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KR102325059B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR102325059B1
KR102325059B1 KR1020180169726A KR20180169726A KR102325059B1 KR 102325059 B1 KR102325059 B1 KR 102325059B1 KR 1020180169726 A KR1020180169726 A KR 1020180169726A KR 20180169726 A KR20180169726 A KR 20180169726A KR 102325059 B1 KR102325059 B1 KR 102325059B1
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간이 형성되는 컵과; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판과; 상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판을 가진다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING A SUBSTRATE AND METHOD FOR THREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정들이 요구된다.
이들 공정 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막질을 제거하는 공정이고, 세정 공정은 반도체 제조를 위한 각 단위 공정의 진행 후 기판 표면에 잔류하는 오염 물질을 제거하는 공정이다. 식각 공정 및 세정 공정은 공정 진행 방식에 따라 습식 방식과 건식 방식으로 분류되며, 습식 방식은 배치 타입의 방식과 스핀 타입의 방식으로 분류 된다.
스핀 타입의 방식은 한 장의 기판을 처리할 수 있는 척 부재에 기판을 고정한 후, 기판을 회전시키면서 분사 노즐을 통해 기판에 약액 또는 탈이온수를 공급하여, 원심력에 의해 약액 또는 탈이온수를 기판의 전면으로 퍼지게 함으로써 기판을 세정 처리한다. 기판 처리시에 기판의 상방으로 하강기류를 형성하며, 기판을 처리한 약액 또는 탈이온수는 컵을 통해 수집되어 회수되고, 기류는 컵을 거쳐 배기 유닛을 통해 배출된다.
도 1은 기판과 컵 사이의 공간으로 흐르는 기류를 도시한 것이다. 기판에 공급된 하강 기류는 컵을 향해 이동함에 있어서, 기판의 에지에서 속도가 빨라진다. 이에 따라, 기판의 에지에서 온도가 감소된다. 기판 처리 표면의 불균일한 온도는 불균일한 표면 처리를 야기한다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일목적으로 한다.
본 발명은 기판 중심과 에지의 에지레이트 차이를 감소시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일목적으로 한다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간이 형성되는 컵과; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판과; 상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판을 가진다.
일 실시 예에 있어서, 상기 보조판의 내주연은 기판의 외주연에 대응되는 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 보조판의 외주연은 원으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 보조판은 링 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 지지 유닛은, 상기 지지판 상에서 상기 보조판을 승하강시키는 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 지지 유닛은, 기판의 저면을 지지하는 지지핀을 더 포함하고, 상기 승강 유닛은 상기 보조판을 공정위치와 대기 위치 간에 이동시키되, 상기 공정 위치는 상기 보조판의 상면이 상기 지지 유닛에 놓인 기판의 상면과 대응되는 위치이고, 상기 대기 위치는 상기 보조판의 상면이 상기 지지핀의 상단보다 낮은 위치일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 위치에서 상기 보조판은 상기 지지 유닛에 놓인 기판과 인접하게 위치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 지지 유닛은, 상기 보조판을 가열하는 가열 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 가열 부재는 상기 보조판 내에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 컵의 상부에 배치되어 상기 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 하강 기류를 제공하는 팬과; 상기 지지 유닛의 하부에 제공되어 상기 처리 공간의 기류를 배기하는 배기 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 보조판의 내주연은 원형으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기판은 사각 형상이고,상기 보조판의 내주연은 사각 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간이 형성되는 컵과; 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지판과; 상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 공정 진행시 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판을 포함하고, 상기 기판은 원형이고, 상기 보조판은, 내주연과 외주연은 각각 원형으로 제공되어 상기 기판의 에지 전체를 감싸는 링 형상일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 지지 유닛은, 상기 지지판 상에서 상기 보조판을 승하강시키는 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 지지 유닛은, 상기 보조판을 가열하는 가열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은 회전하는 기판 상으로 처리액을 공급하여 기판을 처리하되, 상기 기판이 처리되는 중에 상기 기판에 인접하게 상기 기판의 둘레를 감싸는 보조판을 제공하고, 상기 보조판은 상기 기판과 함께 회전된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 보조판의 상면은 상기 기판의 상면과 대응되게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기판은 원형이고, 상기 보조판은 링 형상으로 제공되고, 상기 보조판의 외주연과 내주연은 각각 원으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기판은 사각 형상이고, 상기 보조판은 링 형상으로 제공될 수 있다.
