KR101968488B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 세정 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판의 비처리면을 세정 처리하는 장치는 기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛, 기판의 패턴이 형성된 처리면이 아래를 향하도록, 그리고 기판의 비패턴면인 비처리면이 위를 향하도록 기판을 반전시키는 반전 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 반전된 상태로 지지되는 기판의 비처리면을 세정 처리하는 세정 유닛을 포함하되, 상기 세정 유닛은 기판의 비처리면으로 세정액을 미스트 방식으로 공급하는 세정 노즐을 포함한다. 이로 인해 세정액과 기판 간에 타력이 발생되며, 비처리면에 잔류되는 공정 부산물을 제거할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 세정 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막 증착등의 다양한 공정들이 수행된다. 각각의 공정에서 생성된 오염물 및 파티클을 제거하기 위해 각각의 공정이 진행되기 전 또는 후 단계에는 기판을 세정하는 세정 공정이 실시된다.
이 중 액침 노광(Immersion lithography) 공정이 수행된 기판에는 브러시 세정 공정이 수행된다. 액침(Immersion) 방식으로 노광 공정이 진행되는 경우, 기판의 저면인 비패턴면에는 다량의 이물들이 부착되는 이멀전 디펙트(Immersion Defect)가 발생된다. 이에 따라 기판의 비패턴면을 브러시 세정 처리하는 공정이 필수적으로 진행되어야 한다.
일반적으로, 브러시 세정 공정은 기판의 비패턴면을 세정 처리하는데 적용된다. 브러시 세정 공정은 기판을 반전시키고, 도 1과 같이, 반전된 기판(W)의 비패턴면(Wb)을 브러시(2)로 물리 세정한다. 기판(W)의 비패턴면(Wb)을 물리 세정하는 중에는 그 세정 효율을 향상시키기 위해 비패턴면(Wb)으로 세정액이 공급된다. 비패턴면(Wb)에는 세정액에 의한 액막이 형성되며, 브러시(2)는 액막이 형성된 비패턴면(Wb)을 물리 세정한다. 이후에 기판을 회전시켜 기판을 건조 처리한다. 기판을 건조 처리하는 공정 중에는 기판을 고속으로 회전시켜 기판 상에 잔류되는 액막을 제거한다.
그러나 기판 상에 잔류되는 액막을 건조 처리하기 위해서는 매우 많은 시간이 소요되며, 이는 생산성을 저하시킨다.
본 발명은 액침 노광 공정의 진행시 발생하는 이머젼 디펙트(Immersion Defect)를 감소시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 기판의 비패턴면인 저면을 브러시없이 세정 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판의 저면을 세정 처리하는데에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 세정 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판의 비처리면을 세정 처리하는 장치는 기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛, 기판의 패턴이 형성된 처리면이 아래를 향하도록, 그리고 기판의 비패턴면인 비처리면이 위를 향하도록 기판을 반전시키는 반전 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 반전된 상태로 지지되는 기판의 비처리면을 세정 처리하는 세정 유닛을 포함하되, 상기 세정 유닛은 기판의 비처리면으로 세정액을 미스트 방식으로 공급하는 세정 노즐을 포함한다.
상기 기판 지지 유닛은 지지판, 상기 지지판을 지지하는 회전축, 그리고 상기 회전축을 회전시키는 구동기를 포함하고, 상기 세정 유닛은 상기 세정 노즐에 세정액을 공급하며, 밸브가 설치되는 액 공급 라인을 포함하되, 상기 장치는 상기 기판 지지 유닛 및 상기 세정 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 제1속도로 회전되는 기판의 비처리면에 세정액을 공급하여 기판의 비처리면을 세정 처리하고, 이후에 세정액의 공급을 중지하고 기판을 상기 제1속도와 상이한 제2속도로 회전되도록 상기 구동기 및 상기 밸브를 제어할 수 있다. 상기 제2속도는 상기 제1속도보다 빠른 속도로 제공될 수 있다. 상기 제어기는 세정액의 공급이 중지되는 동시에 기판을 상기 제1속도에서 상기 제2속도로 회전시킬 수 있다.
