KR20140044132A - Spin head, substrate treating apparatus including the spin head and substrate treating method for using the apparatus - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a substrate treating apparatus. The substrate treating apparatus includes a spin head which is able to rotate and has an inner part where a cooling flow path is formed; chucking pins which protrude from the upper surface of the spin head and chuck the side of a substrate; an upper nozzle which sprays a cleaning solution to the upper surface of the substrate; a lower nozzle which is formed on the upper surface of the spin head and sprays a high temperature heating fluid to the lower surface of the substrate; and a cooling solution supply part which supplies a cooling fluid to the cooling flow path. The cooling fluid path is extended from the center to the side of the spin head and passes through the side of the spin head.

Description

스핀 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 장치를 이용한 기판 처리 방법{SPIN HEAD, SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE SPIN HEAD AND SUBSTRATE TREATING METHOD FOR USING THE APPARATUS}SPIN HEAD, SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE SPIN HEAD AND SUBSTRATE TREATING METHOD FOR USING THE APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀 헤드를 갖는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and method having a spin head.

평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 화학상증착 공정 (chemical vapor deposition process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정이 수행된다.In the manufacture of flat panel display devices and semiconductor manufacturing processes, a photoresist coating process, a developing process, an etching process, a chemical vapor deposition process, an ashing process, etc. The process is carried out.

각 공정에는 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위해, 약액(chemical) 또는 순수(deionized water)를 이용한 세정 공정(wet cleaning process)과 기판 표면에 잔류하는 약액 또는 순수를 건조시키기 위한 건조(drying process) 공정이 포함된다.Each process includes a wet cleaning process using chemical or deionized water to remove various contaminants attached to the substrate, and a drying process to dry the chemical or pure water remaining on the substrate surface. ) Process is included.

세정 공정과 건조 공정은 스핀 헤드에 기판이 척킹되고, 스핀 헤드가 회전하는 동안 기판으로 세정액 또는 건조 유체를 분사한다. 기판으로 공급되는 세정액 또는 건조 유체는 상온보다 높은 온도로 유지되므로, 유체에 의해 스핀 헤드에 온도 불균형이 발생한다. 특히 스핀 헤드의 상면은 유체에 쉽게 노출되므로, 열변형이 상대적으로 크게 발생한다. 이러한 열변형은 기판의 측면을 척킹하는 척킹핀들의 위치를 변동시키므로, 기판의 척킹이 불안정해진다. 이러한 기판 척킹 상태는 공정 불량 및 기판 손상을 야기한다.In the cleaning process and the drying process, the substrate is chucked to the spin head, and the cleaning liquid or the drying fluid is injected to the substrate while the spin head is rotating. Since the cleaning liquid or the drying fluid supplied to the substrate is maintained at a temperature higher than room temperature, temperature imbalance occurs in the spin head by the fluid. In particular, since the upper surface of the spin head is easily exposed to the fluid, relatively high thermal deformation occurs. This thermal deformation changes the positions of the chucking pins that chuck the side of the substrate, so that the chucking of the substrate becomes unstable. This substrate chucking state causes process failure and substrate damage.

본 발명의 실시예는 기판을 안정적으로 척킹할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a substrate processing apparatus capable of stably chucking a substrate.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 회전가능하며, 내부에 냉각 유로가 형성된 스핀 헤드; 상기 스핀 헤드의 상면으로부터 상부로 돌출되며, 기판의 측면을 척킹하는 복수의 척킹 핀; 상기 기판의 상면으로 세정액를 분사하는 상부 노즐; 상기 스핀 헤드의 상면에 제공되며, 상기 기판의 저면으로 고온의 가열 유체를 분사하는 하부 노즐; 상기 냉각 유로로 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급부를 포함하되, 상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 측면으로 연장되며, 상기 스핀 헤드의 측면을 관통할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention is a rotatable, spin head having a cooling passage formed therein; A plurality of chucking pins protruding upward from an upper surface of the spin head and chucking side surfaces of the substrate; An upper nozzle injecting a cleaning liquid onto the upper surface of the substrate; A lower nozzle provided on an upper surface of the spin head and injecting a high temperature heating fluid to a lower surface of the substrate; A cooling fluid supply unit for supplying a cooling fluid to the cooling channel, wherein the cooling channel extends laterally from the center of the spin head, and may pass through the side of the spin head.

또한, 상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 나선 형상으로 연장될 수 있다.In addition, the cooling passage may extend in a spiral shape from the center of the spin head.

