KR20230068176A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230068176A
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박시현
박인황
장은우
나승은
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는 기판에 대한 액처리 공정이 이루어지는 처리 공간을 갖는 챔버; 기판을 지지하며 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛; 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함하되; 상기 챔버는 기판이 출입하는 게이트 도어를 갖는 제1측면; 상기 제1측면과 대향되게 제공되고 상기 처리 공간의 유지보수 작업을 위해 제공되는 전면 도어를 갖는 제2측면 그리고 상기 제2측면과 상기 제1측면 사이에 제공되어 상기 처리 공간의 체적을 줄여주는 이너 도어를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 소자 제조나 반도체 제조 공정에서 유리 기판이나 웨이퍼를 처리하는 공정에는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정이 수행된다. 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.
이러한 약액을 이용한 세정 공정은 복수개의 노즐 유닛들이 구성되어 있어, 팬필터 유닛의 영향을 받는 체적이 넓어 기류 정체가 일어나는 영역들이 다수 존재하였고, 챔버 밀폐가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 공정 챔버 내부의 기류 정체 구간을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 공정 챔버 내부의 처리 공간 내에 발생하는 유독가스의 외부 유출을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 액처리 공정이 이루어지는 처리 공간을 갖는 챔버; 기판을 지지하며 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛; 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함하되; 상기 챔버는 기판이 출입하는 게이트 도어를 갖는 제1측면; 상기 제1측면과 대향되게 제공되고 상기 처리 공간의 유지보수 작업을 위해 제공되는 전면 도어를 갖는 제2측면 그리고 상기 제2측면과 상기 제1측면 사이에 제공되어 상기 처리 공간의 체적을 줄여주는 이너 도어를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다
또한, 상기 제2측면과 상기 이너 도어 사이의 버퍼 공간의 기체를 배기하기 위한 배기 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이너 도어는 상기 지지 유닛에 놓여지는 기판 표면에 대한 영상 데이터를 확득하는 영상 획득 부재가 설치되는 설치면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 설치면은 상기 영상 획득 부재가 상기 지지 유닛을 향하도록 경사지게 제공될 수 있다.
또한, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 지지 유닛을 기준으로 일측에 제공되는 제1노즐 유닛; 상기 지지 유닛을 기준으로 타측에 제공되는 제2노즐 유닛을 포함하되; 상기 제1노즐 유닛과 상기 제2노즐 유닛은 적어도 2개의 노즐팁을 갖는 멀티 노즐로 제공될 수 있다.
또한, 상기 챔버의 상부에는 상기 제1측면과 상기 이너도어 사이의 처리 공간으로 다운 플로우 기류를 제공하는 팬 필터 유닛이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 이너 도어 적용으로 챔버 내부 공간을 이중구도로 구성하여, 처리 공간 내에 발생하는 유독 가스의 외부 유출을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기류 정체 구간 해소를 통한 기류 치환율을 향상시켜 정체 기류로 인한 파티클 발생을 최소화할 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 실시예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 2에 표시된 A-A선을 따라 절취한 단면도이다.
도 5는 지지 로드의 밀폐 구조를 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.
제1, 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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 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 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.
도 1은 본 발명의 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 처리 모듈(2000)을 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 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(10)가 제공된다. 각각의 공정챔버(2600) 내에 제공된 기판 처리 장치(10)는 수행하는 세정 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.
아래의 실시예에서는 고온의 황산, 알카리성 약액, 산성 약액, 린스액, 그리고 건조 가스와 같은 처리 유체들을 사용하여 기판(W)을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판(W)을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 바울(200), 지지 유닛(300), 제1노즐 유닛(410), 제2노즐 유닛(430), 제3노즐 유닛(450), 배기 유닛(500), 승강 유닛(600), 이너 도어(700)를 포함한다.
챔버(100)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 상부에는 기류 공급 부재인 팬틸터유닛(l10)가 설치된다. 팬필터유닛(110)은 챔버(100) 내부에 하강 기류를 형성한다.
팬필터유닛(110)은 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 회수통들(210,220,230)을 통해 배기 유닛(500)으로 배출시킨다.
