KR20200043686A

KR20200043686A - 기판처리장치

Info

Publication number: KR20200043686A
Application number: KR1020180124339A
Authority: KR
Inventors: 사윤기; 서종석; 류해용
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-04-28
Also published as: KR102215910B1

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 기판을 가열하는 가열부재를 구비하는 챔버몸체와, 하부가 개방되고, 공정 처리 시 상기 챔버몸체와 결합하여 기판처리공간을 형성하는 챔버커버를 포함하고, 상기 챔버커버는, 상기 기판처리공간을 형성하는 측판과, 기류가 유입되는 유입홀과, 상기 유입되는 기류를 확산시키는 기류확산공간을 포함하는 상판 및, 상기 상판의 하부에 구비되고, 상기 확산된 기류를 상기 기판으로 균일하게 분사하는 다공성부재를 포함한다.

Description

기판처리장치{A SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 처리 공간의 기류를 제어함과 동시에 기판의 휨을 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 데에 있다.

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 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 증착 공정은 공정 가스를 기판 상에 증착하여 막을 형성하는 공정이고, 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.

기판 상에 막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크 처리하는 과정이 진행된다. 베이크 처리 과정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열하거나 작업자에 따라 기판의 영역 별 온도를 조절한다.

처리공정을 진행 시 기판의 일면에만 금속막, 포토리지스트, 산화막 등이 적층되므로, 베이크 처리 과정에서 기판의 휨이 발생할 수 있다. 이러한 베이크 처리 과정에서 기판이 휘어지는 경우, 공정불량이 발생할 수 있다. 기판의 휨에 따른 공정불량을 해결하기 위해, 기판이 놓이는 베이크의 바닥면에 기판을 흡착시키는 진공부가 구비되어 기판의 휨을 보정하는 구성이 개발되었다.

하지만 공정처리 시 진공부가 기판에 접촉이 안되는 경우 기판의 휨을 보정할 수 없는 단점이 존재할 뿐만 아니라 기판이 휨 형태에 따라 진공부의 흡착을 위한 진공배관 구성에 의해 가열부재의 히터구성이 복잡해져서 제작비용이 증가되는 단점이 존재한다.

또한 상기 구성에서는 기류가 에지나 센터 중 어느 하나의 방향에서 유입되기 때문에 공정 조건에 따라 유동적으로 기류를 제어할 수 없어 수율 제어가 어렵다는 단점이 존재한다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기류를 제어함과 동시에 기판의 휨을 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 가열하는 가열부재를 구비하는 챔버몸체; 하부가 개방되고, 공정 처리 시 상기 챔버몸체와 결합하여 기판처리공간을 형성하는 챔버커버를 포함하고, 상기 챔버커버는, 상기 기판처리공간을 형성하는 측판; 기류가 유입되는 유입홀과, 상기 유입되는 기류를 확산시키는 기류확산공간을 포함하는 상판; 및 상기 상판의 하부에 구비되고, 상기 확산된 기류를 상기 기판으로 균일하게 분사하는 다공성부재를 포함한다.

또한 실시예에 있어서, 상기 기류확산공간은 상기 챔버커버의 센터부, 전면부, 및 에지부 중 어느 하나에 구비된다.

또한 실시예에 있어서, 상기 다공성 부재의 지름크기는 상기 기판의 지름크기보다 크게 형성되고, 상기 기판이 놓이는 영역보다 더 넓은 영역에 상기 기류가 분사된다.

또한 실시예에 있어서, 상기 다공성 부재는 서로 다른 공극 크기를 갖는 적어도 2이상의 서브 다공성 부재가 적층 형성된다.

또한 실시예에 있어서, 상기 서로 다른 공극 크기를 갖는 적어도 2이상의 서브 다공성 부재 중 하부에 배치되는 서브 다공성 부재일수록 공극 크기가 작아질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 적어도 하나의 다공성 부재를 이용하여 기판의 기류를 균일하게 기판 상으로 분사할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 챔버커버에 형성되는 기류확산공간이 위치에 따라 기판에 분사되는 기류의 영역을 제어할 수 있다. 기판처리 중에 기판이 휘어지는 형태에 따라 서로 다른 위치에 형성된 기류확산공간이 구비된 교체 가능한 챔버커버를 이용하여 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가열부재에 진공흡착이 필요하지 않아 가열부재의 구성이 간단해지므로 가열부재의 제작비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 기류를 제어함과 동시에 기판의 휨을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다
도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 가열유닛의 여러 형태의 단면을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 가열유닛의 챔버커버의 일부를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7b는 가열유닛 내에서 웨이퍼 휨이 방지되는 구성을 도시한 도면이다.
도 8a 내지 8b는 서로 다른 형태의 다공성 부재 구조를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 자명하다.

