KR102315662B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 내부에 기판에 대해 공정을 처리하는 처리공간을 제공하는 하우징 및 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은, 상기 기판을 지지하는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트에 제공되며, 상기 지지 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재를 포함하되, 상기 지지 플레이트는 다공성 세라믹 재질로 제공되어, 상기 처리공간 내 기류 변화에 의해 상기 처리공간 내 유체가 상기 지지 플레이트를 통해 배출되어 상기 지지 플레이트의 온도 조절이 가능할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 식각, 증착, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진공정은 패턴을 형성하기 위한 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
사진공정은 크게 도포공정, 노광공정, 그리고 현상공정으로 이루어지며, 노광공정이 진행되기 전후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열처리하는 과정으로, 지지 플레이트에 기판이 놓이면, 지지 플레이트에 제공된 히터를 통해 그 기판을 열 처리한다. 일 예로, 첫 번째 로트의 기판들에 대해서는 상대적으로 고온으로 열처리가 이루어지고, 두 번째 로트의 기판들에 대해서는 상대적으로 저온으로 열처리가 이루어진다. 따라서, 두 번째 로트의 기판들에 대해 공정을 진행하기 위해서는 지지 플레이트의 온도가 신속하게 내려가야 한다. 그러나, 고온 분위기의 지지 플레이트는 온도 조절에 충분한 시간이 소요된다. 따라서, 도 1과 같은 종래의 일반적인 열처리 장치는, 지지 플레이트(81)의 하부로 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급부(85)를 포함한다. 지지 플레이트(81)의 하부로 분사부(86)가 냉각 유체를 분사하므로, 지지 플레이트의 상면이 냉각되기 위해서는 시간이 오래 걸리게 되고, 냉각 유체가 공급되는 영역과 그렇지 않은 영역간에 온도 냉각 속도에 차이가 난다. 또한, 냉각 유체 공급부(85)로 인해 부피가 커지게 되고 구조가 복잡해진다. 또한, 냉각 유체 등의 누수로 인해 파티클이 발생하여 기판 상의 오염을 유발할 수 있다.
본 발명은 기판을 신속하게 온도 제어할 수 있는 기판 처리 장치를 공급하고자 한다.
또한 본 발명은 기판의 영역에 관계없이 균일하게 온도 제어가 가능한 기판 처리 장치를 공급하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 그리고 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지하며, 내부에 가스 유로가 형성되는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트에 제공되며, 상기 지지 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재를 포함하되, 상기 지지 플레이트는 다공성 세라믹 재질을 포함하여, 상기 처리공간 내 기류 변화에 의한 상기 기판의 온도 조절이 가능할 수 있다.
상기 지지 플레이트는 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함할 수 있다.
상기 지지 플레이트는 질화 알루미늄(AlN)을 포함할 수 있다.
상기 지지 플레이트는, 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 상이한 제 2 영역을 갖되, 상기 제 1 영역은 그 표면이 코팅되어 제공될 수 있다.
상기 제 1 영역은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역이고, 상기 제 2 영역은 상기 지지 플레이트의 가장자리 영역일 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 처리공간으로 가스를 제공하도록 상기 가스 유로에 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 신속하게 온도 제어할 수 있는 기판 처리 장치를 공급할 수 있다.
또한 본 발명은 기판의 영역에 관계없이 균일하게 온도 제어가 가능한 기판 처리 장치를 공급할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 그리고 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 일반적인 열처리하는 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
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 본 발명의 실시예에 따른 베이크 챔버를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 가열 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치로 기판을 처리하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 18 각각은 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 20은 도 19의 기판 처리 장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
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. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
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.
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 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 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 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.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이크 챔버를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 가열 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 베이크 챔버(420)는 공정 챔버(423), 냉각 플레이트(422), 그리고 가열 처리 유닛(421)을 포함한다. 공정 챔버(423)는 내부에 열처리 공간(802)을 제공한다. 공정 챔버(423)는 직육면체 형상을 가지도록 제공된다. 냉각 플레이트(422)는 가열 처리 유닛(421)에 의해 가열 처리된 기판을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(422)는 열 처리 공간(802)에 위치된다. 냉각 플레이트(422)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(422)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(422)는 가열된 기판을 상온으로 냉각시킬 수 있다.
