KR102324408B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리공간을 가지는 공정챔버와; 처리공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와; 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되, 배기 유닛은, 배기 덕트와; 처리공간으로부터 방출된 열을 보유하는 보유공간을 가지는 열보유 유닛을 포함하고, 보유공간은 배기 덕트와 공정챔버 간의 인접 영역을 감싸도록 제공될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 막을 형성하는 공정으로 증착 및 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 증착 공정은 공정 가스를 기판 상에 증착하여 막을 형성하는 공정이고, 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크 처리하는 과정이 진행된다. 베이크 처리 과정은 베이크 챔버와 같은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열하거나 작업자에 따라 기판의 영역 별 온도를 조절한다.
베이크 공정 과정에서 발생하는 흄은 베이크 챔버에 연결되어 베이크 챔버 내 분위기를 배기하는 배기 덕트를 통해 빠져나간다. 흄이 배기 덕트를 통해 흐르는 동안 흄은 배기 덕트의 내벽에 증착되며, 특히, 배기 덕트가 베이크 챔버와 연결된 지점과 인접한 영역에서 흄의 증착량은 더욱 크다.
배기 덕트에 흄이 증착으로 인해, 배기 압력이 설정 압력을 유지하지 못하며, 이로 인해 공정 불량이 발생된다. 흄이 배기 덕트에 증착되지 않도록 하기 위해 다양한 방법이 사용되고 있으나, 이들은 흄의 증착 방지에 효과적이지 않거나 많은 열 에너지가 별도로 소모된다.
본 발명은 배기 덕트의 온도를 고온으로 유지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 배기 덕트에 흄이 증착되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 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 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리공간을 가지는 공정챔버와; 처리공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과; 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와; 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되, 배기 유닛은, 배기 덕트와; 처리공간으로부터 방출된 열을 보유하는 보유공간을 가지는 열보유 유닛을 포함하고, 보유공간은 배기 덕트와 공정챔버 간의 인접 영역을 감싸도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 열보유 유닛은, 단열 재질로 제공되고, 보유공간을 가지는 하우징을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 배기 덕트는 공정챔버의 상부면에 결합되고, 하우징은 공정챔버의 상부면 상에 설치되며, 인접 영역은 공정챔버의 상부면과 배기 덕트가 인접한 영역일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 하우징은, 상벽과; 상벽으로부터 아래로 연장되는 링 형상의 측벽을 포함하고, 측벽은 공정챔버에 직접 결합될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 하우징은 공정챔버와 대응되는 크기로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 열보유 유닛은, 하우징의 상벽의 형상을 유지하는 형상 유지 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 형상 유지 부재는, 상벽과 형상 유지 부재의 사이에 내부공간이 형성되도록 상벽의 저면에 결합되는 보강 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 보강 플레이트는, 저면에 방사 형상으로 연장된 홈이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 내부공간은 가스로 채워질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 내부공간은 외부와 가스의 유동이 차단된 상태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스는 공기일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 열보유 유닛은, 인접 영역에서 배기 덕트를 감싸는 커버를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 지지 유닛에 지지된 기판과 마주하도록 처리공간에 배치된 가스 플레이트와; 가스 플레이트 상부에 배치된 차폐 플레이트를 더 포함하고, 배기 덕트는, 가스 플레이트에 결합된 제1덕트와; 차폐 플레이트에 결합된 제2덕트를 구비할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스 플레이트에는 처리공간 내로 하강기류를 발생시키는 가스를 토출하는 홀들이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기판의 처리는 베이크 공정일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 방법은, 처리공간 내에 기판을 배치하고, 처리공간 내에서 기판을 가열하여 기판을 처리하되, 기판을 처리하는 동안에 처리공간 내의 분위기는 배기 덕트를 통해 배기되고, 처리공간의 외부에는 처리공간에서 방출된 열을 보유하는 보유공간과 보유공간 내부에 밀폐된 공간을 형성하는 내부공간이 제공되고, 배기 덕트는 보유공간을 지나도록 제공되어 보유공간 및 내부공간에 보유된 열에 의해 보유공간을 지나는 배기 덕트의 영역이 가열될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 보유공간은 단열 재질의 하우징에 의해 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 내부 공간 내부는 가스로 채워질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 배기 덕트는 커버에 의해 감싸질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기판의 처리는 기판을 열처리하는 베이크 공정일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 배기 덕트의 온도를 고온으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 배기 덕트에 흄이 증착되는 것을 방지할 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 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3는 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4은 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 1의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 가열 부재 및 안착 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 사시도를 나타낸다.