도 1은 기판처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3는 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4은 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 4을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.

이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 칭하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제3 방향(16)이라 칭한다.

기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.

이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.

로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓이는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제1 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제1 방향(12), 제2 방향(14), 제3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.

제1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제1 버퍼(320), 제2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상모듈(400) 사이에 배치된다. 제1 버퍼(320), 제2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제1 버퍼 로봇(360)은프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제2 버퍼(330), 그리고 제1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제3 방향(16)을 따라 배치된다. 제1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제1 버퍼 로봇(360)은 제2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제1 버퍼(320)와 제2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.

제1 버퍼(320)와 제2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제1 버퍼(320)는 제2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다.

일 예에 의하면, 제2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.

제1 버퍼 로봇(360)은 제1 버퍼(320)와 제2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다.

제1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제2 방향(14) 및 제3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.

냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.

도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다. 도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송챔버(430)는 제2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 유닛(410)과 베이크 유닛(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 유닛(410)은 복수개가 제공되며, 제1 방향(12) 및 제3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 유닛(410)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)는 제1 방향(12) 및 제3 방향(16)으로 각각 복수개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)는 더 많거나 더 적은 수로 제공될 수 있다.

반송 챔버(430)는 제1 버퍼 모듈(300)의 제1 버퍼(320)와 제1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 유닛들(420), 레지스트 도포 유닛들(400), 제1 버퍼 모듈(300)의 제1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제2 버퍼 모듈(500)의 제1 냉각 챔버(520) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제1방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다.

지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드레일(433)에 결합된다. 레지스트 도포 유닛들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 유닛(410)에서 사용되는 감광액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 감광액으로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 유닛(410)은 기판(W) 상에 감광액을 도포한다. 레지스트 도포 유닛(410)은 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 감광액을 공급한다. 노즐(413)은원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 감광액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 유닛(410)에는 감광액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.

베이크 유닛(800)은 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)는 감광액을 도포하기 전후 각각에 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)은 감광액을 도포하기 전의 기판(W)의 표면 성질이 변화시키도록 기판(W)을 소정의 온도로 가열하고, 그 기판(W) 상에 점착제와 같은 처리액막을 형성할 수 있다. 베이크 유닛(800)은 감광액이 도포된 기판(W)을 감압 분위기에서 감광액막을 열 처리할 수 있다. 감광액막에 포함된 휘발성 물질을 휘발시킬 수 있다. 본 실시예에는 베이크 유닛(800)이 감광액막을 열 처리하는 유닛으로 설명한다.

베이크 유닛(800)은 냉각 플레이트(830) 및 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이트(830)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(830)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(830)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(830)에 놓여진 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.

가열유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다.

이하 도 5a 내지 도 8b를 참조하여 가열유닛에 대해 상세히 설명한다.

도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 가열유닛의 여러 형태의 단면을 도시한 도면이고, 도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 가열유닛의 챔버커버의 일부를 도시한 도면이고, 도 7a 내지 도 7b는 가열유닛 내에서 웨이퍼 휨이 방지되는 구성을 도시한 도면이고, 도 8a 내지 8b는 서로 다른 형태의 다공성 부재 구조를 도시한 도면이다.

도 5a 내지 도 8b를 참조하면, 가열 유닛(1000)은 챔버커버(1100)와, 챔버몸체(1200)와, 승강부(1300)를 포함한다.

챔버커버(1100)는 하부가 개방된 통 형상으로서 상부의 상판(1110)과 상판의 둘레를 따라 하방으로 형성되는 측판(1120)으로 구성된다. 챔버커버(1100)는 유입홀(1111), 배기홀(1112), 배기관(1116), 기류차단부재(1114), 기류차단부재(1114)에 의해 형성되는 기류확산공간(1113), 그리고 다공성 부재(1130)를 포함한다.

