KR102420346B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 오염을 방지할 수 있는 기판처리장치에 관한 것으로서, 본 발명의 기판처리장치는 기판을 회전 가능하게 지지하는 스핀척과, 상기 기판을 둘러싸도록 마련되는 환형의 회수컵과, 상기 회수컵 상부에 구비되며, 상기 회수컵 상부에 수평방향으로 에어커튼을 생성하는 환형의 에어커튼 생성부를 포함한다.

Description

기판처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정진행 중 기판의 오염을 방지하기 위한 기판처리장치에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 제조공정은 포토공정, 식각공정, 에칭공정, 세정공정 등의 다양한 공정을 포함한다. 다양한 공정에 대응되는 기판처리장치 내에서 반도체 소자의 제조공정이 각각 이루어진다.
최근 반도체 소자의 제조공정은 초미세 공정으로 진행되므로, 공정진행 중 이물질이 기판에 유입되는 경우, 기판 결함이 발생된다. 특히 스핀척을 이용하여 기판을 회전시키며 처리액을 도포하는 공정챔버의 경우, 이물질이 기판에 유입되는 경우, 방사형 디펙으로 확산되어 피해범위가 커질 수 있다.
이물질에 의한 기판오염을 방지하기 위해, 공정챔버는 대체로 밀폐되어 외부와 차단됨으로써 외부로부터의 오염물질 유입이 방지된다. 또한 공정챔버에는 팬필터 유닛(FFU), 배기 유닛 등이 구비되어, 공정챔버 내 오염물질이 배출된다.
그러나 공정진행 중에 기판이 회전하는 동안, 처리액이 벽에 튀어 기판이 오염될 수도 있고, 처리액을 도포하는 노즐로부터 처리액 방울이 떨어져 기판이 오염될 수도 있다. 따라서 공정진행 중에 기판을 이물질로부터 보호할 필요가 있다.
본 발명은 공정진행 중 기판오염을 방지하기 위한 기판처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명이 기판처리장치는, 기판을 회전 가능하게 지지하는 스핀척; 상기 기판을 둘러싸도록 마련되는 환형의 회수컵; 및 상기 회수컵 상부에 구비되며, 상기 회수컵 상부에 수평방향으로 에어커튼을 생성하는 환형의 에어커튼 생성부를 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 에어커튼 생성부 및 상기 회수컵 상부 사이에 구비되어, 상기 에어커튼 생성부를 상기 회수컵 상부로부터 일정거리 이격시켜 고정하는 고정브라켓을 더 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 에어커튼 생성부의 일측의 절반 부분은, 타측방향으로 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부이고, 상기 에어커튼 생성부의 타측의 절반 부분은 상기 에어커튼 형성부로부터 형성되는 에어커튼을 회수하는 에어커튼 회수부이다.
또한 실시예에 있어서, 상기 에어커튼 형성부의 내측 둘레를 따라 제1 홈이 구비되고, 상기 에어커튼 회수부의 내측 둘레를 따라 제2 홈이 구비되고, 상기 제2 홈의 폭은 상기 제1 홈의 폭보다 크게 설정된다.
또한 실시예에 있어서, 상기 에어커튼 형성부는, 외측둘레를 따라 일정간격으로 구비되어 질소공급라인과 연결되며, 상기 기체공급라인으로부터의 기체를 상기 제1 홈 내로 공급하기 위한 복수의 에어커튼용 공급홀을 포함하고, 상기 에어커튼 회수부는, 외측둘레를 따라 일정간격으로 구비되어 배기라인과 연결되며, 상기 제2홈 내로 유입되는 에어커튼을 상기 배기라인으로 배출하기 위한 복수의 에어커튼용 배기홀을 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 제2 홈 내부에는, 상기 제2 홈의 내부로 유입되는 에어커튼이 상기 제2 홈의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해, 상기 제2홈 내에 상부에서 하부 방향으로 기체커튼이 형성된다.
또한 실시예에 있어서, 상기 에어커튼 회수부에는 상기 제2 홈 내로 상기 기체커튼을 형성하기 위한 질소가 공급되는 복수의 기체커튼용 공급홀이 구비된다.
또한 실시예에 있어서, 상기 기체커튼은, 홈의 내부방향으로 경사지게 형성된다.
또한 실시예에 있어서, 상기 기체커튼의 유출을 방지하기 위해, 상기 제2홈 내의 하부면 둘레를 따라 상부방향으로 돌출형성되는 제1 돌출부가 구비된다.
또한 실시예에 있어서, 상기 기체커튼의 유출을 방지하기 위해, 상기 제2홈 내의 상부면 둘레를 따라 하부방향으로 돌출형성되는 제2 돌출부가 구비되고, 상기 제2 돌출부는 상기 제1 돌출부보다 상기 제2홈의 내부방향에 위치한다.
