KR20220137197A - 지지 유닛 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20220137197A
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송수한
김철구
최중봉
윤강섭
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 지지 유닛을 제공한다. 기판을 지지하는 지지 유닛은, 회전 가능한 척 스테이지와; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와; 상기 가열 부재에 전력을 전달하는 전원 라인과; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 가열 부재가 배치되는 내부 공간을 형성하는 윈도우와; 그리고, 설정 조건이 만족되면 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 인터락 모듈을 포함할 수 있다.

Description

지지 유닛 및 기판 처리 장치{SUPPORT UNIT AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 지지 유닛 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에서 유리 기판이나 웨이퍼를 처리하는 공정은 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정들을 포함한다. 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 수행된다. 또한, 최근에는 황산이나 인산과 같은 케미칼을 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 선택적으로 제거하는 처리 공정(예컨대, 식각 공정)을 진행하고 있다.
케미칼을 이용한 기판 처리 장치에서는 기판에 대한 처리 효율을 개선하기 위해 기판을 가열하는 기판 처리 장치가 이용되고 있다. 미국공개특허 2016-0013079에는 상술한 기판 처리 장치의 일 예가 개시된다. 위 특허에 의하면, 기판 처리 장치는 스핀 헤드 내에 기판을 가열하는 램프를 가진다. 램프는 기판을 가열하는 복사 열을 발생시킨다. 램프가 복사하는 열이 기판으로 전달되면, 기판의 온도는 높아진다. 이에 기판 처리 효율은 높아진다.
그러나, 램프의 이상 동작 또는 램프를 작동시키는 부품의 고장 등의 사유로, 램프가 배치되는 공간의 온도가 과도하게 높아질 수 있다. 이 경우, 스핀 헤드에서 폭발이 발생할 수가 있다. 또한, 스핀 헤드의 구동기로 열이 전달되어 구동기에 고장을 유발할 수가 있다.
본 발명은 기판을 가열하는 가열 부재의 이상 작동 또는 가열 부재를 작동시키는 부품의 고장 등을 검출할 수 있는 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가열 부재가 배치되는 공간의 온도가 과도하게 높아지는 것(Overtemp, 과열)을 검출할 수 있는 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가열 부재가 발생시키는 열에 의한 폭발 위험 및/또는 스핀 구동부의 고장 위험을 개선할 수 있는 지지 유닛 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 지지 유닛을 제공한다. 기판을 지지하는 지지 유닛은, 회전 가능한 척 스테이지와; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와; 상기 가열 부재에 전력을 인가하는 전원과; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 가열 부재가 배치되는 내부 공간을 형성하는 윈도우와; 그리고, 상기 가열 부재로 인가되는 상기 전력을 선택적으로 차단하는 인터락 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은, 제어기를 더 포함하고, 상기 인터락 모듈은, 상기 내부 공간의 온도를 측정하고, 측정된 상기 내부 공간의 온도를 상기 제어기로 전달하는 온도 센서를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 온도 센서로부터 전달받은 상기 내부 공간의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 상기 전력이 상기 가열 부재로 인가되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 인터락 모듈은, 상기 내부 공간의 온도 변화에 따라 상기 전원, 그리고 상기 가열 부재가 제공되는 폐회로를 개방시켜 상기 전원이 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 차단 부재를 포함하는 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 차단 부재는, 제1차단 부재와; 그리고, 상기 제1차단 부재와 직렬 연결되고, 상기 제1차단 부재와 상이한 전력 차단 구조를 가지는 제2차단 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1차단 부재는 휴즈(Fuse)를 포함하고, 상기 제2차단 부재는 바이메탈(Bi-Metal)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은, 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 반사 판과; 상기 반사 판 아래에 배치되는 냉각 판과; 그리고, 상부에서 바라볼 때 상기 반사 판에 형성된 개구와 중첩되게 배치되고, 상기 냉각 판의 상부에 배치되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재에는, 상기 차단 부재가 설치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 판과; 그리고, 상기 판에 형성된 개구에 삽입되며, 상기 전력을 상기 가열 부재로 전달하는 전원 라인과 연결되는 단자 대를 더 포함하고, 상기 가열 부재는, 고리 형상을 가지고, 그 일 단 및 타 단이 각각 상기 단자 대와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은, 상기 척 스테이지와 결합되어 상기 척 스테이지를 회전시키며, 중공을 가지는 스핀 구동부와; 그리고, 상기 스핀 구동부의 상기 중공에 삽입되는 몸체를 더 포함하고, 상기 판은 상기 척 스테이지의 회전으로부터 독립적이도록 상기 몸체와 결합될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열 부재는, 복수로 제공되며, 상부에서 바라볼 때, 상기 가열 부재들은 상기 몸체를 둘러싸도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 내부 공간을 가지는 챔버와; 상기 내부 공간에서 기판을 지지하고, 회전시키는 지지 유닛과; 상기 지지 유닛에 지지되어 회전하는 기판으로 처리 액을 공급하는 액 공급 유닛과; 상기 지지 유닛이 지지하는 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 가지는 바울과; 그리고, 제어기를 포함하고, 상기 지지 유닛은, 중공을 가지는 스핀 구동부와 결합되는 척 스테이지와; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와; 상기 가열 부재에 전력을 인가하는 전원과; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 가열 부재가 배치되는 내부 공간을 형성하는 윈도우와; 그리고, 상기 내부 공간의 온도가 설정 온도보다 높은 경우 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 인터락 모듈을 포함하고, 상기 인터락 모듈은, 상기 내부 공간의 온도를 측정하고 측정된 상기 내부 공간의 온도를 상기 제어기로 전달하는 온도 센서; 또는, 상기 내부 공간의 온도 변화에 따라 상기 전원, 그리고 상기 가열 부재가 제공되는 폐회로를 개방시켜 상기 전원이 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 차단 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 온도 센서로부터 전달받은 상기 내부 공간의 온도가 상기 설정 온도보다 높은 경우, 상기 전력이 상기 가열 부재로 인가되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은, 상기 스핀 구동부의 상기 중공에 삽입되는 노즐 몸체와; 상기 노즐 몸체와 결합되며, 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 반사 판과; 상기 반사 판 아래에 배치되는 냉각 판과; 상기 반사 판에 형성된 개구에 삽입되며, 상기 냉각 판의 상부에 배치되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재에는 상기 차단 부재가 설치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 차단 부재는, 제1차단 부재와; 그리고, 상기 제1차단 부재와 상이한 전력 차단 구조를 가지는 제2차단 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1차단 부재는 휴즈(Fuse)를 포함하고, 상기 제2차단 부재는 바이메탈(Bi-Metal)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 개구에 삽입되며, 상기 전력을 상기 가열 부재로 전달하는 전원 라인과 연결되는 단자 대를 더 포함하고, 상기 가열 부재는, 고리 형상을 가져 그 일 단 및 타 단이 각각 상기 단자 대와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열 부재는, 복수로 제공되고, 각각의 상기 가열 부재는, 상부에서 바라볼 때 상기 노즐 몸체를 둘러싸도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열 부재들은, 상기 척 스테이지의 회전으로부터 독립적이도록 상기 반사 판의 상부에 고정 설치될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 지지하는 지지 유닛을 제공한다. 지지 유닛은, 중공을 가지는 스핀 구동부와 결합되는 척 스테이지와; 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 배면에 처리 유체를 공급하는 백 노즐부와; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 복수의 IR 램프와; 상기 IR 램프들에 전력을 인가하는 전원과; 상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 IR 램프가 배치되는 내부 공간을 형성하고, 그 측면에 적어도 하나 이상의 유출 홀이 형성되는 윈도우와; 상기 IR 램프보다 하부에 배치되는 반사 판과; 냉각 유체가 흐르는 냉각 유로가 형성되고, 상기 반사 판보다 하부에 배치되되 그 상면 중 일부가 상기 반사 판의 하면과 접촉되는 냉각 판과; 상기 반사 판, 그리고 상기 냉각 판의 사이 공간으로 비활성 가스를 공급하는 가스 공급 라인과; 그리고, 설정 조건이 만족되면 상기 IR 램프로 인가되는 상기 전력을 차단하는 인터락 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 백 노즐부는, 상기 중공에 삽입되는 노즐 몸체와; 상기 노즐 몸체의 상부에 제공되는 유체 분사부를 포함하고, 상기 지지 유닛은, 상기 반사 판, 그리고 상기 냉각 판은 상기 백 노즐부와 결합되어 상기 척 스테이지의 회전으로부터 독립적이고, 상기 유출 홀은, 복수로 제공되고, 상부에서 바라볼 때, 상기 윈도우의 원주 방향을 따라 이격되어 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은, 상기 반사 판에 형성된 개구에 삽입되며, 상기 냉각 판에 놓이는 지지 부재를 포함하고, 상기 인터락 모듈은, 상기 지지 부재에 설치되고, 상기 내부 공간의 온도 변화에 따라 상기 전원, 그리고 상기 IR 램프가 제공되는 폐회로를 개방시켜 상기 전원이 상기 IR 램프로 전달되는 상기 전력을 차단하는 차단 부재와; 그리고, 상기 내부 공간의 온도를 측정하고, 측정된 상기 내부 공간의 온도를 상기 지지 유닛을 제어하는 제어기로 전달하는 온도 센서를 포함하고, 상기 차단 부재는, 휴즈(Fuse)를 가지는 제1차단 부재와; 그리고, 바이메탈(Bi-Metal)을 가지는 제2차단 부재를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 온도 센서로부터 전달받은 상기 내부 공간의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 상기 전력이 상기 IR 램프로 전달되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 가열하는 가열 부재의 이상 작동 또는 가열 부재를 작동시키는 부품의 고장 등을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가열 부재가 배치되는 공간의 온도가 과도하게 높아지는 것을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가열 부재가 발생시키는 열에 의한 폭발 위험 및/또는 스핀 구동부의 고장 위험을 개선할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 공정챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 A-A' 방향에서 바라본 지지 유닛의 단면도이다.