배기홀(1112)은 챔버커버(1100)의 상판(1110)의 중심에 형성된다. 배기홀(1112)은 기판처리공간(1115)의 분위기가 배기되는 배기홀로 기능한다. 유입홀(1111)은 복수개로 형성되며, 챔버커버(1110)의 상판(1110)의 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 유입홀(1111)은 기판처리공간(1115)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀로 기능한다. 유입홀(1111)은 배기홀(1112)을 중심으로 복수개가 서로 대칭인 위치에 형성된다. 외부의 기류는 공기 또는 비활성 기체일 수 있다.

배기관(1116)은 배기홀(1112)로부터 연장되어 챔버커버(1100)의 상판(1110)의 중심을 관통 형성된다. 배기관(1116)은 외측면에 기류차단부재(1114)가 일체로 형성될 수 있다. 배기관(116)의 하부면은 기류차단부재(1114)의 하부면과 함께 다공성 부재(1130)가 접합 또는 고정되는 대상이다.

기류차단부재(1114)는 기류를 차단한다. 기류차단부재(1114)에 의해 차단된 공간을 제외한 공간에 기류가 확산되는 기류확산공간(1113)가 형성된다. 기류차단부재(1114)는 배기관(1116)과 일체로 형성되거나 또는 상판의 에지 부분에 하방으로 돌출 형성될 수 있다. 기류차단부재(1114)의 하단부 및 배기관(1116)의 하단부에 다공성 부재(1130)가 접합 또는 결합에 의해 고정된다.

기류확산공간(1113)은 유입홀(1111)로부터 유입되는 기류를 확산시킨다. 기류확산공간(1113)은 기류차단부재(1114)가 형성된 위치를 제외한 위치에 형성된다. 기류확산공간(1113)은 다양한 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 기류확산공간(1113)은 목적에 따라 기류차단부재(1114)가 배기관(1116)이 형성된 부분을 제외한 상판(1110)의 에지부, 센터부, 또는 전면부에 형성될 수 있다.

구체적으로 도 5a를 참조하면, 도 5a에 도시된 가열유닛(1000)은 배기관(1116)이 형성된 부분을 제외한 챔버커버(1100)의 전면부, 즉 상판(1110)의 전면부에 기류확산공간(1113)이 형성되어 있다. 도 6a는 도 5a 도시된 가열유닛(1000)의 챔버커버(1100)를 도시한 도면으로, 좌측은 상면, 우측은 배면을 나타낸다. 우측의 챔버커버(1100)의 배면을 살펴보면 기류차단부재(1114)가 거의 존재하지 않는다. 따라서 배기관(1116)이 형성된 부분을 제외한 상판(1110)의 전면부에 형성되는 기류확산공간(1113)이 유입홀(1111)로부터 유입된 기류를 상판(1110)의 전면으로 확산시킨다. 이후 전면으로 확산된 기류는 다공성 부재(1130)를 통해 기판(W)의 전면으로 균일하게 분사된다.

도 5b를 참조하면, 도 5b에 도시된 가열유닛(1000)은 배기관(1116)이 형성된 부분과 센터부를 제외한 챔버커버(1100)의 에지부, 즉 상판(1110)의 에지부에 기류확산공간(1113)이 형성되어 있다. 도 6b는 도 5b 도시된 가열유닛(1000)의 챔버커버(1100)를 도시한 도면으로, 좌측은 상면, 우측은 배면을 나타낸다. 우측의 챔버커버(1100)의 배면을 살펴보면 기류차단부재(1114)가 상판(1110)의 센터부에 넓게 형성되어 있다. 따라서 상판(1110)의 에지부에 형성되는 기류확산공간(1113)은 유입홀(1111)로부터 유입된 기류를 상판(1110)의 에지부로 확산시킨다. 이후 에지부로 확산된 기류는 다공성 부재(1130)를 통해 기판(W)의 에지부로 균일하게 분사된다. 도 7a를 참조하면, 도 5b의 구조를 갖는 가열유닛이 기판(W)의 에지부분에 균일한 기류를 집중적으로 분사하므로, 기판(W)의 에지부분이 들뜨는 것을 방지하는 데에 효과적임을 알 수 있다.

