KR20190117373A - Substrate supporting unit and substrate processing apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 기판 처리 공정 중 기판을 가열하면서 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus that performs a process while heating a substrate during a substrate processing process.
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. In general, the photoresist coating process, the developing process, the etching process, the ashing process, etc., are used to process glass substrates or wafers in flat panel display device manufacturing or semiconductor manufacturing processes. Various processes are performed.
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.Each process includes a wet cleaning process using chemical or deionized water to remove various contaminants attached to the substrate, and a drying process to dry the chemical or pure water remaining on the substrate surface. ) The process is carried out.
최근에는 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액을 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 선택적으로 제거하는 식각 공정을 진행하고 있다. Recently, an etching process for selectively removing a silicon nitride film and a silicon oxide film using a chemical aqueous solution used at a high temperature such as sulfuric acid or phosphoric acid is being performed.
고온의 케미칼 수용액을 이용한 기판 처리 장치에서는 식각률을 개선하기 위해 IR 램프를 이용하여 기판을 가열하는 기판 가열 장치가 적용되어 활용되고 있다.In a substrate processing apparatus using a high temperature aqueous chemical solution, a substrate heating apparatus for heating a substrate using an IR lamp is applied and utilized to improve an etching rate.
그러나, 기존 기판 가열 장치는 IR 램프가 등간격으로 배치되는데 최외곽 램프의 크기는 기판보다 작고, 최내곽 램프는 가운데 노즐을 고려하여 정해진 크기를 갖는다. 따라서, 도 1의 표에서와 같이 기판에서의 빛 세기 분포가 가장자리와 센터 부근에서 급격하게 떨어지는 문제점이 발생한다.However, in the conventional substrate heating apparatus, IR lamps are arranged at equal intervals, and the outermost lamp is smaller than the substrate, and the innermost lamp has a predetermined size in consideration of the center nozzle. Therefore, as shown in the table of FIG. 1, there is a problem that the light intensity distribution in the substrate drops sharply near the edge and the center.
본 발명은 기판 처리 공정 시 기판을 균일하게 가열할 수 있는 기판 가열 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a substrate heating unit capable of uniformly heating a substrate during a substrate processing process and a substrate processing apparatus having the same.
본 발명은 기판 처리 공정 시 기판의 가장자리와 중심 부근이 광집중도를 높일 수 있는 기판 가열 유닛 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a substrate heating unit and a substrate processing apparatus having the same, whereby the edge and the center of the substrate can increase the light concentration in the substrate processing process.
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 일 측면에 따르면, 베이스면과 측벽들에 의해 확정된 내부 공간을 갖는 척 스테이지; 상기 내부 공간에 제공되는 가열 유닛; 및 상기 내부 공간을 커버하는 그리고 상면에 기판이 안착되는 석영 윈도우를 포함하되; 상기 가열 유닛은 중앙에 개구부를 갖는 원판 형상으로 형성되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트 상에 설치되고, 빛 에너지를 방출하는 가열 광원들을 갖는 발열부를 포함하며, 상기 석영 윈도우는 상기 석영 윈도우의 측방향으로 손실되는 빛 에너지가 기판을 향하도록 반사시키는 반사 부재를 포함하는 기판 지지 장치가 제공될 수 있다. According to one aspect of the invention, the chuck stage having an interior space defined by the base surface and the side walls; A heating unit provided in the inner space; And a quartz window covering the interior space and on which the substrate is seated; The heating unit includes a base plate formed in a disk shape having an opening in the center; And a heating unit installed on the base plate and having heating light sources emitting light energy, wherein the quartz window includes a reflection member reflecting light energy lost laterally of the quartz window toward the substrate. Substrate support devices may be provided.
또한, 상기 반사 부재는 상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공될 수 있다.In addition, the reflective member may be provided on an inner surface of an edge of the quartz window surrounding the heat generating unit.
또한, 상기 가장자리 내측면은 상측에서 하측으로 갈수록 중심에 가까워지도록 경사지게 형성될 수 있다.In addition, the edge inner side surface may be formed to be inclined closer to the center from the upper side to the lower side.
또한, 상기 가장자리 내측면은 기판의 가장자리를 향해 오목하게 형성될 수 있다.In addition, the edge inner surface may be concave toward the edge of the substrate.
또한, 상기 반사부재는 반사 플레이트 또는 반사 코팅막으로 이루어질 수 있다.In addition, the reflective member may be formed of a reflective plate or a reflective coating film.
또한, 중공형의 형상을 갖고, 상기 척 스테이지와 결합하여 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부; 및 상기 회전부 내부를 관통하여 상기 척 스테이지 상부 중앙에 구비되고, 기판의 후면으로 처리액을 분사하는 백노즐를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotating portion having a hollow shape, coupled to the chuck stage to rotate the chuck stage; And a back nozzle which penetrates the inside of the rotating part and is provided at the center of the upper part of the chuck stage and sprays the processing liquid to the rear surface of the substrate.
또한, 상기 가열 광원들은 상기 베이스 플레이트의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상의 램프들로 이루어질 수 있다.The heating light sources may also consist of ring shaped lamps arranged concentrically at different radial distances with respect to the center of the base plate.
또한, 상기 베이스 플레이트는 상기 램프들의 빛 에너지를 상부로 반사시키는 반사체로 이루어질 수 있다.In addition, the base plate may be made of a reflector for reflecting the light energy of the lamps upward.
또한, 상기 베이스 플레이트는 상기 램프 아래에 위치되고, 돌기 형태로 돌출되어 상기 램프로부터 방사되는 빛 에너지를 퍼트리는 반사 돌기부를 포함할 수있다.In addition, the base plate may be located under the lamp, and may include a projection projecting in the form of a projection to spread the light energy emitted from the lamp.
