KR102156897B1 - 기판처리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 내부가 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지플레이트, 그리고 상기 지지플레이트에 놓여진 기판 상으로 유체를 공급하는 노즐 어셈블리를 포함하되, 노즐 어셈블리는 지지블럭, 상기 지지블럭에 결합되고, 기판 상에 제1유체를 공급하는 제1노즐, 그리고 상기 제1노즐과 인접한 영역에서 상기 지지블럭에 결합되고, 기판 상에 제2유체를 공급하는 제2노즐을 포함한다. 린스공정과 건조공정을 동시에 수행하여 기판 상에 형성된 막을 보다 온전하게 유지시키고, 파티클 생성을 최소화할 수 있다.

Description

기판처리장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 세정, 증착, 에칭, 그리고 이온주입 등 다양한 공정이 수행된다. 이중 사진공정은 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
일반적으로 사진공정은 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정이 순차적으로 진행된다. 이 중 현상공정은 기판 상에 현상액, 린스액, 그리고 건조유체를 순차적으로 공급한다. 현상액은 기판의 노광처리된 영역을 현상 처리하며, 기판 상에 잔류된 이물질을 제거하기 위한 린스 공정이 진행된다.
그러나 현상 처리된 기판을 소수성의 성질을 띄며, 표면 접촉각이 크다. 기판의 표면 접촉각이 클수록 기판 상에 도포된 막은 그 형태를 유지하지 못하고, 파티클로 작용된다. 이로 인해 기판을 린스 및 건조 처리한 후에도 기판 상에는 파티클이 잔류된다.
본 발명은 기판의 린스 및 건조 효율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 내부가 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지플레이트, 그리고 상기 지지플레이트에 놓여진 기판 상으로 유체를 공급하는 노즐 어셈블리를 포함하되, 노즐 어셈블리는 지지블럭, 상기 지지블럭에 결합되고, 기판 상에 제1유체를 공급하는 제1노즐, 그리고 상기 제1노즐과 인접한 영역에서 상기 지지블럭에 결합되고, 기판 상에 제2유체를 공급하는 제2노즐을 포함한다.
상기 노즐 어셈블리는 상기 제1노즐 및 상기 제2노즐 간의 간격을 조절하는 거리조절부재를 포함할 수 있다. 상기 노즐 어셈블리를 이동시키는 이동부재 및 상기 이동부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 노즐어셈블리가 상기 기판지지부재의 상부에서 일방향으로 이동되도록 상기 이동부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 일방향이 상기 기판지지부재의 반경방향과 평행한 방향을 향하도록 상기 이동부재를 제어할 수 있다. 상기 제1노즐 및 제2노즐 각각은, 내부에 유체가 흐르는 몸체 및 상기 몸체에 결합되는 지지부를 포함하되, 상기 지지부는 상기 지지블럭에 대한 각도가 변경되도록 상기 지지블럭에 결합될 수 있다.
기판 상에 잔류하는 처리액을 세정처리하는 방법은 기판지지부재에 놓여진 기판 상에 제1노즐로부터 분사되는 제1유체 및 제2노즐로부터 분사되는 제2유체를 동시에 공급하되, 상기 제1유체 및 상기 제2유체가 공급되는 영역은 기판의 중앙부에서 가장자리부로 제공된다.
