)가 설치된다. 기류 공급 부재(110)는 챔버(100) 내부에 하강 기류를 형성한다. 기류 공급 부재(110)는 고습도 외기를 필터링하여 챔버(100) 내부로 공급한다. 고습도 외기는 기류 공급 부재(110)을 통과하여 챔버(100) 내부로 공급되며 하강 기류를 형성한다. 하강 기류는 기판(W)의 상부에 균일한 기류를 제공하며, 처리 유체에 의해 기판(W) 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질들을 공기와 함께 바울(200)의 회수통(210, 220, 230)들을 통해 배기 유닛(500)으로 배출시킨다.
챔버(100)의 내부 공간은 수평 격벽(102)에 의해 공정 영역(120)과 유지보수 영역(130)으로 나뉜다. 공정 영역(120)에는 바울(200)과 지지 유닛(300)이 위치한다. 유지보수 영역(130)에는 바울(200)과 연결되는 회수 라인(241, 243, 245), 배기 라인(510) 이외에도 승강 유닛(600)의 구동부와, 처리액 공급 유닛(300)의 구동부, 공급 라인 등이 위치한다. 유지보수 영역(130)은 공정 영역(120)으로부터 격리된다.
바울(200)은 상부가 개방된 원통 형상을 갖고, 기판(W)을 처리하기 위한 처리 공간을 가진다. 바울(200)의 개방된 상면은 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 처리 공간에는 지지 유닛(300)이 위치된다. 지지 유닛(300)은 공정 진행시 기판(W)을 지지한 상태에서 기판(W)을 회전시킨다.
바울(200)는 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기 덕트(290)가 연결된 하부 공간을 제공한다. 바울(200)에는 회전되는 기판(W)상에서 비산되는 처리액과 기체를 유입 및 흡입하는 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3 회수 통(230)이 다단으로 배치된다.
환형의 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)은 하나의 공통된 환형 공간과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 구체적으로, 제1 내지 제3 회수통(210, 220, 230)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 그 바닥면으로부터 위 방향으로 연장되어 원통 형상을 가지는 측벽을 포함한다. 제2 회수통(220)은 제1회수통(210)를 둘러싸고, 제1회수통(210)로부터 이격된다. 제3회수통(230)은 제2회수통(220)을 둘러싸고, 제2회수통(220)로부터 이격된다.
제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)은 기판(W)으로부터 비산된 처리 액 및 흄(Fume)이 포함된 기류가 유입되는 제1회수 공간(RS1), 제2회수 공간(RS2), 그리고 제3회수 공간(RS3)을 제공할 수 있다. 제1회수 공간(RS1)은 제1회수통(110)에 의해 정의되고, 제2회수 공간(RS2)은 제1회수 통(110)과 제2회수 통(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3회수 공간(RS3)은 제2회수통(120)과 제3회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)의 각 상면은 중앙부가 개방된다. 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)은 연결된 측 벽으로부터 개방 부로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 멀어지는 경사면으로 이루어진다. 기판(W)으로부터 비산된 처리 액은 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)의 상면들을 따라 제1회수 공간(RS1), 제2회수 공간(RS2) 및/또는 제3회수 공간(RS3) 안으로 흘러간다.
제1회수 공간(RS1)에 유입된 제1처리 액은 제1회수 라인(241)을 통해 외부로 배출된다. 제2회수 공간(RS2)에 유입된 제2처리 액은 제2회수 라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3회수 공간(RS3)에 유입된 제3처리 액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
액 공급 유닛(400)은 기판(W)에 처리 액을 공급하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 기판(W)에 가열된 처리 액을 공급할 수 있다. 처리 액은 기판(W) 표면을 처리(예컨대, 식각하기 위한 고온의 케미칼일 수 있다. 일 예로 케미칼은 황산, 인산, 또는 황산과 인산의 혼합액일 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 액 노즐 부재(410), 그리고 공급 부(420)를 포함할 수 있다.
