JP2022022142A - 支持ユニット、これを含む基板処理装置 - Google Patents

支持ユニット、これを含む基板処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を効率的に処理することができる支持ユニット、及びこれを含む基板処理装置を提供する。【解決手段】本発明は支持ユニットを提供する。基板を支持する支持ユニットは、加熱部材及び反射板を含み、前記反射板は、前記加熱部材が発生させる熱エネルギーを前記基板の縁領域に反射させる曲面を含むことができる。【選択図】図4

Description

本発明は支持ユニット、そして基板処理装置に関り、より詳細には基板処理工程の中で基板を加熱しながら、工程を遂行する支持ユニット、そして基板処理装置に係る。
一般的に平板表示素子製造や半導体製造工程でガラス基板やウエハを処理する工程には感光液塗布工程(photoresist coating process)、現象工程(developing process)、蝕刻工程(etching process)、アッシング工程(ashing process)等の様々な工程が遂行される。各工程には基板に付着された各種汚染物を除去するために、薬液(chemical)又は純水(deionized water)を利用した洗浄工程(wet cleaning process)と基板表面に残留する薬液又は純水を乾燥させるための乾燥(drying process)工程が遂行される。
最近には硫酸やリン酸のような高温で使用されるケミカルが利用してシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜を選択的に除去する蝕刻工程を進行している。高温のケミカルが利用した基板処理装置では蝕刻率を改善するために基板を加熱する基板処理装置が利用されている。特許文献1には上述した基板処理装置の一例が開示されている。特許文献1によれば、基板処理装置はスピンヘッド内に基板を加熱するランプとランプが輻射する熱を反射させる反射板を有する。しかし、特許文献1の装置を利用して基板を処理する場合、基板の縁領域に対する処理効率を相対的に低下される。具体的に基板の中央領域を加熱するのに寄与するランプの数より基板の縁領域を加熱するのに寄与するランプの数が少ないためである。即ち、特許文献1の装置を利用して基板を処理する場合、基板の縁領域に対する処理効率が基板の中央領域に対する処理効率より低く、結果的に基板の全般に対する処理の均一性(Uniformity)が低くなる。基板の全般に対する処理の均一性(Uniformity)は収率側面で非常に重要な要素であるので、基板の縁領域に対する加熱処理改善が要求される。また、基板の縁領域に対する加熱処理を改善するために基板の縁領域に熱エネルギーを供給する別の熱源(例えば、レーザー照射部材)を具備する方案も考慮することができるが、これは設備原価を上昇させ、空間的な制約等にその効率性が非常に低下される。
米国公開特許2016/0013079 号公報
本発明の目的は基板を効率的に処理することができる支持ユニット、及びこれを含む基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の目的は基板に対する処理均一性を向上させることができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の目的は基板の縁領域に対する処理効率を改善することができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の目的は基板の縁領域に対するエッチングレートを改善することができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することにある。
本発明の目的はここに制限されなく、言及されないその他の目的は下の記載から通常の技術者が明確に理解理解されるべきである。
本発明は支持ユニットを提供する。基板を支持する支持ユニットは、加熱部材及び反射板を含み、前記反射板は、前記加熱部材が発生させる熱エネルギーを前記基板の縁領域に反射させる曲面を含むことができる。
一実施形態によれば、前記曲面は、前記支持ユニットを正断面から見る時、仮想の楕円の一部を構成することができる。
一実施形態によれば、前記仮想の楕円は、第1焦点、そして第2焦点を有し、前記正断面から見た前記加熱部材は前記第1焦点、そして前記第2焦点の中でいずれか1つと重畳されるように位置されることができる。
一実施形態によれば、前記正断面から見た前記基板の縁領域は前記第1焦点、そして前記第2焦点の中で他の1つと重畳されることができる。
一実施形態によれば、前記加熱部材は、前記基板を加熱する光を照射する少なくとも1つ以上のランプを含むことができる。
一実施形態によれば、前記ランプの中で少なくとも一部は、リング形状を有し、互いに異なる半径を有し、その中心が互いに一致するように離隔されて配列されることができる。
一実施形態によれば、前記反射板は、前記加熱部材の下に配置されるベース部と、前記ベース部から上方向に突出される突出部と、を含み、前記ベース部及び/又は前記突出部は前記曲面を含むことができる。
一実施形態によれば、前記突出部は、上部から見る時、前記ランプの中で最外側に配置されるランプ、そして前記最外側に配置されるランプと隣接するランプの間に配置されることができる。
一実施形態によれば、前記突出部は、前記基板の縁領域の中で第1位置に前記熱エネルギーを反射させる第1曲面を含む第1突出部と、前記基板の縁領域の中で前記第1位置と異なる位置である第2位置に前記熱エネルギーを反射させる第2曲面を含む第2突出部と、を含むことができる。
一実施形態によれば、前記第1曲面は、前記正断面から見る時、第1仮想の楕円の一部を構成し、前記第2曲面は、前記正断面から見る時、前記第1仮想の楕円と異なる焦点を有する第2仮想の楕円の一部を構成することができる。
一実施形態によれば、前記ユニットは、前記基板を支持するチャックと、前記チャックを回転させるスピン駆動部と、をさらに含むことができる。
一実施形態によれば、前記反射板、そして前記加熱部材は前記記チャックの回転から独立的であり得る。
