KR102099114B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 포토레지스트를 공급한 노즐 내부에 기체층과 오염방지층을 복수개 제공함으로써, 포토레지스트가 공기와 접촉하는 것을 차단하고, 궁극적으로 노즐 내부에 존재하는 포토레지스트가 공기와 반응해 경화되는 것을 방지하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{Method and apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 노즐 내부에 존재하는 처리액의 경화를 방지하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 복수의 패턴들을 형성하여야 한다. 반도체 패턴 형성은 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 그리고 식각 공정(etching process) 등과 같은 다양한 공정을 연속적으로 수행함으로써 이루어진다.
이들 중 사진 공정은 기판 상에 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하여 기판 상에 포토레지스트 층(photoresist layer)을 형성하는 도포 공정, 레티클(reticle)에 형성된 패턴을 기판 상의 포토레지스트 층에 전사하여 회로를 형성하는 노광 공정, 그리고 현상액을 기판 상의 포토레지스트 층에 공급하여 노광된 영역 또는 그 반대 영역을 선택적으로 제거하는 현상 공정을 포함한다.
이들 중 도포 공정을 수행하는 기판 처리 장치는 처리 유닛, 홈포트, 그리고 노즐을 가지며, 처리 유닛에서 기판에 대해 공정이 진행되지 않는 동안에 노즐은 홈포트에서 대기한다. 포토레지스트는 일반적으로 공기와 접촉시 경화된다.
따라서, 홈포트에서 노즐이 대기할 때 노즐의 토출유로 내에 잔류하는 포토레지스트는 홈포트 내의 노즐 주변에 있는 공기와 접촉하게 되고, 이로 인해 노즐 내에서 경화된다.
토출 유로 내에 잔류하는 포토레지스트가 경화될 경우, 고형화된 포토레지스트를 제거하기 위해 노즐을 장치에서 분리하거나, 작업자가 수작업으로 노즐을를 세정하여야 한다.
본 발명은 포토레지스트 공급 완료 후 노즐이 대기하는 동안에 노즐 내부에 잔존하는 포토레지스트가 경화되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 내부에 토출유로가 형성된 노즐로부터 처리액을 기판에 토출하여 기판을 처리하는 처리 공정과, 처리액을 토출유로의 내측으로 흡입한 상태로 노즐을 보관하는 보관 공정을 수행하되, 보관 공정은, 토출유로에 제1가스층, 제1오염방지액층, 제2가스층, 그리고 제2오염방액지층이 순차적으로 형성된 상태로 보관하되, 제1가스층은 처리액과 인접한 위치인 것을 특징으로 한다.
상기 제2오염방지액층과 노즐의 끝단 사이에 제3가스층을 더 포함할 수 있다.
상기 처리액은 포토레지스트일 수 있다.
상기 제1가스층과 제2가스층은 공기일 수 있다.
상기 제1오염방지액층과 제2오염방지액층은 신나(thinner)일 수 있다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 노즐로부터 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 단계와, 노즐의 토출유로에서 처리액을 흡입해 토출유로의 끝단에 제1가스층을 형성하는 제1가스층 형성단계와, 제1가스층 형성단계 이후에, 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 외부로부터 제1오염방지액을 흡입함으로써 토출유로에 제1오염방지액층을 형성하는 제1액층 형성단계와, 제1액층 형성단계 이후에, 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 토출유로에 제2가스층을 형성하는 제2가스층 형성단계와, 제2가스층 형성 단계 이후에, 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 외부로부터 제2오염방지액을 흡입함으로써 토출유로에 제2오염방지액층을 형성하는 제2액층 형성단계를 포함한다.
상기 제2액층 형성단계 이후에, 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 토출유로에 제3가스층을 형성하는 제3가스층 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 처리액은 포토레지스트일 수 있다.
상기 제1가스층 및 제2가스층은 공기일 수 있다.
상기 제1오염방지액 및 제2오염방지액은 신나일 수 있다.