가열 처리 유닛(421)은 기판을 가열 처리한다. 가열 처리 유닛(421)은 기판을 가열 처리하는 기판 처리 장치(800)로 제공된다. 기판 처리 장치(800)는 지지 유닛(805) 및 하우징(860)을 포함한다.
지지 유닛(805)은 열 처리 공간(802)에 위치된다. 지지 유닛(805)은 지지 플레이트(810), 고정부(815), 리프트핀(820), 가열부재(830), 그리고 흡입 부재(840)를 가진다. 지지 플레이트(810)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(810)의 상면은 기판(W)이 놓이는 지지 영역으로 제공된다. 지지 플레이트(810)는 다공성 세라믹 재질로 제공될 수 있다. 일 예로, 지지 플레이트(810)는 산화 알루미늄(Al2O3) 파우더로 제작될 수 있다. 선택적으로 지지 플레이트(810)는 질화 알루미늄(AlN) 파우더로 제작될 수 있다. 또한, 이와 달리, 지지 플레이트(810)는 다른 다양한 종류의 다공성 세라믹 재질로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(810)의 기공을 통해 처리공간(802) 내 유체가 배출되어, 기류 변화에 의한 지지 플레이트(810)의 온도 조절이 쉽게 이루어질 수 있다.
고정부(815)는 하우징(860) 내에서 지지 플레이트(810)를 고정한다. 고정부(815)는 지지 플레이트(810)의 측면을 고정할 수 있다. 일 예로, 고정부(815)는 하부 바디(862) 내에 링 형상으로 제공될 수 있다. 고정부(815)에 의해, 지지 플레이트(810)가 하부 바디(862)로부터 이격되게 지지될 수 있다. 이로 인해, 지지 플레이트(810)와 하부 바디(862) 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 지지 플레이트(810)와 하부 바디(862) 사이의 공간에서 기류 변화가 활발히 일어날 수 있다. 선택적으로, 지지 플레이트(810)는 하부 바디(862)와 접촉되게 제공되어, 지지 플레이트(810)와 하부 바디(862) 간에 공간이 형성되지 않을 수 있다.
지지 플레이트(810)의 상면에는 복수 개의 핀 홀들(812)이 형성된다. 예컨대, 핀 홀(812)들은 3 개로 제공될 수 있다. 각각의 핀 홀(812)은 지지 플레이트(810)의 원주방향을 따라 이격되게 위치된다. 핀 홀(812)들은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(812)에는 리프트핀(820)이 위치된다. 리프트핀(820)은 구동부재(미도시)에 의해 승강위치 및 하강위치로 이동 가능한다. 승강위치는 리프트핀(820)의 상단이 핀 홀(812)로부터 위로 돌출되는 위치이고, 하강위치는 리프트핀(820)의 상단이 핀 홀(812)에 제공되는 위치이다. 승강위치에 위치된 리프트핀(820)은 도포부로봇으로부터 기판(W)을 인수받거나, 인계할 수 있다.
가열 부재(830)는 지지 플레이트(810)에 놓인 기판(W)을 기설정 온도로 가열한다. 가열 부재(830)는 복수 개의 히터(830)를 포함한다. 각각의 히터(830)는 지지 플레이트(810)의 내부에 위치된다. 각각의 히터(830)는 동일 평면 상에 위치된다. 히터(830)는 지지 플레이트(810)의 상면에 인접하게 위치된다. 각각의 히터(830)는 지지 플레이트(810)의 서로 상이한 영역을 가열한다. 지지 플레이트(810)의 서로 상이한 영역은 각 히터(830)에 의해 가열되는 히팅존으로 제공된다. 각 히텅존은 히터(830)들과 일대일 대응되도록 제공된다. 예컨대 히팅존들은 15개 일 수 있다. 예컨대, 가열 부재(830)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다.
