KR102109817B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 지지 유닛을 제공한다. 기판을 지지 및 가열하는 기판 지지 유닛은, 기판의 저면을 흡착하는 복수의 흡착홀이 형성된 상부 플레이트와, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재와; 그리고, 상기 흡착홀에 감압을 제공하는 감압부재를 포함하되, 상기 상부 플레이트는, 상기 복수의 흡착홀의 아래에 제공되며 상기 복수의 흡착홀과 연통되는 버퍼 공간을 가지고, 상기 감압부재는 상기 버퍼 공간을 감압하여 상기 복수의 흡착홀에 감압을 제공할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{An apparatus for treating a substrate and method for treating a substrate}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 기판에 대해 열 처리하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 다양한 방법이 적용되는 공정들을 사용하여 반도체 기판(semiconductor substrate) 등과 같은 기판(substrate) 상에 원하는 전자 회로를 형성한다. 반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 막을 형성하는 공정으로 증착 및 스핀 온 하드 마스크(SOH: Spin-On hard mask) 공정이 사용되고, 반도체 기판 상에 패턴을 형성하는 공정으로 포토 리소그래피 공정이 사용된다.
증착 공정은 기판 상에 공정 가스를 증착하여 기판 상에 막을 형성하는 공정이고, 스핀 온 하드 마스크(SOH: Spin-On hard mask) 공정은 기판의 표면에 액막을 형성하는 공정이다. 포토 리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 도포 공정, 포토레지스트 막으로부터 포토레지스트 패턴을 형성하는 노광 공정, 노광 공정에서 광이 조사된 영역 또는 그 반대 영역을 제거하는 현상 공정을 포함한다. 상술한 스핀 온 하드 마스크(SOH : Spin-On hard mask) 공정과 각각의 포토 리소그래피 공정 전후에는 기판을 가열하는 베이크 공정이 수행된다.
도 1은 기판에 베이크 공정을 수행하는 일반적인 베이크 장치를 보여주는 단면도이다. 베이크 장치(1)는 지지 플레이트(2), 진공 매니폴드(5), 가열부재(6) 및 지지핀(8)을 포함한다.
지지 플레이트(2) 내에는 가열 부재(6)가 제공된다. 가열 부재(6)는 기판(W)에 열을 전달한다. 이에 기판(W)을 열 처리 한다. 기판(W)을 열처리하는 동안 기판(W)이 구부러지는 것을 막기 위하여 기판(W)을 흡착한다. 구체적으로, 진공 매니폴드(5)와 연결된 복수의 흡착배관(4)들은 각각 흡착홀(3)들과 연결되고, 흡착홀(3)들은 기판(W)의 저면을 진공 흡착한다.
일반적인 베이크 장치(1)는 흡착홀(3)들에 각각 흡착배관(4)이 용접된다. 이 경우, 베이크 장치(1)의 제작 공정이 복잡해지고, 제조 단가가 상승한다. 또한, 흡착배관(4)이 갖는 면적으로 인하여, 이와 연결된 흡착홀(3)들의 배치 설계에도 제약이 따르는 문제가 있었다.
또한, 일반적인 베이크 장치(1)는 지지 플레이트(2)에 설치된 지지핀(8)에 의하여 기판(W)의 저면을 지지한다. 이 경우, 지지핀(8)에 의하여 기판(W)의 저면과 지지 플레이트(2)의 상면 사이는 이격된 공간이 생긴다. 흡착배관(4)들에 감압이 제공되는 경우, 외부의 찬 공기가 상술한 이격된 공간에 유입되어, 찬 공기가 유입된 영역의 기판(W)의 온도가 내려간다. 이에, 기판(W) 에 대하여 균일한 열처리가 이루어지지 못하는 문제가 발생한다.
