KR102612183B1 - 처리 용기 및 액처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 외측컵과, 상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 갖는 처리 용기; 상기 처리 용기의 내부에 제공되며, 세정 지그가 놓여지는 그리고 회전 가능한 스핀 헤드를 포함하되; 상기 처리 용기는 상기 처리 용기의 세정시 상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액이 상기 내측컵의 표면을 향하도록 상기 외측컵의 내측면으로부터 돌출되어 형성된 제1돌기를 포함할 수 있다.

Description

처리 용기 및 액처리 장치{TREATING VESSEL AND LIQUID PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액 처리 유닛에 제공된 컵 세정이 가능한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 도포, 노광, 그리고 현상 단계를 순차적으로 수행한다. 도포 공정은 기판의 표면에 레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정이다. 노광 공정은 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이다. 현상 공정에는 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다.
일반적으로 도포 공정 및 현상 공정은 기판을 액 처리하는 공정으로, 기판 상에 처리액을 공급하는 공정이 수행된다. 기판의 액 처리 공정은 처리 용기에서 수행되며, 사용된 처리액은 처리 용기를 통해 회수된다.
공정에 따라 다양한 처리액이 처리용기를 통해 회수되므로, 처리용기에는 처리액이 묻게 된다. 처리용기에 묻어있던 처리액은 향후 흄으로 작용하거나, 기판을 오염시키는 주요 원인이 된다.
도 1a는 도포 공정에 사용되는 일반적인 액 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1a를 참조하면, 액 처리 장치는 처리 용기(2) 내에는 기판(W)이 위치되며, 기판(W) 상에 감광액(X)을 공급한다. 감광액(X)은 점성을 가지는 액으로, 다량이 회수 경로에 부착된다. 처리 용기(2)의 회수 경로에 부착된 감광액들(X)은 주변 장치를 오염시킬 수 있으며, 작업자에게 악영향을 끼칠 수 있다.
이에 따라 감광액들(X)이 잔류되는 처리 용기는 주기적인 세정을 필요로 한다.
도 1b는 도 1a의 장치에서 처리 용기를 세정 처리하는 과정을 보여주는 단면도이다. 도 1b를 참조하면, 처리 용기(2)의 세정 공정으로는, 기판(W)의 액 도포가 완료되기 전 또는 후에 수행될 수 있다. 처리 용기(2)의 세정 공정이 진행되면, 세정 지그의 상부 및 하부에서 세정 지그를 향해 세정액(Y)을 공급한다. 세정액(Y)은 세정 지그로부터 비산되어 회수 경로로 회수되며, 잔류 감광액을 세정 처리한다.
그러나 회수 경로를 형성하는 처리 용기(2)의 영역들 중 일부 영역(x,y)에는 세정액(Y)이 도달되지 못한다. 예컨대. 처리 용기(2)에서 기판(W)과 마주하는 하부 영역(y)과 기판(W)보다 높은 상부 영역들(x)은 세정액(Y)의 미도달 영역에 해당된다. 이에 따라 세정 공정이 완료되었음에도, 처리 용기(2)에는 여전히 감광액(X)이 잔류되어 있으며, 이를 세정하는 것은 매우 어렵다
본 발명은 잔류된 처리액의 세정이 용이한 처리 용기 및 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 외측컵과, 상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 갖는 처리 용기; 상기 처리 용기의 내부에 제공되며, 세정 지그가 놓여지는 그리고 회전 가능한 스핀 헤드를 포함하되; 상기 처리 용기는 상기 처리 용기의 세정시 상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액이 상기 내측컵의 표면을 향하도록 상기 외측컵의 내측면으로부터 돌출되어 형성된 제1돌기를 포함하는 액처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 돌기는 상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액 높이보다 낮은 높이까지 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 외측컵은 수직한 수직벽; 상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향으로 상향 경사진 경사벽을 포함하되; 상기 제1돌기는 상기 경사벽의 내측면에 제공될 수 있다.
