KR20230033249A - 히팅 부재 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 가열하는 히팅 부재를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 히팅 부재는, 복수개의 발열 소자가 접합된 히터 플레이트; 상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 형성되는 연결 플레이트; 및 상기 발열 소자와 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함한다.

Description

히팅 부재 및 기판 처리 장치{HEATING MEMBER AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 가열하는 히팅 부재 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 사진, 식각, 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 각 공정에서는 노즐을 통해 처리액을 기판에 공급하게 된다. 상기 공정들을 수행하기 위한 장치에는 기판 처리를 위한 약액, 공정 공간의 온도, 기판 등을 가열하기 위한 히터 시스템이 구비될 수 있다.
도 1은 종래의 히팅 부재를 보여준다. 종래의 히팅 부재는 열선 방식으로 되어 있으며, 열선의 접합부에 전선이 연결되는 방식이다. 종래의 방식에 의하면, 제어하고자 하는 가열 영역(Zone)을 분할할 수록, 전선의 수가 늘어나고, 전선의 전체 부피도 증가하기 때문에 가열 영역(Zone)을 분할하는데 한계가 있다. 또한, 히터 플레이트의 열선과 전선 사이를 접합하는 방식으로 전선의 모양에 따라 하부 공기 대류 형태에 따른 손실이 다르므로 영역별 온도 편차가 발생한다. 또한, 전선의 곡률 정도에 따라 접합부에 응력이 가해지며 강한 응력은 접합부를 손상시킬 수 있다. 또한, 전선이 접합된 부분에 전도에 따른 열손실이 발생하여 온도 불균형이 나타난다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 히팅 부재 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 기판을 가열하는 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 히팅 부재 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 종래보다 가열 영역을 늘릴 수 있는 히팅 부재 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 히팅 부재 하부의 전선이 제거되어, 히팅 부재 하부의 공기 대류를 균일하게 하고 영역별 온도 편차를 줄일 수 있으며, 전선의 접합 부분에 응력이 발생하는 문제 등을 해소할 수 있는 히팅 부재 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 가열하는 히팅 부재를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 히팅 부재는, 복수개의 발열 소자가 접합된 히터 플레이트; 상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 형성되는 연결 플레이트; 및 상기 발열 소자와 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 발열 소자는 상기 히터 플레이트에 접합된 제1 금속 패드 및 제2 금속 패드와 접합될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 연결 플레이트에는 상기 제1 공간의 주변에 제1 비아홀 및 제2 비아홀이 형성 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 비아홀은 상기 제1 금속 패드와 연결되고, 상기 제2 비아홀은 상기 제2 금속 패드와 연결 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 연결 플레이트는, 상기 제1 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제1 회로패턴과; 상기 제2 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 플레이트에는, 상기 제1 회로패턴에 대응되는 위치에 제3 비아홀이 형성되고, 상기 제2 회로패턴에 대응되는 위치에 제4 비아홀이 형성된 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 플레이트는, 상기 제3 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제3 회로패턴; 상기 제4 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제4 회로패턴을 포함하고, 상기 제3 회로패턴과 상기 제4 회로패턴은 상기 제어 소자와 전기적으로 연결 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 발열 소자는 상기 제어 플레이트와 이격되게 배치 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 공간은 상기 발열 소자와 대응되는 개수로 형성되고, 각각의 상기 제1 공간에 상기 발열 소자가 각각 수용 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 소자는 복수개가 제공되고 복수개의 상기 발열 소자 중 일부와 전기적으로 연결 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 소자는 상기 발열 소자의 개수와 대응되는 개수로 제공되고, 복수개의 상기 제어 소자 각각은 복수개의 상기 발열 소자 각각과 전기적으로 연결 될 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 및 상기 지지 유닛에 제공되어 기판을 가열하는 히팅 부재를 포함하고, 상기 히팅 부재는: 복수개의 발열 소자가 접합된 히터 플레이트; 상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 형성되는 연결 플레이트; 및 상기 발열 소자와 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 발열 소자는 상기 히터 플레이트에 접합된 제1 금속 패드 및 제2 금속 패드와 접합될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 연결 플레이트에는 상기 제1 공간의 주변에 제1 비아홀 및 제2 비아홀이 형성되고, 상기 제1 비아홀은 상기 제1 금속 패드와 연결되고, 상기 제2 비아홀은 상기 제2 금속 패드와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 연결 플레이트는, 상기 제1 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제1 회로패턴; 및 상기 제2 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 플레이트에는, 상기 제1 회로패턴에 대응되는 위치에 제3 비아홀이 형성되고, 상기 제2 회로패턴에 대응되는 위치에 제4 비아홀이 형성된 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 플레이트는, 상기 제3 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제3 회로패턴; 및 상기 제4 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제4 회로패턴을 포함하고, 상기 제3 회로패턴과 상기 제4 회로패턴은 상기 제어 소자와 전기적으로 연결 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 발열 소자는 상기 제어 플레이트와 이격되게 배치 될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 공간은 상기 발열 소자와 대응되는 개수로 형성되고, 각각의 상기 제1 공간에 상기 발열 소자가 각각 수용 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 실시 예의 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 제공되어 기판을 가열하는 히팅 부재를 포함하고, 상기 히팅 부재는: 복수개의 발열 소자가 제1 금속 패드 및 제2 금속 패드를 통해 접합된 히터 플레이트; 상기 제1 금속 패드와 연결되는 제1 비아홀 및 상기 제2 금속 패드와 연결되는 제2 비아홀이 형성되고, 상기 제1 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제1 회로패턴과 상기 제2 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 포함하고, 상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 상기 복수개의 발열 소자와 대응되는 