챔버(100)는 수평 격벽(102)에 의해 공정 영역(120)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 구동부과, 처리액 공급 유닛(410)과 연결되는 구동부, 공급라인 등이 위치한다. 유지보수 영역(130)은 공정 영역(120)으로부터 격리된다.
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 하부공간을 제공한다. 바울(200)에는 회전되는 기판(W)상에서 비산되는 처리액과 기체를 유입 및 흡입하는 제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)이 다단으로 배치된다.
환형의 제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)은 하나의 공통된 환형 공간과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 구체적으로, 제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)은 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 포함한다. 제2회수통(220)은 제1회수통(210)을 둘러싸고, 제1회수통(210)로부터 이격되어 위치한다. 제3회수통(230)은 제2회수통(220)을 둘러싸고, 제2회수통(220)로부터 이격되어 위치한다.
제1 내지 제3회수통 (210, 220, 230)은 기판(W)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1회수공간(RS1)은 제1회수통(110)에 의해 정의되고, 제2회수공간(RS2)은 제1 회수통(110)과 제2회수통(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3회수공간(RS3)은 제2회수통(120)과 제3회수통(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)의 각 상면은 중앙부가 개방된다. 제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)은 연결된 측벽으로부터 개방부로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 기판(W)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.
제1회수공간(RS1)에 유입된 제1처리액은 제1회수라인(241)을 통해 외부로 배출된다. 제2회수공간(RS2)에 유입된 제2처리액은 제2회수라인(243)을 통해 외부로 배출된다. 제3회수공간(RS3)에 유입된 제3처리액은 제3회수라인(245)을 통해 외부로 배출된다.
지지 유닛(300)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 기판(W)을 회전시킬 수 있다.
지지 유닛(300)은 지지판(310), 스핀 구동부(320), 백 노즐부(330), 그리고 가열 부재(340)를 포함한다.
지지판(310)은 척 스테이지(312), 그리고 석영 윈도우(314)를 포함한다. 척 스테이지(312)는 원형의 상부면을 가진다. 척 스테이지(312)는 스핀 구동부 (320)에 결합되어 회전된다. 척 스테이지(312)의 가장자리에는 척킹 핀(316)들이 설치된다. 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 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(316)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다.
석영 윈도우(314)는 기판(W)과 척 스테이지(210) 상부에 위치한다. 석영 윈도우(314)는 가열 부재(340)를 보호하기 위해 제공된다. 석영 윈도우(314)는 투명하게 제공될 수 있다. 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 함께 회전될 수 있다. 석영 윈도우(314)는 지지 핀(318)들을 포함한다. 지지 핀(318)들은 석영 윈도우(314)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 배치된다. 지지 핀(318)은 석영 윈도우(314)로부터 상측으로 돌출되도록 제공된다. 지지 핀(318)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 석영 윈도우(314)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다.
스핀 구동부(320)는 중공형의 형상을 갖고, 척 스테이지(312)와 결합하여 척 스테이지(312)를 회전시킨다. 척 스테이지(312)가 회전되는 경우, 석영 윈도우(314)는 척 스테이지(312)와 함께 회전될 수 있다. 또한, 지지판(310) 내에 제공되는 구성들은 지지판(310)의 회전으로부터 독립하게 위치될 수 있다. 예컨대, 후술하는 가열 부재(340)는 지지판(310)의 회전으로부터 독립하게 위치될 수 있다.
백노즐부(330)는 기판(W)의 배면에 린스액(DIW)을 분사하기 위해 제공된다. 백노즐부(330)는 노즐 몸체(332) 및 백노즐 분사부(334)를 포함한다. 백노즐 분사부(334)는 척 스테이지(312)와 석영 윈도우(314)의 중앙 상부에 위치된다. 노즐 몸체(332)는 중공형의 스핀 구동부(320) 내에 관통 축설되며, 노즐 몸체(332)의 내부에는 린스액 이동 라인, 가스 공급라인 및 퍼지 가스 공급 라인이 제공될 수 있다.
