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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-25
(45)【発行日】2024-07-03
(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/306 20060101AFI20240626BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20240626BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20240626BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 R
H01L21/304 647Z
H01L21/304 643A
H01L21/304 648A
H01L21/304 651M
H01L21/304 648G
H01L21/304 651B
H01L21/68 N
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022163159
(22)【出願日】2022-10-11
(65)【公開番号】P2023059250
(43)【公開日】2023-04-26
【審査請求日】2022-10-11
(31)【優先権主張番号】10-2021-0136382
(32)【優先日】2021-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】518162784
【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】ソン，ウォン シク
(72)【発明者】
【氏名】オ，セ フン
(72)【発明者】
【氏名】チョン，イン キ
【審査官】小▲高▼ 孔頌
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１５２６８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０４７７１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０５７２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４６９８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０３４５３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２０３５５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１５７９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１１３０３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１９８３６３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２５００９７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２１－１０６２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１１１９０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５００１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する装置において、処理空間を有する処理容器と、
前記処理空間で前記基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された前記基板に処理液を供給する液供給ユニットと、及び
前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、
前記支持ユニットは、
スピンチャックと、
前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、
前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び
前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、
前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させ、
前記チャックピン移動ユニットは、
昇降駆動機によって上下方向に移動可能に提供される第１クラッチを含む第１クラッチモジュールと、及び
前記第１クラッチと対向する第２クラッチを含み、前記チャックピンに結合される第２クラッチモジュールを含み、
前記第１クラッチモジュールは、
前記第１クラッチと、
前記スピンチャックとともに回転されない固定部材と、及び
前記第１クラッチと前記固定部材との間に配置されるベアリング部材を含み、
前記昇降駆動機と前記第１クラッチとの間には弾性部材が提供されることを特徴とする
基板処理装置。
【請求項2】
基板を処理する装置において、処理空間を有する処理容器と、
前記処理空間で前記基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された前記基板に処理液を供給する液供給ユニットと、及び
前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、
前記支持ユニットは、
スピンチャックと、
前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、
前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び
前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、
前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させ、
前記チャックピン移動ユニットは、
昇降駆動機によって上下方向に移動可能に提供される第１クラッチを含む第１クラッチモジュールと、及び
前記第１クラッチと対向する第２クラッチを含み、前記チャックピンに結合される第２クラッチモジュールを含み、
前記第１クラッチは前記第１クラッチが前記第２クラッチと接触される場合、前記第２クラッチとともに回転され、
前記第１クラッチの内部には衝撃緩和部材が配置され、
前記衝撃緩和部材は、
前記第１クラッチが前記第２クラッチに接触されて前記第２クラッチとともに回転される時、前記第１クラッチの回転方向に発生される衝撃を緩和させることを特徴とする
基板処理装置。
【請求項3】
基板を処理する装置において、処理空間を有する処理容器と、
前記処理空間で前記基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された前記基板に処理液を供給する液供給ユニットと、及び
前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、
前記支持ユニットは、
スピンチャックと、
前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、
前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び
前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、
前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させ、
前記チャックピン移動ユニットは、
昇降駆動機によって上下方向に移動可能に提供される第１クラッチを含む第１クラッチモジュールと、及び
前記第１クラッチと対向する第２クラッチを含み、前記チャックピンに結合される第２クラッチモジュールを含み、
前記第２クラッチモジュールは、
前記第２クラッチと、
長さ方向が前記上下方向と対応されるように形成される第１部分と、前記第１部分から延長されるが、前記第１部分の前記長さ方向に対して垂直な方向に延長される第２部分を含むベース部材と、
前記ベース部材の前記第１部分に移動可能に結合される第１移動部材と、
前記チャックピンに結合され、前記ベース部材の前記第２部分に移動可能に結合される第２移動部材と、及び
一端が前記第１移動部材にヒンジ結合され、他端が前記第２移動部材にヒンジ結合される第３移動部材を含み、
前記第２クラッチは前記第１移動部材に結合されることを特徴とする
基板処理装置。
【請求項4】
前記第２クラッチは、前記第１クラッチと対向するフレート部と、及び
前記フレート部と第１移動部材を連結する柱部を含むことを特徴とする
請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記第１クラッチモジュールと前記第２クラッチモジュールとの間には隔壁が配置され、前記第２クラッチは前記隔壁と前記第１クラッチとの間に位置されることを特徴とする
請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記隔壁には前記第２クラッチの前記柱部が貫通されるホールが形成され、前記隔壁の前記ホールの内側面と前記第２クラッチの前記柱部の間にはシーリング部材が提供されることを特徴とする
請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項7】
基板を処理する装置において、処理空間を有する処理容器と、
