KR20200059202A - Substrate heating unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 가열 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과부하 없이 기판을 타겟 온도까지 가열할 수 있는 기판 가열 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate heating unit, and more particularly, to a substrate heating unit capable of heating a substrate to a target temperature without overload.
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, in the process of processing a glass substrate or wafer in a flat panel display device manufacturing or semiconductor manufacturing process, a photoresist coating process, a developing process, an etching process, an ashing process, etc. 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.In each process, in order to remove various contaminants attached to the substrate, a wet cleaning process using chemical or deionized water and a drying process for drying the chemical or pure water remaining on the substrate surface ) Process is performed.
최근에는 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액을 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 선택적으로 제거하는 식각 공정을 진행하고 있다. Recently, an etching process of 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 in progress.
고온의 케미칼 수용액을 이용한 기판처리장치에서는 식각률 및 유니포미티를 개선하기 위해 기판을 가열하는 기판 가열 장치가 적용되어 활용되고 있다.In a substrate processing apparatus using a high-temperature chemical aqueous solution, a substrate heating apparatus for heating a substrate to improve the etch rate and uniformity is applied and utilized.
그러나, 기존 기판 가열 장치는 히터를 센싱하는 온도센서가 스테인리스 스틸(stainless steel)로 제작되어 세팅(setting) 값을 낮게 가져가게 되면 기판 온도가 타겟(target) 온도(예를 들면 200도)까지 도달하지 못하게 된다. 또한, 온도센서가 제1공정진행 후 가열된 상태에서 충분히 쿨링되지 않은 채로 제2공정을 진행하면 온도센서의 가열로 인해 세팅값(설정된 측정 온도)에 빨리 도달하게 되어 기판이 타겟 온도에 도달하지 못하게 된다. 이와는 반대로, 온도센서의 세팅값을 더 높게 설정하여 진행하는 경우 센서 fail과 함께 오동작을 일으키는 문제점이 있다.However, in the conventional substrate heating apparatus, when the temperature sensor for sensing the heater is made of stainless steel and the setting value is lowered, the substrate temperature reaches the target temperature (for example, 200 degrees). I can't. In addition, if the temperature sensor is heated after the first process and the second process is performed without being sufficiently cooled, the set value (set measurement temperature) is quickly reached due to the heating of the temperature sensor, so that the substrate does not reach the target temperature. I can't. On the contrary, when the setting value of the temperature sensor is set higher, there is a problem that a sensor fails and malfunctions.
본 발명의 실시예들은 온도센서의 과부하 없이 기판을 타겟 온도까지 가열시킬 수 있는 기판 가열 유닛을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a substrate heating unit capable of heating a substrate to a target temperature without overloading the temperature sensor.
본 발명의 실시예들은 온도센서가 발열체로부터 전달되는 열 이외에 주변 구조물로부터 전달되는 전도열을 차단할 수 있는 기판 가열 유닛을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention is to provide a substrate heating unit capable of blocking conduction heat transmitted from a surrounding structure in addition to heat transmitted from a heating element by a temperature sensor.
본 발명의 실시예들은 온도센서의 온도를 빠르게 낮출 수 있는 기판 가열 유닛을 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention is to provide a substrate heating unit that can quickly lower the temperature of the temperature sensor.
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 to this, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상부에 기판이 놓여지는 회전 가능한 척 스테이지; 중공형의 형상을 갖고, 상기 척 스테이지와 결합하여 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부; 상기 회전부 내부를 관통하여 상기 척 스테이지 상부 중앙에 구비되고, 기판의 후면으로 처리액을 분사하는 백노즐부; 상기 척 스테이지의 상부로부터 이격되어 배치되고, 상기 척 스테이지의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상의 램프들을 갖는 발열부; 상기 발열부와 상기 척 스테이지 사이에 제공되고, 상기 발열부로부터 방사된 열 에너지를 기판을 향해 반사시키는 반사 플레이트; 및 상기 램프들 각각의 온도를 측정하기 위해 상기 반사 플레이트에 설치되는 온도센서 어셈블리들을 포함하는 기판 가열 유닛을 제공하고자 한다. According to an aspect of the present invention, a rotatable chuck stage on which a substrate is placed; A rotating part having a hollow shape and rotating with the chuck stage to rotate the chuck stage; A back nozzle part which penetrates inside the rotating part and is provided at the upper center of the chuck stage, and sprays a processing liquid to the rear surface of the substrate; A heating unit having ring-shaped lamps arranged spaced apart from the top of the chuck stage and concentrically arranged at different radius distances with respect to the center of the chuck stage; A reflection plate provided between the heat generating part and the chuck stage, and reflecting heat energy radiated from the heat generating part toward a substrate; And a temperature sensor assembly installed on the reflective plate to measure the temperature of each of the lamps.
