KR102013669B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 열 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 가열 처리하는 장치는 서로 상하 방향으로 이격되게 제공되는 상부 바디 및 하부 바디를 가지는 챔버, 상기 챔버의 내부 분위기를 배기하는 배기 유닛, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재, 그리고 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 사이에 이격된 공간을 개방 또는 차단하며, 상기 차단 시 상기 상부 바디, 상기 하부 바디와 함께 조합되어 처리 공간을 제공하는 셔터 어셈블리를 포함하되, 상기 셔터 어셈블리는 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 이격된 이격 공간을 감싸도록 위치되는 셔터 및 상기 셔터를 상기 상하 방향으로 이동시키는 승강 부재를 포함한다. 상부 바디와 하부 바디 간에 이격 공간은 셔터에 의해 개방 또는 차단되고, 상부 바디 및 하부 바디는 위치가 고정된다. 이로 인해 바디의 위치 이동에 따른 바디에 부착된 공정 부산물이 낙하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 열 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 액막을 형성하는 공정으로 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 액막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크하는 베이크 처리 과정이 진행된다. 베이크 처리 과정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 액막 상에 유기물을 날려 액막을 베이크한다. 도 1 및 도 2는 일반적인 베이크 처리 장치를 보여주는 도면들이다. 도 1은 기판을 처리하는 처리 공간이 개방된 베이크 처리 장치의 단면도이고, 도 2는 처리 공간이 차단된 베이크 처리 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 베이크 처리 장치는 상부 바디 및 하부 바디를 가지며, 상부 바디(2)는 하부 바디(4)에 대해 상대 높이가 조절되도록 이동된다. 이에 따라 상부 바디(2)와 하부 바디(4)의 조합에 의해 형성되는 처리 공간(8)은 개방되거나 차단된다. 처리 공간(8)의 분위기를 배기하는 배기관(6)은 상부 바디(2)에 고정 설치된다. 배기관(6)은 상부 바디(2)와 함께 이동된다.
기판(W)을 베이크 처리하는 과정에서 처리 공간에는 발생된 다량의 퓸(Fume) 및 공정 부산물이 발생된다. 이러한 공정 부산물은 배기관(6)을 통해 배기된다. 공정 부산물이 배기되는 과정에서 일부는 상부 바디(2)에 증착되거나 배기관(6)에 증착된다. 공정 부산물은 상부 바디(2)를 이동하는 과정에서 낙하될 수 있고, 낙하된 공정 부산물은 기판(W)에 부착될 수 있다. 이는 공정 불량을 야기한다.
한국 등록 특허 10-16057210000
본 발명은 상부 바디와 하부 바디로 이루어진 챔버를 개방 또는 차단하는 과정에서, 바디의 이동으로 인해 바디에 부착된 공정 부산물이 챔버의 내부 공간 및 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 상부 바디에 설치된 배기관으로 인해 상부 바디의 이동이 매우 제한된다. 이로 인해 기판이 반출입되는 통로인 상부 바디와 하부 바디의 틈이 매우 협소하며, 기판을 반출입하는 과정에서 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 가열 처리하는 장치는 서로 상하 방향으로 이격되게 제공되는 상부 바디 및 하부 바디를 가지는 챔버, 상기 챔버의 내부 분위기를 배기하는 배기 유닛, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재, 그리고 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 사이에 이격된 공간을 개방 또는 차단하며, 상기 차단 시 상기 상부 바디, 상기 하부 바디와 함께 조합되어 처리 공간을 제공하는 셔터 어셈블리를 포함하되, 상기 셔터 어셈블리는 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 이격된 이격 공간을 감싸도록 위치되는 셔터 및 상기 셔터를 상기 상하 방향으로 이동시키는 승강 부재를 포함한다.
상기 셔터는 상기 하부 바디를 감싸는 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 셔터는 상기 상부 바디에 중첩되게 위치될 수 있다. 상기 셔터는 상기 하부 바디의 외측에 위치될 수 있다. 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디는 그 위치가 고정되고, 상기 배기 유닛은 상기 상부 바디에 고정 설치될 수 있다.