기판의 비처리면을 세정 처리하는 방법은 상기 기판을 제1속도로 회전시키고, 상기 비처리면에 세정액을 공급하는 세정 처리 단계 및 상기 세정 처리 단계 이후에, 상기 기판을 상기 제2속도로 회전시켜 상기 비처리면을 건조하는 건조 처리 단계를 포함하되, 상기 세정액은 미스트 방식으로 토출된다.
상기 제2속도는 상기 제1속도보다 빠른 속도로 제공될 수 있다. 상기 세정액의 공급이 중지되는 동시에 상기 건조 처리 단계가 진행될 수 있다. 상기 세정액에 의해 상기 비처리면에 가해지는 압력은 400 내지 430 킬로파스칼(kPa)일 수 있다. 상기 세정 처리 단계에서 상기 세정액의 공급 영역은 상기 기판의 중심 및 가장자리 영역 간에 이동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 비처리면에는 미스트 방식으로 세정액이 공급된다. 이로 인해 세정액과 기판 간에 타력이 발생되며, 비처리면에 잔류되는 공정 부산물을 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 비처리면에는 미스트 방식으로 세정액이 공급된다. 이로 인해 기판의 비처리면에는 적하 방식으로 액이 공급되는 것보다 얇은 액막이 형성되고, 이를 건조시키는 건조 단계에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 일반적으로 기판의 비패턴면을 브러시 세정 처리하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 기판 지지 유닛을 확대해 보여주는 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 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.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정, 그리고 액침 노광 전후에 요구되는 노광 전후 처리 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이고, 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본단면도이며, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이고, 도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다. 기판 세정 장치(800)는 인터페이스 모듈(700) 내에 제공될 수 있으며, 이와 달리 기판 세정 장치(800)는 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치(900)가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 인터페이스 모듈(700), 그리고 기판 세정 장치(800)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.
제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.
냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버들(420), 레지스트 도포 챔버들(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.
레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(420)는 냉각 플레이트(421) 또는 가열 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(421)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(423)이 제공된다. 또한 가열 플레이트(422)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(424)이 제공된다. 냉각 플레이트(421)와 가열 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(420)들 중 일부는 냉각 플레이트(421)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(422)만을 구비할 수 있다.
현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(5402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 챔버(460)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(470)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(470)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다.
현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상 챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(470)는 냉각 플레이트(471) 또는 가열 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제 2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 제 2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 제 3 방향(16)을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 제 1 방향(12)을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제 1 냉각 챔버(530)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 배치된다.
제 2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 기판(W)을 운반한다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 제 1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제 1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 기판들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 전처리 모듈(601)은 후처리 모듈(602)의 상부에 위치된다. 전처리 모듈(601)은 도포 모듈(401)과 동일한 높이로 제공된다. 후처리 모듈(602)은 현상 모듈(402)과 동일한 높이로 제공된다. 전처리 모듈(601)은 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 챔버(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 챔버(620)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 챔버(610)와 베이크 챔버(620)는 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 챔버(610)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 챔버(610)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 챔버(620)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 챔버(620)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(630)는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 반송 챔버(630)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 전처리 로봇(632)은 보호막 도포 챔버들(610), 베이크 챔버들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 이송한다. 전처리 로봇(632)은 핸드(633), 아암(634), 그리고 지지대(635)를 가진다. 핸드(633)는 아암(634)에 고정 설치된다. 아암(634)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 아암(634)은 지지대(635)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(635)에 결합된다.
보호막 도포 챔버(610)는 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 챔버(610)는 하우징(611), 지지 플레이트(612), 그리고 노즐(613)을 가진다. 하우징(611)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(612)는 하우징(611) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(613)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(612)는 고정된 상태로 제공될 수 있다. 보호액은 발포성 재료를 포함한다. 보호액은 포토 레지스터 및 물과의 친화력이 낮은 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 보호액은 불소계의 용제를 포함할 수 있다. 보호막 도포 챔버(610)는 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 챔버(620)는 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 가열 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 챔버(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버들(620) 중 일부는 가열 플레이트(622) 만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(621) 만을 구비할 수 있다.