또한, 상기 온도센서 어셈블리는 상기 반사 플레이트에 고정하기 위해 볼트 체결공이 형성된 고정블록; 상기 고정부로부터 일측으로 연장되어 형성되고 상기 반사 플레이트로부터 이격되게 제공되는 박형(silm)의 지지판; 신호 인출용 리드선이 연결되고, 상기 지지판의 저면에 위치되는 온도 센서 소자; 상기 온도 센서 소자를 둘러싸도록 제공되고, 가장자리는 상기 지지판의 저면에 용접으로 고정되는 박형의 덮개판; 및 상기 반사 플레이트로부터 전달되는 열을 차단하기 위해 상기 고정블록과 상기 반사 플레이트 사이에 설치되는 단열 스페이서를 포함한다.In addition, the temperature sensor assembly is a fixing block having a bolt fastening hole for fixing to the reflective plate; A support plate of a thin shape formed to extend from one side of the fixing portion and spaced apart from the reflection plate; A temperature sensor element to which a lead wire for signal extraction is connected and located on the bottom surface of the support plate; A thin cover plate which is provided to surround the temperature sensor element, and has an edge fixed to the bottom surface of the support plate by welding; And an insulating spacer installed between the fixing block and the reflective plate to block heat transmitted from the reflective plate.
또한, 상기 고정블록과 상기 지지판 그리고 상기 덮개판은 금도금층을 가질 수 있다.In addition, the fixing block, the support plate and the cover plate may have a gold plating layer.
본 발명에 의하면, 온도센서 어셈블리는 반사 플레이트로부터 전달되는 열을 최소화하여 순수 IR 램프의 열만을 측정하게 함으로써 온도센서의 세팅값을 낮게 설정하여 과부하 없이 기판을 타겟 온도까지 가열하고, 각 공정의 온도센서 온도를 같게 하여 공정간 오차를 줄일 수 있는 각별한 효과를 갖는다. According to the present invention, the temperature sensor assembly minimizes heat transmitted from the reflecting plate to measure only the heat of the pure IR lamp, thereby setting the temperature sensor to a low setting value to heat the substrate to the target temperature without overload, and the temperature of each process It has the special effect of reducing errors between processes by making the sensor temperature the same.
본 발명에 의하면, 온도센서 어셈블리의 고정블록과 지지판 그리고 덮개판이 금도금처리됨으로써 반사 플레이트로부터 전달되는 열을 필터링하여 온도 센서의 세팅값을 낮춤으로써 온도센서의 무리 없는 동작을 기대할 수 있다.According to the present invention, the fixing block of the temperature sensor assembly, the support plate, and the cover plate are gold-plated to filter the heat transmitted from the reflective plate, thereby lowering the setting value of the temperature sensor, thereby expecting a smooth operation of the temperature sensor.
본 발명에 의하면, 온도 센서 소자가 장착된 지지판은 반사 플레이트에 형성된 관통홀에 인접하게 배치됨으로써 쿨링 가스에 의한 냉각이 가능하다. 따라서, 제1공정 후 가열된 온도센서를 단 시간에 낮추어 제2공정을 진행할 수 있어 공정 타임 및 기판 가열 시간 편차를 줄일 수 있는 각별한 효과를 갖는다. According to the present invention, the support plate on which the temperature sensor element is mounted is disposed adjacent to the through-hole formed in the reflective plate, thereby allowing cooling by the cooling gas. Therefore, after the first process, the heated temperature sensor can be lowered in a short time to proceed with the second process, which has a special effect of reducing the process time and the substrate heating time deviation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.
도 4는 기판 가열 유닛의 단면도이다.
도 5는 도 4의 요부를 보여주는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 반사 플레이트에 설치되는 온도센서 어셈블리를 보여주는 도면들이다.1 is a plan view schematically showing a substrate processing facility according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the processing apparatus shown in FIG. 1.