도 5는 도 4의 지지 유닛의 일 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 윈도우, 그리고 척 스테이지의 일부를 확대하여 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 5의 냉각 판을 상부에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 4의 지지 유닛이 기판을 가열하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 2의 'B' 영역을 확대하여 바라본 도면이다.
도 10은 도 9의 C-C' 방향에서 바라본 지지 유닛의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 가열 모듈, 그리고 인터락 모듈의 전기적인 연결의 일 예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 12는 도 11의 인터락 모듈이 인터락을 수행하는 일 예를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 11의 인터락 모듈이 인터락을 수행하는 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 11의 인터락 모듈이 인터락을 수행하는 다른 예를 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 처리 모듈(2000)과 제어기(3000)를 포함한다.
인덱스 모듈(1000)은 로드포트(1200) 및 이송프레임(1400)을 포함한다. 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(1200), 이송프레임(1400), 그리고 공정 처리 모듈(2000)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(1200)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(1300)가 안착된다. 로드포트(1200)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(1200)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(1200)의 개수는 공정 처리 모듈(2000)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(1300)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(1300)내에 위치된다. 캐리어(1300)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(2000)은 버퍼 유닛(2200), 이송챔버(2400), 그리고 공정챔버(2600)를 포함한다. 이송챔버(2400)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)을 따라 이송챔버(2400)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(2600)이 배치된다. 이송챔버(2400)의 일측에 위치한 공정챔버들(2600)과 이송챔버(2400)의 타측에 위치한 공정챔버들(2600)은 이송챔버(2400)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(2600)들 중 일부는 이송챔버(2400)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(2600)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(2400)의 일측에는 공정챔버(2600)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(2600)의 수이다. 이송챔버(2400)의 일측에 공정 챔버(2600)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(2600)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(2600)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(2600)는 이송챔버(2400)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(2200)은 이송프레임(1400)과 이송챔버(2400) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(2200)은 이송챔버(2400)와 이송프레임(1400) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(2200)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼 유닛(2200)에서 이송프레임(1400)과 마주보는 면과 이송챔버(2400)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송프레임(1400)은 로드포트(1200)에 안착된 캐리어(1300)와 버퍼 유닛(2200) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(1400)에는 인덱스 레일(1420)과 인덱스 로봇(1440)이 제공된다. 인덱스 레일(1420)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(1440)은 인덱스 레일(1420) 상에 설치되며, 인덱스 레일(1420)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(1440)은 베이스(1441), 몸체(1442), 그리고 인덱스암(1443)을 가진다. 베이스(1441)는 인덱스 레일(1420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(1442)는 베이스(1441)에 결합된다. 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(1442)는 베이스(1441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 몸체(1442)에 결합되고, 몸체(1442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(1443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(1443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(1443)들 중 일부는 공정 처리 모듈(2000)에서 캐리어(1300)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(1300)에서 공정 처리 모듈(2000)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(1440)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(2400)는 버퍼 유닛(2200)과 공정챔버(2600) 간에, 그리고 공정챔버(2600)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(2400)에는 가이드 레일(2420)과 메인로봇(2440)이 제공된다. 가이드 레일(2420)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란 하도록 배치된다. 메인로봇(2440)은 가이드 레일(2420) 상에 설치되고, 가이드 레일(2420) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(2440)은 베이스(2441), 몸체(2442), 그리고 메인암(2443)을 가진다. 베이스(2441)는 가이드 레일(2420)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(2442)는 베이스(2441)에 결합된다. 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(2442)는 베이스(2441) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 몸체(2442)에 결합되고, 이는 몸체(2442)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(2443)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동 되도록 제공된다. 메인암(2443)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼 유닛(2200)에서 공정챔버(2600)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)과 공정챔버(2600)에서 버퍼 유닛(2200)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(2443)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(2600) 내에는 기판(W)에 대해 액 처리 공정(예컨대, 세정 공정, 또는 식각 공정과 같은 막 제거 공정)을 수행하는 기판 처리 장치(10)가 제공된다. 각각의 공정챔버(2600) 내에 제공된 기판 처리 장치(10)는 수행하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(2600) 내의 기판 처리 장치(10)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(2600)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(2600)에 제공된 기판 처리 장치(10)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(2600)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(2400)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(2600)이 제공되고, 이송챔버(2400)의 타측에는 제2그룹의 공정챔버들(2600)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(2400)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(2600)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(2600)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(2600)와 제2그룹의 공정챔버(2600)는 각각 사용되는 케미칼의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
제어기(3000)는 기판 처리 설비(1)를 제어할 수 있다. 제어기(3000)은 인덱스 모듈(1000), 그리고 공정 처리 모듈(2000)을 제어할 수 있다. 제어기(3000)는 공정 처리 모듈(2000)의 공정챔버(2600)에 제공되며, 후술하는 기판 처리 장치(10)를 제어할 수 있다. 제어기(3000)는 기판 처리 장치(10)가 가지며, 후술하는 지지 유닛(300)을 제어할 수 있다. 제어기(3000)는 후술하는 인터락 모듈(700)이 전달하는 온도 데이터를 전달받고, 전달 받은 온도 데이터에 근거하여 지지 유닛(300)을 제어할 수 있다.
또한, 제어기(3000)는 기판 처리 설비(1)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 설비(1)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 설비(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 설비(1)에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 공정챔버(2600)에 제공되는 기판 처리 장치(10)에 대하여 설명한다. 아래의 실시예에서는 기판 처리 장치(10)가 고온의 황산, 고온의 인산, 알카리성 약액, 산성 약액, 린스액, 그리고 건조 가스와 같은 처리 유체들을 사용하여 기판(W)을 액 처리하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 회전하는 기판(W)으로 처리 액을 공급하여 액 처리 공정을 수행하는 다양한 기판 처리 장치에 모두 적용될 수 있다.
도 2는 도 1의 공정챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 공정챔버에 제공되는 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 바울(200), 지지 유닛(300), 액 공급 유닛(400), 배기 유닛(500), 승강 유닛(600), 그리고 인터락 모듈(700)을 포함한다.
챔버(100)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 상부에는 기류 공급 부재(110)가 설치된다. 기류 공급 부재(110)는 챔버(100) 내부에 하강 기류를 형성한다. 기류 공급 부재(110)는 고습도 외기를 필터링하여 챔버(100) 내부로 공급한다. 고습도 외기는 기류 공급 부재(110)를 통과하여 챔버(100) 내부로 공급되며 하강 기류를 형성한다. 하강 기류는 기판(W)의 상부에 균일한 기류를 제공하며, 처리 유체에 의해 기판(W) 표면이 처리되는 과정에서 발생되는 오염물질들을 공기와 함께 바울(200)의 회수통(210, 220, 230)들을 통해 배기 유닛(500)으로 배출시킨다.
챔버(100)의 내부 공간은 수평 격벽(102)에 의해 공정 영역(120, 처리 공간의 일 예)과 유지보수 영역(130)으로 나뉜다. 공정 영역(120)에는 바울(200)과 지지 유닛(300)이 위치한다. 유지보수 영역(130)에는 바울(200)과 연결되는 회수 라인(241, 243, 245), 배기 라인(510) 이외에도 승강 유닛(600)의 구동부와, 액 공급 유닛(300)의 구동부, 공급 라인 등이 위치한다. 유지보수 영역(130)은 공정 영역(120)으로부터 격리된다.