또한, 상기 외측컵은 상기 경사벽의 내측면으로부터 상기 내측컵을 향해 돌출 형성되고, 상기 제1돌기로부터 내측으로 이격되어 형성되는 제2돌기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2돌기는 상기 세정 지그의 가장자리보다 외측에 위치되도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1돌기 및 상기 제2돌기는 상기 경사벽에 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 외측컵은 상기 수직벽과 상기 제1돌기 사이에 오목한 제1공간; 및 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에 오목한 제2공간을 가질 수 있다.
또한, 상기 내측컵은 상면에 세정액이 고이는 웅덩이를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내측컵은, 상기 세정 지그의 아래에서 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하는 내측 경사벽; 및 상기 내측 경사벽으로부터 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장되며, 상기 외측컵과 조합되어 회수 경로를 형성하는 외측 경사벽을 포함하고, 상기 웅덩이는 상기 외측 경사벽 상면에 제공될 수 있다.
또한, 상기 웅덩이는 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이 공간과 대향되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 세정액은 시너(thinner)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 수직한 수직벽과, 상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향으로 상향 경사진 경사벽을 갖는 외측컵; 및 상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 포함하되; 상기 외측컵은 상기 내측컵을 향해 상기 경사벽의 내측면으로부터 돌출되어 형성된 제1돌기를 포함하는 처리 용기가 제공될 수 있다.
또한, 상기 돌기는 상기 스핀 헤드에 놓여지는 기판보다 낮게 제공될 수 있다.
또한, 상기 외측컵은 상기 경사벽의 내측면으로부터 상기 내측컵을 향해 돌출 형성되고, 상기 제1돌기로부터 내측으로 이격되어 형성되는 제2돌기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2돌기는 상기 스핀 헤드에 놓여지는 기판으로부터 벗어난 위치에 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1돌기 및 상기 제2돌기는 상기 경사벽에 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 외측컵은 상기 수직벽과 상기 제1돌기 사이에 오목한 제1공간; 및 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에 오목한 제2공간을 가질 수 있다.
또한, 상기 내측컵은 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하는 내측 경사벽; 및 상기 내측 경사벽으로부터 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장되며, 상기 외측컵과 조합되어 회수 경로를 형성하는 외측 경사벽을 포함하고, 상기 외측 경사벽은 상면에 세정액이 고이는 웅덩이를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이 공간과 대향되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 외측컵과, 상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 갖는 처리 용기; 상기 처리 용기의 내부에 제공되며, 세정 지그가 놓여지는 그리고 회전 가능한 스핀 헤드; 상기 세정 지그의 상면으로 상기 처리 용기를 세정하기 위한 세정액을 분사하는 세정액 노즐을 포함하되; 상기 외측컵은 수직한 수직벽; 및 상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향으로 상향 경사진 그리고 상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액이 상기 내측컵의 표면을 향하도록 세정액이 충돌하는 제1돌기를 갖는 경사벽을 포함하는 액처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 외측컵은 상기 경사벽의 내측면으로부터 상기 내측컵을 향해 돌출 형성되고, 상기 제1돌기로부터 내측으로 이격되어 형성되는 제2돌기; 상기 수직벽과 상기 제1돌기 사이에 오목한 제1공간; 및 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에 오목한 제2공간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 내측컵은, 상기 세정 지그의 아래에서 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하는 내측 경사벽; 및 상기 내측 경사벽으로부터 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장되며, 상기 외측컵과 조합되어 회수 경로를 형성하는 외측 경사벽을 포함하고, 상기 외측 경사벽은 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이 공간과 대향되는 상면에 상기 경사벽으로부터 떨어지는 세정액이 고이는 웅덩이를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리 용기에 잔류된 처리액의 세정이 용이하다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 도포 공정에 사용되는 일반적인 액 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 장치에서 처리 용기를 세정 처리하는 과정을 보여주는 단면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 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 단면도이다.
도 7 및 도 8은 처리 용기에서의 처리액 및 세정액의 비산을 보여주는 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장 및 축소된 것이다.
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.
이하 도 2 내지 도 8을 통해 본 발명의 기판 처리 설비를 설명한다.