상기 제1유체는 린스액으로 제공되고, 상기 제2유체는 상기 제1유체를 건조시키는 건조가스로 제공되되, 상기 제2유체는 상기 제1유체가 공급된 영역에 공급될 수 있다. 상기 제1유체의 유량이 세질수록 상기 제1노즐 및 상기 제2노즐 간의 간격을 멀어지도록 제공될 수 있다. 상기 처리액은 현상액이고, 상기 제1유체 및 상기 제2유체 각각은 상기 감광액의 두께가 두꺼울수록 그 유량을 세게 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 린스공정과 건조공정을 동시에 수행하여 기판 상에 형성된 막을 보다 온전하게 유지시키고, 파티클 생성을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 린스공정과 건조공정을 동시에 수행하므로, 기판의 현상공정의 프로세스 타임을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 린스액은 기판의 전체 영역에 직접 분사되므로, 기판의 린스 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 린스액 및 건조가스는 기판의 중앙부에서 가장자리부로 공급되므로, 린스액 및 건조가스가 기판 상에 잔류하는 것을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 건조가스는 린스액이 공급되는 영역에 공급되므로, 기판 상에 잔류하는 린스액을 보다 효율적으로 건조처리 할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 린스액 및 건조가스의 유량을 조절하여 린스액 및 건조가스가 기판으로부터 되튀어 노즐 및 기판을 역오염시키는 것을 방지할 수 있다.
또한 제1노즐 및 제2노즐 간의 간격을 조절하여 각각의 노즐로부터 분사된 유체가 서로 다른 노즐을 오염시키는 것을 최소화할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이다.
도2는 도1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도3은 도1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도4는 도1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도5는 도1의 현상챔버를 보여주는 평면도이다.
도6은 도5의 현상챔버를 보여주는 단면도이다.
도7은 도5의 노즐 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도8 내지 도10은 기판을 린스 및 건조 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도11은 도7의 노즐 어셈블리의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
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 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 설비(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 설비(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 설비(1)를 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. 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.
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), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
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(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(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(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 웨이퍼를 처리하는 공간을 제공한다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 하우징(411)은 복수 개로 제공된다. 지지 플레이트(412)는 각각의 하우징(411) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하도록 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.
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(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. 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.
도5는 도1의 현상챔버를 보여주는 평면도이고, 도6은 도5의 현상챔버를 보여주는 단면도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 현상 챔버(460)는 하우징(810), 지지 플레이트(820), 홈포트(830), 그리고 분사유닛을 가진다. 하우징(810)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(820)는 하우징(810) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(820)는 웨이퍼를 지지한 상태에서 회전 가능하도록 제공된다. 홈포트(830)는 하우징(810)의 외측에 위치된다. 홈포트(830)는 공정 대기 시 노즐을 세정처리한다. 홈포트(830)는 베젤(832) 및 세정노즐(834)을 가진다. 베젤(832)은 상부가 개방된 통 형상을 가지도록 제공된다. 베젤(832)의 내부에는 분사유닛(840)의 노즐들을 수용하는 공간이 제공된다. 베젤(832)의 내부공간에는 세정노즐(834)이 위치된다. 세정노즐(834)은 분사유닛(840)의 노즐에 세정액을 공급하여 노즐을 세정처리 한다.
분사유닛(840)은 현상부재(842), 그리고 린스 및 건조부재(852)를 가진다. 현상부재(842)는 지지 플레이트(820)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 현상부재(842)는 현상노즐(844) 및 현상 이동부재를 가진다. 현상노즐(844)은 그 길이방향이 수평 방향을 향하는 바 형상으로 제공된다. 현상노즐(844)의 토출구는 슬릿 형상으로 제공된다. 현상 이동부재는 현상노즐 지지대(845), 현상노즐 지지축(846), 그리고 구동부재(847)를 포함한다. 현상노즐 지지대(845)는 현상노즐(844)을 결합한다. 현상노즐 지지대(845)의 일단 저면에는 현상노즐(844)이 위치된다. 현상노즐 지지대(845)의 타단 저면에는 현상노즐 지지축(846)이 결합된다. 현상노즐 지지축(846)은 구동부재(847)에 의해 그 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 현상노즐 지지축(846)의 회전에 의해 현상노즐 지지대(845) 및 현상노즐(844)은 함께 회전 가능하다. 선택적으로 현상노즐(844)의 토출구는 원형으로 제공될 수 있다.