본 발명은 구조가 단순한 기판 지지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기판의 열 처리를 균일하게 수행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 열처리 공정시 지지핀과 기판의 긁힘을 최소화 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 지지 및 가열하는 기판 지지 유닛을 제공한다. 기판을 지지 및 가열하는 기판 지지 유닛은, 기판의 저면을 흡착하는 복수의 흡착홀이 형성된 상부 플레이트와, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재와; 그리고, 상기 흡착홀에 감압을 제공하는 감압부재를 포함하되, 상기 상부 플레이트는, 상기 복수의 흡착홀의 아래에 제공되며 상기 복수의 흡착홀과 연통되는 버퍼 공간을 가지고, 상기 감압부재는 상기 버퍼 공간을 감압하여 상기 복수의 흡착홀에 감압을 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 상부 플레이트의 아래에 제공되는 하부 플레이트를 포함하되, 상기 가열 부재는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 흡착홀과 연통되는 핀홀이 내부에 형성되며 기판의 저면을 지지 하는 복수의 지지핀을 더 포함하고, 상기 지지핀은 그 상단이 상기 상부 플레이트의 상면보다 높게 위치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 상부 플레이트의 상면에는 장착홈이 형성되고, 상기 지지핀은 상기 장착홈에 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀은, 상기 장착홈 내에서 측방향으로 이동 가능하도록 상부에서 바라볼 때 상기 장착홈보다 작은 크기로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀은, 제1직경을 가지는 상부 바디와; 상기 상부 바디로부터 아래로 연장되고, 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지는 하부 바디를 가지고, 상기 장착홈 내에는 상기 제1직경보다 크고 상기 제2직경보다 작은 홀이 형성되며, 상기 장착홈에 고정 설치된 걸림판이 제공되고, 상기 상부 바디는 상기 걸림판의 홀에 삽입될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 하부 바디의 아래에 설치는 접촉 패드를 더 포함하고, 상기 접촉 패드는 상기 상부 플레이트보다 마찰력이 더 작은 재질로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 열 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 열 처리하는 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 하우징과; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 기판의 저면을 흡착하는 복수의 흡착홀이 형성된 상부 플레이트와; 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열부재와; 상기 상부 플레이트의 아래에 제공되는 하부 플레이트와; 그리고, 상기 흡착홀과 연통되는 핀홀이 내부에 형성되며 상기 기판의 저면을 지지하는 복수의 지지핀과; 상기 흡착홀에 감압을 제공하는 감압부재를 포함하되, 상기 가열부재는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 사이에 배치되고, 상기 상부 플레이트는, 상기 흡착홀의 아래에 제공되며 상기 흡착홀과 연통되는 버퍼 공간을 가지고, 상기 감압부재는 상기 버퍼 공간을 감압하여 상기 흡착홀에 감압을 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 상부 플레이트의 상면에는 장착홈이 형성되고, 상기 지지핀은, 그 상단이 상기 상부 플레이트의 상면보다 높게 위치되며, 상기 장착홈에 설치되고, 상기 장착홈 내에서 측방향으로 이동 가능하도록 상부에서 바라볼 때 상기 장착홈보다 작은 크기로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀은, 제1직경을 가지는 상부 바디와; 상기 상부 바디로부터 아래로 연장되고, 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지는 하부 바디를 가지고, 상기 장착홈 내에는 상기 제1직경보다 크고 상기 제2직경보다 작은 홀이 형성되며, 상기 장착홈에 고정 설치된 걸림판이 제공되고, 상기 상부바디는 상기 걸림판의 홀에 삽입될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 하부 바디의 아래에 설치는 접촉 패드를 더 포함하고, 상기 접촉 패드는 상기 상부 플레이트보다 마찰력이 더 작은 재질로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은, 상기 기판을 열 처리하는 열 처리 단계와; 상기 열 처리 단계 이후 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 안착되기 전 상기 장착홈 내에서 상기 지지핀을 정렬하는 지지핀 정렬 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀 정렬 단계는, 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 안착되기 전 상기 버퍼 공간에 감압을 제공하여 상기 지지핀을 정렬시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀 정렬 단계는, 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 안착되기 전 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하여 상기 지지핀을 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 지지 유닛의 구조를 단순화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치의 제작 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 균일하게 열 