또한, 상기 냉각 유로는 복수 개 제공되며, 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 방사상으로 연장될 수 있다.In addition, a plurality of cooling passages may be provided and may extend radially from the center of the spin head.

또한, 상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 회전 방향으로 굽어질 수 있다.In addition, the cooling passage may be bent in the rotational direction of the spin head.

또한, 상기 냉각 유로와 연결되는 중공형상의 냉각 유체 공급 라인; 및In addition, the hollow cooling fluid supply line connected to the cooling passage; And

상기 가열 유체를 상기 하부 노즐에 공급하며, 상기 냉각 유체 공급 라인의 내부에 삽입되는 가열 유체 공급 라인을 더 포함할 수 있다.The heating fluid may further include a heating fluid supply line which supplies the heating fluid to the lower nozzle and is inserted into the cooling fluid supply line.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀 헤드는 기판의 측면을 척킹하는 척킹핀들이 상면에 제공되며, 상기 스핀 헤드에는 그 중심으로부터 측면으로 연장되며 상기 스핀 헤드의 측면을 관통하는 냉각 유로가 형성될 수 있다.Spin head according to an embodiment of the present invention is provided with chucking pins for chucking the side of the substrate on the upper surface, the spin head may extend from the center to the side and a cooling passage that passes through the side of the spin head may be formed have.

또한, 상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 나선형으로 연장될 수 있다.In addition, the cooling passage may extend spirally from the center of the spin head.

또한, 상기 냉각 유로는 복수 개 형성되며, 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 방사상으로 연장될 수 있다. In addition, the cooling passage may be formed in plural, and may extend radially from the center of the spin head.

또한, 상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 회전 방향으로 굽어질 수 있다.In addition, the cooling passage may be bent in the rotational direction of the spin head.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 스핀 헤드의 상면에 제공된 척킹핀이 기판의 측면을 척킹하고, 상기 스핀 헤드와 함께 회전하는 상기 기판의 저면으로 가열 유체를 공급하며, 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 측면으로 연장된 냉각 유로로 냉각 유체를 공급하되, 상기 냉각 유체는 상기 스핀 헤드의 원심력에 의해 상기 스핀 헤드의 외부로 토출된다.In the substrate processing method according to the embodiment of the present invention, a chucking pin provided on an upper surface of the spin head chucks the side surface of the substrate, supplies heating fluid to a bottom surface of the substrate that rotates together with the spin head, Cooling fluid is supplied to a cooling passage extending from the center to the side, wherein the cooling fluid is discharged to the outside of the spin head by the centrifugal force of the spin head.

또한, 상기 냉각 유체의 온도는 상기 가열 유체보다 낮을 수 있다. In addition, the temperature of the cooling fluid may be lower than the heating fluid.

또한, 상기 스핀 헤드의 외측에는 복수의 회수통들이 상기 스핀 헤드를 감싸며, 상기 가열 유체와 상기 냉각 유체는 서로 상이한 회수통에 회수될 수 있다.In addition, a plurality of recovery containers surround the spin head outside the spin head, and the heating fluid and the cooling fluid may be recovered in different recovery containers.

본 발명의 실시예에 의하면, 스핀 헤드의 열변형 발생이 방지되므로, 기판이 안정적으로 척킹될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the thermal deformation of the spin head is prevented, the substrate can be stably chucked.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 지지부재를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 다양한 실시예에 따른 냉각 유로를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the substrate supporting member of FIG. 1. FIG.
3 is a view showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are diagrams illustrating cooling channels according to various embodiments.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 용기(100), 승강부재(200), 지지부재(300), 상부 노즐 부재(400) 그리고 하부 노즐 부재(500)를 가진다. Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 10 includes a container 100, a lifting member 200, a supporting member 300, an upper nozzle member 400, and a lower nozzle member 500.

용기(100)는 공정에 사용된 약액들을 분리 회수한다. 승강부재(200)는 용기(100) 또는 지지부재(300)를 상하로 승강시켜 용기(100) 내에서 지지부재(300)의 상대 높이를 변경한다. 지지부재(300)는 공정 진행시 기판(W)을 지지한다. 상부 노즐 부재(400)는 기판의 상면으로 세정액 또는 건조 유체를 공급하고, 하부 노즐 부재(500)는 기판의 저면으로 가열 유체를 공급한다. 이하, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.The container 100 separates and recovers the chemical liquids used in the process. The elevating member 200 raises and lowers the container 100 or the supporting member 300 to change the relative height of the supporting member 300 in the container 100. The support member 300 supports the substrate W during the process. The upper nozzle member 400 supplies a cleaning liquid or a drying fluid to the upper surface of the substrate, and the lower nozzle member 500 supplies a heating fluid to the bottom surface of the substrate. Hereinafter, each component is explained in full detail.

