JP7303788B2 - 基板処理装置及び方法 - Google Patents

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    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F27D5/0037—Supports specially adapted for semi-conductors
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    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Description

本発明は基板を処理する装置及び方法に係る。
半導体素子を製造するためには洗浄、蒸着、写真、蝕刻、そしてイオン注入等のような多様な工程が遂行される。このような工程の中で基板上に膜を形成する工程で蒸着及び塗布工程が使用される。一般的に蒸着工程は工程ガスを基板上に蒸着して膜を形成する工程であり、塗布工程は処理液を基板上に塗布して液膜を形成する工程である。
基板上に膜を形成する前後には基板をベーク処理する過程が進行される。ベーク処理過程は密閉された空間で基板を工程温度又はその以上に加熱処理する過程であって、基板の全体領域を均一な温度に加熱するか、或いは作業者によって基板の領域別温度を調節する。
図１は一般的なベーク処理装置を示す切断斜視図である。図１を参照すれば、ベーク処理装置の上面には複数の導入管２が位置され、外部の気体は導入管２を通じてバッファ空間４に流入される。バッファ空間４に流入された気体はバッファプレート６の吐出ホール８を通じて分配されて基板に供給される。
気体がベーク処理装置内部の処理空間に供給される過程で、基板上に塗布された膜の厚さが均一に形成されないか、或いは基板がベーク処理装置に供給される前に基板上に塗布された膜の厚さが均一に形成されない問題がある。特に、基板の中央領域に形成された膜の厚さを調節するのに難しさがある。
国際特許公開第ＷＯ２０１３－１３２８８１号公報
本発明の目的は基板の中央領域に形成された液膜の厚さを調節することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
本発明の目的はここに制限されなく、言及されないその他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されるべきである。
本発明は基板を処理する装置を提供する。本発明の一実施形態によれば、本発明の基板処理装置は、内部に処理空間を有する工程チャンバーと、処理空間内で基板を支持する支持ユニットと、支持ユニットに提供されて基板を加熱する加熱ユニットと、処理空間を排気する排気ユニットと、処理空間に気体を供給する気体供給ユニットと、を含み、気体供給ユニットは、気体を第１温度と第２温度の中で選択された温度に供給するように提供されることができる。
一実施形態によれば、第１温度の気体を処理空間に供給するように提供される第１供給ユニットと、第１温度より高い第２温度の気体を処理空間に供給するように提供される第２供給ユニットと、を有することができる。
一実施形態によれば、第２供給ユニットは、支持ユニットの上部に配置されるバッファ空間と、バッファ空間から気体が伝達される吐出空間と、バッファ空間と吐出空間との間に提供されるヒーターと、そしてバッファ空間に気体を吐出する第２供給管と、を含むことができる。
一実施形態によれば、第１供給ユニットは、処理空間に直接気体を吐出する第１供給管を含むことができる。
一実施形態によれば、第１供給ユニットは、バッファ空間と吐出空間を貫通するように提供されることができる。
一実施形態によれば、第２供給ユニットは、第２供給ユニットの内部空間をバッファ空間と吐出空間に区画し、第１ホールが形成された区画プレートと、吐出空間内の気体を処理空間に吐出する第２ホールが形成された吐出プレートと、をさらに含み、区画プレートは基板の中央領域に対向されるように提供され、吐出プレートは基板の全体領域に対向されるように提供されることができる。
一実施形態によれば、第１供給ユニットと第２供給ユニットの吐出口は基板の中央領域に対向されるように提供されることができる。
一実施形態によれば、気体供給ユニットは、基板上に形成された液膜の厚さを測定する測定装置と、測定装置によって測定された基板の上の液膜の厚さ情報を受信し、気体供給ユニットを制御する制御器と、をさらに含むことができる。
一実施形態によれば、制御器は、測定装置によって測定された基板上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、第２温度の気体を供給し、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、第１温度の気体を供給し、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されるように気体供給ユニットを制御することができる。
一実施形態によれば、制御器は測定装置によって測定された基板上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、第２温度の気体を供給し、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが厚いほど、気体の流量を増加させ、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されるように気体供給ユニットを制御することができる。
