KR20240033877A - 스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240033877A
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Abstract

본 발명은 기판의 처리 시 안착된 기판의 뒤틀림을 보정할 수 있는 스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 상기 기판이 안착될 수 있도록, 원형의 플레이트 형상으로 형성되는 몸체와, 상기 몸체를 회전시키는 구동부의 구동축과 고정 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 회전축을 따라 원기둥 형상으로 하측으로 연장되게 형성되는 고정관과, 상기 몸체에 안착된 상기 기판을 척킹(Chucking)할 수 있도록, 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 중심 부분에 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공홀부 및 상기 몸체에 안착된 상기 기판의 척킹 시, 상기 기판의 뒤틀림(Warpage)을 방지할 수 있도록, 상기 몸체의 테두리부와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공홀부를 포함할 수 있다.

Description

스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Spin chuck and substrate processing apparatus including same}
본 발명은 스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판의 처리 시 안착된 기판의 뒤틀림을 보정할 수 있는 스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 공정 중 포토 공정은, 기판(웨이퍼) 상에 포토레지스트액(Photo Resist, PR)을 도포하는 도포 공정, 기판을 열처리하는 열처리 공정, 기판 상의 막을 노광시키는 노광 공정, 노광된 부분을 현상하는 현상 공정을 포함한다.
도포 공정의 경우, 기판을 진공력에 의해 흡착하는 스핀척이 회전함에 따라 기판이 회전하며, 기판의 회전 중에 도포되는 포토레지스트액이 원심력에 의해 주변부로 확산된다. 이에, 기판의 회전속도를 조정함으로써 원하는 두께의 막을 형성할 수 있다.
일반적으로, 도포 공정에서 안착된 기판을 회전시키는 스핀척의 구조는, 진공 홀(Vacuum Hole)이 중심부에 위치하여, 기판의 안착 시 중심부에 형성된 음압을 통하여 기판을 척킹(Chucking)하게 된다. 이러한 방식은, 평평한 상태의 기판이 투입될 경우 큰 문제가 없지만, 뒤틀림(Warpage)이 발생한 기판이 투입될 경우 중심부에 음압을 형성 시 이미 뒤틀림이 발생한 기판의 테두리 영역이 더 휘는 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한, 문제는 최근 공정 기술이 미세화됨에 따라 설비에 투입되는 기판이 이미 뒤틀린 상태로 투입되는 경우가 더욱 증가하여, 스핀척의 척킹 시 기판의 뒤틀림이 심화되는 현상이 더욱 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.
상술한 바와 같이, 스핀척에 기판의 척킹 시 뒤틀림이 더 심하게 발생할 경우, 이는 EBR(Edge Bead Remove) 정확도(Accuracy), TPR(Thickness of Photo Resist), 기판 안착 등의 문제를 일으켜 공정 불량을 야기시킬 수 있는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해, 스핀척의 크기를 확대하거나 기판이 접촉하는 면적을 늘려 뒤틀림을 해결하고자 하는 해결방안도 존재하고 있으나, 이는 기판의 접촉면적이 더욱 늘어남에 따라, 기판의 배면 스크래치나, 기판의 배면 오염에 의한 스캐너(Scanner) 내부에서 디포커싱(Defocusing) 문제 등 또 다른 불량을 야기시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 처리 시 안착된 기판의 뒤틀림을 보정할 수 있는 스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스핀척이 제공된다. 상기 스핀척은, 기판을 처리하기 위한 스핀척에 있어서, 상기 기판이 안착될 수 있도록, 원형의 플레이트 형상으로 형성되는 몸체; 상기 몸체를 회전시키는 구동부의 구동축과 고정 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 회전축을 따라 원기둥 형상으로 하측으로 연장되게 형성되는 고정관; 상기 몸체에 안착된 상기 기판을 척킹(Chucking)할 수 있도록, 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 중심 부분에 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공홀부; 및 상기 몸체에 안착된 상기 기판의 척킹 시, 상기 기판의 뒤틀림(Warpage)을 방지할 수 있도록, 