용기(100)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 용기(100)는 스핀 헤드(310) 주변을 감싸도록 배치된다. 용기(100)는 공정에 사용된 유체들을 회수하여 외부로 배출한다.The container 100 has a cylindrical shape with an open top. The container 100 is arranged to wrap around the spin head 310. The container 100 recovers the fluids used in the process and discharges them to the outside.

용기(100)는 공정에 사용된 약액들이나 세정액의 재사용이 가능하도록 이들을 분리하여 회수할 수 있는 구조를 가진다. 용기(100)는 복수의 회수통들(110a, 110b, 110c)을 가진다. 각각의 회수통(110a, 110b, 110c)은 공정에 사용된 약액들 중 서로 상이한 종류의 약액을 분리 회수한다. 실시예에 의하면 용기(100)는 3개의 회수통(110a, 110b, 110c)들을 가진다. 각각의 회수통(110a, 110b, 110c)들을 내부 회수통(110a), 중간 회수통(110b), 그리고 외부 회수통(110c)이라 칭한다.Container 100 has a structure that can be separated and recovered to enable reuse of the chemical liquids or cleaning liquid used in the process. The container 100 has a plurality of recovery bins 110a, 110b, 110c. Each recovery container 110a, 110b, 110c separates and recovers different types of chemical liquids from among the chemical liquids used in the process. According to an embodiment the container 100 has three recovery bins 110a, 110b, 110c. Each recovery container 110a, 110b, 110c is referred to as an internal recovery container 110a, an intermediate recovery container 110b, and an external recovery container 110c.

내부 회수통(110a)은 스핀 헤드(310)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(110b)은 내부 회수통(110a)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되며, 외부 회수통(110c)은 중간 회수통(110b)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 각각의 회수통(110a, 110b, 110c)은 용기(100) 내 공간과 통하는 유입구(111a, 111b, 111c)를 가진다. 각각의 유입구(111a, 111b, 111c)는 스핀 헤드(310)의 둘레에 링 형상으로 제공된다. 기판(W)으로 분사되어 공정에 사용된 약액들은 기판(W)의 회전력에 의해 비산되며, 유입구(111a, 111b, 111c)를 통해 회수통(110a, 110b, 110c)으로 유입된다. 이렇게 유입된 약액들은 각각의 배출라인 (115a,115b,115c)을 통해 외부로 배출된다.The inner recovery container 110a is provided in an annular ring shape surrounding the spin head 310, and the intermediate recovery container 110b is provided in an annular ring shape surrounding the internal recovery container 110a and the external recovery container 110c. ) Is provided in an annular ring shape surrounding the intermediate recovery container 110b. Each recovery bin 110a, 110b, 110c has inlets 111a, 111b, 111c communicating with the space in the vessel 100. Each inlet 111a, 111b, 111c is provided in a ring shape around the spin head 310. The chemical liquids injected into the substrate W are scattered by the rotational force of the substrate W and flow into the recovery tanks 110a, 110b, and 110c through the inlets 111a, 111b, and 111c. The chemicals introduced in this way are discharged to the outside through the respective discharge lines (115a, 115b, 115c).

승강 유닛(200)은 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(310)에 대한 용기(100)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(200)은 브라켓(210), 이동 축(220), 그리고 구동기(230)를 가진다. 브라켓(210)은 용기(100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(210)에는 구동기(230)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(220)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(310)에 놓이거나, 스핀 헤드(310)로부터 들어올릴 때 스핀 헤드(310)가 용기(100)의 상부로 돌출되도록 용기(100)가 하강한다. 또한, 공정 진행시 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(110a,110b,110c)으로 유입될 수 있도록 용기(100)의 높이가 조절한다. 이와 달리, 승강 유닛(200)은 스핀 헤드(310)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.The lifting unit 200 linearly moves the container 100 in the vertical direction. As the vessel 100 moves up and down, the relative height of the vessel 100 relative to the spin head 310 changes. The lifting unit 200 has a bracket 210, a moving shaft 220, and a driver 230. The bracket 210 is fixedly installed on the outer wall of the container 100, and the bracket 210 is fixedly coupled to the moving shaft 220 moved up and down by the driver 230. When the substrate W is placed on the spin head 310 or lifted from the spin head 310, the container 100 is lowered so that the spin head 310 protrudes above the container 100. In addition, the height of the container 100 is adjusted to allow the processing liquid to flow into the predetermined recovery containers 110a, 110b, and 110c according to the type of the processing liquid supplied to the substrate W during the process. Alternatively, the lifting unit 200 may move the spin head 310 in the vertical direction.

