KR102099116B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 열 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 지지되는 기판을 가열하는 히터 유닛을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 상기 히터 유닛이 제공된 가열 몸체, 상기 가열 몸체의 외측에 배치되며 기판을 지지하는 지지 몸체, 그리고 상기 가열 몸체에 대한 상기 기판의 상대 높이가 변경되도록 상기 지지 몸체를 승하강시키는 구동부재를 포함한다. 이로 인해 기판에 가해지는 열 전달율은 영역들 간에 최소화되며, 기판의 전체 영역을 균일하게 가열할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 열 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 액막을 형성하는 공정으로 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 액막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크하는 베이크 처리 공정이 진행된다. 베이크 처리 공정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 액막 상에 유기물을 날려 액막을 안정화시킨다. 이러한 베이크 처리 공정은 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열해야 한다.
그러나 액막이 형성된 기판은 중심에서 멀어질수록 휘어지는 워페이지(Warpage)가 발생된다. 워페이지는 고집적화에 의해 기판 상에 다단의 전극층들이 많아질수록 그 정도가 심해진다.
도 1은 일반적인 베이크 장치로 휘어짐을 가지는 기판을 열 처리하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 베이크 장치는 지지 플레이트(2) 및 히터(4)를 포함한다. 지지 플레이트(2)의 상면은 기판(W)이 놓여지는 지지면으로 제공되고, 히터(4)는 지지 플레이트(2)에 제공된다. 히터(4)는 지지 플레이트(2)에서 동일 평면 상에 복수 개가 위치된다.
그러나 워페이지가 발생된 기판(W)은 중앙 영역과 가장자리 영역이 서로 상이한 높이를 가지고, 기판(W)의 각 영역은 히터(4)와의 거리 차가 상이해진다. 이에 따라 기판(W)의 중앙 영역과 가장자리 영역은 상이한 온도로 가열되며, 이는 베이크 불량을 발생시키며, 베이크 처리된 액막의 두께는 영역 별로 상이해진다.
한국 공개 특허 2010-0053138
본 발명은 액막을 베이크 처리 시 액막을 영역 별로 균일하게 열 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 휘어짐을 가지는 기판을 균일하게 베이크 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 지지되는 기판을 가열하는 히터 유닛을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은 상기 히터 유닛이 제공된 가열 몸체, 상기 가열 몸체의 외측에 배치되며 기판을 지지하는 지지 몸체, 그리고 상기 가열 몸체에 대한 상기 기판의 상대 높이가 변경되도록 상기 지지 몸체를 승하강시키는 구동부재를 포함한다.
상기 지지 몸체는 상기 가열 몸체로부터 이격되게 위치되는 수직부 및 상기 수직부의 내측으로 연장되며 기판이 안착되는 수평부를 포함하되, 상부에서 바라볼 때 상기 수평부는 상기 가열 몸체와 중첩되게 위치될 수 있다. 상기 수직부는 링 형상을 가질 수 있다. 상기 가열 몸체에는 핀 홀이 형성되고, 상기 기판 지지 유닛은 상기 핀 홀에 위치되며, 승강 위치 또는 하강 위치로 이동되며, 반송 로봇으로부터 기판을 인수 또는 인계하는 리프트핀을 더 포함하되, 상기 승강 위치는 상기 리프트핀의 상단이 상기 핀 홀로부터 돌출되는 위치이고, 상기 하강 위치는 상기 리프트핀의 상단이 상기 핀 홀에 삽입되는 위치이며, 상기 리프트핀은 상기 승강 위치에서 상단이 상기 수직부보다 높게 위치될 수 있다.
상기 장치는 상기 구동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 공정 진행 중에 기판이 상기 가열 몸체로부터 상부로 이격되도록 상기 구동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 기판의 휨 정도에 따라 상기 가열 몸체로부터 이격되는 상기 기판의 높이가 상이하도록 상기 구동 부재를 제어할 수 있다. 상기 장치는 기판의 휨 상태를 측정하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어기는 기판의 열 처리 전에 상기 센서로부터 기판의 휨 상태에 대한 정보를 전송받고, 상기 정보에 근거하여 상기 구동 부재를 제어할 수 있다.
