KR102281045B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 기판 상으로 처리액을 토출하는 처리액 노즐, 상기 처리액 노즐을 지지하는 지지 암, 상기 처리액 노즐을 상기 처리 용기의 외측인 대기 위치와 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 상부 위치인 공정 위치 간에 이동시키는 구동기, 그리고 상기 지지 암에 설치되어 상기 처리액 노즐로 이온을 공급 가능하게 제공되는 이오나이저를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 제조를 위한 기판에는 다양한 공정들이 수행되며, 이들 공정 중 기판 상에 패턴을 형성하는 포토 리소그라피 공정은 필수 공정에 포함된다. 포토 리소그라피 공정은 기판 상에 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하는 도포 공정, 감광액에 광을 조사하여 패턴을 형성하는 사진 공정, 그리고 패턴을 현상하는 현상 공정을 포함한다.
이 중 도포 공정에서 사용되는 감광액은 균일 두께, 혹은 설정된 두께로 도포하는 것은 매우 중요하며, 설정된 유량만큼 공급되어야 한다. 그러나 감광액은 도포액으로서, 점성을 가진다. 노즐 내에 채워진 감광액은 중력에 의해 토출단을 향해 이동된다. 뿐만 아니라, 노즐 내 감광액은 토출단에 형성된 정전기력에 의해 토출단을 향해 이동된다,
토출단으로 이동된 감광액은 대기에 노출되어 경화되거나, 낙하된다. 경화된 감광액은 기판 상에 공급된 후에 정상적인 도포 기능을 수행하지 못하며, 기판이 아닌 다른 위치에 낙하된 감광액은 주변 장치를 오염시킨다.
본 발명은 노즐 내 감광액이 토출단을 향해 이동되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기, 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 기판 상으로 처리액을 토출하는 처리액 노즐, 상기 처리액 노즐을 지지하는 지지 암, 상기 처리액 노즐을 상기 처리 용기의 외측인 대기 위치와 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 상부 위치인 공정 위치 간에 이동시키는 구동기, 그리고 상기 지지 암에 설치되어 상기 처리액 노즐로 이온을 공급 가능하게 제공되는 이오나이저를 포함한다.
상기 장치는 상기 이오나이저를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 처리액 노즐로부터 기판 상으로 처리액이 토출되지 않은 기간에 상기 처리액 노즐에 이온이 공급되도록 상기 이오나이저를 제어할 수 있다. 상기 기판 상으로 처리액이 토출되지 않은 기간은 상기 처리액 노즐이 상기 공정 위치와 상기 대기 위치 간에 이동 중인 이동 기간을 포함할 수 있다.
상기 제어기는 상기 공정 위치에서 이온의 공급이 중지되도록 상기 이오나이저를 제어할 수 있다.
상기 대기 위치에 위치되며, 상기 처리액 노즐이 수용되어 수용 공간을 제공하는 대기 포트를 더 포함하되, 상기 기판 상에 처리액이 토출되지 않은 기간은 상기 처리액 노즐이 상기 수용 공간에 수용된 대기 기간을 포함할 수 있다.
또한 기판을 처리하는 방법은 상기 처리액 노즐은 상기 기판의 외측인 대기 위치에서 상기 기판과 마주하는 공정 위치로 이동되어 상기 기판 상에 감광액을 공급하는 것을 포함하되, 이오나이저는 상기 처리액 노즐과 함께 이동되며, 상기 처리액 노즐로 이온을 공급하는 것을 포함한다.
상기 이온 공급은 상기 감광액이 상기 기판 상으로 토출되는 시기 이외의 기간에 이루어질 수 있다. 상기 감광액이 상기 기판 상으로 토출되는 시기 이외의 기간은 상기 처리액 노즐이 상기 대기 위치와 상기 공정 위치 간에 이동 중인 기간을 포함할 수 있다.