액 노즐 부재(410)는 노즐(411), 노즐 암(413), 지지 로드(415), 노즐 구동기(417)를 포함할 수 있다. 노즐(411)은 공급부(420)로부터 처리 액을 공급받을 수 있다. 노즐(411)은 처리 액을 기판(W) 표면으로 토출할 수 있다. 노즐 암(413)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 노즐(411)이 장착된다. 노즐 암(413)은 노즐(411)을 지지한다. 노즐 암(413)의 후단에는 지지 로드(415)가 장착된다. 지지 로드(415)는 노즐 암(413)의 하부에 위치한다. 지지 로드(415)는 노즐 암(413)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(417)는 지지 로드(415)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(417)는 지지 로드(415)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(415)를 회전시킨다. 지지 로드(415)의 회전으로 노즐 암(413)과 노즐(411)이 지지 로드(415)를 축으로 스윙 이동한다. 노즐(411)은 바울(200)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 노즐(411)은 기판(W)의 중앙 영역과 가장자리 영역 사이 구간을 스윙 이동하며 처리 액을 토출할 수 있다.
배기 유닛(500)은 바울(100)의 내부를 배기할 수 있다. 일 예로, 배기 유닛(500)은 공정시 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230) 중 처리 액을 회수하는 회수 통에 배기 압력(흡입 압력)을 제공할 수 있다. 배기 유닛(500)은 배기 덕트(290)와 연결되는 배기 라인(510), 댐퍼(520)를 포함할 수 있다. 배기 라인(510)은 배기 펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기 라인과 연결된다.
한편, 바울(200)은 바울(200)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)과 결합된다. 승강 유닛(600)은 바울(200)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 바울(200)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(300)에 대한 바울(200)의 상대 높이가 변경된다.
승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 포함한다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정 설치 된다. 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정 결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(300)에 로딩 또는 언로딩될 때 지지 유닛(300)이 바울(200)의 상부로 돌출되도록 바울(200)은 하강한다. 또한, 공정이 진행 시에는 기판(W)에 공급된 처리 액의 종류에 따라 처리 액이 기 설정된 회수통(210, 220, 230)으로 유입될 수 있도록 바울(200)의 높이가 조절된다. 바울(200)은 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리 액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
도 4는 도 3의 지지 유닛의 일 실시 예를 보여주는 단면도이고, 도 5는 도 4의 지지 유닛의 일 부분을 확대하여 보여주는 도면이다. 도 4, 그리고 도 5를 참조하면, 지지 유닛(300)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 기판(W)을 회전시킬 수 있다.
지지 유닛(300)은 척(310), 스핀 구동부(320), 백 노즐부(330), 가열 부재(340), 냉각 부재(350), 반사 판(360), 그리고 방열 판(370)을 포함할 수 있다.
척(310)은 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)를 포함한다. 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)는 서로 조합되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 예컨대, 척 스테이지(312)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 또한, 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)를 덮는 커버 형상을 가질 수 있다. 이에, 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)는 서로 조합되어 내부 공간을 형성할 수 있다.
척 스테이지(312)는 스핀 구동부(320)에 결합되어 회전될 수 있다. 척 스테이지(312)의 가장자리에는 척킹 핀(316)들이 설치될 수 있다. 척킹 핀(316)들은 석영 윈도우(314)를 관통해서 석영 윈도우(314) 상측으로 돌출되도록 제공된다. 척킹 핀(316)들은 다수의 지지 핀(318)들에 의해 지지된 기판(W)이 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬할 수 있다. 공정 진행시 척킹 핀(316)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
석영 윈도우(314)는 기판(W)과 척 스테이지(210) 상부에 위치한다. 석영 윈도우(314)는 가열 부재(340)를 보호하기 위해 제공된다. 석영 윈도우(314)는 투명하게 제공될 수 있다. 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 함께 회전될 수 있다. 석영 윈도우(314)는 지지 핀(318)들을 포함한다. 지지 핀(318)들은 석영 윈도우(314)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 배치된다. 지지 핀(318)은 석영 윈도우(314)로부터 상 측으로 돌출되도록 제공된다. 지지 핀(318)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 석영 윈도우(314)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다.
