KR20240106091A - 기판처리용기 및 기판처리장치 - Google Patents

기판처리용기 및 기판처리장치

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KR20240106091A
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Abstract

본 발명은 기판처리용기 및 기판처리장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리용기는 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구; 상기 기판을 처리하는 처리공간을 형성하는 컵; 및 상기 컵에 구비되어 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부;를 포함한다.

Description

기판처리용기 및 기판처리장치{BOWL AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리용기 및 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조공정에서 반도체 기판으로 사용되는 웨이퍼 (Wafer)상에는 다결정막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 복수의 막질이 형성된다. 상기 막질 위에는 포토레지스트막이 코팅되고, 노광 공정에 의해 포토마스크에 그려진 패턴은 상기 포토레지스트막으로 전사된다. 이후, 식각공정에 의해서 웨이퍼 상에 원하는 패턴이 형성된다.
식각공정에서 사용되는 식각장치는 건식 식각장치와 습식 식각장치로 나뉜다. 이 중 습식 식각장치는 복수의 액들, 예컨대, 식각액, 세정액, 그리고 린스액들을 사용하여 기판을 처리하는 장치이다. 이러한 기판처리장치는 기판에 형성된 박막 중 불필요한 부분을 식각하는 공정, 그리고 기판의 처리면에 잔류하는 이물질을 세정하는 공정을 수행한다. 이러한 기판처리장치는 식각율을 확보하기 위해 회전상태인 기판으로 고온의 액을 공급하게 되는데, 기판의 중부에서 가장자리로 갈수록 외부 기류와의 접촉 등으로 인해 온도차가 발생할 수 있으며, 이에 따라 식각율 (Etch Rate)의 균일도를 유지하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2099109호
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 기판에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있는 기판처리용기 및 기판처리장치를 제공하는데 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구; 상기 기판을 처리하는 처리공간을 형성하는 컵; 및 상기 컵에 구비되어 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부;를 포함하는 기판처리용기를 제공한다.
상기 기판처리용기는 상기 기판을 지지하는 지지부를 둘러싸게 배치되는 적어도 하나의 상기 컵을 포함하고, 상기 에지 가열부는 상기 개구에 인접하는 상기 컵의 상부 내벽면에 결합될 수 있다.
상기 에지 가열부는 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 개구의 외측을 둘러싸여 링형 형태로 배치될 수 있다.
상기 에지 가열부는 열원으로서 에지 엘이디모듈을 포함할 수 있다.
상기 에지 가열부는 상기 에지 엘이디모듈의 발광면을 커버하는 에지 투광층을 포함할 수 있으며, 상기 에지 투광층은 쿼츠로 이루어질 수 있다.
상기 컵은 상기 기판처리용기의 바닥면에서 상향 연장되는 측벽 및 상기 측벽의 상부에서 상기 개구 측으로 상향 경사지게 배치되는 경사벽을 포함하고, 상기 에지 가열부는 상기 개구를 형성하는 상기 경사벽의 내경면에 경사지게 결합될 수 있다.
상기 컵에는 상기 에지 가열부가 삽입되어 결합되는 결합홈이 배치되고, 상기 에지 가열부는 상기 결합홈의 상단과 평탄한 연결면을 이룰 수 있다.
상기 에지 가열부는 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 개구의 외측을 둘러싸며 상기 컵의 둘레방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수 개의 에지 엘이디모듈을 포함할 수 있다.
상기 컵은 상기 기판처리용기의 바닥면에서 상향 연장되는 측벽, 상기 측벽의 상부에서 상기 개구 측으로 상향 경사지게 배치되는 경사벽, 상기 경사벽의 개구 측에서 수직으로 상향 연장되는 수직벽 및 상기 수직벽의 하부에서 상기 측벽을 향해 경사지게 돌출되는 가이드벽을 포함할 수 있다. 상기 에지 가열부는 상기 가이드벽에 삽입되어 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구, 상기 기판을 처리하는 처리공간을 형성하는 컵 및 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부를 포함하는 기판처리용기; 상기 처리공간에 배치되며 상기 기판을 지지하는 지지부; 상기 기판에 액을 공급하는 공급부; 및 상기 기판의 상면을 가열하는 상면 가열부; 를 포함하는, 기판처리장치를 추가로 제공한다.
상기 상면 가열부 및 상기 에지 가열부 중 적어도 상기 에지 가열부는 열원으로서 엘이디모듈을 포함할 수 있다.
상기 에지 가열부는 기판처리 시 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 지지부의 상방에 배치되며 상기 개구의 외측을 둘러싸여 링형 형태로 배치되는 에지 엘이디모듈을 포함할 수 있다.
상기 에지 가열부는 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 개구의 외측을 둘러싸며 상기 컵의 둘레방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수 개의 에지 엘이디모듈을 포함할 수 있다.
상기 상면 가열부는 상부에서 볼 때 상기 기판의 중심부에서 반경방향 외측으로 적어도 상기 기판의 가장자리에 인접하는 영역까지 커버하는 제1 가열영역을 가질 수 있다. 상기 에지 가열부는 상기 제1 가열영역을 둘러싸게 위치되며 상기 기판의 가장자리에 대응되는 링형 형태의 제2 가열영역을 가질 수 있다.
상기 공급부는 회동축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 구동암 및 상기 구동암의 단부에 배치되며 상기 기판에 액을 공급하는 공급노즐을 포함할 수 있다. 상기 상면 가열부는 상기 구동암과 함께 회전 가능하게 배치되며 상기 기판의 상면 중 적어도 가장자리의 내측영역을 가열하도록 구성될 수 있다.
상기 상면 가열부는 상부에서 볼 때 상기 기판의 중심부에서 반경방향 외측으로 적어도 상기 기판의 가장자리에 인접하는 영역까지 연장되는 상면 엘이디모듈을 포함할 수 있다.
상기 상면 가열부 및 에지 가열부 중 적어도 하나는 상기 기판으로 고온의 불활성 기체를 공급하는 기체 분사부를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 기판을 지지하는 스핀척 및 상기 스핀척에 배치되며 상기 기판을 가열하는 가열부재를 포함할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 공정챔버; 상기 공정챔버 내에서 승강유닛에 의해 승강 가능하게 배치되며, 상부에 개구가 구비되고 기판을 처리하는 처리공간을 갖는 기판처리용기; 상기 처리공간에 배치되며 상기 기판을 지지하는 스핀척 및 상기 스핀척을 회전 구동하는 구동부재를 포함하는 지지부; 상기 공정챔버에 회동축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 구동암 및 상기 구동암의 단부에 배치되며 상기 기판에 액을 공급하는 공급노즐을 포함하는 공급부; 및 상기 구동암과 함께 회전 가능하게 배치되며 상기 기판의 상면 중 가장자리의 내측영역을 가열하는 상면 엘이디모듈을 포함하는 상면 가열부;를 포함하고, 상기 기판처리용기는 상기 개구에 인접하는 상부 내벽면에 상기 개구를 둘러싸며 링형 형태로 삽입되어 결합되며 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 엘이디모듈을 포함하는 에지 가열부를 포함하는, 기판처리장치를 추가로 제공한다.
