KR102600411B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 제1유닛과; 상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛과; 상기 제1유닛과 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 제1유닛에서 상기 도포 공정이 종료된 기판이 상기 반송 유닛에 의해 반송되기 전까지 제1회전 속도로 회전되도록 제어하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 실시예는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 기판의 표면에는 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하여 막을 형성하는 도포 공정, 기판에 형성된 막에 회로 패턴을 전사하는 노광 공정, 노광 처리된 영역 또는 그 반대 영역에서 선택적으로 기판 상에 형성된 막을 제거하는 현상 공정을 포함한다.
일반적으로 기판 처리 설비의 한 층에는 복수의 처리 챔버들이 배치되고, 하나의 반송 로봇이 복수의 처리 챔버들 간에 기판을 반송한다. 복수의 처리 챔버에서 기판에 대한 처리 공정이 동시에 또는 미소한 간격으로 종료될 경우 하나의 반송 로봇에 의해 후속 챔버로 반송되어야 하기 때문에, 처리가 종료된 일부 기판들은 처리 챔버 내에서 대기해야 하는 경우가 있다. 이 경우, 기판이 정지된 상태로 대기하는 것이 일반적이다.
처리 챔버 내부에는 하강 기류가 공급되는데, 가공 오차, 와류 등에 의해 하강 기류가 균일하지 않은 상태로 처리 챔버 내에 공급되는 경우가 있다. 이때, 처리 챔버 내에서 정지된 상태로 대기할 경우, 불균일한 하강 기류로 인하여 기판의 위치 별 처리액의 증발률 차이가 발생되는 문제가 있다. 즉, 강한 기류가 공급되는 기판의 영역에 도포된 처리액의 증발률은 크고, 상대적으로 약한 기류가 공급되는 기판의 영역에 도포된 처리액의 증발률은 낮아진다. 이 경우, 증발률 차이에 의해 기판에 도포된 처리액의 두께(Thickness) 균일도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 처리액의 두께 균일도의 저하는 패턴의 CD(Critical Dimentsion) 불균일을 초래하게 되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 기판의 위치 별 처리액의 증발률 차이를 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 기판 상에 도포된 액막의 두께 균일성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 기판 상에 형성된 패턴의 CD(Critical Dimension) 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예는 기판을 처리하는 장치를 개시한다.
기판 처리 장치는 기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 제1유닛과; 상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛과; 상기 제1유닛과 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 제1유닛에서 상기 도포 공정이 종료된 기판이 상기 반송 유닛에 의해 반송되기 전까지 제1회전 속도로 회전되도록 제어한다.
상기 도포 공정은, 회전하는 기판으로 제1액을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계와; 회전하는 기판으로 제2액을 공급하여 상기 기판 상에 형성된 상기 막 중 상기 기판의 에지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거(Edge Bead Removal, EBR) 단계를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 액 공급 단계에서 상기 기판이 제2회전 속도로 회전하고, 상기 엣지 비드 제거 단계에서 상기 기판이 제3회전 속도로 회전하도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 제1회전 속도가 상기 제3회전 속도보다 느리도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 제3회전 속도가 제2회전 속도보다 느리도록 제어할 수 있다.
상기 제1회전 속도는 10rpm 내지 20rpm일 수 있다.
상기 제어기는, 상기 반송 로봇이 설정 위치에 위치하면 상기 제1회전 속도로 회전 중인 상기 기판이 정지되도록 제어할 수 있다.
상기 제1유닛은, 상기 도포 공정이 수행되는 내부 공간을 가지며, 일측벽에 상기 기판이 반출입되는 도어가 형성되는 공정 챔버를 포함하고, 상기 설정 위치는, 상기 반송 로봇이 상기 도어의 앞에 위치되는 위치일 수 있다.
상기 제1액은 감광액을 포함하고, 상기 제2액은 신너(Thinner)를 포함할 수 있다.
상기 제1유닛은, 내부 공간을 가지는 공정 챔버와; 상기 내부 공간에 제공되고, 액 처리 공정이 수행되는 액 처리 유닛과; 상기 공정 챔버 상부에 배치되어 상기 내부 공간에 하강 기류를 제공하는 기류 공급 유닛을 포함하고, 상기 액 처리 유닛은, 하우징과; 상기 하우징 내에 제공되고, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 처리 용기와; 상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 지지 및 회전시키는 지지 유닛과; 그리고 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 기판에 열 처리 공정을 수행하는 제2유닛을 더 포함하고, 상기 반송 유닛은 상기 기판을 상기 제1유닛과 상기 제2유닛 간에 반송할 수 있다.
본 실시예는 기판을 처리하는 방법을 개시한다.
기판 처리 방법은 회전하는 기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 도포 단계; 상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송 로봇으로 반송하는 반송 단계; 및 상기 도포 단계와 상기 반송 단계 사이에 상기 도포 공정이 종료된 기판이 대기하는 대기 단계를 포함하되, 상기 대기 단계에서 상기 기판은 제1회전 속도로 회전한다.
상기 제1회전 속도는 상기 도포 단계에서 회전하는 기판의 속도보다 느린 속도일 수 있다.
상기 도포 단계는, 제2회전 속도로 회전하는 기판으로 제1액을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계; 및 제3회전 속도로 회전하는 기판으로 제2액을 공급하여 기판 상에 형성된 상기 막 중 상기 기판의 에지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거(Edge Bead Removal, EBR) 단계를 포함하되, 상기 제3회전 속도는 상기 제2회전 속도보다 느린 속도이고, 상기 제1회전 속도는 상기 제3회전 속도보다 느린 속도일 수 있다.
상기 제1회전 속도는 10rpm 내지 12rpm일 수 있다.
상기 제1액은 감광액이고, 상기 제2액은 신너(Thinner)일 수 있다.
