KR20230130335A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른, 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지부, 지지부 상에 지지되는 기판의 둘레 영역과 인접한 곳에 위치하여 기판을 고정하도록 구성된 고정부 및 기판의 하면에 흡착하여 기판의 중심 영역에 수직방향으로 힘을 가함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하도록 구성된 흡착부를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 개시는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 굽힘 변형(warpage) 상태를 및 변경할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
웨이퍼(wafer)와 같은 반도체 집적회로는 일반적으로 매우 작고 얇은 실리콘 칩이지만 다양한 전자 부품들로 구성되어 있으며, 하나의 반도체 칩이 나오기까지 얼라인 공정, 포토 공정, 식각 공정, 증착 공정, 패키지 공정 등을 포함한 다양한 제조 공정들을 거치게 된다. 이 때, 공정 과정에서 서로 다른 열 팽창률 등의 요인으로 인해 기판에 굽힘 변형(warpage)이 발생할 수 있는데, 이러한 굽힘 변형은 기판의 수율을 감소시키는 원인으로 작용할 수 있다.
한편, 이와는 반대로 기판에 의도적으로 굽힘 변형을 발생시켜야 하는 공정도 존재하는데, 기판을 변형시키기 위해서는 기판의 강도/강성, 취성 등과 같은 물성뿐만 아니라 기판 상 전자 부품의 물리적 손상이 고려되어야 한다. 나아가, 굽힘 변형이 발생 또는 제거된 기판의 현상태를 유지하면서 공정을 진행하기 위해서는 종래 일반적인 방식의 공정을 방해하지 않으면서 동시에 미세하게 기판의 형상을 제어할 수 있는 장치가 요구된다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 본 개시는 기판의 현재 굽힘 변형 상태를 측정하고, 측정 결과를 기초로 기판의 굽힘 변형 상태를 변경할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법이 제공된다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지부, 지지부 상에 지지되는 기판의 둘레 영역과 인접한 곳에 위치하여 기판을 고정하도록 구성된 고정부 및 기판의 하면에 흡착하여 기판의 중심 영역에 수직방향으로 힘을 가함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하도록 구성된 흡착부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치는, 기판의 굽힘 변형 상태와 연관된 변수를 측정하는 감지부 및 감지부에 의하여 측정된 변수를 기초로 고정부 및 흡착부의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 감지부는 기판의 중심 영역까지의 거리를 측정하는 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판의 중심 영역까지의 거리가 기준 거리 이상인 경우, 흡착부는 기판의 하면에 흡착하여 기판의 중심 영역에 하방으로 힘을 가함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판의 중심 영역까지의 거리가 기준 거리 이하인 경우, 고정부는 기판의 둘레 영역에 힘을 가함으로써 기판을 고정하고, 흡착부는 기판의 하면에 흡착하여 기판의 중심 영역에 상방으로 힘을 가함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부의 일면은 흡착부가 기판의 하면에 흡착할 때 기판의 굽힘 변형 상태와 대응되는 형태로 변형되는 유연 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굽힘 변형 상태는 기판이 평평한 플랫 상태, 기판이 오목한 스마일 상태 및 기판이 볼록한 크라이 상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고정부는 기판의 둘레 영역에 대하여, 변경된 굽힘 변형 상태를 유지하기 위한 방향으로 힘을 가하도록 이동할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 감지부에 의하여 측정된 변수를 기초로 고정부 및 흡착부의 구동을 제어하는 단계를 포함하고, 고정부는 기판의 둘레 영역과 인접한 곳에 위치하여 기판을 고정하도록 구성되고, 흡착부는 기판에 흡착하여 기판의 중심 영역에 수직방향으로 힘을 가함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하고, 감지부는 굽힘 변형 상태와 연관된 변수를 측정할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 특정 공정에 적합한 형태로 기판을 변형함으로써 공정의 효율을 증가시킬 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 기판의 굽힘 변형(warpage) 상태를 다양하게 변경함으로써 기판 처리 장치를 다양한 공정에 적용할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 기판의 굽힘 변형 상태에 따라 기판에 적절한 방향 및 세기로 힘을 가함으로써, 특정 공정에 적합한 기판의 굽힘 변형(warpage) 상태를 지속적으로 유지시킬 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 기판을 이동시키는 흡착부의 흡착력을 안정적으로 유지함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 미세하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 기판의 굽힘 변형 상태가 스마일 상태로 변경된 예시를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 스마일 상태로 변경된 기판으로부터 흡착부가 탈착되는 예시를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 기판의 굽힘 변형 상태가 크라이 상태로 변경된 예시를 나타낸다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 크라이 상태로 변경된 기판으로부터 흡착부가 탈착되는 예시를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 흡착부에 포함된 유연 부재의 예시를 나타낸다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 명세서에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '모듈' 