KR102343637B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 가지며, 처리공간 내에서 기판을 처리하는 복수의 공정챔버와; 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되, 배기 유닛은, 하나 또는 복수의 공정챔버의 처리공간과 직접 연결되는 복수의 개별 배기관과; 복수의 개별 배기관이 연결되는 메인 배기관과; 메인 배기관에 설치되어 처리공간을 감압하는 감압 부재와; 각각의 개별 배기관에 설치되어 개별 배기관을 통해 배기되는 가스의 배기량을 조절하는 댐퍼 부재를 포함하되, 댐퍼 부재는, 처리공간 각각에서 배기되는 가스의 배기량을 조정하는 제1댐퍼와; 제1댐퍼의 하류에 배치되어 제1댐퍼의 조정에 의해 발생되는 압력 변동을 완충시키는 제2댐퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1댐퍼 간의 배기 간섭을 방지하는 제2댐퍼가 설치되어 압력 헌팅 현상이 개선되는 이점이 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 내부에 처리 공간을 가지는 챔버에서 진행된다.
일반적으로, 챔버의 처리 공간은 일정한 공정 분위기를 유지해야 한다. 이로 인해 공정 분위기는 기 설정된 압력이 유지되도록 배기 장치에 의해 배기된다. 배기 장치는 공정 분위기를 일정 압력으로 유지시킬 뿐만 아니라, 기판 처리 시 발생된 공정 부산물을 배기한다.
예컨대, 기판을 처리액으로 액 처리하는 과정이나, 기판을 베이크 처리하는 과정에는 흄(Fume)과 같은 공정 부산물이 발생되며, 이는 배기 장치에 의해 배기된다.
배기 장치는 기판을 액 처리하는 액처리챔버 혹은 기판을 가열 처리하는 베이크챔버에 연결되는 개별 덕트와 각 개별 덕트로부터 연결되는 메인 덕트를 포함한다. 개별 덕트는 챔버와 메인 덕트를 연결하며 메인 덕트는 감압 부재에 의해 감압된다. 챔버 내에서 발생된 공정 부산물은 개별 덕트 및 메인 덕트를 순차적으로 거쳐 배기된다.
각 덕트에는 덕트의 단면 면적을 조절하여 챔버로부터 배출되는 가스의 양을 조절하기 위한 댐퍼가 설치되는데, 각 댐퍼를 개방 또는 폐쇄하는 과정에서 인접한 댐퍼에 압력변화가 발생하고 이와 같은 배기 간섭으로 인하여 덕트 내부에 압력 헌팅 현상이 발생되는 문제가 있다. 또한, 각 덕트가 직각으로 형성됨에 따라 가스가 덕트 내부에서 유동하는 과정에서 배기 손실이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 개별 배기관에 제1댐퍼와, 인접한 제1댐퍼 간의 배기 간섭 현상을 조절하는 제2댐퍼가 각각 설치되어 압력 헌팅 현상을 최소화하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 배기되는 가스가 이동하는 경로에 경사부를 형성하여 배기 손실을 최소화하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에서 기판을 처리하는 장치는, 내부에 처리공간을 가지며, 처리공간 내에서 기판을 처리하는 복수의 공정챔버와; 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되, 배기 유닛은, 하나 또는 복수의 공정챔버의 처리공간과 직접 연결되는 복수의 개별 배기관과; 복수의 개별 배기관이 연결되는 메인 배기관과; 메인 배기관에 설치되어 처리공간을 감압하는 감압 부재와; 각각의 개별 배기관에 설치되어 개별 배기관을 통해 배기되는 가스의 배기량을 조절하는 댐퍼 부재를 포함하되, 댐퍼 부재는, 처리공간 각각에서 배기되는 가스의 배기량을 조정하는 제1댐퍼와; 제1댐퍼의 하류에 배치되어 제1댐퍼의 조정에 의해 발생되는 압력 변동을 완충시키는 제2댐퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 개별 배기관 각각에 설치되며 외기를 도입하는 외기 도입부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2댐퍼는 외기 도입부재보다 하류에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 댐퍼 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 제어기는 제1댐퍼가 각각의 처리공간에서 공정이 수행되는 동안 그 개방율이 변경되도록 각각의 제1댐퍼를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어기는 처리공간에서 공정이 수행되는 동안 각각의 제2댐퍼가 기 설정된 고정된 개방율을 유지하도록 각각의 제2댐퍼를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 개별 배기관은, 각각의 처리공간과 연결되는 제1배기부와; 제1배기부의 하단으로부터 제1배기부의 길이방향과 상이한 방향으로 연장되며 댐퍼 부재가 설치된 제2배기부를 포함하되, 제1배기부와 제2배기부가 연결되는 영역과 마주보는 모서리에 경사가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 개별 배기관은 인접하는 두 개의 처리공간을 배기하고, 개별 배기관은, 처리공간 중 제1처리공간과 연결되는 제1배기관과; 처리공간 중 제2처리공간과 연결되는 제2배기관과; 제1배기관과 제2배기관을 연결하고, 메인 배기관에 연결되는 연결관을 포함하고, 