상기 장치는 상기 차단 시 상기 상부 바디와 상기 셔터 간에 틈을 실링하는 실링 부재를 더 포함하되, 상기 자력 부재는 상기 상부 바디에 제공되는 제1자력 부재 및 상기 셔터 중 다른 하나에 제공되는 제2자력 부재를 포함할 수 있다. 상기 제1자력 부재 및 상기 제2자력 부재 중 어느 하나 전자석을 포함하고, 다른 하나는 영구 자석을 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 승강 부재 및 상기 실링 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 처리 공간에서 기판을 가열 처리하는 기판 가열 단계 및 상기 처리 공간에 기판을 반출입하는 기판 반출입 단계가 진행되도록 상기 승강 부재 및 상기 실링 부재를 제어하되, 상기 제어기는 상기 기판 가열 단계에서 상기 셔터가 상기 처리 공간을 차단하는 차단 위치로 이동시킨 후 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 인력을 발생시키고, 상기 기판 반출입 단계에서 상기 인력을 제거한 후 상기 셔터를 상기 처리 공간을 개방하는 개방 위치로 이동되도록 상기 승강 부재 및 상기 실링 부재를 제어할 수 있다.
상기 장치는 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 상기 인력이 발생 시 충격을 완충시키는 범퍼를 더 포함하되, 상기 범퍼는 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 사이에 위치될 수 있다. 상기 범퍼는 수지류를 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 상기 전자석은 상기 상부 바디의 저면에 설치되고, 상기 영구 자석은 상기 셔터의 상면에 설치되되, 상기 범퍼는 상기 영구 자석의 외면을 감싸도록 제공될 수 있다.
상기 배기 유닛은 상기 처리 공간을 배기하도록 상기 상부 바디를 관통되게 위치되는 배기관, 상기 배기관을 감압하는 감압 부재, 그리고 중앙에 통공을 가지며, 상기 기판 지지 유닛과 대향되게 위치되도록 상기 배기관의 하단에 고정 결합되는 대향판을 포함하되, 상기 대향판은 상기 하부 바디보다 작은 직경을 가질 수 있다.
또한 상기 장치를 이용하여 기판을 가열 처리하는 방법은 상기 셔터가 상기 이격 공간을 개방하는 개방 위치에 위치되고, 상기 이격 공간을 통해 상기 기판을 상기 처리 공간으로 반출입하는 기판 반출입 단계 및 상기 셔터가 상기 이격 공간을 차단하는 차단 위치에 위치되고, 상기 가열 부재가 상기 기판을 가열하는 기판 가열 단계를 포함한다.
상기 상부 바디 및 상기 셔터 중 어느 하나에는 제1자력 부재가 제공되고, 다른 하나에는 제2자력 부재가 제공되되, 상기 기판 가열 단계에는 상기 셔터를 차단 위치로 이동시킨 후에, 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 인력이 발생되고, 상기 기판 반출입 단계에는 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 인력이 제거된 후에, 상기 셔터를 개방 위치로 이동시킬 수 있다.
상기 제1자력 부재는 전류에 의해 자성을 가지는 전자석을 포함하고, 상기 제2자력 부재는 영구 자석을 포함하되, 상기 기판 가열 단계에는 상기 전자석에 전류가 공급되고, 상기 기판 반출입 단계에는 상기 전자석에 공급되는 전류가 차단될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상부 바디와 하부 바디 간에 이격 공간은 셔터에 의해 개방 또는 차단되고, 상부 바디 및 하부 바디는 위치가 고정된다. 이로 인해 바디의 위치 이동에 따른 바디에 부착된 공정 부산물이 낙하되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상부 바디와 하부 바디 간에 이격 공간은 셔터에 의해 개방 또는 차단되므로, 각 바디가 이동되어 기판의 반출입 통로를 형성하는 것보다 반출입 통로가 확장되며, 기판을 반출입하는 과정에서 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 베이크 처리 장치를 보여주는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 3의 가열 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 지지판 및 가열 부재를 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 7의 셔터 어셈블리 및 실링 부재를 확대해 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 9의 제1자력 부재를 보여주는 평면도이다.