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板処理装置は、基板を支持する支持ユニットと、前記支持ユニットに支持された基板に処理液を供給する液供給ユニットと、を含み、前記支持ユニットは、基板を支持するチャックと、前記チャックに支持された基板を加熱する光を照射する加熱部材と、前記加熱部材の下に配置される反射板と、を含み、前記反射板は、前記光を前記チャックに支持された基板の縁領域に反射させる曲面を含むことができる。
一実施形態によれば、前記曲面は、前記支持ユニットの正断面から見る時、仮想の楕円の一部を構成することができる。
一実施形態によれば、前記仮想の楕円は、第1焦点、そして第2焦点を有し、前記正断面から見た前記加熱部材の中心は前記第1焦点、そして第2焦点の中でいずれか1つと互いに重畳され、前記正断面から見た前記チャックに支持された基板の縁領域は前記第1焦点、そして前記第2焦点の中で他の1つと重畳されることができる。
一実施形態によれば、前記反射板は、前記加熱部材の下に配置されるベース部と、前記ベース部から上方向に突出される突出部と、を含み、前記ベース部及び/又は前記突出部は各々前記曲面を含み、前記曲面は各々前記支持ユニットに支持された基板の異なる位置に前記光を反射させることができる。
一実施形態によれば、前記処理液は、基板上の膜を蝕刻するためのケミカルが含み、前記反射板は、アルミニウム、銅、クォーツ、金、銀の中で少なくともいずれか1つを含む材質で提供されることができる。
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板処理装置は、基板を支持する支持ユニットと、前記支持ユニットに支持された基板に処理液を供給する液供給ユニットと、を含み、前記支持ユニットは、基板を支持するチャックと、前記チャック内に提供され、前記チャックに支持された基板を加熱する光を照射するランプと、前記光を前記基板の縁領域に反射させる反射板と、を含み、前記反射板は、前記支持ユニットの正断面から見る時、第1焦点及び第2焦点を有する仮想の楕円の一部を構成する曲面を含み、前記第1焦点は、前記正断面から見る時、前記ランプの中心と一致し、前記第2焦点は、前記正断面から見る時、前記チャックに支持された基板の縁領域と重畳されることができる。
一実施形態によれば、前記反射板は、前記ランプの下に配置されるベース部と、前記ベース部から上方向に突出され、前記ベース部と共に前記曲面を含む突出部と、を含み、前記突出部の各々は、大体に弧形状を有し、前記突出部は、上部から見る時、大体に円形状をなすように互いに離隔されて提供されることができる。
一実施形態によれば、前記曲面は各々前記支持ユニットに支持された基板の異なる位置に前記光を反射させることができる。
本発明の一実施形態によれば、基板を効率的に処理することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、基板に対する処理均一性を向上させることができる。
また、本発明の一実施形態によれば、基板の縁領域に対する処理効率を改善することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、基板の縁領域に対するエッチングレートを改善することができる。
本発明の効果が上述した効果によって限定されることではなく、言及されない効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるべきである。
本発明の一実施形態による基板処理装置が提供された基板処理設備を概略的に示した平面図である。 図1の基板処理装置の平面図である。 図1の基板処理装置の断面図である。 図3の支持ユニットの一実施形態を示す断面図である。 図4の支持ユニットの一部分を拡大して示す図面である。 図5の仮想の楕円を示す図面である。 図6の加熱部材が基板を加熱する形状を示す図面である。 一般的な基板処理装置が基板を処理する時、基板の中心からの距離に応じるエッチングレートを示す図面である。 本発明の一実施形態による基板処理装置が基板を処理する時、基板の中心からの距離に応じるエッチングレートを示す図面である。 本発明の他の実施形態による支持ユニットの一部分を拡大して示す図面である。 本発明の他の実施形態による支持ユニットの一部分を拡大して示す図面である。 本発明の他の実施形態による支持ユニットの一部分を拡大して示す図面である。 図10乃至図12の突出部によって反射された光が基板上に到達する位置を示す図面である。 図10乃至図12の突出部によって反射された光が基板の縁領域に到達されて基板の縁領域を加熱する形状を示す図面である。
以下では添付した図面を参考として本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。また、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明することにおいて、関連された公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができていると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。また、類似な機能及び作用をする部分に対しては図面の全体に亘って同一な符号を使用する。
ある構成要素を‘含む’ということは、特別に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外することではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。具体的に、“含む”又は“有する”等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることがであり、1つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないことと理解されなければならない。
単数の表現は文脈の上に明確に異なりに表現しない限り、複数の表現を含む。また、図面で要素の形状及びサイズ等はより明確な説明のために誇張されることができる。
図1は本発明の一実施形態による基板処理装置が提供された基板処理設備を概略的に示した平面図である。図1を参照すれば、基板処理設備1はインデックスモジュール1000と工程処理モジュール2000を含む。インデックスモジュール1000はロードポート1200及び移送フレーム1400を含む。ロードポート1200、移送フレーム1400、及び工程処理モジュール2000は順次的に一列に配列される。以下、ロードポート1200、移送フレーム1400、そして工程処理モジュール2000が配列された方向を第1の方向12とする。そして、上部から見る時、第1の方向12と垂直になる方向を第2方向14とし、第1の方向12と第2方向14を含む平面に垂直である方向を第3方向16とする。
