KR102299881B1 - 홈포트, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 정전기 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하우징, 기판 지지 유닛, 처리액을 토출하는 노즐을 가지는 액 공급 유닛 및 노즐이 대기하는 홈 포트 등을 포함한다. 홈포트는 토출 공간을 가지는 바디 및 액 분사 유닛을 포함한다. 액 분사 유닛은 홈포트에 대기 중인 노즐에 계면활성제를 포함하는 정전기 제거 액을 분사 후, 시너를 포함하는 정전기 제거 액을 분사하여 노즐의 정전기를 제거한다.

Description

홈포트, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 정전기 제거 방법{HOME PORT, APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE INCLUDING THIS AND METHOD FOR REMOVING STATIC ELECTRICITY}

본 발명은 기판을 액 처리하는 홈 포트, 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정 중 사진 공정(photo-lithography process)은 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성시키는 공정이다. 사진 공정은 보통 노광 설비가 연결되어 도포공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정을 연속적으로 처리하는 스피너(spinner local) 설비에서 진행된다. 이러한 스피너 설비는 HMDS(Hexamethyl disilazane) 공정, 도포공정, 베이크 공정, 그리고 현상 공정을 순차적 또는 선택적으로 수행한다.

여기서 도포공정은 기판의 표면에 감광액을 도포하는 공정으로써, 감광액을 도포하는 노즐에 정전기가 발생된 경우, 극성 오염 물질에 의해 노즐이 오염되기 용이하므로 노즐 세척 주기가 짧아지고, 감광액에 정전기가 유도되어 기판에 직접 파티클이 흡착되기 용이하다.

본 발명은 처리액을 분사하는 노즐의 정전기를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판에 처리액을 공급하는 노즐을 가지는 액 공급 유닛; 상기 하우징의 외부에 위치하며, 상기 노즐이 대기하고, 상기 노즐이 토출하는 처리액을 외부로 배출하는 홈 포트;를 포함하되, 상기 홈 포트는, 상기 노즐이 처리액을 토출하는 토출 공간을 가지는 바디; 및 상기 토출 공간 내에 대기 중인 상기 노즐을 향해 정전기 제거액을 분사하는 액 분사 유닛;을 포함한다.

상기 정전기 제거액은, 시너(Thinner)를 포함하는 액 또는 계면 활성제를 포함하는 액으로 제공된다.

상기 액 분사 유닛은, 제 1 노즐 및 제 2 노즐을 포함하되, 상기 제 1 노즐은, 시너를 포함하는 액을 분사하고, 상기 제 2 노즐은, 계면 활성제를 포함하는 액을 분사한다.

또한, 본 발명은 홈 포트를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 홈 포트는 기판에 처리액을 공급하는 노즐이 처리액을 토출하는 토출 공간을 가지는 바디; 및 상기 토출 공간 내에 대기 중인 상기 노즐을 향해 정전기 제거액을 분사하는 액 분사 유닛;을 포함한다.

상기 정전기 제거액은, 시너(Thinner)를 포함하는 액 또는 계면 활성제를 포함하는 액으로 제공된다.

상기 액 분사 유닛은, 제 1 노즐 및 제 2 노즐을 포함하되, 상기 제 1 노즐은, 시너를 포함하는 액을 분사하고, 상기 제 2 노즐은, 계면 활성제를 포함하는 액을 분사한다.

또한 본 발명은 정전기 제거 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판에 처리액을 공급하는 노즐의 정전기를 제거하는 정전기 제거 방법은, 상기 노즐의 표면에 정전기를 제거하는 정전기 제거 액을 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 정전기 제거 액은, 시너(Thinner)를 포함하는 액 또는 계면활성제를 포함하는 액으로 제공된다.

상기 정전기 제거 액을 분사하는 것은, 상기 노즐의 표면에 시너를 포함하는 액을 분사하는 단계 및 상기 노즐의 표면에 계면활성제를 포함하는 액을 분사하는 단계를 포함한다.

