KR101000944B1 - 처리액 공급 유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리액 공급 유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 의하면, 프리웨트 노즐, 감광액 노즐, 그리고 이비알 노즐이 하나의 노즐 암에 장착된다. 이러한 특징에 의하면, 각각의 노즐들이 별개의 노즐 암에 설치된 경우와 비교하여, 장비 설치 공간을 줄일 수 있으며 이를 통해 장비 설치 공간의 활용도를 향상시킬 수 있다. 또한, 공정 진행시 노즐의 선택 동작에 따른 프로세스 타임을 단축시킬 수 있다.
감광액, 도포, 에지 비드, 프리웨트

Description

처리액 공급 유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법{UNIT FOR PROVIDING CHEMICAL LIQUID, APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대한 감광액 도포 공정을 진행하는 처리액 공급 유닛과, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 형성하도록 박막을 순차적으로 적층하는 과정을 반복함으로써 제조되며, 박막의 형성 및 적층을 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다.
이러한 다수의 단위 공정들 중 사진 공정은 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 공정으로서, 감광액 도포(Coating) 공정, 노광(Exposuring) 공정, 그리고 현상(Developing) 공정 등으로 이루어진다.
감광액 도포 공정은 빛에 민감한 물질인 감광액(Photoresist)을 웨이퍼 표면에 고르게 도포시키는 공정이고, 노광 공정은 스텝퍼(Stepper)를 사용하여 마스크 에 그려진 회로 패턴에 빛을 통과시켜 감광막이 형성된 웨이퍼 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이며, 현상 공정은 디벨로퍼(Developer)를 사용하여 노광 공정을 통해 웨이퍼의 표면의 감광막에서 빛을 받은 부분 또는 빛을 받지 않는 부분을 선택적으로 현상시키는 공정이다.
도포 공정, 노광 공정 및 현상 공정 등에 의해 웨이퍼 상에는 패턴이 형성되고, 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 이용하여 웨이퍼의 최상단층을 식각 처리함으로써 패턴에 따른 소자의 형성이 가능하게 된다.
본 발명은 감광액 도포 공정에 사용되는 약액(유기 용제, 감광액, 에지 비드 제거액) 노즐들을 하나의 노즐 암에 설치하여 장비 설치 공간의 활용도를 높일 수 있는 처리액 공급 유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 처리액 공급 유닛은 기판에 감광액을 공급하는 감광액 노즐; 및 상기 기판의 가장자리에 형성된 에지 비드가 제거되도록 상기 기판의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급하는 이비알(EBR, Edge Bead Removal) 노즐을 포함하되, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐 은 하나의 노즐 암에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 처리액 공급 유닛에 있어서, 상기 감광액 노즐로부터 상기 기판으로 공급되는 상기 감광액의 상기 기판에 대한 젖음성이 향상되도록 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 더 포함하며, 상기 프리웨트 노즐은 상기 노즐 암에 장착될 수 있다.
상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 상기 노즐 암의 길이 방향에 수직하게 상기 노즐 암의 일단에 일렬로 배치될 수 있다.
상기 감광액 노즐은 상기 노즐 암 일단의 중앙에 배치되고, 상기 프리웨트 노즐과 상기 이비알 노즐은 상기 감광액 노즐의 양측에 각각 배치될 수 있다.
감광액 공급원, 상기 감광액 공급원과 상기 감광액 노즐을 연결하는 감광액 공급 라인; 에지 비드 제거액 공급원, 상기 에지 비드 제거액 공급원과 상기 이비알(EBR) 노즐을 연결하는 에지 비드 제거액 공급 라인; 및 유기 용제 공급원, 상기 유기 용제 공급원과 상기 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 연결하는 유기 용제 공급 라인을 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 및 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 기판에 대한 감광액 도포 공정을 진행하는 처리액 공급 유닛을 포함하되, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 기판에 감광액을 공급하는 감광액 노즐; 및 상기 기판의 가장자리에 형성된 에지 비드가 제거되도록 상기 기판의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급하는 이비알(EBR, Edge Bead Removal) 노즐을 포함하고, 상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 하나의 노즐 암에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 감광액 노즐로부터 상기 기판으로 공급되는 상기 감광액의 상기 기판에 대한 젖음성이 향상되도록 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 더 포함하되, 상기 프리웨트 노즐은 상기 노즐 암에 장착될 수 있다.