기판을 열 처리하는 방법는 상기 기판을 챔버 내로 반입한 후에, 상기 기판이 히터 유닛이 제공된 가열 몸체에 이격되도록 상기 기판을 상기 가열 몸체의 상부에 위치시켜 상기 기판을 열처리한다.
상기 가열 몸체와 상기 기판 간의 거리는 상기 기판의 휨 정도에 따라 결정될 수 있다. 상기 휨 정도는 상기 기판이 챔버 내에 반입되기 전에 측정될 수 있다.
제1기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제1기판을 제1거리만큼 상부로 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하고, 상기 제1기판과 상이한 제2기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제2기판을 상기 제1거리와 상이한 제2거리만큼 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 제1기판과 상기 제2기판은 휨 정도가 서로 상이할 수 있다. 상기 제1기판은 상기 제2기판보다 아래로 더 볼록하고, 상기 제1거리는 상기 제2거리보다 더 클 수 있다.
또한 상기 장치를 이용하여 상기 기판을 열 처리하는 방법은 반송 로봇으로부터 상기 기판이 상기 챔버 내에 반입되면, 상기 리프트핀이 상기 승강 이동되어 상기 기판을 상기 반송 로봇으로부터 인수 받고, 상기 리프트핀은 하강 위치로 이동되어 상기 기판을 상기 지지 몸체에 상기 기판을 인계하면, 상기 지지 몸체에 지지된 상기 기판을 열 처리하되, 상기 기판은 상기 가열 몸체의 상부에서 상기 가열 몸체로부터 이격되는 위치에서 열 처리된다.
상기 가열 몸체와 상기 기판 간의 거리는 상기 기판의 휨 정도에 따라 결정될 수 있다. 제1기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제1기판을 제1거리만큼 상부로 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하고, 상기 제1기판과 상이한 제2기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제2기판을 상기 제1거리와 상이한 제2거리만큼 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하되, 상기 제1기판은 상기 제2기판보다 아래로 더 볼록한 휨 정도를 가지고, 상기 제1거리는 상기 제2거리보다 더 클 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 공정 진행 중에 기판은 가열 몸체로부터 이격되게 위치된다. 이로 인해 기판에 가해지는 열 전달율은 영역들 간에 최소화되며, 기판의 전체 영역을 균일하게 가열할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 휘어짐 정도에 따라 기판과 가열 몸체 간에 상대 높이를 조절하여 기판을 가열 몸체로부터 이격시킨다. 이로 인해 기판의 전체 영역을 균일하게 가열할 수 있다.
도 1은 일반적인 베이크 장치로 휘어짐을 가지는 기판을 열 처리하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 6의 지지 몸체를 보여주는 절단 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 기판을 열 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 13은 도 12의 기판과 휘어짐 정도가 다른 기판에 대해 높이가 조절되는 도면이다.
도 14는 도 8의 지지 몸체의 다른 실시예를 보여주는 절단 사시도이다.
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 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 그러나 본 실시예는 밀폐된 기판 처리 공간에 기류가 형성되는 장치라면 다양하게 적용 가능하다. 아래에서는 기판으로 원형의 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이고, 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이며, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다. 도 2 내지 도 5를을 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.
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), 그리고 인터페이스 모듈(700)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 2에서는 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 리프트 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 포토 레지스트와 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 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 유닛(410)과 베이크 유닛(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 유닛(410)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 유닛(410)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)는 더 많거나 더 적은 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 유닛들(420), 레지스트 도포 유닛들(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 유닛들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 유닛(410)에서 사용되는 감광액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 감광액으로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 유닛(410)은 기판(W) 상에 감광액을 도포한다. 레지스트 도포 유닛(410)은 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 감광액을 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 감광액을 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 유닛(410)에는 감광액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(800)은 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)는 감광액을 도포하기 전후 각각에 기판(W)을 열 처리한다. 베이크 유닛(800)은 감광액을 도포하기 전의 기판(W)의 표면 성질이 변화시키도록 기판(W)을 소정의 온도로 가열하고, 그 기판(W) 상에 점착제와 같은 처리액막을 형성할 수 있다. 베이크 유닛(800)은 감광액이 도포된 기판(W)을 감압 분위기에서 감광액막을 열 처리할 수 있다. 감광액막에 포함된 휘발성 물질을 휘발시킬 수 있다. 본 실시예에는 베이크 유닛(800)이 감광액막을 열 처리하는 유닛으로 설명한다.
