KR20210000345A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210000345A
KR20210000345A KR1020190074915A KR20190074915A KR20210000345A KR 20210000345 A KR20210000345 A KR 20210000345A KR 1020190074915 A KR1020190074915 A KR 1020190074915A KR 20190074915 A KR20190074915 A KR 20190074915A KR 20210000345 A KR20210000345 A KR 20210000345A
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이충현
고정석
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윤현
엄영제
서용준
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Abstract

본 기재의 기판 처리 장치는 기판을 처리할 수 있는 처리액을 저장하는 저장 부재; 상기 저장 부재에 설치되고, 상기 처리액을 순환시키는 순환 부재; 상기 처리액의 온도를 목표 온도로 유지하는 온도 조절 유닛; 및 상기 저장 부재로부터 이격되게 위치되고, 상기 저장 부재를 향하여 빛을 조사하여 상기 처리액과 기판을 가열하는 광 열원 유닛;을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Substrate treatment apparatus}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 처리하는데 사용될 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 공정 장치들은 연속적으로 배치되어 반도체 기판에 대해 다양한 공정을 수행한다. 다양한 공정 중에서 에칭(Etching) 공정은 웨이퍼의 처리면에 처리액을 도포하고 특정 온도로 가열할 수 있다.
종래의 기판 처리 장치를 사용하여 대면적의 웨이퍼를 균일한 온도로 가열하기 위해서는 레이저 빔과 이를 회절시키기 위한 광학 장치를 사용한다. 웨이퍼가 균일하게 가열되려면, 레이저 빔이 웨이퍼 전체에 균일하게 회절되어야 하나, 레이저 빔을 회절하기 위한 광학계 설계가 매우 어려울 뿐만 아니라, 설계 및 제조에 많은 비용이 소요될 수 있다.
그리고, 종래의 기판 처리 장치는 웨이퍼의 온도 균일도를 확보하기 위해서 웨이퍼를 스핀척에 안착시킨 다음 회전시킨다. 이를 위하여 종래의 기판 처리 장치는 모터 구동 수단과 스핀척을 구비해야 함으로써, 전체적인 구조가 복잡하다.
또한, 종래의 기판 처리 장치는 온도 균일도 형성이 쉽지 않으며, 공정이 진행될수록 에칭에 사용되는 인산 등이 증발하면서 인산의 농도가 변할 수 있다. 그리고, 증발한 인산 등이 주변에 부딪힌 다음 다시 반사되어 파티클 소스로 작용할 수 있다.
그리고, 종래의 기판 처리 장치는 웨이퍼의 아래면에 웨이퍼를 가열하기 위한 레이저를 배치하고, 전술한 모터 수단 및 스핀척, 광열원을 보호하기 위해 중간 매개체(Quartz 등)를 필요로 한다. 또한, 종래의 기판 처리 장치는 인산 부산물로 인한 이물질(Fume) 등으로 주기적으로 세정해야 할 뿐만 아니라, 세정이 실시되는 동안 기판을 처리하지 못하게 되면서 생산성이 떨어질 수 있다.
또한, 종래의 기판 처리 장치는 이물질의 축적으로 인하여 레이저 소자의 산란이 발생되고 빔 형상(Beam shape)이 불균일하게 발생되면서, 목표로하는 공정 성능 확보가 매우 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1017654호
본 발명의 목적은 기판 전체의 온도를 목표 온도로 안정적으로 유지시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 기판 처리 장치는 기판을 처리할 수 있는 처리액을 저장하는 저장 부재; 상기 저장 부재에 설치되고, 상기 처리액을 순환시키는 순환 부재; 상기 처리액의 온도를 목표 온도로 유지하는 온도 조절 유닛; 및 상기 저장 부재로부터 이격되게 위치되고, 상기 저장 부재를 향하여 빛을 조사하여 상기 처리액과 기판을 가열하는 광 열원 유닛;을 포함한다.
한편, 상기 광 열원 유닛은, 베이스부; 상기 베이스부의 일측에 결합되고, 빛을 발생시키는 광 발생 부재; 및 상기 광 발생 부재에 이격되게 위치되고, 상기 광 발생 부재에서 조사된 빛을 기판으로 확산시키는 확산 부재;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 광 발생 부재는 상기 베이스부의 중심에서 양측으로 갈수록 조밀하게 배치될 수 있다.
