KR20200011290A

KR20200011290A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20200011290A
Application number: KR1020180086180A
Authority: KR
Inventors: 강동훈; 김남규
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2020-02-03

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1영역에 유입된 기류는 기류 공급관이 연결된 제1영역의 일 단부터 반대편의 끝단까지 블로킹(Blocking)없이 흐를 수 있다. 이에 상부에서 바라볼 때 제1영역에 공급된 기류는 전체영역에서 균일하게 흐를 수 있다. 이후 제1영역에 유입된 기류가 균일하게 제2영역, 하부영역, 필터, 그리고 분기홀을 순차적으로 통하여 처리 공간에 유입될 수 있다. 이에, 기류는 공정 챔버로 균일하게 공급될 수 있다.

Description

기판 처리 장치{An apparatus for treating a substrate}

본 발명은 기판을 액 처리하는 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 공정은 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다.

이러한 공정들은 일반적으로 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 가지는 챔버 내에서 수행된다. 여기서 도포 공정은 챔버 내의 압력을 양압화하여 챔버 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 공정 진행 시 챔버 내부로 청정 공기를 공급하여 하강 기류를 형성한다. 또한, 처리 공간으로 공급하는 기류는 기판에 도포된 막 또는 패턴을 균일하게 처리할 수 있게 한다. 기판 처리가 균일하게 이루어지기 위해서는 처리 공간 내로 균일하게 확산되도록 기류를 공급하는 것이 요구된다.

도 1은 일반적인 기류 제공 유닛을 보여주는 도면이고, 도 2는 도1의 기류 제공 유닛의 단면도이다. 도 1과 2를 참조하면, 기류 제공 유닛(2)은 하우징(3)과 브라켓(5)을 포함한다. 기류 제공 유닛(2)의 일측(6)에 공급되어 내부 공간(4)으로 유입된 기류는 기류 제공 유닛(2)의 타측(7)으로 흐른다. 이때, 기류가 이동하면서 브라켓(5)과 충돌하여 하강 기류가 형성된다. 이후 기류는 하우징(3)의 하면에 제공된 홀을 거쳐 처리 공간으로 공급된다.

그러나, 기류 제공 유닛(2)의 일측(6)은 기류가 공급되는 부분으로 기류가 집중된다. 이에 기류 제공 유닛(2)의 일측(6)에 형성되는 브라켓(5)과 기류가 부딪치면서 와류가 발생된다. 또한, 기류와 기류 제공 유닛(2)의 하우징 타측(7)과 부딪치면서 와류가 발생된다. 이에 기류는 처리 공간으로 균일하게 공급되지 않는다.

본 발명은 기류를 챔버 내로 균일하게 공급할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과; 상기 공정 챔버의 상부로부터 상기 처리 공간으로 기류를 공급하는 기류 공급 유닛;을 포함하되, 상기 기류 공급 유닛은, 내부 공간을 가지는 하우징과; 상기 내부 공간을 외부의 기류가 유입되는 제1영역과 상기 제1영역의 아래에 위치되며 상기 기류가 처리 공간으로 유출되는 하부 영역으로 구획하는 상하 구획판과; 상기 하부 영역의 상부에 위치되는 상부 영역을 상기 제1영역과 제2영역으로 구획하는 좌우 구획판을 포함하고, 상기 하우징의 하면에는 상기 처리 공간과 연통되는 분사홀이 형성되고, 상기 좌우 구획판에는 상기 제1영역과 상기 제2영역을 연통시키는 개구가 형성되고, 상기 제2영역과 상기 하부 영역은 서로 연통하고, 상기 제1영역으로 도입된 상기 기류는 상기 하우징의 길이방향을 따라 흐르면서 상기 기류들 중 일부는 상기 개구를 통해 상기 제2영역으로 유입되고, 상기 제2영역으로 유입된 상기 기류는 상기 하부 영역으로 유입된 후 상기 분사홀을 통해 상기 처리 영역으로 공급될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 상하 구획판은 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 하부 영역 내에는 상기 기류를 필터링하는 필터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 상기 필터는 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 전체영역에 중첩되게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 상기 제1영역과 상기 제2영역의 배열은 상기 하우징의 길이방향에 수직한 방향으로 배열되도록 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 좌우 구획판은 상기 하우징의 길이 방향에 수직한 방향으로 서로 이격되게 제공되는 제1판과 제2판을 포함하고, 상기 제1영역은 상기 제1판과 상기 제2판의 사이에 위치되고, 상기 제2영역은 상기 제1영역의 양 측에 각각 위치될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 개구는 상기 하우징의 길이방향을 따라 복수 개로 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 기류 공급 유닛은 복수 개가 제공되고, 상부에서 바라볼 때 상기 기류 공급 유닛들은 상기 하우징의 길이 방향에 수직한 방향으로 배열될 수 있다.