본 발명에 의하면, 에어커튼 생성부가 수평방향의 에어커튼을 형성함으로써 공정진행 중 기판의 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 3는 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 기판처리장치의 공정챔버를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 에어커튼 생성부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 에어커튼 생성부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
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.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이고, 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이며, 도 3는 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이고, 도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
이하 포토공정을 진행하는 기판처리장치에 대해 설명하지만, 본 발명은 포토공정을 진행하는 기판처리장치에 제한되지 않으며, 세정공정, 식각공정을 진행하기 위한 기판처리장치에도 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 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 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)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 현상모듈(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.
제1 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 제3 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 반송챔버(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 복수개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 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 챔버들(420), 레지스트 도포 챔버들(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 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 가이드레일(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 도포한다.
레지스트 도포 챔버(410)는 회수컵(411), 스핀척(412), 그리고 노즐(413)을 포함한다. 회수컵(411)은 환형 형상을 갖고, 구체적으로 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 스핀척(412)은 회수컵(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 회전 가능하게 지지한다. 노즐(413)은 스핀척(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 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 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
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(800), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(800), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(800)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(800)는 복수개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 챔버(800)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(470)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(470)는 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 챔버들(470), 현상 챔버들(800), 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 챔버들(800)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(800)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(800)는 기판을 현상 처리하는 장치로 제공된다. 현상 챔버(800)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.
이하 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에 구비되는 공정챔버에 대해 상세히 설명한다.
공정챔버로서 레지스트 도포 챔버를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 레지스트 도포 챔버에 한정되지 않는다. 공정챔버는 세정설비의 세정 챔버, 식각설비의 식각 챔버를 포함할 수 있다.
도 5는 기판처리장치의 공정챔버를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 에어커튼 생성부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 공정챔버(1000)는 스핀척(1100), 노즐(미도시), 회수컵(1300), 에어커튼 생성부(1400), 고정브라켓(1500)을 포함한다.
스핀척(1100)은 기판을 회전 가능하게 지지한다. 구체적으로 스핀척(110)은 음압을 이용하여 기판을 고정하며, 모터를 이용하여 기판을 공정진행 중에 회전시킬 수 있다.
노즐(미도시)은 펌프를 이용하여 기판 상에 처리액을 도포한다. 처리액은 레지스트, 세정액, 식각액 중 어느 할 수 있다.
회수컵(1300)은 환형 형상을 갖는다. 구체적으로 회수컵은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 회수컵(1200)은 겹겹이 둘러쌓인 복수의 회수컵으로 구성될 수 있다. 회수컵(1200)은 상승, 하강 구동이 가능하게 설치된다.
에어커튼 생성부(1400)는 회수컵(1300)의 상부에 구비되어, 회수컵(1300) 상부에 수평방향, 즉, 일측에서 타측 방향으로 에어커튼을 생성한다. 일측에서 타측으로의 방향 즉, 수평방향으로 생성되는 에어커튼은 노즐(미도시)과 기판(W) 사이에 위치한다. 따라서 노즐로부터 떨어지는 처리액에 의한 기판(W)의 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공정챔버 내의 이물질에 의한 기판(W)의 오염을 방지할 수 있다. 에어커튼은 질소, 에어 중 어느 하나의 기체를 포함할 수 있다.
에어커튼 생성부(1400)는 환형의 형상을 갖는다. 구체적으로 내측둘레를 따라 홈(1411, 1421)이 형성된 환형의 링형 부재 또는 내측둘레를 따라 홈(1411, 1421)이 형성된 원통형 부재로 구성될 수 있다.
에어커튼 생성부(1400)는, 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부(1410)와, 에어커튼을 회수하는 에어커튼 회수부(1420)을 포함한다.
구체적으로 에어커튼 생성부(1400)의 일측에 위치한 절반 부분은 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부(1410)이며, 에어커튼 생성부(1400)의 타측에 위치한 나머지 절반 부분은 에어커튼을 회수하는 에어커튼 회수부(1420)이다.
에어커튼 형성부(1410)는 내측 둘레를 따라 형성되는 제1홈(1411)과, 복수의 에어커튼용 공급홀(1412)을 포함한다.
제1 홈(1411)은 에어커튼 형성부(1410)의 내측둘레를 따라 오목하게 형성되며, 제1 홈(1411)에서 제2홈(1421) 방향으로 기체커튼이 형성된다.