한편, 상기 광 발생 부재는, 적외선 램프(Infrared Radiation lamp), 발광 소자(LED: Light Emitting Diode), 자외선(UV: ultraviolet), 레이저(Laser) 및 아이피엘(IPL: Intensive Pulse laser) 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 온도 조절 유닛은, 상기 저장 부재의 내부에 설치되고, 처리액의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 저장 부재의 외측에 배치되고, 상기 온도 센서에서 검출된 결과를 기초로하여 동작되는 하나 이상의 발열 코일;을 포함할 수 있다.
한편, 상기 저장 부재에 설치되고, 상기 처리액의 농도를 목표 농도로 유지하는 농도 조절 유닛;을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 처리액의 표면 장력에 의하여 상기 기판에 계면이 발생된 상태에서 상기 처리액과 상기 기판이 서로 접촉될 수 있도록 상기 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함할 수 있다.
한편, 상기 지지 유닛은 상기 기판이 일정 깊이만큼 처리액에 침지된 상태에서 상기 기판을 일방향으로 이동시키고, 상기 순환 부재는 수면(level)에서의 처리액의 흐름이 상기 기판의 이동 방향에 반대방향이 되도록 상기 처리액을 순환시킬 수 있다.
한편, 상기 저장 부재의 내부에 설치되고, 상기 처리액의 흐름을 가이드하는 하나 이상의 가이드 부재;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 순환 부재는 상기 저장 부재의 바닥면의 중앙 부분에 위치되고, 상기 가이드 부재는 두 개이고, 상기 두 개의 가이드 부재는 상기 순환 부재를 기준으로 서로 대칭되도록 위치될 수 있다.
한편, 상기 저장 부재에 인접하게 설치되고, 상기 기판이 처리액에 침지되기 전에 상기 기판을 선 가열(Pre-heating)하는 가열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 처리액을 특정 온도로 가열한 다음 저장 부재내에서 지속적으로 순환시키고, 광 열원 유닛으로 기판을 가열한다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판이 처리되는 과정에서 기판 전체를 균일한 온도로 유지할 수 있다.
그리고, 최근에는 반도체의 미세화에 의하여 기판에서의 에칭 정도의 편차가 과거보다 중요한 이슈가 되기 때문에 더욱 정확한 온도 제어가 요구되고 있다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판 전체의 온도를 목표 온도로 정확하게 제어할 수 있으므로, 미세화에 용이하게 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 기판 처리 장치에서 온도 조절 유닛의 변형예를 도시한 도면이다.
도 3은 광 열원 유닛에서 광 발생 부재가 베이스부에 배치된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 처리액이 기판의 표면을 따라 흐르는 속도가 영역에 따라 달라지는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 기판의 형상 프로파일, 비교예 및 실시예에 따른 온도 프로파일을 함께 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치에 포함된 지지 유닛과 기판을 발췌하여 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 기판이 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의하여 처리액의 수면을 따라 이동되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 저장 부재(110), 순환 부재(120), 온도 조절 유닛(130) 및 광 열원 유닛(140)을 포함한다.
저장 부재(110)는 기판(S)을 처리할 수 있는 처리액(T)을 저장할 수 있다. 여기서, 처리액(T)은 일례로 인산 수용액일 수 있다. 인산 수용액은 기판(S) 표면의 질화 규소막을 에칭하는데 사용될 수 있다. 이를 위한 인산 수용액은 일반적으로 160도정도로 가열될 수 있고, 에칭을 적정하게 수행하기 위해서는 목표 온도로 유지되는 것이 중요할 수 있다.
저장 부재(110)는 상부가 개방될 수 있다. 저장 부재(110)의 개방된 부분에 처리 대상물인 기판(S)이 위치될 수 있다. 저장 부재(110)는 처리액(T)의 순환이 가능하면서, 기판(S)이 수용될 수 있을 정도의 크기일 수 있다. 저장 부재(110)의 형상은 일례로 원통형, 육면체 등 다양한 형상일 수 있다.
순환 부재(120)는 상기 저장 부재(110)에 설치되고, 상기 처리액(T)을 순환시킬 수 있다.
