KR20190016748A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 액 처리하는 장치는 기판을 지지하는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재, 세정액을 토출하는 세정 노즐을 가지고, 상기 기판 지지 유닛 상에 지지된 기판 상에 액막을 형성하는 노즐 부재, 상기 세정 노즐을 상하 방향으로 이동시키는 이동 부재, 상기 기판 상에 형성된 액막의 두께를 측정하는 측정 부재, 그리고 상기 측정 부재에 의해 측정된 측정값에 근거하여 상기 회전 구동 부재 또는 상기 이동 부재를 제어기를 포함한다. 기판의 회전 속도를 변경하여 액막의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 및 평판표시패널의 제조를 위해 사진, 식각, 애싱, 박막 증착, 그리고 세정 공정 등 다양한 공정들이 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 현상 공정은 현상액 공급 단계 및 린스액 공급 단계를 포함한다. 현상액 공급 단계는 기판 상에 현상액을 공급하는 단계이고, 린스액 공급 단계는 기판 상에 린스액을 공급하는 단계이다. 현상액 공급 단계에서 현상액은 노광 처리된 영역을 제거하며, 린스액 공급 단계에는 현상액 공급 단계에서 발생된 공정 부산물 및 잔류 현상액을 린스 처리한다. 그러나 패턴의 미세화가 진행됨에 따라 공정 부산물을 제거하는 것이 매우 어렵다.
최근에는 이를 해결하고자 린스액을 미스트 방식으로 공급하는 방안이 제기되었다. 그러나 린스액을 미스트 방식으로 공급할 경우에는, 도 1과 같이 린스액의 타력에 의해 기판(W)에 추격이 가해지고, 이로 인해 패턴(P)이 붕괴되는 현상이 발생된다. 이와 반대로 그 타력이 충분히 전달되지 못해 기판(W)의 세정 효율이 낮아지는 문제점을 가진다.
본 발명은 기판을 현상 처리 시 기판의 잔류물에 대한 세정 효율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 액을 미스트 방식으로 공급 시 패턴에 충격을 최소화할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 액을 미스트 방식으로 공급 시 액의 타력을 기판에 충분히 전달할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 액 처리하는 장치는 기판을 지지하는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재, 세정액을 토출하는 세정 노즐을 가지고, 상기 기판 지지 유닛 상에 지지된 기판 상에 액막을 형성하는 노즐 부재, 상기 세정 노즐을 상하 방향으로 이동시키는 이동 부재, 상기 기판 상에 형성된 액막의 두께를 측정하는 측정 부재, 그리고 상기 측정 부재에 의해 측정된 측정값에 근거하여 상기 회전 구동 부재 또는 상기 이동 부재를 제어기를 포함한다.
상기 제어기는 상기 측정값에 근거하여 상기 회전 구동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 측정값이 기준값보다 크면 기판의 회전 속도를 증가시키고 상기 측정값이 상기 기준값보다 낮으면 기판의 회전 속도를 감소시키도록 상기 회전 구동기를 제어할 수 있다.
상기 이동 부재는 상기 지지 플레이트에 지지된 기판에 대한 상기 노즐의 상대 높이를 조절하는 수직 구동기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 측정값에 근거하여 상기 수직 구동기를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 측정값이 기준값보다 크면 상기 기판에 대한 상기 세정 노즐의 상대 높이를 증가시키고, 상기 측정값이 상기 기준값보다 낮으면 상기 기판에 대한 상기 세정 노즐의 상대 높이를 감소시키도록 상기 수직 구동기를 제어할 수 있다.
상기 노즐 부재는 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 액막을 형성되도록 린스액을 토출하는 린스 노즐을 더 포함하되, 상기 세정 노즐은 세정액을 미스트 방식으로 토출하고, 상기 린스 노즐은 린스액을 적하 방식으로 토출할 수 있다.
상기 노즐 부재는 상기 세정 노즐을 지지하는 아암을 더 구비하고, 상기 측정 부재는 상기 아암에 설치될 수 있다. 상기 세정 노즐은 세정액을 미스트 방식으로 토출할 수 있다.
상기 노즐 구동기는 상기 아암을 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동기를 더 포함하고, 상기 제어기는 세정액의 토출 영역이 기판의 중심과 가장자리 영역 간에 이동되도록 상기 수평 구동기를 제어할 수 있다.