상기 제1액층 형성 단계와 제2액층 형성 단계는, 노즐이 대기하는 홈포트에 액체가 일정 높이 채워지고, 노즐의 토출단이 액체에 잠긴 상태에서 수행되고, 제1가스층 형성단계 및 제2가스층 형성단계는, 노즐이 대기하는 홈포트에서 노즐의 토출단이 액체의 수면보다 높게 위치된 상태에서 수행될 수 있다.
상기 제1가스층 형성 단계는, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 처리공간에서 수행될 수 있다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 처리 공간을 제공하는 컵과, 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지유닛과, 지지유닛에 지지된 기판으로 처리액을 공급하는 액공급유닛과, 노즐이 처리액을 기판에 공급하지 않는 동안 노즐을 보관하는 홈포트와, 액공급유닛을 제어하는 제어기를 포함하며, 액공급유닛은, 내부에 토출유로가 형성된 노즐과, 노즐로 처리액을 공급하는 액 공급관과, 액 공급관에 설치되며 토출유로에 흡입력을 제공하는 석백 밸브를 포함하고, 제어기는, 노즐이 홈포트에 보관되는 동안 노즐 내에 제1가스층, 제1오염방지액층, 제2가스층, 그리고 제2오염방액지층이 순차적으로 형성되도록 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하도록 석백 밸브를 제어하고, 제1가스층은 처리액과 인접하게 위치된 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는, 노즐이 처리 공간 내에 또는 처리 공간의 상부에 위치되는 동안에 제1가스층을 형성하도록 액공급 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 홈포트에서 제1오염방지액층, 제2가스층, 그리고 제2오염방액지층이 토출유로에 형성되도록 액공급 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 제2오염방지액층과 노즐의 토출구 사이에 제3가스층이 형성되도록 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공할 수 있다.
상기 제1가스층, 제2가스층, 그리고 제3가스층은 공기이고, 제1오염방지액층과 제2오염방지액층은 신나(thinner)일 수 있다.
상기 홈포트는, 노즐이 수용되는 공간을 제공하는 몸체와, 몸체 내부에 오염방지액을 공급하는 공급라인과, 몸체로부터 오염방지액을 배출하는 배출라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 노즐 내부에 복수의 가스층과 오염방지액층이 제공됨으로써, 포토레지스트로의 공기의 유동이 차단되고, 포토레지스트가 공기에 포함된 반응물질에 지속적으로 노출되지 않게 되므로, 포토레지스트가 경화되는 것이 방지된다.
특히, 복수의 오염방지액층 중 마지막 오염방지액층 내에는 포토레지스트 함유량이 상대적으로 매우 작아져서 공기와 접촉하더라도 경화되는 것이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 설비를 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 5 내지 도 6은 도 1의 도포 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도 및 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 8 내지 도 12은 도 7의 플로우차트에 따라 기판을 처리하는 상태를 나타낸 상태 예시도이다.
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 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
본 실시예의 기판 처리 장치는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 일 예에 의하면, 본 실시예의 기판 처리 장치는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 장치일 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 설비를 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 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.
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(120)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 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.
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. 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다.
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 포토레지스트와 같은 포토레지스트를 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다.
도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 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 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다.
반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다.
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 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.
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 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.
현상모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(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.
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.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치가 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.
노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 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.
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.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600) 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.
도 5와 도 6은 각각 도 1의 레지스트 도포 챔버의 일 예를 보여주는 단면도와 평면도이다. 레지스트 도포 챔버(800)는, 컵(810), 지지유닛(820), 액공급유닛(830), 홈포트(840), 제어기(850) 그리고 하우징(860)을 포함한다.
컵(810)은 그 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간(811)을 가진다. 처리 공간(811)은 그 상부가 개방되도록 제공된다. 일 예에 의하면, 컵(810)의 일측에는 승강 유닛(870)이 제공된다. 승강 유닛(870)은 컵(810)을 상하 방향으로 구동시킨다. 승강 유닛(870)은 브라켓(871), 이동축(872), 구동기(873)를 포함한다. 브라켓(871)은 컵(810)에 고정 설치된다. 브라켓(871)에는 구동기(873)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(872)이 고정 결합된다.