도 2는 도 1의 기판 지지부재를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the substrate supporting member of FIG. 1. FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 지지부재(300)는 스핀 헤드(310), 스핀들(spindle)(320) 그리고 회전 부재(330)를 가진다.1 and 2, the substrate support member 300 has a spin head 310, a spindle 320, and a rotation member 330.

스핀 헤드(310)는 소정의 두께를 갖는 원판 형상을 가진다. 스핀 헤드(310)의 상면(310a)은 기판(W)보다 큰 반경을 가진다. 실시예에 의하면, 스핀 헤드(310)의 저면(310b)은 상면(310a)보다 작은 반경을 가지며, 측면(310c)은 상면(310a)으로부터 저면(310b)으로 갈수록 점점 반경이 작아진다. 스핀 헤드(310)의 내부에는 냉각 유로(311)가 형성된다. 냉각 유로(311)는 스핀 헤드(310)의 중심으로부터 측면(310c)으로 연장되며, 스핀 헤드(310)의 측면(310c)을 관통한다.The spin head 310 has a disc shape having a predetermined thickness. The upper surface 310a of the spin head 310 has a radius larger than that of the substrate (W). According to an embodiment, the bottom surface 310b of the spin head 310 has a radius smaller than the top surface 310a, and the side surface 310c gradually decreases in radius from the top surface 310a to the bottom surface 310b. The cooling passage 311 is formed in the spin head 310. The cooling passage 311 extends from the center of the spin head 310 to the side surface 310c and penetrates the side surface 310c of the spin head 310.

스핀 헤드(310)의 상면(310a)에는 지지핀(314)와 척킹핀(316)이 제공된다. 지지 핀(314)은 복수 개 제공되며, 스핀 헤드(310)의 상면으로부터 상부로 돌출된다. 지지 핀(316)의 상단에는 기판(W)이 놓인다. 기판(W)은 스핀 헤드(310)의 상면으로부터 소정 간격으로 이격되어 지지된다. The support pin 314 and the chucking pin 316 are provided on the upper surface 310a of the spin head 310. A plurality of support pins 314 may be provided and protrude upward from an upper surface of the spin head 310. The substrate W is placed on the upper end of the support pin 316. The substrate W is spaced apart from the upper surface of the spin head 310 at predetermined intervals.

척킹 핀(316)은 복수 개 제공되며, 스핀 헤드(310)의 상면(310a) 가장자리영역으로부터 상부로 돌출된다. 척킹 핀(316)들은 링 형상으로 배치된다. 척킹 핀(316)들은 기판(W)의 측면을 척킹한다. 척킹 핀들(316)은 스핀 헤드(310)가 회전될 때, 원심력에 의해 기판(W)이 측 방향으로 이탈되는 것을 방지한다. 척킹 핀(316)들은 스핀 헤드(310)의 반경 방향으로 이동가능하게 제공된다. 척킹 핀(316)들은 언척킹 시, 스핀 헤드(310)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 척킹 시 스핀 헤드(310)들의 중심에 가까워지는 방향으로 이동한다. A plurality of chucking pins 316 are provided and protrude upward from an edge region of the upper surface 310a of the spin head 310. The chucking pins 316 are arranged in a ring shape. The chucking pins 316 chuck the side of the substrate (W). The chucking pins 316 prevent the substrate W from being laterally released by the centrifugal force when the spin head 310 is rotated. The chucking pins 316 are provided to be movable in the radial direction of the spin head 310. The chucking pins 316 move in a direction away from the center of the spin head 310 when unchucking, and move in a direction approaching the center of the spin head 310 when chucking.