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열처리 공정시 지지핀과 기판의 긁힘을 최소화 할 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 일반적인 베이크 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판 지지 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2의 지지핀을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 기판 지지 유닛에 기판이 안착된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 6는 도 5의 기판 지지 유닛에 안착된 기판이 가열되는 동안 지지핀이 이동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 8은 도 7의 지지핀 정렬 단계가 수행되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 지지핀 정렬 단계가 완료된 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 10의 기판 처리 장치가 지지핀 정렬 단계를 수행하는 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 명세서상에 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 이하, 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)을 가열하는 열처리 공정을 수행하는 장치이다. 기판 처리 장치(10)는 하우징(100), 그리고 기판 지지 유닛(300)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은 내부에 처리 공간(130)을 제공한다. 하우징(100) 내부의 처리 공간(130)에서는 열처리 공정이 수행된다. 열처리 공정은 기판(W)을 가열하는 공정이다. 하우징(100)은 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(100)은 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)을 포함할 수 있다. 하우징(100) 내부의 처리 공간(130)은 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)이 서로 조합되어 형성될 수 있다. 또한, 기판(W)이 하우징(100) 내부의 처리 공간(130)으로 반입 또는 반출시 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120) 중 어느 하나는 상하로 이동될 수 있다. 기판(W)이 출입하는 통로를 제공할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 달리 하우징(100)은 상,하부 하우징(110, 120)의 구분 없이 일체로 제공될 수 있다. 이 경우에는, 하우징(100)의 일측에 출입구(미도시)가 제공되어 기판(W)이 출입하는 통로를 제공할 수 있다.
기판 지지 유닛(300)은 처리 공간(130) 내에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 또한, 기판 지지 유닛(300)은 기판(W)을 가열하여 열 처리할 수 있다.
도 3은 도 2의 기판 지지 유닛을 보여주는 단면도이다. 기판 지지 유닛(300)은 상부 플레이트(310), 하부 플레이트(320), 가열 부재(330), 감압 부재(340), 그리고 지지핀(360)을 포함할 수 있다.
상부 플레이트(310)는 하우징(100)의 내부에 위치한다. 상부 플레이트(310)의 상부에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 상부 플레이트(310)는 직사각형 형태로 제공될 수 있다. 이와 달리, 상부 플레이트(310)에 제공되는 기판(W)의 크기 또는 모양에 따라 다른 형태로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(310)는 열전도도가 좋은 금속의 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 상부 플레이트(310)는 알루미늄으로 제공될 수 있다.
상부 플레이트(310)에는 기판(W)의 저면을 흡착하는 복수의 흡착홀(312)이 형성될 수 있다. 또한, 상부 플레이트(310)의 상면에는 상부 플레이트(310)의 상면이 아래 방향으로 만입되어 장착홈(314)이 형성될 수 있다. 장착홈(314)에는 후술하는 지지핀(360)이 설치될 수 있다. 장착홈(314)은 상부에서 바라보았을 때, 원형으로 제공될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 지지핀(360)의 형상에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
상부 플레이트(310)는 복수의 흡착홀(312)의 아래에 제공되며, 복수의 흡착홀(312)과 연통되는 버퍼 공간(316)을 가질 수 있다. 버퍼 공간(316)은 감압 부재(340)가 감압을 제공하는 공간이다.
하부 플레이트(320)는 상부 플레이트(310)의 아래에 제공될 수 있다. 하부 플레이트(320)는 열전도도가 좋은 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 하부 플레이트(320)는 알루미늄으로 제공될 수 있다. 또한, 하부 플레이트(320)는 상부 플레이트(310)와 나사 결합될 수 있다. 일 예로, 하부 플레이트(320)와 상부 플레이트(310)는 볼트에 의해 나사 결합될 수 있다.
가열 부재(330)는 상부 플레이트(310)와 하부 플레이트(320)의 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 가열 부재(330)는 상부 플레이트(310)와 하부 플레이트(320) 사이에 배치되고, 상, 하부 플레이트(310, 320)와 함께 나사 결합될 수 있다. 가열 부재(330)는 상부 플레이트(310) 상에 기판(W)이 놓일시 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 부재(330)에서 발생된 열은 상부 플레이트(310)를 통해서 기판(W)으로 전달될 수 있다. 일 예로, 가열 부재(330)는 히터로 제공될 수 있다.