또는 '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '모듈' 또는 '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 또는 변수들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들은 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '모듈' 또는 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면 '모듈' 또는 '부'는 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. '프로세서'는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서는, '프로세서'는 주문형 반도체(ASIC), 프로그램 가능 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. '프로세서'는, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다. 또한, '메모리'는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. '메모리'는 임의 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리(NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리(PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM(EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, '상방', '하방', '상면', '하면', '측면', '수직' 및 '수평'은 임의의 기준에 대한 상대적인 방향 및/또는 위치를 의미하는 것으로, 도면에 도시된 절대적인 방향 및/또는 위치로 한정하여 해석되지 않는다. 예를 들어, 'A'의 하면에 흡착된 'B'는 동시에 'A'의 상면에 흡착된 'B'로 해석될 수 있다. 다른 예를 들어, 'C'의 수직 이동은 동시에 'C'의 수평 이동으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는 기판(140)을 처리하는 공정을 수행하는 장치이다. 예를 들어, 기판 처리 장치(100)는 얼라인(align) 공정, 플라즈마(plasma) 공정, 패키지(package) 공정, 리플로우(reflow) 공정, 시각 공정, 증착 공정, 포토 공정 또는 열처리 공정 등을 수행하는 장치를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 변경시키기 위한 별도의 장치로 제공될 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(100)에서 처리되는 기판(140)은 반도체 웨이퍼(wafer), 마스크(mask), 유리 기판 또는 액정 디스플레이(LCD) 패널 등으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 기판 처리 장치(100)는 챔버(110) 내에 제공되는 지지부(124, 134), 고정부(126, 136), 복수의 구동 부재(122, 128, 132, 138), 흡착부(150) 및 처리부(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 챔버(110)는 내부에 기판(140)이 위치하여 처리되는 처리 공간을 가질 수 있다. 추가적으로, 기판 처리 장치(100)는 챔버(110)의 내부 및/또는 외부에 공정의 종류에 따른 기판(140)의 처리에 요구되는 다양한 부재(들)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(100)가 플라즈마를 이용하여 기판(140)을 처리하는 장치인 경우, 챔버(110) 내에 플라즈마 발생을 위한 공정가스를 제공하기 위한 구성, 공정가스를 플라즈마로 변환하기 위한 구성(예를 들어, 고주파 발생기) 또는 챔버(110) 내의 공정가스 및 플라즈마를 배기하기 위한 구성 중 적어도 하나가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 지지부(124, 134)는 기판(140)을 지지하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지부(124, 134)는 기판(140)의 둘레 영역의 저면을 지지하는 다수의 지지핀, 정전척 등으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 지지부(124, 134)는 기판(140)의 둘레 영역의 저면을 지지하는 가이드링으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고정부(126, 136)는 지지부(124, 134) 상에 지지되는 기판(140)의 둘레 영역과 인접한 곳에 위치하여 기판(140)을 고정하기 위해 제공될 수 있다. 구체적으로, 고정부(126, 136)는 구동 부재(122, 128, 132, 138)에 의해 수직 방향으로 이동함으로써 기판(140)을 고정하거나, 기판(140)에 대한 고정을 해제할 수 있다. 이를 위해, 고정부(126, 136)는 기판(140)의 굽힘 변형을 방지할 수 있는 무게를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 고정부(126, 136)는 각각 클램프링으로 제공될 수 있다. 여기서, 클램프링은 링 형상의 원판 및 해당 원판의 내경부로부터 하부로 연장되어 기판(140)의 둘레 영역에 하중을 가하도록 원통 또는 사각통 형상으로 형성되는 하중 인가판을 포함할 수 있다. 이 경우, 하중 인가판은 기판(140)의 둘레 영역과 동일한 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부(150)는 기판(140)의 하면에 흡착한 상태로 기판(140)에 힘을 가함으로써 기판(140)의 굽힘 변형(warpage) 상태를 변경할 수 있다. 구체적으로, 흡착부(150)의 내부(152)가 진공 상태로 전환될 때, 흡착부(150)는 기판(140)의 중심 영역에 흡착될 수 있다. 그리고 나서, 흡착부(150)가 하방으로 이동하여 기판(140)의 중심 영역에 하방으로 장력을 가함으로써 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하도록 구성될 수 있다. 본 개시에서는 굽힘 변형 상태의 예시로서, 기판(140)이 평평한 플랫 상태, 기판(140)이 오목한 스마일 상태 및 기판(140)이 볼록한 크라이 상태를 개시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 굽힘 변형 상태는 일정한 힘을 가함으로써 변형된 기판(140)의 모든 형태를 지칭할 수 있다.