바울(200)은 후술하는 지지 유닛(300)이 지지하는 기판(W)을 처리하기 위한 처리 공간을 가질 수 있다. 바울(200)은 상부가 개방된 원통 형상을 갖고, 기판(W)을 처리하기 위한 처리 공간을 가진다. 바울(200)의 개방된 상면은 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 처리 공간에는 지지 유닛(300)이 위치된다. 지지 유닛(300)은 공정 진행시 기판(W)을 지지한 상태에서 기판(W)을 회전시킨다.
바울(200)은 강제 배기가 이루어지도록 하단부에 배기 덕트(290)가 연결된 하부 공간을 제공한다. 바울(200)에는 회전되는 기판(W)상에서 비산되는 처리액과 기체를 유입 및 흡입하는 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3 회수 통(230)이 다단으로 배치된다.
환형의 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)은 하나의 공통된 환형 공간과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 구체적으로, 제1 내지 제3 회수통(210, 220, 230)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 그 바닥면으로부터 위 방향으로 연장되어 원통 형상을 가지는 측벽을 포함한다. 제2 회수통(220)은 제1회수통(210)을 둘러싸고, 제1회수통(210)로부터 이격된다. 제3회수통(230)은 제2회수통(220)을 둘러싸고, 제2회수통(220)로부터 이격된다.
제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)은 기판(W)으로부터 비산된 처리 액 및 흄(Fume)이 포함된 기류가 유입되는 제1회수 공간(RS1), 제2회수 공간(RS2), 그리고 제3회수 공간(RS3)을 제공할 수 있다. 제1회수 공간(RS1)은 제1회수통(210)에 의해 정의되고, 제2회수 공간(RS2)은 제1회수통(210)과 제2회수통(220) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3회수 공간(RS3)은 제2회수통(220)과 제3회수통(230) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)의 각 상면은 중앙부가 개방된다. 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)은 연결된 측 벽으로부터 개방 부로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 멀어지는 경사면으로 이루어진다. 기판(W)으로부터 비산된 처리 액은 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230)의 상면들을 따라 제1회수 공간(RS1), 제2회수 공간(RS2) 및/또는 제3회수 공간(RS3) 안으로 흘러간다.
제1회수 공간(RS1)에 유입된 제1처리 액은 제1회수 라인(241)을 통해 외부로 배출된다. 제2회수 공간(RS2)에 유입된 제2처리 액은 제2회수 라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3회수 공간(RS3)에 유입된 제3처리 액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
액 공급 유닛(400)은 기판(W)에 처리 액을 공급하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 기판(W)에 가열된 처리 액을 공급할 수 있다. 처리 액은 기판(W) 표면을 처리할 수 있다. 처리 액은 기판(W) 상의 박막을 제거하는 것과 같이, 기판(W)을 식각 처리하기 위한 고온의 케미칼일 수 있다. 일 예로 케미칼은 황산, 인산, 또는 황산과 인산의 혼합액일 수 있다. 액 공급 유닛(400)은 액 노즐 부재(410), 그리고 공급부(420)를 포함할 수 있다.
액 노즐 부재(410)는 노즐(411), 노즐 암(413), 지지 로드(415), 노즐 구동기(417)를 포함할 수 있다. 노즐(411)은 공급부(420)로부터 처리 액을 공급받을 수 있다. 노즐(411)은 처리 액을 기판(W) 표면으로 토출할 수 있다. 노즐 암(413)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 노즐(411)이 장착된다. 노즐 암(413)은 노즐(411)을 지지한다. 노즐 암(413)의 후단에는 지지 로드(415)가 장착된다. 지지 로드(415)는 노즐 암(413)의 하부에 위치한다. 지지 로드(415)는 노즐 암(413)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(417)는 지지 로드(415)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(417)는 지지 로드(415)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(415)를 회전시킨다. 지지 로드(415)의 회전으로 노즐 암(413)과 노즐(411)이 지지 로드(415)를 축으로 스윙 이동한다. 노즐(411)은 바울(200)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 노즐(411)은 기판(W)의 중앙 영역과 가장자리 영역 사이 구간을 스윙 이동하며 처리 액을 토출할 수 있다.
배기 유닛(500)은 바울(200)의 내부를 배기할 수 있다. 일 예로, 배기 유닛(500)은 공정시 제1회수 통(210), 제2회수 통(220), 그리고 제3회수 통(230) 중 처리 액을 회수하는 회수 통에 배기 압력(흡입 압력)을 제공할 수 있다. 배기 유닛(500)은 배기 덕트(290)와 연결되는 배기 라인(510), 댐퍼(520)를 포함할 수 있다. 배기 라인(510)은 배기 펌프(미도시됨)로부터 배기압을 제공받으며 반도체 생산라인의 바닥 공간에 매설된 메인 배기 라인과 연결된다.
한편, 바울(200)은 바울(200)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)과 결합된다. 승강 유닛(600)은 바울(200)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 바울(200)이 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(300)에 대한 바울(200)의 상대 높이가 변경된다.
승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 포함한다. 브라켓(612)은 바울(200)의 외벽에 고정 설치 된다. 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정 결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(300)에 로딩 또는 언로딩될 때 지지 유닛(300)이 바울(200)의 상부로 돌출되도록 바울(200)은 하강한다. 또한, 공정이 진행 시에는 기판(W)에 공급된 처리 액의 종류에 따라 처리 액이 기 설정된 회수통(210, 220, 230)으로 유입될 수 있도록 바울(200)의 높이가 조절된다. 바울(200)은 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리 액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
도 4는 도 2의 A-A' 방향에서 바라본 지지 유닛의 단면도이고, 도 5는 도 4의 지지 유닛의 일 부분을 확대하여 보여주는 도면이다. 도 4, 그리고 도 5를 참조하면, 지지 유닛(300)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 기판(W)을 회전시킬 수 있다.
지지 유닛(300)은 척(310), 스핀 구동부(320), 백 노즐부(330), 가열 모듈(340), 반사 판(360), 냉각 판(370), 가스 공급 부재(380), 그리고 냉각 유체 공급 부재(390)를 포함할 수 있다.
척(310)은 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)를 포함할 수 있다. 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)의 상부에 배치될 수 있다.
석영 윈도우(314)는 후술하는 가열 부재(342)를 보호하기 위하여 제공될 수 있다. 석영 윈도우(314)는 가열 부재(342)를 덮을 수 있다. 석영 윈도우(314)는 가열 부재(342)가 배치되는 내부 공간(317)을 형성할 수 있다. 예컨대, 석영 윈도우(314)는 후술하는 척 스테이지(312)와 서로 조합되어 내부 공간(317)을 형성할 수 잇다. 또한, 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)를 덮는 커버 형상을 가질 수 있다. 내부 공간(317)에는 후술하는 반사 판(360), 그리고 냉각 판(370)이 배치될 수 있다. 척 스테이지(312)는 스핀 구동부(320)와 결합되어 회전 가능할 수 있다. 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 서로 결합될 수 있다. 이에, 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 함께 회전될 수 있다.
석영 윈도우(314)는 후술하는 가열 부재(342)가 발생시키는 광이 투과할 수 있도록, 투명한 소재로 제공될 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때, 척 스테이지(312)가 가지는 직경은 석영 윈도우(314)가 가지는 직경보다 클 수 있다.
또한, 석영 윈도우(314)는 상면, 그리고 측면을 포함할 수 있다. 석영 윈도우(314)의 상면은 지지 유닛(300)에 지지되는 기판(W)의 하면과 마주하도록 제공될 수 있다. 즉, 석영 윈도우(314)의 상면은 지지 유닛(300)에 지지되는 기판(W)의 하면과 서로 평행한 면일 수 있다. 또한, 석영 윈도우(314)의 측면은 석영 윈도우(314)의 가장자리 영역에서 상면으로부터 아래 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 석영 윈도우(314)의 측면에는 후술하는 비활성 가스가 유출되는 적어도 하나 이상의 유출 홀(314a)이 형성될 수 있다. 예컨대, 유출 홀(314a)은 후술하는 가스 공급 라인(380)이 공급하는 가스(G)가 유출되는 홀 일 수 있다. 유출 홀(314a)들은 석영 윈도우(314)의 측면에 형성되되, 도 6에 도시된 바와 같이 서로 동일한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 예컨대, 유출 홀(314a)들은 상부에서 바라볼 때, 석영 윈도우(314)의 원주 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 또한, 석영 윈도우(314)에는 지지 핀(318)들이 제공될 수 있다. 지지 핀(318)들은 석영 윈도우(314)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 배치된다. 지지 핀(318)은 석영 윈도우(314)로부터 상 측으로 돌출되도록 제공된다. 지지 핀(318)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 석영 윈도우(314)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다.