지지 유닛(805)은 흡입 부재(840)를 포함할 수 있다. 흡입 부재(840)는 흡입 라인(842), 펌프(844), 그리고 개폐 밸브(846)를 가질 수 있다. 흡입 라인(842)은 지지 유닛(805)에 연결된다. 일 예로, 흡입 라인(842)은 지지 플레이트(810)의 하부 공간에 연결될 수 있다. 선택적으로, 흡입 라인(842)은 지지 플레이트(810)의 다른 영역으로 연결될 수 있다. 흡입 라인(842)은 개폐 밸브(846) 및 펌프(844)에 의해 처리공간(802)의 유체를 흡입할 수 있다. 이로 인해, 처리 공간 내 기류 변화가 일어날 수 있다. 선택적으로, 흡입 부재(840)는 지지 플레이트(810)와 연결될 수 있다. 일 예로, 흡입 라인(842)은 지지 플레이트(810)의 저면과 연결될 수 있다.
하우징(860)은 기판(W)의 가열 처리 공정이 진행되는 처리 공간(802)을 제공한다. 하우징(860)은 하부 바디(862), 상부 바디(864), 구동기(866)를 포함한다. 하부 바디(862)는 지지 플레이트(810)가 놓이는 공간을 제공한다. 하부 하부 바디(862)는 그 위치가 고정되게 설치된다. 상부 바디(864)는 하부가 개방된 통 형상을 가진다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)와 조합되어 내부에 처리 공간(802)을 형성한다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)와 동일한 직경을 가진다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)의 상부에 위치된다. 상부 바디(864)는 구동기(866)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하다. 상부 바디(864)는 상하 방향으로 이동되어 승강 위치 및 하강 위치로 이동 가능하다. 여기서 승강 위치되는 상부 바디(864)가 하부 바디(862)와 이격되는 위치이고, 하강 위치는 상부 바디(864)가 하부 바디(862)에 접촉되게 제공되는 위치이다. 하강위치에는 상부 바디(864)와 하부 바디(862) 간의 틈을 차단한다. 따라서 상부 바디(864)가 하강위치로 이동되면, 상부 바디(864), 하부 바디(862), 그리고 지지 플레이트(810)에 의해 처리 공간(802)이 형성된다.
상부 바디(864)는 가스 공급부재(865)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 도 7과 같이, 상부 바디(864)의 상면에 가스 공급부재(865)가 형성될 수 있다. 가스 공급부재(865)는 상부 바디(864)의 중심축과 대응되게 형성된다. 가스 공급부재(865)는 처리 공간(802)으로 가스를 공급하여, 처리 공간(802) 내 기류 변화를 야기할 수 있다.
선택적으로, 기판 처리 장치는 단열 부재(850) 및/또는 가이드(880)를 가질 수 있다. 단열 부재(850)는 지지 플레이트(810)의 주변에 위치된 장치들이 열 변형되는 것을 방지한다. 단열 부재(850)는 지지 플레이트(810)의 주변 장치들이 가열 부재(830)에서 발생된 고온의 열에 노출되는 것을 최소화한다. 가이드(880)는 공급구(816)를 통해 처리공간으로 제공된 가스의 흐름을 제어한다. 가이드(880)는 공급구(816)를 통해 제공된 가스와 기판(W) 간의 접촉을 최소화하도록 가스의 흐름을 우회시킨다. 또한, 기판 처리 장치는 외부의 공기가 처리 공간(802)에 유입되는 것을 방지하는 실링 부재를 더 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치로 기판을 처리하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다. 도 13 내지 도 18 각각은 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 도면이다. 이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여 기판 처리 과정을 설명한다. 이 때, 개폐 밸브(846)의 내부가 채워져있는 것은 개폐 밸브(846)가 닫혀있는 것을 의미한다. 또한, 개폐 밸브(846)의 내부가 비워져 있는 것은 개폐 밸브(846)가 열려있는 것을 의미한다.