감압부재(340)는 감압 배관(342)과 감압 라인(344)을 포함할 수 있다. 감압 배관(342)은 상부 플레이트(310)가 가지는 버퍼 공간(316)과 연통되도록 결합될 수 있다. 예컨대, 감압 배관(342)는 상부 플레이트(310)와 용접 결합될 수 있다.
감압 부재(340)는 흡착홀(312)에 감압을 제공할 수 있다. 구체적으로, 감압 라인(344)에는 펌프(346)가 연결될 수 있다. 펌프(346)는 감압 라인(344)을 통해 감압 배관(342)에 감압을 제공한다. 감압 배관(342)은 상부 플레이트(310)가 가지는 버퍼 공간(316)에 감압을 제공한다. 버퍼 공간(316)에 제공된 감압은 버퍼 공간(316)과 연통되는 복수의 흡착홀(312)들에 제공된다.
지지핀(360)은 기판(W)을 지지할 수 있다. 도 4는 도 3의 지지핀을 보여주는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 지지핀(360)은 상부 바디(362)와 상부 바디(362)로부터 아래로 연장되는 하부 바디(364)를 가질 수 있다. 상부 바디(362)는 제1직경을 가지고, 하부 바디(364)는 제2직경을 가질 수 있다. 제2직경은 제1직경보다 큰 직경일 수 있다. 지지핀(360)의 내부에는 핀홀(366)이 형성될 수 있다. 다시 도 3을 참조하면, 핀홀(366)은 상부 플레이트(310)에 형성된 흡착홀(312)과 연통될 수 있다. 또한 핀홀(366)은 흡착홀(312)과 동일한 직경으로 제공될 수 있다. 흡착홀(312)에 제공되는 감압은 핀홀(366)을 거쳐 기판(W)의 저면으로 전달될 수 있다.
지지핀(360)은 복수로 제공될 수 있다. 예컨대, 지지핀(360)은 복수의 흡착홀(312)들 중 일부에 제공되거나, 복수의 흡착홀(312)들에 대응되도록 제공될 수 있다. 지지핀(360) 은 상부 플레이트(310)의 상면에 형성된 장착홈(314)에 설치될 수 있다. 장착홈(314)에 설치된 지지핀(360)은 그 상단이 상부 플레이트(310)의 상면보다 높게 위치된다. 이에 기판(W)은 상부 플레이트(310)의 상면에서 일정거리 이격되어 될 수 있다.
또한, 지지핀(360)은 측방향으로 이동 가능하도록 상부에서 바라 볼 때 장착홈(314)보다 작은 크기로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상부에서 바라 볼 때 장착홈(314)의 직경보다 지지핀(360)의 직경이 더 작을 수 있다. 지지핀(360)의 하부 바디(364)가 가지는 제2직경이 장착홈(314)의 직경보다 더 작을 수 있다.
또한, 지지핀(360)의 하부 바디(364) 아래에는 접촉 패드(380)가 설치될 수 있다. 접촉 패드(380)는 지지핀(360)이 장착홈(314) 내에서 측방향으로 더욱 잘 이동할 수 있도록 한다. 접촉 패드(380)는 하부 바디(364)의 바닥면과의 마찰이 작은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 접촉 패드(380)는 상부 플레이트(310)보다 마찰력이 더 작은 재질로 제공될 수 있다. 또한, 접촉 패드(380)는 분리가능 하도록 제공될 수 있다. 지지핀(360)이 반복하여 장착홈(314) 내에서 반복 이동하는 경우, 접촉 패드(380)가 마모될 수 있다. 이 경우, 별도의 상부 플레이트(310)의 교체 없이 접촉 패드(380)만을 교체하여 이러한 문제를 해결할 수 있다.