ロードポート1200には基板Wが収納されたキャリヤー1300が安着される。ロードポート1200は複数が提供され、これらは第2方向14に沿って一列に配置される。図1では4つのロードポート1200が提供されたことと図示した。しかし、ロードポート1200の数は工程処理モジュール2000の工程効率及びフットプリント等の条件に応じて増加するか、又は減少してもよい。キャリヤー1300には基板Wの縁を支持するように提供されたスロット(図示せず)が形成される。スロットは第3方向16に複数が提供される。基板Wは第3方向16に沿って互いに離隔された状態に積層されるようにキャリヤー1300内に位置される。キャリヤー1300としては前面開放一体型ポッド(Front Opening Unified Pod;FOUP)が使用されることができる。
工程処理モジュール2000はバッファユニット2200、移送チャンバー2400、そして工程チャンバー2600を含む。移送チャンバー2400はその長さ方向が第1方向12と平行に配置される。第2方向14に沿って移送チャンバー2400の一側及び他側には各々工程チャンバー2600が配置される。移送チャンバー2400の一側に位置した工程チャンバー2600と移送チャンバー2400の他側に位置した工程チャンバー2600は移送チャンバー2400を基準に互いに対称になるように提供される。工程チャンバー2600の中で一部は移送チャンバー2400の長さ方向に沿って配置される。また、工程チャンバー2600の中で一部は互いに積層されるように配置される。即ち、移送チャンバー2400の一側には工程チャンバー2600がAXB(AとBは各々1以上の自然数)の配列に配置されることができる。ここで、Aは第1の方向12に沿って一列に提供された工程チャンバー2600の数であり、Bは第3方向16に沿って一列に提供された工程チャンバー2600の数である。移送チャンバー2400の一側に工程チャンバー2600が4つ又は6つ提供される場合、工程チャンバー2600は2X2又は3X2の配列に配置されることができる。工程チャンバー2600の数は増加するか、或いは減少してもよい。上述したことと異なりに、工程チャンバー2600は移送チャンバー2400の一側のみに提供されることができる。また、上述したことと異なりに、工程チャンバー2600は移送チャンバー2400の一側及び両側に単層に提供されることができる。
バッファユニット2200は移送フレーム1400と移送チャンバー2400との間に配置される。バッファユニット2200は移送チャンバー2400と移送フレーム1400との間に基板Wが搬送される前に基板Wが留まる空間を提供する。バッファユニット2200はその内部に基板Wが置かれるスロット(図示せず)が提供され、スロット(図示せず)は相互間に第3方向16に沿って離隔されるように複数提供される。バッファユニット2200で移送フレーム1400と対向する面と移送チャンバー2400と対向する面の各々が開放される。
移送フレーム1400はロードポート1200に安着されたキャリヤー1300とバッファユニット2200との間に基板Wを搬送する。移送フレーム1400にはインデックスレール1420とインデックスロボット1440が提供される。インデックスレール1420はその長さ方向が第2方向14と並んで提供される。インデックスロボット1440はインデックスレール1420上に設置され、インデックスレール1420に沿って第2方向14に直線移動される。インデックスロボット1440はベース1441、本体1442、そしてインデックスアーム1443を有する。ベース1441はインデックスレール1420に沿って移動可能するように設置される。本体1442はベース1441に結合される。本体1442はベース1441上で第3方向16に沿って移動可能するように提供される。また、本体1442はベース1441上で回転可能するように提供される。インデックスアーム1443は本体1442に結合され、本体1442に対して前進及び後進移動できるように提供される。インデックスアーム1443は複数が提供されて各々個別駆動されるように提供される。インデックスアーム1443は第3方向16に沿って互いに離隔された状態に積層されるように配置される。インデックスアーム1443の中で一部は工程処理モジュール2000からキャリヤー1300に基板Wを搬送する時に使用され、他の一部はキャリヤー1300から工程処理モジュール2000に基板Wを搬送する時に使用されることができる。これはインデックスロボット1440が基板Wを搬入及び搬出する過程で工程処理前の基板Wから発生されたパーティクルが工程処理後の基板Wに付着されることを防止することができる。
移送チャンバー2400はバッファユニット2200と工程チャンバー2600との間に、そして工程チャンバー2600の間に基板Wを搬送する。移送チャンバー2400にはガイドレール2420とメーンロボット2440が提供される。ガイドレール2420はその長さ方向が第1の方向12と並んで配置される。メーンロボット2440はガイドレール2420上に設置され、ガイドレール2420上で第1の方向12に沿って直線移動される。メーンロボット2440はベース2441、本体2442、そしてメーンアーム2443を有する。ベース2441はガイドレール2420に沿って移動可能するように設置される。本体1442はベース1441に結合される。本体1442はベース1441上で第3方向16に沿って移動可能するように提供される。また、本体1442はベース1441上で回転可能するように提供される。メーンアーム2443は本体2442に結合され、これは本体2442に対して前進及び後進移動できるように提供される。メーンアーム2443は複数が提供されて各々個別駆動されるように提供される。メーンアーム2443は第3方向16に沿って互いに離隔された状態に積層されるように配置される。バッファユニット2200から工程チャンバー2600に基板Wを搬送する時に使用されるメーンアーム2443と工程チャンバー2600からバッファユニット2200に基板Wを搬送する時に使用されるメーンアーム2443は互いに異なることができる。