도 8은 도 7의 A-A의 단면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징이 공정챔버에 결합된 모습을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징과 커버의 모습을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기 유닛의 모습을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징의 모습을 나타낸다.
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 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 그러나 본 실시예는 밀폐된 기판 처리 공간에 기류가 형성되는 장치라면 다양하게 적용 가능하다. 아래에서는 기판으로 원형의 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4은 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 4을 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.
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 놓이는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(120)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 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. 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 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.
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 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), 제 1 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, 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 기판(W)을 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 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 포토 레지스트와 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 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 유닛(410)과 베이크 유닛(420)은 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 유닛(410)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 유닛(410)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)은 더 많거나 더 적은 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 유닛들(420), 레지스트 도포 유닛들(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530) 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 유닛들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 유닛(410)에서 사용되는 감광액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 감광액으로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 유닛(410)은 기판(W) 상에 감광액을 도포한다. 레지스트 도포 유닛(410)은 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다.
노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 감광액을 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 감광액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 유닛(410)에는 감광액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(800)은 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)은 냉각 플레이트(820) 및 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이트(820)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(820)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(820)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(820)에 놓인 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.
가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열 처리하는 기판 처리 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다.
도 5는 도 1의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 가열 유닛(1000)은 공정챔버(1100), 지지 유닛(1300), 가열 부재(1400), 그리고 배기 유닛(1800)을 포함한다.
공정챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다. 공정챔버(1100)는 상부 바디(1120), 하부 바디(1140), 그리고 실링 부재(1160)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 예컨대, 상부 바디(1120)는 원통 형상일 수 있다. 상부 바디(1120)의 상면에는 개구가 형성된다. 개구는 상부 바디(1120)의 중심축과 대응되는 영역에 형성될 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 예컨대, 하부 바디(1140)는 원통 형상일 수 있다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 바디(1140)의 상단은 상부 바디(1120)의 하단과 대향되게 위치될 수 있다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140) 중 하나는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치와 차단 위치로 이동되고, 다른 하나는 그 위치가 고정된다. 일 예에 의하면, 하부 바디(1140)는 그 위치가 고정되고, 상부 바디(1120)는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치 및 차단 위치 간에 이동될 수 있다. 여기서 개방 위치는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 서로 이격되어 처리 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 처리 공간(1110)이 외부로부터 밀폐되는 위치이다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)의 하단과 하부 바디(1140)의 상단의 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상을 가지는 오링 부재(1160)일 수 있다. 실링 부재(1160)는 하부 바디(1140)의 상단에 고정 결합될 수 있다.
지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 지지 유닛(1300)은 안착 플레이트(1320) 및 리프트 핀(1340)을 포함한다.
도 6은 도 5의 가열 부재 및 안착 플레이트를 보여주는 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 안착 플레이트(1320)는 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 안착 플레이트(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 안착 플레이트(1320)의 상면에는 기판(W)이 안착 가능하다. 안착 플레이트(1320)의 상면 중 중심을 포함하는 영역은 기판(W)이 안착되는 안착면으로 기능한다. 안착 플레이트(1320)의 안착면에는 복수 개의 핀 홀들(1322)이 형성된다. 상부에서 바라볼 때 핀 홀들(1322)은 안착면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 핀 홀(1322) 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 핀 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 제공된다. 리프트 핀(1340)은 상하 방향으로 이동하도록 제공된다. 리프트 핀(1340)은 안착 플레이트(1320)로부터 기판(W)을 들어올리거나 기판(W)을 안착 플레이트(1320)에 안착시킨다. 예컨대, 핀 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다.
