KR102152904B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상부가 개방된 처리 공간을 가지는 용기; 상기 처리 공간 내에 위치된 기판을 지지하고 회전 가능한 지지 유닛; 상기 지지 유닛 내에 설치되어 기판을 가열하는 제1가열 유닛; 상기 지지 유닛의 상부에 위치하여 기판의 소정 영역을 가열하는 제2가열 유닛; 및 상기 지지 유닛에 놓인 기판으로 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 제2가열 유닛은, 복수개의 광원들; 상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광을 전달하는 광섬유 모듈; 상기 광섬유 모듈에 연결되어 기판의 소정 영역으로 광을 조사하는 광조사부를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 기판 표면을 가열하면서 기판을 처리하는 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에서 유리 기판이나 웨이퍼를 처리하는 공정에는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정이 수행된다.

각 공정에는 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위해, 약액(chemical) 또는 순수(deionized water)를 이용한 세정 공정(wet cleaning process)과 기판 표면에 잔류하는 약액 또는 순수를 건조시키기 위한 건조(drying process) 공정이 수행된다.

최근에는 황산이나 인산과 같은 고온에서 사용되는 케미칼 수용액을 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 선택적으로 제거하는 식각 공정을 진행하고 있다.

고온의 케미칼 수용액을 이용한 기판 처리 장치에서는 식각률을 개선하기 위해 IR 램프를 이용하여 기판을 가열하는 기판 가열 장치가 적용되어 활용되고 있다.

그러나, 기존 기판 가열 장치는 IR 램프가 등간격으로 배치되는데 최외곽 램프의 크기는 기판보다 작다. 따라서, 기판에서의 빛 세기 분포가 가장자리 부근에서 급격하게 떨어지면서 기판의 영역별 식각률이 다르게 나타나는 문제점이 발생한다.

본 발명은 기판 세정 공정에 있어서 기판의 특정 영역의 온도를 보상하여 균일한 세정율을 제공하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 기판의 세정 공정시 기판 전체 영역에 온도를 균일하게 제공하여 기판의 영역별 균일한 세정율을 제공하기 위한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상부가 개방된 처리 공간을 가지는 용기; 상기 처리 공간 내에 위치된 기판을 지지하고 회전 가능한 지지 유닛; 상기 지지 유닛 내에 설치되어 기판을 가열하는 제1가열 유닛; 상기 지지 유닛의 상부에 위치하여 기판의 소정 영역을 가열하는 제2가열 유닛; 및 상기 지지 유닛에 놓인 기판으로 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 제2가열 유닛은, 복수개의 광원들; 상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광을 전달하는 광섬유 모듈; 상기 광섬유 모듈에 연결되어 기판의 소정 영역으로 광을 조사하는 광조사부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 광섬유 모듈은 상기 광조사부로 광이 출사되는 단일 출구; 및 상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광이 입사되는 복수개의 입구들을 갖는 광 섬유를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광섬유는 상기 입구들을 갖는 입구측 광섬유들; 및 상기 단일 출구를 갖는 그리고 상기 입구측 광섬유들과 연결되는 출구측 광섬유를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광조사부는 상기 하나 이상의 렌즈와 같은 광학적 부품들을 포함할 수 있다.

또한, 상기 광원들은 상기 기판 처리 장치 외부에 설치되는 함체 내에 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2가열 유닛은 상기 광조사부를 기판 상부에 위치하는 공정 위치와 상기 처리 용기의 외부에 위치하는 대기 위치로 이동시키는 구동기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1가열 유닛은 기판의 중앙영역에서부터 가장자리 영역까지 가열 가능하게 제공되고, 상기 제2가열 유닛은 기판의 가장 자리 영역을 가열 가능하게 제공될 수 있다.