3 is a side cross-sectional configuration diagram showing the configuration of a processing apparatus according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of the substrate heating unit.
5 is a view showing the main parts of FIG.
6A and 6B are views showing a temperature sensor assembly installed on a reflective plate.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings has been exaggerated to emphasize a clearer explanation.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제 2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 정의한다. The
인덱스부(10)는 기판 처리 시스템(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함한다. The
4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 캐리어(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. The four
인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다. The
버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. The
메인 이송 로봇(30)은 이동 통로(40)에 설치되며, 각 처리 장치(1)들 및 버퍼부(20) 간에 기판을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 처리 장치(1)으로 이송하거나, 각 처리 장치(1)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다. The
이동 통로(40)는 처리부 내의 제 1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 처리 장치(1)들이 서로 마주보며 제 1 방향을 따라 배치된다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 처리 장치(1)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다. The
처리 장치(1)은 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 시스템(1000)은 상하층으로 된 다수개의 처리 장치(1)을 구비하나, 처리 장치(1)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 처리 장치(1)은 독립적인 하우징으로 구성되며, 이에 각각의 처리 장치 내에서는 독립적인 형태로 기판을 처리하는 공정이 이루어질 수 있다. The
아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액(오존수 포함), 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스(IPA가 포함된 가스)와 같은 처리유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다. In the following example, an apparatus for cleaning a substrate using high-temperature sulfuric acid, alkaline chemical liquid (including ozone water), acidic chemical liquid, rinse liquid, and dry gas (gas containing IPA) will be described as an example. However, the technical spirit of the present invention is not limited to this, and can be applied to all kinds of devices that perform a process while rotating a substrate such as an etching process.
도 2는 본 발명에 따른 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다. 도 3은 본 발명에 따른 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.2 is a plan view showing the configuration of a processing apparatus according to the present invention. 3 is a side cross-sectional configuration diagram showing the configuration of a processing apparatus according to the present invention.
본 실시예에서는 매엽식 처리 장치(1)가 처리하는 기판으로 반도체 기판을 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다. In this embodiment, a semiconductor substrate is illustrated and described as an example processed by the sheet-fed
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 매엽식 처리 장치(1)는 다양한 처리 유체들을 사용하여 가열된 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치로써, 챔버(800), 처리 용기(100), 기판 가열 유닛(200), 약액 공급 부재(300), 고정 노즐(900) 그리고 공정 배기부(500)를 포함한다. 2 and 3, the sheet-fed
챔버(800)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(810)이 설치된다. 팬필터유닛(810)은 챔버(800) 내부에 수직 기류를 발생시킨다. The
팬필터유닛(810)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 고습도 외기를 필터링하여 챔버 내부로 공급해주는 장치이다. 고습도 외기는 팬 필터 유닛(810)을 통과하여 챔버 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 수직기류는 기판 상부에 균일한 기류를 제공하게 되며, 처리유체에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 처리 용기(100)의 흡입덕트들을 통해 공정 배기부(500)로 배출되어 제거됨으로써 처리 용기 내부의 고청정도를 유지하게 된다. The
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(800)는 수평 격벽(814)에 의해 공정 영역(816)과 유지보수 영역(818)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 배기라인(510) 이외에도 승강유닛의 구동부과, 약액 공급 부재(300)의 제1노즐(310)들과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(818)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3, the
처리 용기(100)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 가열 유닛(200)이 위치된다. 기판 가열 유닛(200)은 공정 진행시 기판(W)을 지지한 상태에서 가열하고 기판을 회전시킨다. The
처리 용기(100)는 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간을 제공한다. 처리 용기(100)에는 회전되는 기판상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다. The
환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 하부공간에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다. The annular first, second and
구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.Specifically, the first to
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다. The first to
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다. Each upper surface 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 flowing into the first recovery space RS1 is discharged to the outside through the
공정 배기부(500)는 처리 용기(100) 내부의 배기를 담당한다. 일 예로, 공정 배기부(500)는 공정시 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)중 처리액을 회수하는 흡입덕트에 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 생산라인(팹)의 바닥 공간에 매설된 메인 배기라인과 연결된다. The
한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 기판 가열 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 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(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 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다. The
이 실시예에 있어서, 처리 장치(1)은 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 가열 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 처리 장치(1)는 기판 가열 유닛(200)을 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 가열유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.In this embodiment, the
고정 노즐(900)들은 처리 용기(100) 상단에 설치된다. 고정 노즐(900)은 스핀헤드(210)에 놓여진 기판(W)으로 처리 유체를 분사한다. 고정 노즐(900)은 기판의 처리 위치에 따라 분사 각도 조절이 가능하다.