또한 기판을 액 처리하는 방법은 회전하는 상기 기판 상에 린스액을 토출하여 상기 기판 상에 린스액의 액막을 형성하고, 회전하는 상기 기판의 상기 액막 상에 세정액을 토출하여 상기 기판을 세정하되, 상기 세정액을 토출시에 상기 액막의 두께를 측정하고, 그 측정값에 근거하여 공정 조건을 변경한다.
상기 공정 조건은 상기 기판에 대한 상기 세정 노즐의 상대 높이를 포함할 수 있다. 상기 측정값이 기준값보다 크면 상기 기판의 회전 속도를 증가시키고, 상기 측정값이 상기 기준값보다 낮으면 상기 기판의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
상기 공정 조건은 상기 기판의 회전 속도를 포함할 수 있다. 상기 측정값이 기준값보다 크면 상기 상대 높이를 증가시키고, 상기 측정값이 상기 기준값보다 작으면 상기 상대 높이를 감소시킬 수 있다.
상기 세정액은 미스트 방식으로 토출될 수 있다. 상기 세정액의 토출 영역은 상기 기판의 중심과 가장자리 영역 간에 이동될 수 있다.상기 액막이 형성되면, 상기 린스액의 공급을 중단하고, 상기 세정액이 상기 액막 상에 토출될 수 있다.
상기 액막이 형성되면, 상기 세정액은 상기 린스액과 함께 토출될 수 있다.상기 세정액과 상기 린스액은 동일한 액일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판에 형성된 액막 상에 세정액을 공급하되, 기판의 회전 속도를 변경하여 액막의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판에 형성된 액막 상에 세정액을 공급하되, 세정액을 공급 높이를 변경하여 기판에 가해지는 충격량이 일정하도록 조절할 수 있다.
도 1은 종래에 린스 처리되는 기판을 보여주는 단면도이다.
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 평면도이다.
도 7은 도 6의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 6의 제1노즐 부재를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 6의 제2노즐 부재를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 6의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 11 내지 도 13은 도 6의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 14는 도 13의 기판 처리 과정의 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 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 기판을 액 처리하는 공정이라면 다양하게 적용 가능하다. 또한 본 실시예에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
이하 도 2 내지 도 14를 통해 본 발명의 기판 처리 설비를 설명한다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 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 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(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(402)은 현상 챔버(800), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(800), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(800)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(800)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 챔버(800)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(800), 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(800)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(800)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(800)는 기판을 현상 처리하는 장치로 제공된다. 현상 챔버(800)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.
본 실시예에는 현상 챔버(800)가 기판(W)을 액 처리하는 기판 처리 장치(800)로 제공된다. 도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(800)는 단일의 기판(W)에 대해 현상 처리 공정을 수행한다. 기판 처리 장치(800)는 기판 지지 유닛(810), 처리 용기(820), 승강 유닛(840), 액 공급 유닛(850), 그리고 제어기(890)를 포함한다.
기판 지지 유닛(810)은 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 기판 지지 유닛(810)은 지지 플레이트(812) 및 회전 구동 부재(814,815)를 포함한다. 지지 플레이트(812)는 기판을 지지한다. 지지 플레이트(812)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지 플레이트(812)는 기판(W)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 지지 플레이트(812)의 지지면에는 흡착홀(816)이 형성되며, 흡착홀(816)에는 음압에 제공된다. 기판(W)은 음압에 의해 지지면에 진공 흡착될 수 있다.
회전 구동 부재(814,815)는 지지 플레이트(812)를 회전시킨다. 회전 구동 부재(814,815)는 회전축(814) 및 구동기(815)를 포함한다. 회전축(814)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하는 통 형상을 가지도록 제공된다. 회전축(814)은 지지 플레이트(812)의 저면에 결합된다. 구동기(815)는 회전축(814)에 회전력을 전달한다. 회전축(814)은 구동기(815)로부터 제공된 회전력에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 플레이트(812)는 회전축(814)과 함께 회전 가능하다. 회전축(814)은 구동기(815)에 의해 그 회전 속도가 조절되어 기판(W)의 회전 속도를 조절 가능하다. 예컨대, 구동기(815)는 모터일 수 있다.
