KR102225957B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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최해원
이재성
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와; 상기 현상 챔버와 상기 초임계 챔버 사이에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

Description

기판 처리 장치{An apparatus for treating a substrate}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 현상 처리와 초임계 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 사진, 식각, 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진 공정은 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정을 포함한다. 도포 공정은 기판 상에 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정이다. 노광 공정은 도포된 포토레지스트막 위에 포토 마스크를 통해 광원의 빛을 노출시켜 기판 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이다. 그리고 현상 공정은 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다.
현상 공정은 일반적으로 현상액 공급 단계, 린스액 공급 단계, 그리고 건조 단계를 포함한다. 건조 단계에는 기판을 지지하는 스핀척을 회전시키고, 스핀척이 기판에 가하는 원심력을 이용하여 기판에 잔류하는 현상액 또는 린스액을 건조하는 스핀 건조를 수행한다.
최근, 기판에 형성된 패턴과 패턴과의 거리(CD:Critical Dimension)가 미세화됨에 따라, 상술한 스핀 건조를 수행하는 경우 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상이 발생된다. 이러한 문제는 기존 사진 공정을 수행하는 설비의 한계로 지적된다.
본 발명은 현상 처리를 효율적으로 수행할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 현상 챔버에서 초임계 챔버로 기판을 반송시 기판이 건조되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 도포 공정, 현상 공정 그리고 초임계 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치의 플랫폼(Platform)을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기판 반송시 소요되는 택트 타임을 최소화할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와; 상기 현상 챔버와 상기 초임계 챔버 사이에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 기판에 상기 현상액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 챔버는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함하고, 상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 기판에 상기 현상액 또는 상기 세정액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 장치는 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 기판이 수납되는 용기를 포함하는 인덱스 모듈과; 상기 기판에 공정을 수행하는 처리 모듈과; 외부의 노광 장치와 상기 처리 모듈을 연결하는 인터페이스 모듈을 포함하되, 상기 인덱스 모듈, 상기 처리 모듈 그리고 상기 인터페이스 모듈은 순차적으로 일렬로 배치되고, 상기 처리 모듈은, 상기 기판에 공정을 수행하는 처리 블록을 포함하되, 상기 처리 블록은, 현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와; 도포액을 공급하여 상기 기판에 도포막을 형성하는 도포 챔버와; 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와; 상기 현상 챔버, 상기 도포 챔버, 상기 열처리 챔버 및 상기 초임계 챔버 사이에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판에 상기 현상액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 챔버는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함하되, 상기 제어기는, 상기 기판에 상기 현상액 또는 상기 세정액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버는 상하로 적층되어 제공되고, 상기 초임계 챔버는 그 상하 방향으로 폭이 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버 중 어느 하나의 폭보다 크고, 하나의 상기 도포 챔버와 하나의 상기 현상 챔버의 상하 방향으로 폭의 합과 동일하거나 이보다 작게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버는 상기 반송 챔버의 일측에 배치되고, 상기 열처리 챔버는 상기 반송 챔버의 타측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 초임계 챔버는 상기 반송 챔버의 일측 및 타측에 각각 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 처리 블록은 복수 개로 제공되어 상하로 적측될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 기판이 수납되는 용기를 포함하는 인덱스 모듈과; 상기 기판에 공정을 수행하는 처리 모듈과; 외부의 노광 장치와 상기 처리 모듈을 연결하는 인터페이스 모듈을 포함하되, 상기 인덱스 모듈, 상기 처리 모듈 그리고 상기 인터페이스 모듈은 순차적으로 일렬로 배치되고, 상기 처리 모듈은, 상기 기판에 대해 도포 공정을 수행하는 도포 블록과; 상기 기판에 대해 현상 공정을 수행하는 현상 블록을 포함하되, 상기 도포 블록은, 도포액을 공급하여 상기 기판에 도포막을 형성하는 도포 챔버와; 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 제1열처리 챔버와; 상기 도포 챔버와 상기 제1열처리 챔버 간에 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 제1반송 챔버를 포함하고, 상기 현상 블록은, 현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와; 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 제2열처리 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와; 상기 현상 챔버, 상기 제2열처리 챔버, 그리고 상기 초임계 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛가지는 제2반송 챔버를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제2반송 챔버가 가지는 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 현상 챔버와 상기 초임계 챔버에 순차적으로 상기 기판을 