스핀 구동부(320)는 중공 형의 형상을 갖고, 척 스테이지(312)와 결합하여 척 스테이지(312)를 회전시킨다. 척 스테이지(312)가 회전되는 경우, 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 함께 회전될 수 있다. 또한, 척(310) 내에 제공되는 구성들은 척(310)의 회전으로부터 독립하게 위치될 수 있다. 예컨대, 후술하는 가열 부재(340), 반사 판(360), 방열 판(370)은 척(310)의 회전으로부터 독립하게 위치될 수 있다.
백 노즐부(330)는 기판(W)의 배면에 약액을 분사하기 위해 제공된다. 백 노즐부(330)는 노즐 몸체(332) 및 약액 분사부(334)를 포함한다. 약액 분사부(334)는 척 스테이지(312)와 석영 윈도우(314)의 중앙 상부에 위치된다. 노즐 몸체(332)는 중공형의 스핀 구동부(320) 내에 관통 축설되며, 노즐 몸체(332)의 내부에는 약액 이동 라인, 가스 공급라인 및 퍼지 가스 공급 라인이 제공될 수 있다. 약액 이동 라인은 기판(W) 배면의 식각 처리를 위한 식각액을 약액 분사부(334)에 공급하고, 가스 공급 라인은 기판(W)의 배면에 식각 균일도 조절을 위한 질소 가스를 공급하고, 퍼지 가스 공급 라인은 석영 윈도우(314)와 노즐 몸체(332) 사이로 식각액이 침투되는 것을 방지하도록 질소 퍼지가스를 공급한다.
가열 부재(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 부재(340)는 척(310) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 가열 부재(340)는 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)가 서로 조합되어 정의하는 척(310)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 가열 부재(340)는 램프(342), 그리고 온도 제어부(미도시)를 포함한다.
램프(342)는 척 스테이지(312)의 상부에 설치된다. 램프(342)는 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)을 가열하는 열 에너지를 발생시킬 수 있다. 램프(342)는 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)으로 광을 조사하여 기판(W)을 가열할 수 있다. 램프(342)는 대체로 링 형상으로 제공될 수 있다. 램프(342)는 복수 개로 제공될 수 있다. 램프(342)는 서로 상이한 직경으로 제공될 수 있다. 각 램프(342)에는 온도 제어부가 구성되어 있어 각각의 온도 제어가 가능할 수 있다. 또한, 램프(342)는 적외선 램프(IR Lamp)일 수 있다. 이에, 램프(342) 적외선 광을 조사하여 기판(W)을 가열할 수 있다.
가열 부재(340)는 동심의 다수의 구역들로 세분될 수 있다. 각각의 구역에는 각각의 구역을 개별적으로 가열시킬 수 있는 램프(342)들이 제공될 수 있다. 램프(342)들 중 적어도 일부는, 링 형상을 가질 수 있다. 또한, 램프(342)들은 척 스테이지(312)의 중심에 대해 서로 상이한 반경을 가지되 그 중심이 서로 일치하도록 이격되어 배열될 수 있다. 본 실시예에서는 6개의 램프(342)들이 도시되어 있지만, 이는 하나의 예에 불과하며 램프(342)들의 수는 원하는 온도 제어된 정도에 의존하여 가감될 수 있다. 가열 부재(340)는 각각의 개별적인 구역의 온도를 제어함으로써, 공정 진행 동안 기판(W)의 반경에 따라 온도를 연속적으로 증가 또는 감소하게 제어할 수 있다.