상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 상기 노즐 암의 길이 방향에 수직하게 상기 노즐 암의 일단에 일렬로 배치될 수 있다.
상기 감광액 노즐은 상기 노즐 암 일단의 중앙에 배치되고, 상기 프리웨트 노즐과 상기 이비알 노즐은 상기 감광액 노즐의 양측에 각각 배치될 수 있다.
상기 노즐 암은 상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐의 배열 방향이 상기 기판 지지 부재에 놓인 상기 기판의 중심을 통과하도록 상기 기판 지지 부재의 일 측에 배치될 수 있다.
상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐이 상기 기판 지지 부재에 놓인 상기 기판상의 공정 위치로 이동되도록 상기 노즐 암을 직선 이동시키는 구동 부재를 더 포함하되, 상기 구동 부재는 상기 노즐 암을 지지하는 노즐 암 지지 부재; 상기 노즐 암 지지 부재를 직선 왕복 운동시키는 구동기; 및 상기 노즐 암 지지 부재의 직선 운동을 안내하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 감광액 공급원, 상기 감광액 공급원과 상기 감광액 노즐을 연결하는 감광액 공급 라인; 에지 비드 제거액 공급원, 상기 에지 비드 제거액 공급원과 상기 이비알(EBR) 노즐을 연결하는 에지 비드 제거액 공급 라인; 및 유기 용제 공급원, 상기 유기 용제 공급원과 상기 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 연결하는 유기 용제 공급 라인을 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 제 7 항의 장치를 이용하여 기판에 대한 감광액 도포 공정을 진행하는 방법에 있어서, 상기 프리웨트 노즐이 상기 기판 중심의 상부에 위치하도록 노즐 암을 이동시켜 상기 기판의 중심에 유기 용제를 공급하고, 상기 감광액 노즐이 상기 기판 중심의 상부에 위치하도록 상기 노즐 암을 이동시켜 상기 기판의 중심에 감광액을 공급하고, 상기 이비알 노즐이 상기 기판 가장자리 영역의 상부에 위치하도록 상기 노즐 암을 이동시켜 상기 기판의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급하되, 상기 유기 용제, 감광액, 그리고 에지 비드 제거액은 상기 기판을 회전시키면서 공급되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 상기 노즐 암의 길이 방향에 수직하게 상기 노즐 암의 일단에 일렬로 배치되며, 상기 노즐 암을 상기 노즐들의 배열 방향을 따라 이동시키면서 상기 기판의 중심에 상기 유기 용제와 상기 감광액을 순차적으로 공급하고, 이어서 상기 기판의 가장자리에 상기 에지 비드 제거액을 공급할 수 있다.
본 발명에 의하면, 약액(유기 용제, 감광액, 에지 비드 제거액) 노즐들을 하나의 노즐 암에 설치하여 장비 설치 공간을 줄일 수 있으며, 이를 통해 장비 설치 공간의 활용도를 향상시킬 수 있다.
또한, 공정 진행시 노즐의 선택 동작에 따른 프로세스 타임을 단축할 수 있다.
이하 첨부된 도면 도 1 내지 도 7c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 구비된 반도체 제조 설비의 평면도이고, 도 2는 도 1의 반도체 제조 설비의 측면도이며, 도 3은 도 1의 반도체 제조 설비의 공정 처리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 반도체 제조 설비(10)는 인덱스(20), 공정 처리부(30) 그리고 인터페이스(50)를 포함한다. 인덱스(20), 공정 처리부(30) 및 인터페이스(50)는 제 1 방향(12)으로 나란하게 배치된다. 인덱스(20)는 제 1 방향(12)을 따라 공정 처리부(30)의 전단부에 인접하게 배치되고, 인터페이스(50)는 제 1 방향(12)을 따라 공정 처리부(30)의 후단부에 인접하게 배치된다. 인덱스(20) 및 인터페이스(50)는 길이 방향이 제 1 방향(12)에 수직한 제 2 방향(14)을 향하도록 배치된다. 공정 처리부(30)는 상하 방향으로 적층 배치된 복층 구조를 가진다. 하층에는 제 1 처리부(32a)가 배치되고, 상층에는 제 2 처리부(32b)가 배치된다. 인덱스(20)와 인터페이스(50)는 공정 처리부(30)로 기판을 반출입한다.