상기 감광액이 상기 기판 상으로 토출되는 시기 이외의 기간은 상기 처리액 노즐이 대기 포트에서 대기하는 대기 기간을 포함할 수 있다. 상기 처리액 노즐이 상기 대기 포트에서 대기하면서 상기 감광액을 토출하는 동안에 상기 처리액 노즐로 상기 이온 공급이 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 이오나이저는 노즐에 이온을 공급하여 노즐 및 이의 토출단에 정전기를 제거한다. 이로 인해 노즐 내 감광액이 토출단을 향해 이동되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 도 3의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 액 처리 챔버를 보여주는 평면도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 이오나이저의 이온 공급 과정을 보여주는 도면들이다.
도 11은 도 7의 대기 포트 및 이오나이저의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 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 의하며, 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 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 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 제2 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 제2 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 Guided Vehicle)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 제2 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, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(30)은 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)을 가진다. 도포 블럭(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블럭(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블럭(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블럭(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블럭들(30b)은 서로 적층되게 제공된다. 도 3의 실시예에 의하면, 도포 블럭(30a)은 2개가 제공되고, 현상 블럭(30b)은 2개가 제공된다. 도포 블럭들(30a)은 현상 블럭들(30b)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블럭들(30a)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블럭들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 액 처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 가진다. 열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액처리 챔버(3600)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액막을 형성한다. 액막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a) 내에서 열처리 챔버(3200)와 액처리 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 로봇(3422)이 제공된다. 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)이 놓이는 핸드(3420)를 가지며, 핸드(3420)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 로봇(3422)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 핸드(3420)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.
열처리 챔버(3202)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3202)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3202)은 반송 챔버(3400)의 일측에 위치된다.
도 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 열처리 챔버(3202)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 제2 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 제3 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(3422)의 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(3420)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 제1영역(3212)과 제2영역(3214) 간에 이동될 수 있다. 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 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 제1 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 핀(1340)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 지지 플레이트(1320) 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)은 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)은 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.
액처리 챔버(3600)는 복수 개로 제공된다. 액처리 챔버들(3600) 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 액 처리 챔버들(3600)은 반송 챔버(3402)의 일측에 배치된다. 액 처리 챔버들(3600)은 제1방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버들(3600) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 전단 액처리 챔버(3602)(front liquid treating chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버들(3600)은 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(40)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 후단 액처리 챔버(3604)(rear heat treating chamber)라 칭한다.
전단 액처리 챔버(3602)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액처리 챔버(3604)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사방지막일 수 있다. 이 경우, 반사방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
도 7은 도 3의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 8은 도 7의 액 처리 챔버를 보여주는 평면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 액 처리 챔버(3600)는 하우징(3610), 처리 용기(3620), 기판 지지 유닛(3640), 대기 포트(1800), 그리고 액 공급 유닛(1000)을 가진다. 하우징(3610)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3610)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 도어(도시되지 않음)에 의해 개폐될 수 있다. 처리 용기(3620), 기판 지지 유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(1000)은 하우징(3610) 내에 제공된다. 하우징(3610)의 상벽에는 하우징(3260) 내에 하강 기류를 형성하는 팬 필터 유닛(3670)이 제공될 수 있다. 처리 용기(3620)는 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 처리 용기(3620)는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 기판 지지 유닛(3640)은 처리 공간 내에 배치되며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(3640)은 액 처리 도중에 기판(W)이 회전 가능하도록 제공된다. 액 공급 유닛(1000)은 기판 지지 유닛(3640)에 지지된 기판(W)으로 액을 공급한다.
대기 포트(1800)는 처리 용기(3620)의 일측에서 처리액 노즐(1100)이 대기되는 공간을 제공한다. 대기 포트(1800)는 대기실(1820) 및 세정액 노즐을 포함한다. 대기실(1820)은 내부에 처리액 노즐(1100)이 수용되는 수용 공간(1822)을 형성된다. 대기실(1820)은 상부가 개방된 컵 형상으로 제공될 수 있다. 세정액 노즐은 수용 공간(1822)에 위치된다. 세정액 노즐은 수용 공간(1822)에 수용된 처리액 노즐(1100)로 세정액을 공급하여 처리액 노즐(1100)에 부착된 감광액 또는 이물을 제거한다.