냉각 부재(350)는 척(310) 내에 냉각 유체를 공급할 수 있다. 예컨대, 냉각 부재(350)는 후술하는 방열 판(370) 내에 형성되는 유로(372)에 냉각 유체를 공급할 수 있다. 냉각 유체는 가스 일 수 있다. 냉각 유체는 비활성 가스 일 수 있다. 예컨대, 냉각 유체는 질소를 포함하는 비활성 가스 일 수 있다.
반사 판(360)은 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지를 기판(W)으로 반사시킬 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지를 기판(W)의 가장자리 영역 및/또는 기판(W)의 중앙 영역으로 반사시킬 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(340)가 발생시키는 열 에너지에 대한 반사 효율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 반사 판(360)은 램프(342)가 조사하는 광에 대한 반사 효율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 반사 판(360)은 금, 은, 구리, 및/또는 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 반사 판(360)은 쿼츠에 금, 은, 구리, 및/또는 알루미늄으로 코팅된 재질로 제공될 수 있다. 반사 판(360)은 쿼츠에 금, 은, 구리 및/또는 알루미늄을 물리적 기상 증착법(PVD) 방식으로 코팅한 재질로 제공될 수 있다.
방열 판(370)은 척(310) 내에 배치될 수 있다. 방열 판(370)은 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)가 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있다. 방열 판(370)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원 판 형상을 가질 수 있다. 방열 판(370) 내에는 냉각 부재(350)가 공급하는 냉각 유체가 흐를 수 있는 냉각 유로가 형성될 수 있다. 또한, 방열 판(370)은 가열 부재(340)가 발생시키는 열이 스핀 구동부(320)의 온도를 상승시키는 것을 최소화 할 수 있도록, 열 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 방열 판(370)이 열 전도율이 높은 재질로 제공되게 되면 방열 판(370)은 열을 빠르게 지지 유닛(300)의 외부로 방열 할 수 있게 된다. 이는 스핀 구동부(320)의 온도가 과도하게 높아지게 되면 스핀 구동부(320)가 적절히 구동하지 못하는 것을 방지하기 위함이다. 방열 판(370)은 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 또한, 방열 판(370)은 후술하는 반사 판(360)보다 열 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다.
반사 판(360)은 척(310) 내에 배치될 수 있다. 반사 판(380)은 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)가 서로 조합되어 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있다. 반사 판(360)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원 판 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 반사 판(360)은 상부에서 바라볼 때 그 중앙 영역에 개구가 형성된 원 판 형상을 가질 수 있다.
반사 판(360)은 베이스 부(362), 그리고 돌출 부(364)를 포함할 수 있다. 베이스 부(362)는 가열 부재(340)의 아래에 배치될 수 있다. 베이스 부(362)는 램프(342)의 아래에 배치될 수 있다. 돌출 부(364)는 베이스 부(362)로부터 위 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출 부(364)는 램프(342)들 중 어느 하나, 그리고 어느 하나의 램프(342)와 인접하는 램프(342) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 돌출 부(364)는 상부에서 바라볼 때 램프(342)들 중 최 외곽에 배치되는 램프(342), 그리고 최 외곽에 배치되는 램프(342)와 가장 인접한 램프(342) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 돌출 부(364)는 상부에서 바라볼 때 호 형상을 가질 수 있다. 또한, 돌출 부(364)는 복수로 제공될 수 있다. 상부에서 바라본 돌출 부(364)들은 서로 조합되어 대체로 링 형상을 이루도록 제공될 수 있다.
또한, 베이스 부(362) 및/또는 돌출 부(364)의 적어도 일부 표면은 굴곡질 수 있다. 예컨대, 베이스 부(362) 및/또는 돌출 부(364)의 표면 중 가열 부재(340)와 대향하는 표면은 굴곡질 수 있다. 예컨대, 베이스 부(362) 및/또는 돌출 부(364)의 표면은 램프(342)가 조사하는 광을 기판(W)의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면(R)을 포함할 수 있다. 예컨대, 베이스 부(362) 및 돌출 부(364)의 표면은 서로 조합되어 곡면(R)을 형성할 수 있다. 곡면(R)는 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라볼 때 가상의 원의 일부를 구성할 수 있다. 예컨대, 곡면(R)은 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라볼 때 가상의 타원(E)의 일부를 구성할 수 있다.