또한, 상기 반사 돌기부는 상기 램프에서 멀어질수록 단면이 넓어지는 삼각 형상의 단면을 가질 수 있다.In addition, the reflective projection may have a triangular cross section that the cross section is wider as the distance away from the lamp.
또한, 상기 베이스 플레이트는 기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 상기 베이스 플레이트의 중심 부분에 제공되는 경사진 반사면을 더 포함할 수 있다.In addition, the base plate may further include an inclined reflective surface provided in the central portion of the base plate to increase the light concentration to the center area of the substrate.
또한, 상기 베이스 플레이트는 기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 상기 베이스 플레이트의 중심 부분에 제공되는 볼록한 곡면의 반사면을 더 포함할 수 있다.In addition, the base plate may further include a convex curved reflective surface provided at the center portion of the base plate to increase the light concentration to the center area of the substrate.
또한, 상기 반사 부재는 상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공되고, 기판의 가장자리 구간의 임의 지점인 타겟을 향해 빛 에너지가 집광하도록 곡면진 반사면을 가질 수 있다.In addition, the reflective member may be provided on the inner surface of the edge of the quartz window surrounding the heat generating portion, and may have a curved reflective surface to focus light energy toward a target, which is an arbitrary point of the edge section of the substrate.
또한, 상기 반사 부재의 곡면은 타원의 일부 형상으로 마련될 수 있다.In addition, the curved surface of the reflective member may be provided in a shape of an ellipse.
또한, 상기 반사 부재의 곡면은 상기 가열 광원의 발광점과 상기 타겟 간의 거리가 타원의 초점이 되도록 타원의 방정식을 반영하여 형상지어질 수 있다. In addition, the curved surface of the reflective member may be shaped to reflect the equation of the ellipse such that the distance between the light emitting point of the heating light source and the target is the focus of the ellipse.
또한, 상기 타겟은 상기 기판의 가장자리 구간 중에서 패턴이 형성되지 않은 구간을 제외한 패턴 구간의 중심에 가까운 지점일 수 있다.The target may be a point close to the center of the pattern section except for the section where the pattern is not formed among the edge sections of the substrate.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부가 개방된 처리 용기; 상기 처리 용기 내에 위치되고 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛; 상기 기판 지지 유닛 내에 제공되고, 기판 가열을 위한 빛 에너지를 방출하는 가열 유닛;을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 베이스면과 측벽들에 의해 확정된 내부 공간을 갖는 척 스테이지; 상기 내부 공간을 커버하는 그리고 상면에 기판이 안착되는 석영 윈도우; 및 상기 석영 윈도우에 제공되고, 상기 석영 윈도우의 측방향으로 손실되는 빛 에너지가 기판을 향하도록 반사시키는 반사 부재를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a treatment container having an open top; A substrate support unit located in the processing vessel and supporting a substrate; A processing liquid supply unit supplying the processing liquid to the substrate placed on the substrate supporting unit; A heating unit provided in the substrate support unit and emitting light energy for heating the substrate, wherein the substrate support unit includes a chuck stage having an interior space defined by a base surface and sidewalls; A quartz window covering the internal space and on which a substrate is mounted; And a reflection member provided in the quartz window and reflecting light energy lost in the lateral direction of the quartz window toward the substrate.
또한, 상기 반사 부재는 상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공될 수 있다.In addition, the reflective member may be provided on an inner surface of an edge of the quartz window surrounding the heat generating unit.
또한, 상기 가장자리 내측면은 상측에서 하측으로 갈수록 중심에 가까워지도록 경사지게 형성되거나 또는 기판의 가장자리를 향해 오목하게 형성될 수 있다.In addition, the edge inner side surface may be formed to be inclined toward the center from the upper side to the lower side or may be formed concave toward the edge of the substrate.
또한, 상기 가열 유닛은, 상기 기판 지지 유닛 내에 제공되고, 상기 기판 지지 유닛의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상의 램프들을 갖는 발열부; 및 상기 램프 아래에 위치되고, 돌기 형태로 돌출되어 상기 램프로부터 방사되는 빛 에너지를 퍼트리는 반사 돌기부를 갖는 반사 플레이트를 포함할 수 있다.The heating unit may further include: a heat generating portion having ring shaped lamps provided in the substrate supporting unit and arranged concentrically at different radial distances with respect to the center of the substrate supporting unit; And a reflecting plate positioned below the lamp and having a reflecting protrusion protruding in the form of a protrusion to spread light energy emitted from the lamp.
또한, 상기 기판 지지 유닛은, 중공형의 형상을 갖고 상기 척 스테이지와 결합하여 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부; 및 상기 회전부 내부를 관통하여 상기 척 스테이지 상부 중앙에 구비되고, 기판의 후면으로 처리액을 분사하는 백노즐을 포함하며, 상기 반사 돌기부는 상기 램프와 동일한 지름을 갖는 링 형상으로 이루어지고, 상기 램프에서 멀어질수록 단면이 넓어지는 삼각 형상의 단면을 가질 수 있다.In addition, the substrate support unit may have a hollow shape, a rotating part for coupling with the chuck stage to rotate the chuck stage; And a back nozzle provided in the center of the upper part of the chuck stage through the inside of the rotating part and spraying the processing liquid to the rear surface of the substrate, wherein the reflective protrusion has a ring shape having the same diameter as that of the lamp, and the lamp It may have a triangular cross section that the cross section becomes wider as it moves away from.
또한, 상기 반사 플레이트는 기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 상기 반사 플레이트의 중심 부분에 제공되는 경사진 반사면을 더 포함할 수 있다.In addition, the reflecting plate may further include an inclined reflecting surface provided in the central portion of the reflecting plate so as to increase the light concentration to the center region of the substrate.
또한, 상기 반사 부재는 상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공되고, 기판의 가장자리 구간의 임의 지점인 타겟을 향해 빛 에너지가 집광하도록 곡면진 반사면을 가질 수 있다.In addition, the reflective member may be provided on the inner surface of the edge of the quartz window surrounding the heat generating portion, and may have a curved reflective surface to focus light energy toward a target, which is an arbitrary point of the edge section of the substrate.