상기 대기 단계에서 대기 중인 상기 기판은, 상기 반송 로봇이 설정 위치에 위치될 때까지 상기 제1회전 속도로 회전하되 상기 반송 로봇이 상기 설정 위치에 도달하면 회전을 정지할 수 있다.
상기 설정 위치는, 상기 반송 로봇이 상기 도포 공정이 수행되는 공정 챔버의 도어 앞에 위치되는 위치일 수 있다.
상기 도포 공정이 종료된 기판에 열 처리 공정을 수행하는 단계를 더 포함하고, 상기 반송 로봇은, 상기 기판을 상기 도포 공정이 수행되는 제1유닛과 상기 열 처리 공정이 수행되는 제2유닛 간에 반송할 수 있다.
본 실시예는 기판을 처리하는 장치를 개시한다.
기판 처리 장치는 회전하는 기판 상에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 제1유닛과; 상기 기판에 열 처리 공정을 수행하는 제2유닛과; 상기 제1유닛과 상기 제2유닛 간에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛과; 상기 제1유닛, 상기 제2유닛, 그리고 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1유닛에서 상기 도포 공정이 종료된 기판이 상기 반송 유닛에 의해 반송되기 전까지 상기 도포 공정에서 회전하는 기판의 회전 속도보다 느린 제1회전 속도로 회전되도록 제어하되, 상기 반송 로봇이 설정 위치에 위치할 때까지 상기 기판이 상기 제1회전 속도로 회전하도록 제어한다.
상기 도포 공정은, 제2회전 속도로 회전하는 기판으로 감광액을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계와; 제3회전 속도로 회전하는 기판으로 신너(Thinner)를 공급하여 상기 기판 상에 형성된 상기 막 중 상기 기판의 에지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거(Edge Bead Removal, EBR) 단계를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1회전 속도가 상기 제3회전 속도보다 느리고, 상기 제3회전 속도가 제2회전 속도보다 느리도록 제어하며, 상기 설정 위치는 상기 반송 로봇이 상기 도포 공정이 수행되는 공정 챔버의 도어의 앞에 위치되는 위치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 다르면, 기판의 위치 별 처리액의 증발률 차이를 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상에 도포된 액막의 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상에 형성된 패턴의 CD(Critical Dimension) 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블록 또는 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 반송 로봇을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 열 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 3의 열 처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전되는 기판에 액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 9 내지 도 13은 도 7의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판을 처리할 경우 기판의 위치 별 액의 증발 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 비교예에 따른 기판 처리 방법에 의할 때, 기판의 위치 별 액의 증발 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함한다'는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
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 장치는 원형 기판에 대해 사진 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 장치는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고, 기판을 회전시키면서 기판에 처리액을 공급하는 다양한 종류의 공정에 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블록 또는 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 인덱스 모듈(100, index module), 처리 모듈(300, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(500, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하에서 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)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)으로 정의한다.
인덱스 모듈(100)은 기판(W)이 수납된 용기(F)로부터 기판(W)을 처리 모듈(300)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(F)로 수납한다. 인덱스 모듈(100)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(110)와 인덱스 프레임(130)을 가진다. 인덱스 프레임(130)을 기준으로 로드 포트(110)는 처리 모듈(300)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(F)는 로드 포트(110)에 놓인다. 로드 포트(110)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드 포트(110)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(F)로는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 용기(F)가 사용될 수 있다. 용기(F)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 로드 포트(110)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(130)의 내부에는 인덱스 로봇(132)이 제공된다. 인덱스 프레임(130) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(136)이 제공되고, 인덱스 로봇(132)은 가이드 레일(136) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(132)은 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(300)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(300)은 용기(F)에 수납된 기판(W)을 전달받아 기판 처리 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(300)은 도포 블록(300a) 및 현상 블록(300b)을 가진다. 도포 블록(300a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블록(300b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블록(300a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블록(300b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블록(300b)들은 서로 적층되게 제공된다. 도 1의 실시 예에 의하면, 도포 블록(300a)은 2개가 제공되고, 현상 블록(300b)은 2개가 제공된다. 도포 블록(300a)들은 현상 블록(300b)들의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블록(300a)들은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블록(300b)들은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도포 블록(300a)은 열 처리 챔버(320), 반송 챔버(350), 도포 처리 챔버(360), 그리고 버퍼 챔버(312, 316)를 가진다. 열 처리 챔버(320)는 기판(W)에 대해 열 처리 공정을 수행한다. 열 처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 도포 처리 챔버(360)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 막을 형성한다. 막은 포토레지스트 막 또는 반사 방지막일 수 있다. 반송 챔버(350)는 도포 블록(300a) 내에서 열 처리 챔버(320)와 도포 처리 챔버(360) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(350)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(350)에는 반송 로봇(352)이 제공된다. 반송 로봇(352)은 열 처리 챔버(320), 도포 처리 챔버(360), 그리고 버퍼 챔버(312, 316) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(352)은 기판(W)이 놓이는 핸드(354)를 가지며, 핸드(354)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(350) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(356)이 제공되고, 반송 로봇(352)은 가이드 레일(356) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 반송 로봇을 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 핸드(354)는 베이스(354a) 및 지지돌기(354b)를 가진다. 베이스(354a)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(354a)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가진다. 지지돌기(354b)는 베이스(354a)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지돌기(354b)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지돌기(354b)는 등간격으로 4개가 제공될 수 있다.
열 처리 챔버(320)는 복수 개로 제공된다. 열 처리 챔버(320)들은 제1 방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버(320)들은 반송 챔버(350)의 일 측에 위치된다.
도 5는 도 3의 열 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 3의 열 처리 챔버의 정면도이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 열 처리 챔버(320)는 하우징(321), 냉각 유닛(322), 가열 유닛(323), 그리고 반송 플레이트(324)를 가진다.