먼저, 제 1 로트의 기판(W1)에 대해 제 1 공정이 진행된다. 기판(W1)이 지지 플레이트(810) 상에 제공되고, 지지 플레이트(810)는 제 1 온도로 제어되어 제 1 공정을 진행한다. 이 때, 제 1 온도는 고온으로 제공된다. 제 1 공정이 완료되면 하우징(860)이 오픈된다. 하우징(860)이 오픈되면, 처리 공간(802) 내에는 외부 기류가 유입된다. 이로 인해, 다공성 재질로 제작된 지지 플레이트(810)를 통해 처리 공간(802) 내 유체가 배출된다. 이때, 개폐 밸브(846)가 열리고 펌프(844)를 작동시켜, 원활한 유체 배출을 도울 수 있다. 또한, 가스 공급부재(865)로 처리 공간(802) 내 가스가 유입되어, 처리 공간(802) 내 기류 변화를 촉진시킬 수 있다. 지지 플레이트(810)의 기공을 통해, 처리 공간(802) 내 유체가 지지 플레이트(810)의 전 영역을 걸쳐 배출되고, 이로 인해 지지 플레이트(810)의 온도 조절이 가능하다. 이 후, 지지 플레이트(810)가 제 2 공정을 위한 제 2 온도로 온도가 떨어지면, 제 2 그룹의 기판(W2)에 대해 제 2 공정이 수행된다. 제 2 공정은 지지 플레이트(810)가 제 2 온도로 제어되며 수행되는 공정이다. 이 때, 제 2 온도는 제 1 온도보다 낮은 온도로 제어된다. 일 예로, 제 1 공정 및 제 2 공정은 베이크 공정일 수 있다. 이 때, 제 1 공정은 약 110℃의 온도로 제어되는 공정이고, 제 2 공정은 약 90℃의 온도로 제어되는 공정일 수 있다. 지지 플레이트(810)의 전 영역에서의 유체 배출에 의해 온도 조절이 가능하므로, 보다 신속한 온도 조절이 가능하다. 또한, 기존의 냉각 유체 분사 구조 등이 불필요하게 되어 보다 간단한 구조의 레이아웃을 제공할 수 있다. 또한, 냉각 유체 누수에 따른 파티클 발생을 방지할 수 있다.
이와 달리, 도 13과 같이, 기판 처리 장치는 하우징(860)이 닫힌 상태에서, 흡입 부재(840) 및 가스 공급부재(865)로 인한 기류 변화를 일으켜 지지 플레이트(810)의 온도 조절이 가능하다. 또한, 선택적으로, 도 14와 같이, 기판 처리 장치에 흡입 부재(840)가 제공되지 않고, 하우징(860)이 개방되고 가스 공급부재(865)로 가스를 공급하여, 지지 플레이트(810)의 온도 조절이 가능하다. 또한, 도 15와 같이, 기판 처리 장치는 가스 공급부재(865)가 제공되지 않고, 하우징(860)이 개방 및 흡입부재(840)로 기류 변화를 일으켜 지지 플레이트(810)의 온도 조절이 가능하다. 이와 달리, 기판 처리 장치는 하우징(860) 개방, 흡입 부재(840), 가스 공급부재(865) 중 어느 하나만을 구비할 수 있다(도 16 내지 도 18 참조).
도 19는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(900)를 보여주는 도면이다. 도 20은 도 19의 기판 처리 장치(900)의 다른 실시예를 보여주는 도면이다. 도 19의 기판 처리 장치(900)는 지지 유닛(905) 및 하우징(960)을 가진다. 지지 유닛(905)는 지지 플레이트(910), 리프트핀(920), 그리고 가열 부재(930)를 가진다. 도 19의 지지 플레이트(910), 리프트핀(920), 가열 부재(930), 그리고 하우징(960) 각각은 도 7의 지지 플레이트(810), 리프트핀(820), 가열 부재(830), 그리고 하우징(860)과 대체로 동일 또는 유사한 구조 및 기능을 가진다. 다만, 기판 처리 장치(900)는 흡입 부재를 포함하지 않는다.