척 스테이지(312)의 가장자리에는 척킹 핀(316)들이 설치될 수 있다. 척킹 핀(316)들은 석영 윈도우(314)를 관통해서 석영 윈도우(314) 상측으로 돌출되도록 제공된다. 척킹 핀(316)들은 다수의 지지 핀(318)들에 의해 지지된 기판(W)이 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬할 수 있다. 공정 진행시 척킹 핀(316)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 척 스테이지(312)에는 차단 돌기(312a)가 형성될 수 있다. 차단 돌기(312a)는 지지 유닛(300)의 외부의 불순물이 척(310)의 내부 공간(317)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 차단 돌기(312a)는 상부에서 바라볼 때 링 형상을 가질 수 있다. 차단 돌기(312a)는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 냉각 판(370)을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 또한, 차단 돌기(312a)는 상부에서 바라볼 때 반사 판(360)과 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 차단 돌기(312a)는 그 상단이 반사 판(360)으로부터 이격되도록 제공될 수 있다. 차단 돌기(312a)의 상단과 반사 판(360)의 사이의 이격된 공간은 후술하는 비활성 가스가 유출되는 유출 개구로 기능할 수 있다.
척 스테이지(312)는 스핀 구동부(320)에 결합되어 회전될 수 있다. 스핀 구동부(320)는 중공 모터를 포함하고, 중공을 가지는 중공 회전 축으로 제공될 수 있다. 스핀 구동부(320)의 중공에는 후술하는 제1가스 공급 라인(381), 제2가스 공급 라인(383), 냉각 유체 공급 라인(391), 그리고 냉각 유체 배출 라인(393) 중 적어도 어느 하나 이상이 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 척 스테이지(312)가 회전되는 경우, 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 함께 회전될 수 있다. 또한, 척(310) 내에 제공되는 구성들은 척(310)의 회전으로부터 독립하게 위치될 수 있다. 예컨대, 후술하는 가열 부재(342), 반사 판(360), 냉각 판(370), 제1가스 공급 라인(381), 제2가스 공급 라인(383), 냉각 유체 공급 라인(391), 냉각 유체 배출 라인(393), 휴즈(722), 바이메탈(732), 제1라인(724), 제2라인(734), 그리고 온도 센서(710)들은 척(310)의 회전으로부터 독립하게 위치될 수 있다.
백 노즐부(330)는 기판(W)의 배면에 처리 유체, 예컨대 약액을 공급하기 위해 제공된다. 백 노즐부(330)는 유체 분사부(332), 그리고 노즐 몸체(334)를 포함할 수 있다. 노즐 몸체(334)는 유체 분사부(332)와 결합될 수 있다. 예컨대, 노즐 몸체(334)의 상단에는 유체 분사부(332)가 결합될 수 있다. 유체 분사부(332)는 약액 공급 라인(미도시)로부터 약액을 전달받아 기판(W)의 배면으로 처리 유체를 공급할 수 있다. 노즐 몸체(334)는 상하 방향으로 연장되며, 내부에 공간을 가지는 통 형상으로 제공될 수 있다. 노즐 몸체(334)는 스핀 구동부(320)의 중공에 삽입되어, 스핀 구동부(320) 및 척 스테이지(312)의 회전으로부터 독립되게 위치할 수 있다. 또한, 상술한 반사 판(360), 그리고 냉각 판(370)은 노즐 몸체(334)와 결합되어, 척 스테이지(312) 및 스핀 구동부(320)의 회전으로부터 독립적이도록 제공될 수 있다.
가열 모듈(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 모듈(340)은 가열 부재(342), 전원 라인(344), 전원(346), 스위치(347), 단자 대(348), 그리고 지지 부재(349)를 포함할 수 있다.
가열 부재(342)는 척 스테이지(312) 보다 상부에 배치될 수 있다. 가열 부재(342)는 석영 윈도우(314)의 아래에 배치될 수 있다. 가열 부재(342)는 척 스테이지(312)와 석영 윈도우(314) 사이에 배치될 수 있다. 가열 부재(342)는 노즐 몸체(334)에 직접 또는 간접적으로 결합되어, 척 스테이지(312)의 회전으로부터 독립적이도록 제공될 수 있다. 예컨대, 가열 부재(342)는 반사 판(360)의 상부에 제공되는 지지 브라켓(362)들에 의해 지지될 수 있다. 이에, 가열 부재(342)는 척 스테이지(312)의 회전으로부터 독립적이게 제공될 수 있다.
가열 부재(342)는 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 부재(342)는 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)으로 열 에너지를 전달하여 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 부재(342)는 지지 유닛(300)에 지지된 기판(W)으로 광을 조사하여 기판(W)을 가열할 수 있다. 광은 적외선 영역의 파장을 가지는 광일 수 있다. 이와 달리 광은 자외선 영역의 파장을 가지는 광일 수도 있다. 가열 부재(342)는 고리 형상을 가질 수 있다. 가열 부재(342)는 상부에서 바라볼 때, 상술한 노즐 몸체(334)를 둘러싸도록 제공될 수 있다. 가열 부재(342)는 복수로 제공될 수 있다. 각각의 가열 부재(342)들은 상부에서 바라볼 때, 상술한 노즐 몸체(334)를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 가열 부재(342)들은 상부에서 바라볼 때, 서로 상이한 직경을 가지도록 제공될 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라볼 때, 가열 부재(342)들 중 어느 하나의 내주 직경은 가열 부재(342)들 중 다른 하나의 내주 직경보다 작을 수 있다. 또한, 가열 부재(342)는 램프일 수 있다. 예컨대, 가열 부재(342)는 IR 램프일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 가열 부재(342)는 기판(W)을 가열할 수 있는 광을 조사하는 공지된 기재로 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 가열 부재(342)들이 발생시키는 열 에너지(예컨대, 가열 부재(342)가 발생시키는 광의 출력)은 개별적으로 제어될 수 있다. 가열 부재(342)는 각각의 개별적인 구역의 온도를 제어함으로써, 공정 진행 동안 기판(W)의 반경에 따라 온도를 연속적으로 증가 또는 감소하게 제어할 수 있다. 본 실시예에서는 5 개의 가열 부재(342)들이 도시되어 있지만, 이는 하나의 예에 불과하며 가열 부재(342)들의 수는 원하는 온도 제어된 정도에 의존하여 가감될 수 있다.
가열 모듈(340)이 가지는 전원 라인(344), 전원(346), 스위치(347), 단자 대(348), 그리고 지지 부재(349)에 대한 설명은 후술한다.
반사 판(360)은 가열 부재(340)의 하부에 배치될 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(342)의 하부에 배치될 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지를 기판(W)으로 반사시킬 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지를 기판(W)의 가장자리 영역 및/또는 기판(W)의 중앙 영역으로 반사시킬 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(340)가 발생시키는 열 에너지에 대한 반사 효율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 반사 판(360)은 가열 부재(342)가 조사하는 광에 대한 반사 효율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 반사 판(360)은 금, 은, 구리, 및/또는 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 반사 판(360)은 쿼츠에 금, 은, 구리, 및/또는 알루미늄으로 코팅된 재질로 제공될 수 있다. 반사 판(360)은 쿼츠에 금, 은, 구리 및/또는 알루미늄을 물리적 기상 증착법(PVD) 방식으로 코팅한 재질로 제공될 수 있다.
냉각 판(370)은 반사 판(360)의 하부에 배치될 수 있다. 냉각 판(370)에는 냉각 유체가 흐르는 냉각 유로(372)가 형성되어 있을 수 있다. 냉각 유체 공급 부재(390)는 냉각 유로(372)로 냉각 유체를 공급할 수 있다. 냉각 유체 공급 부재(390)는 냉각 유체 공급 라인(391), 냉각 유체 공급원(392), 그리고 냉각 유체 배출 라인(383)을 포함할 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(391)은 냉각 유체 공급원(392)으로부터 냉각 유체를 전달받아 냉각 유로(372)로 냉각 유체를 공급할 수 있다. 냉각 판(370)은 열 전도율이 우수한 소재로 제공될 수 있다. 예컨대, 냉각 판(370)은 알루미늄을 포함하는 소재로 제공될 수 있다.