도 11 내지 도 16은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 가열 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
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 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 그러나 본 실시예는 밀폐된 기판 처리 공간에 기류가 형성되는 장치라면 다양하게 적용 가능하다. 아래에서는 기판으로 원형의 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이며, 도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 3 내지 도 6을 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 포토 레지스트와 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 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 유닛(410)과 베이크 유닛(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 유닛(410)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 유닛(410)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)는 더 많거나 더 적은 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 유닛들(420), 레지스트 도포 유닛들(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 유닛들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 유닛(410)에서 사용되는 감광액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 감광액으로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 유닛(410)은 기판(W) 상에 감광액을 도포한다. 레지스트 도포 유닛(410)은 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 감광액을 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 감광액을 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 유닛(410)에는 감광액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(800)은 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)는 감광액을 도포하기 전후 각각에 기판(W)을 열 처리한다. 베이크 유닛(800)은 감광액을 도포하기 전의 기판(W)의 표면 성질이 변화시키도록 기판(W)을 소정의 온도로 가열하고, 그 기판(W) 상에 점착제와 같은 처리액막을 형성할 수 있다. 베이크 유닛(800)은 감광액이 도포된 기판(W)을 감압 분위기에서 감광액막을 열 처리할 수 있다. 감광액막에 포함된 휘발성 물질을 휘발시킬 수 있다. 본 실시예에는 베이크 유닛(800)이 감광액막을 열 처리하는 유닛으로 설명한다.
베이크 유닛(800)은 냉각 플레이트(820) 및 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이트(820)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(820)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(820)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(820)에 놓여진 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.
가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열 처리하는 기판 가열 장치(1000)로 제공된다. 도 7은 도 3의 기판 가열 장치를 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 기판 가열 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1300), 배기 유닛(1500), 가열 부재(1400), 셔터 어셈블리(1600), 실링 부재(1700), 범퍼(1800), 그리고 제어기(1900)를 포함한다.
챔버(1100)은 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 공간을 제공한다. 챔버(1100)은 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 상부 바디(1120)에는 중심홀(1122) 및 주변홀(1124)이 형성된다. 중심홀(1122)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 중심홀(1122)은 처리 공간(1110)의 분위기가 배기되는 배기홀(1122)로 기능한다. 주변홀(1124)은 복수 개로 제공되며, 상부 바디(1120)의 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 주변홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀(1124)로 기능한다. 주변홀들(1124)은 중심홀(1122)을 감싸도록 위치된다. 주변홀들(1124)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 주변홀(1124)은 4 개일 수 있다. 외부의 기류는 에어일 수 있다.
선택적으로, 주변홀들(1124)은 3 개 또는 5 개 이상으로 제공될 수 있다. 또한 외부의 기류는 비활성 가스일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)보다 작은 직경을 가진다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 이격되게 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)이 서로 이격된 이격 공간은 기판이 반출입되는 통로로 기능한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 그 위치가 고정된다. 서로 이격되게 위치되는 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)은 차단 위치의 셔터(1620)와 함께 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다.
기판 지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1300)은 지지판(1320) 및 리프트핀(1340)을 포함한다. 지지판(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 지지판(1300)은 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지판(1300)의 상면은 기판(W)이 안착되는 안착면으로 기능한다. 지지판(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지판(1320)의 안착면에는 복수 개의 핀 홀들(1322)이 형성된다. 상부에서 바라볼 때 핀 홀들(1322)은 안착면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 핀 홀(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 핀 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 제공된다. 리프트 핀(1340)은 상하 방향으로 이동하도록 제공된다. 리프트 핀(1340)은 지지판(1320)로부터 기판(W)을 들어올리거나 기판(W)을 지지판(1320)에 안착시킨다. 예컨대, 핀 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다.
배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110)을 배기한다. 배기 유닛(1500)은 배기관(1520), 감압 부재(1540), 그리고 대향판(1560)을 포함한다. 배기관(1520)은 양단이 개방된 관 형상으로 제공된다. 배기관(1520)은 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배기관(1520)은 상부 바디(1120)에 고정 결합된다. 배기관(1520)은 상부 바디(1120)의 중심홀(1122)에 관통되게 위치된다. 배기관(1520)은 하단을 포함하는 하부 영역이 처리 공간(1110)에 위치되고, 상단을 포함하는 상부 영역이 처리 공간(1110)의 외부에 위치된다. 즉 배기관(1520)의 상단은 상부 바디(1120)보다 높게 위치된다. 배기관(1520)에는 감압 부재(1540)가 연결된다. 감압 부재(1540)는 배기관(1520)을 감압한다. 이에 따라 처리 공간(1110)의 분위기는 배기관(1520)을 통해 배기될 수 있다.