상기 몸체의 테두리부와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공홀부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고정관을 통해, 외부에 설치된 제 1 진공 펌프와 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성된 상기 제 1 진공홀부를 연통할 수 있도록, 상기 몸체 및 상기 고정관의 중심부를 수직 방향으로 관통하도록 형성되는 제 1 진공 라인; 및 상기 고정관을 통해, 외부에 설치된 제 2 진공 펌프와 상기 몸체의 상기 테두리부와 대응되는 위치에 형성된 상기 제 2 진공홀부를 연통할 수 있도록, 상기 고정관의 테두리부를 수직 방향으로 관통하도록 형성되는 제 2-1 진공 라인 및 상기 제 2-1 진공 라인의 상단부로부터 상기 제 2 진공홀부 방향으로 연장될 수 있도록 상기 몸체를 수평 방향으로 관통하도록 형성되는 제 2-2 진공 라인을 포함하는 제 2 진공 라인;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 진공 라인은, 상기 몸체의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 진공홀부와 상기 제 2 진공홀부는, 개별적으로 온/오프 동작과 진공압이 제어될 수 있는 상기 제 1 진공 펌프와 상기 제 2 진공 펌프에 의해, 상기 기판의 중심 부분과 테두리 부분에 서로 다른 진공압을 가지는 상기 제 1 음압 및 상기 제 2 음압을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 진공홀부는, 원형의 홀(Hole) 형태로 형성되어, 상기 몸체의 테두리부를 따라 상기 몸체의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 진공홀부는, 원호 형상의 슬롯(Slot) 형태로 형성되어, 상기 몸체의 테두리부를 따라 상기 몸체의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 진공홀부는, 상기 몸체의 테두리부를 따라 링(Ring) 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 몸체는, 그 테두리부를 따라서 링 형상으로 돌출되게 형성되는 지지턱부가 형성되고, 상기 제 2 진공홀부는, 상기 몸체의 테두리부를 따라 형성된 상기 지지턱부를 따라 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기판의 배면을 지지할 수 있도록, 소정의 형상으로 형성되어, 상기 몸체의 상면에 상기 지지턱부와 동일한 높이로 돌출되도록 형성되는 복수의 돌기부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수의 돌기부는, 원기둥 형상, 반구 형상 및 바(Bar) 형상 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성되어, 상기 몸체의 회전축을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 처리 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에 회전 가능하게 설치되어, 상기 기판을 지지하는 스핀척; 상기 스핀척의 하측에 설치되어, 상기 스핀척을 회전 구동시키는 구동부; 상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에서 상기 스핀척의 상측에 설치되어, 상기 스핀척에 의해 회전하는 상기 기판 상으로 처리액을 도포하는 노즐부; 및 상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에서 상기 스핀척을 둘러싸도록 환형의 통 형상으로 형성되어, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 처리액을 회수하는 회수컵;을 포함하고, 상기 스핀척은, 상기 기판이 안착될 수 있도록, 원형의 플레이트 형상으로 형성되는 몸체; 상기 몸체를 회전시키는 상기 구동부의 구동축과 고정 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 회전축을 따라 원기둥 형상으로 하측으로 연장되게 형성되는 고정관; 상기 몸체에 안착된 상기 기판을 척킹(Chucking)할 수 있도록, 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 중심 부분에 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공홀부; 및 상기 몸체에 안착된 상기 기판의 척킹 시, 상기 기판의 뒤틀림(Warpage)을 방지할 수 있도록, 상기 몸체의 테두리부와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공홀부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 공정 챔버의 외부에 설치되고, 제 1 진공 라인을 통해 상기 제 1 진공홀부와 연통되어, 상기 제 1 진공홀부에 상기 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공 