KR102406087B1 - Substrate processing apparatus using light source built in spin chuck - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 기판을 지지하면서 회전하는 회전 척, 상기 회전 척과 접촉하지 않도록 상기 회전 척에 내장되어 있으며 상기 회전 척에 의해 지지되어 회전하는 기판의 하면으로 광을 발산하는 광원부 및 상기 광원부가 실장된 광원기판을 포함하는 히팅 모듈, 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판의 양면 중에서 상기 광원부가 실장된 상면에 상기 광원부와 중첩되지 않으면서 상기 기판의 하면을 향하도록 설치되어 상기 기판의 온도를 적외선 감지 방식으로 측정하는 적외선 온도 측정부, 상기 회전 척에 결합되어 있으며 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부가 상기 기판을 향하여 발산하는 광을 통과시키는 광 투과 플레이트 및 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부가 상기 기판의 하면으로 발산하는 광량을 제어함으로써 상기 기판의 온도를 제어하되, 상기 적외선 온도 측정부로부터 전달받은 상기 기판의 온도와 설정된 온도 임계범위를 비교하고, 상기 기판의 측정 온도와 상기 온도 임계범위의 비교결과에 따라 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotary chuck.
The present invention relates to a rotary chuck that rotates while supporting a substrate, a light source that is built in the rotary chuck so as not to contact the rotary chuck and emits light to the lower surface of the rotating substrate supported by the rotary chuck, and the light source mounted with the light source A heating module including a substrate, is installed to face the lower surface of the substrate without overlapping with the light source unit on the upper surface on which the light source unit is mounted among both surfaces of the light source substrate constituting the heating module to detect the temperature of the substrate in an infrared sensing method An infrared temperature measuring unit for measuring, a light transmitting plate coupled to the rotary chuck and allowing light emitted from the light source unit constituting the heating module to pass through the substrate, and a light source unit constituting the heating module radiating to the lower surface of the substrate The temperature of the substrate is controlled by controlling the amount of light to and a control module for controlling the operation of the light source constituting the heating module.

Description

회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING LIGHT SOURCE BUILT IN SPIN CHUCK}A substrate processing device using a light source built into a rotary chuck {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING LIGHT SOURCE BUILT IN SPIN CHUCK}

본 발명은 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광원기판에 실장된 광원을 이용하여 반도체 공정의 처리 대상인 기판의 온도를 조절하는 과정에서 적외선 감지 방식으로 기판의 온도를 측정하고, 기판의 측정온도에 따라 광원의 광 발산 세기를 조절함으로써 기판의 전체 영역의 온도를 공정 조건에 부합하도록 균일하고 정밀하게 조절하고 유지할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotary chuck. More specifically, the present invention measures the temperature of the substrate using an infrared sensing method in the process of controlling the temperature of the substrate, which is the processing target of the semiconductor process, using the light source mounted on the light source substrate, and the light emission of the light source according to the measured temperature of the substrate The present invention relates to a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotary chuck capable of uniformly and precisely controlling and maintaining the temperature of the entire region of a substrate to meet process conditions by controlling the intensity.

일반적으로 반도체 기판을 처리하는 공정 중에, 특정 유체를 이용하여 실시하는 기판에 대한 세정, 식각, 건조 등의 과정에서 유체의 온도는 반도체 공정의 성능에 상당한 영향을 미친다.In general, during a process of processing a semiconductor substrate, the temperature of the fluid significantly affects the performance of the semiconductor process in processes such as cleaning, etching, and drying of the substrate performed using a specific fluid.

유체 온도를 적정 범위로 조절하기 위한 종래 기술의 하나로 필요 온도로 가열된 유체를 디스펜서(dispenser)를 통해 회전 척에 배치되어 고속 회전하는 기판에 공급하는 기술이 알려져 있다.As one of the prior art techniques for adjusting the fluid temperature to an appropriate range, a technique of supplying a fluid heated to a required temperature to a substrate rotating at a high speed by being disposed on a rotating chuck through a dispenser is known.

그러나 종래 기술에 따르면, 기판의 표면온도와 디스펜서에 의해 공급되는 유체의 온도 간에 존재하는 온도 편차에 의해 기판의 표면에 공급되는 시점의 유체의 실제 온도와 공정 목표 온도 간에 편차가 발생하는 문제점이 발생한다.However, according to the prior art, there is a problem in that a deviation occurs between the actual temperature of the fluid supplied to the surface of the substrate and the process target temperature due to a temperature deviation existing between the surface temperature of the substrate and the temperature of the fluid supplied by the dispenser. do.

또한, 회전 척에 배치된 기판이 회전하는 경우 고온의 유체가 기판의 중심에서 가장자리로 퍼져나가는 과정에서 온도가 저하되기 때문에, 기판의 전면에 대하여 유지되어야 하는 온도의 균일성이 깨진다는 문제점이 있다.In addition, when the substrate disposed on the rotation chuck rotates, since the temperature is lowered while the high-temperature fluid spreads from the center to the edge of the substrate, there is a problem in that the uniformity of the temperature to be maintained with respect to the entire surface of the substrate is broken. .

이와 같은 기판 표면에서의 유체의 온도 감소, 목표 온도와의 편차, 기판 전면에서의 온도 비균일성은 반도체 공정의 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.The decrease in the temperature of the fluid on the surface of the substrate, the deviation from the target temperature, and the temperature non-uniformity on the entire surface of the substrate act as factors that lower the efficiency of the semiconductor process.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0070635호(공개일자: 2004년 08월 11일, 명칭: 로딩된 웨이퍼에 균일하게 열전달할 수 있는 급속 열처리장치의 공정 챔버)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0070635 (Publication date: August 11, 2004, Title: Process chamber of a rapid heat treatment apparatus capable of uniformly transferring heat to a loaded wafer) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0014438호(공개일자: 2018년 02월 08일, 명칭: LED 가열부를 갖는 정전 척)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0014438 (published date: February 08, 2018, name: electrostatic chuck with LED heating part)

본 발명의 기술적 과제는 광원기판에 실장된 광원을 이용하여 반도체 공정의 처리 대상인 기판의 온도를 조절하는 과정에서 적외선 감지 방식으로 기판의 온도를 측정하고, 기판의 측정온도에 따라 광원의 광 발산 세기를 조절함으로써 기판의 전체 영역의 온도를 공정 조건에 부합하도록 균일하고 정밀하게 조절하고 유지할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to measure the temperature of the substrate using an infrared sensing method in the process of controlling the temperature of the substrate to be processed in the semiconductor process using the light source mounted on the light source substrate, and the light emission intensity of the light source according to the measured temperature of the substrate An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck that can uniformly and precisely control and maintain the temperature of the entire region of the substrate to meet process conditions by adjusting the .