또한, 본 발명은 기류 공급 유닛을 제공한다. 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 공정 챔버의 상부로부터 상기 처리 공간으로 기체를 공급하는 기류 공급 유닛은, 내부 공간을 가지는 하우징과; 상기 내부 공간을 외부의 기류가 유입되는 제1영역과 상기 제1영역의 아래에 위치되며 상기 기류가 처리 공간으로 유출되는 하부 영역으로 구획하는 상하 구획판과; 상기 하부 영역의 상부에 위치되는 상부 영역을 상기 제1영역과 제2영역으로 구획하는 좌우 구획판을 포함하고, 상기 하우징의 하면에는 상기 처리 공간과 연통되는 분사홀이 형성되고, 상기 좌우 구획판에는 상기 제1영역과 상기 제2영역을 연통시키는 개구가 형성되고, 상기 제2영역과 상기 하부 영역은 서로 연통하고, 상기 제1영역으로 도입된 상기 기류는 상기 하우징의 길이방향을 따라 흐르면서 상기 기류들 중 일부는 상기 개구를 통해 상기 제2영역으로 유입되고, 상기 제2영역으로 유입된 상기 기류는 상기 하부 영역으로 유입된 후 상기 분사홀을 통해 상기 처리 영역으로 공급될 수 있다.

일 실시예에 의하면,상기 상하 구획판은 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명의 장치는 기류를 챔버 내로 균일하게 공급할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 기류 제공 유닛을 보여주는 도면이다.
도 2는 도1의 기류 제공 유닛의 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 4은 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 6는 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 7은 도 3의 도포 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 8은 기류 공급 유닛의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8의 기류 공급 유닛을 D-D 방향에서 바라본 단면도이다.
도 10은 도 9의 기류 공급 유닛을 E-E 방향에서 바라본 단면도이다.
도 11은 도 8의 기류 공급 유닛 내의 기류 이동을 보여주는 도면이다.
도 12은 도 11의 기류 공급 유닛을 D-D 방향에서 바라본 단면도이다.
도 13은 도 12의 기류 공급 유닛을 E-E 방향에서 바라본 단면도이다.
도 14는 기류 공급 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 15는 기류 공급 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 16는 기류 공급 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.

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 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.

본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 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 3 내지 도 7을 통해 본 발명의 기판 처리 설비를 설명한다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 4은 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 6는 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.

도 3 내지 도 6를 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 포함 한다. 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 고정 결합된다. 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 현상모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은프레임(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 반송 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 위또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제3 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 현상모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로구획되도록 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 반송챔버(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 복수개가 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 복수개씩 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 반송 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 반송 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 반송 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 반송 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 가이드레일(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.

도 7은 도 3의 도포 챔버를 보여주는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 도포 챔버(410)에 제공되는 기판 처리 장치(800)는 액 도포 공정을 수행한다. 기판 처리 장치(800)는 공정 챔버(810), 기판 지지 유닛(830), 액 공급 유닛(840), 처리 용기(850), 승강 유닛(870), 제어기(900) 그리고 기류 공급 유닛(1000)을 포함한다.