펌프; 상기 공정 챔버의 외부에 설치되고, 제 2 진공 라인을 통해 상기 제 2 진공홀부와 연통되어, 상기 제 2 진공홀부에 상기 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공 펌프; 및 상기 제 1 진공 펌프 및 상기 제 2 진공 펌프와 전기적으로 연결되어, 상기 제 1 진공 펌프 및 상기 제 2 진공 펌프의 온/오프(ON/OFF) 및 진공압이 개별적으로 제어될 수 있도록, 상기 제 1 진공 펌프 및 상기 제 2 진공 펌프에 각각 제어신호를 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에서 상기 스핀척의 상측에 설치되어, 상기 스핀척에 안착된 상기 기판의 뒤틀림(Warpage) 정도를 측정하는 센서부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 상기 기판의 뒤틀림 정도에 대한 센싱신호를 인가받고, 상기 기판의 뒤틀림 정도가 소정의 기준값 이하로 센싱되어 상기 기판이 평평(Flat)한 상태인 것으로 판단되면 상기 제 2 진공 펌프가 오프(OFF)될 수 있도록 상기 제 2 진공 펌프에 제어신호를 인가하고, 상기 기판의 뒤틀림 정도가 상기 소정의 기준값 이상으로 센싱되어 상기 기판이 뒤틀린 상태인 것으로 판단되면 상기 제 2 진공 펌프가 온(ON)될 수 있도록 상기 제 2 진공 펌프에 제어신호를 인가할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 척킹할 수 있도록 음압을 제공하는 진공홀부가 스핀척의 중심부 뿐만 아니라 테두리부 측에도 형성될 수 있다. 또한, 스핀척의 중심부에 형성된 제 1 진공홀부와 테두리부 측에 형성된 제 2 진공홀부의 진공 연결 라인을 분리하고 각각 개별적으로 제어(ON/OFF 여부 및 진공압)가능하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 기판의 처리 공정 시, 기판 처리 장치에 뒤틀림이 발생한 기판이 투입되더라도 스핀 척의 중심부 뿐만 아니라 테두리부 측에서도 음압(진공압)이 작용함으로써, 들뜸이 발생한 기판의 테두리 부분을 흡착하여 기판의 뒤틀림을 개선하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 기판 처리 장치에 뒤틀림이 없는 평평한 기판이 투입될 경우에는 스핀 척의 테두리부 측의 음압은 동작하지 않도록 하여 불필요한 뒤틀림 발생 및 공정 불량을 예방하는 효과를 가질 수 있다.
이와 같이, 기판의 처리 공정 시, 뒤틀림이 발생한 기판이 투입되더라도 스핀척에서 기판의 뒤틀림을 보정하여 평평한 상태를 유지하도록 유도함으로써, 기판의 처리 공정 중 발생할 수 있는 공정 불량을 예방하고, 기판의 처리 효율 및 품질을 더욱 증가시키는 효과를 가지는 스핀척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 기판 처리 장치에 포함된 스핀척의 동작 과정의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 기판 처리 장치에 포함된 스핀척의 여러 실시예들을 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 기판 처리 장치에 포함된 스핀척의 동작 과정의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1000)에 포함된 스핀척(100)의 동작 과정의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도들이다. 그리고, 도 4 내지 도 7은 도 1의 기판 처리 장치(1000)에 포함된 스핀척(100)의 여러 실시예들을 개략적으로 나타내는 단면도들이고, 도 8 및 도 9는 도 1의 기판 처리 장치(1000)에 포함된 스핀척(100)의 동작 과정의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는, 크게, 스핀척(100)과, 공정 챔버(200)와, 구동부(300)와, 노즐부(400) 및 회수컵(500)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(200)는, 포토 공정을 위한 기판 처리 장치(1000) 내에 구비되어, 기판(1)이 처리되는 처리 공간(A)을 형성할 수 있다. 그러나, 공정 챔버(200)는, 반드시 포토 공정에만 국한되지 않고, 기판의 세정을 위한 기판 처리 장치에서 세정액 도포를 위한 공정 설비에도 적용될 수 있다.
스핀척(100)은, 공정 챔버(200)의 처리 공간(A)에 설치되어 진공에 의한 음압에 의해 기판(1)을 흡착하여 지지하고, 회전 구동됨으로써 기판(1)을 공정 중 회전시킬 수 있다. 이러한, 스핀척(100)의 상세한 구성에 대한 설명은 후술한다.
구동부(300)는, 모터(310) 및 구동축(320)을 포함할 수 있다. 예컨대, 모터(310)는, 구동축(320)을 통해 스핀척(100)을 회전 구동시킬 수 있다. 또한, 구동축(320)은 내부에 음압을 제공하는 관통홀(미도시)이 형성 될 수 있으며, 이에 따라, 상기 관통홀을 통해 스핀척(100)에 음압을 제공할 수 있다.