댐퍼 부재는 연결관에 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1배기관과 제2배기관은 'V'자 배열로 연결관에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 연결관은 메인 배기관과 연결되는 영역이 메인 배기관을 향하는 방향으로 그 내부 단면적이 점진적으로 커지도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에서 기판을 처리하는 방법은, 각각의 처리공간에서 처리가 이루어지는 동안에 각각의 개별 배기관에서 각각의 제2댐퍼는 기 설정된 개방율을 유지하고 제1댐퍼는 그 개방율을 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 기판의 처리는 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1댐퍼 간의 배기 간섭을 방지하는 제2댐퍼가 설치되어 압력 헌팅 현상이 개선되는 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 개별 배기관에 경사가 형성됨에 따라 배기 손실이 개선되는 이점이 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 액처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 배기 유닛을 보여주는 개략도이다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 유닛을 보여주는 도면이다.
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 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 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 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 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 1의 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 기판(W)을 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.
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.
도4는 도 3의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 각각의 기판 처리 유닛(3602)은 기판(W) 상에 감광액과 같은 처리액을 도포하는 도포 공정을 수행한다. 기판 처리 유닛들은 제1방향(12)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 예컨대, 하우징(3610) 내에는 3 개의 기판 처리 유닛들이 위치될 수 있다. 각각의 기판 처리 유닛은 기판 지지 유닛(3640), 처리 용기(3620), 액 공급 유닛(3660)을 포함한다.
기판 지지 유닛(3640)은 하우징(3610)의 내부 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(3640)은 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(3640)은 스핀척(3642), 회전축(3644), 그리고 구동기(3646)를 포함한다. 스핀척(3642)은 기판을 지지하는 기판 지지 부재(3642)로 제공된다. 스핀척(3642)은 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 스핀척(3642)의 상면에는 기판(W)이 접촉한다.
회전축(3644) 및 구동기(3646)는 스핀척(3642)을 회전시키는 회전 구동 부재(3644,3646)로 제공된다. 회전축(3644)은 스핀척(3642)의 아래에서 스핀척(3642)을 지지한다. 회전축(3644)은 그 길이방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 회전축(3644)은 그 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 구동기(3646)는 회전축(3644)이 회전되도록 구동력을 제공한다.
처리 용기(3620)는 하우징(3610)의 내부 공간(812)에 위치된다. 처리 용기(3620)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(3620)는 내부에 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(3620)는 기판 지지 유닛(3640)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 즉, 기판 지지 유닛(3640)은 처리 공간에 위치된다. 처리 용기(3620)는 외측컵(3622) 및 내측컵(3624)을 포함한다. 외측컵(3622)은 기판 지지 유닛(3640)의 둘레를 감싸도록 제공되고, 내측컵(3624)은 외측컵(3622)의 내측에 위치된다. 외측컵(3622) 및 내측컵(3624) 각각은 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측컵(3622)과 내측컵(3624)의 사이 공간은 액이 회수되는 회수 경로로 기능한다.