공정 챔버(810)는 내부에 공간(812)을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 공정 챔버(810)의 일측에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구에는 도어(미도시)가 설치되며, 도어는 개구를 개폐한다. 도어는 기판 처리 공정이 진행되면, 개구를 차단하여 공정 챔버(810)의 처리 공간(812)을 밀폐한다. 공정 챔버(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. 또한, 외측 배기구(816)에는 처리 공간(812) 내 기류의 배기량을 조절하는 배기 조절 밸브(817)가 설치될 수 있다. 배기 조절 밸브(817)는 처리 공간(812) 내의 압력에 근거하여 배기량을 조절할 수 있다. 또한, 배기 조절 밸브(817)는 기류 공급 유닛(1000)이 처리 공간(812)으로 공급하는 기류의 상태에 따라 배기량을 조절할 수 있다. 예컨대, 기류의 온도 또는 습도 등에 따라 배기량이 조절될 수 있다.

기판 지지 유닛(830)은 하우징(810)의 내부 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(830)은 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(830)은 지지 플레이트(832), 회전축(834), 그리고 구동기(836)를 포함한다. 지지 플레이트(832)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지 플레이트(832)의 상면에는 기판(W)이 접촉한다. 지지 플레이트(832)는 기판(W)보다 작은 직경을 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 지지 플레이트(832)의 내부에는 기판(W)을 진공 흡착하도록 진공 라인(837)이 제공될 수 있다. 진공 라인(837)에 진공압을 제공하는 감압 부재(838)가 설치될 수 있다. 이에 지지 플레이트(832)는 기판(W)을 진공 흡입하여 기판(W)을 흡착할 수 있다. 상부에서 바라볼 때 기판(W)은 그 중심축이 지지 플레이트(832)의 중심축과 일치되도록 위치될 수 있다. 또한 지지 플레이트(832)는 기판(W)을 물리적 힘으로 척킹할 수 있다. 회전축(834)은 지지 플레이트(832)의 아래에서 지지 플레이트(832)를 지지할 수 있다. 회전축(834)은 그 길이 방향이 상하방향을 향하도록 제공될 수 있다. 회전축(834)은 그 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공될 수 있다. 구동기(836)는 회전축(834)이 회전되도록 구동력을 제공할 수 있다. 예컨대, 구동기(836)는 모터일 수 있다.

액 공급 유닛(840)은 기판(W) 상에 처리액 및 세정액을 공급한다. 액 공급 유닛(840)은 처리액 공급 부재(842) 및 세정액 공급 부재(844)를 포함할 수 있다. 처리액은 레지스트와 같은 감광액일 수 있고 세정액은 신너(Thinner)일 수 있다. 처리액 공급 부재(842)와 세정액 공급 부재(844)는 중앙 위치에서 처리액을 공급할 수 있다. 여기서 중앙 위치는 액 공급 부재(842,844)가 기판(W)의 중앙 영역에 대향되는 위치일 수 있다.

처리 용기(850)는 공정 챔버(810)의 처리 공간(812)에 위치된다. 처리 용기(850)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(850)는 기판 지지 유닛(830)을 감싸도록 제공될 수 있다. 처리 용기(850)는 바닥부(854), 측면부(856), 그리고 상면부(858)를 포함한다. 바닥부(854)는 중공을 가지는 원판 형상으로 제공된다.

바닥부(854)에는 회수 라인(855)이 형성된다. 회수 라인(855)은 처리 공간(852)을 통해 회수된 처리액 및 세정액을 외부의 액 재생 시스템(미도시)으로 제공할 수 있다. 측면부(856)는 중공을 가지는 원통 형상으로 제공된다. 측면부(856)는 바닥부(854)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측면부(856)는 바닥부(854)로부터 위로 연장된다. 상면부(858)는 측면부(856)의 상단으로부터 연장된다. 상면부(858)는 기판 지지 유닛(830)에 가까워질수록 상향 경사진 방향을 향한다.