한편, 도 1에서는 하나의 흡착부(150)가 기판(140)의 중심 영역에 흡착된 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 않고, 흡착부(150)는 복수의 흡착 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡착부(150)는 복수의 흡착 부재를 포함하고, 복수의 흡착 부재는 기판(140)에 균일한 힘을 가할 수 있도록, 기판(140)의 중점을 중심으로 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 흡착 부재는 기판(140)의 형상을 기초로 기판(140)의 형상과 대응되는 유형으로 배치될 수 있다. 이 때, 기판(140)에 대한 복수의 흡착 부재 각각의 흡착력은 서로 다른 크기를 갖도록 제어될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 기판 처리 장치(100)는 기판(140)의 형상을 보다 미세하게 조정함으로써, 기판(140)을 다양한 굽힘 변형 상태로 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 감지부(170)는 기판(140)의 굽힘 변형 상태와 연관된 변수를 측정 및 획득할 수 있다. 예를 들어, 감지부(170)는 기판(140)(또는, 기판(140)의 중심 영역)까지의 거리(d0)를 측정할 수 있다. 다른 예를 들어, 감지부(170)는 기판(140)의 곡률(curvature)과 연관된 값을 측정할 수 있다.
한편, 도 1에서는 감지부(170)가 기판(140)의 하부에 위치하는 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 않고, 기판(140)은 기판(140)의 상부 및/또는 측면부 등 다양한 곳에 위치할 수 있다. 또한, 도 1에서는 감지부(170)가 흡착부(150)와 구분되는 별도의 구성으로 도시되어 있으나, 흡착부(150)의 중심부에 내장 및/또는 부착되거나 챔버(110), 지지부(122, 132), 고정부(126, 136) 등의 일면에 부착된 형태로 구성될 수 있다.
추가적으로, 감지부(170)는 기판(140)의 위치와 연관된 변수를 측정 및 획득할 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(100)가 기판(140)을 사전 결정된 일정한 위치에 배치하는 기능을 수행하는 얼라인 장치인 경우, 감지부(170)는 기판(140)의 위치와 연관된 변수를 측정 및 획득할 수 있다. 나아가, 감지부(170)는 기판(140)이 사전 결정된 위치에 배치된 때, 기판(140)의 굽힘 변형 상태와 연관된 변수 측정 동작을 개시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(180)는 기판 처리 장치(100)에 무선 및/또는 유선으로 연결되어, 기판 처리 장치(100)로부터 데이터 및/또는 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 기판 처리 장치(100)를 제어하기 위하여 구성된 별도의 시스템 및/또는 사용자 단말의 적어도 하나의 프로세서를 지칭할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(180)는 기판 처리 장치(100)를 제어하기 위하여 기판 처리 장치(100)에 장착된 내부 프로세서를 지칭할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(180)는 기판 처리 장치(100)로부터 수신한 데이터 및/또는 신호에 기초하여, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 기판 처리 장치(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 데이터 및/또는 신호는 기판 처리 장치(100)로부터 수신한 데이터 및/또는 신호를 지칭할 수 있다. 이 경우, 기판 처리 장치(100)는 감지부(170)로부터 수신한 데이터 및/또는 신호에 기초하여, 구동 부재(122, 128, 132, 138), 고정부(126, 138) 및/또는 흡착부(150)의 구동을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(180)는 기판(140)과 연관된 데이터를 기초로 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 데이터를 산출하고, 해당 데이터를 기초로 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 기판(140)과 연관된 데이터는 공정 유형, 기판 유형, 물성 및/또는 목표 굽힘 변형 상태와 연관된 데이터를 포함할 수 있다. 여기서, 공정 유형은 플라즈마 공정, 패키지 공정, 리플로우 공정, 식각 공정, 증착 공정, 포토 공정, 열처리 공정 등과 같이 공정의 종류를 나타내는 분류 코드를 지칭하고, 기판 유형은 반도체 웨이퍼, 마스크, 유리 기판 또는 액정 디스플레이 등과 같이 기판(140)의 종류를 나타내는 분류 코드를 지칭할 수 있다. 또한, 기판(140)의 물성은 기판(140)의 재질, 크기, 두께, 강성/강도 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(180)는 고정부(126, 138)와 연관된 데이터를 기초로 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 데이터를 산출하고, 해당 데이터를 기초로 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 고정부(126, 138)와 연관된 데이터는 고정부(126, 138)의 하중, 고정부(126, 138)에 포함된 부재(예를 들어, 클램프 링)의 개수 등을 포함할 수 있다.