개수로 형성되며 각각의 상기 제1 공간에 각각의 상기 발열 소자가 수용되게 제공되는 연결 플레이트; 및 상기 제1 회로패턴에 대응되는 위치에 제3 비아홀이 형성되고, 상기 제2 회로패턴에 대응되는 위치에 제4 비아홀이 형성되며, 상기 제3 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제3 회로패턴과 상기 제4 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제4 회로패턴을 포함하고, 상기 제3 회로패턴과 상기 제4 회로패턴과 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 복수개의 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 기판을 가열하는 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 히팅 부재 및 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 종래보다 가열 영역을 늘릴 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 히팅 부재 하부의 전선이 제거되어, 히팅 부재 하부의 공기 대류를 균일하게 하고 영역별 온도 편차를 줄일 수 있으며, 전선의 접합 부분에 응력이 발생하는 문제 등을 해소할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 히팅 부재의 저면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 5는 도 4의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이다.
도 7은 도 6의 열처리 챔버의 정단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)의 분해 사시도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히터 플레이트(1410)의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)에서 발열 소자(1415)가 제공된 부분을 확대한 단면도이다.
도 11A 내지 도 11F는 순서대로 본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)를 조립하는 순서를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 플레이트를 포함하는 히팅 유닛의 분해 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서 전체에서 사용되는 '~부' 및 '~모듈'은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부' 및 '~모듈'이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부' 및 '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
일 예로서 '~부' 및 '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부' 및 '~모듈'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부' 및 '~모듈'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20,index module), 처리 모듈(30, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(40, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)이 배열된 방향을 X축 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 X축 방향(12)과 수직한 방향을 Y축 방향(14)이라 하고, X축 방향(12) 및 Y축 방향(14)에 모두 수직한 방향을 Z축 방향(16)이라 한다.
인덱스 모듈(20)은 기판(W)이 수납된 용기(10)로부터 기판(W)을 처리 모듈(30)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(10)로 수납한다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 Y축 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(20)은 로드포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 포함한다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(10)는 로드포트(22)에 놓인다. 로드포트(22)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(22)는 Y축 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(10)가 사용될 수 있다. 용기(10)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic GuidedVehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(22)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(24)의 내부에는 인덱스 로봇(2200)이 제공된다. 인덱스 프레임(24) 내에는 길이 방향이 Y축 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(2300)이 제공되고, 인덱스 로봇(2200)은 가이드 레일(2300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(2200)은 기판(W)이 놓이는 핸드(2220)를 포함하며, 핸드(2220)는 전진 및 후진 이동, Z축 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(30)은 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)을 포함한다. 도포 블럭(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블럭(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블럭(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블럭(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블럭들(30b)은 서로 적층되게 제공된다. 도 2의 실시예에 의하면, 도포 블럭(30a)은 2개가 제공되고, 현상 블럭(30b)은 2개가 제공된다. 도포 블럭들(30a)은 현상 블럭들(30b)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블럭들(30a)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블럭들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 액 처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 포함한다. 열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액처리 챔버(3600)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액막을 형성한다. 액막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a) 내에서 열처리 챔버(3200)와 액처리 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 유닛(3420)이 제공된다. 반송 유닛(3420)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 유닛(3420)은 기판(W)이 놓이는 핸드(A)를 가지며, 핸드(A)는 전진 및 후진 이동, Z축 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 유닛(3420)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 5는 도 4의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 핸드(A)는 베이스(3428) 및 지지 돌기(3429)를 포함한다. 베이스(3428)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(3428)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 포함한다. 지지 돌기(3429)는 베이스(3428)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지 돌기(3429)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지 돌기(3429)는 등 간격으로 4개가 제공될 수 있다.