상기 기판처리용기는 상기 지지부를 둘러싸여 배치되며 상기 개구에 연통되는 제1 유입구에 연결되는 제1 회수공간을 갖는 제1 컵; 상기 제1 컵을 둘러싸여 배치되며 상기 제1 유입구의 상부에서 상기 개구에 연통되는 제2 유입구에 연결되는 제2 회수공간을 갖는 제2 컵; 및 상기 제2 컵을 둘러싸여 배치되며 상기 제2 유입구의 상부에서 상기 개구에 연통되는 제3 유입구에 연결되는 제3 회수공간을 갖는 제3 컵;을 포함할 수 있다. 상기 에지 엘이디모듈은 상기 제1 유입구에 인접하는 상기 제1 컵의 상부 내벽면에 결합되는 제1 컵 엘이디모듈, 상기 제2 유입구에 인접하는 상기 제2 컵의 상부 내벽면에 결합되는 제2 컵 엘이디모듈 및 상기 제3 유입구에 인접하는 상기 제3 컵의 상부 내벽면에 결합되는 제3 컵 엘이디모듈을 포함할 수 있다. 상기 제1 컵 엘이디모듈, 상기 제2 컵 엘이디모듈 및 상기 제3 컵 엘이디모듈은 수직방향으로 정렬되며 각각 상기 제1 컵의 상부 내벽면, 상기 제2 컵의 상부 내벽면 및 상기 제3 컵의 상부 내벽면에 삽입되어 결합될 수 있다.
상기 기판처리용기의 구성에 따르면, 기판처리장치의 컵에 구비된 에지 가열부를 통해 기판 처리 시 기판의 가장자리 및 기판의 가장자리의 액을 가열할 수 있으므로 기판의 처리효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 기판처리용기를 포함한 기판처리장치의 구성에 따르면, 상면 가열부 및 에지 가열부에 의해 기판 및 기판 상의 액을 가열함으로써 기판의 전체적인 상면에 대해 온도차를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 기판에 대한 전체적인 온도 제어를 효율적으로 구현할 수 있으며 기판에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 기판처리장치에서 기판에 대한 상면 가열부 및 에지 가열부를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 기판처리장치에서 기판에 대한 상면 가열부 및 에지 가열부를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 5에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 6에 따른 기판처리용기를 나타낸 예시도이다.
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 실시예에 서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 결합)"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.
아래에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 기판에 대한 상면 가열부 및 에지 가열부를 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판처리장치는 액으로 기판(W)에 대한 공정을 수행하는 공정챔버(100)를 포함한다. 이러한 공정챔버(100) 내에서는 기판(W)을 수평으로 유지한 상태에서 기판(W)에 대해 공정을 수행한다. 공정챔버(100)는 다양한 액들을 사용하여 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 공정에서 사용되는 챔버일 수 있다. 구체적인 일 예로서 공정챔버(100)는 기판(W) 상의 포토레지스트, 유기 잔여물 (organic residue) 등의 물질을 제거하는 공정에서 사용되는 챔버일 수 있다. 또한, 상기 공정챔버(100)는 기판(W) 상에 형성된 질화막을 식각하는 공정에서 사용되는 챔버일 수 있다. 이때, 액은 인산을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판 상에 액을 공급하는 다양한 종류의 기판처리장치에 적용 가능하다.
구체적으로, 상기 공정챔버(100)는 밀폐된 내부공간을 제공하며, 상부에는 팬필터유닛(110)이 설치될 수 있다. 상기 팬필터유닛(110)은 공정챔버(100) 내부에 수직기류를 발생시킬 수 있다. 이러한 팬필터유닛(110)은 필터와 공기공급팬이 하나의 유닛으로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 공정챔버(100) 내부로 공급해줄 수 있다. 청정공기는 팬필터유닛(110)을 통과한 후, 공정챔버(100) 내부로 공급되어 수직기류를 형성할 수 있다. 이러한 수직기류는 기판(W) 상부에 균일한 기류를 제공하며, 기판(W)으로 공급된 액에 의해 기판(W) 표면이 처리되는 과정에서 발생하는 오염물질(흄)들을 공기와 함께 후술될 기판처리용기(200)의 컵(210)을 통해 배출라인(130)으로 배출시켜 제거함으로써, 기판처리용기(200) 내부의 고청정도를 유지하게 한다.
공정챔버(100)는 수평격벽(101)에 의해 구획되는 공정영역(100a)과 유지보수영역(100b)을 포함한다. 상기 수평격벽(101)에는 기판처리용기(200)를 후술될 지지부(300)에 대해 승강하도록 구동하는 승강유닛(250)의 제1 구동부재(293)와, 노즐부(400)의 제2 구동부재(430)가 설치될 수 있다. 또한 유지보수영역(100b)에는 기판처리용기(200)와 연결되는 배출라인(130), 배기부재(120)가 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수영역(100b)은 기판(W) 처리가 이루어지는 공정영역(100a)으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 공정챔버(100) 내에 배치되는 기판처리용기(200), 지지부(300) 및 공급부(400)를 포함할 수 있다. 상기 기판처리용기(200)는 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구(201), 상기 기판을 처리하는 처리공간을 형성하는 컵(210) 및 후술될 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부(600)를 포함할 수 있다. 구체적으로 기판처리용기(200)는 공정챔버(100)의 내부에 배치되며, 상부에 개구(201)가 구비되는 원통 형상 또는 다각형 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 기판(W)을 처리하기 위한 처리공간을 가질 수 있다. 기판처리용기(200)의 개구(201)는 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 여기에서, 상기 처리공간에는 지지부(300)가 배치된다. 이때, 지지부(300)는 공정 진행 시 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 회전시킨다.
또한, 기판처리용기(200)는 지지부(300)의 스핀척(310)이 위치되는 상부공간(200a)과, 강제 배기가 이루어지도록 하부에는 배기덕트(250)가 연결된 하부공간(200b)을 제공한다. 이러한 배기덕트(250)는 공정챔버(100)의 외부로 연장된 배기부재(120)와 연결된다. 기판처리용기(200)의 상부공간(200a)에는 회전되는 기판(W) 상에서 비산되는 액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 컵(210)이 배치될 수 있다. 즉, 기판처리용기(200)는 지지부(300)를 둘러싸게 배치되는 컵(210)을 포함할 수 있다. 상기 컵(210)는 환형공간(기판처리용기(200)의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(h)를 가질 수 있다.
여기에서, 컵(210)은 지지부(300)를 둘러싸여 배치되며 기판처리용기(200)의 개구(201)에 연통되는 유입구(I)에 연결되는 회수공간(RS)을 가질 수 있다. 즉, 컵(210)은 기판(W)으로부터 비산된 액 및 흄이 포함된 기류가 유입구(I)를 통해 유입되는 회수공간(RS)을 제공한다.
이에 더하여, 상기 기판처리용기(200)는 승강유닛(290)에 의해 지지부(300)에 대해 승강 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 기판처리용기(200)는 기판처리용기(200)의 수직위치를 변경시키는 승강유닛(290)과 결합될 수 있다. 승강유닛(290)은 기판처리용기(200)를 상하방향으로 직선 이동시킬 수 있다. 기판처리용기(200)가 상하로 이동됨에 따라 지지부(300)의 스핀척(310)에 대한 기판처리용기(200)의 상대 높이가 변경된다. 이러한 승강유닛(290)은 브라켓(291), 이동축(292), 및 제1 구동부재(293)를 가질 수 있다. 브라켓(291)은 기판처리용기(200)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(291)에는 제1 구동부재(293)에 의해 상하방향으로 이동되는 이동축(292)이 고정결합될 수 있다. 기판(W)이 지지부(300)의 스핀척(310)에 로딩 또는 스핀척(310)으로부터 언로딩될 때 스핀척(310)이 기판처리용기(200)의 상부로 돌출되도록 기판처리용기(200)는 하강할 수 있다.