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 5은 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 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 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(410), 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 도포하는 기판 처리 장치로 제공된다. 기판 처리 장치(800)는 액 도포 공정이 수행되며, 이에 대한 상세한 설명은 다음 도 6 내지 도 7을 참고하여 설명하기로 한다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 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(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 용기(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 용기(461)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 용기(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 웨이퍼를 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 웨이퍼들(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 웨이퍼들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 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 웨이퍼들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 웨이퍼들(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 웨이퍼들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(1000)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), 및 노광 장치(1000) 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(1000) 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 기판들(W)이 노광 장치(1000)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(1000)에서 공정이 완료된 기판들(W)이 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 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
레지스트 도포 챔버(410)는 이하 설명된 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 기판처리장치로 제공될 수 있다.
도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(800)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 장치이다. 기판 처리 장치(800)는 하우징(810), 기판 지지 유닛(830), 처리 용기(850), 승강 유닛(840), 액 공급 유닛(890), 그리고 제어부(880)를 포함할 수 있다.
하우징(810)은 내부에 처리 공간(812)을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(810)의 일측에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구에는 도어가 설치되며, 도어는 개구를 개폐한다. 도어는 기판 처리 공정이 진행되면, 개구를 차단하여 하우징(810)의 처리 공간(812)을 밀폐한다. 하우징(810)의 하부면에는 내측 배기구(814) 및 외측 배기구(816)가 형성된다. 하우징(810) 내에 형성된 기류는 내측 배기구(814) 및 외측 배기구(816)를 통해 외부로 배기된다. 일 예에 의하면, 처리 용기(850) 내에 제공된 기류는 내측 배기구(814)를 통해 배기되고, 처리 용기(850)의 외측에 제공된 기류는 외측 배기구(816)를 통해 배기될 수 있다.
기판 지지 유닛(830)은 하우징(810)의 처리 공간(812)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(830)은 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(830)은 스핀헤드(832), 회전축(834), 그리고 구동기(836)를 포함한다. 스핀헤드(832)는 기판을 지지하는 기판 지지 부재(832)로 제공된다. 스핀헤드(832)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 스핀헤드(832)의 상면에는 기판(W)이 접촉한다. 스핀헤드(832)는 기판(W)보다 작은 직경을 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 스핀헤드(832)는 기판(W)을 진공 흡입하여 기판(W)을 척킹할 수 있다. 선택적으로, 스핀헤드(832)는 정전기를 이용하여 기판(W)을 척킹하는 정전척으로 제공될 수 있다. 또한 스핀헤드(832)는 기판(W)을 물리적 힘으로 척킹할 수 있다.
한편, 스핀헤드(832)에는 처리 용기(850)의 세정 공정시 세정 지그(도 9에 표시됨;900)가 안착될 수 있다. 회전축(834) 및 구동기(836)는 스핀헤드(832)를 회전시키는 회전 구동 부재(834,836)로 제공된다. 회전축(834)은 스핀헤드(832)의 아래에서 스핀헤드(832)를 지지한다. 회전축(834)은 그 길이방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 회전축(834)은 그 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 구동기(836)는 회전축(834)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 예컨대, 구동기(836)는 회전축의 회전 속도를 가변 가능한 모터일 수 있다. 회전 구동 부재(834,836)는 기판 처리 단계에 따라 스핀헤드(832)를 서로 상이한 회전 속도로 회전시킬 수 있다.
처리 용기(850)는 내부에 도포 공정이 수행되는 처리 공간(812)을 제공한다. 처리 용기(850)는 기판 지지 유닛(830)을 감싸도록 제공한다. 처리 용기(850)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(850)는 내측 컵(852) 및 외측 컵(862)을 포함한다.
내측 컵(852)은 회전축(834)을 감싸는 원형의 컵 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 내측 컵(852)은 내측 배기구(814)와 중첩되도록 위치된다. 상부에서 바라볼 때 내측 컵(852)의 상면은 그 외측 영역과 내측 영역 각각이 서로 상이한 각도로 경사지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 내측 컵(852)의 외측 영역에 해당되는 외측 경사벽(853)은 기판 지지 유닛(830)으로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향을 향하며, 내측 영역에 해당되는 내측 경사벽(854)은 기판 지지 유닛(830)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 내측 컵(852)의 외측 영역과 내측 영역이 서로 만나는 지점은 기판(W)의 측단부와 상하 방향으로 대응되게 제공된다. 내측 컵(852)의 외측 경사벽(853)은 처리액이 흐르는 영역으로 제공될 수 있다.
