KR101621487B1 - 기판 처리 장치 및 처리액 도포 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 처리액 도포 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 처리 될 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 기판 지지 부재를 회전 시키는 회전 구동 부재; 상기 기판 지지 부재의 둘레에 제공되는 용기; 상기 기판의 상면으로 감광액을 공급하는 감광액 노즐을 갖는 처리액 공급 유닛을 포함하되, 상기 감광액 노즐은, 상기 기판 지지 부재가 제 1 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 개시하여, 상기 기판 지지 부재가 상기 제 1 공급 속력보다 감속된 제 2 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 중지한다.

Description

기판 처리 장치 및 처리액 도포 방법{Substrate treating apparatus and processing liquid supplying method}

본 발명은 기판 처리 장치 및 처리액 도포 방법에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 포토 리소그래피, 에칭, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 패턴을 형성하기 위해 수행되는 포토 리소그래피 공정은 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.

포토 리소그래피 공정은 기판에 감광액을 도포하여 수행된다. 감광액의 도포 과정은 기판이 회전 되는 상태에서 수행될 수 있다. 기판의 영역별로 도포되는 감광액의 양이 상이하면, 기판의 불량이 야기될 수 있다.

본 발명은 기판을 균일하게 처리하기 할 수 있는 기판 처리 장치 및 처리액 도포 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 기판에 감광액을 균일하게 도포할 수 있는 기판 처리 장치 및 처리액 도포 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 처리 될 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 기판 지지 부재를 회전 시키는 회전 구동 부재; 상기 기판 지지 부재의 둘레에 제공되는 용기; 상기 기판의 상면으로 감광액을 공급하는 감광액 노즐을 갖는 처리액 공급 유닛을 포함하되, 상기 감광액 노즐은, 상기 기판 지지 부재가 제 1 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 개시하여, 상기 기판 지지 부재가 상기 제 1 공급 속력보다 감속된 제 2 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 중지하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 회전 구동 부재는 상기 감광액의 공급이 종료된 후, 상기 기판 지지 부재를 상기 제 2 공급 속력보다 가속된 확산 속력으로 회전 시킬 수 있다.

또한, 상기 확산 속력은 상기 제 1 공급 속력보다 작고 상기 제 2 공급 속력보다 크게 설정될 수 있다.

또한, 상기 회전 구동 부재는 상기 기판 지지 부재를 상기 확산 속력보다 감속된 종료 속력으로 회전 시킨 후 정지시킬 수 있다.

또한, 상기 회전 구동 부재는 상기 기판 지지 부재의 회전 속력을 상기 제 1 공급 속력에서 상기 제 2 공급 속력으로의 감속을 단계적으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 회전 구동 부재는 상기 제 1 공급 속력에서 상기 제 2 공급 속력으로의 감속 과정에서 설정 시간 동안 버퍼 속력으로 상기 기판 지지 부재를 회전 시킬 수 있다.

또한, 상기 처리액 공급 유닛은, 일단에 상기 감광액 노즐이 위치되는 노즐 암; 및 상기 노즐 암을 상기 기판 지지 부재에 대해 이동 시키는 구동 부재를 포함하되 상기 감광액의 공급의 중단은 상기 구동 부재가 상기 감광액 노즐이 상기 기판 중심의 위쪽에 위치되도록 상기 노즐 암을 위치 시킨 상태에서 이루어 질 수 있다.

또한, 상기 감광액의 공급의 개시는, 상기 구동 부재가 상기 감광액 노즐이 상기 기판의 중심의 위쪽에서 편심되도록 위치되도록 상기 노즐 암을 위치 시킨 상태에서 이루어 질 수 있다.

또한, 상기 구동 부재는, 상기 감광액의 공급이 개시된 후 상기 감광액 노즐이 상기 기판의 중심의 위쪽에 위치되도록 상기 노즐 암을 이동 시킬 수 있다.

또한, 상기 감광액 노즐은 상기 기판 중심의 위쪽에 위치된 상태에서 설정 시간동안 상기 감광액을 공급할 수 있다.