노즐부(400)는, 공정 챔버(200)의 처리 공간(A)에서 스핀척(100)의 상측에 설치되어, 스핀척(100)에 의해 회전하는 기판(1) 상으로 처리액을 도포할 수 있다. 예컨대, 노즐부(400)는, 스핀척(100) 상에 안착된 기판(1)에 포토레지스트액(Photo Resist, PR)을 도포할 수 있다. 더욱 구체적으로, 노즐부(400)는, 상기 포토레지스트액을 도포하는 노즐(410)과, 노즐(410)의 위치를 이동시키는 이동부재(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
회수컵(500)은, 공정 챔버(200)의 처리 공간(A)에서 스핀척(100)을 둘러싸도록 환형의 통 형상으로 형성되어, 기판(1)으로부터 비산되는 상기 처리액을 회수할 수 있다. 예컨대, 회수컵(500)은, 기판의 처리 공정 중, 상기 포토레지스트액을 포함한 약액의 회수 및 배출을 위해 기판(1)을 감싸는 환형의 통 형상으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 기판의 처리 공정 중의 상기 처리액은 회수컵(500)에 의해 비산이 방지될 수 있으며, 회수컵(500)에 모인 상기 처리액은 외부로 배출될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)에 포함된 스핀척(100)의 상세 구성에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀척(100)은, 크게, 몸체(110)와, 고정관(120)과, 제 1 진공홀부(130) 및 제 2 진공홀부(140)를 포함할 수 있다.
예컨대, 몸체(110)는, 기판(1)이 안착될 수 있도록, 원형의 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 고정관(120)은, 몸체(110)를 회전시키는 구동부(300)의 구동축(320)과 고정 결합될 수 있도록, 몸체(110)의 회전축을 따라 중공을 가지는 원기둥 형상으로 하측으로 연장되게 형성될 수 있다.
또한, 제 1 진공홀부(130)는, 몸체(110)에 안착된 기판(1)을 척킹(Chucking)할 수 있도록, 몸체(110)의 회전축과 대응되는 위치에 형성되어, 기판(10)의 중심 부분에 제 1 음압을 제공할 수 있으며, 제 2 진공홀부(140)는, 몸체(110)에 안착된 기판(1)의 척킹 시, 기판(1)의 뒤틀림(Warpage)을 방지할 수 있도록, 몸체(110)의 테두리부와 대응되는 위치에 형성되어, 기판(1)의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공할 수 있다.
이러한, 제 1 진공홀부(130) 및 제 2 진공홀부(140)는, 공정 챔버(200)의 외부에 설치된 제 1 진공 펌프(600) 및 제 2 진공 펌프(700)와, 각각 제 1 진공 라인(150) 및 제 2 진공 라인(160)을 통해 개별적으로 연통되어, 기판(1)의 중심 부분과 테두리 부분에 각각 상기 제 1 음압과 상기 제 2 음압을 개별적으로 제공할 수 있다.
더욱 구체적으로, 제 1 진공홀부(130)에 상기 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공 펌프(600)는, 공정 챔버(200)의 외부에 설치되어, 제 1 진공 라인(150)을 통해 제 1 진공홀부(130)와 연통되고, 제 2 진공홀부(140)에 상기 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공 펌프(700)는, 공정 챔버(200)의 외부에 설치되어, 제 2 진공 라인(160)을 통해 제 2 진공홀부(140)와 연통될 수 있다.
이때, 제 1 진공 펌프(600) 및 제 2 진공 펌프(700)는, 전기적으로 연결된 제어부(800)로부터 각각 개별적으로 제어신호를 인가받음으로써, 제 1 진공 펌프(600) 및 제 2 진공 펌프(700)의 온/오프(ON/OFF) 및 진공압이 개별적으로 제어될 수 있다.