순환 부재(120)는 일례로 펌프일 수 있다. 순환 부재(120)는 저장 부재(110)의 바닥면에 인접하게 설치되어 저장 부재(110) 바닥의 처리액(T)을 상방으로 강제 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 기판(S)이 처리액(T)에 침지된 상태에서, 저장 부재(110)에 저장된 처리액(T)이 지속적으로 순환될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시되어 있는 방향을 기준으로, 순환 부재(120)가 저장 부재(110)의 우측 바닥면에 위치한 경우, 처리액(T)은 저장 부재(110) 내에서 반시계 방향으로 순환될 수 있다. 이와 다르게, 순환 부재(120)가 저장 부재(110)의 좌측 바닥면에 위치한 경우, 처리액(T)은 저장 부재(110) 내에서 시계 방향으로 순환되는 것도 가능할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 처리액(T)이 원활하게 순환될 수만 있으면, 순환 부재(120)는 저장 부재(110)의 다양한 영역에 설치될 수 있으므로, 순환 부재(120)의 위치를 특정 위치로 한정하지는 않는다.
한편, 기판(S)이 처리액(T)에 침지된 상태에서 처리액(T)이 순환되지 않는 경우, 기판(S)이 처리액(T)과의 열전달이 충분히 이루어지지 않게 되어 기판(S)의 온도가 낮아질 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 표면이 정상적으로 처리되기에 충분한 온도가 되지 않을 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 처리액(T)을 순환하도록 이루어짐으로써, 기판(S)이 처리액(T)에 의해 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 가이드 부재(170)를 더 포함할 수 있다.
가이드 부재(170)는 상기 저장 부재(110)의 내부에 설치되고, 상기 처리액(T)의 흐름을 가이드할 수 있다. 즉, 가이드 부재(170)는 순환 부재(120)에 의하여 강제로 이동되는 처리액(T)이 저장 부재(110) 내에서 더욱 안정적으로 순환되도록 할 수 있다.
온도 조절 유닛(130)은 상기 처리액(T)의 온도를 목표 온도로 유지할 수 있다. 여기서, 목표 온도는 기판(S)의 처리가 원활하게 실시될 수 있는 온도이다.
상기 온도 조절 유닛(130)은 일례로 온도 센서(131)와 하나 이상의 발열 코일(132)을 포함할 수 있다.
온도 센서(131)는 온도 센서(131)는 저장 부재(110) 내부에 설치되고, 처리액(T)의 온도를 측정할 수 있다. 이러한 온도 센서(131)는 저장 부재(110)의 다양한 위치에 설치될 수 있으므로, 특정 위치로 한정하지는 않는다.
발열 코일(132)은 저장 부재(110)의 외측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 발열 코일(132)은 저장 부재(110)의 둘레면의 적어도 일부분을 감싸도록 설치될 수 있다. 이와 다르게, 도 2에 도시된 바와 같이, 발열 코일(132)은 저장 부재(110)의 양측 각각에 설치된 것도 가능할 수 있다.
발열 코일(132)은 상기 온도 센서(131)에서 검출된 결과를 기초로하여 동작될 수 있다. 이러한 발열 코일(132)은 저장 부재(110)의 상부에 위치될 수 있다. 발열 코일(132)이 처리액(T)의 수면에 인접하게 위치되면서, 처리액(T)의 수면에서 온도 저하가 발생되는 것이 최대한 억제될 수 있다. 이와 같은 온도 조절 유닛(130)이 처리액(T)의 온도를 조절하는 방법은 온도 센서(131)에서 검출된 결과를 기초로하여 발열 코일(132)의 발열량을 제어하여 수행될 수 있다.
광 열원 유닛(140)은 상기 저장 부재(110)로부터 이격되게 위치될 수 있다. 광 열원 유닛(140)은 상기 저장 부재(110)를 향하여 빛을 조사하여 상기 처리액(T)과 기판(S)을 가열할 수 있다.
상기 광 열원 유닛(140)은 상기 저장 부재(110)로부터 상방에 위치될 수 있다. 이와 같은, 광 열원 유닛(140)은 처리액(T)에 침지되는 기판(T)을 가열하기도 하지만, 처리액(T) 자체를 가열하기도 한다.
이에 따라, 처리액(T)은 온도 조절 유닛(130)에 의해 가열됨과 아울러, 광 열원 유닛(140)에 의해서도 가열될 수 있다. 특히, 저장 부재(110)에 저장된 처리액(T)에서 수면은 주변의 공기에 의해 냉각되기가 용이할 수 있다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 처리액(T)의 수면을 광 열원 유닛(140)이 가열함으로써, 수면에서 온도 저하가 발생되는 것을 최소화할 수 있다.
이를 위한 광 열원 유닛(140)은 일례로 베이스부(141), 광 발생 부재(142) 및 확산 부재(143)를 포함할 수 있다.
베이스부(141)는 광 열원 유닛(140)의 몸체가 될 수 있다. 베이스부(141)는 하면이 저장 부재(110)를 향하도록 위치될 수 있다.