내측컵(3624)은 회전축(3644)을 감싸는 원형의 판 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 내측컵(3624)은 배기구(3680)와 중첩되도록 위치된다. 내측컵은 내측부 및 외측부를 가진다. 내측부와 외측부 각각의 상면은 서로 상이한 각도로 경사지도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 내측부는 스핀척과 중첩되게 위치된다. 내측부는 회전축(3646)과 마주하게 위치된다. 내측부는 회전축(3646)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하고, 외측부는 내측부로부터 외측 방향으로 연장된다. 외측부는 회전축(3646)으로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향을 향한다. 내측부의 상단은 기판(W)의 측단부와 상하 방향으로 일치될 수 있다. 일 예에 의하면, 외측부와 내측부가 만나는 지점은 내측부의 상단보다 낮은 위치일 수 있다. 내측부와 외측부가 서로 만나는 지점은 라운드지도록 제공될 수 있다. 외측부는 외측컵(3622)과 조합되어 처리액이 회수되는 회수 경로를 형성할 수 있다.
외측컵(3622)은 기판 지지 유닛(3640) 및 내측컵(3624)을 감싸는 컵 형상을 가지도록 제공된다. 외측컵(3622)은 바닥부(3625), 측부(3623), 그리고 경사부(3621)를가진다. 바닥부(3625)는 중공을 가지는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 바닥부(3625)에는 회수 라인(3690)이 연결된다. 회수 라인(3690)은 기판(W) 상에 공급된 처리액을 회수한다. 회수 라인(3690)에 의해 회수된 처리액은 외부의 액 재생 시스템에 의해 재사용될 수 있다. 측부(3623)는 기판 지지 유닛(3640)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 측부(3623)는 바닥부(3625)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측부(3623)는 바닥부(3625)으로부터 위로 연장된다.
경사부(3621)는 측부(3623)의 상단으로부터 외측컵(3622)의 중심축을 향하는 방향으로 연장된다. 경사부(3621)의 내측면은 기판 지지 유닛(3640)에 가까워지도록 상향 경사지게 제공된다. 경사부(3621)는 링 형상을 가지도록 제공된다. 기판(W)의 액 처리 공정 중에는 경사부(3621)의 상단이 기판 지지 유닛(3640)에 지지된 기판(W)보다 높게 위치된다.
액 공급 유닛(3660)은 기판(W) 상에 처리액 및 프리 웨트액을 공급한다. 액 공급 유닛(3660)은 아암(3662), 프리 웨트 노즐(3666) 및 처리 노즐(3664)을 포함한다. 아암(3662)의 저면에는 프리 웨트 노즐(3666) 및 처리 노즐(3664)이 각각 설치된다. 선택적으로 아암(3662)은 복수 개로 제공되며, 아암들(3662) 각각에는 프리 웨트 노즐(3666) 및 처리 노즐(3664)이 설치될 수 있다. 또한 아암(3662)은 길이 방향이 제3방향을 향하는 회전축에 결합되어 회전될 수 있다.
프리 웨트 노즐(3666)은 기판(W) 상에 프리 웨트액을 공급하고, 처리 노즐(3664)은 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 예컨대, 프리 웨트액은 기판(W)의 표면 성질을 변화시킬 수 있는 액일 수 있다. 프리 웨트액은 기판(W)의 표면을 소수성 성질로 변화시킬 수 있다. 프리 웨트액은 신나(Thinner)이고, 처리액은 포토 레지스트와 같은 감광액일 수 있다.
다시 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)라칭한다. 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), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)는 도포 블럭(30a)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)와 대체로 유사한 구조 및 배치로 제공된다. 다만, 현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판(W)을 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.
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, 3424)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, 3424)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.