제 1 처리부(32a)는 제 1 이송로(34a), 제 1 메인 로봇(36a), 그리고 처리 모듈(40)들을 포함한다. 제 1 이송로(34a)는 인덱스(20)와 인접한 위치에서 인터페이스(50)와 인접한 위치까지 제 1 방향(12)으로 길게 제공된다. 제 1 이송로(34a)의 길이 방향을 따라 제 1 이송로(34a)의 양측에는 처리 모듈(40)들이 배치되고, 제 1 이송로(34a)에는 제 1 메인 로봇(36a)이 설치된다. 제 1 메인 로봇(36a)은 인덱스(20), 처리 모듈(40)들, 그리고 인터페이스(50) 간에 기판을 이송한다.
제 2 처리부(32b)는 제 2 이송로(34b), 제 2 메인 로봇(36b), 그리고 처리 모듈(40)들을 포함한다. 제 2 이송로(34b)는 인덱스(20)와 인접한 위치에서 인터페이스(50)와 인접한 위치까지 제 1 방향(12)으로 길게 제공된다. 제 2 이송로(34b)의 길이 방향을 따라 제 2 이송로(34b)의 양측에는 처리 모듈(40)들이 배치되고, 제 2 이송로(34b)에는 제 2 메인 로봇(36b)이 설치된다. 제 2 메인 로봇(36b)은 인덱스(20), 처리 모듈(40)들, 그리고 인터페이스(50) 간에 기판을 이송한다.
제 1 처리부(32a)는 도포 공정을 진행하는 모듈들을 가지고, 제 2 처리부(32b)는 현상 공정을 진행하는 모듈들을 가질 수 있다. 이와 반대로 제 1 처리부(32a)가 현상 공정을 진행하는 모듈들을 가지고, 제 2 처리부(32b)가 도포 공정 을 진행하는 모듈들을 가질 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 처리부(32a, 32b)가 도포 공정을 수행하는 모듈들과 현상 공정을 수행하는 모듈들을 모두 가질 수도 있다.
도포 공정을 진행하는 모듈로는, 어드히젼(Adhesion) 공정을 진행하는 모듈, 기판의 냉각 공정을 진행하는 모듈, 감광액 도포 공정을 진행하는 모듈, 그리고 소프트 베이크(Soft Bake) 공정을 진행하는 모듈 등을 예로 들 수 있다. 현상 공정을 진행하는 모듈로는, 노광된 기판을 소정 온도로 가열하는 모듈, 기판을 냉각하는 모듈, 기판상에 현상액을 공급하여 노광된 영역 또는 그 반대 영역을 제거하는 모듈, 하드 베이크(Hard Bake) 공정을 수행하는 모듈 등을 예로 들 수 있다.
인덱스(20)는 공정 처리부(30)의 전단부에 설치된다. 인덱스(20)는 기판들이 수용된 카세트(C)가 놓이는 로드 포트들(22a,22b,22c,22d)과, 인덱스 로봇(100a)을 가진다. 로드 포트들(22a,22b,22c,22d)은 제 2 방향(14)을 따라 일 방향으로 나란하게 배치되고, 인덱스 로봇(100a)은 로드 포트들(22a,22b,22c,22d)과 공정 처리부(30)의 사이에 위치한다. 기판들을 수용하는 용기(C)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)에 의해 로드 포트(22a,22b,22c,22d) 상에 놓인다. 용기(C)는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 인덱스 로봇(100a)은 로드 포트(22a,22b,22c,22d)에 놓인 용기(C)와 공정 처리부(30) 간에 기판을 이송한다.