승강 유닛(870)은 기판 지지 유닛(830)과 처리 용기(850) 간에 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(890)은 처리 용기(850)를 승강 이동시킨다. 승강 유닛(890)은 브라켓(872), 이동축(874), 그리고 구동 부재(876)를 포함한다. 구동 부재(876)는 모터 일 수 있다. 브라켓(872)은 처리 용기(850)의 측면부(856)에 고정 결합된다. 이동축(874)은 브라켓(872)을 지지한다. 이동축(874)은 그 길이 방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 구동 부재(876)는 이동축(874)을 상하 방향으로 이동시킨다. 이에 따라 브라켓(872)과 처리 용기(850)는 상하 방향으로 이동 가능하다.

제어기(900)는 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 단계를 수행하도록 기판 지지 유닛(830), 액 공급 유닛(840), 승강 유닛(870) 및 기류 공급 유닛(1000) 등을 제어할 수 있다.

기류 공급 유닛(1000)은 공정 챔버(810)의 처리 공간(812)에 하강 기류를 형성한다. 기류 공급 유닛(1000)은 기류 공급관(1050)과 온습조절부재(1060)을 포함할 수 있다. 기류 공급관(1050)은 외부의 기류를 공정 챔버(810)의 처리 공간(812)에 공급한다. 기류 공급 유닛(1000)은 기류 공급관(1050)으로부터 외부의 기류를 공급 받아 아래 방향으로 기류를 공급할 수 있다. 온습조절부재(1060)는 처리 공간(812)에 공급되는 기류의 온도 또는 습도를 조절할 수 있다. 예컨대, 온습조절부재(1060)은 기판 처리 공정에 따라 기류의 온도 또는 습도를 조절할 수 있다.

이하 도 8 내지 도 10을 통해 본 발명의 기류 공급 유닛을 설명한다.

도 8은 기류 공급 유닛의 일 실시예를 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 8의 기류 공급 유닛을 D-D 방향에서 바라본 단면도이고, 도 10은 도 9의 기류 공급 유닛을 E-E 방향에서 바라본 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 기류 공급 유닛은 하우징(1010), 상하 구획판(1020), 그리고 좌우 구획판(1030)을 포함할 수 있다.

하우징(1010)은 내부 공간을 가진다. 하우징(1010)의 내부 공간은 상부 영역(1011, 1012)과 하부 영역(1014)를 포함할 수 있다. 상부 영역은 제1영역(1011)과 제2영역(1012)을 포함할 수 있다.

제1영역(1011)과 하부 영역(1014)는 상하 구획판(1020)으로 구획될 수 있다. 상하 구획판(1020)은 홀들이 형성되지 않는 블로킹 플레이트(Blocking Plate)로 제공될 수 있다. 제1영역(1011)에는 기류 공급관(1050)이 연결되고, 기류 공급관(1050)을 통해 외부로부터 공급되는 기류는 제1영역(1011)으로 유입될 수 있다.

제1영역(1011)과 제2영역(1012)은 좌우 구획판(1030)으로 구획될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 제1영역(1011)과 제2영역(1012)은 하우징(1010)의 길이방향에 수직한 제2방향(14)으로 배열되도록 제공될 수 있다. 또한, 좌우 구획판(1030)은 제1판(1031)과 제2판(1032)을 포함할 수 있다. 제1판(1031)과 제2판(1032)은 하우징의 길이 방향에 수직한 제2방향(14)으로 서로 이격되게 제공될 수 있다. 제1판(1031)과 제2판(1032)은 서로 평행하게 제공될 수 있다. 이에 제1영역(1011)은 제1판(1031)과 제2판(1032)의 사이에 위치되고, 제2영역(1012)는 제1영역(1011)의 양측에 각각 위치될 수 있다.