지지유닛(820)은 처리 공간(811)에서 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 지지유닛(820)은 지지 플레이트(821) 및 구동 부재(822)를 포함한다. 지지 플레이트(821)의 상면에 기판(W)이 안착된다. 지지 플레이트(821)는 지지 플레이트(821)가 회전될 때 기판(W)이 이탈되지 않도록 진공 흡착한다. 지지 플레이트(821)의 면적은 기판(W)의 면적보다 작게 제공될 수 있다.
지지 플레이트(821)는 구동 부재(822)에 의해 회전된다. 구동 부재(822)는 지지 플레이트(821)의 저면에 결합 된다. 구동 부재(822)는 구동축(822a) 및 구동기(822b)를 포함한다. 구동축(822a)은 지지 플레이트(821)의 저면에 결합된다.
액공급유닛(830)은, 지지유닛(820)에 놓인 기판(W) 상에 포토레지스트를 공급한다. 액공급유닛(830)은 노즐(831), 지지대(832), 석백밸브(833), 액공급라인(834)을 포함한다
노즐(831)은 기판(W)에 포토레지스트를 토출한다. 노즐(831)의 내부에는 포토레지스트가 흐르는 토출유로가 형성된다. 노즐(831)은 지지대(832)의 끝단에 고정되도록 지지대(832)에 결합된다.. 포토레지스는 액공급라인(834)을 통해 노즐로 공급된다. 액공급라인(834)에는 석백밸브(833)가 설치된다. 석백밸브(833)는 노즐(831)의 토출유로에 흡입력을 제공한다. 홈포트(840)는, 도포 공정이 진행되지 않는 동안에 노즐(831)이 대기 및 보관되는 대기 공간으로 제공된다.
홈포트(840)는, 몸체(841), 공급라인(842), 그리고 배출라인(843)을 포함한다. 몸체(841)는, 노즐(831)이 수용되는 공간을 제공한다. 몸체(841)는 상면이 개구된 내부 공간을 가진다.
공급라인(842)은 몸체(841)의 내부공간으로 신나를 공급하도록 몸체(841)에 연결된다. 배출라인(843)은 몸체(841)의 내부 공간에서 신나가 배출되도록 몸체(841)에 결합된다. 공급라인(842) 및 배출라인(843) 각각에는 밸브가 설치된다.
제어기(850)는 액공급유닛(830) 및 홈 포트(840)를 제어한다. 하우징(860)은, 레지스트 도포 챔버(800)의 외형을 제공한다. 하우징(860) 내부에 컵(810), 지지유닛(820), 액공급유닛(830), 홈포트(840)가 내장된다. 제어기(850)는 하우징(860) 외부에 위치된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 플로우차트. 도 8 내지 도 12는 노즐(831) 대기 시 노즐(831) 보관 방법의 일 예을 순차적으로 보여주는 도면들이다.
이하, 도 8 내지 도 12를 참조해 제어기(850)가 액 공급 유닛(830)과 홈포트(840)를 제어하는 방법의 일 예를 설명한다. 노즐(831)에서 기판(W)에 포토레지스트를 공급하여 기판 상에 막을 형성한 이후에, 제1가스층 형성단계(S100), 제1액층 형성단계(S200), 제2가스층 형성단계(S300), 제2액층 형성단계(S400), 그리고 제3가스층 형성단계(S500)가 순차적으로 수행된다.