또한, 상기 타겟은 상기 기판의 가장자리 구간 중에서 패턴이 형성되지 않은 구간을 제외한 패턴 구간의 중심에 가까운 지점일 수 있다. The target may be a point close to the center of the pattern section except for the section where the pattern is not formed among the edge sections of the substrate.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 램프의 빛을 퍼트려주는 반사체 구조를 적용함으로써 기판의 온도 분포를 개선할 수 있는 각별한 효과를 갖는다. According to an embodiment of the present invention, by applying a reflector structure to spread the light of the lamp has a special effect that can improve the temperature distribution of the substrate.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 중심과 가장자리 부근의 광집중도가 높아짐으로써 기판 처리 장치에서는 식각률을 개선할 수 있는 각별한 효과를 갖는다. According to one embodiment of the present invention, since the light concentration of the center and the edge of the substrate is increased, the substrate processing apparatus has a special effect of improving the etching rate.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 종래 기판 가열 장치에서의 빛 세기 분포도를 보여주는 표이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비의 일 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 5는 도 3의 기판 지지 유닛과 가열 유닛의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 가열 유닛의 일부분을 확대해서 보여주는 도면이다.
도 7은 기판 지지 유닛의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 8a 및 8b는 도 7에 도시된 반사 부재의 설계 방법을 개략적으로 설명한다.
도 9는 앞서 설명한 집광이 이루어지는 타켓의 위치에 대한 설명이다.
도 10은 반사 부재의 변형예를 보여주는 도면이다.1 is a table showing a light intensity distribution diagram in a conventional substrate heating apparatus.
2 is a plan view schematically showing an example of a substrate processing apparatus provided with a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of the substrate processing apparatus of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus of FIG. 2.
5 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the substrate support unit and the heating unit of FIG. 3.
6 is an enlarged view of a portion of the heating unit of FIG. 5.
7 is a view showing a modification of the substrate support unit.
8A and 8B schematically illustrate a method of designing the reflective member shown in FIG. 7.
9 is a description of the position of the target in which the light condensation described above is performed.
10 is a view showing a modification of the reflection member.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing the present invention with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicates thereof. The description will be omitted.
도 2는 본 발명의 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 2 is a plan view schematically showing the
도 2를 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.Referring to FIG. 2, the
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.The
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.The
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. The
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. The
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 나란하도록 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 구동되도록 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. The
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 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다. In the
아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액, 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스와 같은 처리유체들을 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 processing fluids such as high temperature sulfuric acid, alkaline chemicals, acidic chemicals, rinse liquids, and 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 3은 도 2의 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 단면도이다. 3 is a plan view of the substrate processing apparatus of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus of FIG. 2.
도 3과 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(800), 처리 용기(100), 기판 지지 유닛(200), 가열 유닛(280) 처리액 공급 유닛(300), 공정 배기부(500) 그리고 승강 유닛(600)을 포함한다. 3 and 4, the
챔버(800)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 상부에는 기류 공급 유닛(810)이 설치된다. 기류 공급 유닛(810)은 챔버(800) 내부에 하강 기류를 형성한다.
기류 공급 유닛(810)은 고습도 외기를 필터링하여 챔버 내부로 공급한다. 고습도 외기는 기류 공급 유닛(810)을 통과하여 챔버 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 처리 용기(100)의 회수통들(110,120,130)을 통해 공정 배기부(500)로 배출시킨다.The
챔버(800)는 수평 격벽(814)에 의해 공정 영역(816)과 유지보수 영역(818)으로 나뉜다. 공정 영역(816)에는 처리 용기(100)와 기판 지지 유닛(200)이 위치한다. 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 배기라인(510) 이외에도 승강 유닛(600)의 구동부과, 처리액 공급 유닛(300)과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치한다. 유지보수 영역(818)은 공정 영역(816)으로부터 격리된다.
처리 용기(100)는 상부가 개방된 원통 형상을 갖고, 기판(W)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개방된 상면은 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지 유닛(200)이 위치된다. 기판 지지 유닛(200)은 공정 진행시 기판(W)을 지지한 상태에서 기판(W)을 회전시킨다. The
처리 용기(100)는 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간을 제공한다. 처리 용기(100)에는 회전되는 기판(W)상에서 비산되는 처리액과 기체를 유입 및 흡입하는 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)이 다단으로 배치된다. The
환형의 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 하나의 공통된 환형공간과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. The annular first to
구체적으로, 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 포함한다. 제2 회수통(120)은 제1회수통(110)를 둘러싸고, 제1회수통(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3회수통(130)은 제2회수통(120)을 둘러싸고, 제2회수통(120)로부터 이격되어 위치한다.Specifically, each of the first to
제1 내지 제3 회수통 (110, 120, 130)은 기판(W)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수공간(RS1)은 제1회수통(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 회수통(110)과 제2회수통(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2회수통(120)과 제3회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다. The first to
제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개방된다. 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 연결된 측벽으로부터 개방부로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 기판(W)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다. The upper surface of each of the first to
제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다. The first treatment liquid introduced into the first recovery space RS1 is discharged to the outside through the
처리액 공급 유닛(300)은 기판(W) 표면을 식각하기 위한 고온의 케미칼을 토출한다. 일 예로 처리액은 황산, 인산, 또는 황산과 인산의 혼합액일 수 있다.The processing
처리액 노즐 부재(310)는 노즐(311), 노즐 암(313), 지지 로드(315), 노즐 구동기(317)를 포함한다. 노즐(311)은 공급부(320)를 통해 처리액을 공급받는다. 노즐(311)은 처리액을 기판(W) 표면으로 토출한다. 노즐 암(313)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 노즐(311)이 장착된다. 노즐 암(313)은 노즐(311)을 지지한다. 노즐 암(313)의 후단에는 지지 로드(315)가 장착된다. 지지 로드(315)는 노즐 암(313)의 하부에 위치한다. 지지 로드(315)는 노즐 암(313)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(317)는 지지 로드(315)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(317)는 지지 로드(315)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(315)를 회전시킨다. 지지 로드(315)의 회전으로 노즐 암(313)과 노즐(311)이 지지 로드(315)를 축으로 스윙 이동한다. 노즐(311)은 처리 용기(100)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 노즐(311)은 기판(W)의 중심과 가장 자리영역 사이 구간을 스윙 이동하며 처리액을 토출할 수 있다.The treatment
공정 배기부(500)는 처리 용기(100) 내부의 배기를 담당한다. 일 예로, 공정 배기부(500)는 공정시 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 회수통에 배기압력(흡입압력)을 제공하기 위한 것이다. 공정 배기부(500)는 배기덕트(190)와 연결되는 배기라인(510), 댐퍼(520)를 포함한다. 배기라인(510)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기라인과 연결된다. The
한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)과 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 기판 지지 유닛(200)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다. On the other hand, the
승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 포함한다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치된다. 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 척 스테이지(210)에 로딩 또는 척 스테이지(210)로부터 언로딩될 때 척 스테이지(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통들(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 처리 용기(100)와 기판(W) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다.The elevating
도 5는 도 3의 기판 지지 유닛과 가열 유닛의 일 실시예를 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 5의 가열 유닛의 일부분을 확대해서 보여주는 도면이다. 5 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the substrate support unit and the heating unit of FIG. 3, and FIG. 6 is an enlarged view of a portion of the heating unit of FIG. 5.