一実施形態によれば、制御器は測定装置によって測定された基板上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、第１温度の気体を供給し、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが薄いほど、気体の流量を増加させ、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されるように気体供給ユニットを制御することができる。
また、本発明は基板を処理する方法を提供する。一実施形態によれば、基板処理方法は、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定された厚さがされるように処理空間に供給される気体の温度又は流量を制御することができる。
一実施形態によれば、第２供給ユニットは、支持ユニットの上部に配置されるバッファ空間と、バッファ空間から気体が伝達される吐出空間と、バッファ空間と吐出空間との間に提供されるヒーターと、そしてバッファ空間に気体を吐出する第２供給管と、を含むことができる。
一実施形態によれば、第１供給ユニットは、処理空間に直接気体を吐出する第１供給管を含むことができる。
一実施形態によれば、第１温度の気体は基板の中央領域に対向される処理空間に供給されることができる。
一実施形態によれば、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、第２温度の気体を供給し、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、第１温度の気体を供給し、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されることができる。
一実施形態によれば、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、第２温度の気体を供給し、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが厚いほど、気体の流量を増加させ、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されることができる。
一実施形態によれば、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、第１温度の気体を供給し、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが薄いほど、気体の流量を増加させ、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されることができる。
一実施形態によれば、基板処理方法は、処理空間内でフォトレジストの液膜が塗布された基板を加熱して液膜でソルベントを蒸発させる熱処理工程を遂行し、熱処理工程は処理空間に気体を供給した状態でヒーターで基板を加熱し、基板を熱処理する間に処理空間に供給される気体の温度又は流量が変更されることができる。
一実施形態によれば、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、処理空間に供給される気体の温度を高め、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、処理空間に供給される気体の温度を下げ、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されることができる。
一実施形態によれば、基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値で多く逸脱するほど、処理空間に供給される気体の流量を増加させ、気体は基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されることができる。
本発明の実施形態によれば、基板の中央領域に形成された液膜の厚さを調節することができる。
本発明の効果が上述した効果によって限定されることはなく、言及されなかった効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されることができる。
一般的なベーク処理装置を示す切断斜視図である。 本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す斜視図である。 図２の塗布ブロック又は現像ブロックを示す基板処理装置の断面図である。 図２の基板処理装置の平面図である。 本発明の一実施形態による基板処理装置を示す断面図である。 図５の加熱ユニットと支持ユニットを示す平面図である。 本発明の基板処理方法を示す図面である。 本発明の基板処理方法を示す図面である。 本発明の他の実施形態による基板処理装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による基板処理装置を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形することができ、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されることして解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されることである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されたことである。
図２は本発明の基板処理装置を概略的に示す斜視図であり、図３は図２の塗布ブロック又は現像ブロックを示す基板処理装置の断面図であり、図４は図２の基板処理装置の平面図である。