린스 및 건조부재(852)는 지지 플레이트(820)에 놓인 웨이퍼(W)을 린스처리 및 건조 처리한다. 린스 및 건조부재는 웨이퍼(W) 상에 제1유체 및 제2유체를 공급한다. 린스 및 건조부재(852)는 노즐어셈블리(860), 이동부재(854, 856), 그리고 제어기(미도시)를 가진다. 도7은 도5의 노즐 어셈블리를 보여주는 단면도이다. 도7을 참조하면, 노즐어셈블리(860)는 지지블럭(868), 제1노즐(862), 제2노즐(864), 거리조절부재(866, 868)를 가진다.
지지블럭(868)은 제1노즐(862) 및 제2노즐(864) 각각을 지지한다. 지지블럭(868)은 그 길이방향이 수평방향을 향하도록 제공된다. 제1노즐(862) 및 제2노즐(864) 각각은 지지블럭(868)의 일면에 위치된다. 일 예에 의하면, 제1노즐(862) 및 제2노즐(864) 각각은 지지블럭(868)의 일면에서 지지블럭(868)의 길이방향과 평행한 방향을 따라 순차적으로 위치될 수 있다.
제1노즐(862)은 제1유체를 분사한다. 제1노즐(862)에는 제1유체공급라인(872)이 연결된다. 제1유체공급라인(872)에는 제1밸브(872)가 설치된다. 제1밸브(872)는 제1유체공급라인(872)을 개폐한다. 제2노즐(864)에는 제2유체를 분사한다. 제2노즐(864)에는 제2유체공급라인(874)이 연결된다. 제2유체공급라인(874)에는 제2밸브(874)가 설치된다. 제2밸브(874)는 제2유체공급라인(874)을 개폐한다. 일 예에 의하면, 제1유체는 액상의 유체로 제공되고, 제2유체는 기상의 유체로 제공될 수 있다. 제1유체는 린스액이고, 제2유체는 건조가스일 수 있다. 린스액은 순수이고, 건조가스는 불활성 가스일 수 있다. 불활성 가스는 질소가스(N2)일 수 있다.
거리조절부재(866, 868)는 제1노즐(862)과 제2노즐(864) 간의 간격을 조절한다. 거리조절부재(866, 868)는 노즐가이드(868) 및 홀더(866)를 가진다. 노즐가이드(868)는 지지블럭(868)의 일면에 설치된다. 노즐가이드(868)는 그 길이방향이 지지블럭(868)의 길이방향과 평행한 방향을 향하도록 제공된다. 홀더(866)는 제1노즐(862) 및 제2노즐(864) 중 어느 하나의 노즐을 지지한다. 홀더(866)는 노즐가이드(868) 상에 설치된다. 홀더(866)는 노즐가이드(868)의 길이방향을 따라 이동되고, 노즐은 홀더(866)와 함께 이동될 수 있다. 일 예에 의하면, 홀더(866)는 제1노즐(862)을 지지하고, 제2노즐(864)은 지지블럭(868)에 고정 결합될 수 있다. 제1노즐(862)이 노즐가이드(868) 상에서 수평 이동됨에 따라 제1노즐(862)과 제2노즐(864) 간의 간격은 조절될 수 있다.
선택적으로, 홀더(866)는 복수 개로 제공될 수 있다. 홀더(866)는 지지블럭(868)에 위치되는 노즐의 개수와 동일하게 제공될 수 있다. 홀더(866)는 제1노즐(862)을 지지하는 제1홀더와 제2노즐(864)을 지지하는 제2홀더로 제공될 수 있다. 제1홀더 및 제2홀더 각각은 노즐가이드(868) 상에 설치되고, 서로 간에 독립되게 이동될 수 있다.
