KR20240002000A - 현상 장치 - Google Patents

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KR20240002000A
KR20240002000A KR1020220079039A KR20220079039A KR20240002000A KR 20240002000 A KR20240002000 A KR 20240002000A KR 1020220079039 A KR1020220079039 A KR 1020220079039A KR 20220079039 A KR20220079039 A KR 20220079039A KR 20240002000 A KR20240002000 A KR 20240002000A
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developing device
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이성기
김길종
김학두
허동근
김윤수
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삼성전자주식회사
(주)에스티아이
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 현상 장치는 바디와, 바디에 고정 설치되며 가스가 유동하는 가스 유동로를 구비하는 버퍼 플레이트와, 상기 버퍼 플레이트의 상면에 고정 설치되며 상기 가스 유동로에 연결되는 가스 공급홀을 가지는 진공 플레이트 및 상기 진공 플레이트의 가장자리에 고정 설치되어 상기 가스 공급홀을 통해 제공되는 가스의 유동 경로를 제공하는 슬릿 블럭을 포함하며, 상기 슬릿 블럭은 상기 진공 플레이트와 함께 가스가 유입되는 버퍼 공간과, 상기 버퍼 공간에 연결되며 경사지게 배치되는 제1 유로를 형성한다.

Description

현상 장치{Developing apparatus}
본 발명은 현상 장치에 관한 것이다.
현상(Develop) 방식에는 크게, 기판을 현상액 저장조(Bath)에 담그는 딥(dip) 방식, 현상액을 계속 분사하는 연속 흐름(continuous flow) 방식 및 표면장력을 이용하는 퍼들(puddle) 방식이 있다.
퍼들 방식은 표면 장력을 이용하기 위해 현상액을 분사한 후 기판을 정지상태로 유지한 채 현상을 진행한다. 그런데, 기판 위로 분사된 현상액이 기판의 측면을 따라 흘러 기판 하부로 유입되어 기판의 하면을 오염시키는 문제가 있다.
그리고, 이와 같이 현상액이 기판의 하면으로 유입되어 기판의 하면을 오염시키면 현상 장치에 구비되는 기판 흡착부의 고장을 유발하는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 기판의 하면 오염을 저감시킬 수 있는 현상 장치를 제공하는 것이다.
예시적인 실시예에 따른 현상 장치는 바디와, 바디에 고정 설치되며 가스가 유동하는 가스 유동로를 구비하는 버퍼 플레이트와, 상기 버퍼 플레이트의 상면에 고정 설치되며 상기 가스 유동로에 연결되는 가스 공급홀을 가지는 진공 플레이트 및 상기 진공 플레이트의 가장자리에 고정 설치되어 상기 가스 공급홀을 통해 제공되는 가스의 유동 경로를 제공하는 슬릿 블럭을 포함하며, 상기 슬릿 블럭은 상기 진공 플레이트와 함께 가스가 유입되는 버퍼 공간과, 상기 버퍼 공간에 연결되며 경사지게 배치되는 제1 유로를 형성한다.
기판의 하면 오염을 저감시킬 수 있는 현상 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 버퍼 플레이트, 진공 플레이트 및 슬릿 블럭을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 버퍼 플레이트, 진공 플레이트 및 슬릿 블럭의 일 영역을 나타내는 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 버퍼 공간과 제1 유로를 설명하기 위한 절개 사시도이다.
도 5는 제2 유로를 형성하는 갭의 크기에 따른 제2 유로를 통해 도출되는 가스의 유속을 나타내는 그래프이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치에 구비되는 슬릿 블럭 2개가 결합되는 영역을 나타내는 설명도이다.
도 7은 가스의 유동 경로를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 진공 플레이트 및 슬릿 블럭을 나타내는 개략 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 버퍼 플레이트, 진공 플레이트 및 슬릿 블럭을 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 버퍼 플레이트, 진공 플레이트 및 슬릿 블럭의 일 영역을 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 현상 장치(100)는 바디(110), 버퍼 플레이트(120), 진공 플레이트(130), 슬릿 블럭(140)을 포함하여 구성될 수 있다.
바디(110)는 버퍼 플레이트(120), 진공 플레이트(130), 슬릿 블럭(140)이 내부에 배치되는 내부 공간을 가질 수 있다. 한편, 바디(110)에는 진공 플레이트(130)에 흡착되는 기판(102) 또는 웨이퍼가 입출되는 셔터(112)가 구비될 수 있다. 한편, 바디(110)의 상부에는 현상액이 기판(102)의 상면으로 공급될 수 있도록 현상액 공급부(미도시)가 구비될 수 있다. 한편, 바디(110)에는 진공 플레이트(130)에 안착되는 기판(102)의 승강을 위한 리프트 핀(114)이 설치될 수 있다. 일예로서, 바디(110)는 공정 챔버(미도시)의 내부에 설치되어 외부와 격리되도록 배치될 수 있다.