기판(S)이 원형의 웨이퍼인 경우, 베이스부(141)는 웨이퍼와 유사한 원판 형상일 수 있다. 후술할 광 발생 부재(142)가 원판 형상의 베이스부(141)에 설치되므로, 광 발생 부재(142)에서 발생된 빛이 원형의 웨이퍼 전체에 조사될 수 있다.
광 발생 부재(142)는 베이스부(141)의 일측에 결합되고, 빛을 발생시킬 수 있다. 광 발생 부재(142)는 일례로, 적외선 램프(Infrared Radiation lamp), 발광 소자(LED: Light Emitting Diode), 자외선(UV), 레이저(Laser) 및 아이피엘(IPL: Intensive Pulse laser) 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
확산 부재(143)는 광 발생 부재(142)에 이격되게 위치되고, 광 발생 부재(142)에서 조사된 빛을 기판(S)으로 확산시킬 수 있다. 확산 부재(143)는 일례로 하나 이상의 렌즈로 구성되어 빛을 굴절시키는 렌즈 모듈일 수 있다.
이와 같은 광 열원 유닛(140)은 광 발생 부재(142)에서 발생된 빛이 확산 부재(143)에서 굴절되어 기판(S)을 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 처리액(T)도 가열할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서 광 열원 유닛(140)은 상기 기판(S)의 중간에서 양측으로 갈수록 상기 기판(S)을 점차 강하게 가열할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이를 위한 광 발생 부재(142)는 베이스부(141)의 중심에서 양측으로 갈수록 조밀하게 배치될 수 있다.
일반적으로 특정 구간을 흐르는 유체는 중간 부분보다 양측 부분의 유속이 상대적으로 느리다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서도 처리액(T)의 유속이 저장 부재(110)와의 마찰에 의하여 저장 부재(110)의 가장자리에서의 유속이 중간부분 유속보다 느릴 수 있다.
즉, 기판(S)의 중간 부분(A영역)에서의 처리액(T)의 유속(F1)이 기판(S)의 양측 부분(B영역)에서의 유속(F2)보다 상대적으로 빠를 수 있다. 따라서, 처리액(T)이 흐르는 방향을 기준으로, 기판(S)의 중간(A영역)보다 양측(B영역)으로 갈수록 기판(S)과 처리액(T) 사이에서 열 교환의 원활하게 이루어지지 않게 되어 점차 온도가 낮아질 가능성이 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에 포함된 광 열원 유닛(140)은 기판(S)의 중간(A영역) 보다 양측(B영역)에 더욱 많은 빛을 조사함으로써, 기판(S)의 양측(B영역)이 중간(A영역)보다 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 기판(S) 전체의 온도가 균일하게 유지될 수 있다.
이와 같은 광 열원 유닛(140)은 광 발생 부재(142)가 베이스부(141)의 양측에 더욱 조밀하게 배치(도 3 참조)됨으로써, 기판(S)의 중간보다 양측에 더욱 많은 빛을 조사할 수 있다. 이에 따라, 저장 부재(110)에서 순환되는 처리액(T)에 포함된 열이 기판(S)의 중간보다 양측에 상대적으로 잘 전달되지 못하더라도, 광 열원 유닛(140)이 기판(S)의 양측을 기판(S)의 중간보다 더욱 강하게 가열하여 온도 차이를 보정할 수 있다.
도 5에 처리액의 유속 차이에 의한 기판 처리면에서의 일반적인 온도 프로파일(P1), 광 열원에 의한 프로파일(P2), 실시예에 따른 기판 온도 프로파일(P3)이 도시된다.
실시예에 따른 온도 프로파일(P3)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100, 도 1 참조)에서와 같이 처리액의 열과 광 열원 유닛(140)에서 발생되는 열이 합쳐져서 발생되는 온도 분포를 나타낸 것이다. 그리고, 온도 프로파일(P2)은 처리액의 열을 제외하고 광 열원 하나에서만 발생되는 열에 의한 온도 분포를 나타낸 것이다.
일반적인 온도 프로파일은 광원의 중심에서 멀어질수록 온도가 점차 하강한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 온도 프로파일(P3)은 광 열원에 의한 온도 보상으로 인해 기판의 중심에서 멀어지더라도 온도 하강이 최소화됨을 확인할 수 있다.