대향판(1560)은 처리 공간(1110)에 유입되는 기류의 흐름 방향을 안내한다. 대향판(1560)은 처리 공간(1110)에서 기류의 흐름 방향을 안내한다. 대향판(1560)은 통공을 가지는 판 형상으로 제공된다. 통공은 대향판(1560)의 중심에 형성된다. 대향판(1560)은 처리 공간(1110)에서 지지판(1320)의 상부에 위치된다. 대향판(1560)은 지지판(1320)와 마주보도록 위치된다. 대향판(1560)은 통공에 배기관(1520)이 삽입되도록 위치된다. 예컨대, 통공은 배기관(1520)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 배기관(1520)은 대향판(1560)의 통공에 삽입 결합된다. 대향판(1560)은 배기관(1520)의 하단에 고정 결합된다. 대향판(1560)은 하부 바디(1140)보다 작은 직경을 가지도록 제공된다. 이에 따라 처리 공간(1110)이 밀폐되면, 대향판(1560)의 측단과 셔터의 내측면 간에는 사이 공간이 형성된다. 유입 기류는 대향판(1560)의 상면을 타도록 흐름 방향이 안내된 후, 사이 공간을 통해 기판으로 공급된다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 대향판(1560)은 주변홀(1124)과 중첩될 수 있다.
가열 부재(1400)는 지지판(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 부재(1400)는 지지판(1320)에 제공된다. 가열 부재(1400)는 복수 개의 히터들(1420)을 포함한다. 도 8은 도 7의 지지판 및 가열 부재를 보여주는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 복수 개의 히터들(1420)은 지지판(1320)의 서로 상이한 영역에 위치한다. 복수 개의 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 각 히터(1420)에 대응되는 지지판(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 히터(1420)는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다. 각 히팅존은 센서(미도시)에 의해 온도가 측정된다. 히터(1420)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다. 선택적으로 히터들(1420)은 지지판(1320)의 저면에 장착될 수 있다.
셔터 어셈블리(1600)는 처리 공간(1110)을 개방 또는 차단한다. 셔터 어셈블리(1600)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간에 이격된 공간을 개폐한다. 도 9는 도 7의 셔터 어셈블리 및 실링 부재를 확대해 보여주는 단면도이다. 도 7 및 도 9를 참조하면, 셔터 어셈블리(1600)는 셔터(1620) 및 승강 부재(1640)를 포함한다. 셔터(1620)는 하부 바디(1140)보다 크고 상부 바디(1120)보다 작은 직경을 가지는 환형의 링 형상으로 제공된다. 셔터(1620)는 하부 바디(1140)의 외측에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 셔터(1620)는 상부 바디(1120)와 중첩되게 위치된다. 셔터(1620)는 하부 바디(1140)에 밀착된 상태에서 상하 방향으로 이동 가능하다. 승강 부재(1640)는 셔터(1620)를 차단 위치 및 개방 위치로 이동시킨다. 여기서 차단 위치는 셔터(1620)가 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)의 이격 공간을 차단하는 위치이고, 개방 위치는 셔터(1620)가 이격 공간을 개방하는 위치이다. 셔터(1620)는 차단 위치에서 이격 공간을 감싸는 높이를 가진다. 셔터(1620)는 개방 위치에서 하부 바디(1140)를 감싸는 높이를 가진다.
실링 부재(1700)는 차단 위치에 위치된 셔터(1620)와 상부 바디(1120) 간에 밀착력을 향상시킨다. 실링 부재(1700)는 상부 바디(1120)와 셔터(1620) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(1700)는 자력을 이용하여 틈을 실링한다. 실링 부재(1700)는 제1자력 부재(1720) 및 제2자력 부재(1740)를 포함한다. 도 10은 도 9의 제1자력 부재를 보여주는 평면도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 제1자력 부재(1720)는 상부 바디(1120)에 제공되고, 제2자력 부재(1740)는 하부 바디(1140)에 제공된다. 제1자력 부재(1720)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 제1자력 부재(1720)는 상부 바디(1120)의 저면에 고정 결합된다. 상부에서 바라볼 때 제1자력 부재(1720)는 셔터(1620)와 중첩되게 위치된다. 전자석은 전류의 공급 또는 차단에 의해 자성이 형성되거나 잃는다. 선택적으로 제1자력 부재(1720)는 상부 바디(1120)에 내설되며, 상부 바디(1120)의 저면에 가깝게 위치된다.