이하 도 3 내지 도 6을 참조하면, 기판 지지 유닛(200)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 3 to 6, the
기판 지지 유닛(200)은 척 스테이지(210), 석영 윈도우(220), 회전부(230), 백노즐부(240), 가열 유닛(280)를 포함한다. The
척 스테이지(210)는 원형의 상부면을 가진다. 척 스테이지(210)는 회전부(230)에 결합되어 회전된다. The
회전부(230)는 중공형의 형상을 갖고, 척 스테이지(210)와 결합하여 척 스테이지(210)를 회전시킨다.The
석영 윈도우(220)는 기판(W)과 척 스테이지(210) 상부에 위치한다. 석영 윈도우(220)는 가열 부재(250)를 보호하기 위해 제공된다. 석영 윈도우(220)는 투명하게 제공될 수 있다. 석영 윈도우(220)는 척 스테이지(210)와 함께 회전될 수 있다. 석영 윈도우(220)는 지지 핀(224)들을 포함한다. 지지 핀(224)들은 석영 윈도우(220)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 배치된다. 지지 핀(224)은 석영 윈도우(220)로부터 상측으로 돌출되도록 제공된다. 지지 핀(224)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 석영 윈도우(220)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. The
석영 윈도우(220)에는 척킹 핀(212)들이 위치된다. 척킹 핀(212)들은 다수의 지지 핀(224)들에 의해 지지된 기판(W)이 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(212)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.Chucking
석영 윈도우(220)는 측방향으로 손실되는 빛 에너지기 기판을 향하도록 반사시키는 반사 부재(290)를 제공된다. 반사 부재(290)는 가열부재(250)를 둘러싸는 석영 윈도우(220)의 가장자리 내측면(229)에 제공될 수 있다. 가장자리 내측면(229)은 상측에서 하측으로 갈수록 내측방향으로 가까워지도록 경사지게 형성된다. 반사 부재(290)는 석영 윈도우(220)의 내측면(229)에 설치되는 반사 필름 또는 석영 윈도우(220)의 내측면(229)에 반사 물질이 코팅된 형태로 제공될 수 있다. 가열 부재(250)에서 방출되는 빛 에너지는 석영 윈도우(220)의 내측면에 제공되는 반사 부재(290)에 의해 기판 가장자리 부분으로 반사된다(도 6의 화살표 참조). 따라서, 기판 가장자리의 광 집중도가 높아져 온도 균일성을 향상시킬 수 있다. The
백노즐부(240)는 기판(W)의 배면에 약액을 분사하기 위해 제공된다. 백노즐부(240)는 노즐 몸체(242) 및 약액 분사부(244)를 포함한다. 약액 분사부(244)는 척 스테이지(210)와 석영 윈도우(220)의 중앙 상부에 위치된다. 노즐 몸체(242)는 중공형의 회전부(230) 내에 관통 축설되며, 노즐 몸체(242)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(244)에 공급하고, 가스 공급 라인은 기판(W)의 배면에 식각 균일도 조절을 위한 질소 가스를 공급하고, 퍼지 가스 공급 라인은 석영 윈도우(220)와 노즐 몸체(242) 사이로 식각액이 침투되는 것을 방지하도록 질소 퍼지가스를 공급한다. The
가열 유닛(280)은 기판 지지 유닛(200)의 내측에 설치된다. 가열 유닛(280)은 공정 진행 중 기판(W)을 가열한다. 가열 유닛(280)은 가열 부재(250), 베이스 플레이트(260)를 포함한다. The
가열 부재(250)는 척 스테이지(210)의 상부에 설치된다. 가열 부재(250)는 빛 에너지를 방출하는 가열 광원일 수 있다. 가열 부재(250)는 서로 상이한 직경으로 제공된다. 가열 부재(250)는 복수개가 제공될 수 있다. 가열 부재(250)는 링 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로 가열 부재(250)는 링 형상으로 제공되는 복수의 램프(252)들로 제공될 수 있다. 각 램프(252)에는 온도 제어부(미도시됨)가 구성되어 있어 각각 제어가 가능할 수 있다. The
본 실시예에서는 가열 부재가 링 형상의 램프들로 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 가열 부재는 형상으로 보았을 때 링 타입의 광원 또는 점 타입의 광원일 수 있다. 또한, 가열 부재는 LED, 레이저 다이오드, 레이저 다이오드 중에 빅셀(VCSEL)과 같은 광원을 적용할 수 있다. In the present embodiment, the heating member is described as a ring-shaped lamp, but is not limited thereto. The heating member may be a ring type light source or a point type light source when viewed in shape. In addition, the heating member may apply a light source such as a big cell (VCSEL) among LEDs, laser diodes, and laser diodes.