한편, 외측 경사벽(853)의 상면에는 세정액이 고이는 웅덩이(855)가 제공될 수 있다. 처리용기(850)를 세정하는 과정에서 세정액은 웅덩이(855)에 고이게 되고, 추후 액처리 공정에서 외측 경사벽(853)으로 떨어지는 포토레지스트액은 웅덩이에 고인 세정액에 의해 경화가 방지된다. 따라서, 추후 처리 용기(850)의 세정시 외측 경사벽에 있는 포토레지스트액의 빠른 세정이 가능하다. 참고로, 처리용기를 세정하는데 사용되는 세정액은 신나를 포함할 수 있다.
외측 컵(862)은 기판 지지 유닛(830) 및 내측 컵(852)을 감싸는 컵 형상을 가지도록 제공된다. 외측 컵(862)은 바닥벽(864), 측벽(866), 그리고 경사벽(870)을 포함할 수 있다. 바닥벽(864)은 중공을 가지는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 바닥벽(864)에는 회수 라인(865)이 형성된다. 회수 라인(865)은 기판(W) 상에 공급된 처리액을 회수한다. 회수 라인(865)에 의해 회수된 처리액은 외부의 액 재생 시스템에 의해 재사용될 수 있다. 측벽(866)은 기판 지지 유닛(830)을 감싸는 원형의 통 형상을 가지도록 제공된다. 측벽(866)은 바닥벽(864)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측벽(866)은 바닥벽(864)으로부터 위로 연장된다.
경사벽(870)은 측벽(866)의 상단으로부터 외측 컵(862)의 내측 방향으로 연장된다. 경사벽(870)은 위로 갈수록 기판 지지 유닛(830)에 가까워지도록 제공된다. 경사벽(870)은 링 형상을 가지도록 제공된다. 경사벽(870)의 상단은 기판 지지 유닛(830)에 지지된 기판(W)보다 높게 위치된다.
경사벽(870)은 제1돌기(872)와 제2돌기(874), 제1오목한 공간(876) 그리고 제2오목한 공간(878)을 갖는다.
제1돌기(872)는 경사벽(870)의 내측면으로부터 돌출되어 형성된다. 제1돌기(872)의 돌출 높이는 세정 지그(또는 기판)의 높이보다 낮은 것이 바람직하다. 처리 용기(850)의 세정시 세정 지그(900;도 8에 도시됨)로부터 비산되는 세정액은 제1돌기(872)에 충돌된다. 제1돌기(872)에 충돌된 세정액은 내측컵(852)의 상면(외측 경사벽)으로 떨어져 내측컵(852) 표면을 세정하게 되고, 일부는 제2오목한 공간(878)을 따라 흐르면서 경사벽(870) 표면을 세정하게 된다.
도 7에서와 같이, 기판의 액처리 공정시 기판으로부터 비산되는 처리액(예를 들면 포토레지스트액)은 제1돌기(872)의 내측면(872b)에 부딪히게 된다. 즉, 제1돌기(872)는 처리액이 외측컵(862)의 외곽(깊숙한 곳)까지 비산되어 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 8에서와 같이, 처리 용기(850)의 세정 공정시 세정 지그(900)로부터 비산되는 세정액은 제1돌기(872)의 내측면(872b)에 부딪히게 된다. 또한, 제1돌기(872)는 외측컵(862)과 내측컵(852) 사이의 회수 경로에서 역류하는 기류(도 8,9에 점선으로 표시;V)를 차단한다.
제2돌기(874)는 경사벽(870)의 내측면으로부터 내측컵(852)을 향해 돌출 형성된다. 제2돌기(874)는 제1돌기(872)로부터 처리용기(850)의 중앙을 향하는 제1방향(내측)으로 이격되어 형성될 수 있다. 제2돌기(874)는 제1돌기(872)보다 높은 위치에 형성된다.