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 기판에 상기 현상액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 챔버는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함하고, 상기 제어기는, 상기 기판에 상기 현상액 또는 상기 세정액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 챔버는 복수개로 제공되어 상하로 적층되고, 상기 초임계 챔버는 상하 방향으로의 폭이 하나의 현상 챔버의 폭보다 크고, 서로 적층된 2개의 현상 챔버의 폭과 같거나 작을 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 블록에 제공되는 상기 현상 챔버와 상기 열처리 챔버는 상기 반송 챔버의 일측에 배치되고, 상기 초임계 챔버는 상기 반송 챔버의 일측 및 타측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 도포 블록과 상기 현상 블록은 복수 개로 제공되어 상하로 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 현상 처리를 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 현상 챔버에서 초임계 챔버로 기판을 반송시 기판이 건조되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명은 도포 공정, 현상 공정 그리고 초임계 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명은 기판 반송시 소요되는 택트 타임을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 처리 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4은 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5은 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이다.
도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정단면도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도 이다.
도 8은 도 7의 도포 블록과 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 9는 도 7의 기판 처리 장치의 평면도이다.
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 과장 및 축소된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 처리 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 3는 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20,index module), 처리 모듈(30, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(40, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)이 배열된 방향을 X축 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 X축 방향(12)과 수직한 방향을 Y축 방향(14)이라 하고, X축 방향(12) 및 Y축 방향(14)에 모두 수직한 방향을 Z축 방향(16)이라 한다.
인덱스 모듈(20)은 기판(W)이 수납된 용기(10)로부터 기판(W)을 처리 모듈(30)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(10)로 수납한다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 Y축 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(20)은 로드포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 가진다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(10)는 로드포트(22)에 놓인다. 로드포트(22)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(22)는 Y축 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(10)가 사용될 수 있다. 용기(10)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic GuidedVehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(22)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(24)의 내부에는 인덱스 로봇(2200)이 제공된다. 인덱스 프레임(24) 내에는 길이 방향이 Y축 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(2300)이 제공되고, 인덱스 로봇(2200)은 가이드 레일(2300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(2200)은 기판(W)이 놓이는 핸드(2220)를 포함하며, 핸드(2220)는 전진 및 후진 이동, Z축 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 처리 모듈(30)은 기판(W)에 대하여 처리 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정, 현상 공정, 열처리 공정, 그리고 초임계 공정을 수행할 수 있다.
처리 모듈(30)은 처리 블록(30a)을 포함한다. 처리 블록(30a)은 기판(W)에 대해 처리 공정을 수행할 수 있다. 처리 블록(30a)은 복수개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공될 수 있다. 도 3의 실시 예에 의하면, 처리 블록(30a)들은 3개가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 3개의 처리 블록(30a)들은 서로 동일한 공정을 수행할 수 있으며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 처리 블록(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 도포 챔버(3500), 현상 챔버(3600), 초임계 챔버(3700), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 포함할 수 있다.
열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 도포 챔버(3400)는 기판(W) 상에 도포액을 공급하여 도포막을 형성한다. 도포막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 현상 챔버(3600)는 기판(W)상에 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리 한다. 일 예로, 현상 챔버(3600)는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함할 수 있다. 이에 현상 챔버(3600)에서는 기판(W)에 현상액 및/또는 세정액을 공급할 수 있다. 초임계 챔버(3700)는 기판(W)에 초임계 유체를 공급하여 기판(W)을 처리한다. 일 예로, 초임계 챔버(3700)는 기판(W)에 초임계 유체를 공급하여 기판(W)을 건조 처리 할 수 있다.