상술한 구성에 의해, 기판 처리 장치(100)는 특정 공정에 적합한 형태로 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 변경시켜 기판(140)의 공정 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 다양하게 변경할 수 있으므로 기판 처리 장치(100)가 다양한 공정에 적용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 스마일 상태로 변경된 예시를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 스마일 상태인 때, 기판(140)은 중심 영역은 둘레 영역보다 상대 위치가 낮은 형태로 제공될 수 있다. 즉, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 스마일 상태인 때, 기판(140)은 오목한 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 감지부(170)에 의하여 측정된 기판(140)의 중심 영역까지의 거리(예: 도 1의 거리(d0) 또는 도 4의 거리(d2))가 기준 거리 이상인 경우, 흡착부(150)는 진공 상태로 전환되어 기판(140)의 하면에 흡착될 수 있다. 여기서, 기판(140)의 중심 영역까지의 거리가 기준 거리 이상인 경우는, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 플랫 상태 또는 크라이 상태인 경우를 포함할 수 있다. 또한, 기준 거리는 사용자에 의해 미리 결정된 임계 거리를 지칭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부(150)는 기판(140)의 중심 영역에 하방으로 힘을 가함으로써 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 스마일 상태로 변경할 수 있다. 구체적으로, 흡착부(150)는 기판(140)에 흡착된 상태에서 하방으로 이동함으로써, 기판(140)의 중심 영역에 장력을 가할 수 있다. 이 때, 기판(140)의 둘레 영역에는 지지부(124, 134)에 의하여 수직 상방으로 수직 항력이 가해지므로, 유연성이 있는 기판(140)은 장력이 가해지는 중심 영역이 오목해지는 스마일 형태로 변형될 수 있다. 즉, 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 스마일 형태로 변경하는 경우에는, 고정부(126, 136)에 의한 기판(140)의 고정이 요구되지 않을 수 있다. 추가적으로, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 변경되기 이전 또는 이후에는, 기판(140)이 수평 이동하지 않거나 기판(140)의 굽힘 변형 상태의 유지를 위해 고정부(126, 136)가 제공될 수 있다. 상술한 실시예들을 위한 고정부(126, 136)의 동작은 도 3에서 후술된다.