하우징(321)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(321)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(미도시)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(322), 가열 유닛(323), 그리고 반송 플레이트(324)는 하우징(321) 내에 제공된다. 냉각 유닛(322) 및 가열 유닛(323)은 제2 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(322)은 가열 유닛(323)에 비해 반송 챔버(350)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(322)은 냉각 판(322a)을 가진다. 냉각 판(322a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각 판(322a)에는 냉각 부재(322b)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 부재(322b)는 냉각 판(322a)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(323)은 가열 판(323a), 커버(323c), 그리고 히터(323b)를 가진다. 가열 판(323a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열 판(323a)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열 판(323a)에는 히터(323b)가 설치된다. 히터(323b)는 전류가 인가되는 발열 저항체로 제공될 수 있다. 가열 판(323a)에는 제3 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(323e)들이 제공된다. 리프트 핀(323e)은 가열 유닛(323) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열 판(323a) 상에 내려놓거나 가열 판(323a)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(323) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(323e)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(323c)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다. 커버(323c)는 가열 판(323a)의 상부에 위치되며 구동기(323d)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(323c)가 이동되어 커버(323c)와 가열 판(323a)이 형성하는 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.
반송 플레이트(324)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(324)의 가장자리에는 노치(324b)가 형성된다. 노치(324b)는 상술한 반송 로봇(352)의 핸드(354)에 형성된 돌기(354b)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(324b)는 핸드(354)에 형성된 돌기(354b)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(354b)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(354)와 반송 플레이트(324)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(354)와 반송 플레이트(324)의 상하 위치가 변경하면 핸드(354)와 반송 플레이트(324) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(324)는 가이드 레일(324d) 상에 장착되고, 구동기(324c)에 의해 가이드 레일(324d)을 따라 이동될 수 있다. 반송 플레이트(324)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(324a)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(324a)은 반송 플레이트(324)의 끝 단에서 반송 플레이트(324)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(324a)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(324a)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(324a)은 반송 플레이트(324)와 가열 유닛(323) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(324)와 리프트 핀(323e)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(324)가 냉각 판(322a)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각 판(322a)과 기판(W) 간에 열 전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(324)는 열 전도성이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(324)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
열 처리 챔버(320)들 중 일부의 열처리 챔버(320)에 제공된 가열 유닛(323)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착율을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(HMDS, hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
도포 처리 챔버(360)는 복수 개로 제공된다. 도포 처리 챔버(360)들 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 도포 처리 챔버(360)들은 반송 챔버(350)의 일 측에 배치된다. 도포 처리 챔버(360)들은 제1 방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 도포 처리 챔버(360)들 중 어느 일부는 인덱스 모듈(100)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 도포 처리 챔버(360)를 전단 액 처리 챔버(362)(front liquid treating chamber)라 칭한다. 도포 처리 챔버(360)들 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(500)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 도포 처리 챔버(360)를 후단 액처리 챔버(364)(rear heat treating chamber)라 칭한다.
전단 액 처리 챔버(362)는 기판(W)상에 제1처리액을 도포하고, 후단 액 처리 챔버(364)는 기판(W) 상에 제2처리액을 도포한다. 제1처리액과 제2처리액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1처리액은 반사 방지막이고, 제2처리액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1처리액은 포토레지스트이고, 제2처리액은 반사 방지막일 수 있다. 이 경우, 반사 방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1처리액과 제2처리액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 공정 챔버들 중 회전하는 기판 상에 액을 공급하여 기판에 막을 형성하는 기판 처리 장치의 구조에 대해 상세히 설명한다. 아래에서는 기판 처리 장치가 포토 레지스트를 도포하는 장치인 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 기판 처리 장치는 회전하는 기판(W)에 보호막 또는 반사 방지막과 같은 막을 형성하는 장치일 수 있다. 또한, 선택적으로 기판 처리 장치는 기판(W)에 현상액과 같은 처리액을 공급하는 장치일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전되는 기판에 액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 기판 처리 장치는 하우징(1100), 처리 용기(1200), 기판 지지 유닛(1400), 그리고 액 공급 유닛(1600)을 포함한다.
하우징(1100)은 내부 공간(1120)을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(1100)의 일측에는 개구(1102)가 형성된다. 개구(1102)는 기판(W)이 반출입되는 통로로 기능한다. 개구(1102)에는 도어(1104)가 설치되며, 도어(1104)는 개구(1102)를 개폐한다.
하우징(1100)의 내부 공간(1120)에는 처리 용기(1200)가 제공된다. 처리 용기(1200)는 처리 공간(1280)을 가진다. 처리 공간(1280)은 상부가 개방되도록 제공된다.
지지 유닛(1400)은 처리 용기(1200)의 처리 공간(1280) 내에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(1400)은 지지판(1420), 회전축(1440), 그리고 구동기(1460)를 가진다. 지지판(1420)은 그 상부면이 원형으로 제공된다. 지지판(1420)은 기판(W)보다 작은 직경을 가진다. 지지판(1420)은 진공압에 의해 기판(W)을 지지하도록 제공된다. 선택적으로 지지판(1420)은 기판(W)을 지지하는 기계적 클램핑 구조를 가질 수 있다. 지지판(1420)의 저면 중앙에는 회전축(1440)이 결합되고, 회전축(1440)에는 회전축(1440)에 회전력을 제공하는 구동기(1460)가 제공된다. 구동기(1460)는 모터일 수 있다.
액 공급 유닛(1600)은 기판(W) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(1600)은 기판(W) 상에 다양한 종류의 액을 공급할 수 있다. 일 예에 의하면, 액 공급 유닛(1600)은 기판(W) 상에 도포액, 엣지 비드 제거액 등을 공급할 수 있다.