상기 계면활성제를 포함하는 액을 분사하는 단계는, 상기 시너를 포함하는 액을 분사하는 단계보다 먼저 이루어진다.

상기 정전기 제거 액을 분사하는 동안 상기 노즐이 처리액을 분사한다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 장치 및 방법은 처리액을 분사하는 노즐의 정전기를 제거할 수 있다.

도 1은 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 도포 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5은 도 4의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 4의 기판 처리 장치의 홈 포트를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 홈 포트를 a-a' 방향에서 바라본 단면도이다.
도 8은 도 6의 홈 포트를 b-b' 방향에서 바라본 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 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. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.

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 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.

이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 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), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 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 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 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 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 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.

버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 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 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. 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), 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, 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 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.

버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 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. 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 포토레지스트와 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 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. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.

반송 챔버(430)는 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), 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320) 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 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 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 기판처리장치로 제공된다. 도 4는 도 1의 도포 챔버에 제공되는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이고, 도 5은 도 4의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다. 도 4 및 도 5을 참조하면, 기판 처리 장치(800)는 하우징(850), 기판 지지 유닛(810), 승강 유닛(880), 액 공급 유닛(890), 그리고 홈포트(900)를 포함한다.

하우징(850)은 내부에 도포공정이 수행되는 처리공간을 가진다. 하우징(850)은 그 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하우징(850)은 회수통(860) 및 안내벽(870)을 포함한다. 회수통(860)은 기판 지지 유닛(810)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 안내벽(870)은 회수통(860)의 내측에서 기판 지지 유닛(810)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 회수통(860)과 안내벽(870)의 사이공간은 처리액이 회수되는 회수공간(865)으로 제공한다. 회수통(860)의 저면에는 회수라인(868)이 연결된다. 회수라인(868)은 회수통(860)에 유입된 처리액을 외부로 배출한다. 배출된 처리액은 처리액 재생시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.

회수통(860)은 제1경사벽(862), 수직벽(864), 그리고 바닥벽(866)을 포함한다. 제1경사벽(862)은 기판 지지 유닛(810)을 둘러싸도록 제공된다. 제1경사벽(862)은 기판 지지 유닛(810)으로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지도록 제공된다. 수직벽(864)은 제1경사벽(862)의 하단으로부터 아래 방향으로 지면과 수직하게 연장된다. 바닥벽(866)은 수직벽(864)의 하단으로부터 기판 지지 유닛(810)의 중심축을 향하는 방향으로 수평하게 연장된다.

안내벽(870)은 제1경사벽(862)과 바닥벽(866) 사이에 위치된다. 안내벽(870)은 제2경사벽(872) 및 사이벽(874)을 포함한다. 제2경사벽(872)은 기판 지지 유닛(810)을 둘러싸도록 제공된다. 제2경사벽(872)은 기판 지지 유닛(810)으로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지도록 제공된다. 제2경사벽(872)과 제1경사벽(862) 각각의 상단은 상하방향으로 일치되게 제공된다. 사이벽(874)은 제2경사벽(872)의 상단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된다. 사이벽(874)은 제2경사벽(872)과 바닥벽(866)을 연결한다.

기판 지지 유닛(810)은 상기 하우징(850) 내에서 기판을 지지 및 회전시킨다. 기판 지지 유닛(810)은 지지 플레이트(820) 및 구동 부재(830)를 포함한다. 지지 플레이트(820)의 상면에는 기판을 지지하는 핀 부재들(822, 824)이 결합된다. 지지핀들(822)은 기판의 저면을 지지하고, 척핀들(824)은 기판의 측면을 지지한다. 지지 플레이트(820)는 구동 부재(830)에 의해 회전 가능하다. 구동 부재(830)는 구동축(832) 및 구동기(834)를 포함한다. 구동축(834)은 지지 플레이트(820)의 저면에 결합된다. 구동기(834)는 구동축(832)에 회전력을 제공한다. 예컨대, 구동기(834)는 모터일 수 있다.