또한, 본 발명의 기술적 과제는 기판 가열을 위한 광원을 동심원으로 배열된 복수의 LED 채널 그룹으로 구성하고, 이 복수의 LED 채널 그룹의 동작 여부와 동작 강도를 전체 또는 개별적으로 제어함으로써, 기판의 온도를 반도체 공정 상의 목표 온도에 부합하는 수준으로 정밀하고 신속하게 조절할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to configure a light source for heating a substrate into a plurality of LED channel groups arranged in a concentric circle, and by controlling whether the plurality of LED channel groups operate and whether or not to operate individually or individually, the temperature of the substrate An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotary chuck that can precisely and quickly control the temperature to a level that matches a target temperature in a semiconductor process.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치는 기판을 지지하면서 회전하는 회전 척, 상기 회전 척과 접촉하지 않도록 상기 회전 척에 내장되어 있으며 상기 회전 척에 의해 지지되어 회전하는 기판의 하면으로 광을 발산하는 광원부 및 상기 광원부가 실장된 광원기판을 포함하는 히팅 모듈, 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판의 양면 중에서 상기 광원부가 실장된 상면에 상기 광원부와 중첩되지 않으면서 상기 기판의 하면을 향하도록 설치되어 상기 기판의 온도를 적외선 감지 방식으로 측정하는 적외선 온도 측정부, 상기 회전 척에 결합되어 있으며 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부가 상기 기판을 향하여 발산하는 광을 통과시키는 광 투과 플레이트 및 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부가 상기 기판의 하면으로 발산하는 광량(quantity of light)을 제어함으로써 상기 기판의 온도를 제어하되, 상기 적외선 온도 측정부로부터 전달받은 상기 기판의 측정 온도와 설정된 온도 임계범위를 비교하고, 상기 기판의 측정 온도와 상기 온도 임계범위의 비교결과에 따라 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함한다.A substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to the present invention for solving these technical problems is a rotary chuck that rotates while supporting a substrate, and is built in the rotary chuck so as not to come into contact with the rotary chuck. A heating module comprising a light source unit that emits light to a lower surface of a supported and rotated substrate and a light source substrate on which the light source unit is mounted, and the light source unit on the upper surface on which the light source unit is mounted among both surfaces of the light source substrate constituting the heating module Do not overlap with the light source unit An infrared temperature measuring unit that is installed to face the lower surface of the substrate and measures the temperature of the substrate by an infrared sensing method, the light source unit coupled to the rotary chuck and constituting the heating module emits light toward the substrate The light transmitting plate passing through and the light source unit constituting the heating module control the temperature of the substrate by controlling the quantity of light emitted to the lower surface of the substrate, but the measurement of the substrate received from the infrared temperature measuring unit and a control module for comparing the temperature and a set temperature critical range, and controlling the operation of the light source unit constituting the heating module according to the comparison result of the measured temperature of the substrate and the temperature critical range.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 광원부는 상기 광원기판의 양면 중에서 상기 기판을 향하는 상면의 중앙 영역에서부터 가장자리 영역까지 동심원 형태로 배열되된 복수의 LED 채널 그룹을 포함하고, 상기 광원부를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹은 상기 제어 모듈의 제어에 따라 상호 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for processing a substrate using a light source built in a rotary chuck according to the present invention, the light source unit is a plurality of LED channel groups arranged in a concentric circle form from a central region to an edge region of an upper surface facing the substrate among both surfaces of the light source substrate. Including, the plurality of LED channel groups constituting the light source unit is characterized in that it is driven independently of each other under the control of the control module.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 적외선 온도 측정부는 상기 광원기판의 상면의 중앙 영역과 가장자리 영역을 연결하는 직선을 따라 배열된 복수의 적외선 센서를 포함하고, 상기 적외선 온도 측정부를 구성하는 복수의 적외선 센서는 상기 기판의 온도를 상기 복수의 적외선 센서의 배열 위치에 대응하는 복수의 구간별로 측정하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the infrared temperature measuring unit includes a plurality of infrared sensors arranged along a straight line connecting the central region and the edge region of the upper surface of the light source substrate, The plurality of infrared sensors constituting the infrared temperature measuring unit measures the temperature of the substrate for each of a plurality of sections corresponding to the arrangement positions of the plurality of infrared sensors.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 온도 임계범위는 상기 복수의 구간별로 설정된 구간별 온도 임계범위들로 이루어지고, 상기 제어 모듈은 상기 적외선 온도 측정부를 구성하는 복수의 적외선 센서에 의해 측정된 구간별 측정온도들과 상기 구간별 온도 임계범위들을 비교하고, 상기 구간별 측정온도들과 상기 구간별 온도 임계범위들의 비교결과에 따라 상기 광원부를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹을 상호 독립적으로 구동하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the temperature critical range is made of the temperature critical ranges for each section set for the plurality of sections, and the control module comprises the infrared temperature measuring unit. A plurality of LEDs constituting the light source unit by comparing the measured temperatures for each section measured by a plurality of infrared sensors and the temperature critical ranges for each section, and comparing the measured temperatures for each section with the temperature critical ranges for each section It is characterized in that the channel groups are driven independently of each other.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 기판의 측정 온도가 상기 온도 임계범위를 벗어나는 경우 기판 온도상태 알람정보가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for processing a substrate using a light source built in a rotary chuck according to the present invention, the control module controls the output of the substrate temperature state alarm information when the measured temperature of the substrate is out of the temperature critical range.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 기판의 측정 온도가 상기 온도 임계범위를 구성하는 온도 상한치를 초과하는 경우 상기 광원부의 광 발산량이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for processing a substrate using a light source embedded in a rotary chuck according to the present invention, the control module controls so that the light emission amount of the light source unit is reduced when the measured temperature of the substrate exceeds an upper temperature limit constituting the temperature critical range characterized in that