다시 도 3과 도 4를 참조하면, 열처리 챔버(3200)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3200)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3200)은 반송 챔버(3400)의 일측에 위치된다.
도 6은 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이고, 도 7은 도 6의 열처리 챔버의 정단면도이다. 열처리 챔버(3200)는 하우징(3210), 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)를 포함한다.
하우징(3210)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3210)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)는 하우징(3210) 내에 제공된다. 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)은 Y축 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)에 비해 반송 챔버(3400)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3220)은 냉각판(3222)을 포함한다. 냉각판(3222)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3222)에는 냉각부재(3224)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3224)는 냉각판(3222)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3230)은 히팅 부재(1400), 커버(3234)를 포함한다. 히팅 부재(1400)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 히팅 부재(1400)는 기판(W)보다 큰 직경을 갖는다. 히팅 부재(1400)에는 발열 소자(1415)가 제공된다. 발열 소자(1415)는 전류가 인가되는 발열저항체로 제공될 수 있다.
히팅 부재(1400)에는 Z축 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(3238)들이 제공된다. 리프트 핀(3238)은 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 히팅 부재(1400) 상에 내려놓거나 히팅 부재(1400)로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(3238)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(3234)는 내부에 하부가 개방된 공간을 포함한다. 커버(3234)는 히팅 부재(1400)의 상부에 위치되며 구동기(3236)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(3234)가 히팅 부재(1400)에 접촉되면, 커버(3234)와 히팅 부재(1400)에 의해 둘러싸인 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.
반송 플레이트(3240)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 갖는다. 반송 플레이트(3240)의 가장자리에는 노치(3244)가 형성된다. 노치(3244)는 상술한 반송 로봇(3420)의 핸드(A)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(A)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(A)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(A)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(A)와 반송 플레이트(3240) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(3240)는 가이드 레일(3249) 상에 장착되고, 구동기(3246)에 의해 가이드 레일(3249)을 따라 이동된다. 반송 플레이트(3240)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3242)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)의 끝단에서 반송 플레이트(3240)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(3242)은 그 길이 방향이 Y축 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 X축 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)와 가열 유닛(3230) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3240)와 리프트 핀이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 히팅 부재(1400) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어진다. 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3240)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3222)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3240)은 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)은 금속 재질로 제공될 수 있다.
열처리 챔버들(3200) 중 일부의 열처리 챔버에 제공된 가열 유닛(3230)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착률을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
후술하여 본 발명의 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)에 대해 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)의 분해 사시도이다.
히팅 부재(1400)는 히터 플레이트(1410), 연결 플레이트(1420), 제어 플레이트(1430)를 포함한다. 히터 플레이트(1410)의 하부에 연결 플레이트(1420)가 배치된다. 연결 플레이트(1420)의 하부에 제어 플레이트(1430)가 배치된다.
도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히터 플레이트(1410)의 저면도이다. 히터 플레이트(1410)의 하부에는 발열 소자(1415)가 접합되어 제공된다. 히터 플레이트(1410)는 열 전도성이 높은 소재로 제공된다. 실시 예에 있어서, 히터 플레이트(1410)는 금속 소재일 수 있다. 발열 소자(1415)는 필요에 따른 크기를 갖는 것으로 제공될 수 있으며, 필요에 따른 개수로 제공될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)에서 발열 소자(1415)가 제공된 부분을 확대한 단면도이다. 도 10를 참조하여 히팅 부재(1400)를 보다 상세하게 설명한다.
히터 플레이트(1410)에는 제1 금속 패드(1417a)와 제2 금속 패드(1417b)가 제공된다. 발열 소자(1415)는 제1 금속 패드(1417a)와 제2 금속 패드(1417b) 상에 접합된다. 발열 소자(1415)와 제1 금속 패드(1417a)의 접합은 솔더링(1417a)에 의한다. 발열 소자(1415)와 제2 금속 패드(1417b)의 접합은 솔더링(1417b)에 의한다.