인터페이스(50)는 공정 처리부(30)를 기준으로 인덱스(20)와 대칭을 이루도 록 공정 처리부(30)의 후단부에 설치된다. 인터페이스(50)는 인터페이스 로봇(100b)을 가진다. 인터페이스 로봇(100b)은 인터페이스(50)의 후단에 연결되는 노광 처리부(60)와 공정 처리부(30) 간에 기판을 이송한다.
인덱스 로봇(100a)은 수평 가이드(110), 수직 가이드(120), 그리고 로봇 아암(130)을 가진다. 로봇 아암(130)은 제 1 방향(12)으로 직선 이동 가능하며, Z 축을 중심축으로 하여 회전할 수 있다. 수평 가이드(110)는 로봇 아암(130)의 제 2 방향(14)을 따른 직선 이동을 안내하고, 수직 가이드(120)는 로봇 아암(130)의 제 3 방향(16)을 따른 직선 이동을 안내한다. 로봇 아암(130)은 수평 가이드(110)를 따라 제 2 방향(14)으로 직선 이동하고, Z 축을 중심축으로 회전하고 제 3 방향(16)으로 이동 가능한 구조를 가진다. 인터페이스 로봇(100b)는 인덱스 로봇(100a)과 동일한 구조를 가진다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 반도체 제조 설비(10)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 기판들이 수용된 카세트(C)가 오퍼레이터 또는 이송 수단(미도시)에 의해 인덱스(20)의 로드 포트(22a)에 놓인다. 인덱스 로봇(100a)은 로드 포트(22a)에 놓인 카세트(C)로부터 기판을 인출하여 제 1 처리부(32a)의 제 1 메인 로봇(36a)으로 기판을 인계한다. 제 1 메인 로봇(36a)은 제 1 이송로(34a)를 따라 이동하면서 각각의 처리 모듈들(40)로 기판을 로딩하여 도포 공정을 수행한다. 처리 모듈들(40)에서 기판에 대한 처리 공정이 완료되면, 처리된 기판은 처리 모듈들(40)로부터 언로딩된다. 언로딩된 기판은 제 1 메인 로봇(36a)에 의해 인터페이 스 로봇(100b)로 전달되고, 인터페이스 로봇(100b)은 이를 노광 처리부(60)로 이송한다. 노광 처리부(60)에서 노광 공정이 완료된 기판은 인터페이스 로봇(100b)에 의해 제 2 처리부(32b)로 전달된다. 기판은 제 2 메인 로봇(36b)에 의해 처리 모듈들(40)로 이송되면서 현상 공정이 수행된다. 현상 공정이 완료된 기판은 인덱스(20)로 전달된다.
도 4는 처리 모듈들(40) 중 도포 공정을 수행하는 처리 모듈(40a)의 일 예를 보여주는 평면도이고, 도 5는 도 4의 처리 모듈(40a)의 측단면도이며, 도 6은 도 4의 "A"부분의 정면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 처리 모듈(40a)은 처리실(400), 기판 지지 부재(410) 및 처리액 공급 유닛(430)을 포함한다. 처리실(400)은 기판 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 처리실(400)의 측벽(402)에는 처리실(400)로 기판(W)을 반출입하기 위한 개구(402a)가 형성된다. 기판 지지 부재(410)는 처리실(400)의 중앙부에 배치된다. 기판 지지 부재(410)는 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 회전시킨다. 처리액 공급 유닛(430)은 기판 지지 부재(410)에 놓인 기판(W)상으로 처리액을 공급하여 기판(W)을 처리한다.
기판 지지 부재(410)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 모터 등의 회전 구동 부재(412)에 의해 회전된다. 기판 지지 부재(410)는 원형의 상부 면을 가지는 지지판(414)을 가지고, 지지판(414)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 핀 부재들(416)이 설치된다. 핀 부재들(416)에 의해 지지된 기판(W)은 기판 지지 부재(410)가 회전 구동 부재(412)에 의해 회전됨에 따라 회전된다.