버퍼 플레이트(120)는 바디(110)에 고정 설치된다. 그리고, 버퍼 플레이트(120)의 상부에 진공 플레이트(130)가 배치될 수 있다. 한편, 버퍼 플레이트(120)에는 가스가 유동하는 가스 유동로(122)가 구비될 수 있다. 가스 유동로(122)로 유동하는 가스는 기판(102)에 공급되는 현상액이 기판(102)의 하면으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
진공 플레이트(130)는 버퍼 플레이트(120) 상면에 고정 설치되며 가스 유동로(122)에 연결되는 가스 공급홀(131)을 구비할 수 있다. 가스 공급홀(131)은 가스 유동로(122)보다 좁은 단면을 가질 수 있으며, 후술할 버퍼 공간(142)으로 가스를 공급한다. 한편, 진공 플레이트(130)에는 기판(102)의 흡착을 위한 복수개의 진공홀(132)을 구비할 수 있다. 진공홀(132)은 진공 플레이트(130)의 상면에 안착되는 기판(102)을 진공 플레이트(130)에 흡착하도록 하는 역할을 수행한다. 또한, 진공홀(132)은 진공 플레이트(130)의 상면에 안착되는 기판(102)에 워피지가 발생되는 것을 방지하여 기판(102)이 평평한 상태를 유지하도록 하는 역할을 수행한다.
이를 위해, 진공홀(132)은 중앙부에서보다 가장자리에 많은 개수가 배치될 수 있다. 그리고, 일예로서 기판(102)의 흡착 시 진공 플레이트(130)의 중앙부에 배치되는 진공홀(132)을 통해 기판(102)을 흡착한 후 순차적으로 가장자리에 배치되는 진공홀(132)과 모서리 측에 배치되는 진공홀(132)을 통해 기판(102)을 흡착할 수 있다. 이에 따라, 기판(102)에 발생되는 워피지를 저감시킬 수 있다. 일예로서, 진공홀(132)이 배치되는 영역은 기판(102) 면적의 대략 85% 이상일 수 있다.
그리고, 진공 플레이트(130)에 기판(102)이 흡착되는 경우 기판(102)과 진공 플레이트(130)의 접촉 면적은 기판(102) 면적의 90% 이상일 수 있다. 만약, 진공 플레이트(130)와 기판(102)의 접촉 면적이 기판(102) 면적의 90% 작은 경우 기판(102)에 워피지가 발생될 위험성이 높아진다. 이에 따라, 기판(102)의 워피지 발생을 방지하기 위하여 기판(102)과 진공 플레이트(130)의 접촉 면적이 기판(102) 면적의 90% 이상이 되도록 한다. 다만, 기판(102)의 가장자리는 진공 플레이트(130)로부터 돌출되도록 배치된다.
한편, 진공 플레이트(130)에는 리프트 핀(114)이 설치되는 설치홀(133)이 구비될 수 있다. 또한, 진공 플레이트(130)는 대략 사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 안착되는 기판(102) 또는 웨이퍼의 형상에 따라 다양한 형상으로 변경 가능할 것이다.
그리고, 진공 플레이트(130)에는 기판(102)으로부터 흘러 넘친 액체(예를 들어, 현상액)가 진공 플레이트(130)의 외측으로 유동되도록 안내하는 경사면(134)이 구비될 수 있다. 경사면(134)은 슬릿 블럭(140)으로부터 연장되도록 배치되며, 경사면(134)에 의해 액체가 진공 플레이트(130)의 외측으로 유동하므로 액체가 역류하여 기판(102)의 저면을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
한편, 일예로서 진공 플레이트(130)에는 도 4에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 후술할 버퍼 공간(142)으로 가스를 공급하는 가스 공급홀(131)이 버퍼 공간(142)의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 단차부(135)가 구비되며, 가스 공급홀(131)의 끝단은 단차부(135)의 상면으로 개구된다. 이에 따라, 버퍼 공간(142)에 액체가 유입되더라도 유입된 액체가 가스 공급홀(131)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
슬릿 블럭(140)은 진공 플레이트(130)의 가장자리에 고정 설치되어 가스 공급홀(132)을 통해 제공되는 가스의 유동 경로를 제공한다. 일예로서, 슬릿 블럭(140)은 진공 플레이트(130)의 가장자리에 결합되도록 4개가 진공 플레이트(130)에 설치될 수 있다. 한편, 도 4에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 슬릿 블럭(140)은 진공 플레이트(130)와 함께 가스가 유입되는 버퍼 공간(142)과, 버퍼 공간(142)에 연결되며 경사지게 배치되는 제1 유로(144)를 형성한다. 버퍼 공간(142)은 균일한 양의 가스가 기판(102)의 하면으로 공급될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 가스 공급홀(132)을 통해 공급되는 가스는 일정한 양과 일정한 압력과 속도로 제1 유로(144)로 공급될 수 있다. 한편, 슬릿 블럭(140)은 진공 플레이트(130)에 기판(102)이 흡착되는 경우 기판(102)의 가장자리와 함께 제1 유로(144)에 연결되는 제2 유로(146)를 형성한다. 이에 따라, 기판(102)의 하면으로 현상액이 유입되는 것을 방지할 수 있는 것이다. 다시 말해, 가스가 제2 유로(146)를 따라 토출됨으로써 기판(102)의 하면으로 액체가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 일예로서 기판(102)과 함께 제2 유로(146)를 형성하는 슬릿 블럭(140)의 상면은 끝단이 기판(102)의 끝단과 일치하도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 슬릿 블럭(140)의 상면 끝단은 기판(102)의 끝단으로부터 돌출되도록 배치될 수도 있다.