가열 부재(1400)는 안착 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 부재(1400)는 안착 플레이트(1320)의 내부에 위치된다. 가열 부재(1400)는 복수 개의 히터들(1420)을 포함한다. 각각의 히터들(1420)은 안착 플레이트(1320) 내에 위치된다. 각각의 히터(1420)는 동일 평면 상에 위치된다. 각각의 히터(1420)는 안착 플레이트(1320)의 서로 상이한 영역을 가열한다. 상부에서 바라볼 때 각 히터(1420)에 대응되는 안착 플레이트(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 히터(1420)는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다. 각 히팅존은 센서(미도시)에 의해 온도가 측정된다. 히터(1420)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다. 선택적으로 히터들(1420)은 안착 플레이트(1320)의 저면에 장착될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 배기 유닛(1800)은, 배기 덕트(1540), 열보유 유닛(1700) 그리고 감압 부재(1792)를 포함한다. 배기 덕트(1540)는 처리공간(1110)의 분위기를 배기한다. 배기 덕트(1540)는 공정챔버(1100)의 상부면에 결합된다. 열보유 유닛(1700)은, 공정챔버(1100)의 상부에서 배기 덕트(1540)를 감싸도록 제공된다. 열보유 유닛(1700)은, 가열 부재(1400)에 의해 가열된 처리공간(1110)의 분위기가 배기 덕트(1540)를 통해 배기되는 과정에서 열이 손실되는 것을 방지한다. 감압 부재(1792)는, 배기 라인(1794)을 감압한다. 감압에 의한 배기력은 처리공간(1110)으로 전달되어 외기를 배기할 수 있다.
열보유 유닛(1700)은, 단열 재질로 제공되고, 보유공간(1740)을 가지는 하우징(1720)을 포함한다. 보유공간(1740)은 배기 덕트(1540)와 공정챔버(1100) 간의 인접 영역(A)을 감싸도록 제공된다. 이때, 인접 영역(A)은 공정챔버(1100)의 상부면과 배기 덕트(1540)가 인접한 영역이다. 인접 영역(A)에서는 공정챔버(1100)의 상부면과 배기 덕트(1540)의 최외부를 통해 열손실이 발생한다.
도 7 및 도 9는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(1720)의 사시도를 나타내고, 도 8은 도 7의 A-A의 단면도를 나타낸다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 하우징(1720)은, 상벽(1722)과 상벽(1722)으로부터 아래로 연장되는 링 형상의 측벽(1728)을 포함한다. 측벽(1728)은 공정챔버(1100)에 직접 결합된다. 하우징(1720)은 공정챔버(1100)의 상부면 상에 설치된다.
하우징(1720)은 배기 덕트(1540)와 그 사이에 형성된 보유공간(1740)을 갖는다. 보유공간(1740)은 배기 덕트(1540)로부터 발산되거나 전달된 열을 보유한다. 보유공간(1740)은 단열 재질로 제공된다.
하우징(1720)은 상벽(1722)의 형상을 유지하는 형상 유지 부재(1723)를 더 포함할 수 있다. 형상 유지 부재(1723)는 상벽(1722)이 아래로 쳐지거나 무너지는 것을 방지한다. 형상 유지 부재(1723)는, 상벽(1722)과 형상 유지 부재(1723)의 사이에 내부공간(1724)이 형성되도록 상벽(1722)의 저면에 결합되는 보강 플레이트(1725)를 포함할 수 있다.