또한, 상기 제2가열 유닛은 기판의 가장 자리 영역과 대향되며, 상기 처리용기의 상벽에 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 처리시, 상기 제1가열 유닛은 상기 기판 하부에서 기판의 전체 영역을 가열하며, 상기 제2가열 유닛은 상기 기판 상부에서 기판의 가장자리 영역을 가열하되; 상기 제2가열 유닛은 상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광들을 하나로 모아 기판 가장자리로 조사하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 세정 공정에 있어서 기판의 온도 분포가 낮은 영역을 추가 가열하여 기판의 온도 분포를 개선하 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 세정 공정시 전체 영역에 온도를 균일하게 제공하여 기판의 영역별 균일한 세정율을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 도1의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도3의 지지 유닛의 단면도이다.
도 5는 제2가열 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2가열 유닛을 이용한 기판의 가장자리 영역을 가열하는 모습을 보여주는 개략적인 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명의 실시예에서는 기판 처리 장치가 처리하는 기판으로 반도체 기판을 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 전계 방출용 디스플레이(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.

아래의 실시예에서는 고온의 황산(인산), 알카리성 약액, 산성 약액, 린스액, 그리고 건조가스와 같은 처리유체들을 사용하여 기판을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의

기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 처리 모듈(2000)을 포함한다. 인덱스 모듈(1000)은 로드포트(1200) 및 이송프레임(1400)을 포함한다. 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.

로드포트(1200)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(1300)가 안착된다. 로드포트(1200)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(1200)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(1200)의 개수는 공정 처리 모듈(2000)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(1300)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(1300)내에 위치된다. 캐리어(1300)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.

공정 처리 모듈(2000)은 버퍼 유닛(2200), 이송챔버(2400), 그리고 공정챔버(2600)를 포함한다. 이송챔버(2400)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(2400)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(2600)이 배치된다. 이송챔버(2400)의 일측에 위치한 공정챔버들(2600)과 이송챔버(2400)의 타측에 위치한 공정챔버들(2600)은 이송챔버(2400)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(2600)들 중 일부는 이송챔버(2400)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(2600)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(2400)의 일측에는 공정챔버(2600)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이다. 이송챔버(2400)의 일측에 공정 챔버(2600)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(2600)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(2600)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.

버퍼 유닛(2200)은 이송프레임(1400)과 이송챔버(2400) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(2200)은 이송챔버(2400)와 이송프레임(1400) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(2200)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(2200)에서 이송프레임(1400)과 마주보는 면과 이송챔버(2400)와 마주보는 면 각각이 개방된다.

이송프레임(1400)은 로드포트(1200)에 안착된 캐리어(1300)와 버퍼 유닛(2200) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(1400)에는 인덱스 레일(1420)과 인덱스 로봇(1440)이 제공된다. 인덱스 레일(1420)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(1440)은 인덱스 레일(1420) 상에 설치되며, 인덱스 레일(1420)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(1440)은 베이스(1441), 몸체(1442), 그리고 인덱스암(1443)을 가진다. 베이스(1441)는 인덱스 레일(1420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(1442)는 베이스(1441)에 결합된다. 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 몸체(1442)에 결합되고, 몸체(1442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(1443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(1443)들 중 일부는 공정 처리 모듈(2000)에서 캐리어(1300)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(1300)에서 공정 처리 모듈(2000)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(1440)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

이송챔버(2400)는 버퍼 유닛(2200)과 공정챔버(2600) 간에, 그리고 공정챔버(2600)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(2400)에는 가이드 레일(2420)과 메인로봇(2440)이 제공된다. 가이드 레일(2420)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(2440)은 가이드 레일(2420) 상에 설치되고, 가이드 레일(2420) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(2440)은 베이스(2441), 몸체(2442), 그리고 메인암(2443)을 가진다. 베이스(2441)는 가이드 레일(2420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(2442)는 베이스(2441)에 결합된다. 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 몸체(2442)에 결합되고, 이는 몸체(2442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(2443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼 유닛(2200)에서 공정챔버(2600)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)과 공정챔버(2600)에서 버퍼 유닛(2200)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)은 서로 상이할 수 있다.

공정챔버(2600) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(10)가 제공된다. 각각의 공정챔버(2600) 내에 제공된 기판 처리 장치(10)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(2600) 내의 기판 처리 장치(10)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(2600)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(2600)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(2400)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(2600)이 제공되고, 이송챔버(2400)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(2600)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(2400)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(2600)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(2600)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(2600)와 제2그룹의 공정챔버(2600)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.