가열 부재(340)는 공정 진행 중 기판(W)을 가열할 수 있다. 가열 부재(340)는 지지판(310) 내에 배치된다. 가열 부재(340)는 램프(342)를 포함할 수 있다.
가열 부재(340)는 척 스테이지(312)의 상부에 설치된다. 가열 부재(340)는 링 형상으로 제공될 수 있다. 가열 부재(340)는 복수 개로 제공될 수 있다. 가열 부재(340)는 서로 상이한 직경으로 제공될 수 있다. 각각의 가열 부재(340)의 온도는 개별적으로 제어될 수 있다. 가열 부재(340)는 광을 방사하는 램프(342)일 수 있다. 램프(342)는 적외선 영역의 파장을 가지는 광을 방사하는 램프(342)일 수 있다. 램프(342)는 적외선 램프(342)(IR Lamp)일 수 있다. 램프(342)는 적외선을 조사하여 기판(W)을 가열할 수 있다.
가열 부재(340)는 동심의 다수의 구역들로 세분될 수 있다. 각각의 구역에는 각각의 구역을 개별적으로 가열시킬 수 있는 램프(342)들이 제공될 수 있다. 램프(342)들은 척 스테이지(312)의 중심에 대해 상이한 반경 거리에서 동심적으로 배열되는 링 형상으로 제공될 수 있다. 이때, 램프(342)들의 수는 원하는 온도 제어된 정도에 의존하여 가감될 수 있다. 가열 부재(340)는 각각의 개별적인 구역의 온도를 제어함으로써, 공정 진행 동안 기판(W)의 반경에 따라 온도를 연속적으로 증가 또는 감소하게 제어할 수 있다.
지지 유닛(300)은 냉각 부재(미도시), 단열판(미도시), 및 방열판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 냉각 부재는 지지판(310) 내에 배치되어 지지판(310) 내에 냉각 유체를 공급할 수 있다. 예컨대, 냉각 부재는 방열판 내에 형성되는 유로에 냉각 유체를 공급할 수 있다.
단열판은 지지판(310) 내에 배치될 수 있다. 또한, 단열판은 지지판(310) 내에서 가열 부재(340) 아래에 배치될 수 있다. 단열판은 투명한 재질로 제공될 수 있다. 단열판은 투명한 재질로 제공되어 가열 부재(340)가 방사하는 광이 단열판을 투과할 수 있다. 또한, 단열판은 열전도도가 낮은 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 단열판은 방열판보다 열전도도가 낮은 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 단열판은 글래스를 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 단열판은 네오세럼(Neoceram)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 단열판은 글래스 세라믹(Glass ceramic)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 단열판은 세라믹을 포함하는 재질로 제공될 수도 있다.
반사판은 지지판(310) 내에 배치될 수 있다. 또한, 반사판은 지지판(310) 내에서 단열판 아래에 배치될 수 있다. 반사판은 가열 부재(340)가 방사하는 광을 반사하는 재질로 제공될 수 있다. 반사판은 적외선 영역의 파장을 가지는 광을 반사하는 재질로 제공될 수 있다. 반사판은 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 반사판은 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 반사판은 표면이 은(Ag)으로 도금된 은 도금 알루미늄을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
방열판은 단열판에서 전달되는 열을 외부로 방출할 수 있다. 또한, 방열판 내에는 냉각 부재가 공급하는 냉각 유체가 흐르는 유로가 형성될 수 있다. 방열판은 지지판(310) 내에 배치될 수 있다. 또한, 방열판은 지지판 내에서 반사판 아래에 배치될 수 있다. 방열판은 열전도도가 높은 재질로 제공될 수 있다. 예컨대, 방열판은 상술한 단열판보다 열전도도가 높은 재질로 제공될 수 있다. 방열판은 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 방열판은 알루미늄 및/또는 은을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
제1노즐 유닛(410)과 제2노즐 유닛(430) 그리고 제3노즐 유닛(430)은 공정에 따라 기판(W)에 처리유체를 공급하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 여기서 처리유체는 케미칼, 순수, 처리가스, 불활성 가스 등을 포함할 수 있다.