前記処理空間で前記基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された前記基板に処理液を供給する液供給ユニットと、及び
前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、
前記支持ユニットは、
スピンチャックと、
前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、
前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び
前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、
前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させ、
前記チャックピン移動ユニットは、
昇降駆動機によって上下方向に移動可能に提供される第１クラッチを含む第１クラッチモジュールと、及び
前記第１クラッチと対向する第２クラッチを含み、前記チャックピンに結合される第２クラッチモジュールを含み、
前記第１クラッチが前記第２クラッチと接触される場合、前記チャックピンは前記接触位置で前記開放位置に移動され、
前記スピンチャックは前記基板が第１速度または前記第１速度より早い第２速度で回転されるように回転され、
前記基板が前記第１速度で回転される場合、前記第１クラッチは前記第２クラッチに接触され、
前記基板が前記第２速度で回転される場合、前記第１クラッチは前記第２クラッチと離隔されることを特徴とする
基板処理装置。
【請求項8】
基板を処理する装置において、処理空間を有する処理容器と、
前記処理空間で前記基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された前記基板に処理液を供給する液供給ユニットと、及び
前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、
前記支持ユニットは、
スピンチャックと、
前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、
前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び
前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、
前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させ、
前記チャックピン移動ユニットは、
昇降駆動機によって上下方向に移動可能に提供される第１クラッチを含む第１クラッチモジュールと、及び
前記第１クラッチと対向する第２クラッチを含み、前記チャックピンに結合される第２クラッチモジュールを含み、
前記第１クラッチが前記第２クラッチと離隔される場合、前記チャックピンは前記接触位置に位置され、
前記スピンチャックは前記基板が第１速度または前記第１速度より早い第２速度で回転されるように回転され、
前記基板が前記第１速度で回転される場合、前記第１クラッチは前記第２クラッチに接触され、
前記基板が前記第２速度で回転される場合、前記第１クラッチは前記第２クラッチと離隔されることを特徴とする
基板処理装置。
【請求項9】
基板処理装置を利用した基板処理方法において、前記基板処理装置は、
処理空間を有する処理容器と、
前記処理空間で基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、
前記支持ユニットに支持された前記基板に処理液を供給する液供給ユニットと、及び
前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、
前記支持ユニットは、
スピンチャックと、
前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、
前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び
前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、
前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させることを特徴とし、
前記基板処理方法は、
前記チャックピンが前記開放位置に位置された開放状態で第１速度で回転する前記基板に第１液を供給して前記基板上に第１液膜を形成する第１液供給段階と、
前記第１液供給段階以後に、前記チャックピンが前記開放状態で前記基板上に形成された前記第１液膜を加熱する液膜加熱段階と、
前記液膜加熱段階以後に、前記チャックピンが前記接触位置で位置された接触状態で前記第１速度より早い第２速度で回転する前記基板に第２液を供給する第２液供給段階を含み、
前記チャックピンが前記開放状態で前記接触状態への変更は前記基板が回転される途中になされる基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施例は、基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体素子または液晶ディスプレイを製造するために基板にフォトリソグラフィー、蝕刻、アッシング、イオン注入、薄膜蒸着、そして、洗浄などの多様な工程らが遂行される。この中、蝕刻工程または洗浄工程は基板上に形成された薄膜中不必要な領域を除去するか、または、異物、パーティクルなどを蝕刻するか、または洗浄する工程であり、薄膜に対する高い選択比、高い蝕刻率及び蝕刻均一性が要求され、半導体素子の高集積化によってますますさらに高い水準の蝕刻選択比及び蝕刻均一性が要求されている。
【0003】
一般に、基板の蝕刻工程または洗浄工程は大きく処理液処理段階、リンス処理段階、そして、乾燥処理段階が順次に遂行される。一例において、処理液処理段階には基板上に形成された薄膜を蝕刻処理するか、または基板上の異物を除去するための処理液を基板に供給してパドル(Puddle)を形成した後処理液のパドルを加熱して処理液によるエッチングを促進し、リンス処理段階では基板上に純水のようなリンス液が供給される。
【0004】
前述した処理液処理段階では、基板を支持ユニット上において支持ユニットを回転させて基板上に処理液を供給することでなされる。支持ユニットには回転時基板が支持ユニットの側方向に移動されることを防止するために基板の側部を支持するチャックピンらが設置される。チャックピンらは基板が支持ユニット上にローディングまたはアンローディングされる時基板が置かれる空間を提供する待機位置と、支持ユニット上に置かれた基板が回転されながら工程が遂行される時基板の側部と接触される支持位置との間に移動される。よって、待機位置に置かれたチャックピンらの間に提供された空間は支持位置に置かれたチャックピンらの間に提供された空間より広い。
【0005】
一般に基板にパドル形成時、基板とチャックピンとの接触によって処理液がチャックピンに沿って垂れ下がる問題が発生する。また、処理液がチャックピンに沿って垂れ下がる現象によって一定量の液膜を維持し難い問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】韓国特許第 １０-２２４８７７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の実施例は、基板を効率的に処理することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを一目的とする。
【0008】
本発明の実施例は、基板を回転させて工程がなされる途中にチャックピンの移動が自由な支持ユニットと、これを利用した基板処理装置と方法を提供することを一目的とする。
【0009】
本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載から当業者が明確に理解されることができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の実施例は基板を処理する装置を開示する。基板処理装置は処理空間を有する処理容器と、前記処理空間で前記基板を支持し、前記基板を回転させる支持ユニットと、前記支持ユニットに支持された前記基板で処理液を供給する液供給ユニットと、及び前記基板を加熱する加熱ユニットを含み、前記支持ユニットは、スピンチャックと、前記スピンチャックを回転させる回転駆動機と、前記スピンチャックとともに回転されるように前記スピンチャック上に設置されるチャックピンと、及び前記チャックピンを前記基板の側部と接触する接触位置及び前記基板の側部と離隔される開放位置の間に移動させるチャックピン移動ユニットを含み、前記チャックピン移動ユニットは前記スピンチャックによって前記基板が回転される途中に前記チャックピンを移動させることができる。
【0011】
前記チャックピン移動ユニットは、昇降駆動機によって上下方向に移動可能に提供される第１クラッチを含む第１クラッチモジュールと、及び前記第１クラッチと対向する第２クラッチを含み、前記チャックピンに結合される第２クラッチモジュールを含むことができる。
【0012】
前記第１クラッチが前記第２クラッチと接触される場合、前記チャックピンは前記接触位置で前記開放位置に移動されることができる。
【0013】
前記第１クラッチが前記第２クラッチと離隔される場合、前記チャックピンは前記接触位置に位置されることができる。
【0014】
前記第２クラッチモジュールは前記スピンチャックとともに回転されることができる。
【0015】
前記第１クラッチは前記第１クラッチが前記第２クラッチと接触される場合、前記第２クラッチとともに回転されることができる。
【0016】