일 예에서, 보강 플레이트(1725)는 저면에 방사 형상으로 연장된 홈(1727)이 형성될 수 있다. 보강 플레이트(1725) 저면에 형성된 홈(1727)은 보강 플레이트(1725)가 아래로 쳐지거나 무너지는 것을 방지한다. 일 예에 의하면, 홈(1727)은 보강 플레이트(1725)의 포밍을 통해 형성될 수 있다.
내부공간(1724)은 가스로 채워진 상태로 제공된다. 내부공간(1724)은 밀폐되어 외부와 가스의 유동이 차단된 상태로 제공된다. 내부공간(1724)에서 가스가 유동되지 않아 보유공간(1740)과 하우징(1720)의 외부 사이에 열전달이 차단된다. 일 예에 의하면, 가스는 공기이다.
상부에서 바라볼 때 하우징(1720)은 공정챔버(1100)와 대응되는 크기로 제공될 수 있다. 하우징(1720) 하부면이 공정챔버(1100) 상부면에 대응되도록 제공되어 공정챔버(1100)의 상부면을 통한 열손실을 효과적으로 방지한다.
도 10을 참조하면, 열보유 유닛(1700)은, 인접 영역(A)에서 배기 덕트(1540)를 감싸는 커버(1760)를 더 포함할 수 있다. 인접 영역(A)에서, 배기 덕트(1540)는 커버(1760)와 하우징(1720)에 의해 배기 덕트(1540)와 공정챔버(1100) 상부면의 열을 보존시킨다.
커버(1760)는 단열 재질로 제공될 수 있다. 커버(1760)에 의해 배기 덕트(1540)의 열이 먼저 보존된다. 일 예에 의하면, 커버(1760)는 덕트를 밀폐하지 않고 감쌀 수 있다. 커버(1760)에 의해 배기 덕트(1540)를 감싸더라도 여전히 커버(1760)와 공정챔버(1100)를 통해 열손실이 일어날 수 있다.
커버(1760)는 배기 덕트(1540)로부터 손실되는 열을 1차적으로 단열시킨다. 또한, 내부공간(1724)이 하우징(1720)외부와 보유공간(1740) 사이의 열전달을 차단하고, 하우징(1720)은 배기 덕트(1540)와 공정챔버(1100) 상부면의 열을 보존하여, 배기 덕트(1540)의 열손실을 재차 방지한다.
상술한 예에서, 보유공간(1740)은 단지 배기 덕트(1540)로부터 발산된 보유하는 것으로 설명하였다. 그러나, 보유공간(1740)은, 하우징(1720)이 공정챔버(1100)상부에서 밀폐된 공간을 형성하여 내부공간(1724)과 마찬가지로 가스를 보유하도록 형성할 수 있다.
상술한 예에서, 배기 덕트(1540)는 단일의 덕트로 설명하였다. 그러나, 다른 실시예에 따르면 도 11과 같이 배기 덕트(1540)는 2 개 이상으로 구성될 수 있다.
처리공간(1110)에는 가스 플레이트(1630)와 차폐 플레이트(1620)가 배치될 수 있다. 가스 플레이트(1630)와 차폐 플레이트(1620)는 처리공간(1110) 내에서 기판의 중앙 영역에 대향되는 영역과 기판의 에지 영역에 대향되는 영역의 배기를 구분되어 할 수 있도록 제공된다.
가스 플레이트(1630)는 지지 유닛(1300)에 지지된 기판과 마주하도록 처리공간(1110)에 배치된다. 차폐 플레이트(1620)는 가스 플레이트(1630) 상부에 배치된다.
가스 플레이트(1630)에는 홀(1640)이 형성된다. 유입홀(1520)로부터 도입된 외기가 홀(1640)을 통해 처리공간(1110)으로 도입될 수 있다. 홀(1640)을 통해 도입된 외기는 처리공간(1110) 내로 하강기류를 발생시킨다. 가스 플레이트(1630)에는 제1덕트(1544)가 결합된다. 제1덕트(1544)는
차폐 플레이트(1620)는, 가스 플레이트(1630)에 대향되는 면이 차폐되어 있고, 기판의 에지영역에 대향되는 면에 홀(1620)이 형성된다. 차폐 플레이트(1620)에는 제2덕트(1542)가 결합된다. 가스 플레이트(1630)에 결합된 에지 플레이트(1650)에 형성된 홀(1660)을 통해 기판의 에지 영역의 분위기가 제2덕트(1542)를 통해 배기 될 수 있다.