工程チャンバー2600内には基板Wに対して洗浄工程を遂行する基板処理装置10が提供される。各々の工程チャンバー2600内に提供された基板処理装置10は遂行する洗浄工程の種類に応じて異なる構造を有することができる。選択的に各々の工程チャンバー2600内の基板処理装置10は同一な構造を有することができる。選択的に工程チャンバー2600は複数のグループに区分されて、同一なグループに属する工程チャンバー2600に提供された基板処理装置10は互いに同一な構造を有し、異なるグループに属する工程チャンバー2600に提供された基板処理装置10は互いに異なる構造を有することができる。例えば、工程チャンバー2600が2つのグループに分けられる場合、移送チャンバー2400の一側には第1グループの工程チャンバー2600が提供され、移送チャンバー2400の他側には第2グループの工程チャンバー2600が提供されることができる。選択的に移送チャンバー2400の一側及び他側の各々で下層には第1グループの工程チャンバー2600が提供され、上層には第2グループの工程チャンバー2600が提供されることができる。第1グループの工程チャンバー2600と第2グループの工程チャンバー2600は各々使用されるケミカルの種類や、洗浄方式の種類に応じて区分されることができる。
下の実施形態では高温の硫酸、アルカリ性薬液、酸性薬液、リンス液、そして乾燥ガスのような処理流体を使用して基板wを洗浄する装置を例として説明する。しかし、本発明の技術的思想はこれに限定されなく、蝕刻工程等のように基板wを回転させながら、工程を遂行する多様な種類の装置に全て適用されることができる。
図2は図1の基板処理装置の平面図であり、図3は図1の基板処理装置の断面図である。図2と図3を参照すれば、基板処理装置10はチャンバー100、ボウル200、支持ユニット300、液供給ユニット400、排気ユニット500、そして昇降ユニット600を含む。
チャンバー100は密閉された内部空間を提供する。上部には気流供給部材110が設置される。気流供給部材110はチャンバー100の内部に下降気流を形成する。気流供給部材110は高湿度の外気をフィルタリングしてチャンバー100の内部に供給する。高湿度の外気は気流供給部材110を通過してチャンバー100の内部に供給され、下降気流を形成する。下降気流は基板Wの上部に均一な気流を提供し、処理流体によって基板W表面が処理される過程で発生される汚染物質を空気と共にボウル200の回収筒210、220、230を通じて排気ユニット500に排出させる。
チャンバー100の内部空間は水平隔壁102によって工程領域120とメンテナンス領域130に分けられる。工程領域120にはボウル200と支持ユニット300が位置する。メンテナンス領域130にはボウル200と連結される回収ライン241、243、245、排気ライン510の外にも昇降ユニット600の駆動部と、処理液供給ユニット300の駆動部、供給ライン等が位置する。メンテナンス領域130は工程領域120から隔離される。
ボウル200は上部が開放された円筒形状を有し、基板Wを処理するための処理空間を有する。ボウル200の開放された上面は基板Wの搬出及び搬入通路として提供される。処理空間には支持ユニット300が位置される。支持ユニット300は工程進行する時、基板Wを支持した状態で基板Wを回転させる。
ボウル200は強制排気が行われるように下端部に排気ダクト290が連結された下部空間を提供する。ボウル200には回転される基板W上で飛散される処理液と気体を流入及び吸入する第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230が多段に配置される。
環状の第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230は1つの共通の環状空間と通じる排気口Hを有する。具体的に、第1乃至第3回収筒210、220、230は各々環状のリング形状を有する底面及びその底面から上方向に延長されて円筒形状を有する側壁を含む。第2回収筒220は第1回収筒210を囲み、第1回収筒210から離隔される。第3回収筒230は第2回収筒220を囲み、第2回収筒220から離隔される。
第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230は基板Wから飛散された処理液及びヒューム(Fume)が含まれた気流が流入される第1回収空間RS1、第2回収空間RS2、そして第3回収空間RS3を提供することができる。第1回収空間RS1は第1回収筒210によって定義され、第2回収空間RS2は第1回収筒110と第2回収筒220との間の離隔空間によって定義され、第3回収空間RS3は第2回収筒120と第3回収筒230との間の離隔空間によって定義される。
第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230の各上面は中央部が開放される。第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230は連結された側壁から開放部に行くほど、対応する底面との距離がだんだん遠くなる傾斜面になる。基板Wから飛散された処理液は第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230の上面に沿って第1回収空間RS1、第2回収空間RS2、及び/又は第3回収空間RS3内に流れる。
第1回収空間RS1に流入された第1処理液は第1回収ライン241を通じて外部に排出される。第2回収空間RS2に流入された第2処理液は第2回収ライン143を通じて外部に排出される。第3回収空間RS3に流入された第3処理液は第3回収ライン145を通じて外部に排出される。
液供給ユニット400は基板Wに処理液を供給して基板Wを処理することができる。液供給ユニット400は基板Wに加熱された処理液を供給することができる。処理液は基板W表面を処理(例えば、蝕刻)するための高温のケミカルであり得る。一例として、ケミカルは硫酸、リン酸、又は硫酸とリン酸の混合液であり得る。液供給ユニット400は液ノズル部材410、そして供給部420を含むことができる。