스핀들(320)은 스핀 헤드(310)의 저면(310b) 중앙으로부터 아래 방향으로 연장되며, 스핀 헤드(310)에 고정 설치된다. 스핀들(320)은 그 내부가 비어 있는 중공축(hollow shaft) 형태를 가진다. 스핀들(310)은 회전 부재(330)의 회전력을 스핀 헤드(310)에 전달한다. 상세하게 도시하지는 않았지만, 회전 부재(330)는 회전력을 발생하는 모터와 같은 구동부와, 구동부로부터 발생된 회전력을 스핀들로 전달하는 벨트, 체인과 같은 동력 전달부 등을 가지는 메커니즘으로 제공될 수 있다.The spindle 320 extends downward from the center of the bottom surface 310b of the spin head 310 and is fixedly installed to the spin head 310. Spindle 320 has a hollow shaft shape that is empty inside. The spindle 310 transmits the rotational force of the rotating member 330 to the spin head 310. Although not shown in detail, the rotating member 330 may be provided as a mechanism having a driving unit such as a motor generating a rotational force and a belt, a power transmission unit such as a chain, and the like for transmitting the rotational force generated from the driving unit to the spindle.

상부 노즐 부재(400)는 기판(W)의 상면으로 세정액을 공급한다. 기판(W)의 상면은 반도체 회로 패턴이 형성된 면일 수 있다. 상부 노즐 부재(410)는 상부 노즐(410)과 노즐 지지 아암(420)을 포함한다.The upper nozzle member 400 supplies a cleaning liquid to the upper surface of the substrate W. The upper surface of the substrate W may be a surface on which a semiconductor circuit pattern is formed. The upper nozzle member 410 includes an upper nozzle 410 and a nozzle support arm 420.

상부 노즐(410)은 저면에 토출구가 형성되며, 세정액을 기판(W) 상면으로 토출한다. 노즐 지지 아암(420)은 상부 노즐(410)을 지지하며, 상부 노즐(410)을 스윙 이동시킨다. 세정액은 기판(W) 상면을 세정한다. 일 실시예에 의하면, 세정액은 황산 용액을 포함한다. 황산 용액은 고온으로 가열된 상태로 기판(W)으로 토출된다. 기판(W)의 중심으로 토출된 세정액은 원심력에 의해 기판(W)의 가장자리영역으로 퍼지며 기판(W)을 세정한다.The upper nozzle 410 has a discharge port formed at a bottom thereof, and discharges the cleaning liquid to the upper surface of the substrate W. The nozzle support arm 420 supports the upper nozzle 410 and swings the upper nozzle 410. The cleaning liquid cleans the upper surface of the substrate W. In one embodiment, the cleaning liquid comprises a sulfuric acid solution. The sulfuric acid solution is discharged to the substrate W while heated to a high temperature. The cleaning liquid discharged to the center of the substrate W is spread to the edge region of the substrate W by centrifugal force to clean the substrate W.

이와 달리, 상부 노즐(410)은 이소 프로필 알코올(IPA)와 같은 유기 용제를 분사할 수 있다. 유기 용제는 고온으로 가열된 상태로 기판(W)으로 공급될 수 있다. Alternatively, the upper nozzle 410 may spray an organic solvent such as isopropyl alcohol (IPA). The organic solvent may be supplied to the substrate W while heated to a high temperature.

하부 노즐 부재(500)는 기판(W)의 저면으로 가열 유체를 분사한다. 하부 노즐 부재(500)는 하부 노즐(510)과 가열 유체 공급 라인(520)을 포함한다.The lower nozzle member 500 injects a heating fluid to the bottom surface of the substrate (W). The lower nozzle member 500 includes a lower nozzle 510 and a heating fluid supply line 520.

하부 노즐(510)은 스핀 헤드(310)의 상면 중앙에 설치된다. 하부 노즐(510)은 가열 유체 공급 라인(520)과 연결되며, 가열 유체를 기판(W)의 저면으로 토출한다. 가열 유체 공급 라인(520) 상에는 히터(530)가 설치될 수 있다. 히터(530)는 가열 유체를 소정 온도로 가열한다. 가열 유체는 기판(W)의 저면 중앙으로 토출되며, 기판(W)의 원심력에 의해 기판(W) 가장자리영역으로 퍼지며 기판(W)을 가열한다. 공정 처리가 진행되는 동안, 기판(W)은 가열 유체의 공급으로 소정 온도로 가열된 상태를 유지할 수 있다. 이러한 기판 온도 유지는 세정 효율을 향상시킨다. 가열 유체는 순수 또는 IPA가 사용될 수 있다.The lower nozzle 510 is installed at the center of the upper surface of the spin head 310. The lower nozzle 510 is connected to the heating fluid supply line 520 and discharges the heating fluid to the bottom of the substrate W. The heater 530 may be installed on the heating fluid supply line 520. The heater 530 heats the heating fluid to a predetermined temperature. The heating fluid is discharged to the center of the bottom surface of the substrate W, and spreads to the edge region of the substrate W by the centrifugal force of the substrate W to heat the substrate W. While the process is in progress, the substrate W may be heated to a predetermined temperature by supply of a heating fluid. This substrate temperature maintenance improves the cleaning efficiency. The heating fluid may be pure water or IPA.