열처리 챔버(3200)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3200)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3200)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(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 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 기판(W)을 상온보다 높은 온도로 가열하는 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(3230)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다.
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, 3424)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 반송 플레이트(3240) 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.
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 배기 유닛(900)에 대해 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 배기 유닛(900)을 보여주는 개략도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 배기 유닛(900)은, 개별 배기관(940), 메인 배기관(960), 감압 부재(980), 댐퍼 부재(950) 및 외기 도입부재(970)를 포함할 수 있다.
개별 배기관(940)은 공정챔버(920)의 처리공간(922)과 직접 연결되고 메인 배기관(960)은 복수의 개별 배기관(940)이 연결된다. 처리공간(922)의 내부 분위기는 개별 배기관(940)과 메인 배기관(960)을 통해 배기된다.
일 실시예에 의하면, 공정챔버(920)는 도 4를 참조하여 상술한 액처리 챔버(3600) 혹은 도 4 내지 5를 참조하여 상술한 열처리 챔버(3200) 일 수 있다.
공정챔버(920)가 액처리 챔버(3600)인 경우, 배기 유닛(900)의 개별 배기관(940)이 액처리 챔버(3600)의 배기구(3680)와 연결될 수 있다. 배기 유닛(900)은 액처리 챔버(3600) 내의 처리 공간에 발생된 공정 부산물을 배기한다. 예컨대, 공정 부산물은 기판(W) 상에 도포된 막으로부터 휘발된 퓸(Fume)일 수 있다. 복수의 챔버들은 서로 적층되게 위치되고, 배기 유닛(900)은 이들 각각에 대한 처리 공간을 배기하도록 배기구(3680)와 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 기판의 처리는 기판(W) 상에 포토레지스트 막을 형성하는 공정이 수행되는 기판 처리일 수 있다.
공정챔버(920)가 열처리 챔버(3200)인 경우, 배기 유닛(900)의 개별 배기관(940)이 각각 처리공간(922)과 연결되어 메인 배기관(960)으로 연결될 수 있다. 이 때, 개별 배기관(940)은 복수의 열처리 챔버(3200)에 연결될 수 있다. 배기 유닛(900)은, 열처리 챔버(3200) 내의 처리공간(922)에 발생된 공정 부산물을 배기한다. 예컨대, 공정 부산물은 기판(W)을 가열하면서 휘발된 퓸(Fume)일 수 있다. 복수의 챔버들은 서로 적층되게 위치되고, 배기 유닛(900)은 이들 각각에 대한 처리 공간을 배기할 수 있도록 제공될 수 있다.
선택적으로, 배기 유닛(900)은 복수 개로 제공되며, 이 중 어느 하나는 도포 모듈(30a)에 위치된 챔버들에 연결되고, 다른 하나는 현상 모듈(30b)에 위치된 챔버들에 연결될 수 있다.
감압 부재(980)는 메인 배기관(960)에 설치되어 처리공간(922)을 감압한다. 감압 부재(980)로부터 제공된 감압력은 메인 배기관(960)과 개별 배기관(940)을 통해 각 처리공간(922)으로 전달된다.
댐퍼 부재(950)는 각각의 개별 배기관(940)에 설치되어 그 개방율을 변경함에 따라 개별 배기관(940)의 개방 면적을 달리하여 개별 배기관(940)을 통해 배기되는 가스의 배기량을 조절한다. 외기 도입부재(970)는 개별 배기관(940) 각각에 설치되며 개별 배기관(940)에 도입되는 외기량을 조절한다.
댐퍼 부재(950)는 제1댐퍼(952)와 제2댐퍼(954)를 포함할 수 있다. 제1댐퍼(952)는, 처리공간(922) 각각에서 배기되는 가스의 배기량을 조정한다. 제2댐퍼(954)는 제1댐퍼(952)의 하류에 배치되어 제1댐퍼(952)의 조정에 의해 발생되는 압력 변동을 완충시킨다.