또한, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 기판으로 유기 용제를 공급하는 프리웨트 노즐을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프리웨트 노즐은 상기 감광액의 공급에 앞서 상기 유기 용제를 상기 기판으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 프리웨트 노즐이 상기 기판의 중심 위쪽에 위치된 상태에서 상기 기판으로 상기 유기 용제를 공급할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 처리액 도포 방법은 제 1 공급 속력으로 회전하는 기판 지지 부재에 지지된 기판의 상면으로 감광액의 공급을 개시 한 후, 상기 기판 지지 부재가 상기 제 1 공급 속력보다 감속된 제 2 공급 속력으로 감속된 상태에서 상기 감광액의 공급을 중단할 수 있다.

또한, 상기 감광액의 공급이 종료된 후, 상기 기판 지지 부재를 상기 제 2 공급 속력보다 가속된 확산 속력으로 회전 시켜, 상기 기판의 중앙 부분에 모인 상기 감광액을 주위로 확산 시킬 수 있다.

또한, 상기 기판 지지 부재를 상기 확산 속력보다 감속된 종료 속력으로 설정 시간 회전 시킨 후 회전을 정지할 수 있다.

또한, 상기 제 1 공급 속력에서 상기 제 2 공급 속력으로의 감속을 단계적으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 감광액의 공급은 상기 기판의 중심에서 편심된 위치에서 개시되어, 상기 기판의 중심으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 감광액은 상기 기판의 중심으로 공급되는 상태에서 공급이 중지될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 균일하게 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 감광액을 균일하게 도포할 수 있다.

도 1은 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 에에 따른 도포 모듈의 평면도이다.
도 6은 도 5의 도포 모듈의 측단면도이다.
도 7은 유기 용제 공급 단계일 때, 프리웨트 노즐에서 유기 용제가 공급되는 상태를 나타내는 정면도이다.
도 8을 편심 공급 단계로 감광액이 공급되는 상태를 나타내는 정면도이다.
도 9는 중심 공급 단계로 감광액이 공급되는 상태를 나타내는 정면도이다.
도 10은 확산 단계를 나타내는 정면도이다.
도 11은 감광액 공급 단계 및 확산 단계에서의 지지판의 회전 속도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 따른 지지판의 회전 속도를 나타내는 그래프이다.

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 과장되었다.

본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정, 그리고 액침 노광 전후에 요구되는 노광 전후 처리 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(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), 인터페이스 모듈(700), 퍼지 모듈(800)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. 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 제공될 수 있으며, 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치(900)가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.

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.

웨이퍼(W)는 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), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)에 대해 상세히 설명한다.

(로드 포트)

로드 포트(100)는 웨이퍼들(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 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.

(인덱스 모듈)

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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)

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 웨이퍼들(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 웨이퍼(W)가 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 웨이퍼(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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 웨이퍼(W)가 놓이는 상면 및 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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)

도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 웨이퍼(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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.

베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(5402)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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(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 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.

베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 웨이퍼(W)를 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)

제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 웨이퍼(W)가 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 웨이퍼(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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 웨이퍼(W)를 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)

노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 웨이퍼(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 웨이퍼(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 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.

베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 웨이퍼(W)가 회전되는 동안 노즐(663)은 웨이퍼(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.

노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 웨이퍼(W)를 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 웨이퍼(W)를 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)

인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 퍼지 모듈(800), 그리고 노광 장치(900) 간에 웨이퍼(W)를 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), 퍼지 모듈(800), 그리고 노광 장치(900) 간에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 웨이퍼(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 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 웨이퍼(W)를 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.

(퍼지 모듈)

퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 로봇(740)을 중심으로 제 1 버퍼(720)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치(900)가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다. 퍼지 모듈(800)은 노광 전후 처리 모듈(600)에서 포토레지스트의 보호를 위한 보호막이 도포된 웨이퍼에 대해 가스 퍼지 공정과 린스 공정을 수행한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 에에 따른 도포 모듈의 평면도이고, 도 6은 도 5의 도포 모듈의 측단면도이다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 도포 모듈(401)은 기판 지지 부재(4100) 및 처리액 공급 유닛(4300)을 포함한다. 기판 지지 부재(4100)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(4100)는 기판(W)을 지지한 상태로 회전될 수 있다. 처리액 공급 유닛(4300)은 기판 지지 부재(4100)에 놓인 기판(W)상으로 처리액을 공급하여 기판(W)을 처리한다.