도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(60)는 챔버(800), 처리 용기(100), 지지 유닛(200), 약액 공급 부재(300), 공정 배기부(500), 승강 부재(600), 그리고 가열 유닛를 포함한다.

챔버(800)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 챔버(800)의 상부에는 팬 필터 유닛(810)이 설치된다. 팬 필터 유닛(810)은 챔버(800) 내부에 하강 기류를 발생시킨다.

팬 필터 유닛(810)은 필터와 공기 공급 팬을 포함한다. 필터와 공기 공급팬이 하나의 유니트로 모듈화될 수 있다. 팬 필터 유닛(810)은 외기를 필터링하여 챔버(800) 내부로 공급한다. 외기는 팬 필터 유닛(810)을 통과하여 챔버(800) 내부로 공급되어 하강기류를 형성한다.

챔버(800)는 수평 격벽(814)에 의해 공정 영역(816)과 유지보수 영역(818)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 배기라인(510), 승강유닛의 구동부, 약액 공급 부재(300)의 제1노즐(310)들과 연결되는 구동부, 그리고 공급라인 등이 위치된다. 유지보수 영역(818)은 기판(w) 처리가 이루어지는 공정 영역(816)으로부터 격리된다.

처리 용기(100)는 상부가 개방된 원통 형상을 갖는다. 처리 용기(100)는 기판(w)을 처리하기 위한 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개방된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 지지 유닛(200)이 위치된다. 지지 유닛(200)은 공정 진행시 기판(w)을 지지한 상태에서 가열하고 기판(w)을 회전시킨다.

처리 용기(100)는 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기덕트(190)가 연결된 하부공간을 제공한다. 처리 용기(100)에는 회전되는 기판(w)상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 회수통(110, 120, 130)이 다단으로 배치된다.

환형의 제1, 제2 및 제3 회수통(110, 120, 130)은 하나의 공통된 환형공간과 통하는 배기구(H)들을 갖는다.

구체적으로, 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 가진다. 제2 회수통(120)은 제1 회수통(110)을 둘러싸고, 제1 회수통(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 회수통(130)은 제2 회수통(120)을 둘러싸고, 제2 회수통(120)로부터 이격되어 위치한다.

제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 기판(w)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 회수통(110)에 의해 제공된다. 제2 회수공간(RS2)은 제1 회수통(110)과 제2 회수통(120) 간의 이격 공간에 제공된다. 제3 회수공간(RS3)은 제2 회수통(120)과 제3 회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 제공된다.

제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개방된다. 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)은 연결된 측벽으로부터 개방부로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 제공된다. 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러들어간다.

제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.

공정 배기부(500)는 처리 용기(100) 내부의 배기를 제공한다. 일 실시예로, 공정 배기부(500)는 공정시 제1 내지 제3 회수통(110, 120, 130) 중 처리액을 회수하는 회수통에 배기압력을 제공하기 위한 것이다. 공정 배기부(500)는 배기라인(510)과 댐퍼(520)를 포함한다. 배기라인(510)은 배기덕트(190)와 연결된다. 배기라인(510)은 배기펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기라인과 연결된다.

처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)과 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(200)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다.

승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 설치된다. 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 결합된다. 기판(w)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 공정이 진행시에는 기판(w)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(110, 120, 130)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 처리 용기(100)와 기판(w) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치(60)는 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 지지 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 기판 처리 장치(60)는 지지 유닛(200)을 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 지지 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.

약액 공급 부재(300)는 기판(w) 표면을 식각하기 위한 고온의 케미칼을 토출한다. 일 예에 의하면, 케미칼은 황산, 인산, 또는 황산과 인산의 혼합액일 수 있다.

약액 공급 부재(300)는 약액 노즐 부재(310)와 공급부(320)를 포함한다.