처리 용기(820)는 내부에 현상 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(820)는 현상 공정에서 사용된 액을 회수한다. 처리 용기(820)는 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 처리 용기(820)는 내부 회수통(822) 및 외부 회수통(826)을 포함한다. 각각의 회수통(822,826)은 공정에 사용된 액 중 서로 상이한 종류의 액을 회수한다. 내부 회수통(822)은 기판 지지 부재(810)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(826)은 내부 회수통(822)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(822)의 내측 공간(822a) 및 외부 회수통(826)과 내부 회수통(822)의 사이 공간(826a) 각각은 내부 회수통(822) 및 외부 회수통(826) 각각으로 액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(822,826)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(822b,826b)이 연결된다. 각각의 회수라인(822b,826b)은 각각의 회수통(822,826)을 통해 유입된 액을 배출한다. 배출된 액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
승강 유닛(840)은 처리 용기(820)와 기판(W) 간의 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(840)은 처리 용기(820)를 상하 방향으로 이동시킨다. 승강 유닛(840)은 브라켓(842), 이동축(844), 그리고 구동기(846)를 포함한다. 브라켓(842)은 처리 용기(820)와 이동축(844)을 연결한다. 브라켓(842)은 처리 용기(820)의 수직벽(822)에 고정 설치된다. 이동축(844)은 그 길이방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 이동축(844)의 상단은 브라켓(842)에 고정 결합된다. 이동축(844)은 구동기(846)에 의해 상하 방향으로 이동되고, 처리 용기(820)는 이동축(844)과 함께 승강 이동이 가능하다. 예컨대, 구동기(846)는 실린더 또는 모터일 수 있다.
액 공급 유닛(850)은 기판 지지 유닛(810)에 지지된 기판(W) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(850)은 제1공급 부재(870), 제2공급 부재(880), 그리고 측정 부재(1780)를 포함한다. 제1공급 부재(870)는 프리 웨팅액 및 처리액을 공급하고, 제2공급 부재(880)는 린스액 및 세정액을 공급한다.
제1공급 부재(870)는 제1노즐 부재(1300) 및 제1이동 부재(1100)을 포함한다. 제1이동 부재(1100)는 제1노즐 부재(1300)를 제1방향(12)으로 직선 이동시킨다. 제1이동 부재(1100)는 제1노즐 부재(1300)를 공정 위치 또는 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 제1노즐 부재(1300)가 기판(W)과 마주하는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치이다. 제1이동 부재(1100)는 제1가이드 레일(1120) 및 제1아암(1140)을 포함한다. 제1가이드 레일(1120)은 처리 용기(820)의 일측에 위치된다. 제1가이드 레일(1120)은 제1노즐 부재(1300)의 이동 방향과 평행한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대, 제1가이드 레일(1120)의 길이 방향은 제1방향(12)을 향하도록 제공될 수 있다.
제1아암(1140)은 바 형상을 가지도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 제1아암(1140)은 제1가이드 레일(1120)과 수직한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대. 제1아암(1140)의 길이 방향은 제1방향(12)과 수직한 제2방향(14)을 향하도록 제공될 수 있다. 제1아암(1140)의 일단에는 제1노즐 부재(1300)이 결합되고, 타단은 브라켓에 의해 제1가이드 레일(1120)에 연결된다. 따라서 제1아암(1140) 및 제1노즐 부재(1300)은 제1가이드 레일(1120)의 길이 방향을 따라 함께 이동 가능하다.
제1노즐 부재(1300)은 프리 웨팅액을 스트림 방식으로 토출하고, 처리액을 스트림 방식과 액 커튼 방식으로 각각 공급한다. 예컨대, 프리 웨팅액은 기판(W)의 표면 상태를 젖음 상태로 전환시키기 위한 액으로, 처리액이 공급되기 전에 기판(W) 상에 공급될 수 있다. 도 8은 도 6의 제1노즐 부재를 보여주는 사시도이다. 도 8을 참조하면 제1노즐 부재(1300)는 몸체(1400) 및 바디(1470)를 포함한다. 몸체(1400)의 저면에는 원형 토출구(1450) 및 웨팅액 토출구(1420)가 형성된다. 원형 토출구(1450) 및 웨팅액 토출구(1420)는 제1방향(12)을 따라 순차적으로 배열된다. 처리액은 원형 토출구(1450)를 통해 스트림 방식으로 토출되고, 프리 웨팅액은 웨팅액 토출구(1420)를 통해 스트림 방식으로 토출된다. 상부에서 바라볼 때 제1노즐 부재(1300)의 이동 경로는 웨팅액 토출구(1420) 및 원형 토출구(1450)가 기판(W)의 중심에 일치되는 위치를 포함할 수 있다.