이동부재(854, 856)는 노즐어셈블리(860)를 공정위치 및 홈위치로 이동시킨다. 여기서 공정위치는 노즐어셈블리(860)가 하우징(810)에 대향되는 위치이고, 홈위치는 노즐어셈블리(860)가 홈포트(830)에 대향되는 위치로 정의한다. 또한 이동부재는 노즐어셈블리(860)가 웨이퍼(W)의 중앙부에 대향되는 위치에서 웨이퍼(W)의 가장자리부에 대향되는 위치로 이동시킨다. 이동부재(854, 856)는 지지대(854) 및 이동가이드(856)를 가진다. 지지대(854)는 지지블럭(868)을 지지한다. 지지대(854)의 일단에는 지지블럭(868)이 고정결합된다. 이동가이드(856)는 하우징(810)의 일측에 위치된다. 이동가이드(856)는 그 길이방향이 노즐가이드(868)의 길이방향과 평행하도록 제공된다. 이동가이드(856) 상에는 지지대(854)가 결합된다. 지지대(854)는 그 타단이 이동가이드(856)에 설치된다. 지지대(854)는 모터(미도시)에 의해 이동가이드(856)의 길이방향을 따라 이동될 수 있다.
제어기는 노즐 어셈블리(860) 및 이동부재(854, 856)를 제어한다. 제1노즐(862) 및 제2노즐(864)이 이동가이드(856)의 길이방향을 따라 이동하면서 웨이퍼(W) 상에 제1유체 및 제2유체가 공급되도록 노즐 어셈블리(860) 및 이동부재(854, 856)를 제어한다. 일 예에 의하면, 제어기는 제1유체 및 제2유체가 웨이퍼(W)의 중앙부에서 가장자리부로 공급되도록 이동부재(854, 856)를 제어할 수 있다. 제어기는 제1유체가 공급된 영역에 제2유체가 공급되도록 이동부재를 제어할 수 있다. 또한 제어기는 제1밸브(872) 및 제2밸브(874)를 조절하여 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량을 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 제어기는 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량이 세질수록 제1노즐(862) 및 제2노즐(864) 간의 간격이 멀도록 이격시킬 수 있다. 또한 제어기는 웨이퍼(W) 상에 도포된 박막의 두께가 두꺼울수록 제1유체의 유량 및 제2유체의 유량을 세게 조절할 수 있다.
다음은 상술한 웨이퍼(W)처리장치를 이용하여 웨이퍼(W)을 현상처리하는 과정을 설명한다. 웨이퍼(W)은 지지 플레이트(820)에 로딩된다. 웨이퍼(W)은 지지 플레이트(820)에 의해 회전된다. 현상노즐(844)은 웨이퍼(W)의 중앙부로 현상액을 공급한다. 현상공정이 완료되면, 린스 및 건조공정이 진행된다. 도8 내지 도10은 웨이퍼를 린스 및 건조 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도8 내지 도10을 참조하면, 노즐어셈블리(860)는 홈위치에서 공정위치로 이동된다. 이동부재(854, 856)는 제1노즐(862)이 웨이퍼(W)의 중앙부와 대향되도록 노즐어셈블리(860)를 이동시킨다. 제1노즐(862)은 제1유체를 공급하면서 웨이퍼(W)의 가장자리부와 대향되는 위치로 이동된다. 이와 동시에 제2노즐(864)은 제2유체를 공급한다. 제2유체는 제1유체가 공급되는 영역으로 제2유체를 공급한다. 제1유체 및 제2유체는 웨이퍼(W)의 중앙부에서 가장자리부까지 공급된 후 중단된다. 웨이퍼(W)의 린스 및 건조공정이 완료되면, 노즐어셈블리(860)는 홈위치로 이동된다. 제1노즐(862) 및 제2노즐(864)은 베젤(832)의 내부 공간에 수용된다. 세정노즐(834)은 제1노즐(862) 및 제2노즐(864)에 세정액을 분사하여 제1노즐(862) 및 제2노즐(864)을 세정한다.
상술한 실시예에 의하면, 제1유체 및 제2유체는 웨이퍼(W)의 중앙부를 시작점으로 분사되고, 웨이퍼(W)의 가장자리부에서 종료된다. 지지 플레이트(820)는 웨이퍼(W)의 린스 및 건조공정이 진행되는 동안에 회전되므로, 제1유체 및 제2유체는 웨이퍼(W)의 원심력에 더해 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 현상액을 보다 효과적으로 배출시킬 수 있다. 또한 제1유체가 공급된 웨이퍼(W)의 영역에 제2유체가 공급되므로, 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 제1유체를 신속하게 배출할 수 있다.