기판 지지 부재(410)의 둘레에는 용기(420)가 배치된다. 용기(420)는 대체로 원통 형상을 가지며, 하부 벽(422)에는 배기 홀(424)이 형성되고, 배기 홀(424)에는 배기관(426)이 연통 설치된다. 배기관(426)에는 펌프와 같은 배기 부재(428)가 연결되며, 배기 부재(428)는 기판(W)의 회전에 의해 비산된 처리액을 포함하는 용기(420) 내부의 공기를 배기시키도록 음압을 제공한다.
처리액 공급 유닛(430)은 기판 지지 부재(410) 상에 놓인 기판(W)의 상면으로 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(430)은 기판 지지 부재(410)의 일 측에 제공되는 노즐 암(432)을 가진다. 노즐 암(432)의 끝단에는 복수 개의 노즐들(434,436,438)이 장착될 수 있다. 노즐들(434,436,438)은 노즐 암(432)의 길이 방향에 수직하게 노즐 암(432)의 일단에 일렬로 배치될 수 있다. 노즐 암(432)의 끝단 중앙에는 감광액 노즐(434)이 장착되고, 노즐 암(432)의 끝단 양측에는 프리웨트(Pre-wet) 노즐(436)과 이비알(EBR, Edge Bead Removal) 노즐(438)이 각각 장착될 수 있다. 노즐 암(432)은 노즐들(434,436,438)의 배열 방향이 기판 지지 부재(410)에 놓인 기판(W)의 중심을 통과하도록 기판 지지 부재(410)의 일 측에 배치될 수 있다.
감광액 노즐(434)은 기판(W)에 감광액(Photoresist)을 공급한다. 프리웨트 노즐(436)은 기판(W)에 감광액을 공급하기 이전에 기판(W)에 대한 감광액의 젖음성이 향상되도록 기판(W)에 유기 용제를 공급한다. 기판상에 감광액을 공급하기 이전에 유기 용제를 공급하면, 감광액이 기판상에 균일하게 퍼지게 되어 기판상에 균일 한 감광막이 형성될 수 있다.
이비알(EBR) 노즐(438)은 기판(W)의 가장자리에 형성된 에지 비드(Edge Bead)가 제거되도록 기판(W)의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급한다. 감광액 노즐(434)로부터 기판(W)의 상면으로 공급되는 감광액은 유동성을 가지는 액체이므로, 기판(W)이 고속 회전함에 따라 감광액이 원심력에 의해 기판(W) 상면의 가장자리로 밀리게 된다. 기판(W)의 가장자리로 밀린 감광막은 표면 장력에 의해 기판(W)의 다른 부분보다 더 부풀어 올라 에지 비드(Edge Bead)를 형성한다. 에지 비드는 기판 카세트 등과 접촉할 경우 카세트에 묻어 후속 공정에서 오염 물질로 작용할 수 있기 때문에, 에지 비드는 감광액의 도포 후 제거되어야 한다. 이비알(EBR) 노즐(438)은 이러한 기판 가장자리의 에지 비드를 제거하기 위해 기판에 에지 비즈 제거액을 공급하는 노즐이다.
감광액 노즐(434)은 감광액 공급 라인(435-1)에 의해 감광액 공급원(435-2)에 연결되고, 감광액 공급 라인(435-2) 상에는 감광액의 공급을 개폐하는 밸브(435-3)가 설치될 수 있다. 프리웨트 노즐(436)은 유기 용제 공급 라인(437-1)에 의해 유기 용제 공급원(437-2)에 연결되고, 유기 용제 공급 라인(437-2) 상에는 유기 용제의 공급을 개폐하는 밸브(437-3)가 설치될 수 있다. 이비알(EBR) 노즐(438)은 에지 비드 제거액 공급 라인(439-1)에 의해 에지 비드 제거액 공급원(439-2)에 연결되고, 에지 비드 제거액 공급 라인(439-2) 상에는 에지 비드 제거액의 공급을 개폐하는 밸브(439-3)가 설치될 수 있다.
프리웨트 노즐(436)로부터 기판으로 공급되는 유기 용제와, 이비알(EBR) 노 즐(438)로부터 기판으로 공급되는 에지 비드 제거액으로는 신나(Thinner) 등이 사용될 수 있다.