상기 보조판의 외주연은 원으로 제공되고, 상기 보조판의 내주연은 사각형으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 보조판은 공정 진행중 가열될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 기판을 효율적으로 처리할 수 있다..
본 발명의 실시 예에 의하면 기판 중심과 에지의 에지레이트 차이를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술으로서 기판과 컵 사이의 공간으로 흐르는 기류를 도시한 것이다.
도 2은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다.
도 4은 도 3에 도시된 지지 유닛에 지지된 기판에 대하여 액 처리 공정이 이루어지는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 컵(100)과 지지 유닛(200)을 도시한 사시도이다.
도 6는 보조판(162)이 공정 위치에 제공된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 보조판(162)이 대기 위치에 제공된 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 지지판(210)이 회전되며 공정이 진행되는 사항을 도시한 도면이다.
도 9는 기판(W)과 보조판(162)의 상호 배치 관계를 나타낸 평면도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 보조판(1162)을 도시한 평면도이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치의 일부를 확대한 도면이다.
도 12는 도 11의 기판 처리 장치로 기판을 처리할 때 기류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 13은 제4 실시예에 따른 기판 처리 장치의의 컵과 지지 유닛을 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 기판 처리 장치에 지지판(1210)에 지지된 기판(W)이 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130)의 사이에 위치된 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 보조판과 지지핀이 공정 위치로 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 16은 기판(W)과 대기 위치의 보조판(2162)을 도시한 평면도이다.
도 17은 기판(W)과 공정 위치의 보조판(2162)을 도시한 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
아래의 실시예에서는 액을 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 2은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면 구성도이다. 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측단면 구성도이다. 도 2에서는 도면 편의상 액 공급 유닛을 생략하였다.
본 실시예에서는 기판 처리 장치(1)가 처리하는 기판으로 반도체 웨이퍼를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 다양한 처리 유체들을 사용하여 기판 표면에 잔류하는 이물질 및 막질을 제거하는 장치이다. 기판 처리 장치(1)는 챔버(10), 컵(100), 지지 유닛(200), 액 공급 유닛(300), 배기 유닛(400), 팬 유닛(510), 컵 승강 유닛(600)을 포함한다.
챔버(10)는 내부 공간을 제공하며, 상부에는 팬 유닛(510)이 설치된다. 챔버(10) 내부 공간에서 상부 영역에 해당되는 공정 영역(16)은 팬 유닛(510)에 의해 송풍되는 청정공기에 의해 양압 상태가 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(10)는 수평 격벽(14)에 의해 공정 영역(16)과 유지보수 영역(18)으로 구획된다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지 보수 영역(18)에는 컵(100)과 연결되는 배출라인(141,143,145), 배기라인(410) 이외에도 컵 승강 유닛(600)의 구동 부재와, 액 공급 유닛(300)의 노즐들과 연결되는 구동부, 공급 라인 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지 보수 영역(18)은 기판 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
컵(100)은 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(w)을 처리하기 위한 처리 공간을 제공한다. 컵(100)의 개구된 상면은 기판(w)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 처리 공간에는 지지 유닛(200)이 제공된다. 지지 유닛(200)은 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판을 회전시킨다. 컵(100)은 내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)을 포함한다. 컵(100) 및 지지 유닛(200)의 구성에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
액 공급 유닛(300)은 컵(100)의 외측에 위치되는 다수의 노즐(310)들을 포함한다. 노즐(310)들은 기판(W)을 세정 또는 식각하기 위한 처리액(약액, 린스액, 세정액)이나 처리 가스(건조 가스)를 지지 유닛(200)에 고정된 기판(w)으로 공급한다. 일예로 기판 처리 공정에 사용되는 처리액은 불산(HF), 황산(H3SO4), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 오존수, 그리고 SC-1용액(수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액)일 수 있다. 일예로 린스액은 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용될 수 있다.