베이크 유닛(800)은 냉각 플레이트(820) 및 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이트(820)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(820)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(820)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(820)에 놓여진 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.
가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열 처리하는 기판 처리 장치(1000)로 제공된다. 도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 히터 유닛(1400), 배기 유닛(1500), 센서(1700), 그리고 제어기(1900) 포함한다.
챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다. 챔버(1100)은 상부 바디(1120), 하부 바디(1140), 그리고 실링 부재(1160)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 상부 바디(1120)의 상면에는 중심홀(1122) 및 주변홀(1124)이 형성된다. 중심홀(1122)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 중심홀(1122)은 처리 공간(1110)의 분위기가 배기되는 배기홀(1122)로 기능한다. 주변홀(1124)은 복수 개로 제공되며, 상부 바디(1120)의 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 주변홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀(1124)로 기능한다. 주변홀들(1124)은 중심홀(1122)을 감싸도록 위치된다. 주변홀들(1124)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 주변홀(1124)은 4 개일 수 있다. 외부의 기류는 에어일 수 있다.
선택적으로, 주변홀들(1124)은 3 개 또는 5 개 이상으로 제공될 수 있다. 또한 외부의 기류는 비활성 가스일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 바디(1140)의 상단은 상부 바디(1120)의 하단과 대향되게 위치될 수 있다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140) 중 하나는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치와 차단 위치로 이동되고, 다른 하나는 그 위치가 고정된다. 본 실시예에는 하부 바디(1140)의 위치가 고정되고, 상부 바디(1120)는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치 및 차단 위치 간에 이동되는 것으로 설명한다. 여기서 개방 위치는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 서로 이격되어 처리 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 처리 공간(1110)이 외부로부터 밀폐되는 위치이다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상을 가지는 오링 부재(1160)일 수 있다. 실링 부재(1160)는 하부 바디(1140)의 상단에 고정 결합될 수 있다.
기판 지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 기판 지지 유닛(1300)은 가열 몸체(1320), 리프트 핀(1340), 지지 몸체(1620), 그리고 구동 부재(1640)를 포함한다. 도 7은 도 6의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 가열 몸체(1320)는 히터 유닛으로부터 발생된 열을 기판(W)으로 전달한다. 가열 몸체(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 가열 몸체(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열 몸체(1320)의 상면에는 복수의 핀 홀들(1322)이 형성된다. 핀 홀들(1322)은 서로 상이한 영역에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 핀 홀들(1322)은 가열 몸체(1320)의 상면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 핀 홀(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 핀 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 제공된다. 리프트 핀(1340)은 상단이 핀 홀(1322)로부터 돌출되거나 삽입되도록 상하 이동이 가능하다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(1340)은 승강 위치 또는 하강 위치로 이동될 수 있다. 승강 위치는 리프트 핀(1340)의 상단이 핀 홀(1322)로부터 돌출되는 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1340)이 핀 홀(1322) 내에 삽입되는 위치일 수 있다. 핀 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다. 가열 몸체(1320)는 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
히터 유닛(1400)은 가열 몸체(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 히터 유닛(1400)은 가열 몸체(1320)에 놓여진 기판(W)보다 아래에 위치된다. 히터 유닛(1400)은 복수 개의 히터들(1420)을 포함한다. 히터들(1420)은 가열 몸체(1320) 내에 위치된다. 선택적으로 히터들(1420)은 가열 몸체(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다. 히터들(1420)은 지지면의 서로 상이한 영역을 가열한다. 상부에서 바라볼 때 각 히터(1420)에 대응되는 가열 몸체(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 히터(1420)는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다. 각 히팅존은 측정 부재(미도시)에 의해 온도가 측정된다. 히터(1400)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다.