액 공급 유닛(1000)은 처리액 노즐(1100), 액 공급 라인(1120), 지지 암(1200), 구동기(1300) 그리고 이오나이저(1500)를 포함한다. 처리액 노즐(1100)은 기판 지지 유닛(3640)에 지지된 기판(W)에 처리액을 토출한다. 액 공급 라인(1120)은 처리액 노즐(1100)에 처리액을 공급한다. 액 공급 라인(1120)에는 밸브(1122)가 설치되며, 밸브(1122)는 액 공급 라인(1120)을 개폐하여 처리액의 공급을 조절한다. 예컨대, 처리액은 포토레지스트와 같은 감광액일 수 있다. 지지 암(1200)은 처리액 노즐(1100) 및 이오나이저(1500)를 동시에 지지한다. 지지 암(1200)의 이동에 의해 처리액 노즐(1100) 및 이오나이저(1500)는 함께 이동될 수 있다. 구동기(1300)는 지지 암(1200)을 이동시킨다. 구동기(1300)는 처리액 노즐(1100)이 공정 위치와 대기 위치 간에 이동되도록 지지 암(1200)을 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 처리액 노즐(1100)이 기판 지지 유닛(3640)에 지지된 기판(W)의 상부에서 기판(W)과 마주하는 위치이고, 대기 위치는 처리액 노즐(1100)이 대기실(1820)의 수용 공간(1822)에 수용되는 위치이다. 공정 위치는 처리액 노즐(1100)이 기판(W)의 중심으로 처리액 토출이 가능한 위치일 수 있다. 처리액 노즐(1100)은 공정 위치에서 기판(W) 상에 처리액을 공급하고, 대기 위치에서 토출단 세정 및 예비 토출을 수행할 수 있다.
이오나이저(1500)는 노즐에 이온을 공급한다. 이오나이저(1500)는 노즐의 토출단 및 이의 주변에 정전기를 제거한다. 이오나이저(1500)는 이온 토출이 가능한 토출구가 처리액 노즐(1100)을 향하도록 지지 암(1200)에 고정 설치된다. 이오나이저(1500)의 이온 공급 타이밍은 기판(W)에 처리액이 토출되지 않는 기간을 포함한다. 즉, 처리액 노즐(1100)이 기판(W) 상에 처리액을 공급하는 중에는 이온 공급이 이루어지지 않는다. 이는 이오나이저(1500)로부터 공급되는 이온이 기판(W) 상의 패턴을 변형 또는 손상시키는 등의 악영향을 끼치는 것을 방지할 수 있으며, 처리액 노즐(1100)의 외주면에 부착된 액이 낙하되는 것을 방지할 수 있다.
제어기(1400)는 밸브(1122) 및 이오나이저(1500)를 제어하여 처리액의 공급 및 이온 공급을 조절한다. 제어기(1400)는 기판(W) 상에 처리액이 공급되는 중에 이온 공급이 이루어지지 않도록 이오나이저(1500)를 제어한다. 일 예에 의하면, 제어기(1400)는 처리액 노즐(1100)이 공정 위치에 위치되면, 이온 공급이 중지되도록 이오나이저(1500)를 제어할 수 있다. 이와 달리, 제어기(1400)는 처리액 노즐(1100)이 대기 위치와 공정 위치 간에 이동되는 이동 기간 중에 이온 공급이 이루어지도록 이오나이저(1500)를 제어할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 도 9 및 도 10은 도 8의 이오나이저의 이온 공급 과정을 보여주는 도면들이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 기판(W)의 액 처리 공정이 진행되기 전후에는 처리액 노즐(1100)이 대기 포트(1800)에서 대기된다. 처리액 노즐(1100)은 대기되는 동안에 세정액 노즐로부터 공급되는 세정액에 의해 세정된다. 기판(W)의 액 처리 공정이 진행되면, 처리액 노즐(1100)의 세정이 중지되고, 처리액 노즐(1100)은 수용 공간(1822)에서 예비 토출을 수행한다. 이후 처리액 노즐(1100)은 대기 위치에서 공정 위치로 이동되어 기판(W) 상의 중심으로 처리액을 공급한다. 처리액은 기판(W)의 상면 중심에서 기판(W)의 회전 원심력에 의해 확산된다. 액 처리 공정이 완료되면, 처리액 노즐(1100)은 공정 위치에서 대기 위치로 이동되어 수용 공간(1822)에 수용되고, 처리액 노즐(1100)의 세정 및 예비 토출이 이루어진다.
