KR20070066036A - 기판 처리장치 및 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 노광공정시 기판의 배면에 부착된 파티클로 인한 디포커스 노광 불량을 방지할 수 있도록 한 기판 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판을 반송하는 기판 반송챔버와, 상기 기판 반송챔버로부터 반송된 상기 기판을 노광하는 프로세스 챔버와, 상기 기판 반송챔버에 배치되어 상기 프로세스 챔버로 반송되는 상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하여 본 발명은 파티클 제거장치를 이용하여 노광공정을 진행하는 프로세스 챔버로 반송되는 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거함으로써 기판 배면에 부착된 파티클에 의한 디포커스 노광불량을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 포커스의 불일치로 인하여 패턴간의 쇼트 및 패턴 불량을 방지함으로써 반도체 소자 및 평판 표시장치의 특성 및 수율을 향상시킬 수 있다.

노광, 파티클, 기판, 디포커스, 스테이지

Description

기판 처리장치 및 처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}

도 1은 기판을 노광하기 위한 관련기술의 기판 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 파티클 제거장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리장치를 이용한 기판 처리방법은 단계적으로 나타낸 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >

102 : 기판 110 : 기판 반송장치

120 : 카세트 130 : 반송 로봇

132 : 암부 140 : 파티클 제거장치.

150 : 프로세스 챔버 152 : 스테이지

160 : 노광유닛 200 : 에어 분사부

210 : 파티클 흡입부

본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로, 특히 기판의 노광공정시 기판의 배면에 부착된 파티클로 인한 디포커스 노광 불량을 방지할 수 있도록 한 기판 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 또는 평판 표시장치 등의 제조공정에서는 기판 상에 다양한 형태의 배선 또는 막을 형성하기 위하여 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 이용한다.

포토리소그래피 공정에서는 기판에 포토 레지스트를 도포하는 도포공정과, 기판에 도포된 포토 레지스트를 노광하는 노광공정 및 노광된 기판을 현상하는 현상공정을 포함한다. 노광공정은 마스크를 이용하여 기판에 도포된 포토 레지스트를 선택적으로 노광하는 공정이다.

도 1은 기판을 노광하기 위한 관련기술의 기판 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 관련기술의 기판 처리장치는 기판(2)을 반송하는 기판 반송챔버(10) 및 기판 반송챔버(10)로부터 반송된 기판(2)을 노광하는 프로세스 챔버(50)를 구비한다.

기판 반송챔버(10)는 복수의 기판(2)이 적층된 카세트(20) 및 카세트(20)에서 하나의 기판(2)을 인출하여 프로세스 챔버(50)로 반송하는 반송 로봇(30)을 구비한다.

카세트(20)는 외부로의 카세트 로딩장치에 의해 기판 반송챔버(10)에 공급된다. 이때, 기판 반송챔버(10)에는 카세트(20)가 놓이는 포트가 구비될 수 있다.

반송 로봇(30)은 카세트(20)에서 기판(2)을 인출하기 위한 암부(32) 및 암부(32)를 수평방향 및 수직방향으로 구동하기 위한 복수의 구동축을 포함하여 구성된다.

이러한, 반송 로봇(30)은 도시하지 않은 구동장치에 의해 연동되는 복수의 구동축에 의해 암부(32)가 수직 및 수평 방향으로 이송되어 카세트(20) 내부에 적층된 하나의 기판(2)을 인출하고, 인출된 기판(2)을 프로세스 챔버(50)로 반송한다.

프로세스 챔버(50)는 반송 로봇(30)에 의해 반송되는 기판(2)이 안착되는 스테이지(52)와, 스테이지(52)에 안착된 기판(2)에 광을 조사하여 기판(2)의 표면에 도포된 포토 레지스트를 선택적으로 노광하기 위한 노광유닛(60)을 구비한다.

스테이지(52)는 반송 로봇(30)의 암부(32)에 의해 반송되는 기판(2)이 안착된다. 이때, 스테이지(52)는 진공흡착 방식 또는 정전흡착을 이용하여 기판(2)을 고정한다.

노광유닛(60)은 기판(2)을 패터닝하기 위한 패턴이 형성된 도시하지 않은 마스크 및 마스크를 통해 기판(2)의 표면에 도포된 포토 레지스트에 광을 조사하기 위한 투사광학계를 포함하여 구성된다.

이러한, 노광유닛(60)은 마스크 및 투사광학계를 이용하여 스테이지(52)에 안착된 기판(2)에 선택적으로 광을 조사하여 기판(2)에 도포된 포토 레지스트를 노 광한다.