승강 유닛(880)은 하우징(850)을 상하 방향으로 승강시키며, 하우징(850)과 기판 지지 유닛(810) 간의 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(880)은 브라켓(882), 이동축(884), 그리고 구동기(886)를 포함한다. 브라켓(882)은 하우징(850)의 경사벽에 고정 설치된다. 브라켓(882)에는 구동기(886)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(884)이 고정 결합된다.

액 공급 유닛(890)은 지지 플레이트(820)에 놓인 기판(W) 상에 제1처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(890)은 기판(W)에 처리액을 공급하는 노즐(892) 및 노즐 이동 부재(893)를 포함한다. 노즐(892)은 복수 개로 제공된다. 노즐(892)들 각각에는 제1처리액 공급 라인이 연결된다. 복수 개의 노즐(892)들은 홈 포트(900)에서 대기된다. 복수 개의 노즐(892)들 중 하나는 노즐 이동 부재(893)에 의해 공정 위치 및 대기 위치로 이동 가능하다. 여기서 공정 위치는 노즐(892)이 지지 플레이트(820)에 놓인 기판(W)과 대향된 위치이다. 대기 위치는 노즐(892)이 홈 포트(900)에 대기되는 위치이다. 예컨대, 제1처리액은 전기적 성질을 가지는 액일 수 있다. 제1처리액은 전하를 띠는 입자일 수 있다. 제1처리액은 포토레지스트와 같은 감광액일 수 있다.

노즐 이동 부재(893)는 가이드 레일(894), 아암(896), 그리고 구동기(미도시)를 포함한다. 가이드 레일(894)은 하우징(850)의 일측에 위치된다. 가이드 레일(894)은 그 길이방향이 제1방향(12)을 향하도록 제공된다. 가이드 레일(894) 상에는 아암(896)이 설치된다. 아암(896)은 바 형상을 가지도록 제공된다. 아암(896)의 일단은 가이드 레일(894)에 고정 설치되고, 타단에는 노즐(892)이 탈착 가능하도록 제공된다. 구동기는 가이드 레일(894)에 구동력을 제공하여 아암(896) 및 노즐(892)을 제1방향(12) 또는 이의 반대 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다. 아암(896) 및 이에 장착된 노즐(892)은 가이드 레일(894) 및 구동기에 의해 공정위치 및 대기 위치로 이동 가능하다. 예컨대, 구동기는 모터일 수 있다.

홈 포트(900)는 도포 공정을 수행하지 않는 노즐(892)들이 대기 및 보관되는 장소로 제공된다. 홈 포트(900)에는 대기 중인 각 노즐(892)들이 제1처리액을 지속적 또는 간헐적으로 토출한다. 홈포트(900)는 노즐(892)들이 토출한 처리액을 외부로 배출한다. 홈포트(900)는 하우징(850)의 외부에 위치한다. 각 노즐(892)들은 그 내부에 제공된 제1처리액이 고착되는 것을 방지하기 위해 제1처리액을 토출한다. 도 6은 도 4의 기판 처리 장치의 홈 포트를 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6의 홈 포트를 a-a' 방향에서 바라본 단면도이며, 도 8은 도 6의 홈 포트(900)를 b-b' 방향에서 바라본 단면도이고, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 홈 포트(900)는 바디, 액 분사 유닛(940), 정전 제거 부재(950), 그리고 웨팅 형성 부재(970)를 포함한다.