복수 개의 노즐들(434,436,438)이 장착된 노즐 암(432)은 노즐들(434,436,438)의 배열 방향을 따라 구동 부재(440)에 의해 직선 이동될 수 있다. 구동 부재(440)는 노즐 암 지지 부재(442)와, 가이드 부재(444), 그리고 구동기(446)를 포함한다. 노즐 암(432)의 타 단에는 노즐 암 지지 부재(442)가 결합된다. 노즐 암 지지 부재(442)는 노즐 암(432)과 직각을 유지하도록 수직하게 아래 방향으로 배치된 이동 로드 형상으로 제공될 수 있다. 노즐 암 지지 부재(442)의 하단부는 가이드 부재(444)에 연결된다. 가이드 부재(444)는 도 4의 평면 배치 구조상 노즐 암(432)의 길이 방향과 수직을 이루도록 기판 지지 부재(410)의 일 측에 배치된다. 가이드 부재(444)는 가이드 레일 형상으로 제공될 수 있으며, 노즐 암 지지 부재(442)의 직선 이동을 안내한다. 그리고, 노즐 암 지지 부재(442)에는 노즐 암 지지 부재(442)를 직선 운동시키는 구동기(446)가 연결된다. 구동기(446)로는 실린더와 같은 직선 왕복 운동 기구가 사용될 수 있으며, 이외에도 모터와 기어의 조합으로 이루어진 어셈블리 등이 구동기(446)로 사용될 수도 있다. 노즐 암 지지 부재(442)는 도시되지 않은 구동 부재에 의해 상하 방향으로 직선 운동할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 구동 부재(440)에 의해 처리액 공급 유닛(430)은 직선 이동되면서, 기판 지지 부재(410) 상의 공정 위치(프리웨트용 유기 용제/감광액 공급 위치, 에지비드 제거액 공급 위치)와 기판 지지 부재(410)의 일 측에 제공된 공정 대기 위치로 이동할 수 있다. 프리웨트용 유기 용제 공급 위치는 프리웨트 노즐(436)이 기판의 중심에 정렬된 위치이고, 감광액 공급 위치는 감광액 노즐(434)이 기판의 중심에 정렬된 위치이다. 그리고 에지 비드 제거액 공급 위치는 이비알 노즐(438)이 기판의 가장자리 영역에 정렬된 위치이다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 동작 상태를 보여주는 도면들이다.
먼저, 처리실(400)의 개구(402a)를 통해 기판(W)이 처리실(400)로 반입되고, 반입된 기판(W)은 기판 지지 부재(410) 상에 놓인다. 이후, 노즐 암(432)이 결합된 노즐 암 지지 부재(442)가 가이드 부재(444)에 의해 안내되어 직선 이동함에 따라 노즐 암(432)이 기판상의 프리웨트용 유기 용제 공급 위치로 이동한다. 프리웨트용 유기 용제 공급 위치는 프리웨트 노즐(436)이 기판의 중심에 정렬된 위치이다. 여기서, 기판의 중심은 기판의 지름 방향을 따르는 가상의 선 C1과 C2의 교차점이다. 도시되지 않은 구동 부재에 의해 노즐 암 지지 부재(442)는 상하 방향으로 이동하고, 이에 따라 노즐 암(432)이 상하 방향으로 이동하여 노즐 암(432)에 장착된 프리웨트 노즐(436)이 기판 지지 부재(410)에 놓인 기판과 일정 간격을 유지한다.