기판 지지 부재(4100)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 모터 등의 회전 구동 부재(4120)에 의해 회전된다. 기판 지지 부재(4100)는 원형의 상부 면을 가지는 지지판(4140)을 가지고, 지지판(4140)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 핀 부재들(4160)이 설치된다. 핀 부재들(4160)에 의해 지지된 기판(W)은 기판 지지 부재(4100)가 회전 구동 부재(4120)에 의해 회전됨에 따라 회전된다.

기판 지지 부재(4100)의 둘레에는 용기(4200)가 배치된다. 용기(4200)는 대체로 원통 형상을 가지며, 하부 벽(4220)에는 배기 홀(4240)이 형성되고, 배기 홀(4240)에는 배기관(4260)이 연통 설치된다. 배기관(4260)에는 펌프와 같은 배기 부재(4280)가 연결되며, 배기 부재(4280)는 기판(W)의 회전에 의해 비산된 처리액이 포함된 용기(4200) 내부의 공기를 배기시키도록 음압을 제공한다.

처리액 공급 유닛(4300)은 기판 지지 부재(4100) 상에 놓인 기판(W)의 상면으로 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(4300)은 기판 지지 부재(4100)의 일 측에 제공되는 노즐 암(4320)을 가진다. 노즐 암(4320)의 끝단에는 복수 개의 노즐들(4340,4360)이 장착될 수 있다. 노즐들(4340,4360)은 노즐 암(4320)의 길이 방향에 수직하게 노즐 암(4320)의 일단에 일렬로 배치될 수 있다. 노즐들(4340,4360) 중 하나는 감광액 노즐(4360)로 제공되고, 다른 하나는 프리웨트(Pre-wet) 노즐(4340)로 제공된다. 노즐 암(4320)은 노즐들(4340,4360)의 배열 방향이 기판 지지 부재(4100)에 놓인 기판(W)의 중심을 통과하도록 기판 지지 부재(4100)의 일 측에 배치될 수 있다.

감광액 노즐(4360)은 기판(W)에 감광액(Photoresist)을 공급한다. 프리웨트 노즐(4340)은 기판(W)에 감광액을 공급하기 이전에 기판(W)에 대한 감광액의 젖음성이 향상되도록 기판(W)에 유기 용제를 공급한다. 기판(W) 상에 감광액을 공급하기 이전에 유기 용제를 공급하면, 감광액이 기판(W)상에 균일하게 퍼지게 되어 기판(W)상에 균일한 감광막이 형성될 수 있다.

프리웨트 노즐(4340)로부터 기판(W)으로 공급되는 유기 용제는 신나(Thinner) 등이 사용될 수 있다.

복수 개의 노즐들(4340,4360)이 장착된 노즐 암(4320)은 노즐들(4340,4360)의 배열 방향을 따라 구동 부재(4400)에 의해 직선 이동될 수 있다. 구동 부재(4400)는 노즐 암 지지 부재(4410)와, 가이드 부재(4420)를 포함한다. 노즐 암(4320)의 타 단에는 노즐 암 지지 부재(4410)가 결합된다. 노즐 암 지지 부재(4410)는 노즐 암(4320)의 일측에서 아래 방향으로 배치된 로드 형상으로 제공될 수 있다. 노즐 암 지지 부재(4410)의 하단부는 가이드 부재(4420)에 연결된다. 가이드 부재(4420)는 도 5의 평면 배치 구조상 노즐 암(4320)의 길이 방향과 수직을 이루도록 기판 지지 부재(4100)의 일 측에 배치된다. 가이드 부재(4420)는 레일 형상으로 제공될 수 있으며, 노즐 암 지지 부재(4410)의 직선 이동을 안내한다. 노즐 암 지지 부재(4410)는 상하 방향으로 길이가 가변되게 제공될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 구동 부재(4400)에 의해 처리액 공급 유닛(4300)은 직선 이동되면서, 기판 지지 부재(4100) 상의 공정 위치와 기판 지지 부재(4100)의 일 측에 제공된 공정 대기 위치로 이동할 수 있다.

도 7은 유기 용제 공급 단계일 때, 프리웨트 노즐에서 유기 용제가 공급되는 상태를 나타내는 정면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 처리액 공급 유닛(4300)은 먼저 기판(W) 지지 부재에 위치된 기판(W)으로 유기 용제를 공급한다.