냉각 유체 공급 라인(610)은 냉각 유로(311)와 연결된다. 냉각 유체 공급 라인(610)은 냉각 유체를 냉각 유로(311)로 공급한다. 냉각 유체는 액체 상태이거나 기체 상태일 수 있다. 실시예에 의하면, 냉각 유체 공급 라인(610)은 스핀들(320)의 내부에 위치하며, 그 내부에는 가열 유체 공급 라인(520)이 삽입된다. 냉각 유체 공급 라인(610)에는 냉각기(620)가 설치될 수 있다. 냉각기(620)는 냉각 유체 공급 라인(610)으로 공급되는 냉각 유체를 냉각한다.
The cooling fluid supply line 610 is connected with the cooling passage 311. The cooling fluid supply line 610 supplies the cooling fluid to the cooling passage 311. The cooling fluid may be liquid or gaseous. According to an embodiment, the cooling fluid supply line 610 is located inside the spindle 320, in which a heating fluid supply line 520 is inserted. The cooler 620 may be installed in the cooling fluid supply line 610. The cooler 620 cools the cooling fluid supplied to the cooling fluid supply line 610.

이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of processing a substrate using the above-described substrate processing apparatus will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 기판(W)이 지지 핀(314)들에 놓이고, 척킹 핀(316)들이 기판(W)의 측면을 척킹하다. 스핀 헤드(310)는 스핀들(320)에 의해 회전한다. 기판(W)의 상면에는 상부 노즐(410)로부터 세정액(L1)이 공급되고, 기판(W)의 저면에는 하부 노즐(510)로부터 가열 유체(L2)가 공급된다. 세정액(L1)과 가열 유체(L2)는 기판(W)의 회전력에 의해 기판(W)의 가장자리영역으로 퍼지며, 기판(W)의 끝단에서 비산된다. 비산된 유체는 회수통들에 각각 회수된다.Referring to FIG. 3, the substrate W is placed on the support pins 314, and the chucking pins 316 chuck the side of the substrate W. As shown in FIG. The spin head 310 is rotated by the spindle 320. The cleaning liquid L1 is supplied to the upper surface of the substrate W from the upper nozzle 410, and the heating fluid L2 is supplied from the lower nozzle 510 to the bottom surface of the substrate W. The cleaning liquid L1 and the heating fluid L2 spread to the edge region of the substrate W by the rotational force of the substrate W, and are scattered at the end of the substrate W. FIG. Scattered fluid is withdrawn to recovery bins, respectively.

세정액(L1) 또는 가열 유체(L2)는 상온 보다 높은 온도로 유지되므로, 공정이 진행되는 동안 스핀 헤드(310)에 온도 불균형이 발생한다. 스핀 헤드(310)의 상면(310a)은 상술한 유체들에 쉽게 노출되므로, 스핀 헤드(310)의 상면(310a)이 저면(310b)에 비해 높은 온도로 유지된다. 이러한 온도 분포는 스핀 헤드(310)의 각 영역별 열팽창 정도를 상이하게 하므로, 스핀 헤드(310)에는 열변형이 불균형하게 발생한다. 스핀 헤드(310)의 상면(310a)은 상대적으로 크게 열변형이 발생하며, 이러한 열변형으로 척킹핀(316)들의 위치도 변동된다. 척킹핀(316)들의 위치 변동은 기판(W)의 척킹을 불안정하게 하며, 이로 인해 공정 불량 및 기판의 손상이 야기된다.Since the cleaning liquid L1 or the heating fluid L2 is maintained at a temperature higher than room temperature, temperature imbalance occurs in the spin head 310 during the process. Since the top surface 310a of the spin head 310 is easily exposed to the above-described fluids, the top surface 310a of the spin head 310 is maintained at a higher temperature than the bottom surface 310b. Since the temperature distribution causes the degree of thermal expansion of each region of the spin head 310 to be different, thermal deformation is unbalanced in the spin head 310. Thermal deformation of the upper surface 310a of the spin head 310 is relatively large, and the position of the chucking pins 316 is also changed due to such thermal deformation. Positional variation of the chucking pins 316 destabilizes the chucking of the substrate W, resulting in process failure and damage to the substrate.