약액 공급 부재(300)는 기판(W) 표면을 식각하기 위한 고온의 케미칼을 토출한다. 여기서, 케미컬은 황산, 인산, 또는 황산과 인산의 혼합액일 수 있다.The chemical liquid supply member 300 discharges a high-temperature chemical for etching the surface of the substrate W. Here, the chemical may be sulfuric acid, phosphoric acid, or a mixture of sulfuric acid and phosphoric acid.
약액 노즐 부재(310)는 노즐(311), 노즐 암(313), 지지 로드(315), 노즐 구동기(317)를 포함한다. 노즐(311)은 공급부(320)를 통해 인산을 공급받는다. 노즐(311)은 인산을 기판 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 위치하며, 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(210)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 노즐(311)은 기판(W)의 중심과 가장 자리영역 사이 구간을 스윙 이동하며 인산을 토출할 수 있다. The chemical
도시하지 않았지만, 매엽식 처리 장치(1)는 약액 공급 부재(300) 이외에도 다양한 처리 유체들을 기판으로 분사하기 위한 공급 부재들을 포함할 수 있다.Although not shown, the sheet-fed
도 4는 기판 가열 유닛을 보여주는 단면도이고, 도 5는 도 4의 요부를 보여주는 도면이다. 4 is a cross-sectional view showing a substrate heating unit, and FIG. 5 is a view showing main parts of FIG. 4.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판 가열 유닛(200)은 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 가열 유닛(200)은 공정 진행 중 기판을 가열한다. 또한, 기판 가열 유닛(200)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 2 to 5, the
기판 가열 유닛(200)은 척 스테이지(210), 석영 윈도우(220), 회전부(230), 백노즐부(240), 발열부(250), 반사 플레이트(260), 온도센서 어셈블리(270)를 포함한다.The
척 스테이지(210)는 원형의 상부면을 갖으며, 회전부(230)에 결합되어 회전된다. 척 스테이지(210)의 가장자리에는 척킹 핀(212)들이 설치된다. 척킹 핀(212)들은 석영 윈도우(220)를 관통해서 석영 윈도우(220) 상측으로 돌출되도록 제공된다. 척킹 핀(212)들은 다수의 지지 핀(214)들에 의해 지지된 기판(W)이 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 또한, 공정 진행시 척킹 핀(212)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다. The
회전부(230)는 중공형의 형상을 갖고, 척 스테이지(210)와 결합하여 척 스테이지(210)를 회전시킨다. The
척 스테이지(210)의 상부에는 기판을 150-250℃로 가열하기 위한 발열부(250)가 설치된다. 발열부(250)는 서로 상이한 직경을 가지고 서로 이격되게 배치되며, 링 형상으로 제공되는 복수의 IR 램프(252)들을 포함한다. 각 IR 램프(252)에는 온도센서 어셈블리(270)가 구성되어 있어 각각 제어가 가능할 수 있다.A
발열부(250)는 동심의 다수의 구역들로 세분될 수 있다. 각각의 구역에는 각각의 구역을 개별적으로 가열시킬 수 있는 IR 램프(252)들이 제공된다. IR 램프(252)들은 척 스테이지(210)의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상으로 이루어진다. 본 실시예에서는 6개의 IR 램프(252)들이 도시되어 있지만, 이는 하나의 예에 불과하며 IR 램프들의 수는 원하는 온도 제어된 정도에 의존하여 가감될 수 있음을 이해할 것이다. 이처럼, 발열부(250)는 각각의 개별적인 구역의 온도를 제어함으로써, 공정 진행 동안 기판의 반경에 따라 온도를 단조적으로 (즉, 온도에서의 연속적인 증가 또는 감소) 제어할 수 있는 능력을 제공한다. 이를 위해 각 IR 램프(252)들의 온도를 개별적으로 체크하기 위한 온도센서 어셈블리(270)가 반사 플레이트(26)에 설치된다. The
일 예로, IR 램프(252)들이 척 스테이지(210)와 함께 회전되는 구조에서는 발열부(250)로 전원을 공급하는 방식은 슬립링을 사용할 수 있다. For example, in a structure in which the
발열부(250)와 척 스테이지(210) 사이에는 IR 램프(252)들에서 발생되는 열을 상부(기판을 향하도록)로 전달되도록 반사 플레이트(260)이 제공될 수 있다. 반사 플레이트(260)는 회전부(230)의 중앙 공간에 관통하여 설치되는 노즐 몸체에 지지될 수 있다. 그리고, 반사 플레이트(260)은 안정적인 지지를 위해 내측단에 하측으로 연장되어 형성되고 회전부(230)에 베어링(232)을 통해 지지되는 지지단(268)을 포함한다. 반사 플레이트(260)는 척 스테이지(210)와 함께 회전되지 않는 고정식으로 제공된다. A