상술한 실시예와 달리, 도11의 노즐어셈블리(860)의 홀더(866)는 지지블럭(868)에 고정결합되지 않고, 힌지 결합될 수 있다. 홀더(866)는 수직축을 기준으로 그 각도를 변경할 수 있다. 홀더(866)의 각도가 변경됨에 따라 제1노즐(862)의 각도는 함께 변경되어 제1유체의 분사 각도를 조절할 수 있다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때, 제1노즐(862)은 하단이 상단에 비해 웨이퍼(W)의 가장자리부에 가깝게 위치되도록 그 각도가 변경될 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(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(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(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 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), 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.
다음에는 상술한 기판 처리 설비(1)를 이용하여 공정을 수행하는 일 예를 설명한다.
웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)는 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인다. 도어 오프너에 의해 카세트(20)의 도어가 개방된다. 인덱스 로봇(220)은 카세트(20)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 제 2 버퍼(330)로 운반한다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330)에 보관된 웨이퍼(W)를 제 1 버퍼(320)로 운반한다. 도포부 로봇(432)은 제 1 버퍼(320)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 도포 모듈(401)의 베이크 챔버(420)로 운반한다. 베이크 챔버(420)는 프리 베이크 및 냉각 공정을 순차적으로 수행한다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버(420)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 레지스트 도포 챔버(410)로 운반한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 이후 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트가 도포되면, 도포부 로봇(432)은 웨이퍼(W)를 레지스트 도포 챔버(410)로부터 베이크 챔버(420)로 운반한다. 베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)에 대해 소프트 베이크 공정을 수행한다.
도포부 로봇(432)은 베이크 챔버(420)에서 웨이퍼(W)를 꺼내어 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)로 운반한다. 제 1 냉각 챔버(530)에서 웨이퍼(W)에 대해 냉각 공정이 수행된다. 제 1 냉각 챔버(530)에서 공정이 수행된 웨이퍼(W)는 제 2 버퍼 로봇(560)에 의해 에지 노광 챔버(550)로 운반된다. 에지 노광 챔버(550)는 웨이퍼(W)의 가장자리 영역을 노광하는 공정을 수행한다. 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 완료된 웨이퍼(W)는 제 2 버퍼 로봇(560)에 의해 버퍼(520)로 운반된다.
전처리 로봇(632)은 버퍼(520)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 전처리 모듈(601)의 보호막 도포 챔버(610)로 운반한다. 보호막 도포 챔버(610)는 웨이퍼(W) 상에 보호막을 도포한다. 이후 전처리 로봇(632)은 웨이퍼(W)를 보호막 도포 챔버(610)로부터 베이크 챔버(620)로 운반한다. 베이크 챔버(620)는 웨이퍼(W)에 대해 가열 및 냉각 등과 같은 열처리를 수행한다.
전처리 로봇(632)은 베이크 챔버(620)에서 웨이퍼(W)를 꺼내어 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720)로 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720)로부터 처리 모듈(800)의 반전 유닛(840)으로 웨이퍼를 운반한다. 반전 유닛(840)은 웨이퍼의 제 1 면(패턴 면)이 아래 방향을 향하도록 웨이퍼를 반전시킨다. 반전된 웨이퍼는 스핀 척(810) 상에 로딩되고, 로딩된 웨이퍼는 핀 부재들(811a, 811b)에 의해 척킹된다.