도 1로 되돌아가서, 전술한 바와 같이 광 열원 유닛(140)은 기판(S)이 처리액에 접촉할 때 순간적으로 떨어지는 온도를 빠르게 보상하여 처리 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 광 열원 유닛(140)은 기판(S) 처리 과정에서 기판(S)의 각 부분의 온도 분포가 상이하더라도, 기판(S)의 전체 영역에 걸쳐서 온도가 균일하게 제어될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 농도 조절 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.
농도 조절 유닛(150)은 상기 저장 부재(110)에 설치되고, 상기 처리액(T)의 농도를 목표 농도로 유지할 수 있다. 이를 위한 농도 조절 유닛(150)은 농도 측정 센서(미도시), 저장 탱크(151) 및 펌프(152)를 포함할 수 있다. 농도 측정 센서는 저장 부재(110)의 내부에 설치될 수 있다. 저장 탱크(151)는 저장 부재(110)의 외부에 설치될 수 있다. 펌프(152)는 저장 부재(110)에 저장된 유체를 펌핑하여 저장 부재(110)로 공급할 수 있다.
처리액(T)이 인산 수용액인 경우, 농도 조절 유닛(150)은 인산 수용액의 농도를 측정할 수 있다. 측정된 농도가 목표 농도 보다 낮으면, 펌프(152)가 동작되며, 인산이 저장 탱크(151)로부터 저장 부재(110)로 공급될 수 있다. 측정된 농도가 목표 농도 보다 높으면, 펌프(152)가 동작되며, 용매가 저장 탱크(151)로부터 저장 부재(110)로 공급될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 농도 조절 유닛(150)을 더 포함함으로써, 공정이 실시되는 과정에서 인산이 증발하더라도 인산 수용액의 농도가 일정하게 유지되어 기판(S)의 처리가 안정적으로 실시될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 지지 유닛(160)을 포함할 수 있다.
지지 유닛(160)은 상기 처리액(T)의 표면 장력에 의하여 상기 기판(S)에 계면이 발생된 상태에서 상기 처리액(T)과 상기 기판(S)이 서로 접촉될 수 있도록 상기 기판(S)을 지지할 수 있다. 이를 위한 지지 유닛(160)은 일례로 지지부를 포함할 수 있다. 지지부는 기판(S)의 가장자리의 일부분을 지지할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(200) 전체를 도시하지는 않고, 일부만 발췌하여 도시하였으며, 지지 유닛(160)은 도 6에 도시한 지지 유닛(160)과 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)에서 지지 유닛(160)은 상기 기판(S)이 일정 깊이만큼 처리액(T)에 침지된 상태에서 상기 기판(S)을 일방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 순환 부재(120)는 수면(level)에서의 처리액(T)의 흐름이 상기 기판(S)의 이동 방향에 반대방향이 되도록 상기 처리액(T)을 순환시킬 수 있다. 즉, 지지 유닛(160)은 처리액(T)이 흐르는 방향의 반대 방향으로 기판(S)을 이동시킬 수 있다.
이를 위한 지지 유닛(160)은 구동부(162)를 포함할 수 있다. 구동부(162)는 지지부를 이동시킬 수 있다. 구동부(162)는 일례로 대상물을 일방향으로 이동시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 적용이 가능하므로, 특정 장치로 한정하지는 않는다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 처리액(T)에 침지된 상태에서 구동부(162)가 지지부를 처리액(T)의 표면을 따라서 이동시키면, 기판(S)과 처리액(T)과의 상대 속도가 증가될 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 전술한 실시예에 따른 기판 처리 장치(100, 도 1 참조)보다 처리액(T)과 기판(S) 사이에 열교환이 더욱 원활하게 실시될 수 있다. 그러므로, 기판(S)의 온도가 더욱 안정적으로 유지됨으로써, 기판(S) 처리 신뢰성이 현저하게 향상될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(300)에서, 상기 순환 부재(120)는 상기 저장 부재(110)의 바닥면의 중앙 부분에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 가이드 부재(170)는 두 개이고, 상기 두 개의 가이드 부재(170A, 170B)는 상기 순환 부재(120)를 기준으로 서로 면대칭(plane symmetry)되도록 위치될 수 있다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(300)는 전술한 실시예에 따른 기판 처리 장치(100, 도 1 참조)와 비교하여 처리액(T)이 저장 부재(110)에서 고여 있는 부분이 없이 더욱 원활하게 순환되도록 할 수 있다. 그러므로, 저장 부재(110) 전반에서 처리액(T)의 농도 및 온도가 항상 균일하게 유지될 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리 장치(400)는 가열 부재(180)를 더 포함할 수 있다.