일 예에 의하면, 제1가스층 형성단계(S100)는 노즐(831)이 홈포트(840)로 이동되기 전에 수행된다. 예컨대, 제1가스층 형성 단계(S100)는 노즐(831)이 처리 공간(811) 내에 위치되는 동안에 또는 처리 공간(811)의 수직 상부에 위치되는 동안에 수행된다. 도 8을 참조하면, 제1가스층 형성단계(S100)에서 석백 밸브(833)는 노즐(831)의 토출유로에 흡입력을 제공한다. 이에 의해, 노즐(831)의 토출유로에 잔존하는 포토레지스트가 토출유로를 통해 일정 거리 후퇴하고, 토출유로의 끝단에는 노즐(831) 주변의 공기가 토출유로로 흡입되어 제1가스층(G1)이 형성된다. 토출유로에서 포토레지스트층이 일정 거리 후퇴함으로써 노즐(831) 이동 중 포토레지스트가 노즐(831)로부터 적하되는 것이 방지된다.
제1가스층 형성단계(S100)가 완료되면, 노즐(831)은 홈포트(840)로 이동되고, 노즐(831)은 홈포트(840)의 내부 공간으로 삽입된다. 홈포트(840)에서 석백밸브(833)를 작동시켜 노즐(831)을 복수회 석백시키는 보관공정이 수행된다.
이후, 제1액층 형성단계(S200)가 수행된다. 도 9를 참조하면, 제1액층 형성단계(S200)에서 몸체(841)의 내부 공간에는 공급라인(842)을 통해 신나가 일정량 채워진다. 노즐(831)은 그 토출구가 신나에 잠기도록 위치된다.
이후 석백 밸브(833)는 노즐(831)의 토출유로에 흡입력을 제공한다. 이에 의해 포토레지스트와 제1가스층(G1)이 토출유로에서 뒤로 일정거리 후퇴하고, 토출구에 신나가 일정량 흡입되어 제1오염방지액층(S1)으로 제공된다. 이후, 제2가스층 형성단계(S300)가 수행된다. 도 10을 참조하면, 노즐(831)은 토출구가 신나의 수면으로부터 벗어나도록 위치된다. 이는 노즐(831)이 상부로 일정거리 이격되거나, 몸체(841) 내에서 신나를 일정량 배출라인(843)을 통해 배출함으로써 이루어질 수 있다.
석백 밸브(833)는 노즐(831)의 토출유로에 흡입력을 제공한다. 이에 의해 포토레지스트, 제1가스층(G1), 그리고 제1오염방지액층(S1)이 토출유로에서 뒤로 일정거리 후퇴하고, 토출구에 노즐(831) 주변의 공기가 일정량 흡입되어 제2가스층(G2)으로 제공된다.
이후, 제2액층 형성단계(S400)가 수행된다. 도 11을 참조하면, 제2액층 형성단계(S400)에서 노즐(831)은 그 토출구가 신나에 잠기도록 위치된다. 이는 노즐(831)이 일정 거리 아래로 이동되거나 몸체(841)의 내부 공간으로 신나를 일정 량 공급함으로써 이루어질 수 있다.
이후, 석백 밸브(833)는 노즐(831)의 토출유로에 흡입력을 제공한다. 이에 의해 포토레지스트, 제1가스층(G1), 제1오염방지액층(S1), 그리고 제2가스층(G2)이 토출유로에서 뒤로 일정거리 후퇴하고, 토출구에 신나가 일정량 흡입되어 제2오염방지액층(S2)으로 제공된다.
이후, 제3가스층 형성단계(S500)가 수행된다. 도 12를 참조하면, 노즐(831)은 토출구가 신나의 수면으로부터 벗어나도록 위치된다. 이는 노즐(831)이 상부로 일정거리 이격되거나, 몸체(841) 내에서 신나를 일정량 배출라인(843)을 통해 배출함으로써 이루어질 수 있다.
석백 밸브(833)는 노즐(831)의 토출유로에 흡입력을 제공한다. 이에 의해 포토레지스트, 제1가스층(G1), 제1오염방지액층(S1), 제2가스층(G2), 그리고 제2오염방지액층(S1)이 토출유로에서 뒤로 일정거리 후퇴하고, 토출구에 노즐 주변의 공기가 일정량 흡입되어 제3가스층(G3)으로 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 노즐(831) 내부에 복수의 오염방지층(S1, S2)이 제공되며, 이는 다음과 같은 효과가 있다.