반송 챔버(3400)는 처리 블록(30a) 내에서 열처리 챔버(3200), 도포 챔버(3500), 현상 챔버(3600), 초임계 챔버(3700) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 유닛(3420)이 제공된다. 반송 유닛(3420)은 열처리 챔버(3200), 도포 챔버(3500), 현상 챔버(3600), 초임계 챔버(3700) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 유닛(3420)은 기판(W)이 놓이는 핸드(A)를 가지며, 핸드(A)는 전진 및 후진 이동, Z축 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 유닛(3420)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 4은 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 핸드(A)는 베이스(3428) 및 지지 돌기(3429)를 가진다. 베이스(3428)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(3428)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가진다. 지지 돌기(3429)는 베이스(3428)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지 돌기(3429)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지 돌기(3429)는 등 간격으로 4개가 제공될 수 있다.
다시 도 2와 도 3을 참조하면, 처리 블록(30a)에서 도포 챔버(3500)와 현상 챔버(3600)는 반송 챔버(3400)의 일측에 배치될 수 있다.
또한, 처리 블록(30a)에서 현상 챔버(3600)는 도포 챔버(3500)보다 작은 수로 제공될 수 있다. 이는 도포 챔버(3500)에서 도포 공정을 수행하는 시간보다 현상 챔버(3600)에서 현상 처리를 수행하는 시간이 짧기 때문이다. 이에 현상 공정을 수행하지 않는 현상 챔버(3600)의 수를 줄이고, 풋 프린트(Footprint)가 과도하게 증가하는 것을 막을 수 있다.
일 예로, 처리 블록(30a)에서 도포 챔버(3500)는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 도포 챔버(3500) 중 어느 하나는 현상 챔버(3600)와 적층되어 제공될 수 있다. 복수 개의 도포 챔버(3500) 중 다른 하나는 현상 챔버(3600)와 적층되지 않도록 제공될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 처리 블록(30a)에는 도포 챔버(3500) 2개와 현상 챔버(3600) 1개가 제공될 수 있다. 2개의 도포 챔버(3500) 중 어느 하나는 현상 챔버(3600)와 상하 방향으로 적층되어 제공될 수 있다. 또한, 도포 챔버(3500)가 현상 챔버(3600)의 아래에 배치되도록 제공될 수 있다. 또한, 2개의 도포 챔버(3500) 중 다른 하나는 현상 챔버(3600)와 적층되지 않도록 제공될 수 있다.
또한, 처리 블록(30a)에는 초임계 챔버(3700)가 제공될 수 있다. 초임계 챔버(3700)는 현상 챔버(3600)와 인접하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 초임계 챔버(3700)는 도포 챔버(3500)와 적층되어 제공되는 현상 챔버(3600)와 인접하게 제공될 수 있다. 현상 챔버(3600)와 초임계 챔버(3700)가 인접하게 제공되므로, 현상 챔버(3600)에서 현상 처리가 수행된 기판(W)을 곧바로 초임계 챔버(3700)에 반송할 수 있다. 이에 기판(W)을 반송하면서 소요되는 택트 타임을 최소화 할 수 있다. 또한, 반송 유닛(3620)을 제어하는 제어기(미도시)는, 기판(W)에 현상액 또는 세정액이 잔류하는 상태로 기판(W)을 현상 챔버(3600)에서 초임계 챔버(3700)로 반송하도록 반송 유닛(3620)을 제어할 수 있다. 이에 기판(W)이 반송하는 도중 건조되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 초임계 챔버(3700)는 그 상하 방향으로의 폭이 도포 챔버(3500)와 현상 챔버(3600) 중 어느 하나의 폭보다 클 수 있다. 또한, 하나의 도포 챔버(3500)와 하나의 현상 챔버(3600)의 상하 방향으로의 폭의 합과 동일하거나 이보다 작게 제공될 수 있다. 초임계 챔버(3700)는 고압의 환경을 조성하여 초임계 유체를 공급하므로, 도포 챔버(3500) 또는 현상 챔버(3600)보다 장치에서 차지하는 면적이 크다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 초임계 챔버(3700)의 상하 방향 폭은 도포 챔버(3500) 및 현상 챔버(3600)가 인접하게 배치될 수 있는 크기를 갖는다. 즉, 초임계 챔버(3700)를 기준으로 도포 챔버(3500) 및 현상 챔버(3600)가 인접하게 배치되어, 이에 처리 블록(30a)에서 기판(W)이 반송되는 경로를 단순화 시키고, 기판(W)이 반송되는데 소요되는 택트 타임을 최소화 할 수 있다.