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 기판의 측정 온도가 상기 온도 임계범위를 구성하는 온도 하한치 미만인 경우 상기 광원부의 광 발산량이 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for processing a substrate using a light source built in a rotary chuck according to the present invention, the control module controls so that the light emission amount of the light source unit increases when the measured temperature of the substrate is less than the lower limit of the temperature constituting the temperature critical range. characterized.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 회전 척은, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부가 형성되어 있는 외측 몸체 및 상기 외측 몸체보다 낮게 함몰되어 상기 히팅 모듈이 내장되는 공간을 제공하며 중앙 영역에 중공이 형성되어 있는 내측 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotation chuck according to the present invention, the rotation chuck is recessed lower than the outer body and the outer body in which the substrate support part for supporting the substrate is formed, the heating module is built-in It provides a space and is characterized by including an inner body in which a hollow is formed in the central region.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 광원기판은 상기 회전 척의 내측 몸체에 직접 접촉하지 않으면서 상기 외측 몸체와 상기 내측 몸체의 높이차에 의해 발생하는 내장 공간에 배치되어 있고, 상기 광원부는 상기 광원기판의 양면 중에서 상기 기판을 향하는 상면의 중앙 영역에서부터 가장자리 영역까지 동심원 형태로 배열되어 상호 독립적으로 구동되는 복수의 LED 채널 그룹을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the light source substrate does not directly contact the inner body of the rotary chuck and in the built-in space generated by the height difference between the outer body and the inner body. is disposed, and the light source unit comprises a plurality of LED channel groups which are arranged in a concentric circle from a central region to an edge region of an upper surface facing the substrate among both surfaces of the light source substrate and are driven independently of each other.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 히팅 모듈은, 상면이 상기 광원기판의 하면에 결합되어 있고 내부에 상기 광원기판의 과열을 방지하는 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되어 있는 냉각부 및 상기 냉각부의 하면에 결합된 상태로 상기 회전 척을 구성하는 내측 몸체에 형성된 중공을 통과하면서 상기 냉각부에 결합된 광원기판을 지지하는 히팅모듈 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for processing a substrate using a light source built in a rotary chuck according to the present invention, the heating module has an upper surface coupled to a lower surface of the light source substrate, and a cooling passage through which cooling water to prevent overheating of the light source substrate flows therein It characterized in that it further comprises a heating module support for supporting the light source substrate coupled to the cooling unit while passing through the hollow formed in the inner body constituting the rotary chuck in a state coupled to the formed cooling unit and the lower surface of the cooling unit. do.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어 모듈은, 상기 광원부를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹 중에서 하나 이상의 동작 여부 및 동작중인 LED 채널 그룹의 광 발산 세기를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the control module controls whether or not at least one of a plurality of LED channel groups constituting the light source unit operates and the light emission intensity of the LED channel group in operation. characterized in that

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판과 냉각부는 열전도성 재질을 갖는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the light source substrate and the cooling unit constituting the heating module are characterized in that they have a thermally conductive material.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판의 하면과 냉각부의 상면은 이격 공간없이 상호 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the lower surface of the light source substrate constituting the heating module and the upper surface of the cooling unit are bonded to each other without a space.

본 발명에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 광원기판의 하면과 상기 냉각부의 상면의 면적은 동일한 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus using the light source built in the rotary chuck according to the present invention, the area of the lower surface of the light source substrate and the upper surface of the cooling unit is the same.

본 발명에 따르면, 광원기판에 실장된 광원을 이용하여 반도체 공정의 처리 대상인 기판의 온도를 조절하는 과정에서 적외선 감지 방식으로 기판의 온도를 측정하고, 기판의 측정온도에 따라 광원의 광 발산 세기를 조절함으로써 기판의 전체 영역의 온도를 공정 조건에 부합하도록 균일하고 정밀하게 조절하고 유지할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, the temperature of the substrate is measured by the infrared sensing method in the process of controlling the temperature of the substrate, which is the processing target of the semiconductor process using the light source mounted on the light source substrate, and the light emission intensity of the light source is measured according to the measured temperature of the substrate. There is an effect of providing a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck capable of uniformly and precisely controlling and maintaining the temperature of the entire region of the substrate to meet the process conditions by adjusting the light source.

또한, 기판 가열을 위한 광원을 동심원으로 배열된 복수의 LED 채널 그룹으로 구성하고, 이 복수의 LED 채널 그룹의 동작 여부와 동작 강도를 전체 또는 개별적으로 제어함으로써, 기판의 온도를 반도체 공정 상의 목표 온도에 부합하는 수준으로 정밀하고 신속하게 조절할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by configuring the light source for heating the substrate with a plurality of LED channel groups arranged in a concentric circle, and controlling whether or not the plurality of LED channel groups operate and the operation intensity as a whole or individually, the temperature of the substrate is adjusted to the target temperature in the semiconductor process. There is an effect that a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck that can be precisely and quickly adjusted to a level corresponding to the present invention is provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 상면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 단면도이고,
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 결합 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 분리 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 제어 모듈이 히팅 모듈을 구성하는 광원부를 제어하는 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 광원 기판에 결합되는 냉각부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a top view of a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to an embodiment of the present invention;
3 is an enlarged view of part A of FIG. 2;
4 is a combined perspective view of a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to an embodiment of the present invention;
5 is an exploded perspective view of a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to an embodiment of the present invention;
6 is a view for explaining an exemplary configuration in which the control module controls the light source unit constituting the heating module according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing an exemplary configuration of a cooling unit coupled to a light source substrate according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may take various forms. It can be implemented with the above and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another, for example without departing from the scope of the inventive concept, a first component may be termed a second component and similarly a second component A component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. will be. On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described herein exists, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in the dictionary should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. .

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 상면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 결합 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치의 분리 사시도이고, 도 6은 제어 모듈이 히팅 모듈을 구성하는 광원부를 제어하는 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 광원 기판에 결합되는 냉각부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a top view of a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotation chuck according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotation chuck according to an embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view, FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2 , FIG. 4 is a combined perspective view of a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the present invention An exploded perspective view of a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view for explaining an exemplary configuration in which the control module controls the light source unit constituting the heating module, FIG. 7 is It is a view showing an exemplary configuration of the cooling unit coupled to the light source substrate.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치는 회전 척(10), 기판 지지부(20), 히팅 모듈(30), 광 투과 플레이트(40), 제어 모듈(50) 및 적외선 온도 측정부(60)를 포함한다.1 to 7 , a substrate processing apparatus using a light source embedded in a rotation chuck according to an embodiment of the present invention includes a rotation chuck 10 , a substrate support unit 20 , a heating module 30 , and a light transmission plate. 40 , a control module 50 and an infrared temperature measuring unit 60 .

회전 척(10)은 반도체 공정이 수행되는 챔버의 내부에 배치된 상태로 반도체 공정의 대상인 기판(W)을 지지하면서 도시하지 않은 구동수단이 제공하는 회전 구동력에 의해 고속으로 회전하는 구성요소이다. 도면에 도시하지는 않았으나, 예를 들어, 특정 반도체 공정을 수행하기 위한 약액(chemical)을 분사하는 디스펜서(dispenser)가 로봇암 등의 구동수단에 의해 회전 척(10)의 상부에 배치되어 기판(W)의 상면을 향하여 약액을 분사하는 상태에서 회전 척(10)에 배치된 기판(W)이 회전 척(10)의 회전에 의해 고속 회전하도록 구성될 수 있다.The rotary chuck 10 is a component that is disposed inside a chamber in which a semiconductor process is performed and rotates at a high speed by a rotational driving force provided by a driving means (not shown) while supporting the substrate W, which is a target of the semiconductor process. Although not shown in the drawing, for example, a dispenser for spraying a chemical for performing a specific semiconductor process is disposed on the rotation chuck 10 by a driving means such as a robot arm, and the substrate W ) may be configured such that the substrate W disposed on the rotary chuck 10 in a state of spraying the chemical toward the upper surface rotates at a high speed by the rotation of the rotary chuck 10 .