또한, 냉각 판(370)은 상부에서 바라볼 때, 반사 판(360)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 또한, 냉각 판(370)은 반사 판(360)과 접촉될 수 있다. 또한, 냉각 판(370)의 상면 중 일부 영역은 반사 판(360)과 접촉되고, 냉각 판(370)의 상면 중 다른 영역은 반사 판(360)과 이격될 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 냉각 판(370)에는 중앙 홀(373), 접촉 부(374), 그리고 이격 부(375)가 형성될 수 있다. 냉각 판(370)의 상면 중 접촉 부(374)는 반사 판(360)의 하면과 접촉될 수 있다. 냉각 판(370)의 상면 중 이격 부(374)는 반사 판(360)의 하면과 이격되어 후술하는 비활성 가스(G)가 유입되는 사이 공간을 형성할 수 있다. 즉, 접촉 부(374)는 이격 부(375)와 비교할 때 상대적으로 그 높이가 높을 수 있다. 이격 부(375)는 접촉 부(374)와 비교할 때 상대적으로 그 높이가 낮을 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때, 단위 면적 당 이격 부(375)에 대비하여 접촉 부(374)가 차지하는 비율은, 냉각 판(370)의 중앙 영역보다 냉각 판(370)의 가장자리 영역에서 더 클 수 있다. 즉, 냉각 판(370)의 가장자리 영역은 반사 판(360)과 더 많이 접촉되고, 냉각 판(370)의 중앙 영역은 반사 판(360)과 덜 접촉될 수 있다. 이는, 석영 윈도우(314)가 가지는 측면을 가지기에, 석영 윈도우(314)의 가장자리 영역에서는 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지를 더 많이 머금고 있기 때문이다. 이에, 반사 판(360)의 가장자리 영역의 온도가 반사 판(360)의 중앙 영역의 온도보다 더 높아질 우려가 크기 때문에, 냉각 판(370)은, 그 가장자리 영역에서 반사 판(360)과 더 많이 접촉될 수 있는 구조를 가진다.
또한, 접촉 부(374)는 제1접촉 부(374a)와 제2접촉 부(374b)를 포함할 수 있다. 제1접촉 부(374a)는 중앙 홀(373)로부터 냉각 판(370)의 가장자리 영역에 이르도록 형성될 수 있고, 제2접촉 부(374b)는 냉각 판(370)의 가장자리 영역에 형성될 수 있다. 또한, 제2접촉 부(374b)는 복수로 제공될 수 있다. 제2접촉 부(374b)들은 서로 이격되어 형성될 수 있다. 인접하는 제2접촉 부(374b)들 사이, 그리고 제2접촉 부(374b)와 제1접촉 부(374a)의 사이 영역은 후술하는 비활성 가스가 유출되는 유출 개구로서 기능할 수 있다.
다시 도 4와 도 5를 참조하면, 가스 공급 부재(380)는 척 스테이지(312)와 석영 윈도우(314)가 형성하는 내부 공간(317)으로 가스(G)를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(380)이 내부 공간(317)으로 공급하는 가스(G)는 냉각 가스일 수 있다. 가스 공급 부재(380)는 제1가스 공급 라인(381), 제1가스 공급원(382), 제2가스 공급 라인(383), 제2가스 공급원(384)을 포함할 수 있다. 가스 공급 부재(380)가 내부 공간(317)으로 공급하는 가스(G)는 비활성 가스일 수 있다. 예컨대, 가스(G)는 질소, 아르곤 등을 포함하는 비활성 가스 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 가스(G)는 공지된 비활성 가스로 다양하게 변형될 수 있다. 제1가스 공급 라인(381)은 제1가스 공급원(382)으로부터 가스(G)를 전달 받아 냉각 판(370)과 반사 판(360)의 사이 공간으로 가스(G)를 공급할 수 있다. 제2가스 공급 라인(383)은 제2가스 공급원(384)으로부터 가스(G)를 전달받아 냉각 판(370)의 하부 영역으로 가스(G)를 공급할 수 있다.
도 8은 은 도 4의 지지 유닛이 기판을 가열하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지(H)는 기판(W)으로 직접적으로 전달되거나, 반사 판(360)에 의해 반사되어 기판(W)으로 간접적으로 전달될 수 있다. 이때, 반사 판(360)은 가열 부재(342)가 발생시키는 열 에너지(H)에 의해 온도가 높아질 수 있다. 반사 판(360)의 온도가 높아지면, 반사 판(360)의 열은 스핀 구동부(320)로 전달될 수 있는데, 스핀 구동부(320)의 온도가 높아지면, 중공 모터를 포함하는 연결되는 스핀 구동부(320)의 구동은 적절히 이루어지지 못하거나, 중공 모터에 고장을 발생시킬 수 있다. 이에, 가열 부재(342)에 의해 가열되는 반사 판(360)의 열이 스핀 구동부(320)로 전달되는 것을 최소화하는 것이 매우 중요하다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 냉각 판(370)의 냉각 유로(372)에는 냉각 수가 흐를 수 있다. 그리고, 냉각 판(370)은 반사 판(360)과 접촉될 수 있다. 즉, 냉각 판(370)은 수냉식 쿨링 방식으로 반사 판(360)의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지할 수 있다.
경우에 따라서는, 반사 판(360)의 열에 의해 냉각 판(370)의 냉각 유로(372)에 흐르는 냉각 수에 끓음 현상이 발생될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각 판(370)은 접촉 부(374), 그리고 이격 부(375)를 포함할 수 있다. 즉, 냉각 판(370)의 상면 전체가 반사 판(360)의 하면과 접촉되는 것이 아니라, 냉각 판(370)의 상면 중 일부 영역이 반사 판(360)과 접촉된다. 그리고, 냉각 판(370)의 상면 중 반사 판(360)과 접촉되지 않는 다른 영역, 그리고 반사 판(360)의 하면 사이의 사이 공간에는 가스 공급 부재(380)가 공급하는 비활성 가스(G)가 흐를 수 있다. 가스 공급 부재(380)가 공급하는 비활성 가스(G)는 가열 부재(342)에 의해 가열된 반사 판(360)의 열 중 일부가 냉각 판(370)으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 반사 판(360)의 열 중 일부는 가스(G)로 전달되어, 유출 홀(314a)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 냉각 판(370)의 상면 중 일부 영역이 반사 판(360)과 접촉되고, 냉각 판(370)과 반사 판(360)이 이격되어 형성하는 사이 공간에 비활성 가스(G)가 공급되어, 냉각 유로(372)에 흐르는 냉각 수의 끓음 현상을 최대한 억제할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공랭식 쿨링 방식보다 상대적으로 냉각 효율이 좋은(이는 공랭식 쿨링 방식과 비교할 때 수냉식 쿨링 방식에서 사용되는 냉각 수의 비열이 공랭식 쿨링 방식에서 사용되는 냉각 가스의 비열보다 크기 때문) 수냉식 쿨링 방식으로 반사 판(360)을 효과적으로 냉각시키거나, 반사 판(360)의 열이 스핀 구동부(320)로 전달되는 것을 방지하되, 수냉식 쿨링 방식을 차용하는 경우 발생될 수 있는 냉각 수의 끓음 현상을 비활성 가스(G)를 공급하는 공랭식 쿨링 방식으로 최대한 억제할 수 있게 된다. 즉, 스핀 구동부(320)에 열이 전달되는 것을 최대한 억제할 수 있으므로, 기판(W)에 대한 처리 공정을 보다 긴 시간 동안 안정적으로 수행할 수 있게 된다. 또한, 반사 판(360)과 접촉되는 접촉 면적이 상이한 복수의 냉각 판(370)들 중 선택된 냉각 판(370)을 내부 공간(317)에 배치하여, 반사 판(360)에 대한 냉각 효과를 선택적으로 제어할 수 있다. 이는 냉각 판(370)과 반사 판(360)의 접촉 면적에 따라 열 전도 정도가 변경되기 때문이다.