또한, 제 1 진공 라인(150)은, 고정관(120)을 통해, 공정 챔버(200)의 외부에 설치된 제 1 진공 펌프(600)와 몸체(110)의 회전축과 대응되는 위치에 형성된 제 1 진공홀부(130)를 연통할 수 있도록, 몸체(110) 및 고정관(120)의 중심부를 수직 방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.
그리고, 제 2 진공 라인(160)은, 고정관(120)을 통해, 공정 챔버(200)의 외부에 설치된 제 2 진공 펌프(700)와 몸체(110)의 테두리부와 대응되는 위치에 형성된 제 2 진공홀부(140)를 연통할 수 있도록, 고정관(120)의 테두리부를 수직 방향으로 관통하도록 형성되는 제 2-1 진공 라인(161) 및 제 2-1 진공 라인(161)의 상단부로부터 제 2 진공홀부(140) 방향으로 연장될 수 있도록 몸체(110)를 수평 방향으로 관통하도록 형성되는 제 2-2 진공 라인(162)을 포함하도록 형성될 수 있다.
이때, 제 2 진공 라인(160)은, 몸체(110)의 테두리부를 따라 길게 형성되거나, 복수개가 배치되는 제 2 진공홀부(140)로 균등하게 상기 제 2 음압을 제공할 수 있도록, 몸체(110)의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치될 수 있다.
따라서, 제 1 진공홀부(130)와 제 2 진공홀부(140)는, 제어부(800)를 통해 개별적으로 온/오프 동작과 진공압이 제어될 수 있는 제 1 진공 펌프(600)와 제 2 진공 펌프(700)에 의해, 기판(1)의 중심 부분과 테두리 부분에 서로 다른 진공압을 가지는 상기 제 1 음압 및 상기 제 2 음압을 제공할 수 있다.
이와 같이, 기판(1)의 테두리 부분에 상기 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공홀부(140)는, 기판(1)의 테두리 부분을 따라 상기 제 2 음압을 균등하게 제공할 수 있도록 매우 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
예컨대, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 진공홀부(140)는, 원형의 홀(Hole) 형태로 형성되어, 복수개가 몸체(110)의 테두리부를 따라 형성되되, 몸체(110)의 회전축을 기준으로 방사상으로 등각 배치될 수 있다.
이때, 몸체(110)는, 그 테두리부를 따라서 링 형상으로 돌출되게 형성되는 지지턱부(111)가 형성될 수 있으며, 제 2 진공홀부(140)는, 몸체(110)의 테두리부를 따라 형성된 지지턱부(111)를 따라 형성될 수 있다.
또한, 상술한 지지턱부(111)에 의해 몸체(110)의 상면과 기판(1)의 배면이 이격될 수 있는데, 이에 따라, 몸체(110)는, 그 상면에 안착되는 기판(1)의 배면을 이격된 상태로 지지할 수 있도록, 소정의 형상으로 형성되어, 몸체(110)의 상면에 지지턱부(111)와 동일한 높이로 돌출되도록 형성되는 복수의 돌기부(170)가, 소정의 패턴으로 몸체(110)의 회전축을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다.
이러한, 복수의 돌기부(170)의 형상은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반구 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 복수의 돌기부(170)에 의해 이격된 몸체(110)의 상면과 기판(1)의 배면 사이의 공간으로, 제 1 진공홀부(130)를 통해 제공되는 상기 제 1 음압이 작용될 수 있다.
또한, 복수의 돌기부(170)의 형상은 반드시 반구 형상에만 국한되지 않고, 원기둥 형상이나, 다각기둥 형상으로 형성될 수도 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 바(Bar) 형태로 형성될 수도 있다. 이외에도, 몸체(110)의 상면과 기판(1)의 배면 사이에 이격 공간을 형성할 수 있는 모든 형상이 적용 가능할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 진공홀부(140)는, 원호 형상의 슬롯(Slot) 형태로 형성되어, 몸체(110)의 테두리부를 따라 몸체(110)의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치되거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(110)의 테두리부를 따라 링(Ring) 형태로 형성될 수도 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(1)에 뒤틀림이 발생한 상태로 스핀척(100)에 안착되어, 제 1 진공홀부(130)의 상기 제 1 음압에 의한 척킹만으로 기판(1)의 테두리 부분에 들뜸이 발생하여 기판(1)의 뒤틀림이 심화될 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 진공홀부(140)를 통해 기판(1)의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공함으로써, 기판(1)의 뒤틀림을 보정하여, 기판(1)이 평평한 상태로 척킹 되도록 유도할 수 있다.