에어커튼용 공급홀(1412)은 에어커튼 형성부(1410)의 외측둘레를 따라 일정간격으로 구비된다. 에어커튼용 공급홀(1412)은 질소공급라인(미도시)과 연결되고, 에어커튼 형성부(1410)는 에어커튼용 공급홀(1412)를 통해 질소를 공급받는다. 질소는 제1 홈(1411)에서 타측방향에 위치한 제2 홈(1421) 방향으로 분사됨으로써 일측에서 타측방향으로의 수평방향의 에어커튼이 형성된다. 이때 에어커튼 형성부(1410)는 별도의 분사장치없이, 질소공급라인의 질소 분사압력을 이용하여 에어커튼을 형성할 수 있다. 또는 질소 분사압력을 높이기 위한 별도의 분사장치가 구비될 수도 있다.
에어커튼 회부수(1420)은 내측둘레를 따라 형성되는 제2 홈(1421), 에어커튼용 배기홀(1422), 기체커튼용 공급홀(1423), 제1 돌출부(1424), 제2 돌출부(1425)를 포함한다.
제2 홈(1421)은 에어커튼 회수부(1420)의 내측둘레를 따라 에어커튼 회수부(1420)의 저면에 오목하게 형성된다. 제2 홈(1421)은 제1 홈(1411)에서 형성되어 제2홈(1421) 방향으로 분사되는 에어커튼과 기체커튼용 공급홀(1423)에서 생성되는 기체커튼을 회수한다.
에어커튼 형성부(1410)와 에어커튼 회수부(1420)가 만나는 경계부분에서 제2 홈(1421)은 제1 홈(1411)과 서로 이어진 상태로 구성되거나 또는 서로 이격된 상태로 존재할 수 있다.
에어커튼을 회수하는 제2 홈(1421)의 폭은 에어커튼을 형성하는 제1홈(1411)의 폭보다 크게 설정됨이 바람직하다. 제1 홈(1411)의 폭이 좁게 형성됨으로써, 에어커튼을 구성하는 질소를 빠른 속도로 분사가능해지고, 기체커튼이 상하 방향으로 퍼지지 않게 할 수 있다. 이에 따라 제1 홈(1411) 내에서 분사되는 에어커튼이 제2 홈(1421) 내로 모두 회수될 수 있다. 그리고 제2 홈(1421)의 폭은 넓게 형성됨이 바람직하다. 넓은 폭을 갖는 제2 홈(1421)에 의해, 기체커튼의 회수가 용이해질 수 있다.
에어커튼용 배기홀(1422)은, 커튼 회수부(1420)의 외측둘레를 따라 일정간격으로 복수개로 구비된다. 에어커튼용 배기홀(1422)에는 배기라인(미도시)이 연결된다. 회수되는 에어커튼은 에어커튼용 배기홀(1422)에 연결된 배기라인(미도시)을 통해 배출한다.
기체커튼용 공급홀(1423)은 별도의 질소공급라인(미도시)과 연결되어 질소를 공급받는다. 기체커튼용 공급홀(1423)을 통해 유입되는 질소는 제2 홈(1421) 내에 상부에서 하부 방향으로 또는 상부에서 제2 홈(1421)의 내부방향으로 경사지게 분사됨으로써, 상부에서 하부 방향으로 또는 상부에서 제2 홈(1421)의 내부방향으로 경사지게 차단용 기체커튼을 형성한다.
기체커튼은 제2 홈(1421)의 내부로 유입되는 에어커튼이 상기 제2 홈의 외부로 유출되는 것을 방지하는 차단막의 기능을 수행한다. 기체커튼은 에어커튼과 동일한 물질인 질소로 구성될 수 있다.
제1 돌출부(1424)는 제2홈(1421) 내의 하부면 둘레를 따라 상부방향으로 돌출 형성된다. 제1 돌출부(1424)는 제2 홈(1421) 내의 에어커튼 및 기체커튼의 유출을 방지하는 기능을 수행한다.
제2 돌출부(1425)는 제2 홈(1421) 내의 상부면 둘레를 따라 하부방향으로 돌출 형성된다. 제2 돌출부(1425)는 제2 홈(1421) 내의 에어커튼 및 기체커튼의 유출을 방지하는 기능을 수행한다.
이때 제2 돌출부(1425)는 상기 제1 돌출부(1424)보다 제2 홈(1421)의 내부 방향에 구비될 수 있다. 이에 따라 제2 홈(1421) 내 기체커튼에 의해 형성되는 와류에 의한 에어커튼 및 기체커튼의 제2 홈(1421) 외로 유출됨이 방지될 수 있다.
고정브라켓(1500)은 에어커튼 생성부(1400) 및 회수컵(1300) 상부에 구비되어, 에어커튼 생성부(1400)를 회수컵(1300) 상부로부터 일정거리 이격시켜 고정함으로써, 에어커튼이 기판에 미치는 영향을 제거할 수 있다.