제1노즐 유닛(410)은 제1노즐팁(411), 노즐 암(413), 지지 로드(415), 노즐 구동기(417)를 포함할 수 있다. 제1노즐팁(411)은 공급부(420)를 통해 처리액을 공급받는다. 제1노즐팁(411)은 복수개가 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 노즐팁이 개시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 제1노즐팁(411)은 서로 같은 처리유체 또는 서로 다른 처리 유체를 기판(W) 표면으로 토출할 수 있다. 노즐 암(413)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 제1노즐팁(411)이 장착된다. 노즐 암(413)은 제1노즐팁(411)들을 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 제1노즐팁(411)이 지지 로드(415)를 축으로 스윙 이동한다. 제1노즐팁(411)은 바울(200)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 그리고, 제1노즐팁(411)은 기판(W)의 중심과 가장 자리 영역 사이 구간을 스윙 이동하며 처리유체를 토출할 수 있다.
제2노즐 유닛(430)은 제2노즐팁(431), 노즐 암(433), 지지 로드(435), 노즐 구동기(437)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제2노즐 유닛(430)은 2개의 노즐 암(433)을 구비한 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2노즐팁(431)은 공급부(440)를 통해 처리유체를 공급받는다. 제2노즐팁(431)은 처리유체를 기판(W) 표면으로 토출한다. 노즐 암(433)은 일 방향으로 길이가 길게 제공되는 암으로, 선단에 제2노즐팁(431)이 장착된다. 노즐 암(433)은 제2노즐팁(431)을 지지한다. 노즐 암(433)의 후단에는 지지 로드(435)가 장착된다. 지지 로드(435)는 노즐 암(433)의 하부에 위치한다. 지지 로드(435)는 노즐 암(433)에 수직하게 배치된다. 노즐 구동기(437)는 지지 로드(435)의 하단에 제공된다. 노즐 구동기(437)는 지지 로드(435)의 길이 방향 축을 중심으로 지지 로드(435)를 회전시킨다. 지지 로드(435)의 회전으로 노즐 암(433)과 제2노즐팁(431)이 지지 로드(435)를 축으로 스윙 이동한다. 제2노즐팁(431)은 바울(200)의 외측과 내측 사이를 스윙 이동할 수 있다. 한편, 제3노즐 유닛(450)에 대한 설명은 앞서 언급한 제1,2노즐 유닛과 유사하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이, 본 발명은 기존 챔버 내에 6개로 구성되었던 노즐 유닛을 멀티 노즐팁 구조를 적용함으로써 3개의 노즐 유닛으로 간소화하여 챔버 내의 여유 공간을 확보하였다. 또한, 도 5에서와 같이, 지지 로드(415)의 상하,회전 방향에 대해 구조 개선을 통한 시일(416;seal) 적용으로 해당 부위에서의 밀폐성능을 확보하였다.
배기 유닛(500)은 바울(100)의 내부를 배기할 수 있다. 일 예로, 배기 유닛(500)은 공정시 제1 내지 제3회수통(210, 220, 230)중 처리액을 회수하는 회수통에 배기 압력(흡입 압력)을 제공하기 위한 것이다. 배기 유닛(500)은 배기 덕트(290)와 연결되는 배기 라인(510), 댐퍼(520)를 포함한다. 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 처리 용기(100)의 외벽에 고정 설치된다. 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 언 로딩될 때 지지 유닛(300)이 바울(200)의 상부로 돌출되도록 바울(200)은 하강한다. 또한, 공정이 진행 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기 설정된 회수통들(210, 220, 230)로 유입될 수 있도록 바울(200)의 높이가 조절된다. 바울(200)은 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
도 4는 도 2에 표시된 A-A선을 따라 절취한 단면도이다. 도 4에서는 도면 편의상 노즐 유닛들을 생략하였다.
도 4를 참조하면, 챔버(100)는 제1측면(104)과 제2측면(106)을 포함할 수 있다. 제1측면(104)과 제2측면(106)은 서로 대향되게 배치될 수 있다. 제1측면(104)은 기판이 출입하는 게이트 도어(105)를 갖는다. 제2측면(106)에는 챔버 내부의 유지 보수 작업을 위한 전면 도어(107)가 제공된다.