가열 부재(250)는 동심의 다수의 구역들로 세분될 수 있다. 각각의 구역에는 각각의 구역을 개별적으로 가열시킬 수 있는 램프(252)들이 제공된다. 램프(252)들은 척 스테이지(210)의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상으로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 6개의 램프(252)들이 도시되어 있지만, 이는 하나의 예에 불과하며 램프들의 수는 원하는 온도 제어된 정도에 의존하여 가감될 수 있다. 한편, 기판 가장자리 부분에서의 온도 상승을 위해 6개의 램프(252)들 중에서 최외곽에 위치한 램프의 지름은 기판의 지름과 동일하게 제공될 수 있다.
가열 부재(250)는 각각의 개별적인 구역의 온도를 제어함으로써, 공정 진행 동안 기판(W)의 반경에 따라 온도를 연속적으로 증가 또는 감소하게 제어할 수 있다. 램프(252)들이 척 스테이지(210)와 함께 회전되는 구조에서는 가열 부재(250)로 전원을 공급하는 방식은 슬립링을 사용할 수 있다. The
베이스 플레이트(260)는 가열 부재(250)와 척 스테이지(210) 사이에 제공된다. 베이스 플레이트(260)는 램프(252)들에서 발생되는 열(빛 에너지)을 상부 기판(W)으로 반사하여 전달하는 반사 플레이트일 수 있다. 베이스 플레이트(260)는 회전부(230)의 중앙 공간에 관통하여 설치되는 노즐 몸체(242)에 지지될 수 있다. 베이스 플레이트(260)는 내측단에 하측으로 연장되어 형성된다. 베이스 플레이트(260)는 척 스테이지(210)와 함께 회전되지 않는 고정식으로 제공된다. The
베이스 플레이트(260)는 반사 돌기부(265)들 및 반사 경사면(267)을 포함할 수 있다. The
반사 돌기부(265)는 베이스 플레이트(260)의 상면으로부터 돌출되어 복수개가 제공된다. 반사 돌기부(265)는 링 형상으로 제공된다. 반사 돌기부(265)는 램프(252) 바로 아래에 위치한다. 반사 돌기부(265)는 램프에서 멀어질수록 단면이 넓어지는 삼각 형상의 단면을 가질 수 있다. 즉, 반사 돌기부(265)는 램프의 빛 에너지를 퍼트려주는 역할을 한다. 일 예로 반사 돌기부(265)는 제1측벽(265a)과 제2측벽(265b)을 포함하며, 제1측벽(265a)과 제2측벽(265b)은 상부로 갈수록 램프(252)로부터 가까워지도록 경사지게 제공될 수 있다. 제1측벽(265a)과 제2측벽(265b)은 메인 반사판(265)의 사이를 지나는 선을 기준으로 대칭되게 제공되며 경사각은 동일하게 제공될 수 있다. 반사 돌기부(265)의 꼭지점 상에는 램프(252)가 위치된다. The
램프(252)로부터 방사되는 빛 에너지 중에서 램프(252) 아래 방향으로 향하는 빛 에너지는 반사 돌기부(265)의 제1측벽(265a)과 제2측벽(265b)에 반사되어 사방으로 퍼지게 된다. Among the light energy emitted from the
반사 경사면(267)은 램프(252)들의 내측에 위치한다. 반사 경사면(267)은 평면, 오목곡면, 또는 볼록곡면으로 형성될 수 있고, 곡면은 원 또는 타원의 일부 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 곡면이 타원형으로 제공되는 경우 기판 중심 영역으로 갈수록 광집중도가 높아지도록 곡률이 변할 수 있다.
베이스 플레이트(260)는 금속재질의 표면으로 제공될 수 있다. 표면은 열반사율이 좋은 금속 재질로 제공된다. 일 예로 표면은 금, 은 또는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 금속 재질로 열 반사율이 좋은 다른 재질로도 제공될 수 있다.The
베이스 플레이트(260)는 램프(252) 아래에 반사 돌기부(265)를 제공하여 빛 에너지(열)를 퍼트려줌으로써 빛 에너지를 좀 더 균일하게 기판(W)으로 제공할 수 있다. 또한, 반사 돌기부(265)를 제공하여 베이스 반사판(261)의 열변형량을 감소시키는 효과를 가져온다.The
베이스 플레이트(260)는 방열을 위해 냉각핀들(미도시)이 설치될 수 있다. 베이스 플레이트(260)의 발열을 억제하기 위해 냉각 가스가 하측 반사판(261) 저면을 흐르도록 구성될 수 있다. 일 예로, 노즐 몸체(242)에는 베이스 반사판(261) 저면으로 냉각 가스를 분사하는 분사 포트(248)를 갖는다. The
상술한 바와 같이, 본 발명은 기판 가장자리와 중심 부근의 광 집중도를 높여 온도를 보상함으로써 기판의 열 균일도를 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can improve the thermal uniformity of the substrate by compensating the temperature by increasing the degree of light concentration near the substrate edge and the center.
도 7은 기판 지지 유닛의 변형예를 보여주는 도면이다.7 is a view showing a modification of the substrate support unit.