제2영역(1012)에는 제1영역(1011)으로 공급된 기류가 유입될 수 있다. 예컨대, 제1영역(1011)과 제2영역(1012)를 구획하는 좌우 구획판(1030)에는 제1영역(1011)과 제2영역(1012)를 연통시키는 개구(1034)가 형성될 수 있다. 제1영역(1011)으로 유입된 기류는 개구(1034)를 통해 제2영역(1012)으로 유입될 수 있다. 개구(1034)는 하우징(1010)의 길이 방향인 제1방향(12)을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 복수 개로 제공되는 개구(1034)들은 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 개구(1034)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 사각, 원, 슬릿 형상 등의 형상을 가질 수 있다.

하부 영역(1014)은 제2영역(1012)와 연통될 수 있다. 하부 영역(1014)에는 필터(1040)가 제공될 수 있다. 필터(1040)는 기류 공급관(1050)으로부터 공급되는 기류를 필터링 한다. 필터(1040)는 기류에 포함된 불순물을 제거할 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때 필터(1040)는 제1영역(1011)과 제2영역(1012)의 전체영역에 중첩되게 제공될 수 있다.

하우징(1010)의 하면에는 분사홀(1016)이 형성될 수 있다. 분사홀(1016)은 하부 공간(1014)과 처리 공간(812)을 연통시킬 수 있다. 이에 제2영역(1012)에 유입된 기류는 하부 영역(1014)과 분사홀(1016)을 통해 처리 공간(1012)으로 유출될 수 있다.

이하 도 11 내지 도 13을 통해 상술한 기류 공급 유닛이 공정 챔버에 기류를 공급하는 과정을 설명한다. 도 11은 도 8의 기류 공급 유닛 내의 기류 이동을 보여주는 도면이고, 도 12은 도 11의 기류 공급 유닛을 D-D 방향에서 바라본 단면도이고, 도 13은 도 12의 기류 공급 유닛을 E-E 방향에서 바라본 단면도이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 온습조절부재(1060)를 거쳐 온도와 습도가 조절된 기류가 제1영역(1011)에 유입될 수 있다. 제1영역(1011)에 유입된 기류는 하우징(1010)의 길이방향인 제1방향(12)을 따라 흐를 수 있다. 제1영역(1011)에 흐르는 기류 중 일부는 개구(1034)를 통해 제2영역(1012)으로 유입될 수 있다. 제2영역(1012)로 유입된 기류는 제2영역(1012)과 연통된 하부영역(1014)으로 유입될 수 있다. 하부영역(1014)에 유입된 기류는 필터(1040)를 걸쳐 분사홀(1016)을 통해 처리 공간(812)로 유출될 수 있다.

종래에는 하우징의 길이방향을 따라 기류가 흐르면서 브라켓 등에 의해 블로킹(Blocking)되었다. 이에, 하우징의 일단과 끝단에 흐르는 기류의 양이 균일하지 못했다. 이에, 공정 챔버에 유입되는 기류는 하우징의 일단과 끝단의 하부영역에 집중되고, 하우징의 일단과 끝단에는 와류가 발생하는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1영역(1011)에 유입된 기류는 기류 공급관(1050)이 연결된 제1영역(1011)의 일 단부터 반대편의 끝단까지 블로킹(Blocking)없이 흐를 수 있다. 이에 상부에서 바라볼 때 제1영역(1011)에 공급된 기류는 전체영역에서 균일하게 흐를 수 있다. 이후 제1영역(1011)에 유입된 기류가 균일하게 제2영역(1012), 하부영역(1014), 필터(1040), 그리고 분기홀(1016)을 순차적으로 통하여 처리 공간(812)에 유입될 수 있다. 이에, 기류는 공정 챔버(810)로 균일하게 공급될 수 있다.