프리웨트 노즐(436)은 프리웨트(Pre-wet) 공정을 위한 유기 용제를 기판상으 로 토출하고, 회전 구동 부재(도 5의 도면 참조 번호 412)는 기판 지지 부재(410)를 회전시켜 기판(W)을 회전시킨다. 기판(W)상으로 유기 용제가 공급되는 동안 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 유기 용제는 용기(420)의 배기관(426)을 통해 외부로 배출된다.(도 7a)
기판(W)상으로 유기 용제를 공급하는 프리웨트 공정이 완료되면, 노즐 암(432)이 결합된 노즐 암 지지 부재(442)가 가이드 부재(444)에 의해 안내되어 직선 이동하고, 이에 따라 노즐 암(432)이 기판상의 감광액 공급 위치로 이동한다. 감광액 공급 위치는 감광액 노즐(434)이 기판의 중심에 정렬된 위치이다. 이후, 노즐 암(432)에 장착된 감광액 노즐(434)이 기판(W)상에 감광액을 토출한다. 이때, 기판(W)은 회전하고 있다.(도 7b)
기판(W)상으로 감광액을 공급하는 감광액 도포 공정이 완료되면, 노즐 암(432)이 결합된 노즐 암 지지 부재(442)가 가이드 부재(444)에 의해 안내되어 직선 이동하고, 이에 따라 노즐 암(432)이 기판상의 에지 비드 제거액 공급 위치로 이동한다. 에지 비드 제거액 공급 위치는 이비알 노즐(438)이 기판의 가장자리 영역에 정렬된 위치이다. 이후, 노즐 암(432)에 장착된 이비알(EBR) 노즐(438)이 기판(W)의 가장자리 영역에 에지 비즈 제거액(유기 용제)을 토출한다. 이때, 기판(W)은 회전하고 있다.(도 7c)
에지 비드 제거 공정이 완료되면, 노즐 암(432)이 결합된 노즐 암 지지 부재(442)가 가이드 부재(444)에 의해 안내되어 직선 이동하고, 이에 따라 노즐 암(432)이 기판 지지 부재(410) 일 측의 공정 대기 위치로 이동한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 처리액 공급 유닛과 이를 구비한 기판 처리 장치는 프리웨트 노즐, 감광액 노즐, 그리고 이비알 노즐이 하나의 노즐 암에 장착되는 것을 구성상의 특징으로 가진다.
이러한 특징에 의하면, 각각의 노즐들이 별개의 노즐 암에 설치된 경우와 비교하여, 장비 설치 공간을 줄일 수 있으며 이를 통해 장비 설치 공간의 활용도를 향상시킬 수 있다.
또한, 프리웨트(Pre-wet) 공정, 감광액(Photoresist) 토출 공정 및 이비알(EBR) 공정의 연속 진행시 노즐의 선택 동작에 따른 프로세스 타임을 단축시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 기판 처리 장치가 구비된 반도체 제조 설비(10)의 일 예로 도포 공정과 현상 공정만을 진행할 수 있는 로컬 스피너(Local Spinner) 설비, 즉 노광 시스템이 연결되지 않은 설비에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 기판 처리 장치가 구비되는 반도체 제조 설비는 이에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 노광 시스템이 연결되어 도포 공정, 노광 공정 및 현상 공정을 순차적으로 연속 처리할 수 있는 인라인 스피너(Inline Spinner) 설비에도 적용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으 로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 구비된 반도체 제조 설비의 평면도이다.
도 2는 도 1의 반도체 제조 설비의 측면도이다.
도 3은 도 1의 반도체 제조 설비의 공정 처리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 처리 모듈들 중 도포 공정을 수행하는 처리 모듈의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 처리 모듈(40a)의 측단면도이다.
도 6은 도 4의 "A"부분의 정면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 동작 상태를 보여주는 도면들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 반도체 제조 설비 40 : 처리 모듈
410 : 기판 지지 부재 420 : 용기
430 : 처리액 공급 유닛 432 : 노즐 암
434 : 감광액 노즐 436 : 프리웨트 노즐
438 : 이비알 노즐 440 : 구동 부재

Claims (14)

  1. 기판에 감광액을 공급하는 감광액 노즐; 및
    상기 기판의 가장자리에 형성된 에지 비드가 제거되도록 상기 기판의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급하는 이비알(EBR, Edge Bead Removal) 노즐을 포함하되,
    상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 하나의 노즐 암에 장착되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광액 노즐로부터 상기 기판으로 공급되는 상기 감광액의 상기 기판에 대한 젖음성이 향상되도록 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 더 포함하며, 상기 프리웨트 노즐은 상기 노즐 암에 장착되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 상기 노즐 암의 길이 방향에 수직하게 상기 노즐 암의 일단에 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 감광액 노즐은 상기 노즐 암 일단의 중앙에 배치되고,
    상기 프리웨트 노즐과 상기 이비알 노즐은 상기 감광액 노즐의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 유닛.