액 공급 유닛(1600)은 막 형성 유닛과 엣지 비드 제거 유닛을 포함한다. 막 형성 유닛은 기판(W) 상에 제1액(L1)을 공급하는 제1노즐(1620), 가이드 부재(도시되지 않음), 그리고 아암(도시되지 않음)을 포함한다. 제1액(L1)은 포토레지스트 같은 도포액일 수 있다. 가이드 부재 및 아암은 제1노즐(1620)을 공정 위치와 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 제1노즐(1620)이 기판(W)과 마주보는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 가이드 부재는 아암을 수평 방향으로 이동시키는 가이드 레일(도시되지 않음)을 포함한다. 가이드 레일은 처리 용기(1200)의 일측에 위치된다. 가이드 레일은 그 길이 방향이 수평 방향을 향하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 가이드 레일의 길이 방향을 제1방향과 평행한 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 가이드 레일에는 아암이 설치된다. 아암은 가이드 레일의 내부에 제공된 리니어 모터(도시되지 않음)에 의해 이동될 수 있다. 아암은 상부에서 바라볼 때 가이드 레일과 수직한 길이 방향을 향하도록 제공된다. 아암의 일단은 가이드 레일에 장착된다. 아암의 타단 저면에는 제1노즐(1620)이 설치된다. 선택적으로 아암은 길이 방향이 제3방향을 향하는 회전축에 결합되어 회전될 수 있다.
엣지 비드 제거 유닛은 엣지 비드 제거(EBR: Edge Bead Removal) 공정을 수행한다. 엣지 비드 제거 유닛은 기판(W) 상에 형성된 막 중 엣지 영역에 형성된 도포액막을 제거한다. 엣지 비드 제거 유닛은 기판(W)의 엣지부를 도포액막으로부터 노출시킨다. 엣지 비드 제거 유닛은 제2액(L2)을 공급하는 제2노즐(1640), 가이드 부재(도시되지 않음), 아암(도시되지 않음), 그리고 세정 부재(도시되지 않음)를 포함한다. 엣지 비드 제거 유닛의 가이드 부재 및 아암은 막 형성 유닛의 가이드 부재 및 아암과 동일한 형상을 가지도록 제공된다. 엣지 비드 제거 유닛의 가이드 부재 및 아암은 막 형성 유닛과 독립적으로 구동될 수 있다. 엣지 비드 제거 유닛의 가이드 부재 및 아암에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2노즐(1640)은 기판(W) 상에 도포된 액막 상에 제2액(L2)을 토출한다. 제2노즐(1640)은 기판(W)의 엣지부에 제2액(L2)을 공급한다. 제2액(L2)은 엣지 비드 제거액을 포함한다. 예컨대, 제1액(L1)은 유기 물질이고, 제2액(L2)은 유기 물질과 반응할 수 있는 액일 수 있다. 제1액(L1)은 포토 레지스트와 같은 감광액이고, 제2액(L2)은 신너(Thinner)일 수 있다.
하우징(1100)의 상벽에는 내부 공간으로 하강기류를 공급하는 팬필터 유닛(1260)이 배치된다. 팬필터 유닛(1260)은 외부의 공기를 내부 공간으로 도입하는 팬과 외부의 공기를 여과하는 필터를 가진다.
하우징(1100)에서 처리 용기(1200)의 바깥쪽에는 처리 용기(1200)와 하우징(1100) 사이의 공간으로 공급되는 기류를 배기하는 외측 배기관(1140)과, 처리 용기(1200)의 내부 공간으로 공급되는 기류를 배기는 내측 배기관(1160)이 연결된다. 외측 배기관(1140)과 내측 배기관(1160)에는 배기 공간 내의 기류를 강제 흡입하도록 압력 조절 부재(도시되지 않음)가 설치된다. 압력 조절 부재는 펌프일 수 있다.
처리 용기(1200)는 외측 컵(1220)과 내측 컵(1240)을 가진다.
외측 컵(1220)은 지지 유닛(1400) 및 이에 지지된 기판(W)을 감싸도록 제공된다. 외측 컵(1220)은 바닥벽(1222), 측벽(1224), 그리고 상벽(1226)을 가진다. 외측 컵(1220)의 내부는 상술한 처리 공간(1280)으로 제공된다.
바닥벽(1222)은 원형으로 제공되며, 중앙에 개구를 가진다. 측벽(1224)은 바닥벽(1222)의 외측단으로부터 상부로 연장된다. 측벽(1224)은 링 형상으로 제공되며, 바닥벽(1222)에 수직하게 제공된다. 일 예에 의하면 측벽(1224)은 지지판(1420)의 상면과 동일 높이까지 연장되거나, 지지판(1420)의 상면보다 조금 낮은 높이까지 연장된다. 상벽(1226)은 링 형상을 가지며, 중앙에 개구를 가진다. 상벽(1226)은 측벽(1224)의 상단으로부터 외측 컵(1220)의 중심축을 향해 상향 경사지게 제공된다.