또한, 상술한 바와 같이 척 스테이지(312)에 형성되는 차단 돌기(312a)는 액 공급 유닛(400)이 공급하는 처리 액이 척(310)의 내부 공간(317)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상술한 가스 공급 라인(380)이 공급하는 비활성 가스(G)는 유출 홀(314a)을 통해 척(310)의 내부 공간(317)에서 척(310)의 외부 공간을 향하는 방향으로 흐를 수 있다. 또한, 가스 공급 라인(380)이 공급하는 비활성 가스(G)는 척(310)의 내부 공간(317)의 압력이 척(310)의 외부 공간과 비교할 때, 상대적으로 양압이 되도록 할 수 있다. 이에, 기판(W)이 상대적으로 낮은 속도로 회전되더라도, 액 공급 유닛(400)이 공급하는 처리 액이 척(310)의 내부 공간으로 유입되는 것을 최대한 억제할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 가열 부재(342)의 이상 동작, 또는 가열 부재(342)를 작동시키는 부품의 고장 등의 이유로 가열 부재(342)가 필요 이상의 열을 발생시킬 수 있다. 이 경우, 가열 부재(342)가 발생시키는 열은 내부 공간(317)의 온도를 과도하게 높일 수 있다. 내부 공간(317)의 온도가 과도하게 높아지면 지지 유닛(300)의 폭발 위험도는 높아질 수 있다. 또한, 내부 공간(317)의 온도가 과도하게 높아지면, 그 열은 스핀 구동부(320)로 전달될 수 있다. 이와 같은 열은 스핀 구동부(320)에 고장을 유발할 수 있다. 이에, 본 발명은 설정 조건이 만족되면 가열 부재(342)로의 전력 전달을 차단하는 전력을 차단하는 인터락 모듈(700)을 포함한다. 예컨대, 설정 조건은 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높아지는 경우를 의미할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 설정 조건은 사용자의 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인터락 모듈(700)에 관하여 상세히 설명한다. 도 9은 도 2의 'B' 영역을 확대하여 바라본 도면이고, 도 10은 도 9의 C-C' 방향에서 바라본 지지 유닛의 단면도이다.
도 9와 도 10을 참조하면, 반사 판(360)에는 개구(361)가 형성될 수 있다. 반사 판(360)에 형성된 개구(361)는 상부에서 바라볼 때, 반사 판(360)의 중심 영역으로부터 반사 판(360)의 반경 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 개구(361)는 반사 판(360)의 상면으로부터 하면까지 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 개구(361)는 반사 판(360)을 관통하여 형성될 수 있다.
반사 판(360)에 형성된 개구(361)에는 단자 대(348)가 삽입될 수 있다. 단자 대(348)는 상부에서 바라볼 때, 대체로 'ㄷ' 형상을 가질 수 있다. 상부에서 바라본, 'ㄷ' 형상의 단자 대(348)의 개방된 부분은 유체 분사부(332)를 향하도록 제공될 수 있다. 또한, 고리 형상을 가지는 가열 부재(342)의 일 단 및 타 단은 단자 대(348)와 결합될 수 있다. 단자 대(348)는 전원 라인(344)이 인가하는 전원(346)의 전력을 가열 부재(342)로 전달하는 매개체로써 기능을 수행할 수 있다. 즉, 전원 라인(344)은 단자 대(348)와 연결될 수 있다. 또한, 전원 라인(344)의 적어도 일 부분은 노즐 몸체(334)가 가지는 내부의 공간에 제공될 수 있다. 또한, 단자 대(348)는 반사 판(360)에 형성된 개구(361)에 삽입되므로, 단자 대(348)는 반사 판(360)의 아래에 배치되는 냉각 판(370)의 상면에 놓일 수 있다. 예컨대, 단자 대(348)의 하면은 냉각 판(370)의 상면과 접촉되도록 제공될 수 있다.
반사 판(360)에 형성된 개구(361)에는 지지 부재(349)가 삽입될 수 있다. 즉, 지지 부재(349)는 상부에서 바라볼 때, 개구(361)와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 지지 부재(349)는 지지 부재(349)는 단자 대(348)와 결합될 수 있다. 지지 부재(349)는 그 상면의 면적이 하면의 면적보다 큰 형상을 가질 수 있다. 지지 부재(349)는 냉각 판(370)의 상부에 배치될 수 있다. 지지 부재(349)의 하면은 냉각 판(370)과 직접적으로 접촉되거나, 냉각 판(370)으로부터 작은 간격을 두고 이격될 수 있다. 또한, 단자 대(348), 전원 라인(344), 및 가열 부재(342)가 서로 연결되는 지점을 보호하기 위해, 단자 대(348)와 지지 부재(349)의 상부는 커버(미도시)로 덮여질 수 있다. 또한, 단자 대(348) 및 지지 부재(349)는 척 스테이지(312)의 회전으로부터 독립적으로 제공될 수 있다. 또한, 도 9와 도 10에서는 단자 대(348) 및 지지 부재(349)가 별개의 구성이고, 이들 구성이 서로 체결된 것을 예로 들어 도시하였으나, 단자 대(348) 및 지지 부재(349)는 하나의 몸체로 제공될 수도 있다.
인터락 모듈(700)은 온도 센서(710), 제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 인터락 모듈(700) 온도 센서(710), 제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730)를 포함할 수 있다.
온도 센서(710)는 프로브(712), 그리고 센서 라인(714)을 포함할 수 있다. 프로브(712)는 센서 라인(714)의 일 단에 제공될 수 있다. 프로브(714)는 내부 공간(317)의 온도를 측정하여, 측정된 온도를 센서 라인(714)을 통해 제어기(3000)로 전달할 수 있다. 프로브(714)는 단자 대(348)와 인접하게 배치될 수 있다. 프로브(714)는 복수의 가열 부재(342)들 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 프로브(714)는 노즐 몸체(334)와 인접한 가열 부재(342) 순으로, 2 번째 및 3 번 째에 배치되는 가열 부재(342)들 사이에 배치될 수 있다. 센서 라인(714)의 적어도 일부는 노즐 몸체(334)가 가지는 내부의 공간에 제공될 수 있다. 또한, 센서 라인(714)은 후술하는 단자 대(348)에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 예컨대, 후술하는 단자 대(348)에 탭(Tap)을 형성하고, 탭에 무드 볼트를 체결하고, 무드 볼트가 가지는 홀에 센서 라인(714)이 끼워질 수 있다.
차단 부재(720, 730)는 지지 부재(349)에 설치되고, 내부 공간(317)의 온도 변화에 따라 전원(346), 그리고 가열 부재(342)가 제공되는 폐회로를 개방시켜 전원(346)이 가열 부재(342)로 전달되는 전력을 차단할 수 있다. 차단 부재(720, 730)는 전원(346), 그리고 가열 부재(342)가 제공되는 폐회로 내에 제공될 수도 있다. 또는 제어기(3000)가 내부 공간(317)의 온도 변화에 따라 전원(346), 그리고 가열 부재(342)가 제공되는 폐회로를 개방시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있게 하는 신호를 제어기(3000)로 전달할 수도 있다. 또한, 차단 부재(720, 730)는 제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730)를 포함할 수 있다.
제1차단 부재(720)는 휴즈(Fuse, 722), 그리고 제1라인(724)을 포함할 수 있다. 제1라인(724)은 휴즈(722)를 가열 부재(342) 및 전원(346)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제2차단 부재(730)는 바이메탈(732, Bi-Metal), 그리고 제2라인(734)을 포함할 수 있다. 제2라인(734)은 바이메탈(732)을 가열 부재(342) 및 전원(346)과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 휴즈(722), 그리고 바이메탈(732)은 상부에서 바라볼 때, 개구(361)와 중첩되도록 위치될 수 있다. 예컨대, 휴즈(722), 그리고 바이메탈(732)은 개구(361)에 삽입되는 지지 부재(349)에 설치될 수 있다. 예컨대, 휴즈(722), 그리고 바이메탈(732)은 개구(361)에 삽입되는 지지 부재(349)의 상면에 설치될 수 있다. 휴즈(722), 그리고 바이메탈(732)은 온도 변화에 따라 전력을 차단할 수 있는 구조를 가질 수 있다.
제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730)는 내부 공간(317)의 온도가 높아지면 전원 라인(344)이 가열 부재(342)로 전달하는 전력을 차단하는 전력 차단 구조를 가질 수 있다. 휴즈(722)를 가지는 제1차단 부재(720)는 내부 공간(317)의 온도가 높아지면 휴즈(722)가 가지는 도화선이 끊어져 전력이 차단되는 전력 차단 구조를 가진다. 즉, 휴즈(722)가 가지는 도화선이 끊어지는 경우, 전원(346)과 가열 부재(342)가 제공되는 폐회로가 개방되므로, 전원(346)이 가열 부재(342)로 전달하는 전력은 차단될 수 있다. 또한 바이메탈(732)를 가지는 제2차단 부재(730)는 내부 공간(317)의 온도가 높아지면 바이메탈이 가지는 서로 다른 열 팽창계수를 가지는 금속판들이 열 변형되어 전력이 차단되는 전력 차단 구조를 가진다. 즉, 바이메탈(732)에 열 변형이 발생하는 경우, 전원(346)과 가열 부재(342)가 제공되는 폐회로가 개방되므로, 전원(346)이 가열 부재(342)로 전달하는 전력은 차단될 수 있다.