도시하지 않았지만, 반사 플레이트(260)는 방열을 위한 목적으로 쿨링핀들이 설치될 수 있다. 그리고, 반사 플레이트(260)의 발열을 억제하기 위해 냉각 가스가 반사 플레이트 저면을 흐르도록 구성될 수 있다. 일 예로, 노즐 몸체(242)에는 온도센서 어셈블리들이 배치된 방향을 향해 반사 플레이트 저면으로 쿨링 가스를 분사하는 분사 포트(248)를 갖는다. Although not illustrated, the cooling plates may be installed in the
한편, 발열부(250)와 기판(W) 사이에는 IR 램프(252)들을 보호하기 위한 석영 윈도우(220)가 설치될 수 있다. 석영 윈도우(220)는 투명할 수 있으며 척 스테이지(210)와 함께 회전될 수 있다. 석영 윈도우(220)는 지지핀(224)들을 포함한다. 지지 핀(224)들은 석영 윈도우(220)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 석영 윈도우(220)로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(224)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 석영 윈도우(220)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. Meanwhile, a
백노즐부(240)는 기판의 배면에 약액을 분사하기 위한 것으로, 노즐 몸체(242) 및 약액 분사부(244)를 가진다. 약액 분사부(244)는 척 스테이지(210)와 석영 윈도우(220)의 중앙 상부에 위치된다. 노즐 몸체(242)는 중공형의 회전부(200) 내에 관통 축설되며, 도시하지 않았지만 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 윈도우와 노즐 몸체 사이로 식각액이 침투되는 것을 방지하도록 질소 퍼지가스를 공급한다.The
온도센서 어셈블리(270)들은 IR 램프(252)들 각각의 온도를 측정하기 위해 반사 플레이트(260)의 일직선 상에 일렬로 설치된다. The
도 6a 및 도 6b는 반사 플레이트에 설치되는 온도센서 어셈블리를 보여주는 도면들이다.6A and 6B are views showing a temperature sensor assembly installed on a reflective plate.
온도센서 어셈블리(270)는 고정블록(271), 지지판(272), 온도 센서 소자(273), 덮개판(274), 단열 스페이서(278)를 포함한다. 상기의 구조로 이루어지는 온도센서 어셈블리는 IR 램프의 정확한 온도 측정을 위해 IR 램프의 근거리인 반사 플레이트(260)에 박형의 온도센서 어셈블리를 장착하여 측정 및 온도 제어를 할 수 있다. 즉, 상기의 온도센서 어셈블리는 협소한 공간에 매우 적합한 구조를 갖는다. The
고정블록(271)은 반사 플레이트(260)에 고정하기 위해 볼트 체결공(271a)을 갖는다. 지지판(272)은 박형(silm) 형태로 고정블록(271)의 일측으로 연장되어 형성된다. 지지판(272)은 반사 플레이트(260)의 상면으로 이격되어 배치되고, 반사 플레이트(260)에는 지지판(272)과 대향하는 부분에 관통홀(269)이 형성된다. 따라서, 반사 플레이트(260) 저면을 흐르는 쿨링 가스가 관통홀(269)을 통해 온도 센서 어셈블리(270)를 냉각시킬 수 있다. 온도 센서 소자(273)는 신호 인출용 리드선(273a)이 연결되며, 지지판(272)의 저면에 위치된다. 온도 센서 소자(273)는 지지판(272)의 저면에 가장자리가 용접으로 고정되는 덮개판(274)에 의해 둘러싸여져 지지된다. 즉, 온도 센서 소자(273)는 지지판(272)에 직접 고정되는 것이 아니라 덮개판(274)에 의해 받쳐진 상태로 장착된다. The fixing
단열 스페이서(278)는 고정 블록(271) 저면에 설치된다, 즉, 단열 스페이서(278)는 고정블록(271)과 반사 플레이트(260) 사이에 삽입되어 반사 플레이트(260)로부터 온도센서 어셈블리(170)로 전달되는 전도열을 차단한다. The insulating
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 above detailed description is to illustrate the present invention. In addition, the above-described content is to describe and describe preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications and environments. That is, it is possible to change or modify the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the scope of the art or knowledge in the art. The embodiments described describe the best conditions for implementing the technical spirit of the present invention, and various changes required in specific application fields and uses of the present invention are possible. Therefore, the detailed description of the above invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. In addition, the appended claims should be construed to include other embodiments.