약액 노즐 부재(310)는 노즐(311), 노즐 암(313), 지지 로드(315), 그리고 노즐 구동기(317)를 포함한다. 노즐(311)은 공급부(320)를 통해 인산을 공급받는다. 노즐(311)은 인산을 기판(w) 표면으로 토출한다. 노즐 암(313)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암이다. 노즐 암(313)은 선단에 노즐(311)이 장착된다. 노즐 암(313)은 노즐(311)을 지지한다. 노즐 암(313)의 후단에는 지지 로드(315)가 장착된다. 지지 로드(315)는 노즐 암(313)의 하부에 위치한다. 지지 로드(315)는 노즐 암(313)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(317)는 지지 로드(315)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(317)는 지지 로드(315)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(315)를 회전시킨다. 지지 로드(315)의 회전으로 노즐 암(313)과 노즐(311)이 지지 로드(315)를 축으로 스윙 이동한다. 노즐(311)은 처리 용기(210)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 노즐(311)은 기판(w)의 중심과 가장 자리영역 사이 구간을 스윙 이동하며 인산을 토출할 수 있다.

도시하지 않았지만, 기판 처리 장치(60)는 약액 공급 부재(300) 이외에도 다양한 처리 유체들을 기판(w)으로 분사하기 위한 공급 부재들을 포함할 수 있다.

도 4는 도 3의 지지 유닛의 단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 지지 유닛(200)은 처리 용기(100)의 내측에 설치된다.

지지 유닛(200)은 척 스테이지(210), 석영 윈도우(220), 회전부(230) 그리고 백노즐부(240)을 포함한다.

척 스테이지(210)는 원형의 상부면을 갖는다. 척 스테이지(210)는 회전부(230)에 결합되어 회전된다. 척 스테이지(210)는 척킹 핀(212)과 지지 핀(214)를 포함한다.

척 스테이지(210)의 가장자리에는 척킹 핀(212)들이 설치된다. 척킹 핀(212)들은 석영 윈도우(220)를 관통해서 석영 윈도우(220) 상측으로 돌출되도록 제공된다. 척킹 핀(212)들은 다수의 지지 핀(214)들에 의해 지지된 기판(w)이 정 위치에 놓이도록 기판(w)을 정렬한다. 또한, 공정 진행시 척킹 핀(212)들은 기판(w)의 측부와 접촉되어 기판(w)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다. 지지 핀(214)들은 기판(w)을 지지한다.

석영 윈도우(220)은 제1가열 유닛(250)와 기판(w) 사이에 제공된다. 석영 윈도우(220)은 램프(252)들을 보호한다. 석영 윈도우(220)는 투명한 재질로 제공 될 수 있다. 석영 윈도우(220)은 척 스테이지(210)와 함께 회전될 수 있다. 석영 윈도우(220)는 지지핀(224)들을 포함한다. 지지 핀(224)들은 석영 윈도우(220)의 상부 면 가장 자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치된다. 지지 핀(224)들은 석영 윈도우(220)로부터 상측으로 돌출되도록 제공된다. 지지 핀(224)들은 기판(w)의 하면을 지지하여 기판(w)이 석영 윈도우(220)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다.

회전부(230)는 중공형의 형상을 갖고, 척 스테이지(210)와 결합하여 척 스테이지(210)를 회전시킨다.

백노즐부(240)은 노즐 몸체(242) 와 약액 분사부(244)를 포함한다. 백노즐부(240)는 기판(w)의 배면에 약액을 분사한다. 약액 분사부(244)는 척 스테이지(210)와 석영 윈도우(220)의 중앙 상부에 위치된다. 노즐 몸체(242)는 중공형의 회전부(230) 내에 관통 설치된다. 도시하지 않았지만 노즐 몸체(242)의 내부에는 약액 이동 라인, 가스 공급라인 및 퍼지 가스 공급 라인이 제공될 수 있다. 약액 이동 라인은 기판(w) 배면의 식각 처리를 위한 식각액을 약액 분사부(244)에 공급한다. 가스 공급 라인은 기판(w)의 배면에 식각 균일도 조절을 위한 질소 가스를 공급한다. 퍼지 가스 공급 라인은 석영 윈도우와 노즐 몸체 사이로 식각액이 침투되는 것을 방지하도록 질소 퍼지가스를 공급한다.