図２乃至図４を参照すれば、基板処理装置１はインデックスモジュール２０（ｉｎｄｅｘ ｍｏｄｕｌｅ）、処理モジュール３０（ｔｒｅａｔｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）、そしてインターフェイスモジュール４０（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍｏｄｕｌｅ）を含む。一実施形態によれば、インデックスモジュール２０、処理モジュール３０、そしてインターフェイスモジュール４０は順次的に一列に配置される。以下、インデックスモジュール２０、処理モジュール３０、そしてインターフェイスモジュール４０が配列された方向を第１方向１２とし、上部から見る時、第１方向１２と垂直になる方向を第２方向１４とし、第１方向１２及び第２方向１４と全て垂直になる方向を第３方向１６とする。
インデックスモジュール２０は基板Ｗが収納された容器１０から基板Ｗを処理モジュール３０に搬送し、処理が完了された基板Ｗを容器１０に収納する。インデックスモジュール２０の長さ方向は第２方向１４に提供される。インデックスモジュール２０はロードポート２２とインデックスフレーム２４を有する。インデックスフレーム２４を基準にロードポート２２は処理モジュール３０の反対側に位置される。基板Ｗが収納された容器１０はロードポート２２に置かれる。ロードポート２２は複数が提供されることができ、複数のロードポート２２は第２方向１４に沿って配置されることができる。
容器１０としては前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：ＦＯＵＰ）のような密閉用容器が使用されることができる。容器１０はオーバーヘッドトランスファー（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、オーバーヘッドコンベア（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、又は自動案内車両（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）のような移送手段（図示せず）や作業者によってロードポート２２に置かれることができる。
インデックスフレーム２４の内部にはインデックスロボット２２００が提供される。インデックスフレーム２４内には長さ方向が第２方向１４に提供されたガイドレール２３００が提供され、インデックスロボット２２００はガイドレール２３００上で移動可能に提供されることができる。インデックスロボット２２００は基板Ｗが置かれるハンド２２２０を含み、ハンド２２２０は前進及び後進移動、第３方向１６を軸とした回転、そして第３方向１６を沿って移動可能に提供されることができる。
処理モジュール３０は基板Ｗに対して塗布工程及び現像工程を遂行する。処理モジュール３０は塗布ブロック３０ａ及び現像ブロック３０ｂを有する。塗布ブロック３０ａは基板Ｗに対して塗布工程を遂行し、現像ブロック３０ｂは基板Ｗに対して現像工程を遂行する。塗布ブロック３０ａは複数が提供され、これらは互いに積層されるように提供される。現像ブロック３０ｂは複数が提供され、現像ブロック３０ｂは互いに積層されるように提供される。図２の実施形態によれば、塗布ブロック３０ａは２つが提供され、現像ブロック３０ｂは２つが提供される。塗布ブロック３０ａは現像ブロック３０ｂの下に配置されることができる。一例によれば、２つの塗布ブロック３０ａは互いに同一な工程を実行し、互いに同一な構造に提供されることができる。また、２つの現像ブロック３０ｂは互いに同一な工程を実行し、互いに同一な構造に提供されることができる。
図４を参照すれば、塗布ブロック３０ａは熱処理チャンバー３２００、搬送チャンバー３４００、液処理チャンバー３６００、そしてバッファチャンバー３８００を有する。熱処理チャンバー３２００は基板Ｗに対して熱処理工程を遂行する。熱処理工程は冷却工程及び加熱工程を含むことができる。液処理チャンバー３６００は基板Ｗ上に液を供給して液膜を形成する。液膜はフォトレジスト膜又は反射防止膜である。搬送チャンバー３４００は塗布ブロック３０ａ内で熱処理チャンバー３２００と液処理チャンバー３６００との間に基板Ｗを搬送する。
搬送チャンバー３４００はその長さ方向が第１方向１２と平行に提供される。搬送チャンバー３４００には搬送ロボット３４２２が提供される。搬送ロボットは３４２０は熱処理チャンバー３２００、液処理チャンバー３６００、そしてバッファチャンバー３８００の間に基板を搬送する。一例によれば、搬送ロボット３４２２は基板Ｗが置かれるハンド３４２０を有し、ハンド３４２０は前進及び後進移動、第３方向１６を軸とした回転、そして第３方向１６に沿って移動可能に提供されることができる。搬送チャンバー３４００内にはその長さ方向が第１方向１２と平行に提供されるガイドレール３３００が提供され、搬送ユニット３４２０はガイドレール３３００上で移動可能に提供されることができる。
熱処理チャンバー３２００は複数に提供される。熱処理チャンバー３２００は第１の方向１２に沿って並べに配置される。熱処理チャンバー３２００は搬送チャンバー３４００の一側に位置される。
熱処理チャンバー３２００は基板Ｗを熱処理する。熱処理チャンバー３２００は感光液を塗布する前後の各々に基板Ｗを熱処理する。熱処理チャンバー３２００は感光液を塗布する前の基板Ｗの表面性質を変化させるように基板Ｗを所定の温度に加熱し、その基板Ｗ上に粘着剤のような処理液膜を形成することができる。熱処理チャンバー３２００は感光液が塗布された基板Ｗを減圧雰囲気で感光液膜を熱処理することができる。感光液膜に含まれた揮発性物質を揮発させることができる。本実施形態には熱処理チャンバー３２００が感光液膜を熱処理するユニットとして説明する。
熱処理チャンバー３２００は冷却ユニット３２２０及び加熱ユニット３２３０を含む。冷却ユニット３２２０は加熱ユニット３２３０によって加熱処理された基板Ｗを冷却処理する。冷却ユニット３２２０は円形の板形状に提供される。冷却ユニット３２２０の内部には冷却水又は熱電素子のような冷却手段が提供される。例えば、冷却ユニット３２２０に置かれる基板Ｗは常温と同一であるか、或いはこれと隣接する温度に冷却処理されることができる。