1: 처리 장치
100: 처리 용기
200 : 기판 가열 유닛
250 : 발열부
252 ; IR 램프
260 : 반사 플레이트
270 : 온도센서 어셈블리 1: processing unit 100: processing container
200: substrate heating unit 250: heating unit
252; IR lamp 260: reflective plate
270: temperature sensor assembly
Claims (17)
기판을 처리하기 위한 공정 공간을 제공하는 처리 용기와;
공정 진행 중 기판을 지지하고, 기판을 가열하는 기판 가열 유닛과;
상기 기판 가열 유닛에 지지된 기판으로 처리액을 분사하는 공급 부재를 포함하되,
상기 기판 가열 유닛은,
상부면을 가지는 척 스테이지와;
상기 척 스테이지와 결합되어 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부와;
상기 척 스테이지와 함께 회전되도록 상기 척 스테이지에 설치되는 윈도우와;
상기 척 스테이지의 상기 상부면과 상기 기판 가열 유닛에 놓인 기판 사이에 배치되는 발열부와;
상기 윈도우의 상부면에 배치되어 기판의 하면을 지지하는 지지 핀을 포함하는 기판 처리 장치.In the apparatus for processing a substrate,
A processing container providing a processing space for processing the substrate;
A substrate heating unit supporting the substrate during the process and heating the substrate;
It includes a supply member for spraying a processing liquid to the substrate supported on the substrate heating unit,
The substrate heating unit,
A chuck stage having an upper surface;
A rotating unit coupled to the chuck stage to rotate the chuck stage;
A window installed on the chuck stage to rotate together with the chuck stage;
A heating unit disposed between the upper surface of the chuck stage and the substrate placed on the substrate heating unit;
And a support pin disposed on an upper surface of the window to support a lower surface of the substrate.
상기 지지 핀은 복수 개 제공되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The support pin is provided with a plurality of substrate processing apparatus.
상기 지지 핀들은 상기 윈도우의 상부면 가장자리부에 배치되는 기판 처리 장치.According to claim 2,
The support pins are disposed on an edge of the upper surface of the window.
상기 발열부는 상기 척 스테이지의 상부면으로부터 이격되게 배치되는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The heat generating portion is disposed on the substrate processing apparatus spaced apart from the upper surface of the chuck stage.
상기 기판 가열 유닛은,
상기 척 스테이지에 설치되며, 기판의 측부와 접촉되는 척킹 핀들을 더 포함하고,
상기 척핀 핀들은 상기 윈도우를 관통해서 상기 윈도우 상측으로 돌출되도록 제공되는 기판 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The substrate heating unit,
It is installed on the chuck stage, and further includes chucking pins in contact with the side of the substrate,
The chuck pin pins are provided through the window to protrude to the upper substrate processing apparatus.
상기 발열부는 램프를 포함하는 기판 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The heat generating unit is a substrate processing apparatus including a lamp.
상기 램프는 IR 램프인 기판 처리 장치.The method of claim 6,
The lamp is an IR lamp substrate processing apparatus.
상기 윈도우는 석영 윈도우인 기판 처리 장치.The method of claim 6,
The window is a quartz window substrate processing apparatus.