前記第１クラッチモジュールは、前記第１クラッチと、前記スピンチャックとともに回転されない固定部材と、及び前記第１クラッチと前記固定部材との間に配置されるベアリング部材を含むことができる。
【0017】
前記ベアリング部材は前記固定部材に結合される外輪と、前記第１クラッチに結合される内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置されるボールを含み、前記第１クラッチが前記第２クラッチに接触される場合、前記第１クラッチは前記固定部材に対して前記第２クラッチとともに回転されることができる。
【0018】
前記昇降駆動機と前記第１クラッチとの間には弾性部材が提供されることができる。
【0019】
前記第１クラッチの内部には衝撃緩和部材が配置され、前記衝撃緩和部材は、前記第１クラッチが前記第２クラッチに接触されて前記第２クラッチとともに回転される時、前記第１クラッチの回転方向に発生される衝撃を緩和させることができる。
【0020】
前記第２クラッチモジュールは、前記第２クラッチと、長さ方向が前記上下方向と対応されるように形成される第１部分と、前記第１部分から延長されるが、前記第１部分の前記長さ方向に対して垂直な方向に延長される第２部分を含むベース部材と、前記ベース部材の前記第１部分に移動可能に結合される第１移動部材と、前記チャックピンに結合され、前記ベース部材の前記第２部分に移動可能に結合される第２移動部材と、及び一端が前記第１移動部材にヒンジ結合され、他端が前記第２移動部材にヒンジ結合される第３移動部材を含み、前記第２クラッチは前記第１移動部材に結合されることができる。
【0021】
前記第２クラッチは、前記第１クラッチと対向するフレート部と、及び前記フレートと前記第１移動部材を連結する柱部を含むことができる。
【0022】
前記第１クラッチモジュールと前記第２クラッチモジュールとの間には隔壁が配置され、前記第２クラッチは前記隔壁と前記第１クラッチとの間に位置されることができる。
【0023】
前記隔壁には前記第２クラッチの前記柱部が貫通されるホールが形成され、前記隔壁の前記ホールの内側面と前記第２クラッチの前記柱部の間にはシーリング部材が提供されることができる。
【0024】
前記スピンチャックは前記基板が第１速度または前記第１速度より早い第２速度で回転されるように回転され、前記基板が前記第１速度で回転される場合、前記第１クラッチは前記第２クラッチに接触され、前記基板が前記第２速度で回転される場合、前記第１クラッチは前記第２クラッチと離隔されることができる。
【0025】
本発明の実施例は基板を処理する方法を開示する。基板処理方法は前記基板の側部を支持するために提供されるチャックピンが前記基板の側部から離隔された開放位置に位置された開放状態で第１速度で回転する前記基板に第１液を供給して前記基板上に第１液膜を形成する第１液供給段階と、前記第１液供給段階以後に、前記開放状態で前記基板上に形成された前記第１液膜を加熱する液膜加熱段階と、前記液膜加熱段階以後に、前記チャックピンが前記基板の側部と接触して前記基板の側部を支持する接触位置に位置された接触状態で前記第１速度より早い第２速度で回転する前記基板に第２液を供給する第２液供給段階を含むが、前記開放状態で前記接触状態への変更は前記基板が回転される途中になされることができる。
【0026】
前記第１液と前記第２液は同一であって、前記第１液はリン酸水溶液であることがある。
【0027】
前記第２液供給段階で前記第２液の単位時間当り供給量は前記第１液供給段階で前記第１液の単位時間当り供給量より多いことがある。
【0028】
前記液膜加熱段階では、前記基板が前記第１速度で回転され、前記基板上に前記第１液が供給されないこともある。
【0029】
本発明の実施例は、前記基板処理装置を利用して基板を処理する方法を開示する。基板処理方法は前記チャックピンが前記開放位置に位置された開放状態で第１速度で回転する前記基板に第１液を供給して前記基板上に第１液膜を形成する第１液供給段階と、前記第１液供給段階以後に、前記チャックピンが前記開放状態で前記基板上に形成された前記第１液膜を加熱する液膜加熱段階と、前記液膜加熱段階以後に、前記チャックピンが前記接触位置に位置された接触状態で前記第１速度より早い第２速度で回転する前記基板に第２液を供給する第２液供給段階を含み、前記チャックピンが前記開放状態で前記接触状態への変更は前記基板が回転される途中になされることがある。
【発明の効果】
【0030】
本発明の実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。
【0031】
また、本発明の実施例によれば、基板を回転させて工程がなされる途中にチャックピンの移動が自由なことがある。
【0032】
また、本発明の実施例によれば、処理液がチャックピンに垂れ下がる現象を防止することがある。
また、本発明の実施例によれば、基板上に形成される処理液パドルが一定量以上の液膜で維持されることができる。
また、本発明の実施例によれば、基板上に形成される処理液パドルが一定量以上の液膜で維持されることができる。
【0033】
また、本発明の実施例によれば、基板を支持する支持ユニットの回転または非回転如何に無関に常時でチャックピンを移動させることができる。
【0034】
また、本発明の実施例によれば、工程進行中にチャックピンの移動ストローク (Stroke)を調節することができる。
【0035】
また、本発明の実施例によれば、内部に中空の空間が形成される支持ユニットを通じて、多様なタイプの熱源の適用及び多様な熱源のクーリングシステム(Cooling system)が適用可能であることがある。
【0036】
本発明の効果が前述した効果らに限定されるものではなく、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施例による基板処理設備を見せてくれる平面図である。
【図3】本発明の実施例によるチャックピンと、チャックピン移動ユニットを見せてくれる断面図である。
【図4】本発明の実施例による衝撃緩和部材が第１クラッチに設置された姿を見せてくれる平断面図である。
【図5】本発明の実施例による昇降駆動機の弾性部材が設置される姿を概略的に示した図面である。
【図6】本発明の実施例による第２クラッチモジュールを見せてくれる断面図である。
【図7】本発明の実施例によってチャックピンが基板が回転される途中に接触位置と開放位置との間に移動可能に提供される姿を概略的に見せてくれる図面である。
【図8】本発明の実施例によってチャックピンが開放位置に位置された時チャックピン移動ユニットの姿を見せてくれる図面である。
【図9】本発明の実施例によってチャックピンが接触位置に位置された時のチャックピン移動ユニットの姿を見せてくれる図面である。
【図10】本発明の実施例による基板処理方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。
【0039】
ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。
【0040】
単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0041】
用語“及び/または”は該当列挙された項目のうちで何れか一つ及び一つ以上のすべての組合を含む。また、本明細書で“連結される”という意味はA部材とB部材直接連結される場合だけではなく、A部材とB部材との間にC部材が介されてA部材とB部材が間接連結される場合も意味する。
【0042】
本発明の実施例はさまざまな形態で変形することができるし、本発明の範囲が下の実施例らに限定されることで解釈されてはいけない。本実施例は当業界で平均的な知識を有した者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張された。
【0043】
本実施例には処理液を利用して基板を蝕刻処理する工程を一例で説明する。しかし、本実施例は蝕刻工程に限定されないで、洗浄工程、アッシング工程及び現像工程などのように、液を利用した基板処理工程で多様に適用可能である。
【0044】
ここで、基板は半導体素子や平板ディスプレイ(FPD:flat panel display)及びその他に薄膜に回路パターンが形成された品物の製造に利用される基板をすべて含む包括的な概念である。このような基板(W)の例としては、シリコンウェハー、硝子基板、有機基板などがある。
【0045】
【0046】
【0047】
インデックスモジュール１０はロードポート１２０及び移送フレーム１４０を含む。ロードポート１２０、移送フレーム１４０、そして、工程処理モジュール２０は順次に一列で配列される。以下、ロードポート１２０、移送フレーム１４０、そして、工程処理モジュール２０が配列された方向を第１方向１２といって、上部から眺める時、第１方向１２と垂直な方向を第２方向１４といって、第１方向１２と第２方向１４を含んだ平面に垂直である方向を第３方向１６と称する。
【0048】
ロードポート１２０には基板(W)が収納されたキャリア１８が安着される。ロードポート１２０は複数個が提供され、これらは第２方向１４に沿って一列で配置される。ロードポート１２０の個数は工程処理モジュール２０の工程効率及びフットプリント条件などによって増加するか、または減少することもある。キャリア１８には基板(W)らを地面に対して水平に配置した状態で収納するための複数のスロット(図示せず)が形成される。キャリア１８では前面開放一体型ポッド(Front Opening Unifed Pod：FOUP)が使用されることがある。
【0049】