가열 유닛은 제1가열 유닛(250)과 제2가열 유닛(900)을 포함한다.

제1가열 유닛(250)은 지지 유닛(200)의 내부에 제공된다. 제1가열 유닛(250)은 척 스테이지(210)에 상부에 제공된다. 제1가열 유닛(250)는 동심의 다수의 구역들로 세분될 수 있다. 각각의 구역에는 각각의 구역을 개별적으로 가열시킬 수 있는 램프(252)들이 제공된다. 일 예로, 제1가열 유닛(250)은 기판(w)을 150-250℃로 가열할 수 있다. 제1가열 유닛(250)은 서로 상이한 직경을 가지고 램프(252)로 제공될 수 있다. 제1가열 유닛(250)은 서로 이격되게 배치된다. 일 예로 램프(252)는 링 형상으로 제공되는 복수의 IR 램프(252)들 일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 6개의 IR 램프(252)들이 도시되어 있지만, IR 램프들의 수는 원하는 온도 또는 제어된 정도에 의존하여 가감될 수 있다. 제1가열 유닛(250)는 각각의 개별적인 구역의 온도를 제어함으로써, 공정 진행 동안 기판(w)의 반경에 따라 온도를 단조적으로 제어할 수 있다. 각 램프(252)들의 온도를 개별적으로 제어하기 위한 온도센서 어셈블리(270)가 반사 플레이트(260)에 설치된다.

일 실시예로, 램프(252)들이 척 스테이지(210)와 함께 회전되는 구조에서는 제1가열 유닛(250)로 전원을 공급하는 방식은 슬립링을 사용할 수 있다.

제1가열 유닛(250)와 척 스테이지(210) 사이에는 램프(252)들에서 발생되는 열을 상부로 전달되도록 반사 플레이트(260)이 제공될 수 있다. 반사 플레이트(260)는 회전부(230)의 중앙 공간에 관통하여 설치되는 노즐 몸체에 지지될 수 있다. 반사 플레이트(260)은 내측단에 하측으로 연장되어 형성된다. 반사 플레이트(260)는 회전부(230)에 베어링을 통해 지지되는 지지단을 포함한다. 반사 플레이트(260)는 척 스테이지(210)와 함께 회전되지 않는 고정식으로 제공된다.

도시하지 않았지만, 반사 플레이트(260)는 방열을 위한 목적으로 쿨링핀들이 설치될 수 있다. 반사 플레이트(260)의 발열을 억제하기 위해 냉각 가스가 반사 플레이트(260) 저면을 흐르도록 구성될 수 있다.

온도센서 어셈블리(270)들은 램프(252)들 각각의 온도를 측정하기 위해 반사 플레이트(260)의 일직선 상에 일렬로 설치된다.

제2가열 유닛(900)은 지지 유닛(200)의 상부에 위치하여 기판의 특정 영역을 가열한다. 기판의 특정 영역이란 제1가열 유닛에 의해 가열된 기판에서 상대적으로 온도 분포가 낮은 영역으로 정의될 수 있다. 본 실시예에서 기판의 가장자리 영역을 특정 영역으로 설명하고 있지만 이에 국한되는 것은 아니다.

도 5는 제2가열 유닛을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 제2가열 유닛을 이용한 기판의 가장자리 영역을 가열하는 모습을 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따르면, 제2가열 유닛(900)은 3개의 광원(910a~910c)들과, 3개의 광원(910a~910c)들 각각으로부터 발생되는 광을 전달하는 광섬유 모듈(920), 광섬유 모듈(920)에 연결되어 기판의 소정 영역으로 광을 조사하는 광조사부(930) 그리고 구동기(940)를 포함한다.

3개의 광원(910a~910c)들은 함체(990) 내에 설치된다. 함체는 챔버(800) 외부에 제공될 수 있다. 예컨대, 광원(910a~910c)들은 서로 다른 파장대를 갖는 광을 발생시킬 수 있다. 서로 다른 파장대의 광들은 광섬유 모듈의 광섬유를 통해 집광되어 기판으로 전송된다.