상기 지지부(300)는 기판처리용기(200)의 처리공간에 배치되며 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지부(300)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 제3 구동부재(330)에 의해 회전될 수 있다. 또한, 상기 지지부(300)는 원형의 상부 면을 갖는 스핀척(310)을 포함할 수 있다. 스핀척(310)의 하부에는 스핀척(310)을 지지하는 지지축(320)이 연결되며, 지지축(320)은 그 하단에 연결된 제3 구동부재(330)에 의해 회전한다. 이때, 제3 구동부재(330)는 모터 등으로 마련되며, 이러한 제3 구동부재(330)에 의해 지지축(320)이 회전함에 따라 스핀척(310) 및 기판(W)이 회전하게 된다.
한편, 상기 공급부(400)는 지지부(300)에 지지된 기판(W)에 액을 공급할 수 있다. 이때 액은 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질 또는 막질을 제거할 수 있다. 기판처리장치는 액공급원에서 공급되는 액이 가열되어 액공급라인(미도시)을 통해 공급노즐(420)으로부터 기판(W)에 액을 토출할 수 있다. 공급부(400)는 구동암(410)과 공급노즐(420)을 포함할 수 있다. 여기에서 구동암(410)은 하부에 연결된 제2 구동부재(430)에 의해 회전 및 승강될 수 있다. 구동암(410)은 수직으로 연장되며 하부에 제2 구동부재(430)가 연결되는 회동축(411) 및 회동축(411)의 상단에서 일측으로 연장되며 공급노즐(420)이 배치되는 지지대(412)를 포함할 수 있다. 구동암(410)의 지지대(412)는 제2 구동부재(430)의 구동에 의해 회동축(411)을 중심으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 또한 구동암(410)은 공정챔버(100) 내에 설치되고 기판(W)의 상측까지 연장될 수 있다. 이러한 구동암(410)은 공정챔버(100) 내에서 수평격벽(101)에 의해 구획된 상측의 공정영역(100a)과 하측의 유지보수영역(100b) 중 공정영역(100a)에 설치될 수 있다. 아울러, 공급노즐(420)은 구동암(410)의 단부에 설치되며 기판(W)의 상측에 배치될 수 있다.
일반적으로 회전상태로 스핀척(310)에 지지된 기판(W)에 일정온도로 가열된 액을 공급하여 공정 진행 시 기판(W)의 중부에 비해 가장자리로 갈수록 온도차가 발생할 수 있으며 이로 인해 기판(W)에 대한 처리효율이 저하될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(600)를 포함할 수 있다.
상면 가열부(500)는 공정챔버(100) 내에 배치될 수 있으며, 기판(W)의 상면을 가열할 수 있다. 여기서, 상면 가열부(500)는 기판(W)의 상면을 향해 열을 발산하여 기판(W)에 공급된 액을 가열할 수 있는 한, 다양한 종류의 열원을 포함할 수 있다. 여기서, 상면 가열부(500)의 경우, 상면 가열부(500)에 의해 생성된 열이 기판(W)에 직접 도달하는 기판(W)에 대한 가열영역은 공급노즐(420)로부터 토출된 액이 기판(W)에 맞닿는 영역과 중첩되도록 하는 위치에 배치된다. 설명의 편의를 위해, 아래에서 상면 가열부(500)가 기판(W)에 대한 가열영역을 제1 가열영역으로 칭한다.
상면 가열부(500)는 이동수단에 의해 이동 가능하게 배치될 수 있다. 구체적으로 이동수단은 상기 공급부(400)에 포함된 구동암(410) 및 제2 구동부재(430)로 구현될 수 있다. 즉, 상면 가열부(500)는 공급노즐(420)과 함께 구동암(410)에 결합될 수 있다. 다시 말해, 상면 가열부(500) 및 공급노즐(420)은 구동암(410)의 지지대(412)에 배치되며 회동축(411)의 하부에 연결된 제2 구동부재(430)의 의해 회동축(411)을 중심으로 함께 회전 및 승강될 수 있다. 일 예로, 상면 가열부(500) 및 공급노즐(420)은 지지대(412)의 길이 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다. 상면 가열부(500)가 기판(W)의 상면에 대해 수직 하방 영역으로 열을 제공하며, 공급노즐(420)이 기판(W)을 향해 액을 토출하도록 지지대(412)에 결합될 수 있다. 또한, 도시되어 있지 않으나, 선택적으로, 상기 상면 가열부는 상기 구동암에서 지지대의 길이방향을 따라 이동 가능하게 배치될 수 있다. 따라서, 필요에 따라 상면 가열부의 이동에 의해 기판(W)에 대한 제1 가열영역의 위치를 변경할 수 있다.
상면 가열부(500)는 상기 기판(W)의 가장자리 내측의 영역을 가열할 수 있다. 상면 가열부(500)는 상부에서 볼 때 기판(W)의 중심부에서 반경방향 외측으로 상기 기판(W)의 가장자리에 인접하는 영역까지 연장될 수 있다. 일 예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상면 가열부(500)의 제1 가열영역은 상부에서 볼 때 상기 기판(W)의 중심부에서 반경방향 외측으로 상기 기판(W)의 가장자리에 인접하는 영역까지 커버하는 선형형태로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상면 가열부(500)의 형태에 대에 특별히 한정하지 않으며, 기판의 상면 중 주로 가장자리의 내측영역을 효율적으로 가열할 수 있는 한 다양한 형태로 구현 가능하다. 이러한 상면 가열부(500)의 구성에 따라 지지부(300)의 스핀척(310)에 의해 회전상태로 지지된 기판(W)에 공급노즐(420)로부터 액을 토출하여 공정진행 시, 상면 가열부(500)는 기판(W)의 가장자리 내측영역에서 기판(W)의 중부를 기준으로 방사방향 외측으로 둘러싼 원형형태의 영역으로 균일한 가열처리를 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 상면 가열부(500)의 제1 가열영역은 기판(W)의 중심부에서 반경방향 외측으로 상기 기판(W)의 가장자리까지 연장될 수도 있다.
이러한 상면 가열부(500)는 열원으로서 상면 엘이디모듈(510)을 포함할 수 있다. 상면 엘이디모듈(510)은 기판(W)의 가장자리의 내측영역을 향해 광을 조사하여 기판(W)의 가장자리의 내측영역 및 이 영역에 존재하는 액을 가열할 수 있다. 상면 엘이디모듈(510)은 기판(w)의 상방에서 볼 때 기판(w)의 중부에서 적어도 가자장자리의 내측 또는 가장자리까지 연장될 수 있다. 여기서, 상면 엘이디모듈(510)은 필요에 따라 다양한 파장의 광선을 조사할 수 있으며, 예로서 자외선 파장을 조사하는 엘이디일 수 있다. 그러나 본 발명의 상면 엘이디모듈(510)은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 적외선 파장, 근자외선 파장, 근적외선 파장 등 다양한 파장의 광선을 조사하는 엘이디일 수 있으며, 또한 또한 다파장의 광선을 조사할 수도 있다. 상면 가열부(500)는 상면 엘이디모듈(510)을 통해 기판(W)의 가장자리의 내측영역 및 기판(W)의 가장자리의 내측영역에 존재하는 액을 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 광을 조사함으로써 기판(W)의 상면의 액막의 종류에 따라 조사된 광과 반응하여 광분해 또는 광경화시켜 액막의 식각 균일도를 유지하는데 유리할 수 있으며, 또한 식각율 등 처리효율을 향상시킬 수 있다. 상면 가열부(500)는 상면 엘이디모듈(510)을 보호하도록 상기 상면 엘이디모듈(510)의 발광면을 커버하는 제1 투광층(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 투광층은 쿼츠로 이루어질 수 있다. 상면 가열부(500)는 가열온도를 조절 가능하게 구성될 수 있다, 구체적으로, 상면 가열부(500)는 온도감지센서를 더 포함할 수 있으며 온도감지센서에 의해 감지된 온도에 따라 출력을 제어하여 가열온도를 조절할 수 있다. 상면 가열부(500)는 제1 가열영역에서 위치에 따라 가열온도를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상면 가열부(500)는 기판(W)의 중부에서 방사방향 외측으로 갈수록 가열온도가 높아지도록 제어할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 필요에 따라 상면 가열부(500)의 가열방식을 적절하게 구현할 수 있다.