바디는 하부 바디(910) 및 상부 바디(930)를 포함한다. 하부 바디(910)는 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 하부 바디(910)의 내부에는 노즐(892)이 처리액을 토출하는 토출 공간(912)이 형성된다. 예컨대, 하부 바디(910)는 길이방향이 제1방향(12)을 향하는 직사각의 통 형상으로 제공될 수 있다. 하부 바디(910)의 바닥벽에는 배출 포트(914)가 설치된다. 배출 포트(914)는 바닥벽의 중심축과 대응되게 위치된다. 토출 공간(912)에 제공된 제1처리액은 배출 포트(914)를 통해 외부로 배출된다. 하부 바디(910)의 일측벽의 내부에는 버퍼 공간(918)이 형성된다. 버퍼 공간(918)은 일측벽의 하단보다 상단에 인접하게 제공된다. 버퍼 공간(918)은 토출 공간(912)과 통하도록 제공된다. 버퍼 공간(918)은 하부 바디(910)의 길이방향을 따라 길게 제공된다.

웨팅 형성 부재(970)는 토출 공간(912)을 젖음 분위기로 형성한다. 웨팅 형성 부재(970)는 연결 포트(972) 및 제2처리액 공급 라인(974)을 포함한다. 연결 포트(972)는 하부 바디(910)의 일측벽의 외측면에 설치된다. 연결 포트(972)에는 제2처리액을 공급하는 제2처리액 공급 라인(974)이 연결된다. 제2처리액은 제2처리액 공급 라인(974) 및 연결 포트(972)를 통해 버퍼 공간(918)에 제공된다. 버퍼 공간(918)에 일정량의 제2처리액이 채워지면, 제2처리액은 버퍼 공간(918)에서 토출 공간(912)으로 제공된다. 제2처리액은 일측벽의 내측면에 액막을 형성한다. 예컨대, 제2처리액은 제1처리액을 희석시키는 케미칼일 수 있다. 제2처리액은 높은 휘발성을 가지는 액일 수 있다. 제2처리액은 신나일 수 있다.

하부 바디(910)의 일측벽은 그 내측면이 하부 바디(910)의 중심축과 가까워질수록 하향 경사지도록 제공된다. 버퍼 공간(918)에서 토출 공간(912)으로 제공되는 제2처리액은 일측벽의 내측면을 따라 배출 포트(914)를 통해 배출될 수 있다. 일 예에 의하면, 하부 바디(910)는 부도체 재질로 제공될 수 있다. 부도체는 테프론을 포함하는 수지 재질로 제공될 수 있다. 하부 바디(910)는 PFA 재질로 제공될 수 있다.

상부 바디(930)는 하부 바디(910)의 개방된 상부 영역을 덮도록 하부 바디(910)에 고정 결합된다. 상부 바디(930)는 플레이트 형상을 가진다. 예컨대, 상부 바디(930)는 사각의 판 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 상부 바디(930)에는 복수 개의 개구(932)들이 형성된다. 개구(932)는 노즐(892)과 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 개구(932)는 공정에 사용되지 않은 노즐(892)들이 삽입되는 삽입홀로 기능한다. 개구(932)들은 제1방향(12)을 따라 일렬로 배열되게 형성된다. 상부에서 바라볼 때 각각의 개구(932)는 경사진 하부 바디(910)의 내측면과 중첩되게 위치된다. 각 개구(932)에는 노즐(892)이 일대일 대응되도록 삽입된다. 상부 바디(930)는 개구(932)에 삽입된 노즐(892)의 토출단이 버퍼 공간(918)보다 높게 위치되는 두께로 제공된다. 상부 바디(930)는 하부 바디(910)에 대해 전기적으로 상이한 성질을 가지는 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 상부 바디(930)는 도체 재질로 제공될 수 있다. 도체는 금속을 포함할 수 있다.

정전 제거 부재(950)는 상부 바디(930)에 발생된 정전기를 제거한다. 정전 제거 부재(950)는 상부 바디(930)에 연결되는 접지(950)를 포함한다. 상부 바디(930)로부터 발생된 정전기를 접지(950)를 통해 토출 공간(912)에서 외부로 배출되고, 토출 공간(912)에 발생된 정전기는 제거된다.