한편, 노광유닛(60)에 의해 노광된 기판(2)은 현상장치 및 박리장치로 반송되어 노광공정 이후의 포토리소그라피 공정을 진행한다.

이와 같은, 관련기술의 기판 처리장치는 카세트(20)에 적층된 기판(2)이 프로세스 챔버(50)로 반송되는 도중에 기판(2)의 배면에 이물 또는 파티클이 부착될 수 있다.

기판(2)의 배면에 파티클이 부착된 상태에서 노광 공정이 진행될 경우, 기판(2)의 배면에 부착된 파티클의 위치에서 기판(2)의 평탄도가 달라지게 되어 노광유닛(60)으로부터 조사되는 광의 포커스가 기판(2)의 표면에 정확히 일치하지 않게 된다.

따라서, 관련기술의 기판 처리장치에서는 포커스의 불일치로 인한 노광 에너지의 불균일로 인해 기판(2)에 도포된 포토 레지스트의 잔사가 남아 패턴간의 쇼트 및 패턴 불량이 기판(2) 내에 국부적으로 발생되는 문제점이 있다.

결과적으로, 관련기술의 기판 처리장치는 디포커스 노광 불량으로 인하여 반도체 소자 및 평판 표시장치의 특성 및 수율이 저하되는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기판의 노광공정시 기판의 배면에 부착된 파티클로 인한 디포커스 노광 불량을 방지할 수 있도록 한 기판 처리장치 및 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 반송하는 기판 반송챔버와, 상기 기판 반송챔버로부터 반송된 상기 기판을 노광하는 프로세스 챔버와, 상기 기판 반송챔버에 배치되어 상기 프로세스 챔버로 반송되는 상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 기판 반송장치는 상기 기판이 복수로 적층된 카세트와, 암부를 이용하여 상기 카세트에서 하나의 기판을 인출하여 상기 프로세스 챔버로 반송하는 반송 로봇과, 상기 프로세스 챔버에 인접하도록 상기 반송 로봇에 인접하게 배치된 상기 파티클 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 파티클 제거장치는 상기 암부에 안착된 기판의 배면에 에어를 분사하는 에어 분사부와, 상기 에어 분사부에 의해 상기 기판의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입하는 파티클 흡입부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 에어 분사부는 일정한 압력의 에어를 발생하는 에어 펌프와, 상기 에어 펌프로부터의 에어를 상기 기판의 배면에 분사하는 복수의 분사구를 가지는 에어 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 파티클 흡입부는 일정한 압력의 진공 흡입력을 발생하는 흡입 펌프와, 상기 흡입 펌프의 진공 흡입력에 의해 상기 기판에서 떨어지는 상기 파티클을 흡입하는 파티클 흡입 덕트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리방법은 반송 로봇을 이용하여 복수의 기판이 적층된 카세트에서 하나의 기판을 인출하는 단계와, 반송 로봇의 암부에 안착 된 상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 단계와, 상기 파티클이 제거된 상기 기판을 프로세스 챔버로 반송하는 단계와, 상기 프로세스 챔버로 반송된 상기 기판을 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 단계는 상기 암부에 안착된 기판의 배면에 일정한 압력의 에어를 분사하는 단계와, 상기 에어에 의해 상기 기판의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리장치는 기판(102)을 반송하는 기판 반송챔버(110)와, 기판 반송챔버(110)로부터 반송된 기판(102)을 노광하는 프로세스 챔버(150) 및 기판 반송챔버(110)에 배치되어 프로세스 챔버(150)로 반송되는 기판(102)의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거장치(140)를 구비한다.

기판 반송챔버(110)는 복수의 기판(102)이 적층된 카세트(120)와, 카세트(120)에서 하나의 기판(102)을 인출하여 프로세스 챔버(150)로 반송하는 반송 로봇(130) 및 반송 로봇(130)에 인접하게 배치된 파티클 제거장치(140)를 구비한다.

카세트(120)는 외부로의 카세트 로딩장치에 의해 기판 반송챔버(110)에 공급된다. 이때, 기판 반송챔버(110)에는 카세트(120)가 놓이는 포트가 구비될 수 있 다.

반송 로봇(130)은 카세트(120)에서 기판(102)을 인출하기 위한 암부(132) 및 암부(132)를 수평방향 및 수직방향으로 구동하기 위한 복수의 구동축을 포함하여 구성된다.