내측 컵(1240)은 외측 컵(1220)의 내측에 위치된다. 내측 컵(1240)은 내벽(1242), 외벽(1244), 그리고 상벽(1246)을 가진다. 내벽(1242)은 상하 방향으로 관통된 관통공을 가진다. 내벽(1242)은 구동기(1460)를 감싸도록 배치된다. 내벽(1242)은 구동기(1460)가 처리 공간(1280) 내 기류에 노출되는 것을 최소화한다. 지지 유닛(1400)의 회전축(1440) 및/또는 구동기(1460)는 관통공을 통해 상하 방향으로 연장된다. 내벽(1242)의 하단은 외측 컵(1220)의 바닥벽(1222)에 위치될 수 있다. 외벽(1244)은 내벽(1242)과 이격되도록, 그리고 내벽(1242)을 감싸도록 배치된다. 외벽(1244)은 외측 컵(1220)의 측벽(1224)과 이격되게 위치된다. 내벽(1242)은 외측 컵(1220)의 바닥벽(1222)으로부터 상부로 이격되게 배치된다. 상벽(1246)은 외벽(1244)의 상단과 내벽(1242)의 상단을 연결한다. 상벽(1246)은 링 형상을 가지며, 지지판(1420)을 감싸도록 배치된다. 일 예에 의하면, 상벽(1246)은 위로 볼록한 형상을 가진다. 상벽(1246)은 외벽(1244)의 상단으로부터 회전축(1440)을 향해 상향 경사진 외측 상벽(1246a)과, 이로부터 내벽(1242)의 상단까지 하향 경사진 내측 상벽(1246b)을 가진다. 지지판(1420)은 내측 상벽(1246b)에 의해 둘러싸인 공간에 위치될 수 있다. 일 예에 의하면, 상벽(1226) 중 최정점은 지지판(1420)보다 외측에 위치되고, 지지 유닛(1400)에 지지된 기판(W)의 끝단보다 내측에 위치될 수 있다.
처리 용기(1200)의 처리 공간(1280)에는 기액 분리판(1230)이 제공될 수 있다. 기액 분리판(1230)은 외측 컵(1220)의 바닥벽(1222)으로부터 상부로 연장되게 제공될 수 있다. 기액 분리판(1230)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 기액 분리판(1230)은 상부에서 바라볼 때 외측 컵(1220)의 측벽(1224)과 내측 컵(1240)의 외벽(1244) 사이에 위치될 수 있다. 선택적으로 기액 분리판(1230)은 상부에서 바라볼 때 내측 컵(1240)의 외벽(1244)과 중첩되게 위치되거나, 내측 컵(1240)의 외벽(1244)보다 내측에 위치될 수 있다. 일 예에 의하면, 기액 분리판(1230)의 상단은 내측 컵(1240)의 외벽(1244)의 하단보다 낮은 위치에 위치될 수 있다.
외측 컵(1220)의 바닥벽(1222)에는 내측 배기관(1160)이 연결된다. 내측 배기관(1160)은 처리 용기(1200)의 내부 공간(1280)으로 유입되는 기류를 배기한다. 내측 배기관(1160)은 외측 컵(1220)보다 내측 컵(1240)에 가깝게 위치된다. 상부에서 바라볼 때, 내측 배기관(1160)은 내측 컵(1240)과 중첩되도록 제공된다.
외측 컵(1220)의 바닥벽(1222)에는 처리액을 배출하는 배출관(1250)이 연결된다. 배출관(1250)은 외측 컵(1220)의 측벽(1224)과 내측 컵(1240)의 외벽(1244) 사이로 유입된 처리액을 처리 용기(1200)의 외부로 배출한다. 일 예에 의하면, 외측 컵(1220)의 측벽(1224)과 기액 분리판(1230) 사이의 공간은 처리액을 배출하는 배출 공간으로 제공되고, 배출관(1250)은 배출 공간에서 처리액을 배출하도록 제공된다. 외측 컵(1220)의 측벽(1224)과 내측 컵(1240)의 외벽(1244) 사이의 공간으로 흐르는 기류는 외측 컵(1220)의 측벽(1224)과 바닥벽(1222), 그리고 기액 분리판(1230)에 의해 둘러싸인 공간으로 유입되어 내측 배기관(1160)을 통해 배기된다. 이 과정에서 기류 내에 함유된 처리액은 배출 공간에서 배출관(1250)을 통해 처리 용기(1200)의 외부로 배출되고, 기류는 처리 용기(1200)의 배기 유닛(도시되지 않음)에 의해 배기된다.
배출관(1250)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 배출관(1250)이 복수 개가 제공되는 경우, 배출관(1250)은 내측 컵(1240)의 원주 방향을 따라 복수 개 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(1000)은 승강 유닛(1700)을 포함한다. 승강 유닛(1700)은 처리 용기(1200)와 지지 유닛(1400) 간의 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(1700)은 처리 용기(1200)를 상하 방향으로 이동시킨다. 구체적으로, 승강 유닛(1700)은 지지판(1420)과 외측 컵(1220)의 상대 높이를 조절할 수 있다. 일 예에 의하면 승강 유닛(1700)은 외측 컵(1220)을 상하 방향으로 승하강시킬 있다. 예컨대, 지지판(1420)에 기판(W)을 로딩하거나 지지판(1420)으로부터 기판(W)을 언로딩할 때 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(352)이 외측 컵(1220)과 간섭하는 것을 방지하도록 지지판(1420)은 외측 컵(1220)의 상단보다 높은 높이에 위치한다. 또한, 공정을 진행시에는 기판(W)이 처리 공간 내에 위치하도록 지지판(1420)이 외측 컵(1220)의 상단부다 낮은 높이에 위치한다.
승강 유닛(1700)은 브라켓(1720), 이동축(1740), 그리고 구동기(1760)을 포함한다. 브라켓(1720)은 처리 용기(1200)와 이동축(1740)을 연결한다. 브라켓(1720)은 처리 용기(1200)의 외측 컵(1220)에 고정된다. 브라켓(1720)은 외측 컵(1220)의 측벽(1224)에 고정 설치된다. 이동축(1740)은 그 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 이동축(1740)의 상단은 브라켓(1720)에 고정 결합된다. 이동축(1740)은 구동기(1760)로부터 동력을 제공받을 수 있다. 이동축(1740)은 구동기(1760)로부터 상하 방향으로 이동되고, 처리 용기(1200)는 이동축(1740)과 함께 승강 이동된다. 구동기(1760)은 이동축(1740)에 동력을 제공한다. 구동기(1760)은 이동축(1740)이 왕복 직선 운동 또는 승강 운동되도록 동력을 제공한다. 예건대, 구동기(1760)는 실린더 또는 모터일 수 있다.