상술한 예에서, 보강 플레이트(1725)에 형성된 홈(1727)은 방사형으로 설명하였다. 그러나, 다른 실시예에 따르면 도 12와 같이 홈(1727)은 직선형으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기 덕트(1540)와 하우징(1720) 사이의 공기의 이동을 차단하여, 공기의 이동에 의한 열의 이동을 방지한다. 이에 따라, 배기 덕트(1540)와 공정챔버(1100)를 통한 열손실이 감소되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 커버(1760) 외부에 고체 물질이 아닌 밀도가 낮은 공기를 이용하여 배기 덕트(1540)와 공정챔버(1100) 상부면을 단열함으로써 기판 처리 장치의 무게를 크게 증가하지 않고 배기 덕트(1540)의 열손실을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 배기 덕트(1540)의 열손실을 감소시킴으로써, 배기 덕트(1540) 내부에 흄이 증착되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 형상 유지 부재(1723)는 포밍을 통해 형상 유지 부재(1723)의 변형을 방지하는 홈(1727)을 형성하여 별도의 보강 부재 없이 하우징(1720)의 처짐을 방지할 수 있는 이점이 있다.
다시 도 1 내지 도 4을 참조하면, 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. 현상 모듈(402)은 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 유닛(460)과 베이크 유닛(470)은 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 유닛(460)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 유닛(460)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(470)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(470)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(470)은 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 유닛들(470), 현상 유닛들(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 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 유닛들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 유닛(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 유닛(460)은 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 유닛(460)은 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 유닛(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상 모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 유닛들(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 유닛(470)은 냉각 플레이트(471) 또는 가열 유닛(472)을 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 유닛(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 유닛(472)은 하나의 베이크 유닛(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 유닛(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 도포 모듈(401)의 베이크 유닛(800)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
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. 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)는 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 기판(W)을 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 기판들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)와 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 기판들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(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 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. 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 유닛(610), 베이크 유닛(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 유닛(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 유닛(620)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 유닛(610)과 베이크 유닛(620)은 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 유닛(610)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 유닛(610)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 유닛(620)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 유닛(620)은 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 유닛들(610), 베이크 유닛들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 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 유닛(610)은 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 유닛(610)은 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, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(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 유닛(610)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 유닛(620)은 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(620)은 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 유닛(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛들(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 유닛(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 유닛(670)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛(670)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 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 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 유닛(670)은 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛이 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 유닛(610)과 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 유닛(620)과 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)을 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. 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 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 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 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 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 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