한편, 제2 유로(146)의 단면적은 가스 공급홀(131)의 단면적의 70% 이하일 수 있다. 이에 따라, 제2 유로(146)를 통해 토출되는 가스의 압력이 액체(예를 들어 현상액)의 모세관 현상으로 인한 침투압보다 큰 압력을 가질 수 있다. 만약, 제2 유로(146)의 단면적이 가스 공급홀(131)의 단면적의 70%보다 큰 경우 제2 유로(146)를 통해 유동하는 가스의 압력이 액체의 모세관 현상으로 인한 침투압보다 작아져 기판(102)의 하면으로 유입된 액체가 제2 유로(146) 측으로 유입될 수 있다. 이러한 경우 기판(102)의 하면이 오염될 수 있다. 하지만, 제2 유로(146)의 단면적은 가스 공급홀(131)의 단면적의 70% 이하이므로, 액체(예를 들어 현상액)에 의한 기판(102)의 하면이 오염되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
일예로서, 기판(102)의 하면과 슬릿 블럭(140)의 상면과의 갭(G)은 0.05 ~ 0.01 mm일 수 있다. 이러한 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 유로(146)을 따라 유동하는 가스의 최소 속도는 대략 34m/s일 수 있다. 일예로서, 제2 유로(146)을 따라 유동하는 가스의 속도는 도 5에 도시된 바와 같이 34m/s ~ 130m/s일 수 있다. 한편, 제2 유로(146) 따라 유동하는 가스의 속도가 34m/s 미만인 경우 액체의 모세관 현상으로 인해 기판(102)의 하면 측으로 유입되는 액체가 제2 유로(146)로 유입될 수 있다. 또한, 제2 유로(146) 따라 유동하는 가스의 속도가 130m/s보다 큰 경우 제2 유로(146)를 통해 유동하는 가스의 속도가 너무 빨라 액체가 비산되면서 기판(102)의 오염이 발생될 위험이 있다.
한편, 제1 유로(144)의 단면적은 제2 유로(146)의 단면적과 같거나 작을 수 있다. 이에 따라, 액체(예를 들어 현상액)이 제2 유로(146)로 유입되는 것을 보다 더 저감시킬 수 있다.
그리고, 도 6에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 슬릿 블럭(140)의 일단부에는 돌출턱(148)이 구비되며, 슬릿 블럭(140)의 타단부에는 돌출턱(148)에 대응되는 홈(149)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 이웃하는 슬릿 블럭(140)과의 결합 시 돌출턱(148)이 홈(149)에 삽입되면서 결합된다.
이와 같이, 슬릿 블럭(140)이 결합되는 영역에 돌출턱(148)과 홈(149)이 배치됨으로써 결합되는 영역으로 액체가 유입되는 것을 보다 더 방지할 수 있는 것이다.