제어기(1800)는 기판 처리 장치(10)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 제어기(1800)은 기판 처리 장치(10)의 각 구성을 제어할 수 있다. 제어기(1800)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다. CPU는 이들의 기억 영역에 저장된 각종 레시피에 따라 원하는 처리를 실행한다. 레시피에는 프로세스 조건에 대한 장치의 제어 정보인 프로세스 시간, 프로세스 압력, 프로레스 온도, 각종 가스 유량 등이 입력되어 있다. 한편, 이들 프로그램이나 처리 조건을 나타내는 레시피는, 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어도 좋다. 또한, 레시피는 CD-ROM, DVD 등의 가반성(可搬性)의 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 기억 영역의 소정 위치에 세트하도록 해도 좋다.
제어기(1800)는 기판(W)의 회전 속도를 제어한다. 일 예로, 제어기(1800)는 지지 유닛(1400)의 제어를 통해 기판(W)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 제어기(1800)는 기판(W)으로 제1액(L1)이 공급되는 액 공급 단계가 수행될 때는 기판(W)이 제2회전 속도(v2)로 회전되도록 제어하고, 기판(W)으로 제2액(L2)이 공급되는 엣지 비드 제거 단계가 수행될 때는 기판(W)이 제3회전 속도(v3)로 회전되도록 제어하며, 도포 공정이 종료되어 대기 중인 대기 단계에서는 기판(W)이 제1회전 속도(v1)로 회전되도록 제어한다. 제어기(1800)는 제1회전 속도(v1)가 제2회전 속도(v2)와 제3회전 속도(v3)보다 느린 속도를 갖도록 제어한다. 또한, 제어기(1800)는 제3회전 속도(v3)가 제2회전 속도(v2)보다 느린 속도를 갖도록 제어한다. 일 예로, 제어기(1800)는 제1회전 속도(v1)가 10 내지 20rpm을 갖도록 제어한다.
이하에서는, 도 8 내지 도 15를 참조하며 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트이고, 도 9 내지 도 13은 도 7의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
기판 처리 방법은, 기판 반입 단계(S100), 도포 단계(S200), 대기 단계(S300), 반송 단계(S400) 및 열처리 단계(S500)를 포함한다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 기판(W)은 기판 처리 장치(1000)의 하우징(1100) 내부로 반입된다(S100). 기판(W)은 반송 로봇(352)에 의해 하우징(1100) 내부로 투입되며, 이때 도어(1104)가 개방된다. 기판(W)은 로봇(352)의 핸드(354)에 안착된 채로 개구(1102)를 통해 하우징(1100) 내로 반입되어 지지 유닛(1400)에 안착된다.
도포 단계(S200)는 회전하는 기판(W)에 막을 형성하는 도포 공정을 수행한다. 도포 단계(S200)는 제2회전 속도(v2)로 회전하는 기판(W)으로 제1액(L1)을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계(S220)와(도 8, 도 10 참고), 제3회전 속도(v3)로 회전하는 기판(W)으로 제2액(L2)을 공급하여 기판(W) 상에 형성된 상기 막 중 기판(W)의 엣지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거 단계(S240)를 포함한다(도 8, 도 11 및 도 12 참고). 이때, 제어기(1800)는 엣지 비드 제거 단계에서 기판(W)의 제3회전 속도(v3)가 액 공급 단계에서 기판(W)의 제2회전 속도(v2)보다 느리도록 제어한다. 즉, 제3회전 속도(v3)는 제2회전 속도(v2)보다 느릴 수 있다.
도 8 및 도 13을 참조하면, 대기 단계(S300)는 도포 단계(S200)가 종료된 기판(W)이 열처리 챔버(320)로 반송되기 전에 도포 처리 챔버(360)에서 대기하는 단계이다. 이때, 제어기(1800)는 대기 중인 상기 기판(W)이 제1회전 속도(v1)로 회전된 상태를 유지하며 대기하도록 제어한다. 제1회전 속도(v1)는 제2회전 속도(v2) 및 제3회전 속도(v3) 보다 느린 속도이다. 일 예로, 제1회전 속도(v1)는 10rpm 내지 20rpm일 수 있다. 제어기(1800)는 반송 로봇(352)이 설정 위치에 위치될 때까지 대기 중인 기판(W)을 제1회전 속도(v1)로 회전시킨다. 제어기(1800) 상기 반송 로봇이 상기 설정 위치에 도달하면 회전을 정지시키고, 반송 로봇(352)이 기판(W)을 픽업(Pick Up)하여 열 처리 챔버(320)로 반송한다. 이때, 설정 위치는 반송 로봇(352)이 도포 공정이 수행되는 기판 처리 장치(1000)의 도어(1104) 앞에 위치되는 위치를 의미한다. 즉, 제어기(1800)는 도포 공정이 종료된 기판(W)에 대하여 반송 로봇(352)이 도어(1104) 앞에 위치할 때까지 기판(W)을 제1회전 속도(v1)로 회전시키고, 반송 로봇(352)이 도어(1104) 앞에 위치되면 기판(W)의 회전을 정지한다.
이후 반송 로봇(352)이 개구(1102)를 통해 하우징(1100) 내로 유입되어 정지된 기판(W)을 픽업한다. 반송 로봇(352)은 도포 공정이 종료된 기판(W)을 후속 처리 공정이 수행되는 챔버로 반송한다(반송 단계(S400)). 일 예로 후속 처리는 열 처리 공정일 수 있으며, 이 경우 반송 로봇(352)은 기판(W)을 열 처리 챔버(320)으로 반송한다. 열 처리 챔버(320)로 반송된 기판(W)은 기판(W) 상의 도포액막을 안정화시키는 열처리 공정이 수행된다(열 처리 단계(S500)).