도 6은 도 5의 가상의 타원을 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 가상의 타원(E)은 두 개의 초점을 가질 수 있다. 예컨대, 가상의 타원(E)은 제1초점(F1), 그리고 제2초점(F2)을 포함할 수 있다. 가상의 타원(E)은 가상의 타원(E)이 가지는 초점(F1, F2)들 중 어느 하나에서 조사되는 광이 가상의 타원(E)의 일부를 구성하는 반사 면에 의해 반사되면, 반사된 광은 초점(F1, F2)들 중 다른 하나로 반드시 향하는 광학적 성질을 가진다. 예컨대, 제1초점(F1)에서 방출된 광이 가상의 타원(E)의 일부를 구성하는 반사 면에 의해 반사되면, 반사된 광은 제2초점(F2)으로 반드시 향하게 된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사 판(360)은 이러한 타원(E)의 광학적 성질을 이용하여 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 가열 효율을 높인다.
예컨대, 도 7을 참조하면, 가상의 타원(E)은 제1초점(F1), 그리고 제2초점(F2)을 가질 수 있다. 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라볼 때, 가열 부재(340)는 제1초점(F1), 그리고 제2초점(F2) 중 어느 하나와 중첩되도록 위치될 수 있다. 예컨대, 가열 부재(340)가 가지는 램프(342)의 중심(C)은 지지 유닛(340)의 정 단면에서 바라볼 때 제1초점(F1)과 서로 일치될 수 있다. 또한, 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)의 가장자리 영역은 제1초점(F1), 그리고 제2초점(F2) 중 다른 하나와 서로 중첩될 수 있다. 예컨대, 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라본 기판(W)의 가장자리 영역은 제2초점(F2)과 서로 중첩될 수 있다. 도 7에서는 제2초점(F2)과 기판(W)의 가장자리 영역이 서로 중첩되는 위치를 가열 위치(P)로 정의한다.
램프(342)에서 기판(W)을 가열시키는 광을 조사하게 되면, 램프(342)가 조사하는 광은 기판(W)으로 직접적으로 조사됨과 더불어, 반사 판(360)이 가지는 반사 면에 의해 반사되어 기판(W)에 간접적으로 조사될 수 있다. 상술한 바와 같이 반사 판(360)의 베이스 부(362) 및 돌출 부(364)가 가지는 곡면(R)은 가상의 타원(E)를 구성하게 된다. 이에, 램프(342)가 조사하는 광이 곡면(R)에 의해 반사되면 반사된 광은 반드시 제2초점(F2), 구체적으로 가열 위치(P)로 향하게 된다. 즉, 본 발명은 제1초점(F1)에 램프(342)가 위치되고, 제2초점(F2)을 기판(W)의 가장자리 영역과 중첩되도록 하는 가상의 타원(E)의 일부를 구성하는 곡면(R)을 포함한다. 이에, 제1초점(F1)의 위치에서 램프(342)가 조사하는 광은 반사 판(360)에 의해 반사되어 제2초점(F2)으로 향하게 되며, 이는 결과적으로 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 열 집중을 도모할 수 있게 한다.