지지 플레이트(910)는 제 1 영역(910a) 및 제 2 영역(910b)을 가진다. 일 예로, 제 1 영역(910a)은 지지 플레이트(910)의 중앙 영역이고, 제 2 영역(910b)은 지지 플레이트(910)의 가장자리 영역일 수 있다. 이 때, 제 1 영역(910a)은 원통 형상으로 제공되고, 제 2 영역(910b)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 제 2 영역(910b)은 그 표면에 코팅막(911)을 포함한다. 일 예로, 도 19 및 도 20과 같이, 제 2 영역(910b)의 저면에 코팅막(911)이 제공될 수 있다. 따라서, 지지 플레이트(910)의 제 2 영역(910b)의 기공을 통한 기류 배출이 차단되고, 유체 배출 속도를 제어할 수 있다. 이로 인해, 지지 플레이트(910)의 온도 변화를 영역별로 제어할 수 있다. 제 1 공정이 완료되고, 하우징(960)이 열려 외류가 유입되면, 외류와 접촉 면적이 넓은 제 2 영역 (910b)은 제 1 영역(910a)에 비해 온도가 급격히 떨어진다. 따라서, 지지 플레이트(910)의 제 2 영역(910b)에 코팅막(911)을 제공함으로써, 온도 조절 속도를 제어할 수 있다. 도 19와 같이, 코팅막(911)은 제 2 영역(910b)의 하면의 복수 개의 영역에 제공될 수 있다. 반면, 도 20과 같이, 코팅막(911)은 제 2 영역(910b)의 하면 영역에 대응되게 제공될 수 있다. 선택적으로, 코팅막(911)은 제 2 영역(910b)의 전 외측 영역에 제공될 수 있다. 선택적으로, 제 1 영역(910a)은 지지 플레이트(910)의 가장자리 영역이고, 제 2 영역(910b)은 지지 플레이트(910)의 중앙 영역일 수 있다. 또한, 이와 달리, 지지 플레이트(910)는 다양한 형상 및 수의 영역으로 나뉘어 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 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.
현상모듈(402)의 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 지지 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 지지 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 지지 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 지지 플레이트(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 도포 모듈(401)의 베이크 챔버와 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 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 지지 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 지지 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 지지 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 챔버(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버들(620) 중 일부는 지지 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 지지 플레이트(672)를 가진다. 지지 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), 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.
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.
810: 지지 플레이트
830: 가열부재
840: 흡입 부재
860: 하우징
865: 가스 공급부재
910: 지지 플레이트
910a: 제 1 영역
910b: 제 2 영역
911: 코팅막

Claims (18)

  1. 내부에 기판에 대해 공정을 처리하는 처리공간을 제공하는 하우징; 및
    상기 처리공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    상기 기판을 지지하는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트에 제공되며, 상기 지지 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재를 포함하되,
    상기 지지 플레이트는 다공성 세라믹 재질로 제공되어, 상기 처리공간 내 기류 변화에 의해 상기 처리공간 내 유체가 상기 지지 플레이트를 통해 배출되어 상기 지지 플레이트의 온도 조절이 가능하고,
    상기 하우징은 서로 조합되어 상기 처리공간을 형성하는 상부 바디와 하부 바디를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 상부 바디에 제공되며 상기 처리공간으로 유체를 공급하는 가스 공급부재와, 상기 하부 바디에 제공되며 상기 지지 플레이트를 통과한 유체를 배출하는 흡입 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 내부에 기판에 대해 공정을 처리하는 처리공간을 제공하는 하우징; 및
    상기 처리공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    상기 기판을 지지하는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트에 제공되며, 상기 지지 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재를 포함하되,
    상기 지지 플레이트는 다공성 세라믹 재질로 제공되어, 상기 처리공간 내 기류 변화에 의해 상기 처리공간 내 유체가 상기 지지 플레이트를 통해 배출되어 상기 지지 플레이트의 온도 조절이 가능하고,
    상기 지지 플레이트는,
    제 1 영역; 및
    상기 제 1 영역과 상이한 제 2 영역을 갖되,
    상기 제 2 영역은 그 표면에 상기 유체의 배출을 차단하는 코팅막을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역이고, 상기 제 2 영역은 상기 지지 플레이트의 가장자리 영역인 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 지지 플레이트의 저면이 상기 하우징으로부터 이격되어 기류 변화가 일어나는 공간을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은, 상기 지지 플레이트를 통해 배출되는 유체의 흐름을 흡입하는 흡입 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡입 부재는 상기 공간에 연결되는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 처리공간 내로 가스를 공급하여 상기 처리공간 내 기류변화를 일으키는 가스 공급 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제 1 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정은 베이크 공정인 기판 처리 장치.