지지 몸체(1620)는 기판(W)을 직접 지지한다. 지지 몸체(1620)는 기판(W)을 가열 몸체(1320)로부터 이격되도록 지지한다. 지지 몸체(1620)는 가열 몸체(1320)의 외측에 위치된다. 도 8은 도 6의 지지 몸체를 보여주는 절단 사시도이다. 도 6 및 도 8을 참조하면, 지지 몸체(1620)는 수직부(1622) 및 수평부(1624)를 가진다. 수직부(1622)는 가열 몸체(1320)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 수직부(1622)는 가열 몸체(1320)로부터 이격되게 위치된다. 수직부(1622)는 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 수평부(1624)는 기판(W)이 안착되는 안착부로 기능한다. 수평부(1624)는 복수 개로 제공되며, 라운드진 슬롯으로 제공된다. 각각의 수평부(1624)는 서로 조합되어 링 형상을 가지도록 배열된다. 수평부(1624)들은 수직부(1622)의 내측면으로부터 내측 방향으로 연장된다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 수평부(1624)는 가열 몸체의 가장자리 영역과 중첩되게 위치될 수 있다. 또한 상부에서 바라볼 때 수평부(1624)는 히팅존으로부터 벗어나도록 위치될 수 있다. 또한 수평부(1624)는 상면이 내측 방향으로 갈수록 하향 경사지게 제공될 수 있다. 이에 따라 수평부(1624)에 안착되는 기판(W)은 수평부(1624)의 상면에 의해 위치가 가이드되어 정 위치에 위치될 수 있다.
구동 부재(1640)는 지지 몸체(1620)를 승하강시킨다. 구동 부재(1640)는 지지 몸체(1620)에 지지된 기판(W)을 승하강시켜 가열 몸체(1320)에 대한 상대 높이가 변경시킨다. 구동 부재(1640)는 수직부(1622)의 하단에 고정 결합된다. 구동 부재(1640)는 챔버(1100)의 외부에 위치될 수 있다. 구동 부재(1640)는 실린더일 수 있다.
배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110)에 유입된 기류의 흐름을 안내한다. 또한 배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110)의 분위기를 배기한다. 배기 유닛(1500)은 배기관(1530) 및 안내판(1540)을 포함한다. 배기관(1530)는 길이 방향이 수직한 상하 방향을 향하는 관 형상을 가진다. 배기관(1530)는 상부 바디(1120)의 상벽을 관통하도록 위치된다. 일 예에 의하면, 배기관(1530)는 중심홀(1122)에 삽입되게 위치될 수 있다. 즉, 배기관(1530)의 하단은 처리 공간(1110) 내에 위치되고, 배기관(1530)의 상단은 처리 공간(1110)의 외부에 위치된다. 배기관(1530)의 상단에는 감압 부재(1560)가 연결된다. 감압 부재(1560)는 배기관(1530)를 감압한다. 이에 따라 처리 공간(1110)의 분위기는 통공(1542) 및 배기관(1530)를 순차적으러 거쳐 배기된다.
안내판(1540)는 중심에 통공(1542)을 가지는 판 형상을 가진다. 안내판(1540)는 배기관(1530)의 하단으로부터 연장된 원형의 판 형상을 가진다. 안내판(1540)는 통공(1542)과 배기관(1530)의 내부가 서로 통하도록 배기관(1530)에 고정 결합된다. 안내판(1540)는 가열 몸체(1320)의 상부에서 가열 몸체(1320)의 지지면과 마주하게 위치된다. 안내판(1540)는 하부 바디(1140)보다 높게 위치된다. 일 예에 의하면, 안내판(1540)는 상부 바디(1120)와 마주하는 높이에 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 안내판(1540)는 주변홀(1124)과 중첩되게 위치되고, 상부 바디(1120)의 내측면과 이격되는 직경을 가진다. 이에 따라 안내판(1540)의 측단과 상부 바디(1120)의 내측면 간에는 틈이 발생되며, 이 틈은 주변홀(1124)을 통해 유입된 기류가 기판(W)으로 공급되는 흐름 경로로 제공된다.
센서(1700)는 기판(W)의 휨 정도를 측정한다. 센서(1700)는 챔버(1100)의 외부에서 위치된다. 일 예에 의하면, 센서(1700)는 기판(W)이 반입되는 챔버(1100)의 반입구에 인접하게 위치될 수 있다. 센서(1700)는 광 센서(1700)일 수 있다.