후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(680)는 상부에서 바라볼 때 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(680)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 반송 챔버(680) 내에는 후처리 로봇(682)이 위치된다. 후처리 로봇(682)은 세정 챔버들(660), 노광 후 베이크 챔버들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 운반한다. 후처리 모듈(602)에 제공된 후처리 로봇(682)은 전처리 모듈(601)에 제공된 전처리 로봇(632)과 동일한 구조로 제공될 수 있다.
세정 챔버(660)는 노광 공정 이후에 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 그 내부에 냉각 플레이트(671)를 더 구비할 수 있다. 냉각 플레이트(671)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(673)이 제공된다. 또한, 선택적으로 냉각 플레이트(671)만을 가진 베이크 챔버가 더 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다. 또한, 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(680)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 보호막 도포 챔버(610)와 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 챔버(620)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 기판 세정 장치(800), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.
인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 기판 세정 장치(800), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 2 버퍼 로봇(560)과 대체로 유사한 구조를 가진다.
제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 후처리 모듈(602)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 2 버퍼(730)의 하우징(4531)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판(W)에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
기판 세정 장치(800)는 인터페이스 모듈(700) 내에 배치될 수 있다. 기판 세정 장치(800)는 현상 모듈(402)과 동일한 높이에 위치될 수 있다. 구체적으로, 기판 세정 장치(800)는 인터페이스 로봇(740)을 중심으로 제 1 버퍼(720)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 이와 달리 기판 세정 장치(800)는 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치(900)가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다. 기판 세정 장치(800)은 노광 전후 처리 모듈(600)에서 포토레지스트의 보호를 위한 보호막이 도포된 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행한다. 본 실시예에는 기판 세정 장치(800)가 노광 처리 후에 기판을 세정 처리하는 장치로 설명한다. 선택적으로 기판 세정 장치(800)는 노광 처리 전에 기판을 세정 처리하는 장치로 제공될 수 있다.
기판 세정 장치(800)는 기판(W)의 비패턴면인 비처리면 즉 저면을 세정 처리하는 기판 처리 장치(1000)로 제공된다. 기판 처리 장치(1000)는 브러시 없이 기판(W)의 비처리면을 세정 처리한다. 미스트 방식으로 토출되는 세정액을 이용하여 세정 공정을 수행한다. 도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 6 및 7을 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 처리 용기(1100), 기판 지지 유닛(1200), 승강 유닛(1300), 반전 유닛(1400), 세정 유닛(1500), 그리고 제어기(1900)를 포함한다.
처리 용기(1100)는 내부에 기판(W)을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(1100)는 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 처리 용기(1100)의 내측 공간(1110)은 액이 유입되는 공간으로 기능한다. 처리 용기(1100)의 저면에는 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(1130)이 연결된다. 처리 용기(1100)에 유입된 액은 회수 라인(1130)을 통해 외부로 배출한다. 배출된 액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
기판 지지 유닛(1200)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 도 8은 도 7의 기판 지지 유닛을 확대해 보여주는 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 기판 지지 유닛(1200)은 지지판(1220), 회전축(1240), 척핀(1260), 그리고 리프트 어셈블리를 포함한다. 지지판(1220)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 지지판(1220)의 상면에는 복수 개의 핀 홀(미도시)들이 형성된다. 핀 홀(미도시)들은 상하 방향을 향하도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 핀 홀(미도시)들은 원주 방향을 따라 배열된다. 핀 홀들(미도시)은 척핀(1260)보다 지지판(1220)의 중심에 가깝게 위치된다. 예컨대, 핀 홀들(미도시)은 3 개일 수 있다. 지지판(1220)의 저면에는 구동기(1242) 의해 회전 가능한 회전축(1240)이 고정 결합된다.