또한, 슬릿 블럿(140)에는 도 4에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 조립턱(150)이 구비되며, 조립턱(150)은 진공 플레이트(130)의 경사면(134)에 구비되는 조립홈(134a)에 삽입 결합된다. 이에 따라, 슬릿 블럭(140)과 진공 플레이트(130)가 결합되는 영역으로 액체가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
기판(102)의 하면 측으로 액체(예를 들어 현상액)가 유입되지 못하도록 하는 가스의 유동 경로에 대하여 다시 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이, 버퍼 플레이트(120)의 가스 유동로(122)를 통해 가스가 공급된다. 이후, 가스 유동로(122)를 따라 유동하는 가스는 진공 플레이트(130)의 가스 공급홀(132)을 통해 유동하고, 버퍼 공간(142)의 바닥면으로부터 이격 배치되는 단차부(135)의 상면으로 개구된 가스 공급홀(132)로부터 토출되면서 버퍼 공간(142)으로 가스가 유입된다. 버퍼 공간(142)으로 유입된 가스는 슬릿 블럭(140)과 진공 플레이트(130)에 의해 형성되는 제1 유로(144)를 따라 유동한다. 이후, 가스는 슬릿 블럭(140)의 상면과 기판(102)의 하면에 의해 형성되는 제2 유로(146)을 따라 유동되면서 외부로 토출된다. 이에 따라, 제2 유로(146)로부터 토출되는 가스가 기판(102)의 가장자리를 따라 전체적으로 고르게 분사될 수 있다. 나아가, 제2 유로(146)의 단면적이 가스 공급홀(131)의 단면적의 70% 이하로 형성되므로, 제2 유로(146)를 통해 토출되는 가스의 압력이 액체(예를 들어 현상액)의 모세관 현상으로 인한 침투압보다 큰 압력을 가질 수 있다. 이에 따라, 기판(102)의 상면으로 공급되는 액체(예를 들어 현상액)가 기판(102)의 하면으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제2 유로(146)를 통해 가스가 유동하여 토출됨으로써 기판(102)의 하면이 오염되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 현상 장치의 진공 플레이트 및 슬릿 블럭을 나타내는 개략 구성도이다.
도 8을 참조하면, 진공 플레이트(230)는 중앙부에 웨이퍼가 안착되는 안착부(232)를 구비하며 안착부(232)의 주위에는 슬릿 블럭(240)이 배치될 수 있다. 그리고, 슬릿 블럭(240)과 진공 플레이트(230)는 상기한 실시예에서와 같이 버퍼 공간(미도시)과 제1 유로(미도시)를 형성하고, 슬릿 블럭(240)과 진공 플레이트(230)에 안착되는 웨이퍼에 의해 제2 유로(미도시)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 원판 형상을 가지는 웨이퍼를 현상하는 현상장치에도 상기한 본 발명의 기술적 사상이 채용될 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 현상 장치
110 : 바디
120 : 버퍼 플레이트
130 : 진공 플레이트
140 : 슬릿 블럭

Claims (10)

  1. 바디;
    바디에 고정 설치되며 가스가 유동하는 가스 유동로를 구비하는 버퍼 플레이트;
    상기 버퍼 플레이트의 상면에 고정 설치되며 상기 가스 유동로에 연결되는 가스 공급홀을 가지는 진공 플레이트;
    상기 진공 플레이트의 가장자리에 고정 설치되어 상기 가스 공급홀을 통해 제공되는 가스의 유동 경로를 제공하는 슬릿 블럭;
    을 포함하며,
    상기 진공 플레이트에는 기판이 흡착되며, 상기 기판과 상기 진공 플레이트의 접촉 면적은 상기 기판 면적의 90% 이상이며,
    상기 슬릿 블럭은 상기 진공 플레이트와 함께 가스가 유입되는 버퍼 공간과, 상기 버퍼 공간에 연결되며 경사지게 배치되는 제1 유로를 형성하고,
    상기 진공 플레이트에 상기 기판이 흡착되는 경우 상기 슬릿 블럭은 상기 기판의 가장자리와 함께 제1 유로에 연결되는 제2 유로를 형성하는 현상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유로는 상기 기판의 저면을 따라 상기 기판의 저면과 평행한 방향으로 배치되는 현상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유로의 단면적은 상기 가스 공급홀의 단면적의 70% 이하인 현상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 유로의 갭은 0.05 ~ 0.1 mm인 현상 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 유로를 통해 유동하는 가스의 유속을 34 m/s ~ 130 m/s인 현상 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유로의 단면적은 상기 제2 유로의 단면적과 같거나 작은 현상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진공 플레이트는 기판의 흡착을 위한 복수개의 진공홀이 구비되며, 상기 진공홀은 상기 진공 플레이트의 중앙부보다 가장자리에서의 갯수가 많은 현상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진공 플레이트에는 기판으로부터 흘러 넘친 액체를 상기 진공 플레이트의 외측으로 안내하는 경사면이 구비되는 현상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 블럭에는 상기 경사면에 배치되는 조립홈에 삽입되는 조립턱이 구비되며,
    상기 슬릿 블럭의 일단부에는 돌출턱이 구비되며, 상기 슬릿 블럭의 타단부에는 상기 돌출턱에 대응되는 홈이 구비되는 현상 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급홀은 상기 버퍼 공간이 바닥면으로부터 이격 배치되는 단차부에서 개방되는 현상 장치.
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