또한 버퍼 공간(918)은 개구(932)에 삽입된 노즐(892)과 인접하게 위치된다. 하부 바디(910)의 일측벽에서 상부영역에 해당되는 영역에 형성된다. 이에 따라 휘발성을 가지는 제2처리액은 노즐(892)과 인접한 토출 공간(912)을 젖음 분위기로 형성하고, 토출단에 제1처리액이 고착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제2처리액은 버퍼 공간(918)으로부터 흘러 일측벽에 형성된 액막하고, 이는 홈 포트(900) 내부에 부착된 제1처리액을 세정 처리할 수 있다.

노즐(892)은 일반적으로 약액에 내성이 높은 소수성 성질를 가지는 재질로 제공된다. 따라서, 정전기가 발생되기 용이하다. 액 분사 유닛(940)은 토출 공간(912) 내에 대기 중인 노즐(892)을 향해 정전기 제거액을 분사하여 노즐(892)의 정전기를 제거한다. 노즐(892)이 홈포트(900)에 대기 중인 경우, 노즐(892)은 그 일부가 토출 공간(912) 내에 위치하게 된다. 그 정전기 제거액은 시너(Thinner)를 포함하는 액으로 제공될 수 있다. 또는 정전기 제거액은 계면 활성제를 포함하는 액으로 제공될 수 있다. 액 분사 유닛(940)은 제 1 노즐(941) 및 제 2 노즐(942)을 포함한다. 액 분사 유닛(940)이 홈 포트(900)에 대기 중인 노즐(892)을 향해 정전기 제거 액을 분사하는 동안 노즐(892)은 연속적 또는 간헐적으로 처리액을 분사한다. 따라서, 정전기 제거 액이 노즐(892) 내부로 침투하는 것을 방지함으로써, 노즐(892) 내부가 정전기 제거 액에 오염되는 것을 방지한다.

제 1 노즐(941)은 시너를 포함하는 액을 홈 포트(900)에 대기 중인 노즐(892)을 향해 분사한다. 시너는 정전기를 흡수하는 성질을 가진다. 따라서, 노즐(892)에 분사된 시너가 정전기를 흡수하므로써, 노즐(892)의 정전기가 제거된다. 다만, 시너는 노즐(892)과 같은 소수성 성질을 가지므로 시너만을 노즐(892) 표면에 분사하는 경우, 노즐(892) 표면에 접착되어 제거가 용이하지 않다. 노즐(892)에 접착된 시너는 방울져 노즐(892) 표면에 맺힐 경우, 공정 결함의 원인이 될 수 있다.

제 2 노즐(942)은 계면 활성제를 포함하는 액을 홈 포트(900)에 대기 중인 노즐(892)을 향해 분사한다. 계면 활성제는 소수성 물질 및 친수성 물질과 모두 친한 성질을 가진다. 따라서, 노즐(892)에 분사된 계면 활성제는 노즐(892) 표면에 접착되어 주변의 수분을 흡착한다. 이 경우, 수분에 의해 노즐(892) 표면의 정전기가 흡수되어 제거된다. 다만, 계면 활성제의 경우 지속 시간이 짧으며, 이를 감안해 과도하게 분사하는 경우, 또 다른 오염원으로 작용한다.

상술한 시너만 또는 계면 활성제만을 노즐(891)을 향해 분사하는 경우의 문제점을 해결하기 위해 홈포트(900)에 대기 중인 노즐(891)이 처리액을 토출하는 동안, 먼저, 제 2 노즐(942)이 노즐(891)을 향해 계면 활성제를 포함하는 액을 분사한다. 이 후, 제 1 노즐(941)이 노즐(891)을 향해 시너를 포함하는 액을 분사한다. 이 경우, 계면 활성제의 친수성과 소수성 모두 친한 성질에 의해 노즐(891) 표면의 시너의 제거가 용이하며, 계면 활성제만을 단독으로 사용하는 경우에 비해 정전기 제거 효과의 지속시간이 길어진다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 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. 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 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. 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. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.

반송 챔버(480)는 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), 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 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 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.

현상 챔버(460)는 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 챔버(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 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. 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.

인터페이스 모듈(700)은 도포 및 현상 모듈(400) 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.