일 실시예에 따르면, 기판(140)이 스마일 상태인 때 기판(140)의 중심 영역까지의 거리가 'd1'인 경우, 흡착부(150)는 기판(140)의 중심 영역까지의 거리가 'd1'보다 작은 'd3'가 될 때까지 하방으로 이동할 수 있다. 이는 기판(140)이 흡착부(150)로부터 탈착 될 때 기판(140)의 응력이 감소함으로써, 기판(140)의 중심 영역이 미세하게 상승함에 따라 목표했던 스마일 상태로부터 벗어나는 것을 방지하기 위함이다. 이 경우, 흡착부(150)의 이동 거리는 흡착부(150)의 흡착력, 공정 유형, 기판 유형, 물성 및/또는 목표 굽힘 변형 상태와 연관된 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 예를 들어, 공정 유형에 따라 공정에 사용되는 가스의 온도가 높은 경우, 흡착부(150)의 이동 거리는 더 높은 값으로 산출될 수 있다. 다른 예를 들어, 기판(140)의 강성이 강할수록, 흡착부(150)의 이동거리가 더 높은 값으로 산출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부(150)는 이동을 완료한 때(즉, 기판(140)이 목표 굽힘 변형 상태에 도달한 때)부터 일정 시간동안 기판(140)에 대한 흡착 상태를 유지할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 기판(140)에 흡착부(150)에 의한 응력이 작용하는 시간을 조절할 수 있다. 이 경우, 흡착부(150)가 흡착 상태를 유지하는 유지 시간은 흡착부(150)의 흡착력, 공정 유형, 기판 유형, 물성 및/또는 목표 굽힘 변형 상태와 연관된 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 예를 들어, 기판(140)의 강성이 강할 수록 유지 시간은 더 높은 값으로 산출될 수 있다. 다른 예를 들어, 흡착부(150) 흡착력이 낮을수록 유지 시간은 더 높은 값으로 산출될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 스마일 상태로 변경된 기판(140)으로부터 흡착부(150)가 탈착되는 예시를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 흡착부(150)가 하방으로 이동하는 도중에 감지부(170)에 의하여 측정된 기판(140)의 중심 영역까지의 거리(d1)가 기준 거리에 도달하면, 흡착부(150)는 이동을 정지하고 진공 상태를 해제할 수 있다. 여기서, 기준 거리는 기판(140)이 스마일 상태가 되도록 하는 기판(140)의 중심 영역까지의 거리를 의미할 수 있다. 이 경우, 고정부(126, 136)는 각각 하방으로 이동하여 기판(140)의 둘레 영역에 힘(즉, 압력)을 가할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 기판(140)이 수평 방향으로 고정되어, 기판(140)에 대한 처리가 일정한 위치에서 수행될 수 있다. 또한, 기판(140)의 변경된 굽힘 변형 상태(여기서, 스마일 상태)가 유지되어, 특정 공정에 적합한 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 지속적으로 유지시킬 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 크라이 상태로 변경된 예시를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 크라이 상태인 때, 기판(140)은 중심 영역은 둘레 영역보다 상대 위치가 높은 형태로 제공될 수 있다. 즉, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 크라이 상태인 때, 기판(140)은 볼록한 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 감지부(170)에 의하여 측정된 기판(140)의 중심 영역까지의 거리(예: 도 1의 거리(d0) 또는 도 2의 거리(d1))가 기준 거리 이하인 경우, 흡착부(150)는 진공 상태로 전환되어 기판(140)의 하면에 흡착될 수 있다. 여기서, 기판(140)의 중심 영역까지의 거리가 기준 거리 이하인 경우는, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 플랫 상태 또는 스마일 상태인 경우를 포함할 수 있다. 또한, 기준 거리는 사용자에 의해 미리 결정된 임계 거리를 지칭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부(150)는 기판(140)의 중심 영역에 상방으로 힘을 가함으로써 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 크라이 상태로 변경할 수 있다. 구체적으로, 흡착부(150)는 기판(140)에 흡착된 상태에서 상방으로 이동함으로써, 기판(140)의 중심 영역에 압력을 가할 수 있다. 다만, 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 크라이 상태로 변경하는 경우에는, 기판(140)이 흡착부(150)의 압력에 의해 들려지지 않도록 기판(140)의 둘레 영역에 대한 고정이 요구될 수 있다. 이를 위해, 기판(140)의 중심 영역까지의 거리(예: 도 1의 거리(d0) 또는 도 2의 거리(d1))가 기준 거리 이하인 경우, 고정부(126, 136)는 각각 하방으로 이동하여 기판(140)의 둘레 영역에 힘(즉, 압력)을 가함으로써, 기판(140) 둘레 영역이 흡착부(150)의 압력에 의해 들려지지 않도록 기판(140)을 고정할 수 있다. 추가적으로, 기판(140)의 굽힘 변형 상태가 변경되기 이전 또는 이후에도, 기판(140)이 수평 이동하지 않거나 기판(140)의 굽힘 변형 상태의 유지를 위해 고정부(126, 136)가 제공될 수도 있다. 상술한 실시예들을 위한 고정부(126, 136)의 동작은 도 5에서 후술된다.