図５は本発明の一実施形態による基板処理装置を示す断面図である。図５を参照すれば、加熱ユニット３２３０は基板Ｗを加熱処理する基板処理装置１０００に提供される。加熱ユニット３２３０は常圧又はがより低い減圧雰囲気で基板Ｗを加熱処理する。
図５を参照すれば、加熱ユニット３２３０はハウジング１１００、支持ユニット１３００、加熱ユニット１４００、排気ユニット１７００、そして気体供給ユニット１６００を含む。
ハウジング１１００は内部に基板Ｗを加熱処理する処理空間１１１０を提供する。処理空間１１１０は外部と遮断された空間として提供される。ハウジング１１００は上部ボディー１１２０、下部ボディー１１４０、そしてシーリング部材１１６０を含む。
上部ボディー１１２０は下部が開放された筒形状に提供される。例えば、上部ボディー１１２０は円筒形状である。上部ボディー１１２０の上面には開口が形成される。開口は上部ボディー１１２０の中心軸と対応される領域に形成されることができる。
下部ボディー１１４０は上部が開放された筒形状に提供される。例えば、下部ボディー１１４０は円筒形状である。下部ボディー１１４０は上部ボディー１１２０の下に位置される。上部ボディー１１２０及び下部ボディー１１４０は上下方向に互いに対向するように位置される。上部ボディー１１２０及び下部ボディー１１４０は互いに組み合わせて内部に処理空間１１１０を形成する。上部ボディー１１２０及び下部ボディー１１４０は上下方向に対して互いの中心軸が一致するように配置される。下部ボディー１１４０は上部ボディー１１２０と同一な直径を有することができる。即ち、下部ボディー１１４０の上端は上部ボディー１１２０の下端に対向されるように位置されることができる。
上部ボディー１１２０及び下部ボディー１１４０の中で１つは昇降部材１１３０によって開放位置と遮断位置に移動され、他の１つはその位置が固定される。一例によれば、下部ボディー１１４０はその位置が固定され、上部ボディー１１２０は昇降部材１１３０によって開放位置及び遮断位置の間に移動されることができる。ここで、開放位置は上部ボディー１１２０と下部ボディー１１４０が互いに離隔されて処理空間１１１０が開放される位置である。遮断位置は下部ボディー１１４０及び上部ボディー１１２０によって処理空間１１１０が外部から密閉される位置である。
シーリング部材１１６０は上部ボディー１１２０と下部ボディー１１４０との間に隙間をシーリングする。シーリング部材１１６０は上部ボディー１１２０の下端と下部ボディー１１４０の上端との間に位置される。シーリング部材１１６０は環状のリング形状を有するＯリング部材１１６０である。シーリング部材１１６０は下部ボディー１１４０の上端に固定結合されることができる。
図６は図４の加熱ユニットと支持ユニットを示す平面図である。以下、図６を参照して加熱ユニットと支持ユニットを説明する。支持ユニット１３００は処理空間１１１０で基板Ｗを支持する。支持ユニット１３００は下部ボディー１１４０に固定結合される。支持ユニット１３００は安着安着プレート１３２０及びリフトピン１３４０を含む。安着プレート１３２０は処理空間１１１０で基板Ｗを支持する。安着プレート１３２０は円形の板形状に提供される。安着プレート１３２０の上面には基板Ｗが安着可能である。安着プレート１３２０の上面の中で中心を含む領域は基板Ｗが安着される安着面として機能する。
安着プレート１３２０の案着面には複数のピンホール１３２２が形成される。上部から見る時、ピンホール１３２２は安着面の中心を囲むように配列される。各々のピンホール１３２２は円周方向に沿って互いに離隔されるように配列される。ピンホール１３２２は相互間に同一間隔に離隔されるように位置される。各々のピンホール１３２２にはリフトピン１３４０が提供される。リフトピン１３４０は上下方向に移動するように提供される。リフトピン１３４０は安着プレート１３２０から基板Ｗを持ち上げるか、或いは基板Ｗを安着プレート１３２０に安着させる。例えば、ピンホール１３２２は３つが提供されることができる。
加熱ユニット１４００は安着プレート１３２０に置かれる基板Ｗを加熱処理する。加熱ユニット１４００は安着プレート１３２０の内部に位置される。加熱ユニット１４００は複数のヒーター１４２０を含む。各々のヒーター１４２０は安着プレート１３２０内に位置される。各々のヒーター１４２０は同一平面上に位置される。各々のヒーター１４２０は安着プレート１３２０の互いに異なる領域を加熱する。上部から見る時、各ヒーター１４２０に対応される安着プレート１３２０の領域はヒーティングゾーンとして提供されることができる。各々のヒーター１４２０は温度が独立調節可能である。例えば、ヒーティングゾーンは１５個である。各ヒーティングゾーンはセンサー（図示せず）によって温度が測定される。ヒーター１４２０は熱電素子又は熱線である。選択的にヒーター１４２０は安着プレート１３２０の底面に裝着されることができる。
排気ユニット１７００は処理空間１１１０の雰囲気を排気する。排気ユニット１７００は処理空間１１１０に流入された外気を強制排気する。排気ユニット１７００は、エッジ排気ホール１７１０、センター排気ホール１７２０、エッジ排気ライン１７９１、センター排気ライン１７９３、統合排気ライン１７９５、そして減圧部材１７９２を含む。
エッジ排気ホール１７１０とエッジ排気ライン１７９１は基板Ｗの縁領域に対向される処理空間１１１０を排気し、センター排気ホール１７２０とセンター排気ライン１７９３は基板Ｗの中央領域に対向される処理空間１１１０を排気する。一例で、エッジ排気ホール１７１０とセンター排気ホール１７２０はリング形状に提供されることができる。
エッジ排気ライン１７９１とセンター排気ライン１７９３は統合排気ライン１７９５に連結される。減圧部材１７９２は統合排気ライン１７９５に連結されて処理空間１１１０を排気するように減圧を提供する。