液ノズル部材410はノズル411、ノズルアーム413、支持ロード415、ノズル駆動器417を含むことができる。ノズル411は供給部420から処理液が供給されることができる。ノズル411は処理液を基板W表面に吐出することができる。ノズルアーム413は一方向に長さが長く提供されるアームであって、先端にノズル411が装着される。ノズルアーム413はノズル411を支持する。ノズルアーム413の後段には支持ロード415が装着される。支持ロード415はノズルアーム413の下部に位置する。支持ロード415はノズルアーム413に垂直に配置される。ノズル駆動器417は支持ロード415の下端に提供される。ノズル駆動器417は支持ロード415の長さ方向軸を中心に支持ロード415を回転させる。支持ロード415の回転によってノズルアーム413とノズル411が支持ロード415を軸にスイング移動する。ノズル411はボウル200の外側と内側との間をスイング移動することができる。そして、ノズル411は基板Wの中央領域と縁領域との間の区間をスイング移動し、処理液を吐出することができる。
排気ユニット500はボウル100の内部を排気することができる。一例として、排気ユニット500は工程の時、第1回収筒210、第2回収筒220、そして第3回収筒230の中で処理液を回収する回収筒に排気圧力(吸引圧力)を提供することができる。排気ユニット500は排気ダクト290と連結される排気ライン510、ダンパー520を含むことができる。排気ライン510は排気ポンプ(図示せず)から排気圧が提供され、半導体生産ラインの底面空間に埋め込まれたメーン排気ラインと連結される。
一方、ボウル200はボウル200の垂直位置を変更させる昇降ユニット600と結合される。昇降ユニット600はボウル200を上下方向に直線移動させる。ボウル200が上下に移動されることによって支持ユニット300に対するボウル200の相対高さが変更される。
昇降ユニット600はブラケット612、移動軸614、そして駆動器616を含む。ブラケット612は処理容器100の外壁に固定設置される。ブラケット612には駆動器616によって上下方向に移動される移動軸614が固定結合される。基板Wが支持ユニット300にローディング又はアンローディングされる時、支持ユニット300がボウル200の上部に突出されるようにボウル200は下降する。また、工程が進行する時には基板Wに供給された処理液の種類に応じて処理液が既設定された回収筒210、220、230に流入されるようにボウル200の高さが調節される。ボウル200は前記各回収空間RS1、RS2、RS3別に回収される処理液と汚染ガスの種類を異なりにすることができる。
図4は図3の支持ユニットの一実施形態を示す断面図であり、図5は図4の支持ユニットの一部分を拡大して示す図面である。図4、そして図5を参照すれば、支持ユニット300は工程進行のうちに基板Wを支持し、工程が進行される間に基板Wを回転させることができる。
支持ユニット300はチャック310、スピン駆動部320、バックノズル部330、加熱部材340、冷却部材350、反射板360、そして放熱板370を含むことができる。
チャック310はチャックステージ312、そして石英ウインドー314を含む。チャックステージ312、そして石英ウインドー314は互いに組み合わせて内部空間を形成することができる。例えば、チャックステージ312は上部が開放された筒形状を有することができる。また、石英ウインドー314はチャックステージ312を覆うカバー形状を有することができる。したがって、チャックステージ312、そして石英ウインドー314は互いに組み合わせて内部空間を形成することができる。
チャックステージ312はスピン駆動部320に結合されて回転されることができる。チャックステージ312の縁にはチャッキングピン316が設置されることができる。チャッキングピン316は石英ウインドー314を貫通して石英ウインドー314の上側に突出されるように提供される。チャッキングピン316は多数の支持ピン318によって支持された基板Wが正位置に置かれるように基板Wを整列することができる。工程を進行する時、チャッキングピン316は基板Wの側部と接触されて基板Wが正位置から離脱されることを防止することができる。
石英ウインドー314は基板Wとチャックステージ210の上部に位置する。石英ウインドー314は加熱部材340を保護するために提供される。石英ウインドー314は透明に提供されることができる。石英ウインドー314はチャックステージ312と共に回転されることができる。石英ウインドー314は支持ピン318を含む。支持ピン318は石英ウインドー314の上部面の縁部に所定の間隔離隔されて配置される。支持ピン318は石英ウインドー314から上側に突出されるように提供される。支持ピン318は基板Wの下面を支持して基板Wが石英ウインドー314から上側方向に離隔された状態で支持されるようになる。
スピン駆動部320は中空形の形状を有し、チャックステージ312と結合してチャックステージ312を回転させる。チャックステージ312が回転される場合、石英ウインドー314はチャックステージ312と共に回転されることができる。また、チャック310内に提供される構成はチャック310の回転から独立に位置されることができる。例えば、後述する加熱部材340、反射板360、放熱板370はチャック310の回転から独立に位置されることができる。
バックノズル部330は基板Wの背面に薬液を噴射するために提供される。バックノズル部330はノズル本体332及び薬液噴射部334を含む。薬液噴射部334はチャックステージ312と石英ウインドー314の中央上部に位置される。ノズル本体332は中空形のスピン駆動部320内に貫通軸設され、ノズル本体332の内部には薬液移動ライン、ガス供給ライン、及びパージガス供給ラインが提供されることができる。薬液移動ラインは基板Wの背面を蝕刻処理するための蝕刻液を薬液噴射部334に供給し、ガス供給ラインは基板Wの背面に蝕刻均一度を調節するための窒素ガスを供給し、パージガス供給ラインは石英ウインドー314とノズル本体332との間に蝕刻液が浸透されることを防止するように窒素パージガスを供給する。
加熱部材340は工程進行のうち、基板Wを加熱することができる。加熱部材340はチャック310内に配置されることができる。例えば、加熱部材340はチャックステージ312、そして石英ウインドー314が互いに組み合わせて定義するチャック310の内部空間に配置されることができる。加熱部材340はランプ342、そして温度制御部(図示せず)を含む。
ランプ342はチャックステージ312の上部に設置される。ランプ342は支持ユニット300に支持された基板Wを加熱する熱エネルギーを発生させることができる。ランプ342は支持ユニット300に支持された基板Wに光を照射して基板Wを加熱することができる。ランプ342は大体にリング形状に提供されることができる。ランプ342は複数に提供されることができる。ランプ342は互いに異なる直径に提供されることができる。各ランプ342には温度制御部が構成されているので、各々の温度制御が可能することができる。また、ランプ342は赤外線ランプ(IR Lamp)であり得る。したがって、ランプ342赤外線光を照射して基板Wを加熱することができる。