일 실시예에 따르면, 기판(140)이 크라이 상태인 때 기판(140)의 중심 영역까지의 거리가 'd1'인 경우, 흡착부(150)는 기판(140)의 중심 영역까지의 거리가 'd1'보다 큰 'd4'가 될 때까지 상방으로 이동할 수 있다. 이는 기판(140)이 흡착부(150)로부터 탈착 될 때 기판(140)의 응력이 감소함으로써, 기판(140)의 중심 영역이 미세하게 하강함에 따라 목표했던 크라이 상태로부터 벗어나는 것을 방지하기 위함이다. 이 경우, 흡착부(150)의 이동 거리는 흡착부(150)의 흡착력, 공정 유형, 기판 유형, 물성 및/또는 목표 굽힘 변형 상태와 연관된 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 예를 들어, 공정 유형에 따라 공정에 사용되는 가스의 온도가 높은 경우, 흡착부(150)의 이동 거리는 더 높은 값으로 산출될 수 있다. 다른 예를 들어, 기판(140)의 강성이 강할수록, 흡착부(150)의 이동거리가 더 높은 값으로 산출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부(150)는 이동을 완료한 때(즉, 기판(140)이 목표 굽힘 변형 상태에 도달한 때)부터 일정 시간동안 기판(140)에 대한 흡착 상태를 유지할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 기판(140)에 흡착부(150)에 의한 응력이 작용하는 시간을 조절할 수 있다. 이 경우, 흡착부(150)가 흡착 상태를 유지하는 유지 시간은 흡착부(150)의 흡착력, 공정 유형, 기판 유형, 물성 및/또는 목표 굽힘 변형 상태와 연관된 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 예를 들어, 기판(140)의 강성이 강할 수록 유지 시간은 더 높은 값으로 산출될 수 있다. 다른 예를 들어, 흡착부(150) 흡착력이 낮을수록 유지 시간은 더 높은 값으로 산출될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 크라이 상태로 변경된 기판(140)으로부터 흡착부(150)가 탈착되는 예시를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 흡착부(150)가 상방으로 이동하는 도중에 감지부(170)에 의하여 측정된 기판(140)의 중심 영역까지의 거리(d2)가 기준 거리에 도달하면, 흡착부(150)는 이동을 정지하고 진공 상태를 해제할 수 있다. 여기서, 기준 거리는 기판(140)이 크라이 상태가 되도록 하는 기판(140)의 중심 영역까지의 거리를 의미할 수 있다. 이 경우, 고정부(126, 136)는 각각 하방으로 이동하여 기판(140)의 둘레 영역에 힘(즉, 압력)을 가할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 기판(140)이 수평 방향으로 고정되어, 기판(140)에 대한 처리가 일정한 위치에서 수행될 수 있다. 또한, 기판(140)의 변경된 굽힘 변형 상태(여기서, 크라이 상태)가 유지되므로, 기판이 공정에 적합한 현상태를 유지하면서 처리될 수 있다. 나아가, 이는 기판(140) 수율의 향상으로 이어질 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 흡착부(150)에 포함된 유연 부재(154)의 예시를 나타낸다. 도 6의 (a)는 기판(140)에 흡착되기 이전의 흡착부(150) 및/또는 기판(140)으로부터 흡착이 해제된 흡착부(150)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 흡착부(150)의 상부 유연성을 가진 유연 부재(154)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 유연 부재(154)는 여기서, 상부는 기판(140)에 접촉되는 흡착부(150) 일면을 포함하는 흡착부(150)의 일부(또는, 전부)를 지칭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 흡착부(150)가 수직 방향으로 이동하여 기판(140)에 흡착될 때, 유연 부재(154)의 형태가 기판(140)의 굽힘 변형 상태와 대응되는 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 기판(140)이 스마일 상태 또는 크라이 상태인 경우, 유연 부재(154)는 각각 오목 또는 볼록한 형태로 기판(140)에 흡착될 수 있다. 다른 예를 들어, 기판(140)이 플랫 상태인 경우, 유연 부재(154)는 평평한 형태로 기판(140)에 흡착될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 흡착부(150)가 기판(140)의 굽힘 변형 상태를 변경하기 위하여 수직 방향으로 이동하는 동안에도, 기판(140)에 대한 흡착부(150)의 흡착력을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
본 개시의 앞선 설명은 통상의 기술자들이 본 개시를 행하거나 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 본 개시의 다양한 수정예들이 통상의 기술자들에게 쉽게 자명할 것이고, 본원에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 취지 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본원에 설명된 예들에 제한되도록 의도된 것이 아니고, 본원에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위가 부여되도록 의도된다.