바디(1470)는 몸체(1400)의 일측에 결합된다. 바디(1470)에는 슬릿 토출구(1480)가 형성된다. 슬릿 토출구(1480)는 제1방향(12)과 평행한 길이 방향을 가진다. 슬릿 토출구(1480)는 몸체(1400)에 가까워질수록 하향 경사지게 제공된다. 상부에서 바라볼 때 슬릿 토출구(1480)과 원형 토출구(1450)는 제1방향(12)과 수직한 제2방향(14)으로 마주하게 위치될 수 있다. 예컨대. 원형 토출구(1450) 및 슬릿 토출구(1480) 각각에서 토출되는 처리액은 동일한 종류의 액일 수 있다. 처리액은 현상액일 수 있다.
일 예에 의하면, 처리액은 원형 토출구(1450)를 통해 1차 공급된 후, 슬릿 토출구(1480)를 통해 2차 공급될 수 있다. 원형 토출구(1450)로부터 공급된 처리액은 기판(W) 상에 균일한 처리액막을 형성하고, 슬릿 토출구(1480)로부터 공급된 처리액은 처리액막의 두께를 증가시킬 수 있다.
제2공급 부재(880)는 린스액 및 세정액을 공급한다. 제2공급 부재(880)는 제2노즐 부재(1700) 및 제2이동 부재(1500)을 포함한다. 제2이동 부재(1500)는 제2노즐 부재(1700)를 상하 방향 및 이에 수직한 수평 방향으로 이동시킨다. 예컨대, 수평 방향은 제1방향(12)과 평행한 방향일 수 있다. 제2이동 부재(1500)는 제2노즐 부재(1700)를 공정 위치 또는 대기 위치로 동시 이동시킨다. 제2이동 부재(1500)는 제2가이드 레일(1520) 및 수직 구동기(1540)를 포함한다. 제2가이드 레일(1520)은 처리 용기(820)의 일측에 위치된다. 제2가이드 레일(1520)은 제2노즐 부재(1700)의 이동 방향과 평행한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대, 제2가이드 레일(1520)의 길이 방향은 제1방향(12)을 향하도록 제공될 수 있다. 제2가이드 레일(1520)에는 수직 구동기(1540)가 설치된다. 제2가이드 레일(1520)는 수직 구동기(1540)를 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동기(882)로 제공된다. 수직 구동기(1540)는 제2노즐 부재(1700)를 상하 방향으로 이동시킨다. 예컨대, 수직 구동기(1540)는 실린더 또는 모터일 수 있다. 따라서 제2노즐 부재(1700)는 수직 구동기(1540)에 의해 상하 방향으로 이동되고, 제2가이드 레일(1520)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하다.
제2노즐 부재(1700)는 제2아암(1720), 린스 노즐(1740), 그리고 세정 노즐(1760)을 포함한다. 제2아암(1720)은 바 형상을 가진다. 상부에서 바라볼 때 제2아암(1720)은 제2가이드 레일(1520)과 수직한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대. 제2아암(1720)의 길이 방향은 제1방향(12)과 수직한 제2방향(14)을 향하도록 제공될 수 있다. 제2아암(1720)의 일단에는 제2노즐 부재(1700)가 설치되고, 타단은 수직 구동기(1540)에 연결된다. 수직 구동기(1540)는 기판(W)에 대한 세정 노즐(1760)의 상대 높이를 조절한다.