加熱部材340は同心の多数の区域に細分されることができる。各々の区域には各々の区域を個別的に加熱させることができるランプ342が提供されることができる。ランプ342の中で少なくとも一部は、リング形状を有することができる。また、ランプ342はチャックステージ312の中心に対して互いに異なる半径を有し、その中心が互いに一致するように離隔されて配列されることができる。本実施形態では6つのランプ342が図示されているが、これは1つの例に過ぎず、ランプ342の数は望む温度制御された程度に依存して加減されることができる。加熱部材340は各々の個別的な区域の温度を制御することによって、工程進行の間に基板Wの半径に応じて温度を連続的に増加又は減少するように制御することができる。
冷却部材350はチャック310内に冷却流体を供給することができる。例えば、冷却部材350は後述する放熱板370内に形成される流路372に冷却流体を供給することができる。冷却流体はガスであり得る。冷却流体は非活性ガスであり得る。例えば、冷却流体は窒素を含む非活性ガスであり得る。
反射板360は加熱部材342が発生させる熱エネルギーを基板Wに反射させることができる。反射板360は加熱部材342が発生させる熱エネルギーを基板Wの縁領域及び/又は基板Wの中央領域に反射させることができる。反射板360は加熱部材340が発生させる熱エネルギーに対する反射効率が高い材質で提供されることができる。反射板360はランプ342が照射する光に対する反射効率が高い材質で提供されることができる。例えば、反射板360は金、銀、銅、及び/又はアルミニウムを含む材質で提供されることができる。反射板360はクォーツに金、銀、銅、及び/又はアルミニウムでコーティングされた材質で提供されることができる。反射板360はクォーツに金、銀、銅、及び/又はアルミニウムを物理的気相蒸着法(PVD)方式にコーティングした材質で提供されることができる。
放熱板370はチャック310内に配置されることができる。放熱板370はチャックステージ312、そして石英ウインドー314が形成する内部空間に配置されることができる。放熱板370は上部から見る時、大体に円板形状を有することができる。放熱板370内には冷却部材350が供給する冷却流体が流れることができる冷却流路が形成されることができる。また、放熱板370は加熱部材340が発生させる熱がスピン駆動部320の温度を上昇させることを最小化できるように熱伝導率が高い材質で提供されることができる。放熱板370が熱伝導率が高い材質で提供されるようになれば、放熱板370は熱を速く支持ユニット300の外部に放熱することができるようになる。これはスピン駆動部320の温度が過度に高くなれば、スピン駆動部320が適切に駆動しないことを防止することためである。放熱板370はアルミニウムを含む材質で提供されることができる。また、放熱板370は後述する反射板360より熱伝導率が高い材質で提供されることができる。
反射板360はチャック310内に配置されることができる。反射板380はチャックステージ312、そして石英ウインドー314が互いに組み合わせて形成する内部空間に配置されることができる。反射板360は上部から見る時、大体に円板形状を有することができる。例えば、反射板360は上部から見る時、その中央領域に開口が形成された円板形状を有することができる。
反射板360はベース部362、そして突出部364を含むことができる。ベース部362は加熱部材340の下に配置されることができる。ベース部362はランプ342の下に配置されることができる。突出部364はベース部362から上方向に突出されることができる。突出部364はランプ342の中でいずれか1つ、そしていずれか1つのランプ342と隣接するランプ342との間に配置されることができる。例えば、突出部364は上部から見る時、ランプ342の中で最外側に配置されるランプ342、そして最外側に配置されるランプ342と最も隣接するランプ342との間に配置されることができる。また、突出部364は上部から見る時、弧形状を有することができる。また、突出部364は複数に提供されることができる。上部から見た突出部364は互いに組み合わせて大体にリング形状をなすように提供されることができる。
また、ベース部362及び/又は突出部364の少なくとも一部の表面は屈曲になることができる。例えば、ベース部362及び/又は突出部364の表面の中で加熱部材340と対向する表面は屈曲になることができる。例えば、ベース部362及び/又は突出部364の表面はランプ342が照射する光を基板Wの縁領域に反射させる曲面Rを含むことができる。例えば、ベース部362及び突出部364の表面は互いに組み合わせて曲面Rを形成することができる。曲面Rは支持ユニット300の正断面から見る時、仮想の円の一部を構成することができる。例えば、曲面Rは支持ユニット300の正断面から見る時、仮想の楕円Eの一部を構成することができる。
図6は図5の仮想の楕円を示す図面である。図6を参照すれば、仮想の楕円Eは2つの焦点を有することができる。例えば、仮想の楕円Eは第1焦点F1、そして第2焦点F2を含むことができる。仮想の楕円Eは仮想の楕円Eが有する焦点F1、F2の中でいずれか1つで照射される光が仮想の楕円Eの一部を構成する反射面によって反射されれば、反射された光は焦点F1、F2の中で他の1つに必ず向かう光学的性質を有する。例えば、第1焦点F1で放出された光が仮想の楕円Eの一部を構成する反射面によって反射されれば、反射された光は第2焦点F2に必ず向かうようになる。本発明の一実施形態による反射板360はこのような楕円Eの光学的性質を利用して基板Wの縁領域に対する加熱効率を高める。
例えば、図7を参照すれば、仮想の楕円Eは第1焦点F1、そして第2焦点F2を有することができる。支持ユニット300の正断面から見る時、加熱部材340は第1焦点F1、そして第2焦点F2の中でいずれか1つと重畳されるように位置されることができる。例えば、加熱部材340が有するランプ342の中心Cは支持ユニット340の正断面から見る時、第1焦点F1と互いに一致されることができる。また、支持ユニット300に支持された基板Wの縁領域は第1焦点F1、そして第2焦点F2の中で他の1つと互いに重畳されることができる。例えば、支持ユニット300の正断面から見た基板Wの縁領域は第2焦点F2と互いに重畳されることができる。図7では第2焦点F2と基板Wの縁領域が互いに重畳される位置を加熱位置Pとして定義する。