장착홈(314)에는 걸림판(370)이 고정설치 될 수 있다. 걸림판(370)은 지지핀(360)을 장착홈(314)에 상하방향으로 고정시킨다. 걸림판(370)은 지지핀(360)의 상부 바디(362)가 가지는 제1직경보다 크고, 하부 바디(364)가 가지는 제2직경보다 작은 홀이 형성될 수 있다. 지지핀(360)의 상부 바디(362)는 걸림판(370)에 형성된 홀에 삽입될 수 있다. 이에 지지핀(360)은 장착홈(314)에 상하 방향으로 고정설치 될 수 있다.
도 5는 도 3의 기판 지지 유닛에 기판이 안착된 모습을 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 5의 기판 지지 유닛에 안착된 기판이 가열되는 동안 지지핀이 이동하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 5와 도 6을 참조하면, 지지핀(360)의 상단에 안착된 기판(W)은 흡착 지지된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 감압 부재(340)는 버퍼 공간(316)에 감압을 제공한다. 버퍼 공간(316)에 제공된 감압은 흡착홀(312)을 거쳐, 흡착홀(312)과 연통된 지지핀(360)의 핀홀(366)에 제공된다. 가열 부재(330)에 의해 기판(W)이 가열되면, 기판(W)은 일정크기만큼 팽창한다. 이때, 기판(W)을 지지하고 있는 지지핀(360)은 기판(W)이 팽창되는 경로를 따라, 장착홈(314) 내에서 측방향으로 이동할 수 있다. 이에, 기판(W)이 가열되어 팽창되더라도, 기판(W)의 저면에 긁힘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이와 달리, 상부 플레이트(310)의 재질에 따라서 기판(W)보다 상부 플레이트(310)가 더 빨리 팽창할 수 있다. 이 경우에는 도 6에 도시된 바와 달리, 상부 플레이트(310)가 팽창하는 경로의 반대 경로를 따라, 지지핀(360)이 장착홈(314) 내에서 측방향으로 이동할 수 있다. 이에, 상부 플레이트(310)가 가열되어 팽창되더라도, 기판(W)의 저면에 긁힘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
종래의 베이크 장치는 지지 플레이트에 형성된 복수의 흡착홀 각각에 흡착 배관이 연결되었다. 이 경우, 지지 플레이트의 제작 공정과 구조가 복잡해지기 때문에 지지 플레이트의 제작 비용이 상승하는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상부 플레이트(310)는 흡착홀(312)들을 갖고, 해당 흡착홀(312)들의 아래에서, 흡착홀(312)과 연통하는 버퍼 공간(316)을 갖는다. 그리고 감압 부재(340)는 상부 플레이트(310)의 버퍼 공간(316)을 감압하여 흡착홀(312)에 감압을 제공한다. 이러한 구조로, 각각의 흡착홀(312)에 흡착 배관을 연결하지 않더라도, 복수의 흡착홀(312)들에 감압을 제공할 수 있다. 이에, 기판 지지 유닛(300)의 제작 공정과 구조는 단순해지고, 제작 비용이 상승하는 것을 최소화 할 수 있다. 또한, 흡착홀(312)들의 크기 또는 배치 등을 변경하는데 있어서, 오직 상부 플레이트(310)의 형상을 변형하여 제작하는 것만으로 충분하기 때문에, 종래 기술에 비해 상대적으로 흡착홀(312)의 배치 변경이 용이하다.
또한, 종래의 베이크 장치는, 흡착홀과 지지핀이 지지 플레이트의 별개로 제공되었다. 이 경우, 기판의 저면과 지지 플레이트의 상면에는 이격된 공간이 생긴다. 이에, 흡착홀이 기판을 흡착하는 경우, 흡착홀으로 외부의 찬 공기가 유입되면서 기판의 저면을 냉각시켰다. 이에, 저면에 찬 공기가 흐른 기판의 영역과 저면에 찬 공기가 흐르지 않은 기판의 영역은 전달된 열이 균일하지 않아 기판의 열처리가 균일하게 이루이지지 못하는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지지핀(360)은 기판(W)을 지지하는 기능을 수행할 뿐 아니라, 기판(W)을 흡착하는 기능도 함께 수행한다. 이에, 기판(W)의 저면에 외부의 찬 공기가 유입되어, 기판(W)을 냉각시켜 발생되는 상술한 문제를 해결할 수 있다.