또한, 초임계 챔버(3700)는 반송 챔버(3400)의 일측 및 타측에 각각 배치될 수 있다. 반송 챔버(3400)의 일측 및 타측에 각각 배치되는 초임계 챔버(3700)는 상부에서 바라 볼 때 반송 챔버(3400)를 기준으로 서로 대향되게 배치될 수 있다.
종래에는 현상 처리 이후 기판(W)을 건조하는 경우, 기판(W)을 회전시켜 건조하는 스핀 건조 방식을 사용하였다. 그러나, 기판에 형성되는 패턴이 미세해짐에 따라, 기존의 스핀 건조 방식은 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 발생시킨다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)에 대하여 현상 처리를 수행한 이후, 곧바로 기판(W)에 현상액 또는 세정액이 잔류한 상태로 초임계 챔버(3700)로 기판(W)이 반송된다. 초임계 챔버(3700)에서는 초임계 유체를 기판에 공급하여 건조 처리 하므로, 상술한 리닝(Leaning) 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 기판(W)에 현상액 또는 세정액이 잔류된 상태로 기판(W)이 반송되므로, 기판이 반송되는 도중 건조되어 품질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.
열처리 챔버(3200)는 복수 개로 제공된다. 복수 개로 제공된 열처리 챔버(3200)들은 Z방향(16)을 따라 적층되게록 제공될 수 있다. 또한, 열처리 챔버(3200)들은 상부에서 바라 볼 때 반송 챔버(3400)를 기준으로 반송 챔버(3400)의 일측에 배치된 도포 챔버(3500)와 현상 챔버(3600)에 대향되도록 반송 챔버(3400)의 타측에 배치될 수 있다.
버퍼 챔버(3800)는 복수 개로 제공된다. 버퍼 챔버들(3800) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 반송 챔버(3400) 사이에 배치된다. 이하, 이들 버퍼 챔버를 전단 버퍼(3802)(front buffer)라 칭한다. 전단 버퍼들(3802)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 버퍼 챔버들(3802, 3804) 중 다른 일부는 반송 챔버(3400)와 인터페이스 모듈(40) 사이에 배치된다 이하. 이들 버퍼 챔버를 후단 버퍼(3804)(rear buffer)라 칭한다. 후단 버퍼들(3804)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 전단 버퍼들(3802) 및 후단 버퍼들(3804) 각각은 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)은 인덱스 로봇(2200) 및 반송 로봇(3420)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3420) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다.
인터페이스 모듈(40)은 처리 모듈(30)을 외부의 노광 장치(50)와 연결한다. 인터페이스 모듈(40)은 인터페이스 프레임(4100), 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)를 가진다.
인터페이스 프레임(4100)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)는 인터페이스 프레임(4100)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(4200)는 도포 블록(30a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(50)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)는 노광 장치(50)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블록(30b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(4400)는 도포 블록(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블록(30b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(4400)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼들(4400)은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(3400)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(4200)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(4400)가 배치될 수 있다.