気体供給ユニット１６００は支持ユニットの上部に位置される。気体供給ユニットは処理空間１１１０に気体を供給する。一例で、気体供給ユニット１６００は、気体を第１温度と第２温度の中で選択された温度に供給するように提供される。気体供給ユニット１６００は第１供給ユニット１６７０と第２供給ユニット１６６０を含む。第１供給ユニット１６７０は、第１温度の気体を処理空間１１１０に供給するように提供される。第２供給ユニット１６６０は第１温度より高い第２温度の気体を処理空間１１１０に供給するように提供される。
第２供給ユニット１６６０は、気体供給源１６６１、気体供給ライン１６６４、第２調節バルブ１６６６、バッファ空間１６１７、区画プレート１６１８、吐出空間１６１９、吐出プレート１６１４、ヒーター１６１５、第２供給管１６６８を有する。バッファ空間１６１７、区画プレート１６１８、吐出空間１６１９、そして吐出プレート１６１４は上から下方向に沿って順次的に配置される。
気体供給ライン１６６４は気体供給源１６６１からバッファ空間１６１７に気体を供給する。第２調節バルブ１６６６は気体供給源１６６１からバッファ空間１６１７に供給される気体の流量を調節する。
バッファ空間１６１７と吐出空間１６１９は支持ユニット１３００の上部に配置される。一例で、バッファ空間１６１７と吐出空間１６１９は筒形状に提供されることができる。区画プレート１６１８は、第２供給ユニット１６６０の内部空間をバッファ空間１６１７と吐出空間１６１９に区画する。区画プレート１６１８は基板Ｗの中央領域に対向され、支持ユニット１３００に対向するように提供される。区画プレート１６１８は上部ボディーから離隔されて提供される。区画プレート１６１８には第１ホールが形成される。第１ホールによってバッファ空間１６１７と吐出空間１６１９は互いに貫通するように提供される。これによって、吐出空間１６１９は、バッファ空間１６１７から気体が伝達される。
吐出プレート１６１４は吐出空間１６１９内の気体を処理空間１１１０に吐出する。吐出プレート１６１４は区画プレート１６１８から離隔されて提供される。吐出プレート１６１４は第２ホールが形成される。第２ホールを通じて吐出空間１６１９内部の気体が処理空間１１１０に供給される。一例で、吐出プレート１６１４は基板Ｗの全体領域に対向されるように提供される。区画プレート１６１８と吐出プレート１６１４は円板形状に提供され、側部が各々上部ボディーとヒーター１６１５を含む上部プレート１６１６に連結される。区画プレート１６１８は吐出プレート１６１４より直径が小さく提供される。したがって、バッファ空間１６１７が吐出空間１６１９より小さく提供される。
ヒーター１６１５は、上部プレート１６１６の内部に提供される。上部プレート１６１６はバッファ空間１６１７と吐出空間１６１９との間に提供される。ヒーター１６１５はバッファ空間１６１７に留まる気体を加熱する。第２供給管１６６８は、バッファ空間１６１７に気体を吐出する。
第１供給ユニット１６７０は、気体供給源１６７１、気体供給ライン１６７４、第１調節バルブ１６７６、第１供給管１６７８を有する。
気体供給ライン１６７４は気体供給源１６７１から処理空間１１１０に気体を供給する。第１調節バルブ１６７６は気体供給源１６７１から処理空間１１１０に供給される気体の流量を調節する。
第１供給管１６７８は処理空間１１１０に直接気体を吐出する。一例で、第１供給ユニット１６７０はバッファ空間１６１７と吐出空間１６１９を貫通するように提供される。
第２供給管１６６８を通じてバッファ空間１６１７に提供された気体はヒーター１６１５によって加熱される。反面、第１供給管１６７８を通じて処理空間１１１０に提供される気体はバッファ空間１６１７を経由しないので、第２供給管１６６８を通じてバッファ空間１６１７に提供された気体よりその温度が低い。
以下、図７乃至図８を参照して本発明の基板処理方法を説明する。
先ず、処理空間１１１０に処理空間１１１０内でフォトレジストの液膜が塗布された基板Ｗを搬入する。基板処理装置は搬入された基板Ｗを加熱して液膜でソルベントを蒸発させる熱処理工程を遂行する。気体供給ユニット１６００が処理空間１１１０に気体を供給した状態で支持ユニット１３００に提供されたヒーターユニットに基板Ｗを加熱する。気体供給ユニット１６００は基板Ｗを熱処理する間に処理空間１１１０に供給される気体の温度又は流量が変更して基板Ｗに形成された液膜の厚さを調節する。
一例で、第１供給ユニット１６７０と第２供給ユニット１６６０の吐出口は基板Ｗの中央領域に対向されるように提供されて第１供給ユニット１６７０と第２供給ユニット１６６０は基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さを調節するように提供されることができる。
気体供給ユニット１６００は、基板Ｗ上に形成された液膜の厚さを測定する測定装置と測定装置によって測定された基板Ｗ上の液膜の厚さ情報を受信し、気体供給ユニット１６００を制御する制御器をさらに含むことができる。
測定装置によって測定された基板Ｗ上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合も図示されたように第２供給ユニット１６６０が第２温度の気体を供給する。第２供給ユニット１６６０は基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで第２温度の気体を継続的に供給する。
バッファ空間１６１７を通じた気体は吐出空間１６１９に伝達されるが、この時バッファ空間１６１７は中央領域に対向されるように提供されて中央領域に温度が高い気体が集中されて吐出される。バッファ空間１６１７でヒーター１６１５によって高い温度に加熱された気体が基板Ｗの中央領域に形成された液膜の蒸発を加速化させる。第２供給ユニット１６６０は基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで第２温度の気体を継続的に供給する。