도 7에서와 같이, 기판의 액처리 공정시 제2돌기(874)는 기판으로부터 비산되는 처리액(예를 들면 포토레지스트액)과 부딪히지 않도록 처리액 비산 범위에서 벗어난 높이에 제공된다. 도 8에서와 같이, 제2돌기(874)는 세정 공정시 세정 지그(900)로부터 비산되는 세정액과 부딪히지 않도록 세정액 비산 범위에서 벗어난 높이에 제공될 수 있다. 도 8에서와 같이, 제2돌기(874)는 제1돌기(872)의 내측면에 충돌한 세정액이 제2오목한 공간(878)을 따라 기판으로 향하는 것을 차단하게 된다.
제1오목한 공간(876)은 제1 수직벽(866)과 제1돌기(872) 사이의 경사벽(870) 내측면에 형성된다. 제1오목한 공간(876)에서는 외측컵과 내측컵 사이의 회수 경로에서 역류하는 기류(V)의 와류가 형성되는 공간으로, 이 기류(V)는 수직벽(866)과 경사벽(870)을 타고 역류하다가 제1돌기(872)의 외측면(872a)을 따라 그 방향이 내측컵(852)을 향하게 된다. 즉, 제1오목한 공간(876)과 제1돌기(872)는 외측컵(862)과 내측컵(852) 사이의 회수 경로에서 역류하는 기류(V)가 기판으로 향하는 것을 차단하게 된다.
제2오목한 공간(878)은 제1돌기(872)와 제2돌기(874) 사이에 형성된다.
승강 유닛(840)은 내측 컵(852) 및 외측 컵(862)을 각각 승강 이동시킨다. 승강 유닛(840)은 내측 이동 부재(842) 및 외측 이동 부재(844)를 포함한다. 내측 이동 부재(842)는 내측 컵(852)을 승강 이동시키고, 외측 이동 부재(844)는 외측 컵(862)을 승강 이동시킨다.
액 공급 유닛(890)은 기판 (W) 상에 다양한 종류의 처리 유체를 선택적으로 공급할 수 있다.
일 예로, 액 공급 유닛(890)은 기판(W)에 처리액을 공급하는 제1공급부재(890a) 및 제2공급부재(890b)를 포함할 수 있다. 제1공급부재(890a) 및 제2공급부재(890b)는 각각 노즐(892a,892b)과 노즐 이동부재(894a,894b)를 포함할 수 있다. 제1공급부재(890a)는 기판 상에 도포 공정을 위한 처리액을 공급할 수 있다. 제2공급부재(890b)는 처리 용기(850)를 세정하기 위한 세정액을 공급할 수 있다. 세정액은 신나를 포함할 수 있다. 노즐은 노즐 이동부재에 의해 공정 위치 또는 대기 위치로 이동될 수 있다. 여기서 공정 위치는 노즐이 스핀 척(832)에 놓인 기판(W) 또는 세정 지그와 마주하는 위치이다. 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치이다. 예컨대, 처리액은 포토레지스트와 같은 감광액, 린스액일 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. 전술한 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: 하우징
830: 기판 지지 유닛 890: 액 공급 유닛
850: 처리 용기
900 : 세정 지그

Claims (20)

  1. 외측컵과, 상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 갖는 처리 용기;
    상기 처리 용기의 내부에 제공되며, 세정 지그가 놓여지는 그리고 회전 가능한 스핀 헤드를 포함하되;
    상기 처리 용기는
    상기 처리 용기의 세정시 상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액이 상기 내측컵의 표면을 향하도록 상기 외측컵의 내측면으로부터 돌출되어 형성된 제1돌기를 포함하는 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1돌기는
    상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액 높이보다 낮은 높이까지 돌출 형성되는 액처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외측컵은
    수직한 수직벽;
    상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향으로 상향 경사진 경사벽을 포함하되;
    상기 제1돌기는 상기 경사벽의 내측면에 제공되는 액처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외측컵은
    상기 경사벽의 내측면으로부터 상기 내측컵을 향해 돌출 형성되고, 상기 제1돌기로부터 내측으로 이격되어 형성되는 제2돌기를 더 포함하되;
    상기 제2돌기는
    상기 세정 지그의 가장자리보다 외측에 위치되도록 제공되는 액처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1돌기 및 상기 제2돌기는
    상기 경사벽에 환형의 링 형상으로 제공되는 액처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 외측컵은
    상기 수직벽과 상기 제1돌기 사이에 오목한 제1공간; 및
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에 오목한 제2공간을 갖는 액처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 내측컵은