예를 들어, 도 5에 예시된 바와 같이, 회전 척(10)은, 기판(W)을 지지하는 기판 지지부(20)가 형성되어 있는 외측 몸체(110) 및 이 외측 몸체(110)보다 낮게 함몰되어 히팅 모듈(30)이 내장되는 공간을 제공하며 중앙 영역에 중공(H)이 형성되어 있는 내측 몸체(120)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 5 , the rotary chuck 10 is recessed lower than the outer body 110 and the outer body 110 in which the substrate support 20 for supporting the substrate W is formed. It provides a space in which the heating module 30 is built and may be configured to include an inner body 120 in which a hollow (H) is formed in the central region.

기판 지지부(20)는 회전 척(10)의 외측 몸체(110)의 가장자리를 따라 복수 개로 구비되어 있으며, 회전 척(10)의 회전에 의해 고속 회전하는 기판(W)이 이탈하지 않도록 지지하는 구성요소이다.A plurality of substrate support units 20 are provided along the edge of the outer body 110 of the rotating chuck 10, and the substrate W rotating at high speed by the rotation of the rotating chuck 10 is configured to support so as not to be separated. is an element

예를 들어, 이러한 기판 지지부(20)는 지지 핀(22)과 그립 핀(grip pin, 24)이 하나의 쌍을 이루도록 구성될 수 있으며, 지지 핀(22)이 기판(W)을 1차적으로 지지하는 상태에서 그립 핀(24)이 소정의 각도 만큼 회전하여 기판(W)을 2차적으로 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 핀(22)에는 그 중심점에서 이격된 지점에 돌기가 형성되도록 구성될 수 있고, 지지 핀(22)이 그 중심점을 기준으로 회전하는 경우 이 돌기가 기판(W)의 측면을 밀어 가압함으로써 기판(W)이 그립 핀(24)에 의해 안정적으로 지지되며, 이에 따라 기판(W)의 고속 회전에도 불구하고 기판(W)이 회전 척(10)으로부터 이탈되지 않도록 구성될 수 있다.For example, the substrate support 20 may be configured such that a support pin 22 and a grip pin 24 form a pair, and the support pin 22 primarily supports the substrate W. The grip pin 24 may be configured to secondaryly support the substrate W by rotating by a predetermined angle in the supporting state. For example, the support pin 22 may be configured such that a protrusion is formed at a point spaced apart from the center point, and when the support pin 22 rotates based on the center point, the protrusion strikes the side surface of the substrate W. By pushing and pressing, the substrate W is stably supported by the grip pins 24 , and accordingly, the substrate W may not be separated from the rotation chuck 10 despite the high-speed rotation of the substrate W. .

히팅 모듈(30)은 회전 척(10)과 직접적으로 접촉하지 않도록 회전 척(10)에 내장되어 있으며, 히팅 모듈(30) 자신은 도시하지 않은 챔버에 고정된 상태에서 회전 척(10)에 의해 지지되어 고속 회전하는 기판(W)의 하면을 광복사(luminous radiation) 방식으로 균일하게 가열하는 구성요소이다.The heating module 30 is built into the rotation chuck 10 so as not to come into direct contact with the rotation chuck 10, and the heating module 30 itself is fixed in a chamber (not shown) by the rotation chuck 10 It is a component that uniformly heats the lower surface of the supported and rotated high-speed substrate W by a luminous radiation method.

예를 들어, 도 5, 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 히팅 모듈(30)은 광원기판(310), 광원부(320), 냉각부(330) 및 히팅모듈 지지부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, as illustrated in FIGS. 5, 6 and 7, the heating module 30 includes a light source substrate 310, a light source unit 320, a cooling unit 330, and a heating module support unit 340. can be configured.

광원기판(310)은 회전 척(10)의 내측 몸체(120)에 직접 접촉하지 않으면서 외측 몸체(110)와 내측 몸체(120)의 높이차에 의해 발생하는 내장 공간에 배치된다. 이러한 광원기판(310)은 광원부(320)가 실장되는 구성요소로서, 예를 들어, 인쇄회로기판일 수 있다.The light source substrate 310 is disposed in the built-in space generated by the height difference between the outer body 110 and the inner body 120 without directly contacting the inner body 120 of the rotary chuck 10 . The light source board 310 is a component on which the light source unit 320 is mounted, and may be, for example, a printed circuit board.

광원부(320)는 광원기판(310)의 양면 중에서 회전 척(10)에 배치된 기판(W)을 향하는 상면의 중앙 영역에서부터 가장자리 영역까지 동심원 형태로 배열되어 제어 모듈(50)의 제어에 따라 상호 독립적으로 구동되는 복수의 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn)을 포함한다.The light source unit 320 is arranged in a concentric circle form from the central area to the edge area of the upper surface facing the substrate W disposed on the rotation chuck 10 among both sides of the light source substrate 310 to mutually interact according to the control of the control module 50 . It includes a plurality of independently driven LED channel groups (CH1, CH2, ..., CHn).

냉각부(330)는 광원기판(310)의 과열을 방지하는 기능을 수행한다.The cooling unit 330 functions to prevent overheating of the light source substrate 310 .

도 5 및 도 7을 참조하면, 냉각부(330)의 상면은 광원기판(310)의 하면에 결합되어 있고, 냉각부(330)의 내부에는 광원기판(310)의 과열을 방지하는 냉각수가 흐르는 냉각유로(332)가 형성되어 있으며, 냉각유로(332)의 양단에 냉각수가 유입되는 유입구(334)와 냉각수가 유출되는 유출구(336)가 구비될 수 있다.5 and 7 , the upper surface of the cooling unit 330 is coupled to the lower surface of the light source substrate 310 , and cooling water to prevent overheating of the light source substrate 310 flows inside the cooling unit 330 . A cooling passage 332 is formed, and an inlet 334 through which the cooling water is introduced and an outlet 336 through which the cooling water is discharged may be provided at both ends of the cooling passage 332 .

예를 들어, 히팅 모듈(30)을 구성하는 광원기판(310)과 냉각부(330)는 열전도성 재질을 갖도록 구성될 수 있다.For example, the light source substrate 310 and the cooling unit 330 constituting the heating module 30 may be configured to have a thermally conductive material.

구체적인 예로, 광원기판(310)의 적어도 하면 및 냉각부(330)의 전체 또는 적어도 상면과 냉각유로(332)는 금속 등과 같은 열전도성이 우수한 재질을 갖도록 구성되고, 광원기판(310)의 하면과 냉각부(330)의 상면은 이격 공간없이 상호 접합되도록 구성되고, 광원기판(310)의 하면과 냉각부(330)의 상면의 면적은 동일하게 구성될 수 있다.As a specific example, at least the lower surface of the light source substrate 310 and the entire or at least the upper surface of the cooling unit 330 and the cooling passage 332 are configured to have excellent thermal conductivity such as metal, and the lower surface of the light source substrate 310 and The upper surface of the cooling unit 330 may be configured to be bonded to each other without a separation space, and the area of the lower surface of the light source substrate 310 and the upper surface of the cooling unit 330 may be the same.