구동 부재(4400)는 유기 용제가 공급되는 동안 기판(W)에 대한 프리웨트 노즐(4340)의 위치를 조절한다. 일 예로, 구동 부재(4400)는 프리웨트 노즐(4340)이 기판(W)의 중앙 위쪽에 위치되도록 노즐 암(4320)을 이동 시킬 수 있다. 그에 따라, 프리웨트 노즐(4340)은 기판(W)의 중앙으로 유기 용제를 공급한다. 유기 용제가 공급되는 동안 회전 구동 부재(4400)는 지지판(4140)을 회전 시킨다. 따라서, 기판(W)으로 공급된 유기 용제는 원심력에 의해 기판(W)의 중심에서 반경 방향으로 확산되면서 기판(W)의 상면에 균일하게 도포될 수 있다. 또 다른 예로, 프리웨트 노즐(4340)은 기판(W)의 중심에서 벗어난 위치에서 유기 용제의 공급을 개시할 수 있다. 그리고, 구동 부재(4400)는 유기 용제가 공급되는 동안 프리웨트 노즐(4340)이 기판(W) 중심의 위쪽에 위치되도록 노즐 암(4320)을 이동 시킨다.

도 8은 편심 공급 단계로 감광액이 공급되는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 9는 중심 공급 단계로 감광액이 공급되는 상태를 나타내는 정면도이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 처리액 공급 유닛(4300)은 설정 시간 동안 기판(W)에 유기 용제를 공급한 후, 기판(W)으로 감광액을 공급한다.

설정 시간동안 유기 용제가 공급된 후, 처리액 공급 유닛(4300)은 감광액 공급단계를 개시한다. 감광액 공급 단계(도 11의 S)는 편심 공급 단계(도 11의 Se)와 중심 공급 단계(도 11의 Sc)를 포함할 수 있다.

처리액 공급 유닛(4300)은 편심 공급 단계(Se)로 감광액의 공급을 개시한다. 먼저, 구동 부재(4400)는 감광액 노즐(4360)이 기판(W)의 중심에 대해 편심된 곳의 위쪽에 위치되도록 노즐 암(4320)을 이동 시킨다. 이후, 감광액 노즐(4360)의 기판(W)의 중심에서 편심된 곳으로 감광액의 공급을 개시한다. 편심 공급 단계(Se)에서 감광액이 공급되는 동안, 회전 구동 부재(4400)는 지지판(4140)을 회전시킨다. 그에 따라 기판(W)으로 공급된 감광액은 주위로 확산된다.

감광액 노즐(4360)에서 감광액 공급이 개시된 이후, 구동 부재(4400)는 감광액 노즐(4360)이 기판(W)의 중심 위쪽에 위치되도록 노즐 암(4320)을 이동 시킨다. 노즐 암(4320)의 이동은 감광액의 공급 개시와 동시에 시작될 수 있다. 또한, 노즐 암(4320)의 이동은 설정 시간 감광액이 공급된 이후 개시될 수 있다.

기판(W) 중심 방향으로의 노즐 암(4320)의 이동 속력은 등속력일 수 있다. 또한, 노즐 암(4320)의 이동 속력은 시간의 경과에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 노즐 암(4320)의 이동 속력은 설정 시간의 경과에 따라 가속, 등속 및 감속될 수 있다.

편심 공급 단계(Se) 이후, 중심 공급 단계(Sc)에 따라 처리액 공급 유닛(4300)은 감광액을 기판(W)에 공급한다. 구체적으로, 노즐 암(4320)이 기판(W) 중심 방향으로 이동되어 감광액 노즐(4360)이 기판(W) 중심의 위쪽에서 위치되면, 구동 부재(4400)는 노즐 암(4320)을 정지 시킨다. 감광액 노즐(4360)은 편심 공급 단계(Se)에서 감광액의 공급을 개시한 후, 편심 공급 단계(Se) 및 중심 공급 단계(Sc)에 걸쳐 계속적으로 기판(W)에 감광액을 공급한다.

중심 공급 단계(Sc)에서 감광액이 공급되는 동안, 회전 구동 부재(4400)는 지지판(4140)을 회전시킨다. 그에 따라 기판(W)의 중심으로 공급된 감광액은 주위로 확산된다.