광섬유 모듈(920)은 광원들의 갯수와 동일하게 제공되는 입구측 광섬유(922a~922c)들과 출구측 광섬유(924)가 하나로 구성된 광섬유(921)로 제공된다는데 그 특징이 있다. 입구측 광섬유(922a~922c)들 각각은 광원으로부터 발생되는 광이 입사되는 입구(923)를 갖으며, 출구측 광섬유(924)는 광조사부(930)로 광이 출사되는 단일 출구(925)를 포함한다. 도면에서 점선은 광섬유(921)를 감싸는 외피를 표현한 것이다. 상기와 같이, 광섬유 모듈(920)은 하나의 출구측 광섬유(924)가 임의 지점에서 3개의 입구측 광섬유(922a~922c)들로 분리된다. 상기와 같이, 광섬유 모듈은 여러개의 LED 광원 각각에 광섬유를 연결하고, 여러개의 광섬유로부터 하나의 광섬유로 집광하여 광을 전송할 수 있다.

광조사부(930)는 하나 이상의 렌즈와 같은 광학적 부품들을 포함하여 광섬유 모듈을 통해 전달된 광을 기판의 특정 영역에 안정적으로 조사할 수 있다.

구동기(940)는 광조사부(930)를 기판 상부에 위치하는 공정 위치와 처리 용기(200)의 외부에 위치하는 대기 위치로 이동시킨다.

일 예로, 구동기(940)는 암(943), 지지 로드(945), 그리고 구동부(947)를 포함한다. 암(943)은 일 방향으로 길이가 길게 제공된다. 암(943)은 선단에 광조사부(930)가 장착된다. 암(943)은 광조사부(930)을 지지한다. 암(943)의 후단에는 지지 로드(945)가 장착된다. 지지 로드(945)는 암(943)에 수직하게 배치된다. 구동부(947)는 지지 로드(945)의 하단에 제공된다. 구동부(947)는 지지 로드(945)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(945)를 회전시킨다. 지지 로드(945)의 회전으로 암(943)과 광조사부(930)이 지지 로드(945)를 축으로 스윙 이동한다. 광조사부(930)은 처리 용기(210)의 외측(대기 위치)과 내측(공정 위치) 사이를 스윙 이동할 수 있다. 광조사부(930)은 기판(w)의 특정 영역으로 이동하여 레이저(빛 에너지)를 조사할 수 있다. 기판(w)의 공정시 제2가열 유닛(900)이 기판(w)의 가장 자리 영역(특정 영역)을 가열하여 케미칼 용액의 온도(기판의 온도)를 높일 수 있다.

케미칼 용액으로 기판(w)을 처리시 케미칼 용액은 기판(w)의 중앙영역으로 공급된다. 공급된 케미칼 용액은 기판(w)의 가장 자리 영역으로 이동하면서 기판(w)을 처리 한다. 이 과정에서 케미칼 용액은 초기의 중앙영역에서의 온도보다 가장 자리 영역으로 이동하면서 온도가 하강한다. 케미칼 용액의 온도 하강은 기판(w) 처리 시 식각률을 낮추는 원인이 된다.

따라서, 기판(w)의 하부에 기판(w)을 가열하는 제1가열 유닛으로 기판(w)을 가열해 케미칼 용액의 온도를 높여 식각률을 균일하게 할 수 있다. 다만, 제1가열 유닛(250)을 통한 효과는 기판(w)의 가장 자리 영역에서는 기판(w)의 다른 영역에 비하여 효과가 낮다. 따라서, 제2가열 유닛(900)을 통하여 기판(w)의 가장 자리 영역의 가열하여 케미칼 용액의 온도하강을 막을 수 있다. 가장 자리 영역의 온도상승은 기판(w)의 가장 자리 영역에 식각률을 높이는 효과가 있다.