도 8은 일반적인 기판 처리 장치가 기판을 처리시 기판의 중심으로부터의 거리에 따른 에칭 레이트를 보여주는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 기판을 처리시 기판의 중심으로부터의 거리에 따른 에칭 레이트를 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치가 기판을 처리시 기판의 가장자리 영역에 가까울수록 에칭 레이트(Etching Rate)가 다소 떨어지는 것을 알 수 있다. 이는 기판의 가장자리 영역에 대한 가열에 기여하는 램프의 숫자가 기판의 중앙 영역에 대한 가열에 기여하는 램프의 숫자보다 작기 때문이다. 반면, 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 기판을 처리시 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 열 집중을 도모할 수 있게 되어 기판(W)의 가장자리 영역에서 에칭 레이트가 떨어지는 것을 방지한다. 이는 최 외곽에 위치된 램프(342)가 조사하는 적외선 광이 반사 판(360)이 가지는 곡면(R)에 의해 반사되어 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 열 집중을 도모하기 때문이다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판(W) 처리에 대한 균일성(Uniformity)를 효과적으로 개선할 수 있게 된다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지 유닛의 일 부분을 확대하여 보여주는 도면이다. 도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반사 판(360)은 복수의 돌출 부(364a, 364b, 364c)를 포함할 수 있다. 예컨대, 돌출 부(364a, 364b, 364c)는 제1돌출 부(364a), 제2돌출 부(364b), 그리고 제3돌출 부(364c)를 포함할 수 있다.
제1돌출 부(364a)는 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라볼 때 제1가상의 타원(E1)의 일부를 구성하는 제1곡면(R)을 포함할 수 있다. 제2돌출 부(364b)는 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라볼 때 제2가상의 타원(E2)의 일부를 구성하는 제2곡면(R2)을 포함할 수 있다. 제3돌출 부(364c)는 지지 유닛(300)의 정 단면에서 바라볼 때 제3가상의 타원(E3)의 일부를 구성하는 제3곡면(R3)을 포함할 수 있다. 또한, 제1곡면 내지 제3곡면(R1, R2, R3)의 일부는 베이스 부(362)의 표면 중 일부에 의해 정의될 수 있다.
또한, 제1가상의 타원(E1), 제2가상의 타원(E2), 그리고 제3가상의 타원(E3)은 서로 상이한 초점(형상)을 가질 수 있다. 예컨대, 제1가상의 타원(E1)은 제1-1초점(F11), 그리고 제1-2초점(F12)을 포함할 수 있다. 제2가상의 타원(E2)은 제2-1초점(F21), 그리고 제2-2초점(F22)을 포함할 수 있다. 제3가상의 타원(E3)은 제3-1초점(F31), 그리고 제3-2초점(F32)을 포함할 수 있다. 또한, 램프(342)의 중심(C)은 제1-1초점(F11), 제2-1초점(F21), 그리고 제3-1초점(F31)과 서로 일치할 수 있다.
제1돌출 부(364a)가 가지는 제1곡면(R1)에 의해 반사된 광은 제1-2초점(F12)과 기판(W)이 중첩되는 제1가열 위치(P1)로 집중될 수 있다. 또한, 제2돌출 부(364b)가 가지는 제2곡면(R2)에 의해 반사된 광은 제2-2초점(F22)과 기판(W)이 중첩되는 제2가열 위치(P2)로 집중될 수 있다. 또한, 제3돌출 부(364c)가 가지는 제3곡면(R3)에 의해 반사된 광은 제3-2초점(F32)과 기판(W)이 중첩되는 제3가열 위치(P3)로 집중될 수 있다.