상기 기판처리용기(200)에 포함된 에지 가열부(600)는 컵(210)에 배치되며 기판(W)의 가장자리를 가열할 수 있다. 상기 에지 가열부(600)는 개구(201)에 인접하는 컵(210)의 상부 내벽면에 결합될 수 있으며, 상기 컵(210)의 상부 내벽면에서 상기 개구(201)의 외측을 둘러싸여 링형 형태로 배치될 수 있다. 이러한 에지 가열부(600)는 공정 처리상태에서 지지부(300)의 상방에 배치되어 지지부(300)에 지지된 기판(W)의 상방에서 기판(W)의 가장자리를 가열할 수 있다. 구체적으로, 이러한 컵(210)은 기판처리용기(200)의 바닥면에서 상향 연장되는 측벽(211) 및 측벽(211)의 상부에서 개구(201) 측으로 상향 경사지게 배치되는 경사벽(212)을 포함할 수 있다. 이 경우, 에지 가열부(600)는 개구에 인접하는 경사벽(212)의 내벽면에 배치될 수 있다. 이러한 에지 가열부(600)는 컵(210)의 경사벽(212)의 내벽면에서 상기 개구(201)의 외측을 둘러싸여 링형 형태로 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 에지 가열부(600)는 상기 개구(201)를 형성하는 상기 경사벽(212)의 내경면에 경사지게 결합될 수 있다. 이러한 링형 형태의 에지 가열부(600)를 통해 기판(W)의 가장자리를 균일하게 가열하여 기판(W)의 가장자리 상면의 액을 가열할 수 있다. 에지 가열부(600)는 다양한 방식으로 기판처리용기(200)에 배치될 수 있다. 일 예로, 에지 가열부(600)는 기판처리용기(200)의 컵(210)의 상단 내벽면에 삽입되어 결합될 수 있다. 이 경우, 기판처리용기(200)의 컵(210)에는 결합홈(G)이 배치될 수 있다. 따라서, 에지 가열부(600)는 컵(210)의 결합홈(G)에 삽입되어 결합될 수 있다. 이 경우, 에지 가열부(600)는 상기 결합홈(G)의 상단과 평탄한 연결면을 이룰 수 있다. 이에 따라 기판처리용기(200)의 컵(210)의 구조로 인한 기류 저항을 최소화하여 액 및 기체의 비산을 방지할 수 있다.
에지 가열부(600)는 열원으로서 에지 엘이디모듈(610)을 포함할 수 있다. 에지 엘이디모듈(610)은 기판(W)의 가장자리를 향해 광을 조사하여 기판(W)의 가장자리 및 기판(W)의 가장자리에 존재하는 액을 가열할 수 있다. 여기서, 에지 엘이디모듈(610)은 필요에 따라 다양한 파장의 광선을 조사할 수 있으며, 예로서 자외선 파장을 조사하는 엘이디일 수 있다. 그러나 본 발명의 에지 엘이디모듈(610)은 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 적외선 파장, 근자외선 파장, 근적외선 파장 등 다양한 파장의 광선을 조사하는 엘이디일 수 있으며, 또한 다파장의 광선을 조사할 수도 있다. 에지 가열부(600)는 에지 엘이디모듈(610)을 통해 기판(W)의 가장자리 및 기판(W)의 가장자리에 존재하는 액을 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 광을 조사함으로써 기판(W)의 상면의 액막의 종류에 따라 조사된 광과 반응하여 광분해 또는 광경화시켜 액막의 식각 균일도를 유지하는데 유리할 수 있으며, 또한 식각율 등 처리효율을 향상시킬 수 있다. 에지 가열부(600)는 기판(W)의 가장자리를 가열하는 제2 가열영역을 가질 수 있다. 구체적으로 에지 가열부(600)는 상면 가열부(500)를 둘러싸게 위치되며 기판(W)의 가장자리에 대응되는 링형 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 에지 가열부(600)의 제2 가열영역은 상면 가열부(500)의 제1 가열영역을 둘러싸게 위치되며 기판(W)의 가장자리에 대응되는 링형 형태로 이루어질 수 있다. 에지 가열부(600)는 일체로 형성된 링형 형태로 구성된 에지 엘이디모듈(610)을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현 가능하다.
에지 가열부(600)는 에지 엘이디모듈(610)을 보호하도록 상기 에지 엘이디모듈(610)의 발광면을 커버하는 에지 투광층(620)을 포함할 수 있다. 이러한 에지 투광층(620)은 쿼츠로 이루어질 수 있다. 에지 투광층(620)은 기판처리용기(200) 내의 기체 및 액의 원활한 유동을 구현하도록, 기판처리용기(200)의 컵(210)의 결합홈(G)에 에지 가열부(600)가 결합된 상태에서 상기 컵(210)의 내벽면과 평탄한 투광면을 이룰 수 있다. 즉, 에지 투광층(620)은 기판처리용기(200)의 컵(210)의 결합홈(G)으로부터 돌출되지 않도록 배치될 수 있다.
선택적으로, 상기 에지 가열부(600)는 상기 기판(W)에 대한 가열범위를 조절 가능하게 상기 기판처리용기(200)에 결합될 수도 있다. 이 겨우, 에지 가열부(600)가 기판(W)에 대한 가열범위를 조절함으로써, 제2 가열영역이 상면 가열부(500)의 제1 가열영역과 일부 중첩될 수 있다. 즉, 상면 가열부(500)의 제1 가열영역과 에지 가열부(600)의 제2 가열영역는 일부 중첩될 수 있다. 상기 에지 가열부(600)는 가열온도를 조절 가능하게 구성될 수 있다. 구체적으로, 에지 가열부(600)는 온도감지센서를 더 포함할 수 있으며 온도감지센서에 의해 감지된 온도에 따라 출력을 제어하여 가열온도를 조절할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(600)에 의해 기판(W) 및 기판(W) 상의 액을 가열함으로써 기판(W)의 전체적인 상면에 대해 온도차를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 기판(W)에 대한 전체적인 온도 제어를 효율적으로 구현할 수 있으며 기판(W)에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(600)를 포함한 기판처리장치를 통해 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액인 SPM(Sulfuric acid peroxide mixture)액 또는 DSP(Diluted sulfate peroxide)액 등의 레지스트 박리액을 이용한 레지스트 제거 처리 등 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거 처리할 수 있을 뿐만 아니라 고온의 인산 등을 이용한 질화막 등의 선택 에칭 처리 등에 있어서도 동일하고, 액의 온도를 효율적으로 제어하여 식각율 및 식각율의 균일도를 확보할 수 있으며 이에 따라 처리 효율의 향상 효과 및 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.
이상의 실시예 1에서는 기판처리용기(200)가 하나의 컵을 포함하는 구조로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 복수 개의 컵을 포함할 수 있다.
또한, 실시예 1에서는 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(600)는 열원으로서 각각 상면 엘이디모듈 및 에지 엘이디모듈을 포함하는 구조로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 기판 및 기판 상의 액을 가열할 수 있는 구성이라면 다양한 종류의 열원을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전열 코일이나 패터닝된 금속 박막 등의 발열 회로가 제공된 열원을 포함하여 구현될 수도 있다.