이때, 제 1 진공홀부(130)에 상기 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공 펌프(600)와, 제 2 진공홀부(140)에 상기 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공 펌프(700)는, 제어부(800)에 의해 개별적으로 온/오프 및 진공압이 제어될 수 있으므로, 기판(1)의 뒤틀림 발생 정도에 따라 제 2 진공홀부(140)를 통해 제공되는 상기 제 2 음압을 적절히 증가 또는 감소시키거나, 기판(1)이 평평한 상태로 스핀척(100)에 안착될 경우에는 제 2 진공 펌프(700)를 오프하여, 제 2 진공홀부(140)를 통한 상기 제 2 음압 제공을 실시하지 않을 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예 따른 기판 처리 장치에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(200)의 처리 공간(A)에서 스핀척(100)의 상측에 설치되어, 스핀척(100)에 안착된 기판(1)의 뒤틀림(Warpage) 정도를 측정하는 센서부(900)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 센서부(900)는, 비접촉식으로 기판(1)의 뒤틀림 정도를 측정할 수 있도록, 레이저 변위 센서가 사용될 수 있으며, 기판(1)의 부위별 변위를 측정하여 뒤틀림 정도를 산출할 수 있도록, 복수개가 설치될 수도 있다. 그러나, 센서부(900)는, 반드시 상기 레이저 변위 센서에 국한되지 않고, 비접촉식으로 기판(1)의 뒤틀림 정도를 측정할 수 있는 모든 센서가 사용될 수 있다.
또한, 제 1 진공 펌프(600) 및 제 2 진공 펌프(700)와 전기적으로 연결된 제어부(800)는, 센서부(900)와도 전기적으로 연결되어, 기판(1)의 뒤틀림 정도를 측정한 센서부(900)의 센싱신호에 따라 제 1 진공 펌프(600) 및 제 2 진공 펌프(700)를 피드백 제어할 수도 있다.
예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(800)는, 센서부(900)로부터 기판(1)의 뒤틀림 정도에 대한 센싱신호를 인가받고, 기판(1)의 뒤틀림 정도가 소정의 기준값 이하로 센싱되어 기판(1)이 평평(Flat)한 상태인 것으로 판단되면 제 2 진공 펌프(700)가 오프(OFF)되고, 제 1 진공 펌프(600)간 온(ON)될 수 있도록 제 2 진공 펌프(700)에 제어신호를 인가할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(800)는, 센서부(900)로부터 기판(1)의 뒤틀림 정도에 대한 센싱신호를 인가받고, 기판(1)의 뒤틀림 정도가 상기 소정의 기준값 이상으로 센싱되어 기판(1)이 뒤틀린 상태인 것으로 판단되면 제 1 진공 펌프(600)와 제 2 진공 펌프(700) 모두가 온(ON)될 수 있도록, 제 1 진공 펌프(600) 및 제 2 진공 펌프(700)에 제어신호를 인가할 수 있다. 이때, 제어부(800)는, 센서부(900)로부터 인가받은 센싱신호에 따른 기판(1)의 뒤틀림 정도에 따라, 제 2 진공 펌프(700)의 진공압을 적절히 증가시키거나 감소시키는 조절을 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 여러 실시예에 따른 스핀척(100) 및 이를 포함하는 기판 처리 장치(1000)에 따르면, 기판(1)을 척킹할 수 있도록 음압을 제공하는 진공홀부가 스핀척(100)의 중심부 뿐만 아니라 테두리부 측에도 형성될 수 있다. 또한, 스핀척(100)의 중심부에 형성된 제 1 진공홀부(130)와 테두리부 측에 형성된 제 2 진공홀부(140)의 진공 연결 라인을 분리하고 각각 개별적으로 제어(ON/OFF 여부 및 진공압)가능하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 기판(1)의 처리 공정 시, 기판 처리 장치(1000)에 뒤틀림이 발생한 기판(1)이 투입되더라도 스핀 척(100)의 중심부 뿐만 아니라 테두리부 측에서도 음압(진공압)이 작용함으로써, 들뜸이 발생한 기판(1)의 테두리 부분을 흡착하여 기판(1)의 뒤틀림을 개선하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(1000)에 뒤틀림이 없는 평평한 기판(1)이 투입될 경우에는 스핀 척(100)의 테두리부 측의 음압은 동작하지 않도록 하여 불필요한 뒤틀림 발생 및 공정 불량을 예방하는 효과를 가질 수 있다.