실시 예에 있어서, 연결 플레이트(1420)는 PCB로 제공된다. 연결 플레이트(1420)에는 발열 소자(1415)가 수용되는 제1 공간(1423)이 형성된다. 제1 공간(1423)은 복수개가 형성된다. 발열 소자(1415) 각각은 제1 공간(1423) 각각에 수용된다. 연결 플레이트(1420)에는 제1 비아홀(1423a) 및 제2 비아홀(1426b)이 제1 공간(1423)의 주변에 형성된다. 제1 비아홀(1423a)은 제1 금속 패드(1417a)와 연결된다. 제2 비아홀(1426b)은 제2 금속 패드(1417b)와 연결된다. 연결 플레이트(1420)의 일면에는 제1 회로패턴(1427a)과 제2 회로패턴(1427b)이 형성된다. 제1 비아홀(1423a)에는 금속 소재가 일부 또는 전부 채워져 제1 금속 패드(1417a)와 제1 회로패턴(1427a)이 전기적으로 연결된다. 제2 비아홀(1423b)에는 금속 소재가 일부 또는 전부 채워져 제2 금속 패드(1417b)와 제2 회로패턴(1427b)이 전기적으로 연결된다.
실시 예에 있어서, 제어 플레이트(1430)는 PCB로 제공된다. 제어 플레이트(1430)에는 제어 소자(1435)가 제공된다. 제어 소자(1435)는 발열 소자(1415)를 제어한다. 제어 소자(1435)는 제어 플레이트(1430)의 일면에 형성된 제3 회로패턴(1437a) 및 제4 회로패턴(1437b)과 전기적으로 연결된다. 일 예에 있어서, 제3 회로패턴(1437a)은 발열 소자(1415)의 (+)극에 연결될 수 있다. 제4 회로패턴(1437b)은 발열 소자(1415)의 (-)극에 연결될 수 있다. 제어 플레이트(1430)는 제3 비아홀(1436a)과 제4 비아홀(1436b)이 형성된다. 제3 비아홀(1436a)은 제1 회로패턴(1427a)에 대응되는 위치에 형성된다. 제3 비아홀(1436a)은 제1 회로패턴(1427a)와 연결된다. 제4 비아홀(1436b)은 제2 회로패턴(1427b)에 대응되는 위치에 형성된다. 제4 비아홀(1436b)은 제2 회로패턴(1427b)와 연결된다. 제3 비아홀(1436a)에는 금속 소재가 일부 또는 전부 채워져 제1 회로패턴(1427a)와 제3 회로패턴(1437a)이 전기적으로 연결된다. 제4 비아홀(1436b)에는 금속 소재가 일부 또는 전부 채워져 제2 회로패턴(1427b)와 제4 회로패턴(1437b)이 전기적으로 연결된다. 제어 플레이트(1430)는 발열 소자(1415)와 소정 간격 이격되게 배치된다. 제어 소자(1435)와 발열소자(1415)는 전기적으로 연결된다.
실시 예에 있어서, 제어 소자(1435)는 각각의 발열 소자(1415)에 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 각각의 제어 소자(1415)가 각각의 발열 소자(1415)를 제어할 수 있다. 다른 실시 예로, 영역별 복수개의 발열 소자(1415)와 전기적으로 연결되는 제어 소자(1435)가 제공되고, 제어 소자(1435)는 영역별 복수개의 발열 소자(1415)를 제어할 수도 있다. 제어 소자(1435)는 커넥터(1431)와 전기적으로 연결되어 외부로부터 전기적 신호를 인가받을 수 있다.
도 11A 내지 도 11F는 순서대로 본 발명의 일 실시 예에 따른 히팅 부재(1400)를 조립하는 순서를 나타낸 도면이다. 도 11A 내지 도 11F를 순서대로 참조하여 히팅 부재(1400)를 조립하는 방법을 설명한다.
도 11A를 참조한다. 히팅 플레이트(1410)를 준비한다. 히팅 플레이트(1410)에는 제1 금속 패드(1417a)와 제2 금속 패드(1417a)가 접합되어 제공된다.
도 11B를 참조한다. 히팅 플레이트(1410)의 제1 금속 패드(1417a)와 제2 금속 패드(1417a) 상에 발열 소자(1415)를 솔더링한다.
도 11C를 참조한다. 연결 플레이트(1420)를 준비한다. 연결 플레이트(1420)에는 제1 금속 패턴(1427a)과 제2 금속 패턴(1427b)이 인쇄되어 제공된다. 연결 플레이트(1420)의 제1 공간(1423)에 발열 소자(1415)가 수용되도록 위치시킨다. 제1 비아홀(1426a)은 제1 금속 패드(1417a) 상에 위치시킨다. 제2 비아홀(1426b)은 제2 금속 패드(1417b) 상에 위치시킨다.