도 4은 도 3에 도시된 지지 유닛에 지지된 기판에 대하여 액 처리 공정이 이루어지는 상태를 나타낸 단면도이다. 이하, 도 3을 참조하여 컵(100)과 지지 유닛(200)에 대해 구체적으로 설명한다. 도 4는 기판이 외부 회수통(130)과 중간 회수통(120)의 사이에 대응되는 높이에서 공정 처리되는 과정을 보여준다. 점선은 배기 흐름을 나타내며, 실선은 노즐로부터 기판 상부로 분사되는 처리액의 흐름을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 컵(100)에는 지지판(210)이 위치되는 처리 공간(132)이 제공된다. 컵(100)은 내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)을 가진다. 내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부 회수통(110)은 지지 유닛(200)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(120)은 내부 회수통(110)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(130)은 중간 회수통(120)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다.
내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)은 하나의 공통된 환형 공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 컵(100)의 하부 공간에는 배기 유닛(400)과 연결되는 배기 덕트(190)가 제공된다.
내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)은 기판(W)의 처리 공정시 기판(W)으로 공급되는 처리액을 회수한다. 기판 처리 장치(1)는 기판(W)을 지지 유닛(200)에 의해 회전시키면서 처리액을 이용하여 기판(W)을 처리한다. 이에 따라, 기판(w)으로 공급된 처리액이 비산되며, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 처리액의 종류에 따라 내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130) 중 설정된 회수통을 통해 회수된다. 구체적으로, 내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 중간 회수통(120)은 내부 회수통(110)을 둘러싸고, 내부 회수통(110)로부터 이격되어 위치한다. 외부 회수통(130)은 중간 회수통(120)을 둘러싸고, 중간 회수통(120)으로부터 이격되어 위치한다.
내부 회수통(110), 중간 회수통(120), 그리고 외부 회수통(130)은 기판(W)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 회수공간((RS1), 제2 회수공간(RS2), 그리고 제3 회수공간(RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 내부 회수통(110)에 의해 정의된다. 일예로 제1 회수 공간(RS1)은 기판(W)을 1차적으로 처리하는 제1 처리액을 회수한다. 제2 회수공간(RS2)은 내부 회수통(110)과 중간 회수통(120) 간의 이격 공간에 의해 정의된다. 일예로 제2 회수공간(RS2)은 기판(W)을 2차적으로 처리하는 제2 처리액을 회수한다. 제3 회수공간(RS3)은 중간회수통(120)과 외부 회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다. 일예로 제3 회수공간(RS3)은 기판(W)을 3차적으로 처리하는 제3 처리액을 회수한다. 여기서, 제3 처리액은 기판(W)을 린스 처리하는 린스액일 수도 있다. 이상에서는, 기판(w)의 처리 순서에 따라 내부 회수통(110), 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130) 순으로 각 처리액을 회수하는 것을 일례로 하여 설명하였으나, 내부 회수통(110), 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130)의 처리액 회수 순서는 기판(W)의 처리 공정 및 그 위치에 따라 변경될 수도 있다.
내부 회수통(110), 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(w)으로부터 비산된 처리액은 내부 회수통(110), 중간 회수통(120) 또는 외부 회수통(130)의 상면들을 따라 제1 회수공간((RS1), 제2 회수공간(RS2), 또는 제3 회수공간(RS3) 안으로 흘러간다.
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.