測定装置によって測定された基板Ｗ上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、図８に図示されたように第１供給ユニットが第１温度の気体を供給する。基板Ｗの中央領域に相対的に低い温度の気体を供給することによって、基板Ｗの中央領域に形成された液膜の蒸発が基板Ｗの縁領域に形成された液膜の蒸発より遅延されることによって液膜が均一になる。第１供給ユニット１６７０は基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで第１温度の気体を継続的に供給する。
基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが厚いほど、気体の流量を増加させ、気体は基板Ｗの中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されることができる。
上述した例では、第１供給ユニット１６７０と第２供給ユニット１６６０が各々第１温度と第２温度の気体を供給することと説明した。しかし、これと異なりに基板処理装置は図９乃至図１０に図示されたように第１供給ユニット１６７０又は第２供給ユニット１６６０の中でいずれか一つのみを含むことができる。一例で、第１供給ユニット１６７０は第１ヒーター１６７３をさらに含み、第２供給ユニット１６６０は第２ヒーター１６６３をさらに含むことができる。
第１ヒーター１６７３は第１供給ユニット１６７０を通じて処理空間１１１０に供給される気体を加熱する。第２ヒーター１６６３は第２供給ユニット１６６０を通じてバッファ空間１６１７に供給される気体を加熱する。基板の中央領域に形成された液膜の厚さが高いほど、第１ヒーター１６７３と第２ヒーター１６６３は気体をさらに高い温度に加熱する。
再び、図３と図４を参照すれば、熱処理チャンバー３６００は複数に提供される。液処理チャンバー３６００の中で一部は互いに積層されるように提供されることができる。液処理チャンバー３６００は搬送チャンバー３４０２の一側に配置される。液処理チャンバー３６００は第１の方向１２に沿って並んで配列される。液処理チャンバー３６００の中で一部はインデックスモジュール２０と隣接する位置に提供される。以下、これらの液処理チャンバーを前段液処理チャンバー３６０２（ｆｒｏｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）と称する。液処理チャンバー３６００の中で他の一部はインターフェイスモジュール４０と隣接する位置に提供される。以下、これらの液処理チャンバーを後段液処理チャンバー３６０４（ｒｅａｒ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）と称する。
前段液処理チャンバー３６０２は基板Ｗ上に第１液を塗布し、後段液処理チャンバー３６０４は基板Ｗ上に第２液を塗布する。第１液と第２液は互いに異なる種類の液である。一実施形態によれば、第１液は反射防止膜であり、第２液はフォトレジストである。フォトレジストは反射防止膜が塗布された基板Ｗ上に塗布されることができる。選択的に第１液はフォトレジストであり、第２液は反射防止膜である。この場合、反射防止膜はフォトレジストが塗布された基板Ｗ上に塗布されることができる。選択的に、第１液と第２液は同一な種類の液であり、これらは全てフォトレジストである。
バッファチャンバー３８００は複数に提供される。バッファチャンバー３８００の中で一部はインデックスモジュール２０と搬送チャンバー３４００との間に配置される。以下、これらのバッファチャンバーを前段バッファ３８０２（ｆｒｏｎｔ ｂｕｆｆｅｒ）と称する。前段バッファ３８０２は複数に提供され、上下方向に沿って互いに積層されるように位置される。バッファチャンバー３８０２、３８０４の中で他の一部は搬送チャンバー３４００とインターフェイスモジュール４０との間に配置される。以下、これらのバッファチャンバーを後段バッファ３８０４（ｒｅａｒ ｂｕｆｆｅｒ）と称する。後段バフファ３８０４は複数に提供され、上下方向に沿って互いに積層されるように位置される。前段バッファ３８０２及びリアーバフファ３８０４の各々は複数の基板がＷを一時的に保管する。前段バッファ３８０２に保管された基板Ｗはインデックスロボット２２００及び搬送ロボット３４２２によって搬入又は搬出される。後段バフファ３８０４に保管された基板Ｗは搬送ロボット３４２２及び第１ロボット４６０２によって搬入又は搬出される。
現像ブロック３０ｂは熱処理チャンバー３２００、搬送チャンバー３４００、そして液処理チャンバー３６００を有する。現像ブロック３０ｂの熱処理チャンバー３２００、搬送チャンバー３４００、そして液処理チャンバー３６００は塗布ブロック３０ａの熱処理チャンバー３２００、搬送チャンバー３４００、そして液処理チャンバー３６００と大体に類似な構造及び配置に提供するので、これに対する説明は省略する。但し、現像ブロック３０ｂで液処理チャンバー３６００は全て同様に現像液を供給して基板を現像処理する現像チャンバー３６００として提供される。
インターフェイスモジュール４０は処理モジュール３０を外部の露光装置５０と連結する。インターフェイスモジュール４０はインターフェイスフレーム４１００、付加工程チャンバー４２００、インターフェイスバッファ４４００、そして搬送部材４６００を有する。
