KR-20260060869-A - SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 제공하는 컵 유닛과; 그리고 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 스핀 척과; 스핀 척에 지지된 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 노즐과; 그리고 상기 스핀 척에 지지된 기판을 유도 가열하는 가열 유닛을 포함한다. 스핀 척은, 회전 가능한 척 스테이지와; 척 스테이지에 설치되어 척 스테이지가 회전될 때 기판의 측면을 지지하는 척 핀을 구비한다. 가열 유닛은, 유도 코일과; 그리고 금속 재질로 제공되고, 유도 코일에 의해 발생되는 자기장에 의해 가열되는 가열 플레이트를 구비한다.

Inventors

김성필

Assignees

세메스 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (10)

기판을 처리하는 장치에 있어서, 내부에 처리 공간을 제공하는 컵 유닛과; 그리고 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 스핀 척과; 상기 스핀 척에 지지된 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 노즐과; 그리고 상기 스핀 척에 지지된 기판을 유도 가열하는 가열 유닛을 포함하고, 상기 스핀 척은, 회전 가능한 척 스테이지와; 상기 척 스테이지에 설치되어 상기 척 스테이지가 회전될 때 기판의 측면을 지지하는 척 핀을 구비하고, 상기 가열 유닛은, 유도 코일과; 그리고 금속 재질로 제공되고, 상기 유도 코일에 의해 발생되는 자기장에 의해 가열되는 가열 플레이트를 구비하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가열 플레이트는, 상기 스핀 척에 지지된 기판과 상기 유도 코일 사이에 배치되는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 유도 코일 및 상기 가열 플레이트는, 상기 척 스테이지의 상면으로부터 이격되고, 상기 척 스테이지에 지지된 기판과 상기 척 스테이지의 상면 사이에 위치되며, 상기 척 스테이지의 회전시 비회전되도록 제공되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 스핀 척은, 상기 척 스테이지의 상면으로부터 이격되고, 상기 척 스테이지의 상면과 상기 척 스테이지에 의해 지지된 기판 사이에 배치된 하우징을 더 포함하고, 상기 유도 코일은, 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 척 스테이지의 회전시 상기 하우징은 비회전되도록 제공되는 기판 처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 가열 플레이트는, 상기 하우징에 설치되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 스핀 척은, 상기 척 스테이지에 놓인 기판보다 아래에 배치되고, 상기 척 스테이지의 상면과 조합되어 상기 가열 유닛이 배치되는 공간을 제공하는 커버를 더 포함하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 위에서 바라볼 때, 상기 유도 코일의 전체 영역은 상기 가열 플레이트와 중첩되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 유도 코일은 그 중심으로부터 거리가 상이한 복수의 원형 고리부를 포함하고, 상기 복수의 원형 고리부 중 가장자리 영역에 위치한 원형 고리부들 간의 간격은 중앙에 위치한 원형 고리부들 간의 간격보다 더 작은 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 스핀 척은, 상기 척 스테이지의 상면으로부터 이격되고, 상기 척 스테이지의 상면과 상기 척 스테이지에 의해 지지된 기판 사이에 배치된 하우징과; 상기 척 스테이지를 지지하는 회전축과; 상기 하우징을 지지하는 지지축과; 그리고 상기 회전축을 회전시키는 구동기를 더 포함하되, 상기 지지축은 상기 회전축 내에 배치되는 기판 처리 장치.
기판을 처리하는 장치에 있어서, 내부에 처리 공간을 제공하는 컵 유닛과; 그리고 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 스핀 척과; 상기 스핀 척에 지지된 기판의 상면으로 처리액을 공급하는 노즐과; 그리고 상기 스핀 척에 지지된 기판을 유도 가열하는 가열 유닛을 포함하고, 상기 스핀 척은, 회전 가능한 척 스테이지와; 상기 척 스테이지에 설치되어 상기 척 스테이지가 회전될 때 기판의 측면을 지지하는 척 핀을 구비하고, 상기 가열 유닛은, 유도 코일과; 상기 유도 코일에 의해 발생되는 자기장에 의해 가열되는 가열 플레이트와; 그리고 상기 유도 코일에 교류 전류를 인가하는 전원 장치를 구비하고, 상기 가열 플레이트는 상기 스핀 척에 지지된 기판과 상기 유도 코일 사이에 배치되고, 상기 유도 코일 및 상기 가열 플레이트는 상기 척 스테이지의 상면으로부터 이격되고, 상기 척 스테이지에 지지된 기판과 상기 척 스테이지의 상면 사이에 위치되며, 상기 척 스테이지의 회전시 비회전되도록 제공되고, 상기 유도 코일은, 위에서 바라볼 때, 그 전체 영역이 상기 가열 플레이트와 중첩되는 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS} 본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 증착 등의 다양한 공정들이 수행된다. 각 공정에는 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하는 세정 공정이 수행된다. 세정 공정은 약액 또는 순수로 기판을 액 처리하는 액 처리 공정과, 기판 표면에 잔류하는 약액 또는 순수를 건조시키기 위한 건조 공정을 포함한다. 세정 공정 중 일부는 기판을 가열한 상태로 기판을 액 처리한다. 공개특허공보 KR 2022-0019254에는 기판 가열을 위해 스핀 척 상에 IR 램프(Infrared Lamp)가 제공된 구조가 개시되어 있다. 그러나 IR 램프를 통한 가열 방식에는 아래와 같은 문제점이 있다. 먼저 IR 램프의 물리적 배치 한계에 따라 발생하는 열 전도율 차이로 IR 램프 영역과 IR 램프 이외의 영역 간의 열 전달량에 차이가 발생하게 되고, 기판의 균일한 가열이 어렵다. 또한, IR 램프 방식을 이용한 가열 방식의 경우, 개별 IR 램프의 반복적인 열적 스트레스에 의해 기계적 수명이 짧아 일정 주기로 교체가 필요하다. 