척핀(1260)은 기판(W)의 측단을 척킹한다. 척핀(1260)은 복수 개 제공된다. 척핀(1260)은 지지판(1220)의 중심보다 지지판(1220)의 끝단에 더 가깝게 위치된다. 척핀(1260)은 지지판(1220)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(1260)은 지지판(1220)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(1260)은 지지판(1220)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 지지판(1220)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판 지지 유닛(1200)에 기판(W)이 로딩 또는 언로딩시에는 척핀(1260)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시에는 척핀(1260)은 지지 위치에 위치된다. 지지위치의 척핀(1260)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
리프트 어셈블리는 기판(W)을 지지판(1220)으로부터 들어올리거나 내려놓는다. 리프트 어셈블리는 복수 개의 리프트핀(1280)들을 포함한다. 리프트핀(1280)들은 핀 홀(미도시)과 동일 개수로 제공된다. 핀 홀(미도시)들 각각에는 리프트핀(1280)이 제공된다. 각각의 리프트핀(1280)은 핀 구동 부재(미도시)에 의해 승강 위치 또는 하강 위치로 이동 가능하다. 각각의 리프트핀(1280)은 서로 동일 높이를 가지도록 이동된다. 여기서 승강 위치는 리프트핀(1280)의 상단이 척핀(1260)보다 높게 제공되는 위치이고, 하강 위치는 리프트핀(1280)의 상단이 핀 홀(미도시)에 제공되는 위치로 정의한다. 선택적으로 기판(W)이 기판 지지 유닛(1200)에 로딩 시에는 리프트핀(1280)의 상단이 척핀(1260)에 대응되는 높이로 이동될 수 있다.
다시 도 6 및 7을 참조하면, 승강 유닛(1300)은 처리 용기(1100)와 지지판(1220) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(1300)은 처리 용기(1100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(1100)가 상하로 이동됨에 따라 지지판(1220)에 대한 처리 용기(1100)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(1300)은 브라켓(1320), 이동축(1340), 그리고 승강 구동 부재(1360)를 가진다. 브라켓(1320)은 처리 용기(1100)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(1320)에는 승강 구동 부재(1360)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(1340)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지판(1220)에 놓이거나, 지지판(1220)으로부터 들어올려 질 때 지지판(1220)이 처리 용기(1100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(1100)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 액이 처리 용기(1100)에 유입될 수 있도록 처리 용기(1100)의 높이가 조절한다.
상술한 바와 달리 승강 유닛(1300)은 처리 용기(1100) 대신 지지판(1220)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
반전 유닛(1400)은 기판(W)의 패턴면인 처리면(Wa)과 비패턴면인 비처리면(Wb)이 서로 반대로 위치되도록 기판(W)을 반전시킨다. 반전 유닛(1400)은 홀딩부(1420), 승강부(1440), 그리고 반전부(1460)를 포함한다. 홀딩부(1420)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 홀딩부(1420)의 내측면에는 기판(W)의 측부를 그립 가능한 그립 부재가 위치된다.
승강부(1440)는 처리 용기(1100)의 일측에 위치된다. 승강부(1440)는 홀딩부(1420) 및 반전부(1460)를 상하 방향으로 이동시킨다. 승강부(1440)는 길이 방향이 상하 방향을 향하는 로드 형상을 가질 수 있다.
반전부(1460)는 승강부(1440)와 홀딩부(1420)를 서로 연결한다. 반전부(1460)의 일단에는 홀딩부(1420)가 연결되고, 이와 반대되는 타단에는 승강부(1440)가 연결된다. 반전부(1460)는 길이 방향이 수평 방향을 향하는 바 형상을 가질 수 있다. 반전부(1460)는 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 이에 따라 홀딩부(1420)는 180°또는 360°로 회전 가능하다.