또한, 실시예 1에서, 상면 가열부를 이동 가능하게 구현하기 위한 이동수단으로서 공급부의 공급노즐이 배치된 구동암에 상면 가열부가 배치된 실시예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 다른 일 예로, 상면 가열부는 공급부의 공급노즐이 배치된 구동암과 별도로 공정챔버에 배치되는 다른 이동암 및 이동암을 구동하는 구동부재를 포함한 이동수단에 배치되는 구조도 가능하다.
실시예 2
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 기판처리장치에서 기판에 대한 상면 가열부 및 에지 가열부를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 기판처리장치를 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 기판처리장치에서 상면 가열부 및 에지 가열부의 형태를 변경한 구조를 적용한 것을 제외한 다른 구성은 실시예 1의 구성과 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 중복을 피하기 위해 동일 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 기판처리장치에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상면 가열부(1500)는 상부에서 볼 때 상기 기판(W)의 중심부에서 반경방향 외측으로 상기 기판(W)의 가장자리에 인접하는 영역까지 커버하는 부채형 형태로 이루어질 수 있다. 따라서 상면 가열부(1500)의 제1 가열영역은 상부에서 볼 때 상기 기판(W)의 중심부에서 반경방향 외측으로 상기 기판(W)의 가장자리에 인접하는 영역까지 커버하는 부채형 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 상면 가열부(1500)는 부채형 형태의 제1 가열영역을 갖도록, 열원으로서 상면 엘이디모듈이 부채형 형태로 이루어질 수 있거나, 상면 엘이디모듈의 발열방향을 가이드하는 가이드부재를 구비하여 기판(W)에 대한 제1 가열영역의 형태를 조절할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상면 가열부의 형태에 대에 특별히 한정하지 않으며, 기판의 상면 중 주로 가장자리의 내측영역을 효율적으로 가열할 수 있는 한 다양한 형태로 구현 가능하다. 이러한 상면 가열부의 구성에 따라 지지부에 의해 회전상태로 지지된 기판에 액을 공급하여 공정진행 시, 상면 가열부는 기판의 가장자리 내측영역에서 기판의 중부를 기준으로 방사방향 외측으로 둘러싼 원형형태의 영역으로 균일한 가열처리를 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 상면 가열부의 제1 가열영역은 기판의 중심부에서 반경방향 외측으로 상기 기판의 가장자리까지 연장될 수도 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 기판처리장치에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판처리용기(200)의 에지 가열부(1600)는 기판처리용기(200)의 컵(210)의 상부 내벽면에서 둘레방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치된 복수 개의 에지 엘이디모듈(1610)을 포함할 수 있다.
실시예 3
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시예 3에 따른 기판처리장치를 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 기판처리장치에서 복수 개의 컵을 포함한 기판처리용기 및 기판처리용기에 배치된 에지 가열부의 구성을 제외한 구성은 실시예 1의 구성과 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 중복을 피하기 위해 동일 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예 3에 따른 기판처리장치에서, 기판처리용기(2200)는 지지부(300)의 스핀척(310)이 위치되는 상부공간(200a)과, 강제 배기가 이루어지도록 하부에는 배기덕트(250)가 연결된 하부공간(200b)을 제공한다. 이러한 배기덕트(250)는 공정챔버(100)의 외부로 연장된 배기부재(120)와 연결된다. 기판처리용기(2200)의 상부공간(200a)에는 회전되는 기판(W) 상에서 비산되는 액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 컵(2210, 2220, 2230)이 다단으로 배치된다. 상기 제1, 제2 및 제3 컵(2210, 2220, 2230)은 하나의 공통된 환형공간(기판처리용기(2200)의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(h)들을 갖는다.
제1 컵(2210)은 지지부(300)를 둘러싸여 배치되며 제1 유입구(I1)에 연결되는 제1 회수공간(RS1)을 가질 수 있다. 제1 컵(2210)의 제1 유입구(I1)는 기판처리용기(2200)의 개구에 연통된다. 제2 컵(2220)은 제1 컵(2210)을 둘러싸여 배치되며 제1 컵(2210)의 제1 유입구(I1)의 상부에서 제2 유입구(I2)에 연결되는 제2 회수공간(RS2)을 가질 수 있다. 제2 컵(2220)의 제2 유입구(I2)는 기판처리용기(2200)의 개구에 연통된다. 제3 컵(2230)은 제2 컵(2220)을 둘러싸여 배치되며 제2 컵(2220) 제2 유입구(I2)의 상부에서 제3 유입구(I3)에 연결되는 제3 회수공간을 가질 수 있다. 제3 컵(2230)의 제3 유입구(I3)는 기판처리용기(2200)의 개구에 연통된다.
즉, 제1, 제2 및 제3 컵(2210, 2220, 2230)는 기판(W)으로부터 비산된 액 및 흄이 포함된 기류가 제1, 제2 및 제3 유입구(I1, I2, I3)를 통해 유입되는 제1, 제2 및 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공할 수 있다. 제1 회수공간(RS1)은 제1 컵(2210)에 의해 구획되어 형성될 수 있고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 컵(2210)과 제2 컵(2220) 간의 이격공간으로 형성될 수 있으며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 컵(2220)와 제3 컵(2230) 간의 이격공간으로 형성될 수 있다.
이에 더하여, 상기 기판처리용기(2200)는 승강유닛(290)에 의해 지지부(300)에 대해 승강 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 기판처리용기(2200)는 기판처리용기(2200)의 수직위치를 변경시키는 승강유닛(290)과 결합될 수 있다. 승강유닛(290)은 기판처리용기(2200)를 상하방향으로 직선 이동시킬 수 있다. 기판처리용기(2200)가 상하로 이동됨에 따라 스핀척(310)에 대한 기판처리용기(2200)의 상대 높이가 변경된다. 이러한 승강유닛(290)은 브라켓(291), 이동축(292), 및 제1 구동부재(293)를 가진다. 브라켓(291)은 기판처리용기(2200)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(291)에는 제1 구동부재(293)에 의해 상하방향으로 이동되는 이동축(292)이 고정결합될 수 있다. 기판(W)이 지지부(300)의 스핀척(310)에 로딩 또는 스핀척(310)으로부터 언로딩될 때 스핀척(310)이 기판처리용기(2200)의 상부로 돌출되도록 기판처리용기(2200)는 하강할 수 있다.
또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 액의 종류에 따라 액이 제1, 제2 및 제3 컵(2210, 2220, 2230) 중 기설정된 컵으로 유입될 수 있도록 기판처리용기(2200)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 기판처리용기(2200)와 기판(W) 간의 상대적인 수직위치가 변경된다. 따라서, 기판처리용기(2200)는 각 회수공간 별로 회수되는 액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
공정챔버(100)의 유지보수영역(100b)에 위치되며 보우부(2200)와 연결된 배출라인은 제1 컵(2210)의 하부에 연결된 제1 배출라인(2131), 제2 컵(2220)의 하부에 연결된 제2 배출라인(2132) 및 제3 컵(2230)의 하부에 연결된 제3 배출라인(2133)을 포함할 수 있다. 따라서, 청정공기는 공정챔버(100)의 팬필터유닛(110)을 통과한 후, 공정챔버(100) 내부로 공급되어 수직기류를 형성할 수 있다. 이러한 수직기류는 기판(W) 상부에 균일한 기류를 제공하며, 기판(W)으로 공급된 액에 의해 기판(W) 표면이 처리되는 과정에서 발생하는 오염물질(흄)들을 공기와 함께 후술될 기판처리용기(2200)의 제1, 제2 및 제3 컵(2210)을 통해 제1, 제2 및 제3 배출라인(2131, 2132, 2133)으로 배출시켜 제거함으로써, 기판처리용기(2200) 내부의 고청정도를 유지하게 할 수 있다.