린스 노즐(1740)은 린스액을 공급하고, 세정 노즐(1760)은 세정액을 공급한다. 린스 노즐(1740)은 린스액을 적하 방식으로 공급하고, 세정 노즐(1760)은 세정액을 미스트 방식으로 공급한다. 상부에서 바라볼 때 린스 노즐(1740) 및 세정 노즐(1760)은 제1방향과 평행한 방향으로 배열되게 위치될 수 있다. 예컨대, 린스액 및 세정액은 동일한 종류의 액일 수 있다. 린스액 및 세정액은 순수일 수 있다. 기판(W) 상에는 린스액이 1차 공급되고, 이후에 세정액이 2차 공급될 수 있다. 세정액은 린스액에 의해 형성된 액막 상에 공급될 수 있다.
측정 부재(1780)는 기판(W) 상에 형성된 액막의 두께를 측정한다. 측정 부재(1780)는 린스액에 의해 형성된 액막의 두께를 측정한다. 측정 부재(1780)는 제2아암(1720)의 일단에 설치된다. 상부에서 바라볼 때 측정 부재(1780)는 린스 노즐(1740)과 세정 노즐(1760) 사이에 위치될 수 있다. 측정 부재(1780)는 마주하는 기판(W)의 영역을 측정한다. 측정 부재(1780)는 수직한 아래 방향의 액막 두께를 측정할 수 있다. 측정 부재(1780)는 세정 노즐(1760)과 소정 간격(L)으로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 측정 부재(1780)는 도 9와 같이 세정액의 토출 영역으로부터 벗어난 영역을 측정하도록 위치될 수 있다. 이는 측정 부재(1780)가 린스액에 의한 액막 두께를 오측정하는 것을 방지하기 위함이다.
제어기(890)는 측정 부재(1780)로부터 측정된 측정값을 근거로 공정 조건을 변경하여 린스액에 의해 형성된 액막의 두께 또는 기판(W)에 가해지는 충격량을 조절한다. 제어기(890)는 공정 조건이 변경되도록 기판 지지 유닛를 제어하여 액막의 두께를 조절하거나, 제2이동 부재를 제어하여 충격량을 조절할 수 있다. 공정 조건은 기판(W)에 대한 세정 노즐(1760)의 상대 높이 또는 기판(W)의 회전 속도를 포함한다. 일 예에 의하면, 제어기(890)는 측정값이 기준값에 일치되도록 세정 노즐(1760)의 상대 높이 또는 기판(W)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
제어기(890)는 측정값이 기준값보다 크면 기판(W)의 회전 속도를 증가시키고, 측정값이 기준값보다 작으면 기판(W)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다. 또한 제어기(890)는 측정값이 기준값보다 크면 세정 노즐(1760)의 상대 높이를 높이고, 측정값이 상기 기준값보다 작으면 상대 높이를 낮출 수 있다. 여기서 기준값은 세정액의 타력이 기판(W)에 전달되는 동시에 기판(W)의 패턴이 손상되지 않는 액막의 두께일 수 있다.
또한 제어기(890)는 처리액이 공급된 후에, 린스액 및 세정액이 순차적으로 공급되도록 제2노즐 부재(1700) 및 제2이동 부재(1500)를 제어할 수 있다. 린스액은 기판(W) 상에 공급되어 액막을 형성하고, 세정액은 액막 상에 토출되어 기판(W)에 타력을 발생시킬 수 있다. 세정액의 토출 위치는 기판(W)의 중심과 가장자리 영역 간에 이동될 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정에 대해 설명한다. 도 10은 도 6의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 11 내지 도 13은 도 6의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 10 내지 도 13을 참조하면, 기판(W)을 처리하는 방법은 웨팅액 공급 단계, 제1처리액 공급 단계, 제2처리액 공급 단계, 린스액 공급 단계, 그리고 세정액 공급 단계를 포함한다. 웨팅액 공급 단계, 제1처리액 공급 단계, 제1처리액 공급 단계, 린스액 공급 단계, 그리고 세정액 공급 단계는 순차적으로 진행된다.
웨팅액 공급 단계는 기판(W) 상에 프리 웨팅액을 공급하는 단계이다. 웨팅액 공급 단계에는 웨팅액 토출구(1420)가 기판(W)의 중심에 마주하도록 위치된다. 프리 웨팅액은 기판(W)의 중심으로 공급되고, 기판(W)의 회전에 의해 기판(W)의 전체 영역으로 확산된다. 기판(W)의 표면은 프리 웨팅액에 의해 젖음 상태로 전환된다.