移送フレーム１４０はロードポート１２０に安着されたキャリア１８と後述するバッファーユニット２２０との間に基板(W)を返送する。移送フレーム１４０にはインデックスレール１４２とインデックスロボット１４４が提供される。インデックスレール１４２はその長さ方向が第２方向１４と並んで提供される。インデックスロボット１４４はインデックスレール１４２上に設置され、インデックスレール１４２に沿って第２方向１４に直線移動される。インデックスロボット１４４はベース１４４a、胴体１４４b、そして、インデックスアーム１４４cを含む。ベース１４４aはインデックスレール１４２に沿って移動可能になるように設置される。胴体１４４bはベース１４４aに結合される。胴体１４４bはベース１４４a上で第３方向１６に沿って移動可能になるように提供される。また、胴体１４４bはベース１４４a上で回転可能になるように提供される。インデックスアーム１４４cは胴体１４４bに結合され、胴体１４４bに対して前進及び後進移動可能になるように提供される。インデックスアーム１４４cは複数個提供され、それぞれ個別駆動されるように提供される。インデックスアーム１４４cらは第３方向１６に沿ってお互いに離隔された状態で積層されるように配置される。インデックスアーム１４４cらのうちで一部は工程処理モジュール２０からキャリア１８に基板(W)を返送する時使用され、これの他の一部はキャリア１８から工程処理モジュール２０に基板(W)を返送する時使用されることができる。これはインデックスロボット１４４が基板(W)を搬入及び搬出する過程で工程処理前の基板(W)から発生されたパーティクルが工程処理後の基板(W)に付着されることを防止することができる。
【0050】
工程処理モジュール２０はバッファーユニット２２０、移送チャンバ２４０、そして、工程チャンバ２６０を含む。
【0051】
バッファーユニット２２０は移送フレーム１４０と移送チャンバ２４０との間に配置される。バッファーユニット２２０は移送チャンバ２４０と移送フレーム１４０との間に基板(W)が返送される前に基板(W)がとどまる空間を提供する。バッファーユニット２２０の内部には基板(W)が置かれるスロット(図示せず)が提供される。スロット(図示せず)らはお互いの間に第３方向１６に沿って離隔されるように複数個が提供される。バッファーユニット２２０は移送フレーム１４０と見合わせる面が開放される。バッファーユニット２２０は移送チャンバ２４０と見合わせる面が開放される。
【0052】
移送チャンバ２４０はその長さ方向が第１方向１２と平行に配置される。移送チャンバ２４０は移送チャンバ２４０は一側面と、一側面の反対側に位置する他側面を含むことができる。移送チャンバ２４０の一側面または他側面には複数の工程チャンバ２６０が配置されることができる。移送チャンバ２４０の両側面には複数の工程チャンバ２６０が配置されることができる。移送チャンバ２４０の一側面に配置される複数の工程チャンバ２６０と移送チャンバ２４０との他側面に配置される複数の工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０を基準に対称されるように提供されることができる。複数個の工程チャンバ２６０のうちで一部は移送チャンバ２４０の長さ方向に沿って配置されることができる。また、複数個の工程チャンバ２６０のうちで一部は第３方向１６にお互いに積層されるように配置される。すなわち、移送チャンバ２４０の一側面には工程チャンバ２６０がAXBの配列で配置されることができる。ここで、Aは第１方向１２に沿って一列で提供された工程チャンバ２６０の数であり、Bは第３方向１６に沿って一列で提供された工程チャンバ２６０の数を意味する。例えば、移送チャンバ２４０の一側面に工程チャンバ２６０が４個または６個提供される場合、複数個の工程チャンバ２６０は２X２または３X２の配列で配置されることができる。工程チャンバ２６０の個数は増加するか、または減少することもある。工程チャンバ２６０の個数はフットプリントまたは工程効率によって多様な数で設けられることができる。前述したところと異なり、工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０の一側面だけに提供されることができる。また、工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０の一側面及び両側面に断層で提供されることができる。
【0053】
移送チャンバ２４０はバッファーユニット２２０と工程チャンバ２６０との間に、そして、工程チャンバ２６０らの間に基板(W)を返送する。移送チャンバ２４０にはガイドレール２４２とメインロボット２４４が提供される。ガイドレール２４２はその長さ方向が第１方向１２と並んでいるように配置される。メインロボット２４４はガイドレール２４２上に設置され、ガイドレール２４２上で第１方向１２に沿って直線移動される。メインロボット２４４はベース２４４a、胴体２４４b、そして、メインアーム２４４cを含む。ベース２４４aはガイドレール２４２に沿って移動可能になるように設置される。胴体２４４bはベース２４４aに結合される。胴体２４４bはベース２４４a上で第３方向１６に沿って移動可能になるように提供される。また、胴体２４４bはベース２４４a上で回転可能になるように提供される。メインアーム２４４cは胴体２４４bに結合され、これは胴体２４４bに対して前進及び後進移動可能になるように提供される。メインアーム２４４cは複数個提供されてそれぞれ個別駆動されるように提供される。メインアーム２４４cらは第３方向１６に沿ってお互いに離隔された状態で積層されるように配置される。
【0054】
工程チャンバ２６０には基板(W)に対して液処理工程を遂行する基板処理装置３００が提供される。基板処理装置３００は遂行する液処理工程の種類によって相異な構造を有することがある。これと異なり、それぞれの工程チャンバ２６０内の基板処理装置３００は等しい構造を有することができる。選択的に複数個の工程チャンバ２６０は複数個のグループで区分され、等しいグループに属する工程チャンバ２６０内に基板処理装置３００らはお互いに同一であって、お互いに相異なグループに属する工程チャンバ２６０内に基板処理装置３００の構造はお互いに相異に提供されることができる。
【0055】
【0056】
図２を参照すれば、基板処理装置３００は処理容器３２０、基板支持ユニット３４０、昇降ユニット３６０、液供給ユニット３９０、そして、加熱ユニット５００を含む。
【0057】
基板処理装置３００はチャンバ３１０を含むことができる。チャンバ３１０は密閉された内部空間を提供する。チャンバ３１０の内部空間には処理容器３２０が配置される。チャンバ３１０の上部にはファンフィルターユニット３１５が設置される。ファンフィルターユニット３１５はチャンバ３１０の内部に垂直気流を発生させる。ファンフィルターユニット３１５はチャンバ３１０の内部に下降気流を発生させる。ファンフィルターユニット３１５はフィルターと空気供給ファンが一つのユニットでモジュール化されたものであり、高湿度外気をフィルタリングしてチャンバ３１０の内部に供給してくれる装置である。高湿度外気はファンフィルターユニット３１５を通過してチャンバ３１０の内部に供給され、チャンバ３１０の内部空間に垂直気流を形成する。このような垂直気流は基板(W)の上部に均一な気流を提供する。基板(W)が処理される過程で発生される汚染物質(一例で、ヒューム(Fume))らは垂直気流に含まれる空気とともに処理容器３２０の外部に排出され、これを通じて処理容器３２０の内部は高清浄度を維持することがある。
【0058】
処理容器３２０は上部が開放された桶形状を含む。処理容器３２０は第１回収桶３２１及び第２回収桶３２２を含む。それぞれの回収桶３２１、３２２は工程に使用された処理液らのうちでお互いに相異な処理液を回収する。第１回収桶３２１は基板支持ユニット３４０をくるむ環形のリング形状で提供される。第２回収桶３２２は基板支持ユニット３４０をくるむ環形のリング形状で提供される。一実施例において、第１回収桶３２１は第２回収桶３２２をくるむ環形のリング形状で提供される。第２回収桶３２２は第１回収桶３２１に挿入されて提供されることができる。第２回収桶３２２の高さは第１回収桶３２１の高さより高いことがある。第２回収桶３２２は第１ガード部３２６と第２ガード部３２４を含むことができる。第１ガード部３２６は第２回収桶３２２の最上部に提供されることができる。第１ガード部３２６は基板支持ユニット３４０を向けて延長されて形成され、第１ガード部３２６は基板支持ユニット３４０方向に向けるほど上向き傾くように形成されることができる。第２回収桶３２２で第２ガード部３２４は第１ガード部３２６から下部に離隔された位置に提供されることができる。第２ガード部３２４は基板支持ユニット３４０を向けて延長されて形成され、第２ガード部３２４は基板支持ユニット３４０方向に向けるほど上向き傾くように形成されることができる。第１ガード部３２６と第２ガード部３２４との間には処理液が流入される第１流入口３２４aで機能する。第２ガード部３２４の下部には第２流入口３２２aが提供される。第１流入口３２４aと第２流入口３２２aはお互いに相異な高さに位置されることができる。第２ガード部３２４にはホール(図示せず)が形成されて第１流入口３２４aに流入された処理液が第２回収桶３２２の下部に提供された第２回収ライン３２２bに流れるように構成することができる。第２ガード部３２４のホール(図示せず)は第２ガード部３２４で一番高さが低い位置に形成されることができる。第１回収桶３２１に回収された処理液は第１回収桶３２１の底面に連結された第１回収ライン３２１bに流れるように構成される。それぞれの回収桶３２１、３２２に流入された処理液らはそれぞれの回収ライン３２１b、３２２bを通じて外部の処理液再生システム(図示せず)に提供されて再使用されることができる。
【0059】