또 다른 실시 에에 의하면, 편심 공급 단계(Se)는 생략될 수 있다. 그에 따라, 기판(W)에 유기 용제의 공급이 완료된 후, 중심 공급 단계(Sc)로 기판에 감광액을 공급한다.

도 10은 확산 단계를 나타내는 정면도이다.

도 5 내지 도 10을 참조하면, 확산 단계(SP)는 감광액 공급 단계(S)의 종료와 함께 개시된다.

감광액 노즐(4360)은 기판(W) 중심으로 감광액을 공급하던 상태에서 공급을 중단한다. 감광액의 공급이 중단된 이후 확단 단계에서, 회전 구동 부재(4400)는 지지판(4140)을 계속 회전 시킨다. 이에 따라, 기판(W)의 중심으로 공급된 감광액은 계속 확산되어, 기판(W) 상면에 도포된 상태의 균일도가 향상된다.

도 11은 감광액 공급 단계 및 확산 단계에서의 지지판의 회전 속도를 나타내는 그래프이다.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 시간의 경과에 따라 지지판(4140)의 회전 속도는 가변 된다.

편심 공급 단계(Se)에서 지지판(4140)은 제 1 공급 속력(Va)으로 등속 회전한다. 제 1 공급 속력(Va)은 유기 용제가 공급되는 동안의 지지판(4140)의 회전 속력와 동일 할 수 있다. 또한, 제 1 공급 속력(Va)은 유기 용제가 공급되는 동안의 지지판(4140)의 회전 속력보다 빠르거나 느릴 수 있다. 지지판(4140)의 회전 속력은 편심 공급 단계(Se)의 종료 후, 중심 공급 단계(Sc)의 개시 후에도 설정 시간 지속된다.

중심 공급 단계(Sc)로 설정 시간 감광액이 공급 된 후, 지지판(4140)의 회전 속력은 제 1 공급 속력(Va)에서 제 2 공급 속력(Vb)으로 감속된다. 지지판(4140)이 제 1 공급 속력(Va)에서 제 2 공급 속력(Vb)으로 감속되는 구간에서의 그래프의 기울기는 기판(W)의 크기, 기판(W)으로 공급되는 감광액의 양 등에 따라 조절될 수 있다. 중심 공급 단계(Sc)는 제 2 공급 속력(Vb)에서 설정 시간 지속된 후 종료된다.

감광액의 공급이 중단되는 시점을 전 후하여, 기판(W)의 상면에 작용하는 힘은 변화가 발생한다. 이와 같은 힘은 지지판(4140)의 회전에 의한 원심력, 공급되는 감광액이 기판(W)의 상면에 작용하는 힘 및 이들 힘의 상호 작용에 의해 발생된다. 감광액 공급의 중단을 전후로 한 이와 같은 힘들의 변화는 기판(W) 상면에 공급된 감광액의 영역별 불균형을 야기한다. 반면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 모듈(401)은 제 1 공급 속력(Va)에 비해 감속된 제 2 공급 속력(Vb)에서 감광액의 공급이 중단된다. 즉, 감광액의 영역별 불균형을 야기하는 위와 같은 힘들이 감소된 상태에서 감광액 공급이 중단된다. 따라서, 감광액의 공급 중단 시 발생하는 감광액의 영역별 불균형이 최소화될 수 있다.

또한, 제 2 공급 속력(Vb)은 공급된 감광액 가운데 일부가 주위로 확산 되지 않고 기판(W)의 중심에 모여 있을 수 있는 속력으로 설정된다. 이와 같이 중심에 모여 있는 감광액은 감광액의 공급 중단시 발생된 힘으로 인한 영역별 불균형을 메우도록 유동될 수 있다.

확산 단계(SP)에서, 지지판(4140)은 기판(W)의 중심에 모여있는 감광액이 주위로 확산되도록 가속된다. 구체적으로 지지판(4140)은 설정 시간이 경과된 후 제 2 공급 속력(Vb)에서 확산 속력(Vc)으로 가속된다. 확산 속력(Vc)은 기판(W)의 크기, 도포 모듈(401)에서의 공정 시간에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 확산 속력(Vc)은 제 1 공급 속력(Va)보다 작게 설정 될 수 있다. 또한, 확산 속력(Vc)은 제 1 공급 속력(Va)과 동일하거나 제 1 공급 속력(Va)보다 크게 설정될 수도 있다.