냉각 유체 공급 라인(610)은 냉각 유로(311)로 냉각 유체(L3)를 공급한다. 냉각 유체(L3)는 스핀 헤드(310)의 원심력에 의해 냉각 유로(311)의 끝단으로 이동하며, 스핀 헤드(310)로부터 비산하여 회수통에 회수된다. 냉가 유체(L3)가 냉각 유로(311)를 따라 이동하는 동안, 스핀 헤드(310)는 냉각 유체(L3)에 의해 냉각된다. 이에 의해 상술한 스핀 헤드(310)의 열변형 발생이 방지되므로, 척킹핀(316)들은 안정적으로 기판(W)을 척킹할 수 있다.The cooling fluid supply line 610 supplies the cooling fluid L3 to the cooling passage 311. The cooling fluid L3 moves to the end of the cooling flow path 311 by the centrifugal force of the spin head 310, scatters from the spin head 310, and is recovered in the recovery container. While the cooling fluid L3 moves along the cooling passage 311, the spin head 310 is cooled by the cooling fluid L3. As a result, since the above-described heat deformation of the spin head 310 is prevented, the chucking pins 316 can chuck the substrate W stably.

그리고 회전하는 스핀 헤드(310)에서 비산하는 냉각 유체(L3)는 회수통으로 회수되는 과정에서 유체 막을 형성한다. 이러한 유체 막은 기판(W)의 상면 또는 저면으로부터 비산하는 유체가 다른 회수통으로 유입되는 것을 방지한다.
In addition, the cooling fluid L3 scattered from the rotating spin head 310 forms a fluid film in the process of being recovered to the recovery container. This fluid film prevents the fluid splashing from the upper or lower surface of the substrate W from entering the other recovery container.

도 4 내지 도 7은 다양한 실시예에 따른 냉각 유로를 나타내는 도면이다.4 to 7 are diagrams illustrating cooling channels according to various embodiments.

도 4를 참조하면, 냉각 유로(311a)는 스핀 헤드(310)의 중심으로부터 나선 형상으로 형성될 수 있다. 냉각 유로(311a)는 스핀 헤드(310)의 회전 방향으로 복수 회 돌려진 후, 스핀 헤드(310)의 측면으로 제공된다. 냉각 유체는 나선 형상의 냉각 유로(311a)를 따라 이동한 후, 스핀 헤드(310)의 측면으로 토출된다.Referring to FIG. 4, the cooling channel 311a may be formed in a spiral shape from the center of the spin head 310. The cooling passage 311a is rotated a plurality of times in the rotational direction of the spin head 310 and then provided to the side of the spin head 310. The cooling fluid moves along the spiral cooling flow path 311a and is then discharged to the side of the spin head 310.

도 5를 참조하면, 냉각 유로(311b)는 복수 개 형성되며, 스핀 헤드(310)의 중심으로부터 방사상으로 배치된다. 냉각 유로(311b)들은 직선 유로로 제공되며, 스핀 헤드(310)의 중심을 기준으로 서로 대칭될 수 있다. Referring to FIG. 5, a plurality of cooling passages 311b are formed and are radially disposed from the center of the spin head 310. The cooling passages 311b may be provided as straight passages and may be symmetrical with respect to the center of the spin head 310.

이와 달리, 냉각 유로(311c)는 도 6과 같이 스핀 헤드(310)의 회전 방향으로 굽어진 곡선 유로로 형성될 수 있다.Alternatively, the cooling channel 311c may be formed as a curved channel bent in the rotation direction of the spin head 310 as shown in FIG. 6.

도 7을 참조하면, 냉각 유로(311d)는 복수 회 굽어진 유로로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 7, the cooling passage 311d may be provided as a plurality of bent passages.