세정 유닛(1500)은 기판(W) 상에 미스트 방식으로 세정액을 공급한다. 세정 유닛(1500)은 기판(W)의 비패턴면에 세정액을 공급한다. 세정 유닛(1500)은 지지축(1520), 구동기(1550), 아암(1540), 그리고 노즐(1560)을 포함한다. 지지축(1520)은 처리 용기(1100)의 일측에 위치된다. 지지축(1520)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지축(1520)의 하단에는 구동기(1550)가 결합된다. 구동기(1550)는 지지축(1520)이 회전 가능하도록 지지축(1520)에 구동력을 제공한다. 아암(1540)은 지지축(1520)의 상단에 고정 결합된다. 아암(1540)은 지지축(1520)으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 아암(1540)의 끝단 저면에는 노즐(1560)이 설치된다. 지지축(1520)이 회전됨에 따라, 노즐(1560)은 공정 위치와 대기 위치로 회전 이동된다. 공정 위치는 노즐(1560)이 처리 용기(1100)의 상부에서 마주하는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 노즐(1560)에는 가스 공급 라인(1592) 및 액 공급 라인(1582)이 각각 연결된다. 액 공급 라인(1582)은 노즐(1560)에 세정액을 공급하고, 가스 공급 라인(1592)은 노즐(1560)에 가스를 공급한다. 액 공급 라인(1582)에는 액 조절 밸브(1584)가 설치되고, 가스 공급 라인(1592)에는 가스 조절 밸브(1594)가 설치된다. 각각의 밸브(1584,1594)는 각 라인(1582,1592)을 개폐한다. 예컨대, 세정액은 순수이고, 가스는 비활성 가스일 수 있다. 노즐(1560)은 이류체 노즐(1560)일 수 있다.
제어기(1900)는 기판 지지 유닛(1200) 및 세정 유닛(1500)을 제어한다. 제어기(1900)는 기판(W)을 제1속도(Va) 또는 제2속도(Vb)로 회전되도록 기판 지지 유닛(1200)의 구동기(1242)를 제어한다. 또한 제어기(1900)는 세정액의 유량을 조절하도록 액 조절 밸브(1584) 및 가스 조절 밸브(1594)를 제어한다. 일 예에 의하면, 제1속도(Va) 및 제2속도(Vb)는 상이한 속도일 수 있다. 제2속도(Vb)는 제1속도(Va)보다 빠른 속도일 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)의 비처리면(Wb)을 세정 처리하는 방법을 설명한다. 도 9 내지 도 13은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 9 내지 도 13을 참조하면, 기판(W)의 비처리면(Wb)을 세정 처리하는 방법은 기판 반전 단계, 세정 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계를 포함한다. 기판 반전 단계, 세정 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계는 순차적으로 진행된다.
기판 반전 단계에는 처리면(Wa)이 위를 향하고, 비처리면(Wb)이 아래를 향하도록 기판 지지 유닛(1200)에 기판(W)이 놓여지면, 반전 유닛(1400)은 처리면(Wa)과 비처리면(Wb)이 서로 반대편을 향하도록 기판(W)을 반전시킨다. 이에 따라 처리면(Wa)은 아래를 향하고, 비처리면(Wb)은 위를 향하도록 기판 지지 유닛(1200)에 기판(W)이 놓여진다.
세정 처리 단계에는 기판(W)은 제1속도(Va)로 회전되고, 기판(W)의 비처리면(Wb)으로 세정액을 공급한다. 세정액은 미스트 방식으로 토출된다. 세정액의 타력에 의해 기판(W) 상에 잔류되는 공정 부산물은 제거된다. 노즐(1560)은 세정액의 공급 영역이 비처리면(Wb)의 중앙 영역 및 가장자리 영역으로 변경되도록 이동되면서 세정액을 공급한다. 일 예에 의하면, 세정액에 의해 비처리면(Wb)에 가해지는 압력은 400 내지 430 킬로파스칼(kPa) 일 수 있다. 세정 처리 단계가 완료되면, 세정액의 공급은 중지된다.
세정 처리 단계가 완료되면, 건조 처리 단계가 진행된다. 세정액의 공급이 중지되는 동시에 건조 처리 단계가 진행된다. 건조 처리 단계에는 기판(W)을 제2속도(Vb)로 회전시킨다. 이에 따라 비처리면(Wb) 상에 잔류된 세정액은 건조 처리된다.
본 실시예에는 기판(W)의 비처리면(Wb)에 세정액을 미스트 방식으로 공급한다. 이로 인해 세정 처리 단계에는 비처리면(Wb) 상에 액막이 형성되며, 이는 적하 방식의 액 공급보다 얇은 두께의 액막이다. 이로 인해 비처리면(Wb) 상에 형성된 액막을 건조 처리하는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한 본 실시예에는 기판(W)의 비처리면(Wb)을 세정 처리하는 중에 브러시와 같은 물리 접촉 세정이 수행되지 않는다. 이로 인해 물리적 접촉으로 인한 스크래치가 기판(W)에 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에는 비처리면(Wb)과 세정액 간에 타력으로 인해 비처리면(Wb)에 잔류되는 공정 부산물을 제거한다. 이로 인해 물리 접촉 세정과 동일한 효과를 가지도록 비처리면(Wb)을 세정 처리할 수 있다.