한편, 컵(100)은 컵(100)의 수직 위치를 변경시키는 컵 승강 유닛(600)과 결합된다. 컵 승강 유닛(600)은 컵(100)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 컵(100)이 상하로 이동됨에 따라 지지판(210)에 대한 컵(100)의 상대 높이가 변경된다. 컵 승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 컵(100)의 외벽에 고정 설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정 결합된다. 기판(W)이 지지판(210)에 놓이거나 기판(W)을 지지판(210)으로부터 언로딩할 때, 지지판(210)이 컵(100)의 상부로 돌출되도록 지지판(210)은 하강한다. 또한, 공정이
진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 내부 회수통(110), 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130) 중 하나로 유입될 수 있도록 컵(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 컵(100)과 기판(W) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 컵(100)은 회수통 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
지지 유닛(200)은 컵(100)의 내측에 설치된다. 지지 유닛(200)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(240)에 의해 회전될 수 있다. 지지 유닛(200)은 원형의 상부면을 갖는 지지판(210)을 가지며, 지지판(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척 핀(214)들과 보조판 유닛(160)을 가진다.
지지 핀(212)들은 지지판(210)의 상부면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 지지판(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 지지판(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)들의 외측에는 척 핀(214)들이 각각 배치되며, 척 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다.
척 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 지지판(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
보조판 유닛(160)에 대해서는 도 5 이하에서 상세하게 후술한다.
지지판(210)의 하부에는 지지판(210)을 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부재(230)에 의해 회전한다. 구동부재(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 지지판(210) 및 기판(W)이 회전한다.
배기 유닛(400)은 공정시 내부 회수통(110), 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130) 중 처리액을 회수하는 회수통에 배기 압력을 제공한다. 배기 유닛(400)은 배기 덕트(190)와 연결되는 서브 배기 라인(410) 그리고 댐퍼(420)를 포함한다. 서브 배기 라인(410)은 진공 펌프로부터 배기압력을 제공받는 메인 배기 라인(700)과 연결된다.
서브 배기 라인(410)에는 배기량을 조절하는 댐퍼(420)가 설치된다. 이 댐퍼는 최소 설비 세팅시 초기 공정 조건 하에서 픽스된다.
팬 유닛(510)은 챔버(10) 내의 상부에 배치된다. 팬 유닛(510)은 청정공기를 필터링하여 챔버(10) 내부로 공급해준다. 팬 유닛(510)은 모터에 의해 회전되며 청정공기를 챔버(10) 내에서 아래 방향으로 송풍하는 팬(514)과 그 아래에 배치되어 챔버(10) 내부로 도입되는 청정 공기로부터 오염 물질을 여과하는 필터(512)를 포함한다. 팬 유닛(510)의 필터(512)와 팬(514)은 하나의 유니트로 모듈화된다. 청정공기는 팬 유닛(510)을 통과하여 챔버(10) 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다. 이러한 청정공기의 수직기류는 기판 상부에 도달하여 처리액에 의해 기판 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질(흄)들은 공기와 함께 컵(100)을 통해 배기 유닛(400)로 배출시킨다.
챔버(10) 내부의 압력, 배기 유닛(400)을 통해 배기되는 공기의 압력(배기압)의 변화에 따라 팬(514)의 회전 속도를 제어하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
기판(W)이 최상단에서 공정 처리될 때에는 최상단의 외부 회수통(130)을 통해서 주로 배기가 이루어진다.
도 5는 일 실시 예에 따른 컵(100)과 지지 유닛(200)을 도시한 사시도이다. 설명의 편의를 위해 컵(100)은 일부분을 절개하여 도시한다.