제1가열 위치(P1), 제2가열 위치(P2), 그리고 제3가열 위치(P3)는 기판(W)의 가장자리 영역 중 서로 상이한 위치일 수 있다. 예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이 제1가열 위치(P1)는 기판(W)의 가장자리 단부로부터의 갭(Gap)이 제1간격(G1)인 위치일 수 있다. 제2가열 위치(P2)는 기판(W)의 가장자리 단부로부터의 갭이 제2간격(G2)인 위치일 수 있다. 제3가열 위치(P3)는 기판(W)의 가장자리 단부로부터의 갭이 제3간격(G3)인 위치일 수 있다. 제1간격(G1)은 1mm일 수 있다. 제2간격(G2)은 2mm일 수 있다. 제3간격(G3)은 4mm일 수 있다. 또한, 도 13를 참조하면 알 수 있듯이, 제1돌출 부(364a), 제2돌출 부(364b), 그리고 제3돌출 부(364c)는 각각 대체로 호 형상을 가질 수 있고, 상부에서 바라볼 때 서로 이격되어 제공될 수 있다. 또한, 제1돌출 부(364a), 제2돌출 부(364b), 그리고 제3돌출 부(364c)는 상부에서 바라볼 때 서로 조합되어 대체로 원 형상을 이루도록 서로 이격되어 제공될 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라볼 때, 제1돌출 부(364a), 제2돌출 부(364b), 그리고 제3돌출 부(364c)는 서로 같은 중심을 가지며, 서로 상이한 직경을 가지는 원의 절단된 일부인 호 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 제1돌출 부(364a), 제2돌출 부(364b), 그리고 제3돌출 부(364c)에 의해 반사되는 광은 기판(W)의 서로 다른 위치에 도달할 수 있다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이 기판(W)을 가열하면서 기판(W)을 회전시키게 되면, 반사 판(360)에 의해 기판(W)의 가장자리 영역에 열이 집중되는 히팅 영역(HZ)은 보다 넓어지게 된다. 이는 기판(W)의 가장자리 영역에 대한 기판 처리 효율을 보다 높일 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.
지지 유닛 : 300
척 : 310
척 스테이지 : 312
석영 윈도우 : 314
척킹 핀 : 316
지지 핀 : 318
스핀 구동부 : 320
백 노즐부 : 330
가열 부재 : 340
냉각 부재 : 350
반사 판 : 360
베이스 부 : 362
돌출 부 : 364
곡면 : R
가열 위치 : P
가열 부재 중심 : C
방열 판 : 370

Claims (20)

  1. 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
    복수의 램프; 및
    반사 판을 포함하고,
    상기 반사 판은,
    상기 복수의 램프들 중 적어도 하나의 램프가 발생시키는 열 에너지를 상기 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면;
    상기 복수의 램프들 아래에 배치되는 베이스 부; 및
    상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되며 상기 곡면을 포함하는 돌출 부를 포함하고,
    상기 돌출 부는 상기 복수의 램프들 중 최외곽에 위치하는 램프와 상기 최외곽에 위치하는 램프와 인접하게 위치하는 램프 사이에 배치되는 지지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡면은,
    상기 지지 유닛을 정 단면에서 바라 볼 때, 가상의 타원의 일부를 구성하는 지지 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가상의 타원은,
    제1초점, 그리고 제2초점을 가지고,
    상기 정 단면에서 바라본 상기 최외곽에 위치하는 램프는 상기 제1초점, 그리고 상기 제2초점 중 어느 하나와 중첩되도록 위치되는 지지 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정 단면에서 바라본 상기 기판의 가장자리 영역은 상기 제1초점, 그리고 상기 제2초점 중 다른 하나와 중첩되는 지지 유닛.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최외곽에 위치하는 램프와 인접하게 위치하는 램프는, 상기 복수의 램프들 중 상기 최외곽에 위치하는 램프와 가장 가까운 램프인 지지 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 램프들 중 적어도 일부는,
    링 형상을 가지고,
    서로 상이한 반경을 가지되 그 중심이 서로 일치하도록 이격되어 배열되는 지지 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스 부 및 상기 돌출 부는 상기 곡면을 포함하는 지지 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 기판의 가장자리 영역과 마주하도록 구성되는 지지 유닛.