이러한 구성에 따르면, 광원기판(310)과 냉각부(330) 간의 열전도율 높여 냉각유로(332)를 통해 유동하는 냉각수 또는 냉각가스를 이용하여 광원기판(310)의 온도를 신속하게 저하시킬 수 있다.According to this configuration, by increasing the thermal conductivity between the light source substrate 310 and the cooling unit 330, the temperature of the light source substrate 310 can be quickly lowered by using the cooling water or cooling gas flowing through the cooling passage 332.

히팅모듈 지지부(340)는 일단이 냉각부(330)의 하면에 결합된 상태로 회전 척(10)을 구성하는 내측 몸체(120)에 형성된 중공(H)을 통과하면서 냉각부(330)에 결합된 광원기판(310)을 지지하는 구성요소이다. 이러한 히팅모듈 지지부(340)의 타단은 도시하지 않은 챔버에 결합되어 히팅 모듈(30)을 안정적으로 고정하여 지지할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 광원기판(310) 및 광원기판(310)에 접합된 냉각부(330)는 회전 척(10)의 내측 몸체(120)에 직접 접촉하지 않으면서 외측 몸체(110)와 내측 몸체(120)의 높이차에 의해 발생하는 내장 공간에 배치되기 때문에, 회전 척(10)의 고속 회전에도 불구하고 히팅 모듈(30)은 히팅모듈 지지부(340)에 의해 지지되어 움직이기 않고 챔버에 결합된 상태를 안정적으로 유지한다.The heating module support 340 is coupled to the cooling unit 330 while passing through the hollow H formed in the inner body 120 constituting the rotary chuck 10 with one end coupled to the lower surface of the cooling unit 330 . It is a component that supports the light source substrate 310 . The other end of the heating module support 340 may be coupled to a chamber not shown to stably fix and support the heating module 30 . As described above, the light source substrate 310 and the cooling unit 330 bonded to the light source substrate 310 do not directly contact the inner body 120 of the rotary chuck 10 while not directly contacting the outer body 110 and the inner body. Since it is disposed in the built-in space generated by the height difference of 120, the heating module 30 is supported by the heating module support 340 and is coupled to the chamber without moving despite the high-speed rotation of the rotary chuck 10. keep the state stable.

적외선 온도 측정부(60)는 히팅 모듈(30)을 구성하는 광원기판(310)의 양면 중에서 광원부(320)가 실장된 상면에 광원부(320)와 중첩되지 않으면서 기판(W)의 하면을 향하도록 설치되어 기판(W)의 온도를 적외선 감지 방식으로 측정하고, 측정된 온도 데이터를 제어 모듈(50)로 전달한다.The infrared temperature measuring unit 60 faces the lower surface of the substrate W without overlapping with the light source unit 320 on the upper surface on which the light source unit 320 is mounted among both surfaces of the light source substrate 310 constituting the heating module 30 . installed so as to measure the temperature of the substrate W by an infrared sensing method, and transmit the measured temperature data to the control module 50 .

예를 들어, 적외선 온도 측정부(60)는 광원기판(310)의 상면의 중앙 영역과 가장자리 영역을 연결하는 직선을 따라 배열된 복수의 적외선 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1, 도 2, 도 5, 도 6에는 적외선 온도 측정부(60)가 5개의 센서, 즉, 제1 적외선 센서(61), 제2 적외선 센서(62), 제3 적외선 센서(63), 제4 적외선 센서(64), 제5 적외선 센서(65)로 이루어진 것으로 표현되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 적외선 온도 측정부(60)를 구성하는 센서의 개수는 5개 미만이거나 5개를 초과할 수도 있다.For example, the infrared temperature measuring unit 60 may include a plurality of infrared sensors arranged along a straight line connecting the central region and the edge region of the upper surface of the light source substrate 310 . 1, 2, 5, and 6, the infrared temperature measuring unit 60 includes five sensors, that is, a first infrared sensor 61, a second infrared sensor 62, a third infrared sensor 63, Although it is expressed as consisting of the fourth infrared sensor 64 and the fifth infrared sensor 65, this is only an example, and the number of sensors constituting the infrared temperature measuring unit 60 is less than 5 or more than 5 You may.

광 투과 플레이트(40)는 회전 척(10)에 결합되어 있으며 회전 척(10)에 내장된 히팅 모듈(30)이 기판(W)을 향하여 발산하는 광을 통과시키는 동시에 챔버 내부의 약액 등을 포함한 제반 물질이 히팅 모듈(30)이 유입되어 히팅 모듈(30)을 구성하는 광원기판(310) 및 광원부(320)를 오염시키는 문제를 방지한다.The light transmitting plate 40 is coupled to the rotary chuck 10, and the heating module 30 built into the rotary chuck 10 passes the light emitted toward the substrate W, and at the same time, contains a chemical solution inside the chamber. It prevents the problem of contaminating the light source substrate 310 and the light source unit 320 constituting the heating module 30 by introducing various materials into the heating module 30 .

예를 들어, 광 투과 플레이트(40)는 회전 척(10)의 직경과 동일한 직경을 갖는 원형의 판상 부재일 수 있으며, 광 투과 플레이트(40)의 가장자리 영역에는 회전 척(10)의 외측 몸체(110)에 형성된 복수의 지지 핀(22)과 그립 핀(24)과 겹쳐지지 않도록 내측으로 만곡된 복수의 홈들이 형성될 수 있으며, 광 투과 플레이트(40)의 가장자리 영역 중에서 이 홈들을 제외한 영역이 회전 척(10)의 외측 몸체(110)의 상면에 결합되도록 구성될 수 있다.For example, the light transmitting plate 40 may be a circular plate-shaped member having the same diameter as the diameter of the rotary chuck 10, and the outer body of the rotary chuck 10 is located at the edge of the light transmitting plate 40 ( A plurality of grooves curved inwardly so as not to overlap with the plurality of support pins 22 and the grip pins 24 formed on 110 , may be formed in the edge area of the light transmitting plate 40 , except for these grooves. It may be configured to be coupled to the upper surface of the outer body 110 of the rotary chuck 10 .

예를 들어, 광 투과 플레이트(40)의 재질로는 쿼츠(quartz)가 적용될 수 있으나, 광 투과 플레이트(40)의 재질이 이에 한정되지는 않으며, 광 투과성이 우수하고 내열성, 내식성이 우수한 임의의 물질이 광 투과 플레이트(40)에 적용될 수 있다.For example, as the material of the light transmitting plate 40, quartz may be applied, but the material of the light transmitting plate 40 is not limited thereto, and any material having excellent light transmittance and excellent heat resistance and corrosion resistance A material may be applied to the light transmitting plate 40 .