이오나이저(1500)는 처리액 노즐(1100)이 공정 위치로 이동되는 중과 대기 위치로 이동되는 중에 처리액 노즐(1100)로 이온을 공급한다.
상술한 실시예에는 이오나이저(1500)가 처리액 노즐(1100)이 기판(W) 상에 처리액을 공급하지 않는 기간에 처리액 노즐(1100)로 이온을 공급하며, 기판(W) 상에 처리액을 공급하지 않는 기간은 이동 기간임을 설명하였다.
그러나 도 11과 같이, 처리액 노즐(1100)의 세정 및 예비 토출 중에 이온 공급이 이루어질 수 있다. 이오나이저(1500)는 복수 개로 제공되며, 지지 암(1200) 및 대기실(1820) 각각에 설치될 수 있다. 지지 암(1200)에 설치되는 이오나이저(1500a)는 처리액 노즐(1100)의 이동 기간 중에 이온을 공급하고, 대기실(1820)에 설치되는 이오나이저(1500b)는 처리액 노즐(1100)의 세정 및 예비 토출 중에 이온을 공급할 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 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(3422)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3422) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다.
현상 블럭(30b)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)를 가진다. 현상 블럭(30b)의 열처리 챔버(3200), 그리고 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a)의 열처리 챔버(3200), 그리고 반송 챔버(3400)와 대체로 유사한 구조 및 배치로 제공되므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 현상 챔버(3600)로 제공된다.
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 블럭(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 블럭(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 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(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 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(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 블럭(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 블럭(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, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
인덱스 로봇(2200), 제1로봇(4602), 그리고 제2 로봇(4606)의 핸드는 모두 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 열처리 챔버의 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받는 로봇의 핸드는 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공되고, 나머지 로봇의 핸드는 이와 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 인덱스 로봇(2200)은 도포 블럭(30a)에 제공된 전단 열처리 챔버(3200)의 가열 유닛(3230)과 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공된다.
또한, 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)에 제공된 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에 위치된 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공될 수 있다.
다음에는 상술한 기판 처리 장치(1)를 이용하여 기판을 처리하는 방법의 일 실시예에 대해 설명한다.
기판(W)에 대해 도포 처리 공정(S20), 에지 노광 공정(S40), 노광 공정(S60), 그리고 현상 처리 공정(S80)이 순차적으로 수행된다.
도포 처리 공정(S20)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S21), 전단 액처리 챔버(3602)에서 반사방지막 도포 공정(S22), 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S23), 후단 액처리 챔버(3604)에서 포토레지스트막 도포 공정(S24), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S25)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 용기(10)에서 노광 장치(50)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다.
인덱스 로봇(2200)은 기판(W)을 용기(10)에서 꺼내서 전단 버퍼(3802)로 반송한다. 반송 로봇(3422)은 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)을 전단 열처리 챔버(3200)로 반송한다. 기판(W)은 반송 플레이트(3240)에 의해 가열 유닛(3230)에 기판(W)을 반송한다. 가열 유닛(3230)에서 기판의 가열 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)는 기판을 냉각 유닛(3220)으로 반송한다. 반송 플레이트(3240)는 기판(W)을 지지한 상태에서, 냉각 유닛(3220)에 접촉되어 기판(W)의 냉각 공정을 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)가 냉각 유닛(3220)의 상부로 이동되고, 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출하여 전단 액처리 챔버(3602)로 반송한다.
전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W) 상에 반사 방지막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 반출하여 후단 액처리 챔버(3604)로 반송한다.
이후, 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W) 상에 포토레지스트막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)으로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 후단 버퍼(3804)로 반송한다. 인터페이스 모듈(40)의 제1로봇(4602)이 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 보조 공정챔버(4200)로 반송한다.