기판 처리 장치(1000)는 하우징(1100)의 상벽에 배치되어 내부 공간(1120)에 하강 기류를 제공하는 기류 공급 유닛을 포함한다. 기류 공급 유닛은 팬필터 유닛(1260)으로 제공된다. 하우징(1100)의 내부 공간(1120)에는 팬필터 유닛(1260)에 의해 하강 기류가 형성된다. 팬필터 유닛(1260)은 외부 공기가 유입되는 유입구와, 유입구를 통해 유입된 공기가 확산되는 확산 공간과, 확산 공간으로 유입된 공기가 다운 플로우되는 복수의 홀을 가지는 케이스(도시되지 않음)를 포함한다. 유입구에는 외부 공기를 확산 공간으로 공급하는 공급 배관(도시되지 않음). 이때, 연결 배관은 그 길이방향이 하우징(1100)의 측벽과 나란한 방향으로 연장되는 제1배관 부분과, 일단이 제1배관 부분의 길이방향과 교차되는 방향으로 연장되며 타단이 유입구에 연결되는 제1배관 부분을 포함한다. 외부 공기는 제1배관 부분, 제2배관 부분, 그리고 유입구를 차례대로 통과하여 확산 공간으로 공급된다. 이때, 외부 공기가 제1배관 부분과 제2배관 부분이 만나는 부분(꺾이는 부분)에서 연결 배관의 내측벽에 부딪혀 와류가 발생될 수 있다. 와류로 인해 외부 공기의 흐름이 원활하기 못하게 되어 하우징(1100)의 내부 공간(1120)으로 다운 플로우되는 공기가 불균일한 상태로 공급될 수 있다. 또한, 확산 공간으로 유입된 공기가 다운 플로우되는 복수의 홀의 가공 오차로 인해 동일한 크기를 갖지 못하게 되어 내부 공간(1120)으로 공급되는 공기가 불균일한 상태로 공급될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 따라 기판을 처리할 경우 기판의 위치 별 액의 증발 상태를 개략적으로 도시한 도면이이고, 도 15는 비교예에 따른 기판 처리 방법에 의할 때, 기판의 위치 별 액의 증발 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
기판(W)이 회전되는 상태로 공정이 수행되는 도포 단계에서는 내부 공간(1120) 내의 기류 불균형에 영향을 받지 않고 기판(W) 상에 균일한 두께(Thickness)를 가지는 액막을 형성할 수 있다. 그러나, 도 15에 도시된 것처럼, 도포 공정이 종료된 기판(W)이 반송 로봇(352)에 의해 반송될 때까지 기판(W)을 정지 상태로 대기할 경우, 하우징(1100)의 내부 공간(1120)의 기류 불균형은 기판(W)에 도포된 액막에 영향을 미친다. 일 예로, 정지 상태로 대기중긴 기판(W)은 하우징(1100)의 내부 공간(1120)의 기류 불균형에 의해 기판(W)의 위치 별 도포액 증발률 차이가 발생될 수 있다. 이 경우, 기판(W)에 도포된 액막의 두께가 기판(W)의 위치 별로 상이하게 되어 액막의 균일성(Uniformity)을 확보할 수 없다. 나아가, 액막의 균일성(Uniformity)을 저하는, 기판(W)에 식각액을 공급하여 패턴을 형성하는 에칭 과정에서 불균일한 식각을 유발하게 되고, 이 경우 패턴의 CD(Critical Dimension)이 불균일해지는 문제로 직결된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 15에 도시된 바와 같이 대기 상태에서 기판(W)을 저속 회전 상태로 유지함에 따라 기류에 의한 국부적인 기판(W) 위치 별 도포액 증발률 차이를 억제할 수 있다. 또한, 도포액막의 두께 균일도가 향상될 수 있다. 또한, 패턴의 CD 균일도가 향상될 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면,현상 블록(300b)은 도포 블록(300a)과 동일한 구조를 가지며, 현상 블록(300b)에 제공된 액 처리 챔버는 기판 상에 현상액을 공급한다.
인터페이스 모듈(500)은 처리 모듈(300)을 외부의 노광 장치(700)와 연결한다. 인터페이스 모듈(500)은 인터페이스 프레임(510), 부가 공정 챔버(520), 인터페이스 버퍼(530), 그리고 인터페이스 로봇(550)을 가진다.
인터페이스 프레임(510)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터 유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(520), 인터페이스 버퍼(530), 그리고 인터페이스 로봇(550)은 인터페이스 프레임(510)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(520)는 도포 블록(300a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(700)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(520)는 노광 장치(700)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블록(300b)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 세정 공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(520)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(520)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(520)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(530)는 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 노광 장치(700), 그리고 현상 블록(300b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(530)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼(530)들은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(350)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(520)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(530)가 배치될 수 있다.
인터페이스 로봇(550)은 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 노광 장치(700), 그리고 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송한다. 인터페이스 로봇(550)은 기판(W)을 반송하는 반송 핸드를 가질 수 있다. 인터페이스 로봇(550)은 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 인터페이스 로봇(550)은 제1로봇(552) 및 제2로봇(554)을 가진다. 제1로봇(552)은 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 그리고 인터페이스 버퍼(530) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(554)은 인터페이스 버퍼(530)와 노광 장치(700) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(554)은 인터페이스 버퍼(530)와 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(552) 및 제2로봇(554)은 각각 기판(W)이 놓이는 반송 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.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 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. 전술한 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.