지지 유닛(200)은 기판(W)이 놓여지는 지지판(210)을 갖는다. 지지판(210)의 상면의 가장 자리 영역에는 복수의 척 핀(214)들이 균등한 간격으로 설치된다. 척 핀(214)의 안쪽에는 복수의 지지 핀(212)들이 균등한 간격으로 설치된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 배면을 지지하며, 척 핀(214)은 기판(W)이 원심력에 의해 지지판(210)으로부터 이탈되는 것을 방지한다. 기판(W)은 지지판(210)의 지지 핀(212)들에 지지된 상태에서 지지판(210)에 설치된 고정 부재인 척 핀(214)들에 의해 고정된다. 기판(W)은 척 핀(214)은 기판(W)의 지름보다 외측에 위치된다. 척 핀(214)이 지지판(210)의 지름 방향으로 따라 가장자리 방향으로 이동하면 기판(W)의 고정을 해제하는 상태가 되고, 척 핀(214)이 지지판(210)의 지름 방향으로 따라 중심 방향으로 이동하여 기판(W)의 가장자리에 접촉하면 기판(W)의 고정하는 상태가 된다.
지지판(210)은 지지축(220)과 결합된다. 지지축(220)은 그 내부가 비어있는 중공축(hollow shaft) 형태로써, 구동부의 구동부재(230)의 회전력을 지지판(210)에 전달한다.
보조판 유닛(160)은 지지판(210)의 상부에 설치된다.
보조판 유닛(160)은 보조판(162)과 승강 유닛을 포함한다.
보조판(162)은 기판(W)의 에지를 감싸도록 배치된다. 보조판(162)은 기판(W)의 외주연과 면접하는 내주연의 면인 내주면(162a)과, 외주연의 면인 외주면(162b)을 갖는다. 보조판(162)의 내주연(162a)은 기판의 외주연 형상에 대응되고, 보조판(162)의 외주연(162b)은 원형으로 제공된다. 기판(W)이 원형임에 따라 보조판(162)은 링 형상으로 제공된다. 일예로
보조판(162)의 내주연(162a)이 기판의 외주연 형상에 대응된다는 것은, 작동상의 방해물을 피하기 위해 부득이하게 형성하는 홈등을 제외하고 그 전체적인 형상이 기판의 외주연의 형상에 대응된다는 것을 의미한다. 일예로 보조판(162)의 내주면(162a)에는 다수개의 홈(162c)이 형성될 수 있다. 홈(162c)은 척 핀(214)이 제공되는 위치에 대응하여 형성된다. 홈(162c)에는 척 핀(214)이 이동 가능한 경로를 제공한다. 구체적으로 홈(162c)은 기판(W)을 지지 유닛(200)에서 언로딩 하기 위하여 척 핀(214)이 해제 모드가 될 때, 척 핀(214)이 지름 방향에 대하여 가장자리를 향해 후퇴 가능한 경로를 제공한다. 홈(162c)은 반원형으로 제공될 수 있다.
보조판(162)의 두께는 히터(166)가 내장될 수 있는 정도이다. 보조판(162)은 내열성, 내식성을 갖는 소재인 것이 적당하다. 일예로 보조판(162)은 쿼츠로 제공될 수 있다.
도 6는 보조판(162)이 공정 위치에 제공된 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 보조판(162)이 대기 위치에 제공된 상태를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 보조판(162)은 승강 유닛에 연결된다. 승강 유닛은 받침대(164)와 구동 부재(미도시)를 포함한다. 받침대(164)는 보조판(162)을 지지하고 보조판(162)을 지지판(210)의 상면으로부터 이격시켜준다. 구동부재(미도시)가 받침대(164)에 연결되어 받침대(164)가 승하강하도록 제공될 수 있다. 구동부재(미도시)는 지지판(210)의 내부에 내장될 수 있다. 구동부재(미도시)는 지지 유닛(200)의 지지축(220)을 통과하여 연결된 케이블을 통해 전력을 인가받을 수 있다. 구동부재(미도시)가 받침대(164)를 승하강 하면 받침대(164)와 연결된 보조판(162)은 받침대(164)의 승하강에 의해 승하강될 수 있다.