昇降ユニット３６０は処理容器３２０を上下方向に直線移動させる。一例で、昇降ユニット３６０は処理容器３２０の第２回収桶３２２と結合されて第２回収桶３２２を上下に移動させることによって基板支持ユニット３４０に対する処理容器３２０の相対高さが変更されることがある。昇降ユニット３６０はブラケット３６２、移動軸３６４、そして、駆動機３６６を含む。ブラケット３６２は処理容器３２０の外壁に固定設置され、ブラケット３６２には駆動機３６６によって上下方向に移動される移動軸３６４が固定結合される。基板(W)が基板支持ユニット３４０にローディングされるか、または、基板支持ユニット３４０からアンローディングされる時基板支持ユニット３４０の上部が処理容器３２０の上部に突き出されるように、具体的には、第１ガード部３２６より高く突き出されるように処理容器３２０の第２回収桶３２２が下降される。また、工程が進行される時には基板(W)に供給された処理液の種類によって処理液が既設定された回収桶３２１、３２２に流入されることができるように処理容器３２０の高さが調節される。選択的には、昇降ユニット３６０は処理容器３２０の代わりをして基板支持ユニット３４０を上下方向に移動させることもできる。選択的には、昇降ユニット３６０は処理容器３２０の全体を上下方向に昇下降可能に移動させることもできる。昇降ユニット３６０は処理容器３２０と基板支持ユニット３４０の相対高さを調節するために提供されることで、処理容器３２０と基板支持ユニット３４０の相対高さを調節することができる構成なら、処理容器３２０と昇降ユニット３６０の実施例は設計によって他に多様な構造と方法で提供されることができる。
【0060】
液供給ユニット３９０は基板(W)の上部で基板(W)に薬液を吐出するための構成で、一つ以上の薬液吐出ノズルを含むことができる。液供給ユニット３９０は貯蔵タンク(図示せず)に貯蔵された薬液をポンピングして薬液吐出ノズルを通じて基板(W)に薬液を吐出することができる。液供給ユニット３９０は駆動部(図示せず)を含んで基板(W)の中央領域と対向する工程位置と基板(W)を脱した待機位置との間で移動可能になるように構成されることができる。
【0061】
液供給ユニット３９０から基板(W)に供給される薬液は、基板処理工程によって多様なことがある。基板処理工程がシリコン窒化膜蝕刻工程である場合、薬液はリン酸(H３PO４)を含む薬液であることがある。液供給ユニット３９０は蝕刻工程進行後基板表面をリンスするための脱イオン水(DIW)供給ノズル、リンス後乾燥工程を進行するためのイソプロピルアルコール(IPA:Isopropyl Alcohol)吐出ノズル及び窒素(N２)吐出ノズルをさらに含むことができる。図示しなかったが、液供給ユニット３９０は薬液吐出ノズルを支持し、薬液吐出ノズルを移動させることができるノズル移動部材(図示せず)を含むことができる。ノズル移動部材(図示せず)は支持軸(図示せず)、アーム(図示せず)、そして、駆動機(図示せず)を含むことができる。支持軸(図示せず)は処理容器３２０の一側に位置される。支持軸(図示せず)はその長さ方向が第３方向１６を向けるロード形状を含む。支持軸(図示せず)は駆動機(図示せず)によって回転可能になるように提供される。アーム(図示せず)は支持軸(図示せず)の上端に結合される。アーム(図示せず)は支持軸(図示せず)から垂直するように延長されることができる。アーム(図示せず)の末端には薬液吐出ノズルが固定結合される。支持軸(図示せず)が回転されることによって薬液吐出ノズルはアーム(図示せず)とともにスイング移動可能である。薬液吐出ノズルはスイング移動されて工程位置及び待機位置に移動されることができる。選択的には、支持軸(図示せず)は昇降移動が可能になるように提供されることができる。またアーム(図示せず)はその長さ方向を向けて前進及び後進移動が可能になるように提供されることができる。
【0062】
基板支持ユニット３４０は工程進行中に基板(W)を支持して基板(W)を回転させる。基板支持ユニット３４０はスピンチャック３４２、ウィンドウ部材３４８、回転駆動機３４９、チャックピン３４６、そして、チャックピン移動ユニット４００を含む。
【0063】
スピンチャック３４２にはチャックピン３４６が結合される。基板(W)はスピンチャック３４２に結合されるチャックピン３４６によってスピンチャック３４２の上面から離隔配置される。基板(W)はスピンチャック３４２に結合されるチャックピン３４６に支持されたままスピンチャック３４２とともに回転される。
【0064】
スピンチャック３４２は上部と下部が開口された桶形状で提供される。スピンチャック３４２は上面と下面を貫通して形成される通孔３４２aを含む。スピンチャック３４２は上下方向に貫通される通孔３４２aを含む。この時、上下方向はスピンチャック３４２の軸方向またはスピンチャック３４２の回転軸方向と平行な方向を意味することができる。通孔３４２aには後述する加熱ユニット５００が配置される。
【0065】
スピンチャック３４２は胴体部３４２１と、胴体部３４２１から上に延長される拡張部３４２２を含む。胴体部３４２１と拡張部３４２２は一体で形成される。通孔３４２aは胴体部３４２１と拡張部３４２２をすべて貫通して形成される。胴体部３４２１は面積が同一に形成される。胴体部３４２１は内径が同一に形成される。胴体部３４２１内の通孔３４２aは直径が同一に形成される。拡張部３４２２は胴体部３４２１から上に行くほど漸進的に面積が広くなるように形成される。拡張部３４２２の内径は上に行くほど増加されるように形成される。拡張部３４２２内の通孔３４２aは直径が上に行くほど増加されるように形成される。胴体部３４２１内部には後述する加熱ユニット５００が配置され、加熱ユニット５００で生成されるレーザービームは拡張部３４２２を通じて基板(W)と照射される。拡張部３４２２はレーザービームと干渉されない大きさで形成されることができる。これを通じて、加熱ユニット５００で生成されたレーザービームガスピンチャック３４２によって干渉されないで基板(W)まで照射されることができる。
【0066】
スピンチャック３４２はウィンドウ部材３４８の下に配置されることができる。スピンチャック３４２はウィンドウ部材３４８の縁領域を支持することができる。基板(W)に供給された薬液が加熱ユニット５００に侵透しないようにスピンチャック３４２とウィンドウ部材３４８の連結部分は密閉構造であることができる。
【0067】
ウィンドウ部材３４８は基板(W)の下部に位置される。ウィンドウ部材３４８はチャックピン３４６に支持された基板(W)の下に提供される。ウィンドウ部材３４８は支持ピン３４７に支持された基板(W)の下に提供される。ウィンドウ部材３４８は基板(W)と概して対応される形状で提供されることができる。例えば、基板(W)が円形のウェハーである場合、ウィンドウ部材３４８は概して円形で提供されることができる。ウィンドウ部材３４８は基板より大きい直径を有することができる。但し、これに制限されるものではなくて、ウィンドウ部材３４８は基板(W)と等しい直径を有するか、または、基板(W)よりさらに小さな直径を有するように形成されることができる。
【0068】
ウィンドウ部材３４８にはチャックピン３４６が配置されるホール３４８１が形成される。ウィンドウ部材３４８のホール３４８１にはチャックピン３４６が貫通されることができる。ウィンドウ部材３４８のホール３４８１の直径はチャックピン３４６の直径より大きく形成されることができる。これを通じて、チャックピン３４６はウィンドウ部材３４８のホール３４８１内部を移動することができる。この時、チャックピン３４６はスピンチャック３４２の回転軸方向に垂直な方向に移動される。
【0069】
ウィンドウ部材３４８は透光性が高い素材でなされることができる。これによって、前記加熱ユニット５００から照射されるレーザービームがウィンドウ部材３４８を透過することができる。ウィンドウ部材３４８は薬液と反応しないように耐食性が優秀な素材であることがある。例えば、ウィンドウ部材３４８は石英、硝子またはサファイア(Sapphire)などの素材で提供されることができる。ウィンドウ部材３４８はレーザービームが透過されて基板(W)に到逹するようにして、薬液から基板支持部材３４０の構成を保護する構成であり、設計によって多様な大きさと形状で提供されることができる。
【0070】
ウィンドウ部材３４８には支持ピン３４７が結合されることができる。支持ピン３４７は複数個で提供されることができる。支持ピン３４７はウィンドウ部材３４８の縁領域に提供されることができる。複数の支持ピン３４７はウィンドウ部材３４８の縁領域に沿ってお互いに離隔されて配置されることができる。支持ピン３４７はウィンドウ部材３４８の上部面から上に突き出されるように具備されることができる。支持ピン３４７は基板(W)の下面を支持して基板(W)をウィンドウ部材３４８から離隔させることができる。
【0071】
回転駆動機３４９はスピンチャック３４２を回転させる。回転駆動機３４９はスピンチャック３４２を回転させることができるものなら、いずれでも使用されることができる。一例で回転駆動機３４９は中空モータで提供されることができる。一実施例によれば、回転駆動機３４９は固定子(図示せず)と回転子(図示せず)を含むことができる。固定子は一位置に固定されて提供され、回転子はスピンチャック３４２と結合されることができる。回転子はスピンチャック３４２の底部に結合されてスピンチャック３４２を回転させることができる。回転駆動機３４９として中空モータが利用される場合、スピンチャック３４２の底部が狭く提供されるほど中空モータの中空を小さなもので選択することができる。これによって、製造単価が減少されることができる。一実施例によれば、回転駆動機３４９を薬液から保護するカバー部材(図示せず)をさらに含むことができる。
【0072】