제어기(1900)는 기판(W)의 열처리 공정이 진행되는 중에 기판(W)이 가열 몸체(1320)로부터 이격되도록 구동 부재(1640)를 제어한다. 제어기(1900)는 기판(W)의 휨 정도에 따라 기판(W)과 가열 몸체(1320) 간에 상대 높이가 변경되도록 기판(W)의 높이를 조절한다. 제어기(1900)는 센서(1700)로부터 측정된 정보를 전송받고, 이를 근거로 기판(W)의 높이를 조절한다. 이에 따라 기판(W), 지지 몸체(1620), 그리고 가열 몸체(1320)의 조합에 의해 내부에는 열 전달 공간이 형성되며, 가열 몸체(1320)로부터 발생된 열은 열 전달 공간에서 대류 현상이 발생된다. 이는 기판(W)이 휘어진 상태로 제공되어 가열 몸체(1320)로부터 먼 영역이 가까운 영역에 비해 열 손실이 발생될지라도, 가까운 영역에 전달된 열이 대류 현상에 의해 열보상될 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 열 처리하는 방법에 대해 설명한다. 도 9 내지 도 12는 기판을 열 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 9 내지 도 12를 참조하면, 챔버(1100)는 개방 위치로 이동되고, 도포부 로봇(432)에 지지된 제1기판(W₁)은 처리 공간(1110)으로 반입된다. 제1기판(W₁)은 반입되는 중에 센서(1700)에 의해 휨 정도가 측정된다. 리프트 핀(1340)은 승강 위치로 이동되어 도포부 로봇(432)으로부터 제1기판(W₁)을 인수받는다. 리프트 핀(1340)에 제1기판(W₁)이 놓이면, 리프트 핀(1340)은 하강 위치로 이동되고, 제1기판(W₁)을 리프트 핀(1340)에서 지지 몸체(1620)로 인수된다. 지지 몸체(1620)는 센서(1700)로부터 측정된 휨 정보를 근거로 제1기판(W₁)을 가열 몸체(1320)로부터 이격되는 높이로 이동시킨다. 도 12와 같이, 제1기판(W₁)은 가열 몸체(1320)와 제1거리만큼 이격되게 위치된다. 이후 챔버(1100)는 차단 위치로 이동되어 처리 공간(1110)을 밀폐하고, 제1기판(W₁)의 열 처리 공정이 수행된다.
이와 달리 제1기판(W₁)과 휨 정도가 상이한 제2기판(W₂)을 열 처리 시에는 제2기판(W₂)을 제1기판(W₁)과 다른 높이로 이동시킬 수 있다. 제1기판(W₁)은 아래로 볼록한 휨 형태를 가지는 반면, 제2기판(W₂)은 위로 볼록한 휨 형태를 가질 수 있다. 이때 제2기판(W₂)은 도 13과 같이, 가열 몸체(1320)로부터 제2거리만큼 이격되게 위치될 수 있다.
예컨대, 제1기판(W₁)에 의해 형성되는 열 전달 공간의 제1부피과 제2기판(W₂)에 의해 형성되는 열 전달 공간의 제2부피는 동일하거나 서로 근사치에 해당될 수 있다.
상술한 실시예에는 지지 몸체(1620)의 수평부(1624)가 라운드진 슬롯으로 제공되며, 복수 개로 서로 조합되어 링 형상을 가지도록 배열되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 14와 같이, 수평부(1624)는 단일 개의 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 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(402)은 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 유닛(460)과 베이크 유닛(470)은 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 유닛(460)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 유닛(460)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(470)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(470)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(470)은 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 유닛들(470), 현상 유닛들(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 유닛들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 유닛(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 유닛(460)은 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 유닛(460)은 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 유닛(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 유닛들(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 유닛(470)은 냉각 플레이트(471) 또는 가열 유닛(472)을 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 유닛(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 유닛(472)는 하나의 베이크 유닛(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 유닛(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 도포 모듈(401)의 베이크 유닛(800)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
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 유닛(610), 베이크 유닛(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 유닛(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 유닛(620)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 유닛(610)과 베이크 유닛(620)은 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 유닛(610)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 유닛(610)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 유닛(620)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 유닛(620)은 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 유닛들(610), 베이크 유닛들(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 유닛(610)은 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 유닛(610)은 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 유닛(610)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 유닛(620)은 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(620)은 