  11. 하우징 내 처리 공간에 제공되는 지지 플레이트에 지지된 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    제 1 그룹의 기판은 제 1 온도로 제 1 공정을 수행하고, 제 2 그룹의 기판은 상기 제 1 온도보다 낮은 온도인 제 2 온도로 제 2 공정을 수행하되,
    상기 제 1 그룹의 기판에 대한 상기 제 1 공정이 완료된 이후에 상기 지지 플레이트의 온도를 상기 제 2 온도로 떨어뜨리고, 상기 지지 플레이트는 다공성 재질로 제공되어 기공을 통해 상기 처리 공간 내 유체를 배출하여 상기 지지 플레이트의 온도를 떨어뜨리고,
    상기 하우징은,
    하부 바디;
    상기 하부 바디와 서로 조합되어 상기 처리 공간을 제공하고, 상하 이동이 가능한 상부 바디;
    상기 상부 바디에 제공되고 상기 처리 공간 내로 가스를 공급하여 상기 처리 공간 내 기류변화를 일으키는 가스 공급 부재; 및
    상기 하부 바디에 제공되고 상기 지지 플레이트를 통과한 유체를 흡입하여 배출하는 흡입 부재를 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 공정이 완료되면, 상기 상부 바디가 오픈되어 상기 처리 공간 내로 외류가 유입되는 기판 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 저면이 상기 하우징으로부터 이격되게 제공되어 형성된 공간에서 기류 변화가 일어나는 기판 처리 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 공정 및 상기 제 2 공정은 베이크 공정인 기판 처리 방법.
  15. 하우징 내 처리 공간에 제공되는 지지 플레이트에 지지된 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    제 1 그룹의 기판은 제 1 온도로 제 1 공정을 수행하고, 제 2 그룹의 기판은 상기 제 1 온도보다 낮은 온도인 제 2 온도로 제 2 공정을 수행하되,
    상기 제 1 그룹의 기판에 대한 상기 제 1 공정이 완료된 이후에 상기 지지 플레이트의 온도를 상기 제 2 온도로 떨어뜨리고,
    상기 지지 플레이트는 다공성 재질로 제공되어 기공을 통해 상기 처리 공간 내 유체를 배출하여 상기 지지 플레이트의 온도를 떨어뜨리고,
    상기 지지 플레이트는 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 상이한 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 영역은 그 표면을 코팅하여 상기 지지 플레이트의 유체의 배출을 차단하는 기판 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역이고, 상기 제 2 영역은 상기 지지 플레이트의 가장자리 영역인 기판 처리 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 공간에 연결되는 흡입 부재로 상기 공간 내를 흐르는 유체의 흐름을 흡입하여 배출하는 기판 처리 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 처리 공간 내로 가스를 공급하여 상기 처리 공간 내 기류변화를 일으키는 가스 공급 부재를 더 포함하는 기판 처리 방법.
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