チャックピン３４６はスピンチャック３４２に設置される。チャックピン３４６はスピンチャック３４２の上部面から突き出されるようにスピンチャック３４６に提供されることができる。チャックピン３４６はスピンチャック３４２の拡張部３４２２に設置されることができる。チャックピン３４６はスピンチャック３４２とともに回転される。チャックピン３４６は複数個で設けられることができる。複数個のチャックピン３４６はお互いに離隔されることができる。複数個のチャックピン３４６は組み合わせた時円形状に配置されることができる。複数個のチャックピン３４６は拡張部３４２２内に形成される通孔３４２aの縁に沿って提供されることができる。チャックピン３４６は基板(W)の側部を支持する。チャックピン３４６は基板(W)の側部を把持する。チャックピン３４４６は基板(W)をウィンドウ部材３４８から所定間隔で離隔させる。チャックピン３４６の少なくとも一部はウィンドウ部材３４８のホール３４８１に収容されることができる。チャックピン３４６はウィンドウ部材３４８のホール３４８１内で移動可能に提供されることができる。チャックピン３４６は後述するチャックピン移動ユニット４００と結合されることができる。チャックピン３４６はチャックピン移動ユニット４００によって移動可能に提供されることができる。チャックピン３４２は基板(W)の側部と接触する接触位置と、基板(W)の側部と離隔される開放位置との間に移動可能に提供されることができる。
【0073】
図３は、本発明の実施例によるチャックピンと、チャックピン移動ユニットを見せてくれる断面図であり、図４は本発明の実施例による衝撃緩和部材が第１クラッチに設置された姿を見せてくれる平断面図であり、図５は本発明の実施例による昇降駆動機の弾性部材が設置される姿を概略的に示した図面であり、図６は本発明の実施例による第２クラッチモジュールを見せてくれる断面図である。
【0074】
チャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４６を移動させる。チャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４６の一端部に結合されてチャックピン３４６を移動させる。チャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４６をスピンチャック３４２の回転軸方向に垂直な方向に移動させる。チャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４２が基板(W)の側部と接触する接触位置と、基板(W)の側部と離隔される開放位置の間を移動するようにチャックピン３４６を移動させる。チャックピン移動ユニット４００はスピンチャック３４２が回転する途中にチャックピン３４２を移動させることができる。チャックピン移動ユニット４００は回転中のスピンチャック３４２のチャックピン３４６を電気的に常時移動可能に提供されることができる。
【0075】
図３を参照すれば、チャックピン移動ユニット４００は第１クラッチモジュール４２０と第２クラッチモジュール４４０を含む。第１クラッチモジュール４２０は第２クラッチモジュール４４０と対向することができる。第１クラッチモジュール４２０の少なくとも一部は第２クラッチモジュールと対向することができる。第１クラッチモジュール４２０は上下方向に移動可能に提供されることができる。第１クラッチモジュール４２０は上昇方向に移動されて第１クラッチモジュール４４０と接触されることができる。第１クラッチモジュール４２０が第２クラッチモジュール４４０と接触されれば、チャックピン３４６は開放位置に移動されることができる。第１クラッチモジュール４２０は下降方向に移動されて第２クラッチモジュール４４０と離隔されることができる。第１クラッチモジュール４２０が第２クラッチモジュール４４０と離隔されれば、チャックピン３４６は接触位置に移動されることができる。
【0076】
第１クラッチモジュール４２０は第１クラッチ４２１、固定部材４２２、及びベアリング部材４２３を含むことができる。
【0077】
第１クラッチ４２１は後述する第２クラッチ４４１と対向する。第１クラッチ４２１の少なくとも一部は第２クラッチ４４１と対向する。第１クラッチ４２１は上下方向に移動可能に提供される。第１クラッチ４２１は昇降駆動機４３０によって上下方向に移動されることができる。第１クラッチ４２１は上昇方向に移動されて第２クラッチ４４１と接触されることができる。この場合、チャックピン３４６は開放位置に移動される。第１クラッチ４２１は下降方向に移動されて第２クラッチ４４１と離隔されることができる。この場合、チャックピン３４６は接触位置に移動される。第１クラッチ４２１は回転可能に提供される。第１クラッチ４２１は第２クラッチ４４１と離隔される場合回転しない。第１クラッチ４２１は第１クラッチ４４１と接触される場合第２クラッチ４４１とともに回転される。第１クラッチ４２１は第１クラッチ４４１と接触される場合スピンチャック３４２とともに回転される。
【0078】
図４を参照すれば、第１クラッチ４２１は衝撃緩和部材４２１１を含むことができる。衝撃緩和部材４２１１は第１クラッチ４２１に設置されることができる。衝撃緩和部材４２１１は第１クラッチ４２１の内部に内蔵されることができる。衝撃緩和部材４２１１は複数個で提供されることがある。複数の衝撃緩和部材４２１１は第１クラッチ４２１の外周に沿ってお互いに離隔されるように提供されることができる。衝撃緩和部材４２１１は弾性部材に提供されることができる。衝撃緩和部材４２１１は第１クラッチ４２１の回転時、第１クラッチ４２１の回転方向に圧縮されることができる。これを通じて、第１クラッチ４２１が第２クラッチ４４１に接触されて回転される場合に発生される回転衝撃力を緩和することができる。
【0079】
固定部材４２２はスピンチャック３４２とともに回転されない。固定部材４２２は回転するスピンチャック３４２に対して固定されるように提供される。固定部材４２２はスピンチャック３４２と接触されないように提供される。固定部材４２２はスピンチャック３４２の外側面から離隔された位置に配置される。固定部材４２２はスピンチャック３４２をくるむように提供される。一例で、固定部材４２２はスピンチャック３４２をくるむリング形状で提供されることができる。固定部材４２２の内径はスピンチャック３４２の外径より大きくなることができる。固定部材４２２の内側面はスピンチャック３４２の外側面の少なくとも一部と対向する。この時、固定部材４２２の内径は、固定部材４４２の内側面と対向するスピンチャック３４２の部分の外径より大きく形成されることができる。
【0080】
固定部材４２２は第１クラッチ４２１とともに回転されない。固定部材４２２は、第１クラッチ４２１が第２クラッチ４４１とともに回転する場合に、第１クラッチ４２１に対して固定されるように提供される。固定部材４４２は第１クラッチ４２１を支持する。
【0081】
ベアリング部材４２３は第１クラッチ４２１と固定部材４２２との間に提供される。ベアリング部材４２３はローラーベアリング(Roller Bearing)、クロスローラーベアリング(Cross Roller Bearing)またはボールベアリング(Ball Bearing)で提供されることができる。ベアリング部材４２３は外輪４２３１、内輪４２３２、そして、ボール４２３３を含むことができる。外輪４２３１は固定部材４２２に結合される。内輪４２３２は第１クラッチ４２１に結合される。ボール４２３３は外輪４２３１と内輪４２３２との間に回転可能に提供される。外輪４２３１は固定部材４２２と結合されて回転しないように提供される。外輪４２３１は回転するスピンチャック３４２に対して固定されるように提供される。外輪４２３１は、第１クラッチ４２１が回転する場合に、第１クラッチ４２１に対して固定されるように提供される。内輪４２３２は第１クラッチ４２１が回転する場合に第１クラッチ４２１とともに回転されるように提供される。内輪４２３２は第１クラッチ４２１が回転しない場合に、回転されないように提供される。ボール４２３３は内輪４２３２が第１クラッチ４２１とともに回転する場合に、回転による摩擦を軽減させることができる。ボール４２３３は複数個が提供されることがある。複数個のボール４２３３は外輪４２３１と内輪４２３２との間空間でお互いに離隔されるように提供されることができる。
【0082】
チャックピン移動ユニット４００は昇降駆動機４３０を含む。昇降駆動機４３０は第１クラッチモジュール４２０を上下方向に移動させる。昇降駆動機４３０は第１クラッチ４２１、固定部材４２２及びベアリング部材４２３を上下方向に移動させる。昇降駆動機４３０は第１クラッチ４２１、固定部材４２２及びベアリング部材４２３が上下方向に移動されることができるように駆動力を提供する。一例で、昇降駆動機４３０はモータまたはシリンダで提供されることができる。
【0083】
昇降駆動機４３０は第１クラッチモジュール４２０のうちで回転されない部分とスピンチャック３４２の回転軸方向にオーバーラップされることがある。一例で、昇降駆動機４３０は第１クラッチモジュール４２０の固定部材４２２または外輪４２３１とスピンチャック３４２の回転軸方向にオーバーラップされることができる。昇降駆動機４３０は固定部材４２２及び外輪４２３１とスピンチャック３４２の回転軸方向にオーバーラップされることができる。昇降駆動機４３０は固定部材４２２と外輪４２３１の中間支点でスピンチャック３４２の回転軸方向にオーバーラップされることができる。
【0084】
図５を参照すれば、昇降駆動機４３０がシリンダーに提供される場合に、昇降駆動機４３０は弾性部材４３２を含むことができる。弾性部材４３２は第１クラッチモジュール４２０と昇降駆動機４３０との間に提供される。弾性部材４３２は第１クラッチモジュール４２０が第２クラッチモジュール４４０と接触する時に圧縮されて衝撃を緩和させることができる。弾性部材４３２は複数個で提供されることができる。複数の弾性部材４３２は昇降駆動機４３０を中心に両側に提供されることができる。これを通じて、第１クラッチモジュール４２０が上昇して第２クラッチモジュール４４０と接触される時、水平が合わない場合にも昇降駆動機４３０の両側に提供される弾性部材４３２によって水平状態で合わせられることができる。