한편, 내부 공간(317)의 온도는 가열 부재(342)들이 이상 동작되지 않더라도, 매우 고온(예컨대, 약 600 ℃ 이상의 온도) 상태 될 수 있는데, 이러한 내부 공간(317)에 제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730)를 그대로 배치하는 경우, 가열 부재(342)들이 이상 동작하지 않더라도 상기 도화선이 끊어지거나, 상기 금속판들이 열 변형될 수 있다. 예컨대, 휴즈(722)의 인터락 감지 조건, 즉 휴즈(722)의 도화선이 끊어지는 온도 조건은 약 160℃(제1온도의 일 예)일 수 있다. 예컨대, 바이메탈(732)의 인터락 감지 조건, 즉 바이메탈(732)에 열 변형이 발생하는 온도 조건은 약 180℃(제2온도의 일 예)일 수 있다. 이러한 휴즈(722) 및 바이메탈(732)이 내부 공간(317)에 그대로 배치되는 경우, 가열 부재(342)들이 이상 동작되지 않더라도, 제1차단 부재(720) 및 제2차단 부재(730)는 인터락을 수행하게 된다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부에서 바라볼 때, 제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730)는 반사 판(360)에 형성된 개구(361)와 중첩되도록 배치된다. 이에, 냉각 판(370)의 일부 영역은 단자 대(348), 그리고 지지 부재(349)를 향해 노출된다. 예컨대, 상술한 바와 같이 제1차단 부재(720), 그리고 제2차단 부재(730)는 지지 부재(349)에 설치된다. 이에, 냉각 판(370)이 가지는 냉기에 의해 가열 부재(342)들이 이상 동작하지 않는 경우에 상기 도화선이 끊어지거나, 상기 금속판들이 열 변형되는 문제점을 해소할 수 있다.
도 11은 본 발명의 가열 모듈, 그리고 인터락 모듈의 전기적인 연결의 일 예를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 11을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 가열 부재(342)는 기판(W)을 가열하는 열을 발생시킨다. 가열 부재(342)는 전원(346)이 인가하는 전력에 의해 작동할 수 있다. 전원(346)은 가열 부재(346)로 전력을 인가할 수 있다. 전원(346)이 인가하는 전력은 전원 라인(344)에 의해 가열 부재(346)로 전달될 수 있다. 전원(346)의 전력 인가 여부는 전원(346)과 가열 부재(342) 사이에 제공되는 스위치(347)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 제1차단 부재(720)와 제2차단 부재(730)는 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 또한, 온도 센서(710)가 측정하는 내부 공간(317)의 온도는 제어기(3000)로 전달될 수 있다. 온도 센서(710)로부터 전달받은 내부 공간(317)의 온도가 미리 기억된 설정 온도보다 높은 경우, 제어기(3000)는 전원 라인(344)이 가열 부재(342)로 전달하는 전력을 차단하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 도 12에 도시된 바와 같이 제어기(3000)는 스위치(347)를 오픈시키는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 제1차단 부재(720)가 가지는 휴즈(722)는 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 휴즈(722)가 포함하는 도화선이 끊어지는 스펙을 가질 수 있다. 예컨대, 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 도 13에 도시된 바와 같이 휴즈(722)가 포함하는 도화선이 끊어질 수 있다. 이에, 전원(346)이 가열 부재(342)로 인가하는 전력은 차단될 수 있다.
이와 유사하게, 제2차단 부재(720)가 가지는 바이메탈(722)은 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 바이메탈(722)이 포함하는 금속판들의 변형이 발생하는 스펙을 가질 수 있다. 예컨대, 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 제2차단 부재(720)가 포함하는 금속판들에는 열 변형이 발생할 수 있다. 이에, 전원(346)이 가열 부재(342)로 인가하는 전력은 차단될 수 있다.
또한, 상부에서 바라볼 때, 반사판(360)에서 개구(361)가 형성되지 않은 영역을 제1영역이라 하고, 내부 공간(317)에서 개구(361)가 형성된 영역을 제2영역이라 할 때, 상술한 바와 같이 내부 공간(317)이 포함하는 제1영역의 온도는 내부 공간(317)이 포함하는 제2영역의 온도보다 더 높을 수 있다. 다만, 제1영역과 제2영역은 서로 연통하는 영역이므로, 온도에 있어서 서로 비례 관계에 있을 수 있다.
또한, 퓨즈(722), 그리고 바이메탈(732)이 인터락을 수행하는 경우, 이 둘 구성은 재사용이 불가능할 수 있다. 이에, 본원 발명에서 온도 센서(710)에 의한 인터락은 제1차단 부재(720) 및 제2차단 부재(730)의 인터락 조건보다 낮은 온도에서 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2영역에 놓이는 휴즈(722)의 도화선이 상술한 바와 같이 약 160℃에서 끊어지는 것은, 제1영역의 온도가 약 660℃인 경우일 수 있다. 또한 제2영역에 놓이는 바이메탈(732)에 약 180℃에서 열 변형이 발생하는 것은, 제1영역의 온도가 약 680℃인 경우일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 퓨즈(722), 그리고 바이메탈(732)이 인터락을 수행하는 경우, 이 둘 구성은 재사용이 불가능할 수 있다. 이에, 제1영역의 온도를 측정하는 온도 센서(710)의 측정 온도가, 약 640 ℃에 이르는 경우, 제어기(3000)는 전원(346)이 가열 부재(342)로 전달하는 전력을 차단하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 인터락 모듈(700)은 3 중 전력 차단 구조를 가진다. 첫 째로, 인터락 모듈(700)의 온도 센서(710)는 내부 공간(317)의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 대한 데이터를 제어기(3000)로 전달하며, 제어기(3000)는 이에 근거하여 전원(346)이 인가하는 전력이 가열 부재(342)에 인가되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시킨다. 둘 째로, 인터락 모듈(700)의 제1차단 부재(720)는 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 전원(346)이 인가하는 전력이 가열 부재(342)로 전달되는 것을 차단하는 전력 차단 구조를 가진다. 셋 째로, 인터락 모듈(700)의 제2차단 부재(730)는 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 전원(346)이 인가하는 전력이 가열 부재(342)로 전달되는 것을 차단하는 전력 차단 구조를 가진다.
또한, 제1차단 부재(720)와 제2차단 부재(730)는 전기적으로 직렬로 연결되며, 이 둘은 서로 상이한 전력 차단 구조를 가진다. 이에, 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높아져 이 둘 중 어느 하나라도 전력을 차단하게 되는 경우 전원(346)이 발생시키는 전력이 가열 부재(342)로 전달되지 않는다. 즉, 본 발명은 다양한 환경 요인에도 내부 공간(317)의 온도가 과도하게 높아지는 것을 효과적으로 검출하며, 내부 공간(317)의 온도가 과도하게 높아지는 경우 가열 부재(342)들의 작동을 중단시켜, 지지 유닛(300)의 폭발의 위험, 그리고 스핀 구동부(320)의 고장 위험을 효과적으로 개선할 수 있다.
상술한 예에서는, 인터락 모듈(700)이 지지 유닛(300)에 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상술한 인터락 모듈(700)은 열을 발생시키는 기재를 가지는 다양한 장치에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
상술한 예에서는, 인터락 모듈(700)이 액 처리를 수행하는 기판 처리 장치(10)에 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상술한 인터락 모듈(700)은 기판(W)을 건조하는 기판 처리 장치, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치, 기판 상에 도포막을 형성하는 기판 처리 장치 등에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
상술한 예에서는, 제어기(3000)가 지지 유닛(300), 액 공급 유닛(400) 등을 제어하는 구성인 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 지지 유닛(300)은 지지 유닛(300)이 가지는 구성들을 제어하는 제어기를 포함할 수 있으며, 이와 같이 지지 유닛(300)이 포함하는 제어기는 상술한 제어기(3000)와 동일 또는 유사한 방식으로, 내부 공간(317)의 온도가 설정 온도보다 높아지는 경우 가열 부재(342)로 전달되는 전력을 차단하는 인터락을 수행할 수 있다.
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.