제2자력 부재(1740)는 제1자력 부재(1720)와 인력이 작용되어 셔터(1620)와 상부 바디(1120) 간에 밀착력을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 제1자력 부재(1720) 및 제2자력 부재(1740) 중 어느 하나는 전자석을 포함하고, 다른 하나는 영구 자석을 포함할 수 있다. 본 실시예에는 제1자력 부재(1720)가 전자석을 포함하고, 제2자력 부재(1740)가 영구 자석을 포함하는 것으로 설명한다.
제2자력 부재(1740)는 셔터(1620)의 상면에 고정 결합된다. 제2자력 부재(1740)는 복수의 하부 자석(1740)을 포함한다. 하부 자석들(1740)은 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 배열된다. 하부 자석들(1740)은 셔터(1620)의 원주 방향을 따라 배열된다. 하부 자석들(1740)은 동일 간격으로 서로 이격되게 위치된다. 상부에서 바라볼 때 하부 자석들(1740)은 전자석과 중첩되게 위치된다. 일 예에 의하면, 하부 자석들(1740) 각각은 영구 자석일 수 있다. 제1자력 부재(1720)에 전류를 공급하면, 제1자력 부재(1720)와 제2자력 부재(1740) 간에는 인력이 발생될 수 있다.
범퍼(1800)는 제1자력 부재(1720)와 제2자력 부재(1740) 간에 발생되는 인력으로 인해, 서로 접촉 시 발생되는 충격을 완충시킨다. 상기 제1자력 부재(1720)와 상기 제2자력 부재(1740) 사이에 위치될 수 있다. 범퍼(1800)는 영구 자석 및 전자석 각각의 외면을 감싸도록 제공된다. 일 예에 의하면, 범퍼(1800)는 수지류를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
제어기(1900)는 승강 부재(1640) 및 실링 부재(1700)를 제어한다. 제어기(1900)는 기판 가열 단계 및 기판 반출입 단계가 진행되도록 각 부재를 제어한다. 기판 가열 단계는 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 가열 처리하는 단계이고, 기판 반출입 단계는 처리 공간(1110)에 기판(W)이 반출입되는 단계이다.
기판 가열 단계에는 셔터(1620)가 차단 위치로 이동되고, 제1자력 부재(1720)와 제2자력 부재(1740) 간에는 서로 인력이 발생된다. 기판 가열 단계에는 셔터(1620) 및 실링 부재(1700)에 의해 처리 공간(1110)이 밀폐된 상태에서 기판(W)을 가열 처리한다.
기판 반출입 단계는 제1자력 부재(1720)의 전류 공급이 중지되고, 셔터(1620)가 개방 위치로 이동된다. 기판 반출입 단계에는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)의 이격 공간을 통해 기판(W)이 반출입된다.
다음은 상술한 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 도 11 내지 도 16은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 가열 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 기판(W)을 가열 처리하는 과정은 기판(W)을 반출입하고, 기판(W)을 가열하는 단계를 포함하여 설명한다. 기판(W)을 가열 처리하는 과정은 순차적으로 진행되는 제1단계 내지 제6단계를 포함한다. 제1단계 내지 제3단계는 처리 공간(1110)에 기판(W)을 반입하는 단계이고, 제5단계 내지 제6단계는 처리 공간(1110)으로부터 기판(W)을 반출하는 단계이다. 제4단계는 기판(W)을 가열 처리하는 단계이다.
도 11을 참조하면, 제1단계에는 셔터(1620)가 개방 위치에 위치된다. 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)의 이격 공간은 개방되고, 이격 공간을 통해 기판(W)이 처리 공간(1110)으로 반입된다. 이때 제1자력 부재(1720)에는 전류의 공급이 중지된다.
도 12를 참조하면, 제2단계에는 지지판(1320)에 기판(W)이 안착되고, 셔터(1620)가 차단 위치로 이동되어 이격 공간을 차단한다.