상술한 예에서는 기류 공급 유닛(1000)이 하나로 제공되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이와 달리 기류 공급 유닛(1000)은 복수개가 제공될 수 있다. 예컨대, 상부에서 바라 볼 때 기류 공급 유닛(1000)은 하우징(1010)의 길이 방향에 수직하거나 수평한 방향으로 배열될 수 있다.

상술한 예에서는 필터가 하나로 제공되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리, 필터는 복수 개로 제공될 수 있다. 예컨대, 복수개의 필터가 제1방향(12)을 따라 제공될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 필터의 크기는 하우징의 하면과 대응되도록 제공될 수 있다. 또한, 복수개의 필터가 제3방향(16)을 따라 적층 되도록 제공될 수 있다. 이 경우, 단일의 필터의 크기는 하우징의 하면과 대응되도록 제공될 수 있다.

상술한 예에서는 좌우 구획판(1030)에 개구(1034)가 형성되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 도 14와 같이, 좌우 구획판(1030)은 기류유도부(1033)를 더 포함할 수 있다. 기류유도부(1033)는 개구(1034)의 하단에 제공될 수 있다. 기류 유도부는(1033)는 하우징(1010)의 하면과 평행하게 제공될 수 있다. 기류 유도부(1033)는 개구(1034)의 개수와 대응되는 수로 제공될 수 있다. 기류 유도부(1033)는 제1영역(1011)에 유입된 기류가 제2영역(1012)의 내측면까지 더 용이하게 도달할 수 있도록 기류의 경로를 제공할 수 있다. 이에 제2영역(1012)에 균일하게 기류가 유입될 수 있다. 이에 처리 공간(812)에 더 균일하게 기류를 공급할 수 있다.

상술한 예에서는 필터(1040)가 하부영역(1014)에 제공되는 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나 필터(1040)가 제공되는 위치는 이에 한정되는 것은 아니고, 기류의 이동 경로에 따라 다양하게 배치될 수 있다. 예컨대, 필터(1040)는 도 15와 같이 제2영역(1012)과 하부 영역(1014) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 선택적으로 도 16과 같이 기류유도부(1033)의 상부에 제공되어 제1영역(1011)과 제2영역(1012)의 사이에 배치될 수 있다.

상술한 예에서는 포토레지스트를 도포하는 기판 처리 장치(800)의 처리 공간(812)에 기체를 공급하는 구성으로 설명하였으나, 이와 달리, 기체 공급 유닛(1000)은 챔버의 기판의 처리가 수행되는 처리 공간의 상부로부터 기체를 공급하는 것이 요구되는 모든 종류의 장치에 적용될 수 있다.