또한, 지지핀(360)이 기판(W)을 흡착 지지한 상태에서 기판(W)이 가열되어 팽창하는 경우, 기판(W)의 저면은 지지핀(360)에 의하여 긁힐 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지지핀(360)은 장착홈(314) 내에서 측 방향으로 이동가능 하도록 상부에서 바라볼 때 장착홈(314)보다 작은 크기로 제공된다. 이에, 기판(W)이 가열되어 팽창하는 경우에도 지지핀(360)은 기판(W)이 팽창하는 경로를 따라 측방향으로 함께 이동된다. 따라서, 기판(W)이 열처리 되면서, 그 저면에 긁힘 현상이 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
이하에는, 상술한 기판 처리 장치(10)를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다. 도 7을 참조하면, 기판을 처리하는 방법은, 열 처리 단계(S10)와 지지핀 정렬단계(S20)를 포함할 수 있다.
열 처리 단계(S10)는 기판(W)을 가열하여 열 처리 하는 단계이다. 열 처리 단계(S10)는 도포 공정, 현상 공정, 노광 공정 등 기판(W)을 처리하는 공정들 전후에 이루어 질 수 있다. 열 처리 단계(S10)가 시작되면, 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120) 중 어느 하나는 상하 방향으로 이동하여, 처리 공간(130)을 개방한다. 이후, 기판(W)은 처리 공간 내로 반송되어 지지핀(360)의 상단에 안착된다. 지지핀(360)에 기판(W)이 안착되면, 가열 부재(330)는 기판(W)에 열을 전달한다. 가열 부재(330)가 발생시킨 열은 상부 플레이트(310)를 거쳐 기판(W)에 전달될 수 있다.
열 처리 단계(S10)가 수행되는 동안에, 기판(W)은 열 팽창할 수 있다. 이에, 기판(W)의 저면을 흡착 지지하는 지지핀(360)들은 기판(W)이 팽창하는 경로를 따라 함께 장착홈(314) 내에서 측방향으로 이동할 수 있다. 열 처리 단계(S20)가 완료되면, 지지핀(360)에 흡착 지지되었던 기판(W)은 하우징(100)의 외부로 반출될 수 있다.
지지핀 정렬단계(S20)는 장착홈(314) 내에서 지지핀(360)을 정렬하는 단계이다. 지지핀 정렬단계(S20)는 열 처리 단계(S10) 이후에 수행될 수 있다. 지지핀 정렬 단계(S10)는 기판 지지 유닛(300)에 기판(W)이 안착되기 전 수행될 수 있다. 도 8은 도 7의 지지핀 정렬단계가 수행되는 모습을 보여주는 도면이고, 도 9는 도 8의 지지핀 정렬 단계가 완료된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8과 도 9를 참조하면, 열 처리 단계(S10)가 수행되는 동안, 지지핀(360)은 기판(W)이 팽창하는 경로를 따라 장착홈(314) 내에서 측방향으로 이동한다. 이에, 열 처리 단계(S10)가 수행된 이후에, 기판 지지 유닛(300)을 상부에서 바라보면, 지지핀(360)의 핀홀(366)과 흡착홀(312)은 그 중심이 어긋난 비정렬 상태에 놓이게 된다.
지지핀 정렬 단계(S20)는 버퍼 공간(316)에 감압을 제공하여 수행될 수 있다. 버퍼 공간(316)에 제공된 감압은 흡착홀(312)들과 핀홀(366)들에 제공될 수 있다. 이에, 외부의 공기가 핀홀(366)과 흡착홀(312)을 거쳐 버퍼 공간(316)으로 유입될 수 있다. 버퍼 공간(316)으로 유입되는 공기들은 상부에서 바라 볼 때, 핀홀(366)의 중심과 흡착홀(312)의 중심이 일치될 수 있도록 지지핀(360)들에 압력을 가할 수 있다. 이에, 지지핀(360)들은 장착홈(314) 내에서 정렬될 수 있다.