비록 예시적인 구현예들이 하나 이상의 독립형 컴퓨터 시스템의 맥락에서 현재 개시된 주제의 양태들을 활용하는 것을 언급할 수도 있으나, 본 주제는 그렇게 제한되지 않고, 오히려 네트워크나 분산 컴퓨팅 환경과 같은 임의의 컴퓨팅 환경과 연계하여 구현될 수도 있다. 또 나아가, 현재 개시된 주제의 양상들은 복수의 프로세싱 칩들이나 디바이스들에서 또는 그들에 걸쳐 구현될 수도 있고, 스토리지는 복수의 디바이스들에 걸쳐 유사하게 영향을 받게 될 수도 있다. 이러한 디바이스들은 PC들, 네트워크 서버들, 및 핸드헬드 디바이스들을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에서 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 기판 처리 장치
110: 챔버
124, 134: 지지부
126, 136: 고정부
122, 128, 132, 138: 구동 부재
140: 기판
150: 흡착부
170: 감지부
180: 제어부

Claims (11)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 지지부;
    상기 지지부 상에 지지되는 상기 기판의 둘레 영역과 인접한 곳에 위치하여 상기 기판을 고정하도록 구성된 고정부; 및
    상기 기판의 하면에 흡착하여 상기 기판의 중심 영역에 수직방향으로 힘을 가함으로써 상기 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하도록 구성된 흡착부; 및
    상기 기판의 상기 굽힘 변형 상태와 연관된 변수를 측정하는 감지부
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부에 의하여 측정된 상기 변수를 기초로 상기 고정부 및 상기 흡착부의 구동을 제어하는 제어부
    를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 기판의 상기 중심 영역까지의 거리를 측정하는 센서를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 중심 영역까지의 거리가 기준 거리 이상인 경우, 상기 흡착부는 상기 기판의 하면에 흡착하여 상기 기판의 중심 영역에 하방으로 힘을 가함으로써 상기 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 중심 영역까지의 거리가 기준 거리 이하인 경우, 상기 고정부는 상기 기판의 둘레 영역에 힘을 가함으로써 상기 기판을 고정하고, 상기 흡착부는 상기 기판의 하면에 흡착하여 상기 기판의 중심 영역에 상방으로 힘을 가함으로써 상기 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부의 일면은 상기 흡착부가 상기 기판의 하면에 흡착할 때 상기 기판의 굽힘 변형 상태와 대응되는 형태로 변형되는 유연 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 굽힘 변형 상태는 상기 기판이 평평한 플랫 상태, 상기 기판이 오목한 스마일 상태 및 상기 기판이 볼록한 크라이 상태 중 적어도 하나를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부가 상기 기판의 하면에 흡착하여 이동하는 거리는 상기 기판에 대한 공정 유형, 기판 유형, 기판의 물성 또는 목표 굽힘 변형 상태 중 적어도 하나를 기초로 산출되는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 기판의 둘레 영역에 대하여, 변경된 상기 굽힘 변형 상태를 유지하기 위한 방향으로 힘을 가하도록 이동하는, 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 기판 처리 장치에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    감지부에 의하여 측정된 변수를 기초로 고정부 및 흡착부의 구동을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 고정부는 상기 기판의 둘레 영역과 인접한 곳에 위치하여 상기 기판을 고정하도록 구성되고,
    상기 흡착부는 상기 기판에 흡착하여 상기 기판의 중심 영역에 수직방향으로 힘을 가함으로써 상기 기판의 굽힘 변형 상태를 변경하고,
    상기 감지부는 상기 굽힘 변형 상태와 연관된 상기 변수를 측정하는, 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 기재된 기판 처리 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
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