도 13을 참조하면, 제3단계에는 제1자력 부재(1720)에 전류가 공급된다. 제1자력 부재(1720)와 제2자력 부재(1740) 간에는 인력이 발생되고, 상부 바디(1120)와 셔터(1620)는 서로를 향하는 방향으로 밀착되게 위치된다. 이에 따라 상부 바디(1120)와 셔터(1620) 간에 틈이 실링된다.
도 14를 참조하면, 제4단계는 기판(W)을 가열 처리하는 단계로써, 처리 공간(1110)에 외기가 유입되고 기판(W)은 가열 부재(1400)에 의해 가열된다. 기판(W)을 가열하는 과정 중에 발생된 공정 부산물은 외기와 함께 배기 유닛(1500)을 통해 배기된다. 기판(W)의 가열 처리 단계가 완료되면, 제5단계가 진행된다.
도 15를 참조하면, 제5단계에는 제1자력 부재(1720)에 전류 공급이 중지된다. 이에 따라 제1자력 부재(1720)는 자성을 잃고, 제1자력 부재(1720)와 제2자력 부재(1740) 간에 인력은 사라진다. 즉 상부 바디(1120)와 셔터(1620)를 서로 밀착시키는 힘이 사라진다.
도 16을 참조하면, 제6단계에는 셔터(1620)가 개방 위치로 이동된다. 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)의 이격 공간은 개방되고, 기판(W)은 반출된다.
상술한 실시예에 의하면, 배기관이 설치된 상부 바디(1120)와 기판(W)을 지지하는 지지판(1320)이 설치된 하부 바디(1140)는 그 위치가 고정된다. 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)의 이격 공간은 셔터(1620)에 의해 개폐된다. 이로 인해 상부 바디(1120) 및 배기관에 다량의 공정 부산물이 증착될지라도, 증착된 공정 부산물이 낙하되어 기판(W)을 오염시키는 것을 최소화할 수 있다.
또한 상부 바디(1120)와 셔터(1620)가 서로 접촉되는 일면은 수지류를 포함하는 재질로 제공된다. 이에 따라 상부 바디(1120)와 셔터(1620) 간에 접촉 시 파티클의 발생을 최소화할 수 있다.
상술한 실시예에는 제1자력 부재(1720)가 전자석을 포함하고, 제2자력 부재(1740)가 영구 자석을 포함하는 것으로 설명하였으나. 제1자력 부재(1720)는 영구 자석을 포함하고, 제2자력 부재(1740)는 전자석을 포함할 수 있다.
또한 제1자력 부재(1720)는 전자석을 포함하고, 제2자력 부재(1740)는 영구 자석을 포함하는 것으로 설명하였으나, 제1자력 부재(1720) 및 제2자력 부재(1740) 각각은 전자석을 포함할 수 있다.
다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 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 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 유닛(460)과 베이크 유닛(470)은 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 유닛(460)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 유닛(460)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(470)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(470)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(470)은 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 유닛들(470), 현상 유닛들(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 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 유닛들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 유닛(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 유닛(460)은 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.