지지핀(360)이 정렬되지 않은 상태에서, 기판(W)을 지지핀(360)의 상단에 안착시키는 경우, 기판(W)의 저면에 긁힘 현상이 발생할 수 있다. 일 예로, 기판(W)이 지지핀(360)의 상단에 놓이게 되면, 핀홀(366)과 흡착홀(312)에 제공되는 감압은, 핀홀(366)과 흡착홀(312)의 중심이 일치되도록 압력을 가한다. 이에, 지지핀(360)은 기판(W)을 흡착 지지한 상태에서 측방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 저면에 긁힘 현상이 발생한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)이 기판 지지 유닛(300)에 안착되기 전 지지핀(360)을 정렬 할 수 있다. 지지핀(360)이 정렬된 상태에서 기판(W)이 지지핀(360)의 상단에 안착될 수 있다. 이에 상술한 긁힘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이고, 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 버퍼 공간(316)에 가스를 공급하는 가스 공급부(348)를 더 포함할 수 있다. 가스 공급부(348)가 공급하는 가스는 질소가스 또는 비활성 가스 일 수 있다.
가스 공급부(349)는 분기된 감압 라인(344) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 또한, 펌프(346)와 감압 라인(344)의 분기 지점 사이에는 제1밸브(347)가 설치될 수 있다. 가스 공급부(349)와 감압 라인(344)의 분기 지점 사이에는 제2밸브(349)가 설치될 수 있다. 펌프(346)가 버퍼 공간(316)에 감압을 제공하는 경우에는 제1밸브(347)가 개방되고, 제2밸브(349)가 닫힐 수 있다. 또한, 가스 공급부(348)가 버퍼 공간(316)에 가스를 공급하는 경우에는 제1밸브(347)가 닫히고, 제2밸브(349)가 개방될 수 있다.
도 11은 도 10의 기판 처리 장치가 지지핀 정렬 단계를 수행하는 모습을 보여주는 도면이다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 지지핀 정렬 단계(S20)는 버퍼 공간(316)에 가스를 공급하여 수행될 수 있다. 버퍼 공간(316)에 공급된 가스는 흡착홀(312)들과 핀홀(366)들에 제공될 수 있다. 이에, 버퍼 공간(316)으로 공급된 가스는 흡착홀(312)과 핀홀(366)을 거쳐 처리 공간(130)으로 유출될 수 있다. 버퍼 공간(316)에서 유출되는 공기들은 상부에서 바라 볼 때, 핀홀(366)의 중심과 흡착홀(312)의 중심이 일치될 수 있도록 지지핀(360)들에 압력을 가할 수 있다. 이에, 지지핀(360)들은 장착홈(314) 내에서 정렬될 수 있다.
상술한 예에서는 지지핀 정렬 단계(S20)가 열 처리 단계(S10) 이후에 수행되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 지지핀(360)의 정렬이 요구되는 어느 시점에서든 지지핀 정렬 단계(S20)는 수행이 가능하다.
또한, 상술한 기판 처리 장치(10)는 기판(W)을 열 처리하는 장치를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 기판(W)을 처리하는 장치에만 이용될 수 있는 것은 아니고, 피처리물에 대하여 열 처리 하는 모든 장치에 이용될 수 있다.