일반적으로 포토레지스트는 공기와 접촉할 경우 경화된다. 갖는다. 기판에 포토레지스트를 공급하는 동안 노즐(831)의 토출구 주변에는 포토레지스트가 일부 묻게된다. 공정이 완료된 후에, 노즐(831)을 보관할 때, 제1오염방지층(S1)을 형성하기 위해 노즐(831)이 신나를 흡입하게 되면, 노즐(831)의 토출구 주변에 묻은 포토레지스트가 신나에 용해되어 함께 노즐(831) 내부의 토출유로로 흡입된다.
따라서, 제1오염방지층(S1)이 노즐(831) 외부의 공기에 노출되면 제1오염방지층(S1) 내에 용해된 포토레지스트가 경화된다. 그러나, 본 발명의 실시예와 같이 추가적으로 제2오염방지층(S2)을 형성하는 경우, 노즐(831)의 토출구 주변에 묻혀진 포토레지스트의 많은 량이 제1오염방지층(S1) 형성을 위한 신나 흡입시 제거된 상태이므로, 제2오염방지층(S2)에 포테레지스트가 없거나 매우 소량만 용해된다.
그러므로, 제2오염방지층(S2)이 노즐(831) 외부의 공기에 노출되더라도 제2오염방지층(S2)에서 포토레지스트가 경화되는 상술한 문제는 발생되지 않는다.
위 상세한 설명에는 액체흡입단계를 2회 수행하는 것으로 기재되어있으나, 노즐(831) 끝단의 포토레지스트 오염 정도에 따라 더 많은 수의 액체흡입단계가 수행될 수도 있다.
이상 상세한 설명은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 바탕으로 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 기판을 처리하는 모든 장치에 적용 가능하다
또한, 위 기재한 내용에서는 제1가스층(G1), 제2가스층(G2), 그리고 제3가스층(G3)가 공기이고, 제1오염방지액층(S1)과 제2오염방지액층(S2)이 신나인 것으로 기재하였으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상술한 예에서는 제1가스층(G1)의 형성이 처리 공간(811) 또는 그의 수직 상부에서 수행되는 것으로 기재하였으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상술한 예에서는 제3가스층 형성단계(S500)를 통해 제2오염방지액층(S2) 하부에 제3가스층(G3)를 형성하는 것으로 기재하였으나, 제3가스층 형성단계(S500)가 수행되지 않고, 제3가스층(G3)을 제공하지 않을 수도 있다.
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 800: 레지스트 도포 챔버
810: 컵 820: 지지유닛
830: 액공급유닛 831: 노즐
822: 지지대 833: 석백밸브
834: 액공급라인 840: 홈포트
841: 몸체 842: 공급라인
843: 배출라인 850: 제어기
860: 하우징 G1: 제1가스층
G2: 제2가스층 G3: 제3가스층
S1: 제1오염방지액층 S2: 제2오염방지액층

Claims (18)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    내부에 토출유로가 형성된 노즐로부터 처리액을 기판에 토출하여 기판을 처리하는 처리 공정과,
    상기 처리액을 상기 토출유로의 내측으로 흡입한 상태로 상기 노즐을 보관하는 보관 공정을 수행하되,
    상기 보관 공정은,
    상기 토출유로에 제1가스층, 제1오염방지액층, 제2가스층, 그리고 제2오염방지액층이 순차적으로 형성된 상태로 보관하되,
    상기 제1가스층은 상기 처리액과 인접한 위치이고,
    상기 제1오염방지액층과 상기 제2오염방지액층은 상기 처리액과 상이한 액으로 제공되는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2오염방지액층과 상기 노즐의 끝단 사이에 제3가스층을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리액은 포토레지스트인 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1가스층과 상기 제2가스층은 공기인 기판 처리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1오염방지액층과 상기 제2오염방지액층은 신나(thinner)인 기판 처리 방법.