가열 부재(180)는 상기 저장 부재(110)에 인접하게 설치되고, 상기 기판(S)이 처리액(T)에 침지되기 전에 상기 기판(S)을 선 가열(Pre-heating)할 수 있다.
기판(S)의 처리에 적합한 온도가 160도인 경우, 가열 부재(180)는 기판(S)을 대략 140도 정도로 가열할 수 있다. 이후, 기판(S)은 처리액(T)에 침지되고, 처리액(T)과 광 열원 유닛(140)에 의해 160도까지 가열될 수 있다. 이와 같은 가열 부재(180)가 기판(S)을 예열함으로써, 기판(S)이 목표 온도까지 빠른 속도로 상승할 수 있게 하여 기판(S) 처리가 더욱 안정적으로 실시될 수 있다.
도 1로 되돌아가서, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)는 처리액(T)을 특정 온도로 가열한 다음 저장 부재(110)내에서 지속적으로 순환시키고, 광 열원 유닛(140)으로 기판(S)을 가열한다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판(S)이 처리되는 과정에서 기판(S) 전체를 균일한 온도로 유지할 수 있다.
그리고, 최근에는 반도체의 미세화에 의하여 기판(S)에서의 에칭 정도의 편차가 과거보다 중요한 이슈가 되기 때문에 더욱 정확한 온도 제어가 요구되고 있다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판(S) 전체의 온도를 목표 온도로 정확하게 제어할 수 있으므로, 미세화에 용이하게 대응할 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300, 400: 기판 처리 장치
110: 저장 부재 120: 순환 부재
130: 온도 조절 유닛 131: 온도 센서
132: 발열 코일 140: 광 열원 유닛
141: 베이스부 142: 광 발생 부재
143: 확산 부재 150: 농도 조절 유닛
151: 저장 탱크 152: 펌프
160: 지지 유닛 170: 가이드 부재
180: 가열 부재

Claims (11)

  1. 기판을 처리할 수 있는 처리액을 저장하는 저장 부재;
    상기 저장 부재에 설치되고, 상기 처리액을 순환시키는 순환 부재;
    상기 처리액의 온도를 목표 온도로 유지하는 온도 조절 유닛; 및
    상기 저장 부재로부터 이격되게 위치되고, 상기 저장 부재를 향하여 빛을 조사하여 상기 처리액과 기판을 가열하는 광 열원 유닛;을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 열원 유닛은,
    베이스부;
    상기 베이스부의 일측에 결합되고, 빛을 발생시키는 광 발생 부재; 및
    상기 광 발생 부재에 이격되게 위치되고, 상기 광 발생 부재에서 조사된 빛을 기판으로 확산시키는 확산 부재;를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광 발생 부재는 상기 베이스부의 중심에서 양측으로 갈수록 조밀하게 배치되는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광 발생 부재는,
    적외선 램프(Infrared Radiation lamp), 발광 소자(LED: Light Emitting Diode), 자외선(UV: ultraviolet), 레이저(Laser) 및 아이피엘(IPL: Intensive Pulse laser) 중 선택된 어느 하나인 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절 유닛은,
    상기 저장 부재의 내부에 설치되고, 처리액의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
    상기 저장 부재의 외측에 배치되고, 상기 온도 센서에서 검출된 결과를 기초로하여 동작되는 하나 이상의 발열 코일;을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저장 부재에 설치되고, 상기 처리액의 농도를 목표 농도로 유지하는 농도 조절 유닛;을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리액의 표면 장력에 의하여 상기 기판에 계면이 발생된 상태에서 상기 처리액과 상기 기판이 서로 접촉될 수 있도록 상기 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 기판이 일정 깊이만큼 처리액에 침지된 상태에서 상기 기판을 일방향으로 이동시키고,
    상기 순환 부재는 수면(level)에서의 처리액의 흐름이 상기 기판의 이동 방향에 반대방향이 되도록 상기 처리액을 순환시키는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 저장 부재의 내부에 설치되고, 상기 처리액의 흐름을 가이드하는 하나 이상의 가이드 부재;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 순환 부재는 상기 저장 부재의 바닥면의 중앙 부분에 위치되고,
    상기 가이드 부재는 두 개이고, 상기 두 개의 가이드 부재는 상기 순환 부재를 기준으로 서로 대칭되도록 위치되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 저장 부재에 인접하게 설치되고, 상기 기판이 처리액에 침지되기 전에 상기 기판을 선 가열(Pre-heating)하는 가열 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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