기판 처리 장치 : 10
챔버 : 100
지지 유닛 : 300
척 : 310
척 스테이지 : 312
차단 돌기 : 312a
윈도우 : 314
유출 홀 : 314a
내부 공간 : 317
스핀 구동부 : 320
백 노즐부 : 330
가열 모듈 : 340
가열 부재 : 342
전원 라인 : 344
전원 : 346
스위치 : 347
단자 대 : 348
지지 부재 : 349
반사 판 : 360
개구 : 361
지지 브라켓 : 362
냉각 판 : 370
냉각 유로 : 372
개구 : 373
접촉 부 : 374
제1접촉 부 : 374a
제2접촉 부 : 374b
이격 부 : 375
가스 공급 부재 : 380
냉각 유체 공급 부재 : 390
인터락 모듈 : 700
온도 센서 : 710
프로브 : 712
센서 라인 : 714
제1차단 부재 : 720
제2차단 부재 : 730
제어기 : 3000

Claims (20)

  1. 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
    회전 가능한 척 스테이지와;
    상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 가열 부재에 전력을 인가하는 전원과;
    상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 가열 부재가 배치되는 내부 공간을 형성하는 윈도우와; 그리고,
    상기 가열 부재로 인가되는 상기 전력을 선택적으로 차단하는 인터락 모듈을 포함하는 지지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    제어기를 더 포함하고,
    상기 인터락 모듈은,
    상기 내부 공간의 온도를 측정하고, 측정된 상기 내부 공간의 온도를 상기 제어기로 전달하는 온도 센서를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 온도 센서로부터 전달받은 상기 내부 공간의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 상기 전력이 상기 가열 부재로 인가되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시키는 지지 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 모듈은,
    상기 내부 공간의 온도 변화에 따라 상기 전원, 그리고 상기 가열 부재가 제공되는 폐회로를 개방시켜 상기 전원이 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 차단 부재를 포함하는 더 포함하는 지지 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    제1차단 부재와; 그리고,
    상기 제1차단 부재와 직렬 연결되고, 상기 제1차단 부재와 상이한 전력 차단 구조를 가지는 제2차단 부재를 포함하는 지지 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1차단 부재는 휴즈(Fuse)를 포함하고,
    상기 제2차단 부재는 바이메탈(Bi-Metal)을 포함하는 지지 유닛.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 가열 부재의 아래에 배치되는 반사 판과;
    상기 반사 판 아래에 배치되는 냉각 판과; 그리고,
    상부에서 바라볼 때 상기 반사 판에 형성된 개구와 중첩되게 배치되고, 상기 냉각 판의 상부에 배치되는 지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 부재에는,
    상기 차단 부재가 설치되는 지지 유닛.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 부재의 아래에 배치되는 판과; 그리고,
    상기 판에 형성된 개구에 삽입되며, 상기 전력을 상기 가열 부재로 전달하는 전원 라인과 연결되는 단자 대를 더 포함하고,
    상기 가열 부재는,
    고리 형상을 가지고, 그 일 단 및 타 단이 각각 상기 단자 대와 연결되는 지지 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 척 스테이지와 결합되어 상기 척 스테이지를 회전시키며, 중공을 가지는 스핀 구동부와; 그리고,
    상기 스핀 구동부의 상기 중공에 삽입되는 몸체를 더 포함하고,
    상기 판은 상기 척 스테이지의 회전으로부터 독립적이도록 상기 몸체와 결합되는 지지 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열 부재는,
    복수로 제공되며,
    상부에서 바라볼 때, 상기 가열 부재들은 상기 몸체를 둘러싸도록 구성되는 지지 유닛.
  10. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 챔버와;
    상기 내부 공간에서 기판을 지지하고, 회전시키는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지되어 회전하는 기판으로 처리 액을 공급하는 액 공급 유닛과;
    상기 지지 유닛이 지지하는 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 가지는 바울과; 그리고,
    제어기를 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    중공을 가지는 스핀 구동부와 결합되는 척 스테이지와;
    상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 가열 부재에 전력을 인가하는 전원과;
    상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 가열 부재가 배치되는 내부 공간을 형성하는 윈도우와; 그리고,
    상기 내부 공간의 온도가 설정 온도보다 높은 경우 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 인터락 모듈을 포함하고,
    상기 인터락 모듈은,
    상기 내부 공간의 온도를 측정하고 측정된 상기 내부 공간의 온도를 상기 제어기로 전달하는 온도 센서; 또는,
    상기 내부 공간의 온도 변화에 따라 상기 전원, 그리고 상기 가열 부재가 제공되는 폐회로를 개방시켜 상기 전원이 상기 가열 부재로 전달되는 상기 전력을 차단하는 차단 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 온도 센서로부터 전달받은 상기 내부 공간의 온도가 상기 설정 온도보다 높은 경우, 상기 전력이 상기 가열 부재로 인가되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시키는 기판 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 스핀 구동부의 상기 중공에 삽입되는 노즐 몸체와;
    상기 노즐 몸체와 결합되며, 상기 가열 부재의 아래에 배치되는 반사 판과;
    상기 반사 판 아래에 배치되는 냉각 판과;
    상기 반사 판에 형성된 개구에 삽입되며, 상기 냉각 판의 상부에 배치되는 지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 부재에는 상기 차단 부재가 설치되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    제1차단 부재와; 그리고,
    상기 제1차단 부재와 상이한 전력 차단 구조를 가지는 제2차단 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1차단 부재는 휴즈(Fuse)를 포함하고,
    상기 제2차단 부재는 바이메탈(Bi-Metal)를 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구에 삽입되며, 상기 전력을 상기 가열 부재로 전달하는 전원 라인과 연결되는 단자 대를 더 포함하고,
    상기 가열 부재는,
    고리 형상을 가져 그 일 단 및 타 단이 각각 상기 단자 대와 연결되는 기판 처리 장치.
  16. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 부재는,
    복수로 제공되고,
    각각의 상기 가열 부재는, 상부에서 바라볼 때 상기 노즐 몸체를 둘러싸도록 구성되는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가열 부재들은,
    상기 척 스테이지의 회전으로부터 독립적이도록 상기 반사 판의 상부에 고정 설치되는 기판 처리 장치.
  18. 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
    중공을 가지는 스핀 구동부와 결합되는 척 스테이지와;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 배면에 처리 유체를 공급하는 백 노즐부와;
    상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 복수의 IR 램프와;
    상기 IR 램프들에 전력을 인가하는 전원과;
    상기 척 스테이지보다 상부에 배치되며, 상기 IR 램프가 배치되는 내부 공간을 형성하고, 그 측면에 적어도 하나 이상의 유출 홀이 형성되는 윈도우와;
    상기 IR 램프보다 하부에 배치되는 반사 판과;
    냉각 유체가 흐르는 냉각 유로가 형성되고, 상기 반사 판보다 하부에 배치되되 그 상면 중 일부가 상기 반사 판의 하면과 접촉되는 냉각 판과;
    상기 반사 판, 그리고 상기 냉각 판의 사이 공간으로 비활성 가스를 공급하는 가스 공급 라인과; 그리고,
    설정 조건이 만족되면 상기 IR 램프로 인가되는 상기 전력을 차단하는 인터락 모듈을 포함하는 지지 유닛.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 백 노즐부는,
    상기 중공에 삽입되는 노즐 몸체와;
    상기 노즐 몸체의 상부에 제공되는 유체 분사부를 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    상기 반사 판, 그리고 상기 냉각 판은 상기 백 노즐부와 결합되어 상기 척 스테이지의 회전으로부터 독립적이고,
    상기 유출 홀은,
    복수로 제공되고,
    상부에서 바라볼 때, 상기 윈도우의 원주 방향을 따라 이격되어 형성되는 지지 유닛.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 반사 판에 형성된 개구에 삽입되며, 상기 냉각 판에 놓이는 지지 부재를 포함하고,
    상기 인터락 모듈은,
    상기 지지 부재에 설치되고, 상기 내부 공간의 온도 변화에 따라 상기 전원, 그리고 상기 IR 램프가 제공되는 폐회로를 개방시켜 상기 전원이 상기 IR 램프로 전달되는 상기 전력을 차단하는 차단 부재와; 그리고,
    상기 내부 공간의 온도를 측정하고, 측정된 상기 내부 공간의 온도를 상기 지지 유닛을 제어하는 제어기로 전달하는 온도 센서를 포함하고,
    상기 차단 부재는,
    휴즈(Fuse)를 가지는 제1차단 부재와; 그리고,
    바이메탈(Bi-Metal)을 가지는 제2차단 부재를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 온도 센서로부터 전달받은 상기 내부 공간의 온도가 설정 온도보다 높은 경우, 상기 전력이 상기 IR 램프로 전달되는 것을 차단하는 제어 신호를 발생시키는 지지 유닛.
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