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 유닛(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛들(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 유닛(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 유닛(670)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛(670)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛들(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 유닛(670)은 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 유닛(670)은 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛이 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 유닛(610)과 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 유닛(620)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 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), 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 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
1100: 챔버 1110: 처리 공간
1300: 기판 지지 유닛 1320: 가열 몸체
1400: 히터 유닛 1620: 지지 몸체;
1622: 수직부 1624: 수평부
1640: 구동부재

Claims (16)

  1. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지되는 기판을 가열하는 히터 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    을 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은,
    상기 히터 유닛이 제공된 가열 몸체와;
    상기 가열 몸체의 외측에 배치되며 기판을 지지하는 지지 몸체;
    상기 가열 몸체에 대한 상기 기판의 상대 높이가 변경되도록 상기 지지 몸체를 승하강시키는 구동부재를 포함하되,
    상기 제어기는 공정 진행 중에 기판이 상기 가열 몸체로부터 상부로 이격되도록 상기 구동 부재를 제어하며,
    상기 제어기는 기판의 휨 정도에 따라 상기 가열 몸체로부터 이격되는 상기 기판의 높이가 상이하도록 상기 구동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 몸체는,
    상기 가열 몸체로부터 이격되게 위치되는 수직부와;
    상기 수직부의 내측으로 연장되며 기판이 안착되는 수평부를 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 수평부는 상기 가열 몸체와 중첩되게 위치되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수직부는 링 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가열 몸체에는 핀 홀이 형성되고,
    상기 기판 지지 유닛은.
    상기 핀 홀에 위치되며, 승강 위치 또는 하강 위치로 이동되며, 반송 로봇으로부터 기판을 인수 또는 인계하는 리프트핀을 더 포함하되,
    상기 승강 위치는 상기 리프트핀의 상단이 상기 핀 홀로부터 돌출되는 위치이고, 상기 하강 위치는 상기 리프트핀의 상단이 상기 핀 홀에 삽입되는 위치이며,
    상기 리프트핀은 상기 승강 위치에서 상단이 상기 수직부보다 높게 위치되는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    기판의 휨 상태를 측정하는 센서를 더 포함하고,
    상기 제어기는 기판의 열 처리 전에 상기 센서로부터 기판의 휨 상태에 대한 정보를 전송받고, 상기 정보에 근거하여 상기 구동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 기판을 열 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 챔버 내로 반입한 후에, 상기 기판이 히터 유닛이 제공된 가열 몸체에 이격되도록 상기 기판을 상기 가열 몸체의 상부에 위치시켜 상기 기판을 열처리하되,
    상기 가열 몸체와 상기 기판 간의 거리는 상기 기판의 휨 정도에 따라 결정되는 기판 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 휨 정도는 상기 기판이 챔버 내에 반입되기 전에 측정되는 기판 처리 방법.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    제1기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제1기판을 제1거리만큼 상부로 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하고, 상기 제1기판과 상이한 제2기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제2기판을 상기 제1거리와 상이한 제2거리만큼 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판은 휨 정도가 서로 상이한 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1기판은 상기 제2기판보다 아래로 더 볼록하고, 상기 제1거리는 상기 제2거리보다 더 큰 기판 처리 방법.
  14. 제4항의 장치를 이용하여 상기 기판을 열 처리하는 방법에 있어서,
    반송 로봇으로부터 상기 기판이 상기 챔버 내에 반입되면, 상기 리프트핀이 상기 승강 이동되어 상기 기판을 상기 반송 로봇으로부터 인수 받고, 상기 리프트핀은 하강 위치로 이동되어 상기 기판을 상기 지지 몸체에 상기 기판을 인계하면, 상기 지지 몸체에 지지된 상기 기판을 열 처리하되,
    상기 기판은 상기 가열 몸체의 상부에서 상기 가열 몸체로부터 이격되는 위치에서 열 처리되는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가열 몸체와 상기 기판 간의 거리는 상기 기판의 휨 정도에 따라 결정되는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    제1기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제1기판을 제1거리만큼 상부로 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하고, 상기 제1기판과 상이한 제2기판에 대해서는 상기 가열 몸체로부터 상기 제2기판을 상기 제1거리와 상이한 제2거리만큼 이격되게 위치시켜 열처리 공정을 수행하되,
    상기 제1기판은 상기 제2기판보다 아래로 더 볼록한 휨 정도를 가지고, 상기 제1거리는 상기 제2거리보다 더 큰 기판 처리 방법.






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