기판처리용기(2200)의 제1 컵(2210)의 상부 내벽면, 상기 제2 컵(2220)의 상부 내벽면 및 상기 제3 컵(2230)의 상부 내벽면에는 각각 에지 가열부(2600)가 결합될 수 있다. 에지 가열부(2600)는 각각의 컵에 결합되는 에지 엘이디모듈(2610)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 에지 엘이디모듈(2610)은 제1 컵 엘이디모듈(2611), 제2 컵 엘이디모듈(2612) 및 제3 컵 엘이디모듈(2613)을 포함할 수 있다. 제1 컵 엘이디모듈(2611)은 제1 컵(2210)의 제1 유입구(I1)에 인접하는 제1 컵(2210)의 상부 내벽면에 결합될 수 있다. 제1 컵(2210)의 상부 내벽면에는 수직방향으로 정렬되며 상기 제1 컵 엘이디모듈(2611)이 삽입되어 결합되는 결합홈(G)이 배치될 수 있다. 제2 컵 엘이디모듈(2612)은 제2 컵(2220)의 제2 유입구(I2)에 인접하는 제2 컵(2220)의 상부 내벽면에 결합될 수 있다. 제2 컵(2220)의 상부 내벽면에는 수직방향으로 정렬되며 상기 제2 컵 엘이디모듈(2612)이 삽입되어 결합되는 결합홈(G)이 배치될 수 있다. 제3 컵 엘이디모듈(2613)은 제3 컵(2230)의 제3 유입구(I3)에 인접하는 제3 컵(2230)의 상부 내벽면에 결합될 수 있다. 제3 컵(2230)의 상부 내벽면에는 수직방향으로 정렬되며 상기 제3 컵 엘이디모듈(2613)이 삽입되어 결합되는 결합홈(G)이 배치될 수 있다. 또한, 에지 가열부(2600)는 상기 제1, 제2, 및 제3 컵 엘이디모듈(2611, 2612, 2613)의 발광면을 각각 커버하는 에지 투광층(2620)을 포함할 수 있으며, 이러한 에지 투광층(2620)은 쿼츠로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 액의 종류에 따라 승강유닛(290)에 의해 기판처리용기(2200)의 높이를 조절하여 액이 제1, 제2 및 제3 컵(2210, 2220, 2230) 중 기설정된 컵으로 유입될 수 있으며, 상면 가열부(500) 및 제1, 제2 및 제3 컵(2210, 2220, 2230) 각각에 배치된 에지 가열부(2600)의 제1, 제2 및 제3 컵 엘이디모듈(2611, 2612, 2613)에 의해 기판(W) 및 기판(W) 상의 액을 가열함으로써 기판(W)의 전체적인 상면에 대해 온도차를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 기판(W)에 대한 전체적인 온도 제어를 효율적으로 구현할 수 있으며 기판(W)에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(2600)를 포함한 기판처리장치를 통해 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액인 SPM(Sulfuric acid peroxide mixture)액 또는 DSP(Diluted sulfate peroxide)액 등의 레지스트 박리액을 이용한 레지스트 제거 처리 등 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거 처리할 수 있을 뿐만 아니라 고온의 인산 등을 이용한 질화막 등의 선택 에칭 처리 등에 있어서도 동일하고, 액의 온도를 효율적으로 제어하여 식각율 및 식각율의 균일도를 확보할 수 있으며 이에 따라 처리 효율의 향상 효과 및 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.
이상의 실시예 3에서는 기판처리용기가 3 개의 컵을 포함한 구성으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라, 2 개 또는 3 개 이상의 컵을 포함할 수도 있다.
실시예 4
도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 실시예 4에 따른 기판처리장치를 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예 4에 따른 기판처리장치에서 기판으로 고온의 불활성 기체를 공급하는 기체 분사부를 추가로 포함한 상면 가열부 및 에지 가열부의 구성을 제외한 다른 구성은 실시예 3의 구성과 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 중복을 피하기 위해 동일 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 기판처리장치에서, 상기 상면 가열부(3500) 및 에지 가열부(3600) 중 적어도 하나는 기판(W)으로 고온의 불활성 기체를 공급하는 기체 분사부를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상면 가열부(3500) 및 에지 가열부(3600) 각각은 기체 분사를 포함한 구성으로 설명한다.
상면 가열부(3500)는 상면 엘이디모듈(3510) 및 제1 기체 분사부(3530)를 포함할 수 있다. 상면 가열부(3500)의 상면 엘이디모듈(3510)은 이상의 실시예 3의 상면 가열부(500)의 상면 엘이디모듈(510)의 구성과 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
제1 기체 분사부(3530)는 상면 엘이디모듈(3510)에 배치되어 기판(W)으로 고온의 불활성 기체를 공급하여 기판(W)의 상면 및 기판(W)의 상면에 존재하는 액을 가열하거나 보온효과를 구현할 수 있다.
에지 가열부(3600)는 에지 엘이디모듈(3610) 및 제2 기체 분사부(3630)를 포함할 수 있다. 여기서, 에지 가열부(3600)는 추가로 에지 엘이디모듈(3610)의 발광면을 커버하는 에지 투광층(3620)을 더 포함할 수 있다. 에지 가열부(3600)의 에지 엘이디모듈(3610) 및 에지 투광층(3620)은 이상의 실시예 3의 에지 가열부(2600)의 에지 엘이디모듈(2610)의 구성과 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
제2 기체 분사부(3630)는 에지 엘이디모듈(3610)에 배치되어 기판(W)으로 고온의 불활성 기체를 공급하여 기판(W)의 상면 및 기판(W)의 상면에 존재하는 액을 가열하거나 보온효과를 구현할 수 있다. 여기서, 제2 기체 분사부(3630)의 기체 공급라인은 기판처리용기의 내부에 기체 공급유로를 형성하는 형태로 구현될 수 있거나 별도의 가스 공급관 등으로 구현될 수 있다.
상기 제1 기체 분사부(3530) 및 제2 기체 분사부(3630)는 질소 가스, 공정챔버의 청정공기나 그 외의 다양한 종류의 불활성 기체를 사용할 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않는다.
이러한 구성에 따르면, 상면 엘이디모듈(3510) 및 제1 기체 분사부(3530)를 포함한 상면 가열부(3500)와 에지 엘이디모듈(3610) 및 제2 기체 분사부(3630)를 포함한 에지 가열부(3600)에 의해 기판(W) 및 기판(W) 상의 액을 가열함으로써 기판(W)의 전체적인 상면에 대해 온도차를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 기판(W)에 대한 전체적인 온도 제어를 효율적으로 구현할 수 있으며 기판(W)에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상면 가열부(3500) 및 에지 가열부(3600)를 포함한 기판처리장치를 통해 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액인 SPM(Sulfuric acid peroxide mixture)액 또는 DSP(Diluted sulfate peroxide)액 등의 레지스트 박리액을 이용한 레지스트 제거 처리 등 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거 처리할 수 있을 뿐만 아니라 고온의 인산 등을 이용한 질화막 등의 선택 에칭 처리 등에 있어서도 동일하고, 액의 온도를 효율적으로 제어하여 식각율 및 식각율의 균일도를 확보할 수 있으며 이에 따라 처리 효율의 향상 효과 및 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.