현상 유닛(460)은 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, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 유닛(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 유닛들(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 유닛(470)은 냉각 플레이트(471) 또는 가열 유닛(472)을 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 유닛(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 유닛(472)는 하나의 베이크 유닛(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 유닛(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 도포 모듈(401)의 베이크 유닛(800)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
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 유닛(610), 베이크 유닛(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 유닛(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 유닛(620)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 유닛(610)과 베이크 유닛(620)은 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 유닛(610)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 유닛(610)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 유닛(620)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 유닛(620)은 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 유닛들(610), 베이크 유닛들(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 유닛(610)은 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 유닛(610)은 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 유닛(610)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 유닛(620)은 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(620)은 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 유닛(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛들(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 유닛(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 유닛(670)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛(670)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛들(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 유닛(670)은 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 유닛(670)은 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛이 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 유닛(610)과 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 유닛(620)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 기판(W)들이 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(4531)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
1120: 상부 바디 1140: 하부 바디
1300: 기판 지지 유닛 1400: 가열 부재
1500: 배기 유닛 1600: 셔터 어셈블리
1620: 셔터 1640: 승강 부재
1720: 제1자력 부재 1740: 제2자력 부재

Claims (15)

  1. 기판을 가열 처리하는 장치에 있어서,
    서로 상하 방향으로 이격되게 제공되며, 위치가 고정되는 상부 바디 및 하부 바디를 가지는 챔버와;
    상기 챔버의 내부 분위기를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 사이에 이격된 공간을 개방 또는 차단하며, 상기 차단 시 상기 상부 바디, 상기 하부 바디와 함께 조합되어 처리 공간을 제공하는 셔터 어셈블리와,
    상기 차단 시 상기 상부 바디와 상기 셔터 간에 틈을 실링하는 실링 부재를 더 포함하되,
    상기 실링 부재는,
    상기 상부 바디에 제공되는 제1자력 부재와;
    상기 셔터에 제공되는 제2자력 부재를 포함하고,
    상기 제1자력 부재 및 상기 제2자력 부재 중 어느 하나는 전자석을 포함하고, 다른 하나는 영구 자석을 포함하며,
    상기 셔터 어셈블리는,
    상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 이격된 이격 공간을 감싸도록 위치되는 셔터와;
    상기 셔터를 상기 상하 방향으로 이동시키는 승강 부재를 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 셔터는 상기 상부 바디에 중첩되게 위치에서 상기 하부 바디의 외측을 감싸는 환형의 링 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배기 유닛은 상기 상부 바디에 고정 설치되는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 승강 부재 및 상기 실링 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 처리 공간에서 기판을 가열 처리하는 기판 가열 단계 및 상기 처리 공간에 기판을 반출입하는 기판 반출입 단계가 진행되도록 상기 승강 부재 및 상기 실링 부재를 제어하되,
    상기 제어기는 상기 기판 가열 단계에서 상기 셔터가 상기 처리 공간을 차단하는 차단 위치로 이동시킨 후 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 인력을 발생시키고, 상기 기판 반출입 단계에서 상기 인력을 제거한 후 상기 셔터를 상기 처리 공간을 개방하는 개방 위치로 이동되도록 상기 승강 부재 및 상기 실링 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 상기 인력이 발생 시 충격을 완충시키는 범퍼를 더 포함하되,
    상기 범퍼는 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 사이에 위치되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 범퍼는 수지류를 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전자석은 상기 상부 바디의 저면에 설치되고,
    상기 영구 자석은 상기 셔터의 상면에 설치되되,
    상기 범퍼는 상기 영구 자석의 외면을 감싸도록 제공되는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배기 유닛은,
    상기 처리 공간을 배기하도록 상기 상부 바디를 관통되게 위치되는 배기관과;
    상기 배기관을 감압하는 감압 부재와;
    중앙에 통공을 가지며, 상기 기판 지지 유닛과 대향되게 위치되도록 상기 배기관의 하단에 고정 결합되는 대향판을 포함하되,
    상기 대향판은 상기 하부 바디보다 작은 직경을 가지는 기판 처리 장치.
  13. 제1항의 장치를 이용하여 기판을 가열 처리하는 방법에 있어서,
    상기 셔터가 상기 이격 공간을 개방하는 개방 위치에 위치되고, 상기 이격 공간을 통해 상기 기판을 상기 처리 공간으로 반출입하는 기판 반출입 단계와;
    상기 셔터가 상기 이격 공간을 차단하는 차단 위치에 위치되고, 상기 가열 부재가 상기 기판을 가열하는 기판 가열 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 상부 바디 및 상기 셔터 중 어느 하나에는 제1자력 부재가 제공되고, 다른 하나에는 제2자력 부재가 제공되되,
    상기 기판 가열 단계에는 상기 셔터를 차단 위치로 이동시킨 후에, 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 인력이 발생되고,
    상기 기판 반출입 단계에는 상기 제1자력 부재와 상기 제2자력 부재 간에 인력이 제거된 후에, 상기 셔터를 개방 위치로 이동시키는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1자력 부재는 전류에 의해 자성을 가지는 전자석을 포함하고,
    상기 제2자력 부재는 영구 자석을 포함하되,
    상기 기판 가열 단계에는 상기 전자석에 전류가 공급되고,
    상기 기판 반출입 단계에는 상기 전자석에 공급되는 전류가 차단되는 기판 처리 방법.
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