설정 시간 확산 속력(Vc)이 지속된 후, 지지판(4140)은 종료 속력(Vd)을 감속된다. 종료 속력(Vd)은 제 2 공급 속력(Vb)과 동일할 수 있다. 또한, 종료 속력(Vd)은 제 2 공급 속력(Vb)보다 크거나 작을 수 있 도 있다. 이후, 지지판(4140)은 설정 시간 동안 종료 속력(Vd)으로 회전을 계속한 후 정지되면, 도모 모듈에서의 감광액 도포 공정이 종료된다.

도 12는 또 다른 실시 예에 따른 지지판의 회전 속도를 나타내는 그래프이다.

도 12를 참조하면, 중심 공급 단계(Sc1)에서 제 1 공급 속력(Va1)에서 제 2 공급 속력(Vb1)으로의 감속은 단계적으로 수행될 수 있다. 구체적으로 중심 공급 단계(Sc1)에서의 감속은 먼저, 제 1 공급 속력(Va1)에서 버퍼 속력(VP)을 향해 이루어 진다. 그리고, 지지판(4140)은 버퍼 속력(VP)으로 설정 시간 회전된 후, 다시 제 2 공급 속력(Vb1)으로 감속된다. 이 때, 제 1 공급 속력(Va1)에서 버퍼 속력(VP)으로의 감속시의 그래프의 기울기는 버퍼 속력(VP)에서 제 2 공급 속력(Vb1)으로의 감속시의 기울기와 동일하게 설정될 수 있다. 또한, 제 1 공급 속력(Va1)에서 버퍼 속력(VP)으로의 감속시의 그래프의 기울기는 버퍼 속력(VP)에서 제 2 공급 속력(Vb1)으로의 감속시의 기울기보다 크거나 작게 설정 될 수 있다. 또한, 버퍼 속력(VP)은 제 1 공급 속력(Va1)과 제 2 공급 속력(Vb1)의 산술 평균값으로 설정될 수 있다. 또한, 버퍼 속력(VP)은 제 1 공급 속력(Va1)과 제 2 공급 속력(Vb1)의 산술 평균값보다 크거나 작게 설정될 수 있다. 또한, 도 12는 제 1 공급 속력(Va1)에서 제 2 공급 속력(Vb1) 사이에 하나의 버퍼 속력(VP)이 위치되는 것을 예로 설명 하였으나, 버퍼 속력(VP)은 2개 이상 위치되어 지지판(4140)의 감속은 2 단계 이상에 걸쳐 이루어질 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. 저술한 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.

100: 로드 포트 200: 인덱스 모듈
300: 제 1 버퍼 모듈 400: 도포 및 현상 모듈
500: 제 2 버퍼 모듈 600: 노광 전후 처리 모듈
700: 인터페이스 모듈 4100: 기판 지지 부재
4200: 용기 4300: 처리액 공급 유닛
4320: 노즐 암 4340: 프리웨트(Pre-wet) 노즐
4360: 감광액 노즐

Claims (19)