도 11D를 참조한다. 제1 비아홀(1426a)과 제2 비아홀(1426b)에 금속 페이스트 또는 금속 볼을 넣고 가열하여 솔더링한다. 제1 솔더링(1429a)에 의해 제1 금속 패턴(1427a)과 제1 금속 패드(1417a)가 전기적으로 연결된다. 제2 솔더링(1429b)에 의해 제2 금속 패턴(1427b)과 제2 금속 패드(1417b)가 전기적으로 연결된다.
도 11E를 참조한다. 제어 플레이트(1430)를 준비한다. 제어 플레이트(1430)에는 제어 소자(1435)가 접합되어 제공된다. 제어 플레이트(1430)에는 제3 금속 패턴(1437a)과 제4 금속 패턴(1437b)이 인쇄되어 제공된다. 제3 비아홀(1436a)은 제1 금속 패턴(1427a) 상에 위치시킨다. 제4 비아홀(1436b)은 제2 금속 패턴(1427b) 상에 위치시킨다
도 11F를 참조한다. 제3 비아홀(1436a)과 제4 비아홀(1436b)에 금속 페이스트 또는 금속 볼을 넣고 가열하여 솔더링한다. 제3 솔더링(1439a)에 의해 제1 금속 패턴(1427a)과 제3 금속 패턴(1437a)이 전기적으로 연결된다. 제4 솔더링(1439b)에 의해 제2 금속 패턴(1427b)과 제4 금속 패턴(1437b)이 전기적으로 연결된다.
상술한 솔더링은 자동 실장 기계를 이용하여 행해질 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어 플레이트를 포함하는 히팅 유닛의 분해 사시도이다. 가열 영역을 분할함에 따라 제어 소자(1435)의 개수가 늘어나면, 일측에 제공된 하나의 커넥터만으로는 인쇄 회로를 모두 그릴 수 없을 수 있다. 이에, 복수개의 커넥터(1431a, 1431b, 1431d, 1431d)를 제공하고, 제어 소자(1435)를 영역별로 분리, 예컨대 4개의 영역으로 분리하고, 각각의 영역에 대응되는 커넥터(1431a, 1431b, 1431d, 1431d)와 연결되는 인쇄 회로를 구성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 발열 소자(1415)가 히터 플레이트(1410)의 하단에 직접 부착되어 있음에 따라, 발열 소자(1415)가 연결 플레이트(1420) 및 제어 플레이트(1430)와 같은 PCB와 접촉하는 면적이 최소화된다. 때문에, PCB로의 열 전도는 줄이고 히터 플레이트(1410)로의 열 전도는 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 연결 플레이트(1420)의 제1 비아홀(1426a) 및 제2 비아홀(1426b)을 통하여 발열 소자(1415)와 제어 소자(1435)를 전기적 연결하므로 전선, 핀, 기타 커넥터 따위의 접속 소자가 필요하지 않다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 발열 소자(1415)가 히터 플레이트(1410)과 제어 플레이트(1430)의 사이에 존재하므로 기류에 의한 열손실이 방지될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 히팅 부재(1400)에 전선이 없으므로 발열 소자(1415)의 크기에 따라 많은 가열 영역(Heating Zone)을 사용할 수 있다. 제어 가능한 가열 영역(Heating Zone)이 많을수록 히터 플레이트(1410)의 온도를 제어할 수 있는 포인트가 늘어나므로 온도 제어에 유리하다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 히팅 부재(1400)의 저면이 일정한 형태를 유지하기 때문에 전선 형태에 등에 의한 대류 흐름의 변화가 적다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 열선을 이용하는 방식이 두께나 형태에 따라 저항 편차가 10%이내로 발생하는데 반해, 발열 소자(1415)는 칩으로 적용되므로 저항 편차가 1%이내로 정밀도가 높다.