830 : 기판 지지 유닛
840 : 액 공급 유닛
850 : 처리 용기
870 : 승강 유닛
900 : 제어기
1000 : 기류 공급 유닛

Claims

기판을 처리하는 장치에 있어서,
내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 공정 챔버의 상부로부터 상기 처리 공간으로 기류를 공급하는 기류 공급 유닛;을 포함하되,
상기 기류 공급 유닛은,
내부 공간을 가지는 하우징과;
상기 내부 공간을 외부의 기류가 유입되는 제1영역과 상기 제1영역의 아래에 위치되며 상기 기류가 처리 공간으로 유출되는 하부 영역으로 구획하는 상하 구획판과;
상기 하부 영역의 상부에 위치되는 상부 영역을 상기 제1영역과 제2영역으로 구획하는 좌우 구획판을 포함하고,
상기 하우징의 하면에는 상기 처리 공간과 연통되는 분사홀이 형성되고,
상기 좌우 구획판에는 상기 제1영역과 상기 제2영역을 연통시키는 개구가 형성되고,
상기 제2영역과 상기 하부 영역은 서로 연통하고,
상기 제1영역으로 도입된 상기 기류는 상기 하우징의 길이방향을 따라 흐르면서 상기 기류들 중 일부는 상기 개구를 통해 상기 제2영역으로 유입되고,
상기 제2영역으로 유입된 상기 기류는 상기 하부 영역으로 유입된 후 상기 분사홀을 통해 상기 처리 영역으로 공급되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 상하 구획판은 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 제공되는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 하부 영역 내에는 상기 기류를 필터링하는 필터를 포함하는 기판 처리 장치
제3항에 있어서,
상부에서 바라볼 때 상기 필터는 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 전체영역에 중첩되게 제공되는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상부에서 바라볼 때 상기 제1영역과 상기 제2영역의 배열은 상기 하우징의 길이방향에 수직한 방향으로 배열되도록 제공되는 기판 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 좌우 구획판은 상기 하우징의 길이 방향에 수직한 방향으로 서로 이격되게 제공되는 제1판과 제2판을 포함하고,
상기 제1영역은 상기 제1판과 상기 제2판의 사이에 위치되고,
상기 제2영역은 상기 제1영역의 양 측에 각각 위치되는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 개구는 상기 하우징의 길이방향을 따라 복수 개로 제공되는 기판 처리 장치.
제7항에 있어서,
상기 기류 공급 유닛은 복수 개가 제공되고, 상부에서 바라볼 때 상기 기류 공급 유닛들은 상기 하우징의 길이 방향에 수직한 방향으로 배열되는 기판 처리 장치.
내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 공정 챔버의 상부로부터 상기 처리 공간으로 기체를 공급하는 기류 공급 유닛에 있어서,
내부 공간을 가지는 하우징과;
상기 내부 공간을 외부의 기류가 유입되는 제1영역과 상기 제1영역의 아래에 위치되며 상기 기류가 처리 공간으로 유출되는 하부 영역으로 구획하는 상하 구획판과;
상기 하부 영역의 상부에 위치되는 상부 영역을 상기 제1영역과 제2영역으로 구획하는 좌우 구획판을 포함하고,
상기 하우징의 하면에는 상기 처리 공간과 연통되는 분사홀이 형성되고,
상기 좌우 구획판에는 상기 제1영역과 상기 제2영역을 연통시키는 개구가 형성되고,
상기 제2영역과 상기 하부 영역은 서로 연통하고,
상기 제1영역으로 도입된 상기 기류는 상기 하우징의 길이방향을 따라 흐르면서 상기 기류들 중 일부는 상기 개구를 통해 상기 제2영역으로 유입되고,
상기 제2영역으로 유입된 상기 기류는 상기 하부 영역으로 유입된 후 상기 분사홀을 통해 상기 처리 영역으로 공급되는 기류 공급 유닛
제9항에 있어서,
상기 상하 구획판은 블로킹 플레이트(Blocking plate)로 제공되는 기류 공급 유닛.
제10항에 있어서,
상기 하부 영역 내에는 상기 기류를 필터링하는 필터를 포함하는 기류 공급 유닛.
제11항에 있어서,
상부에서 바라볼 때 상기 필터는 상기 제1영역 및 상기 제2영역의 전체영역에 중첩되게 제공되는 기류 공급 유닛.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상부에서 바라볼 때 상기 제1영역과 상기 제2영역의 배열은 상기 하우징의 길이방향에 수직한 방향으로 배열되도록 제공되는 기류 공급 유닛.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 좌우 구획판은 상기 하우징의 길이 방향에 수직한 방향으로 서로 이격되게 제공되는 제1판과 제2판을 포함하고,
상기 제1영역은 상기 제1판과 상기 제2판의 사이에 위치되고,
상기 제2영역은 상기 제1영역의 양 측에 각각 위치되는 기류 공급 유닛.
제14항에 있어서,
상기 개구는 상기 하우징의 길이방향을 따라 복수 개로 제공되는 기류 공급 유닛.
제15항에 있어서,
상기 기류 공급 유닛은 복수 개가 제공되고, 상부에서 바라볼 때 상기 기류 공급 유닛들은 상기 하우징의 길이 방향에 수직한 방향으로 배열되는 기류 공급 유닛.