ランプ342で基板Wを加熱させる光を照射するようになれば、ランプ342が照射する光は基板Wに直接的に照射されることと共に、反射板360が有する反射面によって反射されて基板Wに間接的に照射されることができる。上述したうに反射板360のベース部362及び突出部364が有する曲面Rは仮想の楕円Eを構成するようになる。したがって、ランプ342が照射する光が曲面Rによって反射されれば、反射された光は必ず第2焦点F2、具体的に加熱位置Pに向かうようになる。即ち、本発明は第1焦点F1にランプ342が位置され、第2焦点F2を基板Wの縁領域と重畳されるようにする仮想の楕円Eの一部を構成する曲面Rを含む。したがって、第1焦点F1の位置でランプ342が照射する光は反射板360によって反射されて第2焦点F2に向かうようになり、これは結果的に基板Wの縁領域に対する熱集中を図ることができるようにする。
図8は一般的な基板処理装置が基板を処理する時、基板の中心からの距離に応じるエッチングレートを示す図面であり、図9は本発明の一実施形態による基板処理装置が基板を処理する時、基板の中心からの距離に応じるエッチングレートを示す図面である。図8を参照すれば、一般的な基板処理装置が基板を処理する時、基板の縁領域に近いほどエッチングレート(Etching Rate)が若干低下されることが分かる。これは基板の縁領域に対する加熱に寄与するランプの数が基板の中央領域に対する加熱に寄与するランプの数字より少ないためである。反面、図9に図示されたように本発明の一実施形態による基板処理装置が基板を処理する時、基板Wの縁領域に対する熱集中を図ることができるようになって基板Wの縁領域でエッチングレートが低下されることを防止する。これは最外側に位置されたランプ342が照射する赤外線光が反射板360が有する曲面Rによって反射されて基板Wの縁領域に対する熱集中を図るためである。即ち、本発明の一実施形態による基板処理装置は基板Wの処理に対する均一性(Uniformity)を効果的に改善することができるようになる。
図10乃至図12は本発明の他の実施形態による支持ユニットの一部分を拡大して示す図面である。図10乃至図12を参照すれば、本発明の他の実施形態による反射板360は複数の突出部364a、364b、364cを含むことができる。例えば、突出部364a、364b、364cは第1突出部364a、第2突出部364b、そして第3突出部364cを含むことができる。
第1突出部364aは支持ユニット300の正断面から見る時、第1仮想の楕円E1の一部を構成する第1曲面Rを含むことができる。第2突出部364bは支持ユニット300の正断面から見る時、第2仮想の楕円E2の一部を構成する第2曲面R2を含むことができる。第3突出部364cは支持ユニット300の正断面から見る時、第3仮想の楕円E3の一部を構成する第3曲面R3を含むことができる。また、第1曲面乃至第3曲面R1、R2、R3の一部はベース部362の表面の中で一部によって定義されることができる。
また、第1仮想の楕円E1、第2仮想の楕円E2、そして第3仮想の楕円E3は互いに異なる焦点(形状)を有することができる。例えば、第1仮想の楕円E1は第1-1焦点F11、そして第1-2焦点F12を含むことができる。第2仮想の楕円E2は第2-1焦点F21、そして第2-2焦点F22を含むことができる。第3仮想の楕円E3は第3-1焦点F31、そして第3-2焦点F32を含むことができる。また、ランプ342の中心Cは第1-1焦点F11、第2-1焦点F21、そして第3-1焦点F31と互いに一致することができる。
第1突出部364aが有する第1曲面R1によって反射された光は第1-2焦点F12と基板Wが重畳される第1加熱位置P1に集中されることができる。また、第2突出部364bが有する第2曲面R2によって反射された光は第2-2焦点F22と基板Wが重畳される第2加熱位置P2に集中されることができる。また、第3突出部364cが有する第3曲面R3によって反射された光は第3-2焦点F32と基板Wが重畳される第3加熱位置P3に集中されることができる。
第1加熱位置P1、第2加熱位置P2、そして第3加熱位置P3は基板Wの縁領域の中で互いに異なる位置であり得る。例えば、図13に図示されたように第1加熱位置P1は基板Wの縁端部からのギャップ(Gap)が第1間隔G1である位置であり得る。第2加熱位置P2は基板Wの縁端部からのギャップが第2間隔G2である位置であり得る。第3加熱位置P3は基板Wの縁端部からのギャップが第3間隔G3である位置であり得る。第1間隔G1は1mmであり得る。第2間隔G2は2mmであり得る。第3間隔G3は4mmであり得る。また、図13を参照すれば分かるように、第1突出部364a、第2突出部364b、そして第3突出部364cは各々大体に弧形状を有することができ、上部から見る時、互いに離隔されて提供されることができる。また、第1突出部364a、第2突出部364b、そして第3突出部364cは、上部から見る時、互いに組み合わせて大体に円形状をなすように互いに離隔されて提供されることができる。例えば、上部から見る時、第1突出部364a、第2突出部364b、そして第3突出部364cは互いに同一の中心を有し、互いに異なる直径を有する円の切断された一部である弧形状を有することができる。
本発明の他の実施形態によれば第1突出部364a、第2突出部364b、そして第3突出部364cによって反射される光は基板Wの互いに異なる位置に到達することができる。また、図14に図示されたように基板Wを加熱しながら、基板Wを回転させれば、反射板360によって基板Wの縁領域に熱が集中されるヒーティング領域HZはより広くなる。これは基板Wの縁領域に対する基板処理効率をより高めることができる。
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を例として説明することであり、本発明は多様な他の組合、変更、及び環境で使用することができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲、及び/又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明することであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される様々な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むことと解析されなければならない。