스핀 척(810)의 지지판(812) 형성된 분사 홀들(852)을 통해 웨이퍼의 제 1 면으로 질소 가스와 같은 불활성 가스가 분사되고, 이후 분사 홀들(852)을 통해 웨이퍼의 제 1 면으로 탈이온수와 같은 린스액이 분사된다. 린스액은 가스와 함께 분사 홀들(852)을 통해 웨이퍼의 제 1 면에 분사될 수도 있다. 웨이퍼의 제 1 면으로의 가스 및/또는 린스액의 분사시, 스핀 척(810)은 회전될 수 있으며, 이와 달리 회전되지 않을 수도 있다. 그리고, 린스액 분사 유닛(860)은 웨이퍼의 제 2 면에 린스액을 분사한다.
이후 웨이퍼는 인터페이스 로봇(740)에 의해 처리 모듈(800)로부터 제 1 버퍼(720)로 운반된 후, 제 1 버퍼(720)로부터 노광 장치(900)로 운반된다. 노광 장치(900)는 웨이퍼의 제 1 면에 대해 노광 공정, 예를 들어 액침 노광 공정을 수행한다. 노광 장치(900)에서 웨이퍼(W)에 대해 노광 공정이 완료되면, 인터페이스 로봇(740)은 노광 장치(900)에서 웨이퍼(W)를 제 2 버퍼(730)로 운반한다.
후처리 로봇(682)은 제 2 버퍼(730)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 후처리 모듈(602)의 세정 챔버(660)로 운반한다. 세정 챔버(660)는 웨이퍼(W)의 표면에 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행한다. 세정액을 이용한 웨이퍼(W)의 세정이 완료되면 후처리 로봇(682)은 곧바로 세정 챔버(660)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 노광 후 베이크 챔버(670)로 웨이퍼(W)를 운반한다. 노광 후 베이크 챔버(670)의 가열 플레이트(672)에서 웨이퍼(W)의 가열에 의해 웨이퍼(W) 상에 부착된 세정액이 제거되고, 이와 동시에 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화가 완성된다. 후처리 로봇(682)은 노광 후 베이크 챔버(670)로부터 웨이퍼(W)를 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)로 운반한다. 제 2 냉각 챔버(540)에서 웨이퍼(W)의 냉각이 수행된다.
현상부 로봇(482)은 제 2 냉각 챔버(540)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)로 운반한다. 베이크 챔버(470)는 포스트 베이크 및 냉각 공정을 순차적으로 수행한다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버(470)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 현상 챔버(460)로 운반한다. 현상 챔버(460)는 웨이퍼(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다. 이후 현상부 로봇(482)은 웨이퍼(W)를 현상 챔버(460)로부터 베이크 챔버(470)로 운반한다. 베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)에 대해 하드 베이크 공정을 수행한다.
현상부 로봇(482)은 베이크 챔버(470)에서 웨이퍼(W)를 꺼내어 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)로 운반한다. 냉각 챔버(350)는 웨이퍼(W)를 냉각하는 공정을 수행한다. 인덱스 로봇(360)은 냉각 챔버(350)부터 웨이퍼(W)를 카세트(20)로 운반한다. 이와 달리, 현상부 로봇(482)는 베이크 챔버(470)에서 웨이퍼(W)를 꺼내 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)으로 운반하고, 이후 인덱스 로봇(360)에 의해 카세트(20)로 운반될 수 있다.
다음은 상술한 기판처리설비(1)의 다양한 변형 예들을 예시한다.
도포 및 현상 모듈(400)은 서로 층으로 구획된 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402) 대신 하나의 모듈만을 구비할 수 있다. 이 경우, 하나의 모듈 내에 도포 챔버, 현상 챔버, 베이크 챔버, 그리고 반송 챔버들이 제공될 수 있다. 이 경우, 제 1 버퍼 모듈(300)에 제 1 버퍼(320), 제 1 버퍼 로봇(360)은 제공되지 않을 수 있다.
또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 제공되지 않고, 노광 전후 처리 모듈(600)과 도포 및 현상 모듈(400)이 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 서로 층으로 구획된 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602) 대신 하나의 모듈만을 구비할 수 있다. 이 경우, 하나의 모듈 내에, 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670)가 모두 제공될 수 있다.