보조판(162)의 공정 위치는 보조판(162)이 승강된 위치로 제공된다. 보조판(162)이 승강된 위치는 기판(W)이 지지판(210)에 의해 지지된 위치와 동등한 높이이다. 보조판(162)의 상면은 기판(W)의 상면의 높이와 대응되도록 제공된다. 보조판(162)의 대기 위치는 보조판(162)이 하강된 위치로 제공된다. 대기 위치는 보조판(162)의 상면이 지지핀(212)의 상단보다 낮은 위치이다.
보조판(162)은 공정 위치에서 기판(W)과 가장 인접하게 위치된다. 보다 상세하게 보조판(162)은 공정 위치에서 기판(W)의 외주연에 보조판(162)의 내주면(162a)이 가장 인접하게 위치된다.
보조판(162)의 내부에는 히터(166)가 제공된다. 히터(166)는 보조판(162)의 둘레를 따라 일정하게 제공된다.
도 8은 지지판(210)이 회전되며 공정이 진행되는 사항을 도시한 도면이다. 기판(W)에 공급되는 처리액은 도시를 생략한다.
도 8을 참조하여 실시예의 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명한다. 기판(W)의 상면에 공급되는 하강 기류는 기판(W)의 에지와 컵(100)의 외부 회수통(130) 사이에 형성된 공간을 타고 흐른다. 도 1의 종래 기술에 설명하였듯이, 기류가 흐르는 유로가 좁아짐에 따라 유속이 빨라지는데, 보조판(162)은 기판(W)으로부터 기류에 의한 영향을 받는 위치를 이동시키는 효과를 제공한다. 즉 보조판(162)에 의해 기판(W)의 에지영역은 기류의 유속이 빨라짐에 따라 온도가 드랍되는 영향권으로부터 멀어진다. 따라서, 기판(W)의 에지 영역과 중앙 영역을 균일하게 처리할 수 있다.
도 9는 기판(W)과 보조판(162)의 상호 배치 관계를 나타낸 평면도이다. 도 9를 더 참조하여 설명하면, 보조판(162)의 내부에는 히터(166)가 내장된다. 히터(166)는 기판(W)의 가장자리의 낮아진 온도를 보정한다. 히터(166)는 공정에 따라 상이한 온도를 제공한다. 일 예로 히터(166)는 상온에서부터 200도 이상의 온도를 제공할 수 있다.
도 10은 제2 실시예에 따른 보조판(1162)을 도시한 평면도이다. 기판(M)은 사각형상으로 제공될 수 있다. 일예로 기판(M)은 마스크이다. 기판(M)의 둘레가 사각형으로 제공됨에 따라 보조판(1162)의 내주연은 사각형상으로 제공된다.
마스크와 같은 사각 기판(M)의 경우 내접원 영역(A1)에서는 세정이 잘되나, 내접원을 벗어나는 부분(A2)에서는 비산 및 백사이드의 오염으로 세정이 어려운 면이 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 보조판으로 사각 기판(M)의 형상을 보정하여 비산 및 오염 문제를 해결할 수있다.
도 11은 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치의 일부를 확대한 도면이다. 도 12는 도 11의 기판 처리 장치로 기판을 처리할 때 기류의 흐름을 도시한 도면이다. 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치는 컵(1100)과 보조판(162)의 외주연의 거리(L)가 제1 실시예보다 넓게 제공된다. 컵(1100)의 내부 회수통(1110), 중간 회수통(1120) 그리고 외부 회수통(1130)과 보조판(162)의 외주연의 거리(L)가 넓게 제공되면, 제1 실시예와 비교하여 외부 회수통(1130)으로 진입하는 기류의 유속이 상대적으로 낮다. 처리되는 기판(W)의 외주연이 보조판(162)에 의해 실질적으로 연장되었음에 따라 비산된 처리액이 다른 회수통으로 거의 유입되지 않는다.