제1처리액 공급 단계는 기판(W) 상에 처리액을 스트림 방식으로 공급하는 단계이다. 제1처리액 공급 단계에는 원형 토출구(1450)가 기판(W)의 중심에 마주하도록 위치된다. 제1처리액 공급 단계에는 원형 토출구(1450)로부터 공급되는 처리액이 기판(W) 상에 공급된다. 처리액은 기판(W)의 중심으로 공급되고, 기판(W)의 회전에 의해 기판(W)의 전체 영역으로 확산된다. 기판(W) 상에는 처리액의 액막(이하, 처리액막)이 형성ㄷ된다.
제2처리액 공급 단계는 기판(W) 상에 처리액을 액 커튼 방식으로 공급하는 단계이다. 제2처리액 공급 단계에는 슬릿 토출구(1480)로부터 공급되는 처리액이 기판(W)에 공급된다. 처리액의 토출 위치는 기판(W)의 중심에서 가장자리 영역을 향하는 방향으로 이동된다. 이에 따라 처리액막의 두께는 상승되며, 기판(W)의 현상 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
린스액 공급 단계에는 기판(W) 상에 잔류되는 처리액을 린스 처리하는 단계이다. 린스액 공급 단계에는 기판(W) 상에 린스액이 적하 방식으로 공급된다. 도 11을 참조하면, 린스 노즐(1740)은 기판(W)의 중심에 마주하도록 위치에서 기판(W) 상에 린스액이 공급한다. 린스액은 기판(W)의 회전에 의해 기판(W)의 전체 영역으로 확산된다. 린스액에 의해 처리액막은 제거되고, 린스액의 액막(이하, 린스액막)이 형성된다. 린스액 공급 단계가 완료되면, 린스액의 공급이 중지되고, 세정액 공급 단계가 진행된다.
세정액 공급 단계는 기판(W) 상에 타력을 제공하는 단계이다. 세정액 공급 단계에는 린스액막 상에 세정액을 미스트 방식으로 공급한다. 도 12를 참조하면, 세정액은 기판(W)의 중심으로 공급된다. 이후 세정액의 토출 위치는 기판(W)의 중심에서 가장자리 영역으로 이동된다. 이때 세정액의 토출 위치의 이동 방향에 대해 측정 부재(1780)는 세정 노즐(1760)의 전단에 위치될 수 있다. 이는 세정액이 공급되기 전의 린스 액막의 두께를 측정하기 위한 것이다. 린스액막의 두께는 측정 부재(1780)에 의해 측정되고, 그 측정값을 근거로 세정 노즐(1760)의 상대 높이 및 기판(W)의 회전 속도 중 적어도 하나가 조절된다.
예컨대, 측정값이 기준값보다 작을 경우에는, 기판(W)의 회전 속도를 감소시키거나, 세정 노즐(1760)의 높이를 낮출 수 있다. 기판(W)의 회전 속도가 낮아지면, 린스액막에 전달되는 원심력이 낮아짐에 따라 린스액막의 두께가 높아질 수 있다. 이와 달리 기판(W)에 대한 세정 노즐(1760)의 높이가 낮아지면, 기판(W)에 전달되는 타력이 줄어 기판(W)의 가해지는 충격량을 줄일 수 있다.
이와 달리, 측정값이 기준값보다 클 경우에는 기판(W)의 회전 속도를 높이거나, 세정 노즐(1760)의 높이를 높일 수 있다, 기판(W)의 회전 속도가 높아지면, 린스액막에 전달되는 원심력이 높아짐에 따라 린스액막의 두께를 낮출 수 있다. 이와 달리 기판(W)에 대한 세정 노즐(1760)의 높이가 높아지면, 기판(W)에 전달되는 타력이 커져 기판(W)에 가해지는 충격량을 높일 수 있다.
상술한 제1실시예에 의하면, 세정액 공급 단계에는 린스액의 공급을 중지한 상태에서 세정액을 공급하는 것으로 설명하였다.
그러나 본 발명의 제2실시예에 의하면, 도 14와 같이 세정액 공급 단계에는 린스액과 세정액이 함께 공급될 수 있다.