インターフェイスフレーム４１００の上端には内部に下降気流を形成するファンフィルターユニットが提供されることができる。付加工程チャンバー４２００、インターフェイスバッファ４４００、そして搬送部材４６００はインターフェイスフレーム４１００の内部に配置される。付加工程チャンバー４２００は塗布ブロック３０ａから工程が完了された基板Ｗが露光装置５０に搬入される前に所定の付加工程を遂行することができる。選択的に、付加工程チャンバー４２００は露光装置５０から工程が完了された基板Ｗが現像ブロック３０ｂに搬入される前に所定の付加工程を遂行することができる。一実施形態によれば、付加工程は基板Ｗのエッジ領域を露光するエッジ露光工程、又は基板Ｗの上面を洗浄する上面洗浄工程、又は基板Ｗの下面を洗浄する下面洗浄工程である。付加工程チャンバー４２００は複数が提供され、これらは互いに積層されるように提供されることができる。付加工程チャンバー４２００は全て同一な工程を遂行するように提供されることができる。選択的に、付加工程チャンバー４２００の中で一部は互いに異なる工程を遂行するように提供されることができる。
インターフェイスバッファ４４００は塗布ブロック３０ａ、付加工程チャンバー４２００、露光装置５０、そして現像ブロック３０ｂとの間に搬送される基板Ｗが搬送の途中に一時的に留まる空間を提供する。インターフェイスバッファ４４００は複数が提供され、複数のインターフェイスバッファ４４００は互いに積層されるように提供されることができる。
一実施形態によれば、搬送チャンバー３４００の長さ方向の延長線を基準として一側面には付加工程チャンバー４２００が配置し、他の側面にはインターフェイスバッファ４４００が配置されることができる。
搬送部材４６００は塗布ブロック３０ａ、付加工程チャンバー４２００、露光装置５０、そして現像ブロック３０ｂとの間に基板Ｗを搬送する。搬送部材４６００は１つ又は複数のロボットが提供されることができる。一実施形態によれば、搬送部材４６００は第１ロボット４６０２及び第２ロボット４６０６を有する。第１ロボット４６０２は塗布ブロック３０ａ、付加工程チャンバー４２００、そしてインターフェイスバッファ４４００との間に基板Ｗを搬送し、インターフェイスロボット４６０６はインターフェイスバッファ４４００と露光装置５０との間に基板Ｗを搬送し、第２ロボット４６０４はインターフェイスバッファ４４００と現像ブロック３０ｂとの間に基板Ｗを搬送するように提供されることができる。
第１ロボット４６０２及び第２ロボット４６０６は各々基板Ｗが置かれるハンドを含み、ハンドは前進及び後進移動、第３方向１６と平行である軸を基準とした回転、そして第３方向１６に沿って移動可能に提供されることができる。
インデックスロボット２２００、第１ロボット４６０２、そして第２ロボット４６０６のハンドは全て搬送ロボット３４２２，３４２４のハンド３４２０と同一な形状に提供されることができる。選択的に、熱処理チャンバーの搬送プレート３２４０と直接基板Ｗを受け渡すロボットのハンドは搬送ロボット３４２２，３４２４のハンド３４２０と同一な形状に提供され、残りのロボットのハンドはこれと異なる形状に提供されることができる。
一実施形態によれば、インデックスロボット２２００は塗布ブロック３０ａに提供された前段熱処理チャンバー３２００の加熱ユニット３２３０と直接基板Ｗを受け渡すことができるように提供される。
また、塗布ブロック３０ａ及び現像ブロック３０ｂに提供された搬送ロボット３４２２は熱処理チャンバー３２００に位置された搬送プレート３２４０と直接基板Ｗを受け渡すことができるように提供されることができる。
以上の詳細な説明は本発明を例示することである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を例として説明することであり、本発明は多様な他の組合、変更、及び環境で使用することができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明することであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むこととして解析されなければならない。
１０００ 基板処理装置
１６６０ 第２供給ユニット
１６７０ 第１供給ユニット

Claims (17)

  1. 基板処理装置であって、
    内部に処理空間を有する工程チャンバーと、
    前記処理空間で基板を支持する支持ユニットと、
    前記支持ユニットに提供されて前記基板を加熱する加熱ユニットと、
    前記処理空間を排気する排気ユニットと、
    前記処理空間に気体を供給する気体供給ユニットと、を含む基板処理装置であり、
    前記気体供給ユニットは、
    前記基板上に形成された液膜の厚さに基づいて決定された温度を有する気体を前記処理空間内に供給するように提供され、
    前記基板上に形成された液膜の厚さに基づいて決定された温度は少なくとも２つの温度の中の１つの温度であり、
    前記基板上に形成された液膜の厚さに基づいて決定された温度は第１温度及び第２温度を含み、
    前記基板処理装置は、
    第１温度の気体を前記処理空間に供給するように提供される第１供給ユニットと、
    前記第１温度より高い第２温度の気体を前記処理空間に供給するように提供される第２供給ユニットと、を有する基板処理装置。
  2. 前記第１供給ユニットは、
    前記処理空間に直接気体を吐出する第１供給管を含み、
    前記第２供給ユニットは、
    前記支持ユニットの上部に配置されるバッファ空間と、
    前記バッファ空間から気体が伝達される吐出空間と、
    前記バッファ空間に留まる気体を加熱するためのヒーターと、
    前記バッファ空間に気体を吐出する第２供給管と、を含む請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１供給ユニットは、
    前記バッファ空間と前記吐出空間を貫通するように提供される請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第２供給ユニットは、
    前記第２供給ユニットの内部空間をバッファ空間と吐出空間に区画し、第１ホールが形成された区画プレートと、