    상면에 세정액이 고이는 웅덩이를 포함하는 액처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내측컵은,
    상기 세정 지그의 아래에서 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하는 내측 경사벽; 및
    상기 내측 경사벽으로부터 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장되며, 상기 외측컵과 조합되어 회수 경로를 형성하는 외측 경사벽을 포함하고,
    상기 웅덩이는 상기 외측 경사벽 상면에 제공되는 액처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 웅덩이는
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이 공간과 대향되도록 형성되는 액처리 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 스핀 헤드를 감싸도록 제공되는 처리 용기에 있어서:
    수직한 수직벽과, 상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향으로 상향 경사진 경사벽을 갖는 외측컵; 및
    상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 포함하되;
    상기 외측컵은
    상기 내측컵을 향해 상기 경사벽의 내측면으로부터 돌출되어 형성된 제1돌기; 및
    상기 경사벽의 내측면으로부터 상기 내측컵을 향해 돌출 형성되고, 상기 제1돌기로부터 내측으로 이격되어 형성되는 제2돌기를 포함하되;
    상기 제2돌기는
    상기 스핀 헤드에 놓여지는 기판의 비산 범위로부터 벗어난 위치에 제공되는 처리 용기.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1돌기 및 상기 제2돌기는
    상기 경사벽에 환형의 링 형상으로 제공되는 처리 용기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 외측컵은
    상기 수직벽과 상기 제1돌기 사이에 오목한 제1공간; 및
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에 오목한 제2공간을 갖는 처리 용기.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 내측컵은
    상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하는 내측 경사벽; 및
    상기 내측 경사벽으로부터 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장되며, 상기 외측컵과 조합되어 회수 경로를 형성하는 외측 경사벽을 포함하고,
    상기 외측 경사벽은 상면에 세정액이 고이는 웅덩이를 포함하는 처리 용기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이 공간과 대향되도록 형성되는 처리 용기.
  18. 외측컵과, 상기 외측컵의 내측에 위치되며, 상기 외측컵과 조합되어 액이 회수되는 회수 경로를 형성하는 내측컵을 갖는 처리 용기;
    상기 처리 용기의 내부에 제공되며, 세정 지그가 놓여지는 그리고 회전 가능한 스핀 헤드;
    상기 세정 지그의 상면으로 상기 처리 용기를 세정하기 위한 세정액을 분사하는 세정액 노즐을 포함하되;
    상기 외측컵은
    수직한 수직벽; 및
    상기 수직벽의 상단으로부터 내측방향으로 상향 경사진 그리고 상기 세정 지그로부터 비산되는 세정액이 상기 내측컵의 표면을 향하도록 세정액이 충돌하는 제1돌기를 갖는 경사벽을 포함하는 액처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 외측컵은
    상기 경사벽의 내측면으로부터 상기 내측컵을 향해 돌출 형성되고, 상기 제1돌기로부터 내측으로 이격되어 형성되는 제2돌기;
    상기 수직벽과 상기 제1돌기 사이에 오목한 제1공간; 및
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에 오목한 제2공간을 포함하는 액처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 내측컵은,
    상기 세정 지그의 아래에서 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하는 내측 경사벽; 및
    상기 내측 경사벽으로부터 상기 스핀 헤드로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향으로 연장되며, 상기 외측컵과 조합되어 회수 경로를 형성하는 외측 경사벽을 포함하고,
    상기 외측 경사벽은
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이 공간과 대향되는 상면에 상기 경사벽으로부터 떨어지는 세정액이 고이는 웅덩이를 포함하는 액처리 장치.
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