또한 본 발명의 제3실시예에 의하면, 공정 조건은 세정액의 공급 유속을 더 포함할 수 있다. 세정 노즐(1760)에 세정액을 공급하는 액 공급 라인(1762)에는 밸브(1764)가 설치되며, 제어기(890)는 밸브(1764)를 제어하여 세정액의 공급 유속을 제어할 수 있다. 이에 따라 기판(W)에 가해지는 타력을 조절할 수 있다. 예컨대. 측정값이 기준값보다 낮을 경우에는, 세정액의 공급 유속을 낮춰 기판(W)에 가해지는 충격량을 감소시킬 수 있다. 이와 달리 측정값이 기준값보다 클 경우에는 세정액의 공급 유속을 증가시켜 기판(W)에 가해지는 충격량을 늘릴 수 있다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 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 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), 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 기판들(W)이 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(731)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.
1300: 제1노즐 부재 1700: 제2노즐 부재
1740: 린스 노즐 1760: 세정 노즐
1780: 측정 부재

Claims (19)

  1. 기판을 액 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 지지 플레이트와;
    상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재와;
    세정액을 토출하는 세정 노즐을 가지고, 상기 기판 지지 유닛 상에 지지된 기판 상에 액막을 형성하는 노즐 부재와;
    상기 세정 노즐을 상하 방향으로 이동시키는 이동 부재와;
    상기 기판 상에 형성된 액막의 두께를 측정하는 측정 부재와; 그리고,
    상기 측정 부재에 의해 측정된 측정값에 근거하여 상기 회전 구동 부재 또는 상기 이동 부재를 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 측정값에 근거하여 상기 회전 구동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 측정값이 기준값보다 크면 기판의 회전 속도를 증가시키고 상기 측정값이 상기 기준값보다 낮으면 기판의 회전 속도를 감소시키도록 상기 회전 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동 부재는,
    상기 지지 플레이트에 지지된 기판에 대한 상기 노즐의 상대 높이를 조절하는 수직 구동기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 측정값에 근거하여 상기 수직 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 측정값이 기준값보다 크면 상기 기판에 대한 상기 세정 노즐의 상대 높이를 증가시키고, 상기 측정값이 상기 기준값보다 낮으면 상기 기판에 대한 상기 세정 노즐의 상대 높이를 감소시키도록 상기 수직 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 부재는,
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 액막을 형성되도록 린스액을 토출하는 린스 노즐을 더 포함하되,
    상기 세정 노즐은 세정액을 미스트 방식으로 토출하고,
    상기 린스 노즐은 린스액을 적하 방식으로 토출하는 기판 처리 장치.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 부재는,
    상기 세정 노즐을 지지하는 아암을 더 구비하고, 상기 측정 부재는 상기 아암에 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세정 노즐은 세정액을 미스트 방식으로 토출하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노즐 구동기는 상기 아암을 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 세정액의 토출 영역이 기판의 중심과 가장자리 영역 간에 이동되도록 상기 수평 구동기를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 상기 기판 상에 린스액을 토출하여 상기 기판 상에 린스액의 액막을 형성하고,
    회전하는 상기 기판의 상기 액막 상에 세정액을 토출하여 상기 기판을 세정하되,
    상기 세정액을 토출시에 상기 액막의 두께를 측정하고, 그 측정값에 근거하여 공정 조건을 변경하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공정 조건은 상기 기판에 대한 상기 세정 노즐의 상대 높이를 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 측정값이 기준값보다 크면 상기 기판의 회전 속도를 증가시키고, 상기 측정값이 상기 기준값보다 낮으면 상기 기판의 회전 속도를 감소시키는 기판 처리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 공정 조건은 상기 기판의 회전 속도를 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 측정값이 기준값보다 크면 상기 상대 높이를 증가시키고, 상기 측정값이 상기 기준값보다 작으면 상기 상대 높이를 감소시키는기판 처리 방법.
  15. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액은 미스트 방식으로 토출되는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 세정액의 토출 영역은 상기 기판의 중심과 가장자리 영역 간에 이동되는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액막이 형성되면, 상기 린스액의 공급을 중단하고, 상기 세정액이 상기 액막 상에 토출되는 기판 처리 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 액막이 형성되면, 상기 세정액은 상기 린스액과 함께 토출되는 기판 처리 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 세정액과 상기 린스액은 동일한 액인 기판 처리 방법.



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