상술한 바와 같은 냉각 유로(311a 내지 311d)의 형상은 스핀 헤드(310) 전체 영역을 균일하게 냉각할 수 있다. 또한, 냉각 유로(311a 내지 311d)는 스핀 헤드(310)의 회전력에 의해 냉각 유체의 이동을 용이하게 한다.
The shapes of the cooling passages 311a to 311d as described above may uniformly cool the entire region of the spin head 310. In addition, the cooling passages 311a to 311d facilitate the movement of the cooling fluid by the rotational force of the spin head 310.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and explain the preferred embodiments of the present invention, and the present invention may be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope of the disclosure, and / or within the skill and knowledge of the art. The embodiments described herein are intended to illustrate the best mode for implementing the technical idea of the present invention and various modifications required for specific applications and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.

10: 기판 처리 장치
100: 용기
200: 승강부재
300: 지지부재
310: 스핀 헤드
311: 냉각 유로
314: 지지핀
316: 척킹핀
320: 스핀들
330: 회전 부재
400: 상부 노즐 부재
410: 상부 노즐
500: 하부 노즐 부재
510: 하부 노즐10: substrate processing apparatus
100: container
200: lifting member
300: support member
310: spin head
311: cooling flow path
314: support pin
316: chucking pin
320: spindle
330: rotating member
400: upper nozzle member
410: top nozzle
500: lower nozzle member
510: lower nozzle

Claims (2)

회전가능하며, 내부에 냉각 유로가 형성된 스핀 헤드;
상기 스핀 헤드의 상면으로부터 상부로 돌출되며, 기판의 측면을 척킹하는 복수의 척킹 핀;
상기 기판의 상면으로 세정액를 분사하는 상부 노즐;
상기 스핀 헤드의 상면에 제공되며, 상기 기판의 저면으로 고온의 가열 유체를 분사하는 하부 노즐; 및
상기 냉각 유로로 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급부를 포함하되,
상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 측면으로 연장되며, 상기 스핀 헤드의 측면을 관통하는 기판 처리 장치.A spin head rotatable and having a cooling passage formed therein;
A plurality of chucking pins protruding upward from an upper surface of the spin head and chucking side surfaces of the substrate;
An upper nozzle injecting a cleaning liquid onto the upper surface of the substrate;
A lower nozzle provided on an upper surface of the spin head and injecting a high temperature heating fluid to a lower surface of the substrate; And
A cooling fluid supply for supplying a cooling fluid to the cooling passage,
And the cooling passage extends laterally from the center of the spin head and penetrates the side of the spin head. 제 1 항에 있어서,
상기 냉각 유로는 상기 스핀 헤드의 중심으로부터 나선 형상으로 연장되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
And the cooling passage extends in a spiral form from the center of the spin head.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160027798A (en) * 2014-09-02 2016-03-10 주식회사 제우스 Substrate liquid processing apparatus
KR20160049069A (en) * 2014-10-24 2016-05-09 세메스 주식회사 Chuck structure for testing a wafer using probe card
KR20170014775A (en) * 2015-07-31 2017-02-08 주식회사 케이씨텍 Cooling chuck and cleaning apparatus having the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311592A (en) * 2003-04-03 2004-11-04 Renesas Technology Corp Substrate cleaning device and method of manufacturing electronic device
KR20090037076A (en) * 2007-10-11 2009-04-15 세메스 주식회사 Substrate processing apparatus and method of cleaning for the same
KR20090070598A (en) * 2007-12-27 2009-07-01 세메스 주식회사 Chucking member, method of fabricating the same and substrate treating apparatus having the same
KR20110116467A (en) * 2010-04-19 2011-10-26 세메스 주식회사 Spin head, apparatus for treating substrate, and method for treating substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311592A (en) * 2003-04-03 2004-11-04 Renesas Technology Corp Substrate cleaning device and method of manufacturing electronic device
KR20090037076A (en) * 2007-10-11 2009-04-15 세메스 주식회사 Substrate processing apparatus and method of cleaning for the same
KR20090070598A (en) * 2007-12-27 2009-07-01 세메스 주식회사 Chucking member, method of fabricating the same and substrate treating apparatus having the same
KR20110116467A (en) * 2010-04-19 2011-10-26 세메스 주식회사 Spin head, apparatus for treating substrate, and method for treating substrate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160027798A (en) * 2014-09-02 2016-03-10 주식회사 제우스 Substrate liquid processing apparatus
KR20160049069A (en) * 2014-10-24 2016-05-09 세메스 주식회사 Chuck structure for testing a wafer using probe card
KR20170014775A (en) * 2015-07-31 2017-02-08 주식회사 케이씨텍 Cooling chuck and cleaning apparatus having the same

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