하우징 : 100
가스 공급 유닛 : 200
기판 지지 유닛 : 300

Claims (16)

  1. 기판을 지지 및 가열하는 기판 지지 유닛에 있어서,
    기판의 저면을 흡착하는 복수의 흡착홀이 형성된 상부 플레이트와,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재와; 그리고,
    상기 흡착홀에 감압을 제공하는 감압부재를 포함하되,
    상기 상부 플레이트는,
    상기 복수의 흡착홀의 아래에 제공되며 상기 복수의 흡착홀과 연통되는 버퍼 공간을 가지고,
    상기 감압부재는 상기 버퍼 공간을 감압하여 상기 복수의 흡착홀에 감압을 제공하고,
    상기 지지 유닛은 상기 흡착홀과 연통되는 핀홀이 내부에 형성되며 기판의 저면을 지지 하는 복수의 지지핀을 더 포함하고,
    상기 지지핀은 그 상단이 상기 상부 플레이트의 상면보다 높게 위치되고,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 장착홈이 형성되고,
    상기 지지핀은 상기 장착홈에 설치되고,
    상기 지지핀은,
    상기 장착홈 내에서 측방향으로 이동 가능하도록 상부에서 바라볼 때 상기 장착홈보다 작은 크기로 제공되는 기판 지지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 상부 플레이트의 아래에 제공되는 하부 플레이트를 포함하되,
    상기 가열 부재는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는 기판 지지 유닛.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지핀은,
    제1직경을 가지는 상부 바디와;
    상기 상부 바디로부터 아래로 연장되고, 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지는 하부 바디를 가지고,
    상기 장착홈 내에는 상기 제1직경보다 크고 상기 제2직경보다 작은 홀이 형성되며, 상기 장착홈에 고정 설치된 걸림판이 제공되고,
    상기 상부 바디는 상기 걸림판의 홀에 삽입되는 기판 지지 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 하부 바디의 아래에 설치는 접촉 패드를 더 포함하고,
    상기 접촉 패드는 상기 상부 플레이트보다 마찰력이 더 작은 재질로 제공되는 기판 지지 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하는 기판 지지 유닛.
  9. 기판을 열 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 하우징과;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛을 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은
    기판의 저면을 흡착하는 복수의 흡착홀이 형성된 상부 플레이트와;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열부재와;
    상기 상부 플레이트의 아래에 제공되는 하부 플레이트와; 그리고,
    상기 흡착홀과 연통되는 핀홀이 내부에 형성되며 상기 기판의 저면을 지지하는 복수의 지지핀과;
    상기 흡착홀에 감압을 제공하는 감압부재를 포함하되,
    상기 가열부재는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 사이에 배치되고,
    상기 상부 플레이트는,
    상기 흡착홀의 아래에 제공되며 상기 흡착홀과 연통되는 버퍼 공간을 가지고,
    상기 감압부재는 상기 버퍼 공간을 감압하여 상기 흡착홀에 감압을 제공하고,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 장착홈이 형성되고,
    상기 지지핀은,
    그 상단이 상기 상부 플레이트의 상면보다 높게 위치되며, 상기 장착홈에 설치되고, 상기 장착홈 내에서 측방향으로 이동 가능하도록 상부에서 바라볼 때 상기 장착홈보다 작은 크기로 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 지지핀은,
    제1직경을 가지는 상부 바디와;
    상기 상부 바디로부터 아래로 연장되고, 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지는 하부 바디를 가지고,
    상기 장착홈 내에는 상기 제1직경보다 크고 상기 제2직경보다 작은 홀이 형성되며, 상기 장착홈에 고정 설치된 걸림판이 제공되고,
    상기 상부바디는 상기 걸림판의 홀에 삽입되는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 장치는 상기 하부 바디의 아래에 설치는 접촉 패드를 더 포함하고,
    상기 접촉 패드는 상기 상부 플레이트보다 마찰력이 더 작은 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 장치는 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제9항 및 제11항 내지 제13항 중 어느 하나의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 열 처리하는 열 처리 단계와;
    상기 열 처리 단계 이후 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 안착되기 전 상기 장착홈 내에서 상기 지지핀을 정렬하는 지지핀 정렬 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지지핀 정렬 단계는,
    상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 안착되기 전 상기 버퍼 공간에 감압을 제공하여 상기 지지핀을 정렬시키는 기판 처리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 지지핀 정렬 단계는,
    상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 안착되기 전 상기 버퍼 공간에 가스를 공급하여 상기 지지핀을 정렬시키는 기판 처리 방법.

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