변형예에 따른 기판 지지 유닛(200a)은 척 스테이지(210), 석영 윈도우(220), 회전부(230), 백노즐부(240), 가열 유닛(280)를 포함하며, 이들은 도 5에 도시된 척 스테이지(210), 석영 윈도우(220), 회전부(230), 백노즐부(240), 가열 유닛(280)과 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다. The
본 변형예에서는 석영 윈도우(220)의 내측면(229a)은 기판의 가장자리를 향해 오목하게 형성된다는데 그 특징이 있다. 또한, 반사 부재(290a) 역시 내측면(229a)의 곡면에 대응되게 오목한 형태로 제공될 수 있다. 바람직하게, 반사 부재는 종단면이 타원의 일부 형상으로 제공될 수 있다.In the present modification, the
한편, 반사 경사면(267a)은 기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 베이스 플레이트(260)의 중심 부분에 오목곡면으로 제공될 수 있다. 가장 안쪽에 위치한 램프에서 방출되는 빛은 반사 경사면(267a)의 오목곡면에 반사되어 기판의 중심 영역으로 제공될 수 있다. 따라서, 기판 중심 영역으로의 광집중도가 높아짐으로써 기판 식각률을 개선할 수 있다. On the other hand, the reflective
도 8a 및 8b는 도 7에 도시된 반사 부재의 곡면 설계 방법을 개략적으로 설명한다.8A and 8B schematically illustrate the curved surface design method of the reflective member shown in FIG. 7.
도 8a 내지 도 8b는 타원이 형성되는 원리를 설명하기 위한 것으로, 타원은 평면 위의 두 초점(P1, P2)에 핀을 꽂고 적당한 길이의 실 양단을 고리로 만들어 양쪽 핀에다 건 다음, 팬 끝(P)으로 실을 팽팽히 당기면서 회전시킬 때 팬에 의해 그려지는 도형으로 정의된다. 8A to 8B illustrate the principle of the formation of an ellipse, in which an ellipse is pinned at two focal points P1 and P2 on a plane, looped at both ends of a thread of appropriate length, and then hooked to both pins, and then the fan end. (P) is defined as a figure drawn by a fan when the thread is pulled and rotated.
즉, ‘타원은 두 초점 P1과 P2로부터 팬 끝(P)까지의 실의 길이의 합이 일정한 점들의 자취’로 정의되는 것으로, 팬 끝(P)으로 실을 팽팽히 당기면서 도형을 그리면 도 8a과 같은 타원형이 만들어진다. That is, 'ellipse is defined as the trace of the points where the sum of the lengths of the yarns from the two focal points P1 and P2 to the end of the fan P is constant'. An oval like this is made.
이와 같이 두 초점을 기준으로 타원형이 이루어지는 것은 평면상의 두 초점 P1(본 발명에서는 램프에 해당)와 P2(본 발명에서는 빛이 집광되는 기판 가장자리의 타겟에 해당)에서 팬 끝(P)이 위치하는 거리와의 길이를 더한 합은 항상 일정하기 때문이며, 이러한 타원을 형성하는 동안 팬 끝(P)이 움직이려는 방향이 도 8a에 도시된 바와 같이 타원의 점 P에서의 접선 LL′방향이며, 기하학에서 이미 증명된 바와 같이 ∠FPT=∠F'PT'이 성립함을 알 수 있다(타원의 방정식 참고). As described above, the oval is formed based on the two focal points in which the fan end P is positioned at two focal planes P1 (in the present invention, corresponding to a lamp) and P2 (in the present invention, corresponding to a target on the substrate edge where light is collected). This is because the sum of the distance plus the length is always constant, and the direction in which the fan tip P moves during the formation of this ellipse is the direction of the tangent LL 'at the point P of the ellipse, as shown in FIG. As already demonstrated, we can see that ∠FPT = F'PT 'holds (see ellipse equation).
따라서, 타원의 안쪽이 거울이나 반사면으로 이루어진 경우, 타원의 한 초점 P1에 광원(램프)을 두면, 초점 P1에서 나오는 광선들은 타원의 내면에서 반사되어 또 다른 하나의 초점 P2(기판 가장자리 구역의 타겟)에 도달하게 되는 것으로, 도 8b와 같은 상태가 됨을 알 수 있다. 이와 같은 방식으로 반사 부재(290a)의 타원 곡면을 설계할 수 있으며, 이러한 곡면진 반사부재에 의해 램프의 빛 에너지를 기판 가장자리 구간의 타겟을 향해 집광시킬 수 있다. Thus, if the inside of the ellipse consists of a mirror or reflecting surface, if the light source (lamp) is placed at one focal point P1 of the ellipse, the light rays coming out of the focal point P1 are reflected off the inner surface of the ellipse and the other focal point P2 (substrate edge region) Target), it can be seen that the state as shown in Figure 8b. In this manner, the elliptic curved surface of the
도 9는 앞서 설명한 집광이 이루어지는 타켓의 위치에 대한 설명이다.9 is a description of the position of the target in which the light condensation described above is performed.
도 9를 참조하면, 타겟(P2) 지점은 기판의 가장자리 구간 내에 위치될 수 있다. 좀 더 바람직하게는, 타겟(P2) 지점은 기판의 가장자리 구간 중에서 패턴이 형성되지 않은 구간을 제외한 패턴 구간의 중심에 가깝게 위치될 수 있다. Referring to FIG. 9, the target P2 point may be located within an edge section of the substrate. More preferably, the target P2 point may be located close to the center of the pattern section except for the section where the pattern is not formed among the edge sections of the substrate.
도 10은 반사 부재의 변형예를 보여주는 도면이다.10 is a view showing a modification of the reflection member.