제어 모듈(50)은 히팅 모듈(30)을 구성하는 광원부(320)가 기판(W)의 하면으로 복사하는 광량(quantity of light)을 제어함으로써 기판(W)의 온도를 제어하되, 적외선 온도 측정부(60)로부터 전달받은 기판(W)의 측정 온도와 설정된 온도 임계범위를 비교하고, 적외선 온도 측정부(60)에 의해 측정된 기판(W)의 온도와 제어 모듈(50)에 설정되어 있는 온도 임계범위의 비교결과에 따라 히팅 모듈(30)을 구성하는 광원부(320)의 동작을 제어한다.The control module 50 controls the temperature of the substrate W by controlling the quantity of light that the light source unit 320 constituting the heating module 30 radiates to the lower surface of the substrate W, but measures the infrared temperature. The measured temperature of the substrate W received from the unit 60 and the set temperature critical range are compared, and the temperature of the substrate W measured by the infrared temperature measuring unit 60 and the temperature set in the control module 50 are The operation of the light source unit 320 constituting the heating module 30 is controlled according to the comparison result of the temperature critical range.

제어 모듈(50)에 의한 다양한 제어 동작을 설명하면 다음과 같다.Various control operations by the control module 50 will be described as follows.

예를 들어, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 적외선 온도 측정부(60)는 광원기판(310)의 상면의 중앙 영역과 가장자리 영역을 연결하는 직선을 따라 배열된 복수의 적외선 센서를 포함하고, 적외선 온도 측정부(60)를 구성하는 복수의 적외선 센서는 기판(W)의 온도를 복수의 적외선 센서의 배열 위치에 대응하는 복수의 구간별로 측정하도록 구성될 수 있다. 앞서 설명한 바 있지만, 도 1, 도 2, 도 5, 도 6에는 적외선 온도 측정부(60)가 5개의 센서, 즉, 제1 적외선 센서(61), 제2 적외선 센서(62), 제3 적외선 센서(63), 제4 적외선 센서(64), 제5 적외선 센서(65)로 이루어진 것으로 표현되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 적외선 온도 측정부(60)를 구성하는 센서의 개수는 5개 미만이거나 5개를 초과할 수도 있다. 도 6의 도면부호 T1은 제1 적외선 센서(61)에 의해 측정되어 제어 모듈(50)로 전달되는 온도 데이터이고, 도면부호 T2는 제2 적외선 센서(62)에 의해 측정되어 제어 모듈(50)로 전달되는 온도 데이터이고, 도면부호 T3은 제3 적외선 센서(63)에 의해 측정되어 제어 모듈(50)로 전달되는 온도 데이터이고, 도면부호 T4는 제4 적외선 센서(64)에 의해 측정되어 제어 모듈(50)로 전달되는 온도 데이터이고, 도면부호 T5는 제5 적외선 센서(65)에 의해 측정되어 제어 모듈(50)로 전달되는 온도 데이터이다.For example, as illustrated in FIGS. 5 and 6 , the infrared temperature measuring unit 60 includes a plurality of infrared sensors arranged along a straight line connecting the central region and the edge region of the upper surface of the light source substrate 310 . And, the plurality of infrared sensors constituting the infrared temperature measuring unit 60 may be configured to measure the temperature of the substrate W for each of a plurality of sections corresponding to the arrangement positions of the plurality of infrared sensors. As described above, in FIGS. 1, 2, 5, and 6, the infrared temperature measuring unit 60 includes five sensors, that is, the first infrared sensor 61, the second infrared sensor 62, and the third infrared Although it is expressed as consisting of the sensor 63, the fourth infrared sensor 64, and the fifth infrared sensor 65, this is only an example, and the number of sensors constituting the infrared temperature measuring unit 60 is less than five. or more than five. Reference numeral T1 of FIG. 6 denotes temperature data measured by the first infrared sensor 61 and transmitted to the control module 50, and reference numeral T2 is measured by the second infrared sensor 62 and the control module 50 is temperature data transmitted to , reference numeral T3 is temperature data measured by the third infrared sensor 63 and transmitted to the control module 50, and reference numeral T4 is measured and controlled by the fourth infrared sensor 64 It is temperature data transmitted to the module 50 , and reference numeral T5 is temperature data measured by the fifth infrared sensor 65 and transmitted to the control module 50 .

또한, 예를 들어, 적외선 온도 측정부(60)를 구성하는 복수의 적외선 센서는 기판(W)의 온도를 복수의 적외선 센서의 배열 위치에 대응하는 복수의 구간별로 측정하여 제어 모듈(50)로 전달하고, 제어 모듈(50)에 설정되어 있는 온도 임계범위는 복수의 구간별로 설정된 구간별 온도 임계범위들로 이루어지고, 제어 모듈(50)은 적외선 온도 측정부(60)를 구성하는 복수의 적외선 센서에 의해 측정된 구간별 측정온도들과 구간별 온도 임계범위들을 비교하고, 구간별 측정온도들과 구간별 온도 임계범위들의 비교결과에 따라 광원부(320)를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn)을 상호 독립적으로 구동하도록 구성될 수 있다.In addition, for example, the plurality of infrared sensors constituting the infrared temperature measuring unit 60 measures the temperature of the substrate W for each of a plurality of sections corresponding to the arrangement positions of the plurality of infrared sensors and transmits the temperature to the control module 50 . The temperature threshold range set in the control module 50 is composed of the temperature critical ranges for each section set for a plurality of sections, and the control module 50 includes a plurality of infrared rays constituting the infrared temperature measuring unit 60 . A plurality of LED channel groups CH1 constituting the light source unit 320 according to the comparison result of the measured temperatures for each section measured by the sensor and the temperature critical ranges for each section, and the comparison result of the measured temperatures for each section and the temperature critical ranges for each section , CH2, ..., CHn) can be configured to drive independently of each other.

예를 들어, 제어 모듈(50)은 기판(W)의 측정 온도가 온도 임계범위를 벗어나는 경우 기판 온도상태 알람정보가 출력되도록 제어할 수 있다.For example, the control module 50 may control the substrate temperature state alarm information to be output when the measured temperature of the substrate W is out of a temperature critical range.

또한, 예를 들어, 제어 모듈(50)은 기판(W)의 측정 온도가 온도 임계범위를 구성하는 온도 상한치를 초과하는 경우 광원부의 광 발산량이 감소되도록 제어할 수 있다.Also, for example, when the measured temperature of the substrate W exceeds the upper limit of the temperature constituting the critical temperature range, the control module 50 may control the amount of light emitted by the light source to be reduced.