처리 용기와;
상기 처리 용기 내에서 기판을 지지 및 가열하는 기판 가열 유닛과;
상기 기판 가열 유닛에 지지된 기판으로 처리액을 분사하는 공급 부재를 포함하되,
상기 기판 가열 유닛은,
상부면을 갖는 척 스테이지와;
상기 척 스테이지와 결합되어 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부와;
상기 척 스테이지의 상부면보다 상부에 배치되는 램프와;
상기 기판 가열 유닛에 놓인 기판과 상기 램프 사이에 배치되고, 상기 척 스테이지와 함께 회전되도록 설치되는 석영 윈도우와;
상기 석영 윈도우의 상부면에 배치되며, 기판이 상기 석영 윈도우의 상부면으로부터 이격되도록 기판의 하면을 지지하는 지지 핀을 포함하는 기판 처리 장치.In the apparatus for processing a substrate,
A processing container;
A substrate heating unit supporting and heating the substrate in the processing container;
It includes a supply member for spraying a processing liquid to the substrate supported on the substrate heating unit,
The substrate heating unit,
A chuck stage having an upper surface;
A rotating unit coupled to the chuck stage to rotate the chuck stage;
A lamp disposed above the upper surface of the chuck stage;
A quartz window disposed between the substrate placed on the substrate heating unit and the lamp and installed to rotate with the chuck stage;
A substrate processing apparatus including a support pin disposed on an upper surface of the quartz window and supporting a lower surface of the substrate such that the substrate is spaced apart from the upper surface of the quartz window.
상기 지지 핀은 복수 개 제공되는 기판 처리 장치.The method of claim 9,
The support pin is provided with a plurality of substrate processing apparatus.
상기 지지 핀들은 상기 윈도우의 상부면 가장자리부에 배치되는 기판 처리 장치.The method of claim 10,
The support pins are disposed on an edge of the upper surface of the window.
상기 기판 가열 유닛은,
상기 척 스테이지에 설치되며, 기판의 측부와 접촉되는 척킹 핀들을 더 포함하고,
상기 척핀 핀들은 상기 윈도우를 관통해서 상기 윈도우 상측으로 돌출되도록 제공되는 기판 처리 장치.The method according to any one of claims 9 to 11,
The substrate heating unit,
It is installed on the chuck stage, and further includes chucking pins in contact with the side of the substrate,
The chuck pin pins are provided through the window to protrude to the upper substrate processing apparatus.
상부면을 가지는 척 스테이지와;
상기 척 스테이지와 결합되어 상기 척 스테이지를 회전시키는 회전부와;
상기 척 스테이지와 함께 회전되도록 상기 척 스테이지에 설치되는 윈도우와;
상기 척 스테이지의 상기 상부면과 상기 기판 가열 유닛에 놓인 기판 사이에 배치되는 발열부와;
상기 윈도우의 상부면에 배치되어 기판의 하면을 지지하는 지지 핀을 포함하는 기판 가열 유닛.In the unit for heating the substrate,
A chuck stage having an upper surface;
A rotating unit coupled to the chuck stage to rotate the chuck stage;
A window installed on the chuck stage to rotate together with the chuck stage;
A heating unit disposed between the upper surface of the chuck stage and the substrate placed on the substrate heating unit;
A substrate heating unit including a support pin disposed on an upper surface of the window to support a lower surface of the substrate.
상기 지지 핀은 복수 개 제공되는 기판 가열 유닛.The method of claim 13,
The support pin is provided with a plurality of substrate heating unit.
상기 지지핀들은 상기 윈도우의 상부면 가장자리부에 배치되는 기판 가열 유닛.The method of claim 14,
The support pins are a substrate heating unit disposed on the edge of the upper surface of the window.
상기 척 스테이지에 설치되며, 기판의 측부와 접촉되는 척킹 핀들을 더 포함하고,
상기 척핀 핀들은 상기 윈도우를 관통해서 상기 윈도우 상측으로 돌출되도록 제공되는 기판 가열 유닛.The method according to any one of claims 13 to 15,
It is installed on the chuck stage, and further includes chucking pins in contact with the side of the substrate,
The chuck pin pins are provided through the window so as to protrude above the window.
상기 발열부는 램프를 포함하고,
상기 윈도우는 석영 윈도우인 기판 가열 유닛The method according to any one of claims 13 to 15,
The heating unit includes a lamp,
The window is a quartz window, a substrate heating unit
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KR20100014208A (en) * | 2006-12-14 | 2010-02-10 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Rapid conductive cooling using a secondary process plane |
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KR20140135127A (en) * | 2013-05-15 | 2014-11-25 | 램 리서치 아게 | Apparatus for liquid treatment of wafer shaped articles and heating system for use in such apparatus |
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