반송 부재(4600)는 도포 블록(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블록(30b) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 부재(4600)는 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 부재(4600)는 제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)을 가진다. 제1로봇(4602)은 도포 블록(30a), 부가 공정챔버(4200), 그리고 인터페이스 버퍼(4400) 간에 기판(W)을 반송하고, 인터페이스 로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)와 노광 장치(50) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(4400)와 현상 블록(30b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)은 각각 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, Z축 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 5은 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이고, 도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정단면도이다. 도 5와 도 6을 참조하면, 열처리 챔버(3200)는 하우징(3210), 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)를 가진다.
하우징(3210)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3210)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)는 하우징(3210) 내에 제공된다. 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)은 Y축 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)에 비해 반송 챔버(3400)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3220)은 냉각판(3222)을 가진다. 냉각판(3222)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3222)에는 냉각부재(3224)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3224)는 냉각판(3222)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3230)은 가열판(3232), 커버(3234), 그리고 히터(3233)를 가진다. 가열판(3232)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열판(3232)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열판(3232)에는 히터(3233)가 설치된다. 히터(3233)는 전류가 인가되는 발열저항체로 제공될 수 있다. 가열판(3232)에는 Z축 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(3238)들이 제공된다. 리프트 핀(3238)은 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열판(3232) 상에 내려놓거나 가열판(3232)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(3238)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(3234)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다. 커버(3234)는 가열판(3232)의 상부에 위치되며 구동기(3236)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(3234)가 가열판(3232)에 접촉되면, 커버(3234)와 가열판(3232)에 의해 둘러싸인 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.
반송 플레이트(3240)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(3240)의 가장자리에는 노치(3244)가 형성된다. 노치(3244)는 상술한 반송 로봇(3420)의 핸드(A)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(A)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(A)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(A)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(A)와 반송 플레이트(3240) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(3240)는 가이드 레일(3249) 상에 장착되고, 구동기(3246)에 의해 가이드 레일(3249)을 따라 이동된다. 반송 플레이트(3240)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3242)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)의 끝단에서 반송 플레이트(3240)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(3242)은 그 길이 방향이 Y축 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 X축 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)와 가열 유닛(3230) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3240)와 리프트 핀이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 히터 유닛(1200) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3240)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3222)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3240)는 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
열처리 챔버들(3200) 중 일부의 열처리 챔버에 제공된 가열 유닛(3230)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착률을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
도 7는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 7의 도포 블록과 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 9는 도 7의 기판 처리 장치의 평면도이다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대하여 처리 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정, 현상 공정, 열처리 공정, 그리고 초임계 공정을 수행할 수 있다.
처리 모듈(30)은 도포 블록(30b) 및 현상 블록(30b)을 가질 수 있다. 도포 블록(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블록(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블록(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공될 수 있다. 현상 블록(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블록들(30b)은 서로 적층되게 제공될 수 있다. 도 7의 실시 예에 의하면, 도포 블록(30b)은 2개가 제공되고, 현상 블록(30c)은 2개가 제공된다. 도포 블록들(30b)은 현상 블록들(30c)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블록들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블록들(30c)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 8과 도 9를 참조하면, 도포 블록(30b)은 제1열처리 챔버(3200b), 제1반송 챔버(3400b), 그리고 도포 챔버(3500)를 포함할 수 있다.
도포 챔버(3500)는 복수 개로 제공될 수 있다. 도포 챔버(3500)들 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 도포 블록(30b)에서 도포 챔버(3500)들은, 상부에서 바라 볼 때 제1반송 챔버(3400b)의 일측에 배치될 수 있다. 도포 챔버(3500)들은 X방향(12)을 따라 나란히 배열된다.
제1열처리 챔버(3200b)는 복수 개로 제공될 수 있다. 제1열처리 챔버(3200b)들 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 제1열처리 챔버(3200b)들은, 상부에서 바라 볼 때 제1반송 챔버(3400b)를 기준으로 제1반송 챔버(3400b)의 일측에 배치된 도포 챔버(3500)들과 대향되도록 제1반송 챔버(3400b)의 타측에 배치될 수 있다.