도시하지 않았지만, 제2가열 유닛의 광조사부(930)은 기판(w)의 가장 자리 영역과 대향되는 챔버(800)의 상벽에 위치될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

60: 기판 처리 장치 100: 처리 용기
200 : 지지 유닛 250 : 제1가열 유닛
252 : 램프 260 : 반사 플레이트
270 : 온도센서 어셈블리 900 : 제2가열 유닛

Claims (12)

1. 기판 처리 장치에 있어서:
   상부가 개방된 처리 공간을 가지는 용기;
   상기 처리 공간 내에 위치된 기판을 지지하고 회전 가능한 지지 유닛;
   상기 지지 유닛 내에 설치되어 기판을 가열하는 제1가열 유닛;
   상기 지지 유닛의 상부에 위치하여 기판의 소정 영역을 가열하는 제2가열 유닛; 및
   상기 지지 유닛에 놓인 기판으로 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되,
   상기 제2가열 유닛은,
   복수개의 광원들;
   상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광을 전달하는 광섬유 모듈;
   상기 광섬유 모듈에 연결되어 기판의 소정 영역으로 광을 조사하는 광조사부를 포함하며,
   상기 광섬유 모듈은
   상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광이 입사되는 복수개의 입구들을 갖는 입구측 광섬유들; 및
   상기 광조사부로 광이 출사되는 단일 출구를 갖는 그리고 상기 입구측 광섬유들과 연결되는 출구측 광섬유를 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원들은 서로 다른 파장대를 갖는 광을 발생시키고,
   상기 광섬유 모듈은 서로 다른 파장대의 광들을 하나로 모아 기판으로 제공하는 기판 처리 장치.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 광조사부는
   하나 이상의 렌즈와 같은 광학적 부품들을 포함하는 기판 처리 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 광원들은
   상기 기판 처리 장치 외부에 설치되는 함체 내에 제공되는 기판 처리 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2가열 유닛은
   상기 광조사부를 기판 상부에 위치하는 공정 위치와 상기 용기의 외부에 위치하는 대기 위치로 이동시키는 구동기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 제1가열 유닛은
   기판의 중앙영역에서부터 가장자리 영역까지 가열 가능하게 제공되고,
   상기 제2가열 유닛은
   기판의 가장자리 영역을 가열 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 제2가열 유닛은 기판의 가장자리 영역과 대향되며, 상기 용기의 상벽에 제공되는 기판 처리 장치.
9. 제1항의 장치를 이용해 기판을 처리하는 방법에 있어서,
   상기 기판 처리시,
   상기 제1가열 유닛은 상기 기판 하부에서 기판의 전체 영역을 가열하며,
   상기 제2가열 유닛은 상기 기판 상부에서 기판의 가장자리 영역을 가열하되;
   상기 제2가열 유닛은
   상기 광원들 각각으로부터 발생되는 광들을 하나로 모아 기판 가장자리로 조사하는 기판 처리 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 광원들은 서로 다른 파장대를 갖는 광을 발생시키고,
    상기 제2가열 유닛은
    상기 광원들 각각으로부터 발생되는 서로 다른 파장대의 광들을 상기 광섬유를 통해 하나로 모아 기판 가장자리로 조사하는 기판 처리 방법.
11. 기판 처리 장치에 있어서:
    기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛의 상부에 위치하여 기판의 소정 영역을 가열하는 가열 유닛을 포함하되;
    상기 가열 유닛은,
    서로 다른 파장대를 갖는 광을 발생시키는 복수개의 광원들;
    상기 광원들 각각으로부터 발생되는 서로 다른 파장대의 광들을 하나로 모아 전달하는 광섬유 모듈; 및
    상기 광섬유 모듈에 연결되어 기판의 소정 영역으로 하나로 모아진 서로 다른 파장대의 광들을 조사하는 광조사부를 포함하는 기판 처리 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 광섬유 모듈은
    상기 광원들 각각으로부터 발생되는 서로 다른 파장대의 광이 입사되는 복수개의 입구들을 갖는 입구측 광섬유들; 및
    상기 광조사부로 광이 출사되는 단일 출구를 갖는 그리고 상기 입구측 광섬유들과 연결되는 출구측 광섬유를 포함하는 기판 처리 장치.
    

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