또한, 예를 들어, 제어 모듈(50)은 기판(W)의 측정 온도가 온도 임계범위를 구성하는 온도 하한치 미만인 경우 광원부의 광 발산량이 증가되도록 제어할 수 있다.Also, for example, when the measured temperature of the substrate W is less than the lower limit of the temperature constituting the critical temperature range, the control module 50 may control the amount of light emitted by the light source to increase.

예를 들어, 제어 모듈(50)은, 광원부(320)를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn) 중에서 하나 이상의 동작 여부 및 동작중인 LED 채널 그룹의 광 발산 세기를 제어하도록 구성될 수 있다.For example, the control module 50 controls whether one or more of the plurality of LED channel groups (CH1, CH2, ..., CHn) constituting the light source unit 320 operates and the light emission intensity of the LED channel group in operation. can be configured to control.

보다 구체적으로, 광원부(320)는 광원기판(310)의 상면의 중앙 영역에서부터 가장자리 영역까지 동심원 형태로 균일하게 배열되어 상호 독립적으로 구동되는 복수의 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn)을 포함하며, 동심원 형태의 각각의 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn)은 제어 모듈(50)과 전기적으로 독립적인 채널로 연결되도록 구성되며, 제어 모듈(50)은 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn)의 전체를 동작시키거나 그 일부를 동작시킬 수 있다. 또한, 제어 모듈(50)은 LED 채널 그룹(CH1, CH2, ..., CHn)의 전체의 광 발산 세기를 균일하게 제어하거나 채널별로 서로 상이하게 제어할 수도 있다.More specifically, the light source unit 320 is a plurality of LED channel groups (CH1, CH2, ..., CHn) that are uniformly arranged in a concentric circle form from the central area to the edge area of the upper surface of the light source substrate 310 and driven independently of each other. ), and each LED channel group (CH1, CH2, ..., CHn) in the form of a concentric circle is configured to be connected to the control module 50 and an electrically independent channel, and the control module 50 is an LED channel All of the groups CH1, CH2, ..., CHn may be operated, or a part thereof may be operated. In addition, the control module 50 may uniformly control the light emission intensity of the entire LED channel group (CH1, CH2, ..., CHn) or control it differently for each channel.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광원기판에 실장된 광원을 이용하여 반도체 공정의 처리 대상인 기판의 온도를 조절하는 과정에서 적외선 감지 방식으로 기판의 온도를 측정하고, 기판의 측정온도에 따라 광원의 광 발산 세기를 조절함으로써 기판의 전체 영역의 온도를 공정 조건에 부합하도록 균일하고 정밀하게 조절하고 유지할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치가 제공되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, the temperature of the substrate is measured by the infrared sensing method in the process of controlling the temperature of the substrate, which is the processing target of the semiconductor process, using the light source mounted on the light source substrate, and according to the measured temperature of the substrate. There is an effect of providing a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck that can uniformly and precisely control and maintain the temperature of the entire region of the substrate to match the process conditions by adjusting the light emission intensity of the light source.

또한, 기판 가열을 위한 광원을 동심원으로 배열된 복수의 LED 채널 그룹으로 구성하고, 이 복수의 LED 채널 그룹의 동작 여부와 동작 강도를 전체 또는 개별적으로 제어함으로써, 기판의 온도를 반도체 공정 상의 목표 온도에 부합하는 수준으로 정밀하고 신속하게 조절할 수 있는 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by configuring the light source for heating the substrate with a plurality of LED channel groups arranged in a concentric circle, and controlling whether or not the plurality of LED channel groups operate and the operation intensity as a whole or individually, the temperature of the substrate is adjusted to the target temperature in the semiconductor process. There is an effect that a substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck that can be precisely and quickly adjusted to a level corresponding to the present invention is provided.

10: 회전 척
20: 기판 지지부
22: 지지 핀
24: 그립 핀
30: 히팅 모듈
40: 광 투과 플레이트
50: 제어 모듈
60: 적외선 온도 측정부
61: 제1 적외선 센서
62: 제2 적외선 센서
63: 제3 적외선 센서
64: 제4 적외선 센서
65: 제5 적외선 센서
110: 외측 몸체
120: 내측 몸체
310: 광원기판
320: 광원부
330: 냉각부
332: 냉각유로
334: 유입구
336: 유출구
340: 히팅모듈 지지부
CH1, CH2, ..., CHn: LED 채널 그룹
H: 중공
W: 기판10: rotary chuck
20: substrate support
22: support pin
24: grip pin
30: heating module
40: light transmitting plate
50: control module
60: infrared temperature measurement unit
61: first infrared sensor
62: second infrared sensor
63: third infrared sensor
64: fourth infrared sensor
65: fifth infrared sensor
110: outer body
120: inner body
310: light source substrate
320: light source unit
330: cooling unit
332: cooling flow path
334: inlet
336: outlet
340: heating module support
CH1, CH2, ..., CHn: LED channel group
H: hollow
W: substrate

Claims (14)