제1댐퍼(952)와 제2댐퍼(954)의 작용에 대해 본 발명의 기판 처리 방법과 함께 자세히 서술한다. 본 발명은 제어기를 포함하여, 제어기는 본 발명의 기판 처리 방법을 수행하기 위해 각 댐퍼 부재(950)를 제어할 수 있다.
종래의 댐퍼 부재는 단일의 댐퍼만을 포함하고 있다. 따라서, 공정 진행 중 어느 하나의 개별 배기관인 제1개별 배기관의 개방율이 급격하게 변경되면, 이와 인접하게 위치한 개별 배기관인 제2개별 배기관의 개방율을 변경하지 않는 경우에도 제2개별 배기관이 압력이 순간적으로 변하게 된다. 이때, 제1개별 배기관에 도입되는 외기량을 조절하더라도 제2개별 배기관에서 발생하는 순간적인 압력 변동은 피할 수 없다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 제1댐퍼(952)의 하류에 제2댐퍼(954)를 위치시키고, 제2댐퍼(954)를 외기 도입부재(970)보다 하류에 위치시키며, 각각의 처리공간(922)에서 처리가 이루어지는 동안에 각각의 개별 배기관(940)에서 각각의 제2댐퍼(954)는 기 설정된 개방율을 유지하고 제1댐퍼(952)는 그 개방율을 변경하도록 한다.
제2댐퍼(954)가 제1댐퍼(952) 및 외기 도입부재(970)보다 하류에 위치하며 그 개방율을 유지함에 따라, 제1댐퍼(952)의 개방율이 변화하거나 메인 배기관(960)으로부터 개별 배기관(940) 중 어느 하나인 제1 개별 배기관으로 전달되는 압력이 순간적으로 변화하더라도 이와 인접한 다른 개별 배기관(940)인 제2 개별 배기관의 순간적인 압력 변동은 크지 않게 된다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 유닛(900)을 보여주는 도면이다.
각각의 개별 배기관(940)은 인접하는 두 개의 처리공간(922)을 배기하도록 제공되며, 이때 처리공간(922)은 단일 또는 복수의 공정챔버(920) 내에서 기판이 처리되는 공간일 수 있다.
도 8을 참조하면, 개별 배기관(940)은 처리공간(922) 중 제1처리공간(923)과 연결되는 제1배기관(942)과 처리공간(922) 중 제2처리공간(927)과 연결되는 제2배기관(944)과 제1배기관(942)과 제2배기관(944)을 연결하고, 메인 배기관(960)에 연결되는 연결관(946)을 포함하고, 댐퍼 부재(950)는 연결관(946)에 설치될 수 있다.
제1배기관(942)과 제2배기관(944)은 연결관(946)에 연결되되 'v'자 배열(948)로 연결될 수 있다. 종래의 개별 배기관(940)은 제1배기관(942)과 제2배기관(944)의 연결부위에 경사를 포함하지 않아 배기 손실이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 제1배기관(942), 제2배기관(944) 및 연결관(946)이 'V'자 배열(948)과 같이 소정의 각도를 가지고 연결되도록 제공하여 각 배기관으로부터 전달되는 가스의 경로가 전환되는 지점에서 배기 손실을 최소화할 수 있다.
도 9를 참조하면, 각각의 처리공간(922)과 연결되는 제1배기부(941)와 제1배기부(941)의 하단으로부터 제1배기부(941)의 길이방향과 상이한 방향으로 연장되며 댐퍼 부재(950)가 설치된 제2배기부(943)를 포함할 수 있다. 각 처리공간(922)으로부터 배기되는 가스는 제1배기부(941)를 거쳐 제1배기부(941)와 제2배기부(943)가 연결되는 영역에서 그 경로가 전환된다. 이와 같은 연결영역이 종래에는 직각으로 형성되어 배기 손실이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은, 제1배기부(941)와 제2배기부(943)가 연결되는 영역과 마주보는 모서리(945)에는 경사가 형성되어 각 처리공간(922)으로부터 배기된 가스가 경로의 유연한 경로 전환을 유도하여 배기 손실을 최소화할 수 있다.