  6. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    노즐로부터 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 단계;
    상기 노즐의 토출유로에서 처리액을 흡입해 상기 토출유로의 끝단에 제1가스층을 형성하는 제1가스층 형성단계;
    상기 제1가스층 형성단계 이후에, 상기 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 외부로부터 제1오염방지액을 흡입함으로써 상기 토출유로에 제1오염방지액층을 형성하는 제1액층 형성단계;
    상기 제1액층 형성단계 이후에, 상기 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 상기 토출유로에 제2가스층을 형성하는 제2가스층 형성단계;
    상기 제2가스층 형성 단계 이후에, 상기 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 외부로부터 제2오염방지액을 흡입함으로써 상기 토출유로에 제2오염방지액층을 형성하는 제2액층 형성단계를 포함하고,
    상기 제1오염방지액층과 상기 제2오염방지액층은 상기 처리액과 상이한 액으로 제공되는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2액층 형성단계 이후에, 상기 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하여 상기 토출유로에 제3가스층을 형성하는 제3가스층 형성 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 처리액은 포토레지스트인 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1가스층 및 상기 제2가스층은 공기인 기판 처리 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1오염방지액 및 상기 제2오염방지액은 신나인 기판 처리 방법.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1액층 형성 단계와 상기 제2액층 형성 단계는,
    상기 노즐이 대기하는 홈포트에 액체가 일정 높이 채워지고, 상기 노즐의 토출단이 액체에 잠긴 상태에서 수행되고,
    상기 제1가스층 형성단계 및 제2가스층 형성단계는,
    상기 노즐이 대기하는 홈포트에서 상기 노즐의 토출단이 액체의 수면보다 높게 위치된 상태에서 수행되는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1가스층 형성 단계는,
    상기 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 처리공간에서 수행되는 기판 처리 방법.
  13. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 처리되는 처리 공간을 제공하는 컵과;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지유닛과;
    상기 지지유닛에 지지된 기판으로 처리액을 공급하는 액공급유닛과;
    노즐이 상기 처리액을 기판에 공급하지 않는 동안 상기 노즐을 보관하는 홈포트와;
    상기 액공급유닛을 제어하는 제어기;를 포함하며,
    상기 액공급유닛은,
    내부에 토출유로가 형성된 노즐과;
    상기 노즐로 처리액을 공급하는 액 공급관과;
    상기 액 공급관에 설치되며 상기 토출유로에 흡입력을 제공하는 석백 밸브를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 노즐이 상기 홈포트에 보관되는 동안 상기 노즐 내에 제1가스층, 제1오염방지액층, 제2가스층, 그리고 제2오염방지액층이 순차적으로 형성되도록 상기 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하도록 상기 석백 밸브를 제어하고,
    상기 제1가스층은 상기 처리액과 인접하게 위치되며,
    상기 제1오염방지액층과 상기 제2오염방지액층은 상기 처리액과 상이한 액으로 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 노즐이 상기 처리 공간 내에 또는 상기 처리 공간의 상부에 위치되는 동안에 상기 제1가스층을 형성하도록 상기 액공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 홈포트에서 상기 제1오염방지액층, 상기 제2가스층, 그리고 상기 제2오염방지액층이 상기 토출유로에 형성되도록 상기 액공급유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제2오염방지액층과 상기 노즐의 토출구 사이에 제3가스층이 형성되도록 상기 노즐의 토출유로에 흡입력을 제공하는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1가스층, 상기 제2가스층, 그리고 상기 제3가스층은 공기이고,
    상기 제1오염방지액층과 상기 제2오염방지액층은 신나(thinner)인 기판 처리 장치.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈포트는,
    상기 노즐이 수용되는 공간을 제공하는 몸체와;
    상기 몸체 내부에 제공되어 상기 제1오염방지액층 또는 상기 제2오염방지액층으로 오염방지액을 공급하는 공급라인과;
    상기 몸체로부터 상기 오염방지액을 배출하는 배출라인을 포함하는 기판 처리 장치.
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