그러므로, 기판(1)의 처리 공정 시, 뒤틀림이 발생한 기판(1)이 투입되더라도 스핀척(100)에서 기판(1)의 뒤틀림을 보정하여 평평한 상태를 유지하도록 유도함으로써, 기판(1)의 처리 공정 중 발생할 수 있는 공정 불량을 예방하고, 기판(1)의 처리 효율 및 품질을 더욱 증가시키는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 기판
100: 스핀척
110: 몸체
111: 지지턱부
120: 고정관
130: 제 1 진공홀부
140: 제 2 진공홀부
150: 제 1 진공 라인
160: 제 2 진공 라인
161: 제 2-1 진공 라인
162: 제 2-2 진공 라인
170: 복수의 돌기부
200: 공정 챔버
300: 구동부
310: 모터
320: 구동축
400: 노즐부
410: 노즐
420: 이동부재
500: 회수컵
600: 제 1 진공 펌프
700: 제 2 진공 펌프
800: 제어부
900: 센서부
1000: 기판 처리 장치
A: 처리 공간

Claims (14)

  1. 기판을 처리하기 위한 스핀척에 있어서,
    상기 기판이 안착될 수 있도록, 원형의 플레이트 형상으로 형성되는 몸체;
    상기 몸체를 회전시키는 구동부의 구동축과 고정 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 회전축을 따라 원기둥 형상으로 하측으로 연장되게 형성되는 고정관;
    상기 몸체에 안착된 상기 기판을 척킹(Chucking)할 수 있도록, 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 중심 부분에 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공홀부; 및
    상기 몸체에 안착된 상기 기판의 척킹 시, 상기 기판의 뒤틀림(Warpage)을 방지할 수 있도록, 상기 몸체의 테두리부와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공홀부;
    를 포함하는, 스핀척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정관을 통해, 외부에 설치된 제 1 진공 펌프와 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성된 상기 제 1 진공홀부를 연통할 수 있도록, 상기 몸체 및 상기 고정관의 중심부를 수직 방향으로 관통하도록 형성되는 제 1 진공 라인; 및
    상기 고정관을 통해, 외부에 설치된 제 2 진공 펌프와 상기 몸체의 테두리부와 대응되는 위치에 형성된 상기 제 2 진공홀부를 연통할 수 있도록, 상기 고정관의 테두리부를 수직 방향으로 관통하도록 형성되는 제 2-1 진공 라인 및 상기 제 2-1 진공 라인의 상단부로부터 상기 제 2 진공홀부 방향으로 연장될 수 있도록 상기 몸체를 수평 방향으로 관통하도록 형성되는 제 2-2 진공 라인을 포함하는 제 2 진공 라인;
    을 더 포함하는, 스핀척.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 진공 라인은,
    상기 몸체의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치되는, 스핀척.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 진공홀부와 상기 제 2 진공홀부는,
    개별적으로 온/오프 동작과 진공압이 제어될 수 있는 상기 제 1 진공 펌프와 상기 제 2 진공 펌프에 의해, 상기 기판의 중심 부분과 테두리 부분에 서로 다른 진공압을 가지는 상기 제 1 음압 및 상기 제 2 음압을 제공하는, 스핀척.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 진공홀부는,
    원형의 홀(Hole) 형태로 형성되어, 상기 몸체의 테두리부를 따라 상기 몸체의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치되는, 스핀척.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 진공홀부는,
    원호 형상의 슬롯(Slot) 형태로 형성되어, 상기 몸체의 테두리부를 따라 상기 몸체의 회전축을 기준으로 복수개가 방사상으로 등각 배치되는, 스핀척.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 진공홀부는,
    상기 몸체의 테두리부를 따라 링(Ring) 형태로 형성되는, 스핀척.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    그 테두리부를 따라서 링 형상으로 돌출되게 형성되는 지지턱부가 형성되고,
    상기 제 2 진공홀부는,
    상기 몸체의 테두리부를 따라 형성된 상기 지지턱부를 따라 형성되는, 스핀척.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판의 배면을 지지할 수 있도록, 소정의 형상으로 형성되어, 상기 몸체의 상면에 상기 지지턱부와 동일한 높이로 돌출되도록 형성되는 복수의 돌기부;
    를 더 포함하는, 스핀척.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 돌기부는,
    원기둥 형상, 반구 형상 및 바(Bar) 형상 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성되어, 상기 몸체의 회전축을 기준으로 방사상으로 배치되는, 스핀척.