이너 도어(700)는 제2측면(106)과 제1측면(104) 사이에 제공된다. 처리 공간은 이너 도어(700)에 의해 체적이 감소될 수 있다. 본 발명은 챔버 내부를 3개의 노즐 유닛(410,430,450)으로 간소화하여 기존 프로세스 구역의 체적을 줄일수 있어 이너 도어(700)의 설치 공간을 확보할 수 있는 것이다. 이너 도어(700)는 개폐 가능하게 제공될 수 있다.
이너 도어(700)는 전면 도어(107)와 소정 거리 이격되게 배치되며, 오링과 볼팅으로 체결함으로써 실링 성능을 구현할 수 있다. 한편, 제2측면(106)과 이너 도어(700) 사이의 버퍼공간(790)에는 배기압이 제공될 수 있다. 배기압은 버퍼 공간(790)을 이루는 바닥면에 형성된 배기 포트(710)를 통해 제공된다. 배기포트(710)에는 앞서 언급한 배기 덕트(290)와 연결되는 배기 라인(510)이 연결될 수 있다. 상기와 같이, 챔버(100)는 버퍼 공간(790)의 배기를 통해 밀폐 성능을 확보할 수 있다.
한편, 이너 도어(700)는 상단에 설치면(702)을 갖는다. 설치면(702)에는 지지 유닛에 놓여지는 기판 표면에 대한 영상 데이터를 확득하기 위한 영상 획득 부재(730)가 설치된다. 설치면(702)은 영상 획득 부재(730)가 지지 유닛을 향하도록 경사지게 제공될 수 있다.
영상 획득 부재(730)는 예를 들어, 카메라, 이미지 센서 등으로 구비되며, 지지 유닛(300)의 상부측에 고정 설치된다. 예를 들어, 영상 획득 부재(730)는 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 유닛(300)에 로딩된 기판(W)의 전체 영역을 포함하는 영상 데이터를 획득한다. 영상 획득 부재(730)가 이너 도어(700)의 상단에 경사지게 형성된 설치면(702)에 고정 설치되는 경우에는, 기판 처리 장치의 상부에 배치되는 다른 주변 장치(미도시됨)들과의 간섭없이 영상 데이터 획득이 가능하다. 이러한 영상 데이터(IMAGE)는 비젼 처리부(미도시됨)로 제공될 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100: 챔버
200: 바울
300: 지지 유닛
700 : 이너 도어

Claims (6)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판에 대한 액처리 공정이 이루어지는 처리 공간을 갖는 챔버;
    기판을 지지하며 회전 가능하게 제공되는 지지 유닛;
    처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 유닛을 포함하되;
    상기 챔버는
    기판이 출입하는 게이트 도어를 갖는 제1측면;
    상기 제1측면과 대향되게 제공되고 상기 처리 공간의 유지보수 작업을 위해 제공되는 전면 도어를 갖는 제2측면 그리고 상기 제2측면과 상기 제1측면 사이에 제공되어 상기 처리 공간의 체적을 줄여주는 이너 도어를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2측면과 상기 이너 도어 사이의 버퍼 공간의 기체를 배기하기 위한 배기 수단을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이너 도어는 상기 지지 유닛에 놓여지는 기판 표면에 대한 영상 데이터를 확득하는 영상 획득 부재가 설치되는 설치면을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 설치면은 상기 영상 획득 부재가 상기 지지 유닛을 향하도록 경사지게 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛은
    상기 지지 유닛을 기준으로 일측에 제공되는 제1노즐 유닛;
    상기 지지 유닛을 기준으로 타측에 제공되는 제2노즐 유닛을 포함하되;
    상기 제1노즐 유닛과 상기 제2노즐 유닛은
    적어도 2개의 노즐팁을 갖는 멀티 노즐로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 챔버의 상부에는 상기 제1측면과 상기 이너도어 사이의 처리 공간으로 다운 플로우 기류를 제공하는 팬 필터 유닛이 제공되는 기판 처리 장치.
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