변형예에 따르면, 반사 부재(290b)는 베이스 플레이트(260)에 제공될 수 있다. 반사 부재(290b)는 베이스 플레이트(260)의 가장자리에 별도의 구성으로 설치되거나 또는 베이스 플레이트와 일체형으로 제공될 수 있다. 상기 반사 부재(290b)는 도 7에 도시된 반사 부재(290a)와 유사한 구성과 기능으로 제공됨으로 상세한 설명은 생략한다.According to a modification, the
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.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the above-mentioned contents show preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications can be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosures described above, and / or the skill or knowledge in the art. The described embodiments illustrate the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various modifications required in the specific application field and use of the present invention are possible. Thus, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
10 : 기판 처리 장치
100 : 처리 용기
200 : 기판 지지 유닛
260 : 베이스 플레이트
280 : 가열 유닛
300 : 처리액 공급 유닛
600 : 승강 유닛10: substrate processing apparatus
100 processing container
200: substrate support unit
260: base plate
280: heating unit
300: processing liquid supply unit
600: lifting unit
Claims (27)
상기 내부 공간에 제공되는 가열 유닛; 및
상기 내부 공간을 커버하는 그리고 상면에 기판이 안착되는 석영 윈도우를 포함하되;
상기 가열 유닛은
중앙에 개구부를 갖는 원판 형상으로 형성되는 베이스 플레이트; 및
상기 베이스 플레이트 상에 설치되고, 빛 에너지를 방출하는 가열 광원들을 갖는 발열부를 포함하고,
상기 척 스테이지의 측방향으로 손실되는 빛 에너지가 기판을 향하도록 반사시키는 반사 부재를 포함하는 기판 지지 장치.A chuck stage having an interior space defined by the base surface and the side walls;
A heating unit provided in the inner space; And
A quartz window covering said interior space and having a substrate seated thereon;
The heating unit
A base plate formed in a disc shape having an opening in a center thereof; And
A heating unit installed on the base plate and having heating light sources emitting light energy;
And a reflecting member for reflecting light energy lost laterally of the chuck stage toward the substrate.
상기 반사 부재는
상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공되는 기판 지지 장치.The method of claim 1,
The reflective member
And a substrate supporting device provided on an inner surface of an edge of the quartz window surrounding the heat generating portion.
상기 가장자리 내측면은
상측에서 하측으로 갈수록 중심에 가까워지도록 경사지게 형성되는 기판 지지 장치.The method of claim 2,
The inner surface of the edge
Substrate support device is formed to be inclined so as to be closer to the center from the upper side to the lower side.
상기 가장자리 내측면은
기판의 가장자리를 향해 오목하게 형성되는 기판 지지 장치.The method of claim 2,
The inner surface of the edge
Substrate support device formed concave toward the edge of the substrate.
상기 반사부재는 반사 플레이트 또는 반사 코팅막으로 이루어지는 기판 지지 장치.The method of claim 1,
The reflective member is a substrate support device consisting of a reflective plate or a reflective coating film.
중공형의 형상을 갖고, 상기 척 스테이지와 결합하여 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부; 및
상기 회전부 내부를 관통하여 상기 척 스테이지 상부 중앙에 구비되고, 기판의 후면으로 처리액을 분사하는 백노즐를 더 포함하는 기판 지지 장치.The method of claim 1,
A rotating part having a hollow shape and coupled with the chuck stage to rotate the chuck stage; And
And a back nozzle disposed in the center of the upper portion of the chuck stage through the inside of the rotating part and spraying the processing liquid to the rear surface of the substrate.
상기 가열 광원들은
상기 베이스 플레이트의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상의 램프들로 이루어지는 기판 지지 장치.The method of claim 2,
The heating light sources
And a ring shaped lamp arranged concentrically at different radial distances with respect to the center of the base plate.
상기 베이스 플레이트는
상기 램프들의 빛 에너지를 상부로 반사시키는 반사체로 이루어지는 기판 지지 장치.The method of claim 7, wherein
The base plate is
And a reflector for reflecting light energy of the lamps upward.
상기 베이스 플레이트는
상기 램프 아래에 위치되고, 돌기 형태로 돌출되어 상기 램프로부터 방사되는 빛 에너지를 퍼트리는 반사 돌기부를 포함하는 기판 지지 장치.The method of claim 8,
The base plate is
And a reflective protrusion located below the lamp and protruding in the form of a protrusion to spread light energy emitted from the lamp.
상기 반사 돌기부는
상기 램프에서 멀어질수록 단면이 넓어지는 삼각 형상의 단면을 갖는 기판 지지 장치.The method of claim 9,
The reflective protrusions
Substrate supporting device having a triangular cross section that the cross section is wider as the distance away from the lamp.
상기 베이스 플레이트는
기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 상기 베이스 플레이트의 중심 부분에 제공되는 경사진 반사면을 더 포함하는 기판 지지 장치.The method according to claim 1 or 8,
The base plate is
And an inclined reflective surface provided in the central portion of the base plate to increase light concentration toward the substrate center region.
상기 베이스 플레이트는
기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 상기 베이스 플레이트의 중심 부분에 제공되는 볼록한 곡면의 반사면을 더 포함하는 기판 지지 장치.The method according to claim 1 or 8,
The base plate is
And a convex curved reflective surface provided in a central portion of the base plate to increase light concentration toward a substrate center region.
상기 반사 부재는
상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공되고, 기판 가장자리 구간의 임의 지점인 타겟을 향해 상기 가열 광원의 빛 에너지가 집광하도록 곡면진 반사면을 포함하는 기판 지지 장치.The method of claim 1,
The reflective member
And a curved reflective surface provided on an inner surface of an edge of the quartz window surrounding the heat generating unit, and configured to condense light energy of the heating light source toward a target which is an arbitrary point of a substrate edge section.
상기 반사 부재의 반사면은 타원의 일부 형상으로 마련되는 기판 지지 장치.The method of claim 13,
And a reflective surface of the reflective member is provided in a shape of an ellipse.
상기 반사 부재의 곡면은 상기 가열 광원의 발광점과 상기 타겟 간의 거리가 타원의 초점이 되도록 타원의 방정식을 반영하여 형상지어지는 기판 지지 장치.The method of claim 13,
And the curved surface of the reflective member is shaped by reflecting an ellipse equation such that the distance between the light emitting point of the heating light source and the target becomes the focal point of the ellipse.