기판을 지지하면서 회전하는 회전 척;
상기 회전 척과 접촉하지 않도록 상기 회전 척에 내장되어 있으며 상기 회전 척에 의해 지지되어 회전하는 기판의 하면으로 광을 발산하는 광원부, 상기 광원부가 실장된 광원기판, 상면이 상기 광원기판의 하면에 결합되어 있고 내부에 상기 광원기판의 과열을 방지하는 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되어 있는 냉각부 및 상기 냉각부의 하면에 결합된 상태로 상기 회전 척을 구성하는 내측 몸체에 형성된 중공을 통과하면서 상기 냉각부에 결합된 광원기판을 지지하는 히팅모듈 지지부를 포함하는 히팅 모듈;
상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판의 양면 중에서 상기 광원부가 실장된 상면에 상기 광원부와 중첩되지 않으면서 상기 기판의 하면을 향하도록 설치되어 상기 기판의 온도를 적외선 감지 방식으로 측정하는 적외선 온도 측정부;
상기 회전 척에 결합되어 있으며 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부가 상기 기판을 향하여 발산하는 광을 통과시키는 광 투과 플레이트; 및
상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부가 상기 기판의 하면으로 발산하는 광량(quantity of light)을 제어함으로써 상기 기판의 온도를 제어하되, 상기 적외선 온도 측정부로부터 전달받은 상기 기판의 측정 온도와 설정된 온도 임계범위를 비교하고, 상기 기판의 측정 온도와 상기 온도 임계범위의 비교결과에 따라 상기 히팅 모듈을 구성하는 광원부의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하고,
상기 광원부는 상기 광원기판의 양면 중에서 상기 기판을 향하는 상면의 중앙 영역에서부터 가장자리 영역까지 동심원 형태로 배열되어 상기 제어 모듈의 제어에 따라 상호 독립적으로 구동되는 복수의 LED 채널 그룹을 포함하고,
상기 적외선 온도 측정부는 상기 광원기판의 상면의 중앙 영역과 가장자리 영역을 연결하는 직선을 따라 배열된 복수의 적외선 센서를 포함하고, 상기 적외선 온도 측정부를 구성하는 복수의 적외선 센서는 상기 기판의 온도를 상기 복수의 적외선 센서의 배열 위치에 대응하는 복수의 구간별로 측정하고,
상기 온도 임계범위는 상기 복수의 구간별로 설정된 구간별 온도 임계범위들로 이루어지고, 상기 제어 모듈은 상기 적외선 온도 측정부를 구성하는 복수의 적외선 센서에 의해 측정된 구간별 측정온도들과 상기 구간별 온도 임계범위들을 비교하고, 상기 구간별 측정온도들과 상기 구간별 온도 임계범위들의 비교결과에 따라 상기 광원부를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹을 상호 독립적으로 구동하는, 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.a rotary chuck that rotates while supporting the substrate;
A light source part built in the rotary chuck so as not to contact the rotary chuck and emitting light to the lower surface of the rotating substrate supported by the rotary chuck, the light source board on which the light source part is mounted, and the upper surface are coupled to the lower surface of the light source board A cooling unit having a cooling flow path through which cooling water flows to prevent overheating of the light source substrate and passing through a hollow formed in the inner body constituting the rotary chuck in a state coupled to the lower surface of the cooling unit to the cooling unit A heating module including a heating module support for supporting the combined light source substrate;
an infrared temperature measuring unit installed to face the lower surface of the substrate without overlapping with the light source unit on the upper surface on which the light source unit is mounted among both surfaces of the light source substrate constituting the heating module to measure the temperature of the substrate in an infrared sensing method;
a light transmitting plate coupled to the rotary chuck and passing light emitted from the light source unit constituting the heating module toward the substrate; and
The light source unit constituting the heating module controls the temperature of the substrate by controlling the quantity of light emitted to the lower surface of the substrate, and the measured temperature of the substrate received from the infrared temperature measuring unit and a set temperature critical range and a control module for controlling the operation of the light source unit constituting the heating module according to the comparison result of the measured temperature of the substrate and the temperature critical range,
The light source unit includes a plurality of LED channel groups which are arranged in a concentric circle form from the central region to the edge region of the upper surface facing the substrate among both sides of the light source substrate and are driven independently from each other under the control of the control module,
The infrared temperature measuring unit includes a plurality of infrared sensors arranged along a straight line connecting a central region and an edge region of the upper surface of the light source substrate, and the plurality of infrared sensors constituting the infrared temperature measuring unit measure the temperature of the substrate. Measure for each section corresponding to the arrangement position of the plurality of infrared sensors,
The temperature critical range includes the temperature threshold ranges for each section set for the plurality of sections, and the control module includes the measured temperatures for each section and the temperature for each section measured by a plurality of infrared sensors constituting the infrared temperature measuring unit. Substrate processing using a light source built in a chuck, which compares critical ranges and independently drives a plurality of LED channel groups constituting the light source unit according to the comparison result of the measured temperatures for each section and the temperature critical ranges for each section Device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은 상기 기판의 측정 온도가 상기 온도 임계범위를 벗어나는 경우 기판 온도상태 알람정보가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.According to claim 1,
Wherein the control module controls the substrate temperature state alarm information to be output when the measured temperature of the substrate is out of the temperature critical range. 제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은 상기 기판의 측정 온도가 상기 온도 임계범위를 구성하는 온도 상한치를 초과하는 경우 상기 광원부의 광 발산량이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.According to claim 1,
The control module is a substrate processing apparatus using a light source built in a chuck, characterized in that when the measured temperature of the substrate exceeds an upper temperature limit constituting the temperature critical range, the light emission amount of the light source unit is controlled to decrease. 제6항에 있어서,
상기 제어 모듈은 상기 기판의 측정 온도가 상기 온도 임계범위를 구성하는 온도 하한치 미만인 경우 상기 광원부의 광 발산량이 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.7. The method of claim 6,
The control module is a substrate processing apparatus using a light source built in a chuck, characterized in that when the measured temperature of the substrate is less than the lower limit of the temperature constituting the temperature critical range, the light emission amount of the light source unit is controlled to increase. 제1항에 있어서,
상기 회전 척은,
상기 기판을 지지하는 기판 지지부가 형성되어 있는 외측 몸체; 및
상기 외측 몸체보다 낮게 함몰되어 상기 히팅 모듈이 내장되는 공간을 제공하며 중앙 영역에 중공이 형성되어 있는 내측 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.According to claim 1,
The rotary chuck is
an outer body in which a substrate support for supporting the substrate is formed; and
A substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck, characterized in that it includes an inner body that is recessed lower than the outer body to provide a space in which the heating module is built and a hollow is formed in a central region. 제8항에 있어서,
상기 광원기판은 상기 회전 척의 내측 몸체에 직접 접촉하지 않으면서 상기 외측 몸체와 상기 내측 몸체의 높이차에 의해 발생하는 내장 공간에 배치되어 있고,
상기 광원부는 상기 광원기판의 양면 중에서 상기 기판을 향하는 상면의 중앙 영역에서부터 가장자리 영역까지 동심원 형태로 배열되어 상호 독립적으로 구동되는 복수의 LED 채널 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
The light source substrate is disposed in a built-in space generated by a height difference between the outer body and the inner body without directly contacting the inner body of the rotary chuck,
Wherein the light source unit comprises a plurality of LED channel groups which are arranged in a concentric circle form from the central region to the edge region of the upper surface facing the substrate among both surfaces of the light source substrate and are driven independently of each other. substrate processing apparatus using 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 광원부를 구성하는 복수의 LED 채널 그룹 중에서 하나 이상의 동작 여부 및 동작중인 LED 채널 그룹의 광 발산 세기를 제어하는 것을 특징으로 하는, 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
The control module is
A substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck, characterized in that it controls whether at least one of the plurality of LED channel groups constituting the light source unit operates and the light emission intensity of the LED channel group in operation. 제1항에 있어서,
상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판과 냉각부는 열전도성 재질을 갖는 것을 특징으로 하는, 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.According to claim 1,
A substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck, characterized in that the light source substrate and the cooling unit constituting the heating module have a thermally conductive material. 제12항에 있어서,
상기 히팅 모듈을 구성하는 광원기판의 하면과 냉각부의 상면은 이격 공간없이 상호 접합되어 있는 것을 특징으로 하는, 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.13. The method of claim 12,
A substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck, characterized in that the lower surface of the light source substrate constituting the heating module and the upper surface of the cooling unit are bonded to each other without a separation space. 제13항에 있어서,
상기 광원기판의 하면과 상기 냉각부의 상면의 면적은 동일한 것을 특징으로 하는, 회전 척에 내장된 광원을 이용한 기판 처리 장치.
14. The method of claim 13,
A substrate processing apparatus using a light source built in a rotary chuck, characterized in that the area of the lower surface of the light source substrate and the upper surface of the cooling unit is the same.
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