도 5c를 참조하면, 도 5c에 도시된 가열유닛(1000)은 챔버커버(1100)에 배기관(1116)이 형성된 부분을 제외한 챔버커버(1100)의 센터부, 즉 상판(1110)의 센터부에 기류확산공간(1113)이 형성되어 있다. 도 6c는 도 5c 도시된 가열유닛(1000)의 챔버커버(1100)를 도시한 도면으로 좌측은 상면, 우측은 배면을 나타낸다. 우측의 챔버커버(1100)의 배면을 살펴보면 기류차단부재(1114)가 상판(1110)의 에지부에 넓게 형성되어 있다. 따라서 상판(1110)의 센터부에 형성되는 기류확산공간(1113)은 유입홀(1111)로부터 유입된 기류를 상판(1110)의 센터부로 확산시킨다. 이후 센터부로 확산된 기류는 다공성 부재(1130)를 통해 기판(W)의 센터부로 균일하게 분사된다. 도 7b를 참조하면, 도 5c의 구조를 갖는 가열유닛이 기판(W)의 센터부분에 균일한 기류를 집중적으로 분사하므로, 기판(W)의 센터부분이 들뜨는 것을 방지하는 데에 효과적임을 알 수 있다.

즉, 처리공정 중에 기판(W)의 에지 부분이 들뜨는 것을 방지하기 위해, 기류확산공간(1113)을 상판(1110)의 에지부에 형성함으로써, 기판(W)의 에지부에 분사되는 기류에 의해 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다. 또한 처리공정 중에 기판(W)의 센터 부분이 들뜨는 것을 방지하기 위해, 기류확산공간(1113)을 상판(1110)의 센터부에 형성함으로써, 기판(W)의 센터부에 분사되는 기류에 의해 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다. 또한 기류확산공간(1113)을 상판(1110)의 전면부에 형성함으로써, 기판(W)의 전면에 분사되는 기류에 의해 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다.

결국, 챔버커버(1100)에 형성되는 기류확산공간(1113)이 위치에 따라 기판(W)에 분사되는 기류의 영역을 제어할 수 있다. 기판(W)이 기판처리 중에 휘어지는 형태에 따라 서로 다른 교체 가능한 챔버커버를 이용하여 기류가 기판(W)에 분사되는 영역을 조정함으로써 기판(W)의 휨을 방지할 수 있다.

다공성 부재(1130)는 다수의 공극을 포함하는 재질로 구성된다. 예를 들어 다공성 부재(1130)는 다수의 공극을 포함하는 탄소화합물(그라파이트) 재질, 또는 다수의 공극을 포함하는 세라믹 소재로 형성될 수 있다. 다공성 부재(1130)는 다수의 공극을 이용하여 기류확산공간(1113)으로부터의 기류를 균일하게 기판으로 분사시킬 수 있다. 유입홀(1111)로부터 유입되는 기류는, 전면, 에지부, 센터부 중 어느 하나의 특정위치에 형성되는 기류확산공간(1113)에서 확산된 후, 추가적으로 유입되는 기류에 의해 압력이 상승되면서 다공성 부재(1130)의 다수의 공극을 통해 균일하게 기판(W)으로 분사된다.

다공성 부재(1130)의 중심에는 배기관(1116)과 연통될 수 있는 연통홀(1131)이 형성된다. 연통홀(1131)은 기판처리공간(1115)의 기류를 배기관(1116)으로 배기될 수 있도록 한다. 연통홀(1131)이 형성된 부분은 배기관(1116)과 연통될 수 있도록 배기관(1116)의 하부면과 접합 또는 결합될 수 있다.

다공성 부재(1130)는 세라믹 접착제 또는 고온에서 견딜 수 있는 본드에 의해 배기관(1116) 및 기류차단부재(1114)에 접합된다. 이와는 다르게 다공성 부재(1130)는 볼트에 의해 배기관(1116) 및 기류차단부재(1114)에 고정될 수 있다.

도 8a를 참조하면, 하나의 서브 다공성 부재로 형성된 다공성 부재(1130)는 공정처리에 적합한 기류를 형성할 수 있는 공극 크기로 선택될 수 있다.

도 8b를 참조하면, 다공성 부재(1130)는 공극 크기가 서로 다른 2이상의 서브 다공성부재가 적층되어 형성될 수 있다. 하부로 갈수록 공극 크기가 작은 서브 다공성 부재(1134)가 배치되고, 상부로 갈수록 공극 크기가 큰 서브 다공성 부재(1133)가 배치될 수 있다. 하부로 갈수록 공극 크기가 작은 서브 다공성 부재가 적층 형성된 다공성부재(1130)의 경우, 상부에 배치된 공극 크기가 큰 서브 다공성 부재(1133)에서 기류를 우선적으로 균일한 상태로 만들고, 하부에 배치된 공극 크기가 작은 서브 다공성 부재(1134)에서 기류를 더욱 균일하게 만들어 기판(W)에 분사할 수 있다. 각각의 서브 다공성 부재(1133, 1134)는 공정처리에 적합한 기류를 형성할 수 있는 공극 크기로 선택될 수 있다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 기류확산공간(1113)이 상판(1110)의 에지부 또는 전면부에 형성된 경우, 다공성 부재(1130)의 지름크기가 기판(W)의 지름크기보다 크게 형성되면, 기판(W)이 놓인 영역보다 더 넓은 영역에 기류가 분사될 수 있다. 기판(W)의 외곽부분에 분사되는 기류는 물질의 유출입을 차단하는 에어커튼(A)의 기능을 한다.