상술하여 기판 처리 장치(1)의 실시 예를 설명하였다. 상기 대응되는 구성요소들을 포함하는 범위에서 기판 처리 장치(1)의 상세 구조는 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서 변경될 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명에서 제공되는 도면은 본 발명의 최적의 실시예를 도시한 것에 불과하다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 복수개의 발열 소자가 접합된 히터 플레이트;
    상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 형성되는 연결 플레이트; 및
    상기 발열 소자와 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함하는 히팅 부재.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발열 소자는 상기 히터 플레이트에 접합된 제1 금속 패드 및 제2 금속 패드와 접합되는 히팅 부재.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 연결 플레이트에는 상기 제1 공간의 주변에 제1 비아홀 및 제2 비아홀이 형성되는 히팅 부재.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 비아홀은 상기 제1 금속 패드와 연결되고,
    상기 제2 비아홀은 상기 제2 금속 패드와 연결되는 히팅 부재.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 연결 플레이트는,
    상기 제1 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제1 회로패턴; 및
    상기 제2 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 포함하는 히팅 부재.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어 플레이트에는, 상기 제1 회로패턴에 대응되는 위치에 제3 비아홀이 형성되고, 상기 제2 회로패턴에 대응되는 위치에 제4 비아홀이 형성된 것인 히팅 부재.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어 플레이트는,
    상기 제3 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제3 회로패턴; 및
    상기 제4 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제4 회로패턴을 포함하고,
    상기 제3 회로패턴과 상기 제4 회로패턴은 상기 제어 소자와 전기적으로 연결되는 히팅 부재.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 발열 소자는 상기 제어 플레이트와 이격되게 배치되는 히팅 부재.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공간은 상기 발열 소자와 대응되는 개수로 형성되고,
    각각의 상기 제1 공간에 상기 발열 소자가 각각 수용되는 히팅 부재.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 소자는 복수개가 제공되고 복수개의 상기 발열 소자 중 일부와 전기적으로 연결되는 히팅 부재.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 소자는 상기 발열 소자의 개수와 대응되는 개수로 제공되고,
    복수개의 상기 제어 소자 각각은 복수개의 상기 발열 소자 각각과 전기적으로 연결되는 히팅 부재.
  12. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 제공되어 기판을 가열하는 히팅 부재를 포함하고,
    상기 히팅 부재는:
    복수개의 발열 소자가 접합된 히터 플레이트;
    상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 형성되는 연결 플레이트; 및
    상기 발열 소자와 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 발열 소자는 상기 히터 플레이트에 접합된 제1 금속 패드 및 제2 금속 패드와 접합되는 기판 처리 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 연결 플레이트에는 상기 제1 공간의 주변에 제1 비아홀 및 제2 비아홀이 형성되고,
    상기 제1 비아홀은 상기 제1 금속 패드와 연결되고,
    상기 제2 비아홀은 상기 제2 금속 패드와 연결되는 기판 처리 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 연결 플레이트는,
    상기 제1 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제1 회로패턴과;
    상기 제2 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제어 플레이트에는, 상기 제1 회로패턴에 대응되는 위치에 제3 비아홀이 형성되고, 상기 제2 회로패턴에 대응되는 위치에 제4 비아홀이 형성된 것인 기판 처리 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제어 플레이트는,
    상기 제3 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제3 회로패턴; 및
    상기 제4 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제4 회로패턴을 포함하고,
    상기 제3 회로패턴과 상기 제4 회로패턴은 상기 제어 소자와 전기적으로 연결되는 기판 처리 장치.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 발열 소자는 상기 제어 플레이트와 이격되게 배치되는 기판 처리 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 공간은 상기 발열 소자와 대응되는 개수로 형성되고,
    각각의 상기 제1 공간에 상기 발열 소자가 각각 수용되는 기판 처리 장치.
  20. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛에 제공되어 기판을 가열하는 히팅 부재를 포함하고,
    상기 히팅 부재는:
    복수개의 발열 소자가 제1 금속 패드 및 제2 금속 패드를 통해 접합된 히터 플레이트;
    상기 제1 금속 패드와 연결되는 제1 비아홀 및 상기 제2 금속 패드와 연결되는 제2 비아홀이 형성되고, 상기 제1 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제1 회로패턴과 상기 제2 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 포함하고, 상기 발열 소자가 수용되는 제1 공간이 상기 복수개의 발열 소자와 대응되는 개수로 형성되며 각각의 상기 제1 공간에 각각의 상기 발열 소자가 수용되게 제공되는 연결 플레이트; 및
    상기 제1 회로패턴에 대응되는 위치에 제3 비아홀이 형성되고, 상기 제2 회로패턴에 대응되는 위치에 제4 비아홀이 형성되며, 상기 제3 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제3 회로패턴과 상기 제4 비아홀에 제공되는 금속 소재와 전기적으로 연결되는 제4 회로패턴을 포함하고, 상기 제3 회로패턴과 상기 제4 회로패턴과 전기적으로 연결되어 상기 발열 소자를 제어하는 복수개의 제어 소자가 접합된 제어 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
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