다음에는 도 1의 기판 처리 설비(1)를 이용하여 공정을 수행하는 일 예를 설명한다.
기판들(W)이 수납된 카세트(20)는 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인다. 도어 오프너에 의해 카세트(20)의 도어가 개방된다. 인덱스 로봇(220)은 카세트(20)로부터 기판(W)을 꺼내어 제 2 버퍼(330)로 운반한다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330)에 보관된 기판(W)을 제 1 버퍼(320)로 운반한다. 도포부 로봇(432)은 제 1 버퍼(320)로부터 기판(W)을 꺼내어 도포 모듈(401)의 베이크 챔버(420)로 운반한다. 베이크 챔버(420)는 프리 베이크 및 냉각 공정을 순차적으로 수행한다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버(420)로부터 기판(W)을 꺼내어 레지스트 도포 챔버(410)로 운반한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 이후 도포부 로봇(432)은 기판(W)을 레지스트 도포 챔버(410)로부터 베이크 챔버(420)로 운반한다. 베이크 챔버(420)는 기판(W)에 대해 소프트 베이크 공정을 수행한다.
도포부 로봇(432)은 베이크 챔버(420)에서 기판(W)을 꺼내어 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)로 운반한다. 제 1 냉각 챔버(530)에서 기판(W)에 대해 냉각 공정이 수행된다. 제 1 냉각 챔버(530)에서 공정이 수행된 기판(W)은 제 2 버퍼 로봇(560)에 의해 에지 노광 챔버(550)로 운반된다. 에지 노광 챔버(550)는 기판(W)의 가장자리 영역을 노광하는 공정을 수행한다. 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 완료된 기판(W)은 제 2 버퍼 로봇(560)에 의해 버퍼(520)로 운반된다.
전처리 로봇(632)은 버퍼(520)로부터 기판(W)을 꺼내어 전처리 모듈(601)의 보호막 도포 챔버(610)로 운반한다. 보호막 도포 챔버(610)는 기판(W) 상에 보호막을 도포한다. 이후 전처리 로봇(632)은 기판(W)을 보호막 도포 챔버(610)로부터 베이크 챔버(620)로 운반한다. 베이크 챔버(620)는 기판(W)에 대해 가열 및 냉각 등과 같은 열처리를 수행한다.
전처리 로봇(632)은 베이크 챔버(620)에서 기판(W)을 꺼내어 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720)로 운반한다. 이후 기판(W)은 제 1 버퍼(720)로부터 노광 장치(900)로 운반된다. 노광 장치(900)는 기판의 상면인 처리면에 대해 노광 공정, 예를 들어 액침 노광 공정을 수행한다. 노광 장치(900)에서 기판(W)에 대해 노광 공정이 완료되면, 인터페이스 로봇(740)은 노광 장치(900)에서 기판(W)을 제 2 버퍼(730)로 운반한다. 제 2 버퍼(730)에 운반된 기판(W)은 제 2 버퍼(730)의 일측에 위치되는 기판 세정 장치(800)로 운반된다.
기판 세정 장치(800)에는 기판의 비패턴면인 저면을 세정한다. 기판의 저면 브러시 세정이 완료되면, 후처리 로봇(682)에 의해 후처리 모듈(602)의 세정 챔버(660)로 운반한다. 세정 챔버(660)는 기판(W)의 패턴면인 상면에 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행한다. 세정액을 이용한 기판(W)의 세정이 완료되면 후처리 로봇(682)은 곧바로 세정 챔버(660)로부터 기판(W)을 꺼내어 노광 후 베이크 챔버(670)로 기판(W)을 운반한다. 노광 후 베이크 챔버(670)의 가열 플레이트(672)에서 기판(W)의 가열에 의해 기판(W) 상에 부착된 세정액이 제거되고, 이와 동시에 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화가 완성된다. 후처리 로봇(682)은 노광 후 베이크 챔버(670)로부터 기판(W)을 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)로 운반한다. 제 2 냉각 챔버(540)에서 기판(W)의 냉각이 수행된다.