보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)에 대해 에지 노광 공정이 수행된다.
이후, 제1로봇(4602)이 보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제2로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 노광 장치(50)로 반송한다.
현상 처리 공정(S80)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S81), 액처리 챔버(3600)에서 현상 공정(S82), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S83)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 노광 장치(50)에서 용기(10)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다,
제2로봇(4606)이 노광 장치(50)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제1로봇(4602)이 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 후단 버퍼(3804)로 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(3422)은 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반송한다. 열처리 챔버(3200)에는 기판(W)의 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)로 반송한다.
현상 챔버(3600)에는 기판(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다.
기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)에서 반출되어 열처리 챔버(3200)로 반입된다. 기판(W)은 열처리 챔버(3200)에서 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행된다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출되어 전단 버퍼(3802)로 반송한다.
이후, 인덱스 로봇(2200)이 전단 버퍼(3802)에서 기판(W)을 꺼내어 용기(10)로 반송한다.
상술한 기판 처리 장치(1)의 처리 블럭은 도포 처리 공정과 현상 처리 공정을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 기판 처리 장치(1)는 인터페이스 모듈 없이 인덱스 모듈(20)과 처리 블럭(37)만을 구비할 수 있다. 이 경우, 처리 블럭(37)은 도포 처리 공정만을 수행하고, 기판(W) 상에 도포되는 막은 스핀 온 하드마스크막(SOH)일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 액 공급 유닛 1100: 처리액 노즐
1120: 액 공급 라인 1200; 지지 암
1300: 구동기 1500: 이오나이저

Claims (10)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 처리 용기와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    기판 상으로 처리액을 토출하는 처리액 노즐과;
    상기 처리액 노즐을 지지하는 지지 암과;
    상기 처리액 노즐을 상기 처리 용기의 외측인 대기 위치와 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 상부 위치인 공정 위치 간에 이동시키는 구동기와;
    상기 지지 암에 설치되어 상기 처리액 노즐로 이온을 공급 가능하게 제공되는 이오나이저; 및
    상기 처리액 노즐로부터 기판 상으로 처리액이 토출되지 않은 기간에 상기 처리액 노즐에 이온이 공급되도록 상기 이오나이저를 제어하는 제어기를 포함하되;
    상기 이오나이저는
    이온 토출이 가능한 토출구가 상기 처리액 노즐을 향하도록 상기 지지 암에 고정 설치되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상으로 처리액이 토출되지 않은 기간은 상기 처리액 노즐이 상기 공정 위치와 상기 대기 위치 간에 이동 중인 이동 기간을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공정 위치에서 이온의 공급이 중지되도록 상기 이오나이저를 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 대기 위치에 위치되며, 상기 처리액 노즐이 수용되는 수용 공간을 제공하는 대기 포트를 더 포함하되,
    상기 기판 상에 처리액이 토출되지 않은 기간은 상기 처리액 노즐이 상기 수용 공간에 수용된 대기 기간을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    처리액 노즐은 상기 기판의 외측인 대기 위치에서 상기 기판과 마주하는 공정 위치로 이동되어 상기 기판 상에 감광액을 공급하되,
    이오나이저는 이온 토출이 가능한 토출구가 상기 처리액 노즐을 향하도록 상기 처리액 노즐을 지지하는 지지 암에 설치되어, 상기 처리액 노즐과 함께 이동되며, 상기 처리액 노즐을 향해 이온을 공급하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이온 공급은 상기 감광액이 상기 기판 상으로 토출되는 시기 이외의 기간에 이루어지는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 감광액이 상기 기판 상으로 토출되는 시기 이외의 기간은 상기 처리액 노즐이 상기 대기 위치와 상기 공정 위치 간에 이동 중인 기간을 포함하는 기판 처리 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광액이 상기 기판 상으로 토출되는 시기 이외의 기간은 상기 처리액 노즐이 대기 포트에서 대기하는 대기 기간을 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리액 노즐이 상기 대기 포트에서 대기하면서 상기 감광액을 토출하는 동안에 상기 처리액 노즐로 상기 이온 공급이 이루어지는 기판 처리 방법.
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