도 13은 제4 실시예에 따른 기판 처리 장치의의 컵과 지지 유닛을 도시한 사시도이다. 설명의 편의를 위해 컵(100)의 일부를 절개하여 도시한다. 도 13을 참조하면, 보조판(2162)은 세 개의 조각으로 제공될 수 있다. 제1 보조판(2162a), 제2 보조판(2162b) 그리고 제3 보조판(2162c)은 링형상의 보조판을 둘레를 따라 세 개의 조각으로 분할된 형상으로 제공된다. 제4 실시에에 따르면 척 핀은 생략될 수 있다.
도 14는 도 13의 기판 처리 장치에 지지판(1210)에 지지된 기판(W)이 중간 회수통(120) 그리고 외부 회수통(130)의 사이에 위치된 상태를 도시한 도면이다. 도 15는 도 14에 도시된 보조판과 지지핀이 공정 위치로 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 지지핀(1212)의 상단은 공정이 진행되기 전 대기 위치가 보조판(2162)의 상면보다 높게 위치된다. 따라서, 이송 로봇(미도시)은 보조판(2162)의 방해없이 기판을 지지판(1210)의 상면에 위치시킨다. 지지핀(1212)의 하단에는 지지핀(1212)을 승하강시키는 구동 부재(미도시)가 제공된다. 지지핀(1212)은 하강하여 공정 위치로 이동한다. 지지핀(1212)이 하강한 위치, 즉 지지핀(1212)의 공정 위치는 지지판(1210)의 상면과 소정간격 이격된 위치이다.
보조판(2162)의 상면은 지지핀(1212)이 공정 위치에 위치되었을 때, 기판(W)의 상면과 대응되는 위치에 제공된다. 보조판(2162)은 지지판(1210)의 지름방향에 대하여 가장자리로 슬라이딩 이동 가능하게 제공된다. 보조판(2162)은 받침대(1164)에 의해 지지되어 지지판(1210)과 소정거리 이격되도록 제공된다. 보조판(2162)의 대기 위치는 지지판(1210)의 가장자리 방향으로 이동된 위치이고, 보조판(2162)의 공정 위치는 지지판(1210)의 중심 방향으로 이동하여 기판(W)과 접촉된 위치이다.
지지핀(1210)이 하강되어 공정 위치에 도달하면, 보조판(2162)이 기판(W) 방향으로 이동하여 기판(W)의 측면을 지지한다. 보조판(2162)은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 16은 기판(W)과 대기 위치의 보조판(2162)을 도시한 평면도이고, 도 17은 기판(W)과 공정 위치의 보조판(2162)을 도시한 평면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 보조판(2162)을 이루는 제1 보조판(2162a), 제2 보조판(2162b) 그리고 제3 보조판(2162c)은 각각 제1 히터(2166a), 제2 히터(2166b), 제3 히터(2166c)를 내장한다. 제1 보조판(2162a), 제2 보조판(2162b) 그리고 제3 보조판(2162c)은 대기 위치에 있을 때, 기판(W)의 측부에서 멀어진다. 제1 보조판(2162a), 제2 보조판(2162b) 그리고 제3 보조판(2162c)은 공정 위치에 있을 때, 기판(W)의 측부와 접촉하여 기판을 지지한다.
보조판(2162)이 기판의 측부를 지지하면서 기판의 에지를 가열하면 가열 효율이 높아질 수 있다.