현상부 로봇(482)은 제 2 냉각 챔버(540)로부터 기판(W)을 꺼내어 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)로 운반한다. 베이크 챔버(470)는 포스트 베이크 및 냉각 공정을 순차적으로 수행한다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버(470)로부터 기판(W)을 꺼내어 현상 챔버(460)로 운반한다. 현상 챔버(460)는 기판(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다. 이후 현상부 로봇(482)은 기판(W)을 현상 챔버(460)로부터 베이크 챔버(470)로 운반한다. 베이크 챔버(470)는 기판(W)에 대해 하드 베이크 공정을 수행한다.
현상부 로봇(482)은 베이크 챔버(470)에서 기판(W)을 꺼내어 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)로 운반한다. 냉각 챔버(350)는 기판(W)을 냉각하는 공정을 수행한다. 인덱스 로봇(360)은 냉각 챔버(350)부터 기판(W)을 카세트(20)로 운반한다. 이와 달리, 현상부 로봇(482)는 베이크 챔버(470)에서 기판(W)을 꺼내 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)으로 운반하고, 이후 인덱스 로봇(360)에 의해 카세트(20)로 운반될 수 있다.
Wb: 비처리면 1200: 기판 지지 유닛
1400: 반전 유닛 1500: 세정 유닛
1560: 노즐 1900: 제어기

Claims (9)

  1. 기판의 비처리면을 세정 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛과;
    기판의 패턴이 형성된 처리면이 아래를 향하도록, 그리고 기판의 비패턴면인 비처리면이 위를 향하도록 기판을 반전시키는 반전 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 반전된 상태로 지지되는 기판의 비처리면을 세정 처리하는 세정 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛 및 상기 세정 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은,
    지지판과;
    상기 지지판을 지지하는 회전축과;
    상기 회전축을 회전시키는 구동기를 포함하고,
    상기 세정 유닛은,
    기판의 비처리면으로 세정액을 미스트 방식으로 공급하는 노즐과;
    상기 세정 노즐에 세정액을 공급하며, 밸브가 설치되는 액 공급 라인을 포함하되,
    상기 제어기는 제1속도로 회전되는 기판의 비처리면에 세정액을 공급하여 기판의 비처리면을 세정 처리하고, 이후에 세정액의 공급을 중지하고, 액 및 가스의 공급없이 기판을 상기 제1속도보다 빠른 제2속도로 회전되도록 상기 구동기 및 상기 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 세정액의 공급이 중지되는 동시에 기판을 상기 제1속도에서 상기 제2속도로 회전시키는 기판 처리 장치.
  5. 기판을 지지 및 회전시키는 기판 지지 유닛, 상기 기판의 패턴이 형성된 처리면이 아래를 향하도록, 그리고 상기 기판의 비패턴면인 비처리면이 위를 향하도록 상기 기판을 반전시키는 반전 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 반전된 상태로 지지되는 상기 기판의 상기 비처리면을 세정 처리하는 세정 유닛을 포함하는 장치를 이용하여 상기 기판의 상기 비처리면을 세정 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 제1속도로 회전시키고, 상기 비처리면에 세정액을 공급하는 세정 처리 단계와;
    상기 세정 처리 단계 이후에, 상기 기판에 액 및 가스의 공급없이 상기 기판을 상기 제1속도보다 빠른 제2속도로 회전시켜 상기 비처리면을 건조하는 건조 처리 단계를 포함하되,
    상기 세정액은 미스트 방식으로 토출되는 기판 처리 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 세정액의 공급이 중지되는 동시에 상기 건조 처리 단계가 진행되는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세정액에 의해 상기 비처리면에 가해지는 압력은 400 내지 430 킬로파스칼(kPa)인 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세정 처리 단계에서 상기 세정액의 공급 영역은 상기 기판의 중심 및 가장자리 영역 간에 이동되는 기판 처리 방법.

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