도 7은 에어커튼 생성부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 기판(W)이 공정챔버 내로 투입되어 스핀척에 기판이 안착된다(S100).
기판이 스핀척에 안착되면, 회수컵이 상승된 후 에어커튼 생성부에 의해 에어커튼이 켜진다(S200). 이때 에어커튼은 회수컵 상승이 완료된 후 미리 설정된 시간 이내로 켜지게 된다. 이때 미리 설정된 시간은 1초 이내인 것이 바람직하다.
에어커튼 생성부에 의해 에어커튼이 꺼지고, 약액이 토출된다(S300). 이때 약액토출 미리 설정된 시간 이내로 에어커튼이 꺼진다. 미리 설정된 시간은 에어커튼에 의한 기류 변화를 방지하기 위함이다. 미리 설정된 시간은 1초 내외가 바람직하다.
약액토출 완료 후 에어커튼 생성부에 의해 에어커튼이 켜진다(S400). 이때 약액토출 완료 후 미리 설정된 시간 이후에 에어커튼이 켜진다. 미리 설정된 시간은 스핀척에 의해 기판이 회전하기까지의 시간을 의미할 수 있다. 미리 설정된 시간은 1초 내외가 바람직하다.
에어커튼이 꺼진 후 회수컵이 하강된다(S500). 이때 에어커튼이 꺼진 후 미리 설정된 시간 이후에 회수컵이 하강된다. 미리 설정된 시간은 스핀척에 의한 기판 회전에 따른 기류가 소멸되는 데 필요한 대기시간이며, 1초 내외가 바람직하다.
이후 스핀척에서 기판이 제거되면서(S500) 공정챔버 내에서의 공정이 완료된다.
1000: 공정챔버 1100: 스핀척
1300: 회수컵 1400: 에어커튼 생성부
1410: 에어커튼 형성부 1411: 제1 홈
1412: 에어커튼용 공급홀 1420: 에어커튼 회수부
1421: 제2 홈 1422: 에어커튼용 배기솔
1423: 기체커튼용 공급홀 1424: 제1 돌출부
1425: 제2 돌출부

Claims (10)

  1. 기판을 회전 가능하게 지지하는 스핀척;
    상기 기판을 둘러싸도록 마련되는 환형의 회수컵; 및
    상기 회수컵 상부에 구비되며, 상기 회수컵 상부에 수평 방향으로 에어커튼을 생성하는 환형의 에어커튼 생성부를 포함하고,
    상기 에어커튼 생성부는,
    일측의 절반 부분은 내측 둘레를 따라 구비되는 제1 홈을 통해 타측방향으로 에어커튼을 형성하는 에어커튼 형성부이고, 타측의 절반 부분은 내측 둘레를 따라 구비되는 제2 홈을 통해 상기 에어커튼 형성부로부터 형성되는 에어커튼을 회수하는 에어커튼 회수부이고,
    상기 제2 홈의 폭은 상기 제1 홈의 폭보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어커튼 생성부 및 상기 회수컵 상부 사이에 구비되어, 상기 에어커튼 생성부를 상기 회수컵 상부로부터 일정거리 이격시켜 고정하는 고정브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어커튼 형성부는, 외측둘레를 따라 일정간격으로 구비되어 질소공급라인과 연결되며, 상기 질소공급라인으로부터의 기체를 상기 제1 홈 내로 공급하기 위한 복수의 에어커튼용 공급홀을 포함하고,
    상기 에어커튼 회수부는, 외측둘레를 따라 일정간격으로 구비되어 배기라인과 연결되며, 상기 제2홈 내로 유입되는 에어커튼을 상기 배기라인으로 배출하기 위한 복수의 에어커튼용 배기홀을 포함하는 것을 특징으로 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 홈 내부에는, 상기 제2 홈의 내부로 유입되는 에어커튼이 상기 제2 홈의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해, 상기 제2홈 내에 상부에서 하부 방향으로 기체커튼이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에어커튼 회수부에는 상기 제2 홈 내로 상기 기체커튼을 형성하기 위한 질소가 공급되는 복수의 기체커튼용 공급홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기체커튼은, 홈의 내부방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 기판처리장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기체커튼의 유출을 방지하기 위해, 상기 제2홈 내의 하부면 둘레를 따라 상부방향으로 돌출형성되는 제1 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 기판처리장치
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기체커튼의 유출을 방지하기 위해, 상기 제2홈 내의 상부면 둘레를 따라 하부방향으로 돌출형성되는 제2 돌출부가 구비되고,
    상기 제2 돌출부는 상기 제1 돌출부보다 상기 제2홈의 내부방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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