또한, 제1반송 챔버(3400b)는 제1열처리 챔버(3200b)와 도포 챔버(3500) 간에 기판(W)을 반송하는 반송 유닛(3420)을 포함할 수 있다.
현상 블록(30c)은 제2열처리 챔버(3200c), 제2반송 챔버(3400c), 현상 챔버(3600), 그리고 초임계 챔버(3700)를 포함할 수 있다.
초임계 챔버(3700)는 복수 개로 제공될 수 있다. 초임계 챔버(3700)는 상부에서 바라 볼 때, 제2반송 챔버(3400c)를 기준으로 일측 및 타측에 배치될 수 있다. 제2반송 챔버(3400c)의 일측에 배치되는 초임계 챔버(3700)들은 X방향(12)을 따라 나란히 배열될 수 있다. 제2반송 챔버(3400c)의 타측에 배치되는 초임계 챔버(3700)와 함께 현상 챔버(3600) 및 제2열처리 챔버(3200c)가 제공될 수 있다. 제2열처리 챔버(3200c), 현상 챔버(3600) 그리고 제2열처리 챔버(3200c)는 X방향(12)을 따라 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제2반송 챔버(3400c)의 타측에 배치되는 제2열처리 챔버(3200c)와 현상 챔버(3600)는 복수개로 제공될 수 있다. 제2열처리 챔버(3200c)들과 현상 챔버(3600)들은 각각 Z방향(16)을 따라 적층 되도록 제공될 수 있다.
제2반송 챔버(3400c)의 타측에 배치되는 초임계 챔버(3700)는 현상 챔버(3600)와 인접하게 제공될 수 있다. 현상 챔버(3600)와 초임계 챔버(3700)가 인접하게 제공되므로, 현상 챔버(3600)에서 현상 처리가 수행된 기판(W)을 곧바로 초임계 챔버(3700)에 반송할 수 있다. 이에 기판(W)을 반송하면서 소요되는 택트 타임을 최소화 할 수 있다.
또한, 제2반송 챔버(3400c)가 가지는 반송 유닛(3620)은 기판(W)에 현상액 또는 세정액이 잔류하는 상태로 기판(W)을 현상 챔버(3600)에서 초임계 챔버(3700)로 반송하도록 반송 유닛(3620)을 제어할 수 있다. 이에 기판(W)이 반송하는 도중 건조되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 초임계 챔버(3700)는 그 상하 방향으로의 폭이 하나의 현상 챔버(3600)의 폭보다 클 수 있다. 또한, 서로 적층된 2개의 현상 챔버(3600)의 상하 방향으로의 폭의 합과 동일하거나 이보다 작게 제공될 수 있다.
이상 상세한 설명은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 바탕으로 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 기판을 처리하는 모든 장치에 적용 가능하다.