300 支持ユニット
310 チャック
312 チャックステージ
314 石英ウインドー
316 チャッキングピン
318 支持ピン
320 スピン駆動部
330 バックノズル部
340 加熱部材
350 冷却部材
360 反射板
362 ベース部
364 突出部
R 曲面
P 加熱位置
C 加熱部材中心
370 放熱板

Claims (20)

  1. 基板を支持する支持ユニットにおいて、
    加熱部材及び反射板を含み、
    前記反射板は、
    前記加熱部材が発生させる熱エネルギーを前記基板の縁領域に反射させる曲面を含む支持ユニット。
  2. 前記曲面は、
    前記支持ユニットを正断面から見る時、仮想の楕円の一部を構成する請求項1に記載の支持ユニット。
  3. 前記仮想の楕円は、
    第1焦点、そして第2焦点を有し、
    前記正断面から見た前記加熱部材は、前記第1焦点、そして前記第2焦点の中でいずれか1つと重畳されるように位置される請求項2に記載の支持ユニット。
  4. 前記正断面から見た前記基板の縁領域は、前記第1焦点、そして前記第2焦点の中で他の1つと重畳される請求項3に記載の支持ユニット。
  5. 前記加熱部材は、
    前記基板を加熱する光を照射する少なくとも1つ以上のランプを含む請求項2乃至請求項4のいずれかの一項に記載の支持ユニット。
  6. 前記ランプの中で少なくとも一部は、
    リング形状を有し、
    互いに異なる半径を有し、その中心が互いに一致するように離隔されて配列される請求項5に記載の支持ユニット。
  7. 前記反射板は、
    前記加熱部材の下に配置されるベース部と、
    前記ベース部から上方向に突出される突出部と、を含み、
    前記ベース部及び/又は前記突出部は、前記曲面を含む請求項6に記載の支持ユニット。
  8. 前記突出部は、
    上部から見る時、前記ランプの中で最外側に配置されるランプと、そして前記最外側に配置されるランプに隣接するランプの間に配置される請求項7に記載の支持ユニット。
  9. 前記突出部は、
    前記基板の縁領域の中で第1位置に前記熱エネルギーを反射させる第1曲面を含む第1突出部と、
    前記基板の縁領域の中で前記第1位置と異なる位置である第2位置に前記熱エネルギーを反射させる第2曲面を含む第2突出部と、を含む請求項7に記載の支持ユニット。
  10. 前記第1曲面は、
    前記正断面から見る時、第1仮想の楕円の一部を構成し、
    前記第2曲面は、
    前記正断面から見る時、前記第1仮想の楕円と異なる焦点を有する第2仮想の楕円の一部を構成する請求項9に記載の支持ユニット。
  11. 前記ユニットは、
    前記基板を支持するチャックと、
    前記チャックを回転させるスピン駆動部と、をさらに含む請求項10に記載の支持ユニット。
  12. 前記反射板、そして前記加熱部材は、前記記チャックの回転から独立的である請求項11に記載の支持ユニット。
  13. 基板を処理する装置において、
    基板を支持する支持ユニットと、
    前記支持ユニットに支持された基板に処理液を供給する液供給ユニットと、を含み、
    前記支持ユニットは、
    基板を支持するチャックと、
    前記チャックに支持された基板を加熱する光を照射する加熱部材と、
    前記加熱部材の下に配置される反射板と、を含み、
    前記反射板は、
    前記光を前記チャックに支持された基板の縁領域に反射させる曲面を含む基板処理装置。
  14. 前記曲面は、
    前記支持ユニットの正断面から見る時、仮想の楕円の一部を構成する請求項13に記載の基板処理装置。
  15. 前記仮想の楕円は、
    第1焦点、そして第2焦点を有し、
    前記正断面から見た前記加熱部材の中心は、前記第1焦点、そして第2焦点の中でいずれか1つと互いに重畳され、
    前記正断面から見た前記チャックに支持された基板の縁領域は、前記第1焦点、そして前記第2焦点の中で他の1つと重畳される請求項14に記載の基板処理装置。
  16. 前記反射板は、
    前記加熱部材の下に配置されるベース部と、
    前記ベース部から上方向に突出される突出部と、を含み、
    前記ベース部及び/又は前記突出部は、各々前記曲面を含み、
    前記曲面は、各々前記支持ユニットに支持された基板の異なる位置に前記光を反射させる請求項15に記載の基板処理装置。
  17. 前記処理液は、
    基板の上の膜を蝕刻するためのケミカルを含み、
    前記反射板は、
    アルミニウム、銅、クォーツ、金、銀の中で少なくともいずれか1つを含む材質で提供される請求項15又は請求項16に記載の基板処理装置。
  18. 基板を処理する装置において、
    基板を支持する支持ユニットと、
    前記支持ユニットに支持された基板に処理液を供給する液供給ユニットと、を含み、
    前記支持ユニットは、
    基板を支持するチャックと、
    前記チャック内に提供され、前記チャックに支持された基板を加熱する光を照射するランプと、
    前記光を前記基板の縁領域に反射させる反射板と、を含み、
    前記反射板は、
    前記支持ユニットの正断面から見る時、第1焦点及び第2焦点を有する仮想の楕円の一部を構成する曲面を含み、
    前記第1焦点は、
    前記正断面から見る時、前記ランプの中心と一致し、
    前記第2焦点は、
    前記正断面から見る時、前記チャックに支持された基板の縁領域と重畳される基板処理装置。
  19. 前記反射板は、
    前記ランプの下に配置されるベース部と、
    前記ベース部から上方向に突出され、前記ベース部と共に前記曲面を含む突出部と、を含み、
    前記突出部の各々は、
    大体に弧形状を有し、
    前記突出部は、
    上部から見る時、大体に円形状をなすように互いに離隔されて提供される請求項18に記載の基板処理装置。
  20. 前記曲面は、各々前記支持ユニットに支持された基板の異なる位置に前記光を反射させる請求項19に記載の基板処理装置。
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