실시예 5
도 6은 본 발명의 실시예 5에 따른 기판처리장치를 나타낸 예시도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 실시예 5에 따른 기판처리장치를 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예 5에 따른 기판처리장치에서 가열부재를 추가로 포함한 지지부의 구성을 제외한 다른 구성은 실시예 3의 구성과 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 중복을 피하기 위해 동일 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예 5에 따른 기판처리장치에서, 지지부(4300)는 스핀척(4310)에 배치되는 가열부재(4340)를 추가로 포함할 수 있다. 여기서 가열부재(4340)는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 전열 코일이나 패터닝된 금속 박막 등의 발열 회로가 제공된 가열 플레이트일 수 있다. 또한, 가열부재(4340)는 열원으로서 광을 조사하여 기판을 가열하는 엘이디모듈을 포함하는 구조로 구성될 수도 있으며, 이에 특별히 한정하지 않는다.
이러한 구성에 따르면, 지지부(4300)의 가열부재(4340), 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(600)에 의해 기판(W) 및 기판(W) 상의 액을 가열함으로써 기판(W)의 전체적인 상면에 대해 온도차를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 기판(W)에 대한 전체적인 온도 제어를 효율적으로 구현할 수 있으며 기판(W)에 대한 처리효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 지지부(4300)의 가열부재(4340), 상면 가열부(500) 및 에지 가열부(600)를 포함한 기판처리장치를 통해 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액인 SPM(Sulfuric acid peroxide mixture)액 또는 DSP(Diluted sulfate peroxide)액 등의 레지스트 박리액을 이용한 레지스트 제거 처리 등 기판(W) 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거 처리할 수 있을 뿐만 아니라 고온의 인산 등을 이용한 질화막 등의 선택 에칭 처리 등에 있어서도 동일하고, 액의 온도를 효율적으로 제어하여 식각율 및 식각율의 균일도를 확보할 수 있으며 이에 따라 처리 효율의 향상 효과 및 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.
실시예 6
도 7은 본 발명의 실시예 6에 따른 기판처리용기를 나타낸 예시도이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 실시예 6에 따른 기판처리용기를 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예 6에 따른 기판처리용기(3200)는 실시예 1 내지 5의 기판처리용기(200, 2200)의 구조와 다른 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예 6에 따른 기판처리용기(3200)는 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구(3201), 상기 기판을 처리하는 처리공간 및 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부(3600);를 포함할 수 있다.
상부에 개구(3201)가 구비되는 원통 형상 또는 다각형 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 기판(W)을 처리하기 위한 처리공간을 가질 수 있다. 기판처리용기(3200)의 개구(3201)는 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다.
기판처리용기(3200)의 처리공간에는 회전되는 기판(W) 상에서 비산되는 액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 컵(3210)이 배치될 수 있다. 즉, 기판처리용기(3200)는 상기 처리공간을 형서하며 기판(W)을 지지하는 지지부(3300)를 둘러싸게 배치되는 적어도 하나의 컵(3210)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 하나의 컵(3210)으로 도시되어 있으나 복수 개의 컵(3210)으로 구현 가능하다. 상기 컵(3210)는 바닥면에 기체를 배출하는 배기구(h1) 및 액을 배출하는 배액구(h2)를 포함할 수 있다.
여기에서, 컵(3210)은 지지부(3300)를 둘러싸여 배치되며 기판처리용기(3200)의 개구(3201)에 연통되는 유입구(I)에 연결되는 회수공간(RS)을 가질 수 있다. 즉, 컵(210)은 기판(W)으로부터 비산된 액 및 흄이 포함된 기류가 유입구(I)를 통해 유입되는 회수공간(RS)을 제공한다.
상기 컵(3210)은 상기 기판처리용기(3200)의 바닥면에서 상향 연장되는 측벽(3211), 상기 측벽(3211)의 상부에서 상기 개구 측으로 상향 경사지게 배치되는 경사벽(3212), 상기 경사벽(3212)의 개구(3201) 측에서 수직으로 상향 연장되는 수직벽(3213) 및 상기 수직벽(3213)의 하부에서 상기 측벽(3211)을 향해 경사지게 돌출되는 가이드벽(3214)을 포함할 수 있다. 여기서 수직벽(3213)은 하향 기류를 형성하도록 기체의 유동을 가이드할 수 있으며, 또한 회전상태인 기판(W)으로 액을 공급 시 기판(W)으로부터의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다. 가이드벽(3214)은 수직벽(3213)의 하부에서 하향 돌출될 수 있으며, 구체적으로 수직벽(3213)의 하부에서 컵(3210)의 개구(3201)의 둘레방향 외측으로 하향 돌출될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 수직벽(3213)의 수직구간을 따라 유입되는 기체는 가이드벽(3214)을 따라 균일하게 기판처리용기(3200)의 처리공간 내로 유동할 수 있어 기판처리용기(3200) 내부로의 기체 유동 균일성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 기체의 배기효율을 개선시킬 수 있다. 또한, 기판처리용기(3200) 내부에서 기판(W)으로부터 비산된 액 및 유입된 기체는 가이드벽(3214)의 가이드에 의해 기판처리용기(3200)의 하방으로 유동될 수 있어 액 및 기체의 역류를 방지할 수 있으며, 또한 기판(W)으로의 액의 재부착현상을 방지할 수 있다.
기판처리용기(3200)의 처리공간을 유동하는 액 및 기체의 역류를 방지하기 위해 상기 컵(3210)은 추가로 경사벽(3212)의 내벽면에 배치되는 유동 가이드벽(3215)을 포함할 수 있다. 유동 가이드벽(3215)은 가이드벽(3214)과 기판처리용기(3200)의 측벽(3211) 사이에 배치되며 경사벽(3212)의 내벽면에서 수직방향으로 하향 돌출될 수 있다. 상기 유동 가이드벽(3215)의 하단은 수직방향에서 상기 지지부(3300)의 스핀척의 상면보다 높게 배치될 수 있다. 이러한 유동 가이드벽(3214)의 구성을 통해, 기판(W)으로부터 비산된 액 및 유입된 기체가 유동 가이드벽(3215)의 가이드에 의해 하방으로 유동하게 하여 기판(W) 방향으로의 액 및 기체의 역류를 방지하고, 나아가 기판(W)으로의 액의 재부착 현상을 방지할 수 있으므로, 공정불량 발생을 효과적으로 방지할 수 있다
상기 에지 가열부(3600)는 상기 가이드벽(3214)에 삽입되어 결합될 수 있다. 구체적으로, 이러한 컵(3210)의 가이드벽(3214)에는 에지 가열부(3600)가 삽입되어 결합되는 결합홈(G)이 배치될 수 있다.
에지 가열부(3600)는 열원으로서 에지 엘이디모듈(3610)을 포함할 수 있다. 에지 엘이디모듈(3610)은 기판(W)의 가장자리를 향해 광을 조사하여 기판(W)의 가장자리 및 기판(W)의 가장자리에 존재하는 액을 가열할 수 있다. 에지 가열부(3600)는 에지 엘이디모듈(3610)을 보호하도록 상기 에지 엘이디모듈(3610)의 발광면을 커버하는 에지 투광층(3620)을 포함할 수 있다. 상기 에지 가열부(3600)의 구성은 상기 실시예 1 또는 실시예 2의 에지 가열부(600)의 구성을 동일하게 적용할 수 있다.