이러한 교체 과정에서 해당 스핀 척의 가동을 중단해야만 하므로 공정 효율이 저하되는 등 유지 보수에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있다. 본 명세서의 비제한적인 실시예의 다양한 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 상세한 설명을 검토하면 더욱 명백해질 수 있다. 첨부된 도면은 단지 예시의 목적으로 제공되며 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 언급되지 않는 한 축척에 맞게 그려진 것으로 간주되지 않는다. 명확성을 위해 도면의 다양한 치수는 과장되었을 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3은 도 2의 스핀 척의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3의 가열 유닛의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 4의 유도 코일의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5의 유도 코일의 또다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 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 실시 예를 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 '포함한다'는 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. 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. 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다. 본 발명에서 기판(W)은 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼를 예로 들어 설명한다. 그러나 이와 달리, 기판(W)은 마스크 또는 평판 표시 패널일 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(2)를 가진다. 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1 방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(92)과 수직한 방향을 제2 방향(94)이라 하고, 제1 방향(92) 및 제2 방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다. 인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)은 길이 방향이 제2 방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, Loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12) 위에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2 방향(94)을 따라 배치된다. 인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 그 길이 방향이 제2 방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140)을 따라 이동 가능하게 제공된다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 가진다. 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 그리고 액 처리 챔버(400)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 간에 이동되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200)과 액 처리 챔버(400) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1 방향(92)으로 제공된다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치된다. 액 처리 챔버(400)는 복수 개 제공될 수 있다. 액 처리 챔버(400)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다. 일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 각각 배치된다. 반송 챔버(300)의 양측 각각에서 액 처리 챔버(400)들은 제1 방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340)을 따라 이동 가능하게 제공된다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 가진다. 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face, 201)과 후면(rear face, 202)이 개방된다. 버퍼 유닛(200)의 전면(201)은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 버퍼 유닛(200)의 후면(202)은 반송 챔버(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 버퍼 유닛(200)의 전면(201)을 통해 버퍼 유닛(200) 내로 접근하고, 반송 로봇(320)은 버퍼 유닛(200)의 후면(202)을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다. 도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵 유닛(420), 노즐 유닛(460), 승강 유닛(480), 그리고 스핀 척(500)을 가진다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵 유닛(440), 노즐 유닛(460), 승강 유닛(480), 그리고 스핀 척(500)은 하우징(410) 내에 배치된다. 컵 유닛(420)은 상부가 개방된 처리 공간(402)을 가진다. 컵 유닛(420)은 내컵(422), 중간컵(424), 그리고 외컵(426)을 가진다. 내컵(422), 중간컵(424), 그리고 외컵(426)은 각각 기판(W) 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 내컵(422), 중간컵(424), 외컵(426) 각각은 스핀 척(500