제 1 버퍼(720)는 레지스트 도포 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 도포 및 현상 모듈(400)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) 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.

20: 카세트 100: 로드 포트
200: 인덱스 모듈 300: 버퍼 모듈
400: 도포 및 현상 모듈 401: 도포 모듈
402: 현상 모듈 700 : 인터페이스 모듈
810: 기판 지지 유닛 850: 하우징
890: 액 공급 유닛 892: 노즐
900: 홈포트 910: 하부 바디
930: 상부 바디 940: 액 분사 유닛
941: 제 1 노즐 942: 제 2 노즐

Claims (14)

1. 내부에 처리 공간을 가지는 하우징;
   상기 하우징 내에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
   상기 기판에 처리액을 공급하는 노즐을 가지는 액 공급 유닛;
   상기 하우징의 외부에 위치하며, 상기 노즐이 대기하고, 상기 노즐이 토출하는 처리액을 외부로 배출하는 홈 포트;를 포함하되,
   상기 홈 포트는,
   상기 노즐이 처리액을 토출하는 토출 공간을 가지는 바디;
   상기 토출 공간 내에 대기 중인 상기 노즐을 향해 정전기 제거액을 분사하는 액 분사 유닛;
   상기 바디에 발생된 정전기를 제거하는 접지를 포함하는 정전 제거 부재; 및
   상기 토출 공간에 제2처리액을 공급하는 웨팅 형성 부재;를 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 정전기 제거액은, 시너(Thinner)를 포함하는 액으로 제공되는 기판 처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 정전기 제거액은, 계면 활성제를 포함하는 액으로 제공되는 기판 처리 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 액 분사 유닛은, 제 1 노즐 및 제 2 노즐을 포함하되,
   상기 제 1 노즐은, 시너를 포함하는 액을 분사하고,
   상기 제 2 노즐은, 계면 활성제를 포함하는 액을 분사하는 기판 처리 장치.
5. 기판에 처리액을 공급하는 노즐이 처리액을 토출하는 토출 공간을 가지는 바디;
   상기 토출 공간 내에 대기 중인 상기 노즐을 향해 정전기 제거액을 분사하는 액 분사 유닛;
   상기 바디에 발생된 정전기를 제거하는 접지를 포함하는 정전 제거 부재; 및
   상기 토출 공간에 제2처리액을 공급하는 웨팅 형성 부재;를 포함하는 홈 포트.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 정전기 제거액은, 시너(Thinner)를 포함하는 액으로 제공되는 홈 포트.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 정전기 제거액은, 계면 활성제를 포함하는 액으로 제공되는 홈 포트.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 액 분사 유닛은, 제 1 노즐 및 제 2 노즐을 포함하되,
   상기 제 1 노즐은, 시너를 포함하는 액을 분사하고,
   상기 제 2 노즐은, 계면 활성제를 포함하는 액을 분사하는 홈 포트.
9. 제5항에 따른 홈 포트를 이용하여 기판에 처리액을 공급하는 노즐의 정전기를 제거하는 방법에 있어서,
   상기 노즐의 표면에 정전기를 제거하는 정전기 제거 액을 분사하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정전기 제거 액은, 시너(Thinner)를 포함하는 액으로 제공되는 정전기 제거 방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 정전기 제거액은, 계면활성제를 포함하는 액으로 제공되는 정전기 제거 방법.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 정전기 제거 액을 분사하는 것은, 상기 노즐의 표면에 시너를 포함하는 액을 분사하는 단계 및 상기 노즐의 표면에 계면활성제를 포함하는 액을 분사하는 단계를 포함하는 정전기 제거 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 계면활성제를 포함하는 액을 분사하는 단계는, 상기 시너를 포함하는 액을 분사하는 단계보다 먼저 이루어지는 정전기 제거 방법.
14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 정전기 제거 액을 분사하는 동안 상기 노즐이 처리액을 분사하는 정전기 제거 방법.
    

Images