또한, 세정 챔버(660)에는 세정액을 공급하는 노즐 이외에 추가적으로 건조 가스를 공급하는 노즐을 더 제공될 수 있다. 이 경우, 노광 후 베이크 챔버(670)에서 웨이퍼(W)의 가열이 이루어지기 전에 웨이퍼(W) 상에 부착된 세정액을 제거할 수 있다.
또한, 노광 장치(900)가 액침 노광 방식 이외의 방식으로 공정을 수행하는 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 제공되지 않을 수 있다.
또한, 에지 노광 챔버(550)는 인터페이스 모듈(700)에 제공될 수 있다. 또한, 에지 노광 공정은 웨이퍼 상에 보호막을 도포하는 공정 이후에 수행되거나, 노광 공정과 웨이퍼를 세정하는 공정 사이에 수행되거나, 노광 후 베이크 공정과 현상 공정 사이에 수행될 수 있다.
상술한 실시예에서 본 발명의 건조유닛(450)은 포토 레지스트를 공급하는 장치에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 건조유닛(450)은 포토 레지스트뿐만 아니라 노즐을 이용하여 기판을 처리하는 현상 공정 및 세정 공정 등 다양한 장치에도 적용될 수 있다.
860: 노즐어셈블리 868: 지지블럭
862: 제1노즐 864: 제2노즐

Claims (9)

  1. 내부가 처리공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리공간에서 기판을 지지 및 회전시키는 지지플레이트와;
    상기 지지플레이트에 놓여진 기판 상으로 유체를 공급하는 노즐 어셈블리를 포함하되,
    노즐 어셈블리는,
    지지블럭과;
    상기 지지블럭에 결합되고, 기판 상에 제1유체를 공급하는 제1노즐과;
    상기 제1노즐과 인접한 영역에서 상기 지지블럭에 결합되고, 기판 상에 제2유체를 공급하는 제2노즐과;
    상기 제1노즐 및 상기 제2노즐 간의 간격을 조절하는 거리조절부재와;
    상기 거리조절부재를 제어하는 제어기;를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1유체의 유량이 세질수록 상기 제1노즐 및 상기 제2노즐 간의 간격을 멀어지도록 상기 거리조절부재를 제어하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 어셈블리를 이동시키는 이동부재와;
    상기 이동부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 노즐 어셈블리가 상기 지지플레이트의 상부에서 일방향으로 이동되도록 상기 이동부재를 제어하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 일방향이 상기 지지플레이트의 반경방향과 평행한 방향을 향하도록 상기 이동부재를 제어하는 기판처리장치.
  5. 제1항 및 제3항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1노즐 및 제2노즐 각각은,
    내부에 유체가 흐르는 몸체와;
    상기 몸체에 결합되는 지지부를 포함하되,
    상기 지지부는 상기 지지블럭에 대한 각도가 변경되도록 상기 지지블럭에 결합되는 기판처리장치.
  6. 기판 상에 잔류하는 처리액을 세정처리하는 방법에 있어서,
    기판지지부재에 놓여진 기판 상에 제1노즐로부터 분사되는 제1유체 및 제2노즐로부터 분사되는 제2유체를 동시에 공급하되,
    상기 제1유체 및 상기 제2유체가 공급되는 영역은 기판의 중앙부에서 가장자리부로 제공되고,
    상기 제1유체의 유량이 세질수록 상기 제1노즐 및 상기 제2노즐 간의 간격이 멀어지도록 제공되는 기판처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1유체는 린스액으로 제공되고, 상기 제2유체는 상기 제1유체를 건조시키는 건조가스로 제공되되,
    상기 제2유체는 상기 제1유체가 공급된 영역에 공급되는 기판처리방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 처리액은 현상액이고,
    상기 제1유체 및 상기 제2유체 각각은 상기 현상액의 두께가 두꺼울수록 그 유량을 세게 공급하는 기판처리방법.
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