100: 인덱스 모듈
300: 처리 모듈
500: 인터페이스 모듈
700: 노광 모듈
1100: 하우징
1200: 처리 용기
1400: 지지 유닛
1600: 액 공급 유닛
1700: 승강 유닛
1800: 제어기

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 제1유닛과;
    상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛과;
    상기 제1유닛과 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1유닛에서 상기 도포 공정이 종료된 기판이 상기 반송 유닛에 의해 반송되기 전까지 제1회전 속도로 회전되도록 제어하고,
    상기 도포 공정은,
    회전하는 기판으로 제1액을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계와;
    회전하는 기판으로 제2액을 공급하여 상기 기판 상에 형성된 상기 막 중 상기 기판의 에지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거(Edge Bead Removal, EBR) 단계를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 액 공급 단계에서 상기 기판이 제2회전 속도로 회전하고, 상기 엣지 비드 제거 단계에서 상기 기판이 제3회전 속도로 회전하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1회전 속도가 상기 제3회전 속도보다 느리도록 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제3회전 속도가 제2회전 속도보다 느리도록 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제3항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1회전 속도는 10rpm 내지 20rpm인 기판 처리 장치.
  6. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 제1유닛과;
    상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛과;
    상기 제1유닛과 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제1유닛에서 상기 도포 공정이 종료된 기판이 상기 반송 유닛에 의해 반송되기 전까지 제1회전 속도로 회전되도록 제어하고,
    상기 제어기는,
    상기 반송 로봇이 설정 위치에 위치하면 상기 제1회전 속도로 회전 중인 상기 기판이 정지되도록 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1유닛은,
    상기 도포 공정이 수행되는 내부 공간을 가지며, 일측벽에 상기 기판이 반출입되는 도어가 형성되는 공정 챔버를 포함하고,
    상기 설정 위치는,
    상기 반송 로봇이 상기 도어의 앞에 위치되는 위치인 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1액은 감광액을 포함하고,
    상기 제2액은 신너(Thinner)를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1유닛은,
    내부 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 내부 공간에 제공되고, 액 처리 공정이 수행되는 액 처리 유닛과;
    상기 공정 챔버 상부에 배치되어 상기 내부 공간에 하강 기류를 제공하는 기류 공급 유닛을 포함하고,
    상기 액 처리 유닛은,
    하우징과;
    상기 하우징 내에 제공되고, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 처리 용기와;
    상기 처리 공간 내에서 상기 기판을 지지 및 회전시키는 지지 유닛과; 그리고
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기판에 열 처리 공정을 수행하는 제2유닛을 더 포함하고,
    상기 반송 유닛은 상기 기판을 상기 제1유닛과 상기 제2유닛 간에 반송하는 기판 처리 장치.
  11. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 도포 단계;
    상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송 로봇으로 반송하는 반송 단계; 및
    상기 도포 단계와 상기 반송 단계 사이에 상기 도포 공정이 종료된 기판이 대기하는 대기 단계를 포함하되,
    상기 대기 단계에서 상기 기판은 제1회전 속도로 회전하고,
    상기 도포 단계는,
    제2회전 속도로 회전하는 기판으로 제1액을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계; 및
    제3회전 속도로 회전하는 기판으로 제2액을 공급하여 기판 상에 형성된 상기 막 중 상기 기판의 에지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거(Edge Bead Removal, EBR) 단계를 포함하되,
    상기 제3회전 속도는,
    상기 제2회전 속도보다 느린 속도이고,
    상기 제1회전 속도는,
    상기 제3회전 속도보다 느린 속도인 기판 처리 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1회전 속도는 10rpm 내지 12rpm인 기판 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1액은 감광액이고,
    상기 제2액은 신너(Thinner)인 기판 처리 방법.
  16. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 기판에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 도포 단계;
    상기 도포 공정이 종료된 기판을 반송 로봇으로 반송하는 반송 단계; 및
    상기 도포 단계와 상기 반송 단계 사이에 상기 도포 공정이 종료된 기판이 대기하는 대기 단계를 포함하되,
    상기 대기 단계에서 상기 기판은 제1회전 속도로 회전하고,
    상기 대기 단계에서 대기 중인 상기 기판은,
    상기 반송 로봇이 설정 위치에 위치될 때까지 상기 제1회전 속도로 회전하되 상기 반송 로봇이 상기 설정 위치에 도달하면 회전을 정지하는 기판 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 설정 위치는,
    상기 반송 로봇이 상기 도포 공정이 수행되는 공정 챔버의 도어 앞에 위치되는 위치인 기판 처리 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 도포 공정이 종료된 기판에 열 처리 공정을 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 반송 로봇은,
    상기 기판을 상기 도포 공정이 수행되는 제1유닛과 상기 열 처리 공정이 수행되는 제2유닛 간에 반송하는 기판 처리 방법.
  19. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    회전하는 기판 상에 막을 형성하는 도포 공정을 수행하는 제1유닛과;
    상기 기판에 열 처리 공정을 수행하는 제2유닛과;
    상기 제1유닛과 상기 제2유닛 간에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛과;
    상기 제1유닛, 상기 제2유닛, 그리고 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1유닛에서 상기 도포 공정이 종료된 기판이 상기 반송 유닛에 의해 반송되기 전까지 상기 도포 공정에서 회전하는 기판의 회전 속도보다 느린 제1회전 속도로 회전되도록 제어하되,
    상기 반송 로봇이 설정 위치에 위치할 때까지 상기 기판이 상기 제1회전 속도로 회전하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도포 공정은,
    제2회전 속도로 회전하는 기판으로 감광액을 공급하여 기판 상에 막을 형성하는 액 공급 단계와;
    제3회전 속도로 회전하는 기판으로 신너(Thinner)를 공급하여 상기 기판 상에 형성된 상기 막 중 상기 기판의 에지 영역의 막을 제거하는 엣지 비드 제거(Edge Bead Removal, EBR) 단계를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1회전 속도가 상기 제3회전 속도보다 느리고, 상기 제3회전 속도가 제2회전 속도보다 느리도록 제어하며,
    상기 설정 위치는 상기 반송 로봇이 상기 도포 공정이 수행되는 공정 챔버의 도어의 앞에 위치되는 위치인 기판 처리 장치.
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