1. 처리될 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
   상기 기판 지지 부재를 회전 시키는 회전 구동 부재;
   상기 기판 지지 부재의 둘레에 제공되는 용기;
   상기 기판의 상면으로 감광액을 공급하는 감광액 노즐을 갖는 처리액 공급 유닛을 포함하되,
   상기 감광액 노즐은, 상기 기판 지지 부재가 제 1 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 개시하여, 상기 기판 지지 부재가 상기 제 1 공급 속력보다 감속된 제 2 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 중지하되,
   상기 회전 구동 부재는 상기 기판 지지 부재의 회전 속력을 상기 제 1 공급 속력에서 상기 제 2 공급 속력으로의 감속을 단계적으로 수행하되, 상기 제 1 공급 속력에서 상기 제 2 공급 속력으로의 감속 과정에서 설정 시간 동안 버퍼 속력으로 상기 기판 지지 부재를 회전시키는 기판 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 구동 부재는 상기 감광액의 공급이 종료된 후, 상기 기판 지지 부재를 상기 제 2 공급 속력보다 가속된 확산 속력으로 회전 시키는 기판 처리 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 확산 속력은 상기 제 1 공급 속력보다 작고 상기 제 2 공급 속력보다 크게 설정되는 기판 처리 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 회전 구동 부재는 상기 기판 지지 부재를 상기 확산 속력보다 감속된 종료 속력으로 회전 시킨 후 정지시키는 기판 처리 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리액 공급 유닛은,
   일단에 상기 감광액 노즐이 위치되는 노즐 암; 및
   상기 노즐 암을 상기 기판 지지 부재에 대해 이동 시키는 구동 부재를 포함하되,
   상기 감광액의 공급의 중단은 상기 구동 부재가 상기 감광액 노즐이 상기 기판 중심의 위쪽에 위치되도록 상기 노즐 암을 위치 시킨 상태에서 이루어 지는 기판 처리 장치.
8. 처리될 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
   상기 기판 지지 부재를 회전 시키는 회전 구동 부재;
   상기 기판 지지 부재의 둘레에 제공되는 용기;
   상기 기판의 상면으로 감광액을 공급하는 감광액 노즐을 갖는 처리액 공급 유닛을 포함하되,
   상기 감광액 노즐은, 상기 기판 지지 부재가 제 1 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 개시하여, 상기 기판 지지 부재가 상기 제 1 공급 속력보다 감속된 제 2 공급 속력으로 회전하는 상태에서 상기 감광액의 공급을 중지하되,
   상기 처리액 공급 유닛은,
   일단에 상기 감광액 노즐이 위치되는 노즐 암; 및
   상기 노즐 암을 상기 기판 지지 부재에 대해 이동시키는 구동 부재를 포함하되,
   상기 감광액의 공급의 개시는 상기 구동 부재가 상기 감광액 노즐이 상기 기판의 중심의 위쪽에서 편심되도록 위치되도록 상기 노즐 암을 위치 시킨 상태에서 이루어 지고, 상기 감광액의 공급의 중단은 상기 구동 부재가 상기 감광액 노즐이 상기 기판 중심의 위쪽에 위치되도록 상기 노즐 암을 위치 시킨 상태에서 이루어 지고,
   상기 구동 부재는 상기 감광액의 공급이 개시된 후 상기 감광액 노즐이 상기 기판의 중심의 위쪽에 위치되도록 상기 노즐 암을 이동 시키는 기판 처리 장치.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 감광액 노즐은 상기 기판 중심의 위쪽에 위치된 상태에서 설정 시간동안 상기 감광액을 공급하는 기판 처리 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛은 상기 기판으로 유기 용제를 공급하는 프리웨트 노즐을 더 포함하는 기판 처리 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프리웨트 노즐은 상기 감광액의 공급에 앞서 상기 유기 용제를 상기 기판으로 공급하는 기판 처리 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛은 상기 프리웨트 노즐이 상기 기판의 중심 위쪽에 위치된 상태에서 상기 기판으로 상기 유기 용제를 공급하는 기판 처리 장치.
14. 제 1 공급 속력으로 회전하는 기판 지지 부재에 지지된 기판의 상면으로 감광액의 공급을 개시 한 후, 상기 기판 지지 부재가 상기 제 1 공급 속력에서 단계적으로 감속되어 제 2 공급 속력으로 감속된 상태에서 상기 감광액의 공급을 중단하되, 상기 기판 지지 부재는 상기 제 1 공급 속력에서 상기 제 2 공급 속력으로의 감속 과정에서 설정 시간 동안 버퍼 속력으로 회전되는 처리액 도포 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 감광액의 공급이 종료된 후, 상기 기판 지지 부재를 상기 제 2 공급 속력보다 가속된 확산 속력으로 회전 시켜, 상기 기판의 중앙 부분에 모인 상기 감광액을 주위로 확산 시키는 처리액 도포 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재를 상기 확산 속력보다 감속된 종료 속력으로 설정 시간 회전 시킨 후 회전을 정지하는 처리액 도포 방법.
17. 삭제
18. 제 14항에 있어서,
    상기 감광액의 공급은 상기 기판의 중심에서 편심된 위치에서 개시되어, 상기 기판의 중심으로 이동되는 처리액 도포 방법.
19. 제 14항에 있어서,
    상기 감광액은 상기 기판의 중심으로 공급되는 상태에서 공급이 중지되는 처리액 도포 방법.

Images