20: 인덱스 모듈 30: 처리 모듈
40: 인터페이스 모듈 3500: 도포 챔버
3600: 현상 챔버 3700: 초임계 챔버

Claims (18)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판에 대한 처리 공정을 수행하고, 상하 방향으로 서로 적층되는 복수의 처리 블록을 포함하고,
    상기 처리 블록 중 적어도 어느 하나는,
    현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와;
    초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와;
    도포액을 공급하여 상기 기판에 도포막을 형성하고, 상기 현상 챔버와 상하 방향으로 적층되는 도포 챔버와;
    상기 현상 챔버, 상기 도포 챔버, 그리고 상기 초임계 챔버 사이에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함하고,
    상기 초임계 챔버는 상하 방향으로의 폭이 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버 중 어느 하나의 상하 방향으로의 폭보다 크고, 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버의 상하 방향으로의 폭의 합과 동일하거나 이보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 기판에 상기 현상액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현상 챔버는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함하고,
    상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 기판에 상기 현상액 또는 상기 세정액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 수납되는 용기를 포함하는 인덱스 모듈과;
    상기 기판에 공정을 수행하는 처리 모듈과;
    외부의 노광 장치와 상기 처리 모듈을 연결하는 인터페이스 모듈을 포함하되,
    상기 인덱스 모듈, 상기 처리 모듈 그리고 상기 인터페이스 모듈은 순차적으로 일렬로 배치되고,
    상기 처리 모듈은,
    상기 기판에 공정을 수행하고, 상하 방향으로 서로 적층되는 복수의 처리 블록을 포함하되,
    상기 처리 블록들 각각은,
    현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와;
    도포액을 공급하여 상기 기판에 도포막을 형성하고, 상기 현상 챔버와 상하 방향으로 적층되는 도포 챔버와;
    상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버와;
    초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와;
    상기 현상 챔버, 상기 도포 챔버, 상기 열처리 챔버 및 상기 초임계 챔버 사이에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함하고,
    상기 초임계 챔버는 상하 방향으로의 폭이 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버 중 어느 하나의 상하 방향으로의 폭보다 크고, 상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버의 상하 방향으로의 폭의 합과 동일하거나 이보다 작게 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판에 상기 현상액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 현상 챔버는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함하되,
    상기 장치는 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판에 상기 현상액 또는 상기 세정액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 도포 챔버와 상기 현상 챔버는 상기 반송 챔버의 일측에 배치되고,
    상기 열처리 챔버는 상기 반송 챔버의 타측에 배치되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 초임계 챔버는 상기 반송 챔버의 일측 및 타측에 각각 배치되는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 수납되는 용기를 포함하는 인덱스 모듈과;
    상기 기판에 공정을 수행하는 처리 모듈과;
    외부의 노광 장치와 상기 처리 모듈을 연결하는 인터페이스 모듈을 포함하되,
    상기 인덱스 모듈, 상기 처리 모듈 그리고 상기 인터페이스 모듈은 순차적으로 일렬로 배치되고,
    상기 처리 모듈은,
    상기 기판에 대해 도포 공정을 수행하는 도포 블록과;
    상기 기판에 대해 현상 공정을 수행하고, 상기 도포 블록과 상하 방향으로 적층되는 현상 블록을 포함하되,
    상기 도포 블록은,
    도포액을 공급하여 상기 기판에 도포막을 형성하는 도포 챔버와;
    상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 제1열처리 챔버와;
    상기 도포 챔버와 상기 제1열처리 챔버 간에 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 제1반송 챔버를 포함하고,
    상기 현상 블록은,
    현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 현상 챔버와;
    상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 제2열처리 챔버와;
    초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 챔버와;
    상기 현상 챔버들, 상기 제2열처리 챔버, 그리고 상기 초임계 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 제2반송 챔버를 포함하고,
    상기 초임계 챔버는 상하 방향으로의 폭이 하나의 현상 챔버의 상하 방향으로의 폭보다 크고, 서로 적층된 2개의 현상 챔버의 상하 방향으로의 폭과 같거나 작은 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2반송 챔버가 가지는 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 현상 챔버와 상기 초임계 챔버에 순차적으로 상기 기판을 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판에 상기 현상액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 현상 챔버는 현상액을 공급하는 현상 노즐과 세정액을 공급하는 세정 노즐을 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판에 상기 현상액 또는 상기 세정액이 잔류하는 상태로 상기 기판을 상기 현상 챔버에서 상기 초임계 챔버로 반송하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서,
    상기 현상 블록에 제공되는 상기 현상 챔버와 상기 제2열처리 챔버는 상기 제2반송 챔버의 일측에 배치되고, 상기 초임계 챔버는 상기 제2반송 챔버의 일측 및 타측에 배치되는 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 도포 블록과 상기 현상 블록은 복수 개로 제공되어 상하로 적층되는 기판 처리 장치.
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