이상에서 실시예로서 실시예 1 내지 6을 설명하였으나, 이상의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 서로 조합할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속할 것이다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 공정챔버 110 팬필터유닛
120 배기부재 130 배출라인
200, 2200, 3200 기판처리용기 210, 3210 컵
211, 3211 측벽 212, 3212 경사벽
2210 제1 컵 2220 제2 컵
2230 제3 컵 201, 3201 개구
300, 3300, 4300 지지부 310, 4310 스핀척
320 지지축 330 제3 구동부재
4340 가열부재 400 공급부
410 구동암 411 회동축
412 지지대 420 공급노즐
430 제2 구동부재 500, 1500 상면 가열부
510 상면 엘이디모듈 600, 1600, 3600 에지 가열부
610, 1610, 3610 에지 엘이디모듈 620, 3620 에지 투광층

Claims (20)

  1. 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구;
    상기 기판을 처리하는 처리공간을 형성하는 컵; 및
    상기 컵에 구비되어 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부;를 포함하는 기판처리용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 지지부를 둘러싸게 배치되는 적어도 하나의 상기 컵을 포함하고,
    상기 에지 가열부는 상기 개구에 인접하는 상기 컵의 상부 내벽면에 결합되는, 기판처리용기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에지 가열부는 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 개구의 외측을 둘러싸여 링형 형태로 배치되는, 기판처리용기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에지 가열부는 열원으로서 에지 엘이디모듈을 포함하는, 기판처리용기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에지 가열부는 상기 에지 엘이디모듈의 발광면을 커버하는 에지 투광층을 포함하는, 기판처리용기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 컵은 상기 기판처리용기의 바닥면에서 상향 연장되는 측벽 및 상기 측벽의 상부에서 상기 개구 측으로 상향 경사지게 배치되는 경사벽을 포함하고, 상기 에지 가열부는 상기 개구를 형성하는 상기 경사벽의 내경면에 경사지게 결합되는, 기판처리용기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컵에는 상기 에지 가열부가 삽입되어 결합되는 결합홈이 배치되고, 상기 에지 가열부는 상기 결합홈의 상단과 평탄한 연결면을 이루는, 기판처리용기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 에지 가열부는 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 개구의 외측을 둘러싸며 상기 컵의 둘레방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수 개의 에지 엘이디모듈을 포함하는, 기판처리용기.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 컵은 상기 기판처리용기의 바닥면에서 상향 연장되는 측벽, 상기 측벽의 상부에서 상기 개구 측으로 상향 경사지게 배치되는 경사벽, 상기 경사벽의 개구 측에서 수직으로 상향 연장되는 수직벽 및 상기 수직벽의 하부에서 상기 측벽을 향해 경사지게 돌출되는 가이드벽을 포함하고,
    상기 에지 가열부는 상기 가이드벽에 삽입되어 결합되는, 기판처리용기.
  10. 상부에 위치되며 기판이 출입되는 개구, 상기 기판을 처리하는 처리공간을 형성하는 컵 및 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 가열부를 포함하는 기판처리용기;
    상기 처리공간에 배치되며 상기 기판을 지지하는 지지부;
    상기 기판에 액을 공급하는 공급부; 및
    상기 기판의 상면을 가열하는 상면 가열부; 를 포함하는, 기판처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상면 가열부 및 상기 에지 가열부 중 적어도 상기 에지 가열부는 열원으로서 엘이디모듈을 포함하는, 기판처리장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 에지 가열부는 기판처리 시 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 지지부의 상방에 배치되며 상기 개구의 외측을 둘러싸여 링형 형태로 배치되는 에지 엘이디모듈을 포함하는, 기판처리장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 에지 가열부는 상기 컵의 상부 내벽면에서 상기 개구의 외측을 둘러싸며 상기 컵의 둘레방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수 개의 에지 엘이디모듈을 포함하는, 기판처리장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 상면 가열부는 상부에서 볼 때 상기 기판의 중심부에서 반경방향 외측으로 적어도 상기 기판의 가장자리에 인접하는 영역까지 커버하는 제1 가열영역을 갖고,
    상기 에지 가열부는 상기 제1 가열영역을 둘러싸게 위치되며 상기 기판의 가장자리에 대응되는 링형 형태의 제2 가열영역을 갖는, 기판처리장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 공급부는 회동축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 구동암 및 상기 구동암의 단부에 배치되며 상기 기판에 액을 공급하는 공급노즐을 포함하고,
    상기 상면 가열부는 상기 구동암과 함께 회전 가능하게 배치되며 상기 기판의 상면 중 적어도 가장자리의 내측영역을 가열하도록 구성된, 기판처리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상면 가열부는 상부에서 볼 때 상기 기판의 중심부에서 반경방향 외측으로 적어도 상기 기판의 가장자리에 인접하는 영역까지 연장되는 상면 엘이디모듈을 포함하는, 기판처리장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 상면 가열부 및 에지 가열부 중 적어도 하나는 상기 기판으로 고온의 불활성 기체를 공급하는 기체 분사부를 포함하는, 기판처리장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 기판을 지지하는 스핀척 및 상기 스핀척에 배치되며 상기 기판을 가열하는 가열부재를 포함하는, 기판처리장치.
  19. 공정챔버;
    상기 공정챔버 내에서 승강유닛에 의해 승강 가능하게 배치되며, 상부에 개구가 구비되고 기판을 처리하는 처리공간을 갖는 기판처리용기;
    상기 처리공간에 배치되며 상기 기판을 지지하는 스핀척 및 상기 스핀척을 회전 구동하는 구동부재를 포함하는 지지부;
    상기 공정챔버에 회동축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 구동암 및 상기 구동암의 단부에 배치되며 상기 기판에 액을 공급하는 공급노즐을 포함하는 공급부; 및
    상기 구동암과 함께 회전 가능하게 배치되며 상기 기판의 상면 중 가장자리의 내측영역을 가열하는 상면 엘이디모듈을 포함하는 상면 가열부;를 포함하고,
    상기 기판처리용기는 상기 개구에 인접하는 상부 내벽면에 상기 개구를 둘러싸며 링형 형태로 삽입되어 결합되며 상기 기판의 가장자리를 가열하는 에지 엘이디모듈을 포함하는 에지 가열부를 포함하는, 기판처리장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판처리용기는,
    상기 지지부를 둘러싸여 배치되며 상기 개구에 연통되는 제1 유입구에 연결되는 제1 회수공간을 갖는 제1 컵;
    상기 제1 컵을 둘러싸여 배치되며 상기 제1 유입구의 상부에서 상기 개구에 연통되는 제2 유입구에 연결되는 제2 회수공간을 갖는 제2 컵; 및
    상기 제2 컵을 둘러싸여 배치되며 상기 제2 유입구의 상부에서 상기 개구에 연통되는 제3 유입구에 연결되는 제3 회수공간을 갖는 제3 컵;을 포함하고,
    상기 에지 엘이디모듈은 상기 제1 유입구에 인접하는 상기 제1 컵의 상부 내벽면에 결합되는 제1 컵 엘이디모듈, 상기 제2 유입구에 인접하는 상기 제2 컵의 상부 내벽면에 결합되는 제2 컵 엘이디모듈 및 상기 제3 유입구에 인접하는 상기 제3 컵의 상부 내벽면에 결합되는 제3 컵 엘이디모듈을 포함하고,
    상기 제1 컵 엘이디모듈, 상기 제2 컵 엘이디모듈 및 상기 제3 컵 엘이디모듈은 수직방향으로 정렬되며 각각 상기 제1 컵의 상부 내벽면, 상기 제2 컵의 상부 내벽면 및 상기 제3 컵의 상부 내벽면에 삽입되어 결합되는, 기판처리장치.
KR1020220188714A 2022-12-29 기판처리용기 및 기판처리장치 KR20240106091A (ko)

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