1540: 배기 덕트
1700: 열보유 유닛
1720: 하우징
1723: 형상 유지 부재
1740: 보유 공간
1760: 커버

Claims (22)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리공간을 가지는 공정챔버와;
    상기 처리공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되,
    상기 배기 유닛은,
    배기 덕트와;
    상기 처리공간으로부터 방출된 열을 보유하는 보유공간을 가지는 열보유 유닛을 포함하되,
    상기 배기 덕트는 상기 공정챔버의 상부면과 평행한 부분을 가지고,
    상기 평행한 부분은 상기 공정챔버의 상부면에 접촉되도록 제공되며,
    상기 열 보유 유닛은,
    상기 보유공간을 가지는 하우징; 및
    상기 하우징의 상벽의 형상을 유지하는 형상 유지 부재를 포함하고,
    상기 보유공간은 상기 배기 덕트에서 상기 공정챔버와 인접하게 위치한 인접 영역을 감싸도록 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열보유 유닛은,
    단열 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 공정챔버의 상부면 상에 설치되며,
    상기 인접 영역은 상기 공정챔버의 상부면과 상기 배기 덕트가 인접한 영역인 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상벽과;
    상기 상벽으로부터 아래로 연장되는 링 형상의 측벽을 포함하고,
    상기 측벽은 상기 공정챔버에 직접 결합되는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 하우징은 상기 공정챔버와 대응되는 크기로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 형상 유지 부재는,
    상기 상벽과 상기 형상 유지 부재의 사이에 내부공간이 형성되도록 상기 상벽의 저면에 결합되는 보강 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보강 플레이트는,
    저면에 방사 형상으로 연장된 홈이 형성되는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 내부공간은 가스로 채워지는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내부공간은 외부와 상기 가스의 유동이 차단된 상태로 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가스는 공기인 기판 처리 장치.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열보유 유닛은,
    상기 인접 영역에서 상기 배기 덕트를 감싸는 커버를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판과 마주하도록 상기 처리공간에 배치된 가스 플레이트와;
    상기 가스 플레이트 상부에 배치된 차폐 플레이트를 더 포함하고,
    상기 배기 덕트는,
    상기 가스 플레이트에 결합된 제1덕트와;
    상기 차폐 플레이트에 결합된 제2덕트를 구비하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가스 플레이트에는 상기 처리공간 내로 하강기류를 발생시키는 가스를 토출하는 홀들이 형성된 기판 처리 장치.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 베이크 공정인 기판 처리 장치.
  16. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    처리공간 내에 기판을 배치하고, 상기 처리공간 내에서 상기 기판을 가열하여 상기 기판을 처리하되,
    상기 기판을 처리하는 동안에 상기 처리공간 내의 분위기는 내부에 상기 처리공간을 형성하는 공정챔버의 상부면에 접촉되도록 제공되는 배기 덕트를 통해 배기되고,
    상기 처리공간의 외부에는 상기 처리공간에서 방출된 열을 보유하는 보유공간과 상기 보유공간 내부에 밀폐된 공간을 형성하는 내부공간이 제공되고,
    상기 배기 덕트는 상기 보유공간을 지나도록 제공되어 상기 보유공간 및 상기 내부공간에 보유된 열에 의해 상기 보유공간을 지나는 상기 배기 덕트의 영역이 가열되는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 보유공간은 단열 재질의 하우징에 의해 제공되는 기판 처리 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 내부공간 내부는 가스로 채워지는 기판 처리 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 배기 덕트는 커버에 의해 감싸지는 기판 처리 방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 상기 기판을 열처리하는 베이크 공정인 기판 처리 방법.
  21. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리공간을 가지는 공정챔버와;
    상기 처리공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되,
    상기 배기 유닛은,
    배기 덕트와;
    상기 처리공간으로부터 방출된 열을 보유하는 보유공간을 가지는 열보유 유닛을 포함하되,
    상기 열보유 유닛은,
    단열 재질로 제공되고, 상기 보유공간을 가지는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징의 상벽의 형상을 유지하는 형상 유지 부재를 더 포함하고,
    상기 보유공간은,
    상기 배기 덕트에서 상기 공정챔버와 인접하게 위치한 인접 영역을 감싸도록 제공되되,
    상기 상벽과 상기 형상 유지 부재 사이에 밀폐되어 가스가 채워지는 내부공간이 형성되도록 상기 상벽의 저면에 결합되는 보강 플레이트를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  22. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리공간을 가지는 공정챔버와;
    상기 처리공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되,
    상기 배기 유닛은,
    배기 덕트와;
    상기 처리공간으로부터 방출된 열을 보유하는 보유공간을 가지는 열보유 유닛을 포함하고,
    상기 보유공간은 상기 배기 덕트에서 상기 공정챔버와 인접하게 위치한 인접 영역을 감싸도록 제공되되,
    상기 열보유 유닛은,
    상기 인접 영역에서 상기 배기 덕트를 감싸는 커버를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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