상기 타겟은
상기 기판의 가장자리 구간 중에서 패턴이 형성되지 않은 구간을 제외한 패턴 구간의 중심에 가까운 지점인 기판 지지 장치. The method of claim 13,
The target is
The substrate supporting apparatus is a point close to the center of the pattern section except for the section in which the pattern is not formed among the edge section of the substrate.
상부가 개방된 처리 용기;
상기 처리 용기 내에 위치되고 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛; 및
상기 기판 지지 유닛 내에 제공되고, 기판 가열을 위한 빛 에너지를 방출하는 가열 유닛;을 포함하되,
상기 기판 지지 유닛은
베이스면과 측벽들에 의해 확정된 내부 공간을 갖는 척 스테이지;
상기 내부 공간을 커버하는 그리고 상면에 기판이 안착되는 석영 윈도우; 및
상기 척 스테이지의 측방향으로 손실되는 빛 에너지가 기판을 향하도록 반사시키는 반사 부재를 포함하는 기판 처리 장치.In the apparatus for processing a substrate,
A processing vessel with an open top;
A substrate support unit located in the processing vessel and supporting a substrate;
A processing liquid supply unit supplying the processing liquid to the substrate placed on the substrate supporting unit; And
A heating unit provided in the substrate support unit, the heating unit emitting light energy for heating the substrate;
The substrate support unit
A chuck stage having an interior space defined by the base surface and the side walls;
A quartz window covering the internal space and on which a substrate is mounted; And
And a reflecting member for reflecting light energy lost laterally of the chuck stage toward the substrate.
상기 반사 부재는
상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 17,
The reflective member
The substrate processing apparatus provided in the edge inner surface of the quartz window surrounding the heat generating portion.
상기 가장자리 내측면은
상측에서 하측으로 갈수록 중심에 가까워지도록 경사지게 형성되거나 또는
기판의 가장자리를 향해 오목하게 형성되는 기판 처리 장치.The method of claim 18,
The inner surface of the edge
Is formed to be inclined closer to the center from the upper side to the lower side, or
A substrate processing apparatus formed concave toward the edge of the substrate.
상기 가열 유닛은,
상기 기판 지지 유닛 내에 제공되고, 상기 기판 지지 유닛의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상의 램프들을 갖는 발열부; 및
상기 램프 아래에 위치되고, 돌기 형태로 돌출되어 상기 램프로부터 방사되는 빛 에너지를 퍼트리는 반사 돌기부를 갖는 반사 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 17,
The heating unit,
A heat generating portion provided in the substrate supporting unit and having ring shaped lamps arranged concentrically at different radial distances with respect to the center of the substrate supporting unit; And
And a reflecting plate positioned below the lamp and having a reflecting protrusion protruding in the form of a protrusion to spread light energy emitted from the lamp.
상기 기판 지지 유닛은,
중공형의 형상을 갖고 상기 척 스테이지와 결합하여 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부; 및
상기 회전부 내부를 관통하여 상기 척 스테이지 상부 중앙에 구비되고, 기판의 후면으로 처리액을 분사하는 백노즐을 포함하며,
상기 반사 돌기부는
상기 램프와 동일한 지름을 갖는 링 형상으로 이루어지고, 상기 램프에서 멀어질수록 단면이 넓어지는 삼각 형상의 단면을 갖는 기판 처리 장치.The method of claim 20,
The substrate support unit,
A rotating part having a hollow shape and coupled to the chuck stage to rotate the chuck stage; And
A back nozzle provided in the center of the upper part of the chuck stage through the inside of the rotating part and spraying the processing liquid to the rear surface of the substrate;
The reflective protrusions
A substrate processing apparatus having a triangular cross section that has a ring shape having the same diameter as that of the lamp and whose cross section becomes wider as it moves away from the lamp.
상기 반사 플레이트는
기판 중심 영역으로 빛 집중도가 높아지도록 상기 반사 플레이트의 중심 부분에 제공되는 반사면을 더 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 20,
The reflective plate
And a reflecting surface provided at a central portion of the reflecting plate so as to increase the concentration of light in the center region of the substrate.
상기 반사면은 평면, 오목곡면 또는 블록 곡면 중에 어느 하나의 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 22,
And the reflective surface is provided in any one of a plane, a concave curved surface, and a block curved surface.
상기 반사 부재는
상기 발열부를 둘러싸는 상기 석영 윈도우의 가장자리 내측면에 제공되고, 기판의 가장자리 구간의 임의 지점인 타겟을 향해 빛 에너지가 집광하도록 곡면진 반사면을 갖는 기판 처리 장치.The method of claim 17,
The reflective member
And a curved reflective surface provided on an inner surface of an edge of the quartz window surrounding the heat generating portion, and configured to condense light energy toward a target which is an arbitrary point of an edge section of the substrate.
상기 반사 부재의 곡면은 타원의 일부 형상으로 마련되는 기판 지지 장치.The method of claim 24,
The curved surface of the reflective member is a substrate support device provided in the shape of a part of the ellipse.
상기 반사 부재의 곡면은 상기 가열 광원의 발광점과 상기 타겟 간의 거리가 타원의 초점이 되도록 타원의 방정식을 반영하여 형상지어지는 기판 지지 장치. The method of claim 24,
And the curved surface of the reflective member is shaped by reflecting an ellipse equation such that the distance between the light emitting point of the heating light source and the target becomes the focal point of the ellipse.
상기 타겟은
상기 기판의 가장자리 구간 중에서 패턴이 형성되지 않은 구간을 제외한 패턴 구간의 중심에 가까운 지점인 기판 처리 장치.
The method of claim 24,
The target is
A substrate processing apparatus which is a point close to the center of the pattern section except for the section where the pattern is not formed among the edge sections of the substrate.
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