  5. 제 2 항에 있어서,
    감광액 공급원, 상기 감광액 공급원과 상기 감광액 노즐을 연결하는 감광액 공급 라인;
    에지 비드 제거액 공급원, 상기 에지 비드 제거액 공급원과 상기 이비알(EBR) 노즐을 연결하는 에지 비드 제거액 공급 라인;
    유기 용제 공급원, 상기 유기 용제 공급원과 상기 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 연결하는 유기 용제 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 유닛.
  6. 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 및
    상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 기판에 대한 감광액 도포 공정을 진행하는 처리액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 처리액 공급 유닛은,
    상기 기판에 감광액을 공급하는 감광액 노즐; 및
    상기 기판의 가장자리에 형성된 에지 비드가 제거되도록 상기 기판의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급하는 이비알(EBR, Edge Bead Removal) 노즐을 포함하고,
    상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 하나의 노즐 암에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛은,
    상기 감광액 노즐로부터 상기 기판으로 공급되는 상기 감광액의 상기 기판에 대한 젖음성이 향상되도록 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 더 포함하되, 상기 프리웨트 노즐은 상기 노즐 암에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 상기 노즐 암의 길이 방향에 수직하게 상기 노즐 암의 일단에 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감광액 노즐은 상기 노즐 암 일단의 중앙에 배치되고,
    상기 프리웨트 노즐과 상기 이비알 노즐은 상기 감광액 노즐의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 노즐 암은 상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐의 배열 방향이 상기 기판 지지 부재에 놓인 상기 기판의 중심을 통과하도록 상기 기판 지지 부재의 일 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐이 상기 기판 지지 부재에 놓인 상기 기판상의 공정 위치로 이동되도록 상기 노즐 암을 직선 이동시키는 구동 부재를 더 포함하되,
    상기 구동 부재는,
    상기 노즐 암을 지지하는 노즐 암 지지 부재;
    상기 노즐 암 지지 부재를 직선 왕복 운동시키는 구동기; 및
    상기 노즐 암 지지 부재의 직선 운동을 안내하는 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛은,
    감광액 공급원, 상기 감광액 공급원과 상기 감광액 노즐을 연결하는 감광액 공급 라인;
    에지 비드 제거액 공급원, 상기 에지 비드 제거액 공급원과 상기 이비알(EBR) 노즐을 연결하는 에지 비드 제거액 공급 라인;
    유기 용제 공급원, 상기 유기 용제 공급원과 상기 프리웨트(Pre-wet) 노즐을 연결하는 유기 용제 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 7 항의 장치를 이용하여 기판에 대한 감광액 도포 공정을 진행하는 방법에 있어서,
    상기 프리웨트 노즐이 상기 기판 중심의 상부에 위치하도록 노즐 암을 이동시켜 상기 기판의 중심에 유기 용제를 공급하고,
    상기 감광액 노즐이 상기 기판 중심의 상부에 위치하도록 상기 노즐 암을 이동시켜 상기 기판의 중심에 감광액을 공급하고,
    상기 이비알 노즐이 상기 기판 가장자리 영역의 상부에 위치하도록 상기 노즐 암을 이동시켜 상기 기판의 가장자리에 에지 비드 제거액을 공급하되,
    상기 유기 용제, 감광액, 그리고 에지 비드 제거액은 상기 기판을 회전시키면서 공급되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프리웨트 노즐, 상기 감광액 노즐, 그리고 상기 이비알 노즐은 상기 노즐 암의 길이 방향에 수직하게 상기 노즐 암의 일단에 일렬로 배치되며,
    상기 노즐 암을 상기 노즐들의 배열 방향을 따라 이동시키면서 상기 기판의 중심에 상기 유기 용제와 상기 감광액을 순차적으로 공급하고, 이어서 상기 기판의 가장자리에 상기 에지 비드 제거액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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