【0085】
第２クラッチモジュール４４０は第１クラッチモジュール４２０上に提供される。第２クラッチモジュール４４０は第１クラッチモジュール４２０と上下方向に離隔される。第２クラッチモジュール４４０はスピンチャック３４２とともに回転される。第２クラッチモジュール４４０はチャックピン３４６と結合される。
【0086】
第２クラッチモジュール４４０は第２クラッチ４４１、ベース部材４４２、第１移動部材４４３、第２移動部材４４４、そして、第３移動部材４４５を含む。
【0087】
第２クラッチ４４１は第１クラッチ４２１と対向する。第２クラッチ４４１は第１クラッチ４２１が上昇されれば、第１クラッチ４２１と接触される。第２クラッチ４４１は第１クラッチ４２１と接触された状態で上昇方向に移動されることができる。第２クラッチ４４１は第１クラッチ４２１と対向するフレート部４４１２と、フレート４４１２から上に延長される柱部４４１４を含む。フレート４４１２は第１クラッチ４２１と接触される。柱部４４１４はフレート部４４１２の直径より小さな直撃を有するように提供される。柱部４４１４の一端はフレート部４４１２に結合され、柱部４４１４の他端は後述する第１移動部材４４３に結合される。
【0088】
ベース部材４４２はスピンチャック３４２に結合される。ベース部材４４２はチャックピン３４６の移動をガイドする。ベース部材４４２は後述する第１及び第２移動部材４４３、４４４の移動をガイドする。ベース部材４２は長さ方向が第１クラッチ４２１の移動方向(上下方向)と対応されるように形成される第１部分４４２２と、第１部分４４２２から延長されるが、第１部分４４２２の長さ方向に対して垂直な方向に延長される第２部分４４２４を含む。
【0089】
第１移動部材４４３はベース部材４４２に結合される。第１移動部材４４３はベース部材４４２の第１部分４４２２に結合される。第１移動部材４４３はベース部材４４２の第１部分４４２２に移動可能に結合される。第１移動部材４４３はその長さ方向がベース部材４４２の第１部分４４２２の長さ方向と対応される。第１移動部材４４３はベース部材４４２の第１部分４４２２上で移動可能に提供される。第１移動部材４４３の移動方向はベース部材４４２の第１部分４４２２の長さ方向と並んでいるような方向であることがある。第１移動部材４４３は第２クラッチ４４１と結合される。第１移動部材４４３は第２クラッチ４４１の柱部４４１４と結合される。第２クラッチ４４１が第１クラッチ４２１と接触された状態に上昇されれば、第１移動部材４４３は第２クルロピ４４１とともに上昇移動される。この時、第１移動部材４４３はベース部材４４２の第１部分４４２２に沿って上昇される。
【0090】
第２移動部材４４４はチャックピン３４６に結合される。第２移動部材４４４はベース部材４４２に結合される。第２移動部材４４４はベース部材４４２の第２部分４４２４に結合される。第２移動部材４４４はベース部材４４２の第２部分４４２４に移動可能に結合される。第２移動部材４４４は長さ方向がベース部材４４２の第２部分４４２４と対応される。第２移動部材４４４はベース部材４４２の第２部分４４２４上を移動可能に提供される。第２移動部材４４４は第２クラッチ４４１が第１クラッチ４２１と接触された状態に上昇されれば、後述する第３移動部材４４５によってスピンチャック３４２の回転軸と遠くなる方向に移動される。この場合、第２移動部材４４４に結合されたチャックピン３４６は開放位置に移動される。
【0091】
第３移動部材４４５は一端が第１移動部材４４３に結合され、他端が第２移動部材４４４に結合されることができる。第３移動部材４４５は一端が第１移動部材４４３にヒンジ結合され、他端が第２移動部材４４４にヒンジ結合されることができる。以下では、第３移動部材４４５が第１移動部材４４３にヒンジ結合される部分を第１ヒンジ部と称して、第３移動部材４４５が第２移動部材４４４とヒンジ結合される部分を第２ヒンジ部だと称する。第３移動部材４４５は第１移動部材４４３が上昇移動される場合に、第１ヒンジ部と第２ヒンジ部で回転される。第３移動部材４４５の第１ヒンジ部は第１移動部材４４３の上昇移動によって一緒に上昇され、第３移動部材４４５の第２ヒンジ部は第２移動部材４４４とともにスピンチャック３４２の回転軸と遠くなる方向に移動される。この場合、チャックピン３４６は開放位置に移動される。
【0092】
図６を参照すれば、第１クラッチモジュール４２０と第２クラッチモジュール４４０との間には隔壁(P)が配置されることができる。第２クラッチ４４１は隔壁(P)と第１クラッチモジュール４２０との間に位置されることができる。第２クラッチ４４１のフレート部４４１２は隔壁(P)と第１クラッチモジュール４２０との間に位置されることができる。隔壁(P)によって第１クラッチモジュール４２０または第２クラッチ４４１の上昇方向への移動範囲が制限されることがある。隔壁(P)には第２クラッチ４４１の柱部４４１４が貫通されるホールが形成されることができる。隔壁(P)のホールの直径は柱部４４１４の直径と等しいか、または、柱部４４１４の直径より大きく提供されることがある。隔壁(P)のホールの内側面と第２クラッチの前記柱部との間にはシーリング部材(S)が提供されることができる。シーリング部材(S)はオーリング(O-ring)に提供されることができる。シーリング部材(S)を通じて、基板(W)に供給される処理液が第１クラッチモジュール４２０または昇降駆動機４３０に流れることを防止することができる。
【0093】
図７は、本発明の実施例によってチャックピンが、基板が回転される途中に接触位置と開放位置との間に移動可能に提供される姿を概略的に見せてくれる図面であり、図８は本発明の実施例によってチャックピンが開放位置に位置された時チャックピン移動ユニットの姿を見せてくれる図面であり、図９は本発明の実施例によってチャックピンが接触位置に位置された時のチャックピン移動ユニットの姿を見せてくれる図面である。
【0094】
図７を参照すれば、チャックピン移動ユニット４００はスピンチャック３４２または基板(W)が回転される途中にチャックピン３４６を移動させることができる。チャックピン移動ユニット４００はスピンチャック３４２または基板(W)が回転される途中にチャックピン３４６を開放位置と接触位置との間に移動させることができる。チャックピン移動ユニット４００はスピンチャック３４２または基板(W)が停止しなくてもチャックピン３４６を常時に移動させることができる。
【0095】
図８及び図９を参照すれば、スピンチャック３４２は基板(W)を第１速度(v１)または第１速度(v１)より早い第２速度(v２)で回転させる。図８を参照すれば、基板(W)が第１速度(v１)で回転される途中にチャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４６が開放位置に位置されるようにチャックピン３４６を移動させる。この時、第１クラッチモジュール４２０は昇降駆動機４３０によって上昇方向に移動される。第１クラッチ４２１は上昇方向に移動されることによって第２クラッチ４４１と接触される。第１クラッチ４２１と第２クラッチ４４１は接触された状態で昇降駆動機４３０によって続いて上昇移動される。第１クラッチ４２１と第２クラッチ４４１は接触された状態で昇降駆動機４３０によって上昇移動されるが、隔壁(P)の位置までに移動可能に提供される。第２クラッチ４４１が上昇移動されれば、第２クラッチ４４１と結合される第１移動部材４４３はベース部材４４２の第１部分４４２２に沿って上昇移動される。第１移動部材４４３が上昇移動されれば、第３移動部材４４５の第１ヒンジ部が第１移動部材４４３とともに上昇され、これによって第３移動部材４４５の第２ヒンジ部はスピンチャック３４２の回転軸と遠くなる方向に第２移動部材４４４を移動させる。第２移動部材４４４は第３移動部材４４５によってスピンチャック３４２の回転軸と遠くなる方向に押されるようになって、これによって第２移動部材４４４と結合されるチャックピン３４６も開放位置に移動される。
【0096】
図９を参照すれば、基板(W)が第２速度(v２)で回転される途中にチャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４６が接触位置に位置されるようにチャックピン３４６を移動させる。この時、第１クラッチモジュール４２０は昇降駆動機４３０によって下降方向に移動される。第１クラッチ４２１は下降方向に移動されることによって第２クラッチ４４１と離隔される。第２クラッチ４４１が下降されれば、第２クラッチ４４１と結合される第１移動部材４４３はベース部材４４２の第１部分４４２２に沿って下降移動される。第１移動部材４４３が下降移動されれば、第３移動部材４４５の第１ヒンジ部が第１移動部材４４３とともに下降され、これによって第３移動部材４４５の第２ヒンジ部はスピンチャック３４２の回転軸と近くなる方向に第２移動部材４４４を移動させる。第２移動部材４４４は第３移動部材４４５によってスピンチャック３４２の回転軸と近くなる方向に押されるようになって、これによって第２移動部材４４４と結合されるチャックピン３４６は接触位置に移動されて基板(W)の側部を把持する。
【0097】