챔버커버(1100)의 측판(1120)은 공정처리 시 챔버몸체(1200)와 결합하여 밀폐된 기판처리공간(1115)를 형성한다. 기판처리공간(1115)은 공정처리시 상압 또는 이보다 낮은 감압분위기로 형성된다.

챔버몸체(1200)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 챔버몸체(1200) 내부에는 가열부재(1210)가 구비된다.

가열부재(1210)는 가열부재(1210)의 상면에 형성된 안착플레이트에 안착된 기판(W)을 가열 처리한다. 가열부재(1210)는 복수개의 히터들을 포함하며, 복수개의 히터들은 각각의 히팅 영역을 형성한다. 각각의 히팅 영역들은 독립적으로 온도조절이 가능하다. 예들 들어 히팅 영역은 15개일 수 있다. 히팅 영역은 센서에 의해 온도가 측정된다. 히터들은 열전소자 또는 열선일 수 있다.

가열부재(1210) 또는 챔버몸체(1200)의 내부에는 상하방향으로 구동되는 복수의 리프트핀(미도시)이 제공된다. 리프트핀은 기판(W)이 챔버 내부로 들어오면 가열부재(1210)의 상면에 형성된 안착플레이트에서 상부방향으로 돌출되어 기판(W)을 지지하며, 공정 처리시 하부방향으로 인입되어 기판(W)을 가열부재(1210)의 상면에 형성된 안착플레이트에 안착시킨다.

승강부(1300)는 챔버커버(1100)를 상하방향으로 구동한다. 공정 처리 챔버커버(1100)는 승강부(1300)에 의해 하방으로 구동되어 챔버몸체(1200)와 결합되어 밀폐된 기판처리공간(1115)를 형성한다. 공정 처리 직후 또는 공정 처리 직전에는 기판(W)이 챔버(100) 내부로 들어오거나 다른 유닛으로 이송될 때, 챔버커버(1100)는 승강부(1300)에 의해 상방으로 구동되어 챔버몸체(1200)와 이격된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가열부재에 진공흡착이 필요하지 않아 가열부재의 구성이 간단해져서 가열부재의 제작비용을 절감할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

1000: 가열유닛 1100: 챔버커버
1110: 상판 1111: 유입홀
1112: 배기홀 1113: 기류확산공간
1114: 기류차단부재 1115: 기판처리공간
1116: 배기관 1120: 측판
1130: 다공성 부재 1131: 연통홀
1200: 챔버몸체 1210: 가열부재
1300: 승강부

Claims

기판을 가열하는 가열부재를 구비하는 챔버몸체;
하부가 개방되고, 공정 처리 시 상기 챔버몸체와 결합하여 기판처리공간을 형성하는 챔버커버를 포함하고,
상기 챔버커버는,
상기 기판처리공간을 형성하는 측판;
기류가 유입되는 유입홀과, 상기 유입되는 기류를 확산시키는 기류확산공간을 포함하는 상판; 및
상기 상판의 하부에 구비되고, 상기 확산된 기류를 상기 기판으로 균일하게 분사하는 다공성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1 항에 있어서,
상기 기류확산공간은 상기 챔버커버의 센터부, 전면부, 및 에지부 중 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,
상기 다공성 부재의 지름크기는 상기 기판의 지름크기보다 크게 형성되고, 상기 기판이 놓이는 영역보다 더 넓은 영역에 상기 기류가 분사되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,
상기 다공성 부재는 서로 다른 공극 크기를 갖는 적어도 2이상의 서브 다공성 부재가 적층 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제4항에 있어서,
상기 서로 다른 공극 크기를 갖는 적어도 2이상의 서브 다공성 부재 중 하부에 배치되는 서브 다공성 부재일수록 공극 크기가 작은 것을 특징으로 하는 기판처리장치.