    前記吐出空間内の気体を前記処理空間に吐出する第２ホールが形成された吐出プレートと、をさらに含み、
    前記区画プレートは、前記基板の中央領域に対向されるように提供され、前記吐出プレートは、前記基板の全体領域に対向されるように提供される請求項２に記載の基板処理装置。
  5. 前記第１供給ユニットと前記第２供給ユニットの吐出口は、前記基板の中央領域に対向されるように提供される請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記気体供給ユニットは、
    前記基板上に形成された液膜の厚さを測定する測定装置と、
    前記測定装置によって測定された前記基板の上の液膜の厚さ情報を受信し、前記気体供給ユニットを制御する制御器と、をさらに含む請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 前記制御器は、
    前記測定装置によって測定された前記基板上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、第２温度の前記気体を供給し、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、前記第１温度の気体を供給するように前記気体供給ユニットを制御する請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御器は、
    前記測定装置によって測定された前記基板上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、前記第２温度の気体を供給し、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが厚いほど、前記気体の流量を増加させ、
    前記気体は、前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給されるように前記気体供給ユニットを制御する請求項６に記載の基板処理装置。
  9. 前記制御器は、
    前記測定装置によって測定された前記基板上に形成された液膜の厚さ情報に基づいて、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、前記第１温度の気体を供給し、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが薄いほど、前記気体の流量を増加させるように前記気体供給ユニットを制御する請求項６に記載の基板処理装置。
  10. 請求項１に記載の基板処理装置を利用する基板処理方法であって、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定された厚さになるように前記処理空間に供給される気体の温度又は流量を制御する基板処理方法。
  11. 前記第２供給ユニットは、
    前記支持ユニットの上部に配置されるバッファ空間と、
    前記バッファ空間から気体が伝達される吐出空間と、
    前記バッファ空間に留まる気体を加熱するためのヒーターと、
    前記バッファ空間に気体を吐出する第２供給管と、を含む請求項１０に記載の基板処理方法。
  12. 前記第１供給ユニットは、前記処理空間に直接気体を吐出する第１供給管を含む請求項１０に記載の基板処理方法。
  13. 前記第１温度の気体は、前記基板の中央領域に対向される処理空間に供給される請求項１０に記載の基板処理方法。
  14. 前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、前記第２温度の気体が供給され、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、前記第１温度の気体が供給される請求項１０に記載の基板処理方法。
  15. 前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、前記第２温度の気体が供給され、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが厚いほど、前記気体の流量が増加し、
    前記気体は、前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値に到達する時まで継続的に供給される請求項１０に記載の基板処理方法。
  16. 前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、前記第１温度の気体が供給され、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが薄いほど、前記気体の流量が増加する請求項１０に記載の基板処理方法。
  17. 処理空間内でフォトレジストの液膜が塗布された基板を加熱して前記液膜でソルベントを蒸発させる熱処理工程を遂行することを含む基板処理方法であって、前記熱処理工程は前記処理空間に気体を供給した状態でヒーターで前記基板を加熱し、前記基板を熱処理する間に前記基板上に形成された液膜の厚さに基づいて前記処理空間に供給される気体の温度又は流量が変更され、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値以上である場合、前記処理空間に供給される気体の温度が高められ、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値未満である場合、前記処理空間に供給される気体の温度が下げられ、
    前記基板の中央領域に形成された液膜の厚さが既設定値から多く逸脱するほど、前記処理空間に供給される気体の流量が増加する基板処理方法。
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