再び図２を参照すれば、基板処理装置３００は加熱ユニット５００を含む。加熱ユニット５００は基板(W)にレーザービームを照射するための構成である。加熱ユニット５００は基板支持ユニット３４０でウィンドウ部材３４８より底面に位置されることができる。加熱ユニット５００は基板支持ユニット３４０上に位置された基板(W)を向けてレーザービームを照射することができる。加熱ユニット５００で照射されたレーザービームは基板支持ユニット３４０のウィンドウ部材３４８を通過して基板(W)に照射されることができる。これによって基板(W)は設定温度で加熱されることができる。加熱ユニット５００はレーザービーム生成部材(図示せず)、レーザービームの照射部材５００、そして、レーザービーム伝達部材を含むことができる。レーザービーム生成部材(図示せず)はチャンバ３１０の外部に配置されることができる。レーザービームの照射部材５００は、一例で、レンズを含むことができる。レーザービームの照射部材５００は複数のレンズを含むことができる。レーザービームの照射部材５００はスピンチャック３４２内部に提供されることができる。レーザービーム伝達部材はレーザービーム生成部材(図示せず)とレーザービームの照射部材５００を連結するラインに提供されることができる。レーザービーム伝達部材はレーザービーム生成部材(図示せず)から生成されたレーザービームをレーザービームの照射部材５００に伝達することができる。レーザービーム伝達部材によってレーザービームの伝達を受けたレーザービームの照射部材５００は基板(W)にレーザービームを照射することができる。以上では加熱ユニット５００がレーザービームを照射する構成で説明したが、これに制限されるものではなく、加熱ユニット５００は基板(W)を加熱することができる多様な熱源で提供されることができる。一例で、加熱ユニット５００はLEDまたはハロゲンヒーターで提供されることができる。
【0098】
以下では、図面は参考してチャックピン移動ユニット４００によってチャックピン３４６が移動される過程に対して詳しく説明する。
【0099】
以下、図１０乃至図１４を参照しながら本発明の一実施例による基板処理方法を説明する。図１０は本発明の実施例による基板処理方法の流れ図であり、図１１乃至図１４は図１０の基板処理方法を順次に示した図面である。
【0100】
図１０を参照すれば、本発明の実施例による基板処理方法は基板整列段階(Ｓ１００)、第１液供給段階(Ｓ２００)、液膜加熱段階(Ｓ３００)、そして、第２液供給段階(Ｓ４００)を含む。
【0101】
図１１は、本発明の実施例による基板処理方法によって工程開始前基板の整列段階を示した図面である。図１１を参照すれば、工程が開始される前の基板(W)は、基板支持ユニット３４０に返送される。基板(W)はスピンチャック３４２の上部に返送された後、基板(W)の中心とスピンチャック３４２またはウィンドウ部材３４８の中心を整列する。この時、チャックピン３４６は開放位置に位置される。基板(W)の中心とスピンチャック３４２またはウィンドウ部材３４８の中心が整列されれば、チャックピン３４６は接触位置に移動されて基板(W)の側部を支持する。この時、チャックピン３４６はチャックピン移動ユニット４００によって移動される。
【0102】
図１２は、本発明の実施例による基板処理方法によって基板に処理液パドルを形成する過程を示したものである。図１２を参照すれば、基板(W)が基板支持ユニット３４０のチャックピン３４６に支持された状態でスピンチャック３４２は基板(W)を第１速度(v１)で回転させる。液供給ユニット３９０は第１速度(v１)で回転する基板(W)に第１液を供給して基板(W)の上面に第１液膜(C１)を形成する。第１液膜(C１)は一定厚さを有するパドル(Puddle)であることがある。基板(W)に第１液が供給される時、チャックピン３４６は開放位置に位置される。すなわち、チャックピン３４６が基板(W)の側部から離隔される開放位置に位置された状態で第１速度(v１)で回転する基板(W)に第１液を供給して第１液膜(C１)を形成する。第１液膜(C１)の形成時チャックピン３４６が基板(W)の側部に接触される接触位置に位置される場合、第１液がチャックピン３４６に乗って垂れ下がって一定量の液膜を維持し難い問題がある。しかし、本発明の実施例による基板処理方法によれば、第１液膜(C１)の形成時チャックピン３４６機器(W)の側部から離隔される開放位置に位置された状態で第１液膜(C１)が形成されるので、第１液の垂れ下がり現象を防止することができて一定量の液膜を維持することができる。また、チャックピン３４６機器(W)の側部から離隔されることによって第１液膜(C１)の表面張力によって第１液膜(パドル)の形成が容易な利点がある。
【0103】
図１３は、本発明の実施例による基板処理方法によって第１液膜を加熱する段階を示した図面である。図１３を参照すれば、所定厚さの第１液膜(C１)が形成されれば、基板(W)の回転を停止し、液供給ユニット３９０からの第１液を供給を停止する。これで、基板(W)の表面が第１液膜(C)によって覆われた状態になる(処理液のパドルの形成)。ここで処理液は、リン酸水溶液で提供されることができる。基板(W)及び第１液膜(C１)は基板(W)の処理に好適な温度で加熱される。基板(W)及び第１液膜(C１)は加熱ユニット５００によって加熱されることができる。この時、チャックピン３４６は開放位置に位置する。加熱ユニット５００の熱源としては、レーザー、LED、及びハロゲンヒーターのうちで何れか一つで提供されることができる。基板(W)の表面が加熱された処理液の第１液膜(C１)で覆われた状態をあらかじめ決定された時間程度維持することで、基板(W)の処理(例えば、エッチング処理(ウェットエッチング工程))がなされる。この時、スピンチャック３４２は基板(W)を第１速度(v１)で回転させる。基板(W)を正回転及び逆回転方向に半回転程度回転させることで、基板(W)上の第１液を撹拌しても良い。これによって、エッチングが促進され、また、エッチング量の面内均一性が向上されることができる。
【0104】
図１４は、本発明の実施例によって第２液供給段階を示した図面である。図１４を参照すれば、第１液膜(C１)の加熱以後に、基板(W)に第２液を供給して第２液膜(C２)を形成する。この時、スピンチャック３４６は基板(W)を第２速度(v２)で回転させる。また、チャックピン移動ユニット４００はチャックピン３４６が基板(W)の側部と接触される接触位置に移動させる。第２液は第１液と同一な液で提供されることができる。第２液はリン酸水溶液で提供されることができる。第２液膜(C２)の厚さは第１液膜(C１)の厚さより薄いことがある。第２速度(v２)は第１速度(v１)より早いことがある。一例で、第１速度(v１)への回転は低速回転であり、第２速度(v２)への回転は高速回転であることがある。一例で、第１速度(v１)は２０RPM以下であることがある。
【0105】
図１２乃至図１４による基板処理は、複数回繰り返して遂行されることがある。図１１乃至図１４による基板処理が終われば、基板(W)にリンス液を供給して基板(W)の表面から処理液との反応によって発生した副生成物を除去するリンス処理(リンス工程)が遂行される。リンス液は純水(DIW)であることがある。
【0106】
本発明の実施例による基板処理方法によれば、第１液供給段階と液膜加熱段階ではチャックピン３４６が開放位置に位置されるようにチャックピン３４６を移動させ、第２液供給段階ではチャックピン３４６が接触位置に位置されるようにチャックピン３４６を移動させる。この時、９０度回転が可能なロータリーシリンダーを使用してチャックピンを開放位置と接触位置との間に移動させる一般なスピンチャック構造によれば、スピンチャックが停止された状態のみでチャックピンの移動が可能である。よって、基板処理方法の各段階を遂行する度にスピンチャックを停止及びチャックピン移動させなければならない場合工程時間が長くかかって工程効率が低下され、各工程段階ごとにスピンチャックの停止及びチャックピンの移動のために停止する場合均一な厚さの液膜を得ることができないか、または、硬化されて液膜が割れる問題が発生される。また、従来のスピンチャック構造で基板処理方法の各段階ごとにスピンチャックを停止しないで、チャックピンが基板の側部に接触された状態で基板の処理を進行する場合、前で記載したところのように液膜がチャックピンの表面に沿って流れるようになって、一定量の液膜を形成することができない問題と、チャックピンと基板の側部との間の接触領域によって液膜が表面張力が小くなるので、一定厚さの液膜を形成し難い問題がある。
【0107】
しかし、本発明の実施例によれば、回転中のスピンチャック３４２のチャックピン３４６を機械的装置であるクラッチモジュールを利用して常時開閉可能な構造を提供することで、スピンチャック３４２が回転する途中にもチャックピン３４６を移動させることができて前述した問題を解消することができる。
【0108】
一方、前述した実施例らによる基板処理装置と基板処理方法は、制御機(図示せず)によって制御されて行われることができる。制御機の構成、記憶及び管理はハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの組合の形態で実現可能である。制御機を成すファイルデータ及び/または前記ソフトウェアは、例えば、削除可能または再記録可能如何と関係なく、ROM(Read Only Memory)などのような揮発性または不揮発性記憶装置、または例えば、RAM(Random Access Memory)、メモリチップ、装置または集積回路のようなメモリー、または例えばCD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスクまたは磁気テープなどのような光学または、磁気的に記録可能であるとともに機械(例えば、コンピューター)で読める記憶媒体に記憶されることができることは勿論である。
【0109】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の技術的思想を具現するための望ましいか、または多様な実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。このような変形実施らは本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはいけないであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】