  9. 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
    복수의 램프; 및
    반사 판을 포함하고,
    상기 반사 판은,
    상기 복수의 램프들 중 적어도 하나의 램프가 발생시키는 열 에너지를 상기 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면;
    상기 복수의 램프들 아래에 배치되는 베이스 부; 및
    상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되는 돌출 부를 포함하고,
    상기 베이스 부 또는 상기 돌출 부는 상기 곡면을 포함하고,
    상기 돌출 부는,
    상기 기판의 가장자리 영역 중 제1위치에 상기 열 에너지를 반사시키는 제1곡면을 포함하는 제1돌출 부; 및
    상기 기판의 가장자리 영역 중 상기 제1위치와 상이한 위치인 제2위치에 상기 열 에너지를 반사시키는 제2곡면을 포함하는 제2돌출 부를 포함하는 지지 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1곡면은,
    정 단면에서 바라볼 때 제1가상의 타원의 일부를 구성하고,
    상기 제2곡면은,
    상기 정 단면에서 바라볼 때 상기 제1가상의 타원과 상이한 초점을 가지는 제2가상의 타원의 일부를 구성하는 지지 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유닛은,
    상기 기판을 지지하는 척; 및
    상기 척을 회전시키는 스핀 구동부를 더 포함하는 지지 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반사 판, 그리고 상기 복수의 램프는 상기 척의 회전으로부터 독립적인 지지 유닛.
  13. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    기판을 지지하는 척;
    상기 척에 지지된 기판을 가열하는 광을 조사하는 복수의 램프; 및
    반사 판을 포함하고,
    상기 반사 판은,
    상기 광을 상기 척에 지지된 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 곡면;
    상기 복수의 램프들 아래에 배치되는 베이스 부; 및
    상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되며 상기 곡면을 포함하는 돌출 부를 포함하고,
    상기 돌출 부는 상기 복수의 램프들 중 최외곽에 위치하는 램프와 상기 최외곽에 위치하는 램프와 인접하게 위치하는 램프 사이에 배치되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 곡면은,
    상기 지지 유닛의 정 단면에서 바라 볼 때, 가상의 타원의 일부를 구성하는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가상의 타원은,
    제1초점, 그리고 제2초점을 가지고,
    상기 정 단면에서 바라본 상기 최외곽에 위치하는 램프의 중심은 상기 제1초점, 그리고 제2초점 중 어느 하나와 서로 중첩되고,
    상기 정 단면에서 바라본 상기 척에 지지된 기판의 가장자리 영역은 상기 제1초점, 그리고 상기 제2초점 중 다른 하나와 중첩되는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 베이스 부 및 상기 돌출 부들은 각각 상기 곡면을 포함하고,
    상기 곡면들은 각각 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상이한 위치로 상기 광을 반사시키는 기판 처리 장치.
  17. 제15항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 액은,
    기판 상의 막을 식각하기 위한 케미칼을 포함하고,
    상기 반사 판은,
    알루미늄, 구리, 쿼츠, 금, 은 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  18. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 지지된 기판으로 처리 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    기판을 지지하는 척;
    상기 척 내에 제공되며, 상기 척에 지지된 기판을 가열하는 광을 조사하는 복수의 램프; 및
    상기 광을 상기 기판의 가장자리 영역으로 반사시키는 반사 판을 포함하고,
    상기 반사 판은,
    상기 지지 유닛의 정 단면에서 바라 볼 때, 제1초점 및 제2초점을 가지는 가상의 타원의 일부를 구성하는 곡면;
    상기 복수의 램프들 아래에 배치되는 베이스 부; 및
    상기 베이스 부로부터 위 방향으로 돌출되며 상기 곡면을 포함하는 돌출 부를 포함하고,
    상기 돌출 부는 상기 복수의 램프들 중 최외곽에 위치하는 램프와 상기 최외곽에 위치하는 램프와 인접하게 위치하는 램프 사이에 배치되고,
    상기 제1초점은,
    상기 정 단면에서 바라볼 때 상기 최외곽에 위치하는 램프의 중심과 일치하고,
    상기 제2초점은,
    상기 정 단면에서 바라볼 때 상기 척에 지지된 기판의 가장자리 영역과 중첩되는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 돌출 부는 복수로 제공되고,
    상기 돌출 부들 각각은,
    대체로 호 형상을 가지고,
    상기 돌출 부들은,
    상부에서 바라볼 때 대체로 원 형상을 이루도록 서로 이격되어 제공되는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 곡면들은 각각 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상이한 위치로 상기 광을 반사시키는 기판 처리 장치.
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