도 10을 참조하면, 연결관(946)은 메인 배기관(960)과 연결되는 영역이 메인 배기관(960)을 향하는 방향으로 그 내부 단면적이 점진적으로 커지도록 형성될 수 있다. 연결관(946)으로부터 메인 배기관(960)으로 연결되는 영역이 테이퍼지도록 형성함에 따라 좁은 관로에서 넓은 관로로 가스가 이동함에 따라 발생하는 배기 손실을 최소화할 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.
900: 배기 유닛
920: 공정챔버
922: 처리공간
923: 제1처리공간
927: 제2처리공간
940: 개별 배기관
941: 제1배기부
942: 제1배기관
943: 제2배기부
944: 제2배기관
946: 연결관
950: 댐퍼 부재
952: 제1댐퍼
954: 제2댐퍼
960: 메인 배기관

Claims (11)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리공간을 가지며, 상기 처리공간 내에서 기판을 처리하는 복수의 공정챔버와;
    상기 처리공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하되,
    상기 배기 유닛은,
    복수의 상기 공정챔버의 상기 처리공간과 직접 연결되는 복수의 개별 배기관과;
    복수의 상기 개별 배기관이 연결되는 메인 배기관과;
    상기 메인 배기관에 설치되어 상기 처리공간을 감압하는 감압 부재와;
    각각의 상기 개별 배기관에 설치되어 상기 개별 배기관을 통해 배기되는 가스의 배기량을 조절하는 댐퍼 부재를 포함하되,
    상기 댐퍼 부재는,
    상기 처리공간 각각에서 배기되는 가스의 배기량을 조정하는 제1댐퍼와;
    상기 제1댐퍼의 하류에 상기 제1댐퍼와 순차적으로 배치되어 상기 제1댐퍼의 조정에 의해 발생되는 압력 변동을 완충시키는 제2댐퍼를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개별 배기관 각각에 설치되며 외기를 도입하는 외기 도입부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2댐퍼는 상기 외기 도입부재보다 하류에 위치되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 댐퍼 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 제1댐퍼가 각각의 상기 처리공간에서 공정이 수행되는 동안 그 개방율이 변경되도록 각각의 상기 제1댐퍼를 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 처리공간에서 공정이 수행되는 동안 각각의 상기 제2댐퍼가 기 설정된 고정된 개방율을 유지하도록 각각의 상기 제2댐퍼를 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개별 배기관은,
    각각의 상기 처리공간과 연결되는 제1배기부와;
    상기 제1배기부의 하단으로부터 상기 제1배기부의 길이방향과 상이한 방향으로 연장되며 상기 댐퍼 부재가 설치된 제2배기부를 포함하되,
    상기 제1배기부와 상기 제2배기부가 연결되는 영역과 마주보는 모서리에 경사가 형성된 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 개별 배기관은 인접하는 두 개의 상기 처리공간을 배기하고,
    상기 개별 배기관은,
    상기 처리공간 중 제1처리공간과 연결되는 제1배기관과;
    상기 처리공간 중 제2처리공간과 연결되는 제2배기관과;
    상기 제1배기관과 상기 제2배기관을 연결하고, 상기 메인 배기관에 연결되는 연결관을 포함하고,
    상기 댐퍼 부재는 상기 연결관에 설치되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1배기관과 상기 제2배기관은 'V'자 배열로 상기 연결관에 연결되는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 연결관은 상기 메인 배기관과 연결되는 영역이 상기 메인 배기관을 향하는 방향으로 그 내부 단면적이 점진적으로 커지도록 형성되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    각각의 상기 처리공간에서 처리가 이루어지는 동안에 각각의 개별 배기관에서 각각의 상기 제2댐퍼는 기 설정된 개방율을 유지하고 상기 제1댐퍼는 그 개방율을 변경하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 공정이 수행되는 기판 처리 방법.
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