도시된 실시예들에 의하면 기판 처리 장치(1)는 컵(100)을 수직 이동시켜 컵(100)과 지지 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시키지만, 다른 실시 예로서, 기판 처리 장치(1)는 지지 유닛(200)을 수직 이동시켜 컵(100)과 지지 유닛(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성되는 컵과;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지에 배치되어 상기 기판의 측부와 접촉되어 상기 기판을 지지하는 척 핀과;
    상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판을 포함하고,
    상기 보조판의 내주연은 기판의 외주연에 대응되는 형상으로 제공되고, 상기 보조판의 외주연은 원으로 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성되는 컵과;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판과;
    상기 보조판을 가열하는 가열 부재를 포함하고,
    상기 보조판의 내주연은 기판의 외주연에 대응되는 형상으로 제공되고, 상기 보조판의 외주연은 원으로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 보조판은 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성되는 컵과;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판을 가지고,
    상기 지지 유닛은,
    상기 지지판 상에서 상기 보조판을 승하강시키는 승강 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    기판의 저면을 지지하는 지지핀을 더 포함하고,
    상기 승강 유닛은 상기 보조판을 공정 위치와 대기 위치 간에 이동시키되,
    상기 공정 위치는 상기 보조판의 상면이 상기 지지 유닛에 놓인 기판의 상면과 대응되는 위치이고,
    상기 대기 위치는 상기 보조판의 상면이 상기 지지핀의 상단보다 낮은 위치인 기판 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 공정 위치에서 상기 보조판은 상기 지지 유닛에 놓인 기판과 인접하게 위치되는 기판 처리 장치.
  8. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성되는 컵과;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판을 가지고,
    상기 지지 유닛은,
    상기 보조판을 가열하는 가열 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가열 부재는 상기 보조판 내에 배치되는 기판 처리 장치.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 컵의 상부에 배치되어 상기 지지 유닛에 놓인 기판 상으로 하강 기류를 제공하는 팬과;
    상기 지지 유닛의 하부에 제공되어 상기 처리 공간의 기류를 배기하는 배기 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제1항,제2항,및 제5항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판은 원형이고,
    상기 보조판의 내주연은 원형으로 제공되는 기판 처리 장치.
  12. 제1항,제2항,및 제5항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판은 사각 형상이고,
    상기 보조판의 내주연은 사각 형상인 기판 처리 장치.
  13. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성되는 컵과;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하도록 제공되고, 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판에 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판이 놓이는 지지판과;
    상기 지지판과 함께 회전되도록 상기 지지판 상에 제공되고, 공정 진행시 상기 지지판에 놓인 기판의 에지를 감싸도록 배치되는 보조판과;
    상기 보조판을 가열하는 가열 부재를 포함하고,
    상기 기판은 원형이고,
    상기 보조판은,
    내주연과 외주연은 각각 원형으로 제공되어 상기 기판의 에지 전체를 감싸는 링 형상인 기판 처리 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 지지판 상에서 상기 보조판을 승하강시키는 승강 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 삭제
  16. 회전하는 기판 상으로 처리액을 공급하여 기판을 처리하되,
    상기 기판은 상기 기판의 에지에 배치되어 상기 기판의 측부와 접촉되어 상기 기판을 지지하는 척 핀에 의해 지지되어 제공되고,
    상기 기판이 처리되는 중에 상기 기판에 인접하게 상기 기판의 둘레를 감싸는 보조판을 제공하고,
    상기 보조판의 내주연은 기판의 외주연에 대응되는 형상으로 제공되고, 상기 보조판의 외주연은 원으로 제공되고,
    상기 보조판은 상기 기판과 함께 회전되는 기판 처리 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 보조판의 상면은 상기 기판의 상면과 대응되게 제공되는 기판 처리 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 기판은 원형이고,
    상기 보조판은 링 형상으로 제공되고,
    상기 보조판의 내주연은 원으로 제공되는 기판 처리 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 기판은 사각 형상이고,
    상기 보조판은 링 형상으로 제공되고,
    상기 보조판의 외주연은 원으로 제공되고,
    상기 보조판의 내주연은 사각형으로 제공되는 기판 처리 방법.
  20. 회전하는 기판 상으로 처리액을 공급하여 기판을 처리하되,
    상기 기판이 처리되는 중에 상기 기판에 인접하게 상기 기판의 둘레를 감싸는 보조판을 제공하고,
    상기 보조판의 내주연은 기판의 외주연에 대응되는 형상으로 제공되고, 상기 보조판의 외주연은 원으로 제공되고,
    상기 보조판은 상기 기판과 함께 회전되며,
    상기 보조판은 공정 진행중 가열되는 기판 처리 방법.
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