  11. 기판이 처리되는 처리 공간이 형성되는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에 회전 가능하게 설치되어, 상기 기판을 지지하는 스핀척;
    상기 스핀척의 하측에 설치되어, 상기 스핀척을 회전 구동시키는 구동부;
    상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에서 상기 스핀척의 상측에 설치되어, 상기 스핀척에 의해 회전하는 상기 기판 상으로 처리액을 도포하는 노즐부; 및
    상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에서 상기 스핀척을 둘러싸도록 환형의 통 형상으로 형성되어, 상기 기판으로부터 비산되는 상기 처리액을 회수하는 회수컵;을 포함하고,
    상기 스핀척은,
    상기 기판이 안착될 수 있도록, 원형의 플레이트 형상으로 형성되는 몸체;
    상기 몸체를 회전시키는 상기 구동부의 구동축과 고정 결합될 수 있도록, 상기 몸체의 회전축을 따라 원기둥 형상으로 하측으로 연장되게 형성되는 고정관;
    상기 몸체에 안착된 상기 기판을 척킹(Chucking)할 수 있도록, 상기 몸체의 회전축과 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 중심 부분에 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공홀부; 및
    상기 몸체에 안착된 상기 기판의 척킹 시, 상기 기판의 뒤틀림(Warpage)을 방지할 수 있도록, 상기 몸체의 테두리부와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 기판의 테두리 부분에 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공홀부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 외부에 설치되고, 제 1 진공 라인을 통해 상기 제 1 진공홀부와 연통되어, 상기 제 1 진공홀부에 상기 제 1 음압을 제공하는 제 1 진공 펌프;
    상기 공정 챔버의 외부에 설치되고, 제 2 진공 라인을 통해 상기 제 2 진공홀부와 연통되어, 상기 제 2 진공홀부에 상기 제 2 음압을 제공하는 제 2 진공 펌프; 및
    상기 제 1 진공 펌프 및 상기 제 2 진공 펌프와 전기적으로 연결되어, 상기 제 1 진공 펌프 및 상기 제 2 진공 펌프의 온/오프(ON/OFF) 및 진공압이 개별적으로 제어될 수 있도록, 상기 제 1 진공 펌프 및 상기 제 2 진공 펌프에 각각 제어신호를 인가하는 제어부;
    를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 상기 처리 공간에서 상기 스핀척의 상측에 설치되어, 상기 스핀척에 안착된 상기 기판의 뒤틀림(Warpage) 정도를 측정하는 센서부;
    를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 상기 기판의 뒤틀림 정도에 대한 센싱신호를 인가받고, 상기 기판의 뒤틀림 정도가 소정의 기준값 이하로 센싱되어 상기 기판이 평평(Flat)한 상태인 것으로 판단되면 상기 제 2 진공 펌프가 오프(OFF)될 수 있도록 상기 제 2 진공 펌프에 제어신호를 인가하고, 상기 기판의 뒤틀림 정도가 상기 소정의 기준값 이상으로 센싱되어 상기 기판이 뒤틀린 상태인 것으로 판단되면 상기 제 2 진공 펌프가 온(ON)될 수 있도록 상기 제 2 진공 펌프에 제어신호를 인가하는, 기판 처리 장치.
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