이러한, 반송 로봇(130)은 도시하지 않은 구동장치에 의해 연동되는 복수의 구동축에 의해 암부(132)가 수직 및 수평 방향으로 이송되어 카세트(120) 내부에 적층된 하나의 기판(102)을 인출하고, 인출된 기판(102)을 프로세스 챔버(150)로 반송한다.

파티클 제거장치(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 프로세스 챔버(150)에 인접되도록 배치되어 암부(132)에 안착된 기판(102)의 배면에 에어(Air)를 분사하는 에어 분사부(200) 및 에어 분사부(200)에 마주보도록 배치되어 기판(102)에서 떨어지는 파티클을 흡입하는 파티클 흡입부(210)를 구비한다.

에어 분사부(200)는 에어 펌프(202), 에어 공급관(204) 및 에어 노즐(206)을 구비한다.

에어 펌프(202)는 기판(102)의 배면에 부착된 파티클을 제거할 수 있는 일정한 압력과 유량의 에어를 발생하여 에어 공급관(204)으로 공급한다.

에어 공급관(204)은 에어 펌프(202)로부터 일정한 압력과 유량으로 공급되는 에어를 에어 노즐(206)로 공급한다.

에어 노즐(206)은 소정 기울기를 가지도록 설치되어 암부(132)에 안착된 기판(102)의 배면에 대향된다. 이러한, 에어 노즐(206)은 에어 공급관(204)을 통해 공급되는 에어를 기판(102)의 배면으로 분사하기 위한 복수의 분사구(208)를 포함한다.

에어 분사부(200)는 에어 펌프(202)로부터 에어 노즐(206)에 공급되는 일정한 압력과 유량의 에어를 복수의 분사구(208)를 통해 기판(102)의 배면에 분사함으로써 암부(132)에 안착된 기판(102)의 배면에 부착된 파티클을 제거한다.

파티클 흡입부(210)는 흡입 펌프(212), 파티클 흡입관(214) 및 파티클 흡입 덕트(216)를 구비한다.

흡입 펌프(212)는 에어 분사부(200)에 의해 기판(102)의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입할 수 있는 일정한 흡입 진공압을 발생한다.

파티클 흡입관(214)은 흡입 펌프(212)에서 발생되는 흡입 진공압을 파티클 흡입 덕트(216)로 전달한다.

파티클 흡입 덕트(216)는 소정 기울기를 가지도록 설치되어 암부(132)에 안착된 기판(102)의 배면에 대향된다. 이러한, 파티클 흡입 덕트(216)는 파티클 흡입관(214)을 통해 흡입 펌프(212)로부터 전달되는 흡입 펌프(212)로부터의 흡입력에 의해 기판(102)의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입하기 위한 흡입구(218)를 포함한다.

파티클 흡입부(210)는 흡입 펌프(212)에 의해 발생되는 진공 흡입력을 이용하여 에어 분사부(200)에 의해 기판(102)의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입하여 제거함으로써 에어 분사부(200)에 의해 기판(102)에서 제거된 파티클이 기판(102)의 배면에 재부착되는 것을 방지한다.

프로세스 챔버(150)는 반송 로봇(130)에 의해 반송되는 기판(102)이 안착되는 스테이지(152)와, 스테이지(152)에 안착된 기판(102)에 광을 조사하여 기판(102)의 표면에 도포된 포토 레지스트를 선택적으로 노광하기 위한 노광유닛(160)을 구비한다.

스테이지(152)는 반송 로봇(130)의 암부(132)에 의해 반송되는 기판(102)이 안착된다. 이때, 스테이지(152)는 진공흡착 방식 또는 정전흡착을 이용하여 기판(102)을 고정한다.

노광유닛(160)은 기판(102)을 패터닝하기 위한 패턴이 형성된 도시하지 않은 마스크 및 마스크를 통해 기판(102)의 표면에 도포된 포토 레지스트에 광을 조사하기 위한 투사광학계를 포함하여 구성된다.

이러한, 노광유닛(160)은 마스크 및 투사광학계를 이용하여 스테이지(152)에 안착된 기판(102)에 선택적으로 광을 조사하여 기판(102)에 도포된 포토 레지스트를 노광한다.

한편, 노광유닛(160)에 의해 노광된 기판(102)은 현상장치 및 박리장치로 반송되어 노광공정 이후의 포토리소그라피 공정을 진행한다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리장치를 이용한 기판 처리방법은 단계적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 복수의 기판(102)이 적층된 카세트(120)를 기판 반송장치(110)로 로딩시킨다.

이어, 도 4b에 도시된 바와 같이 반송 로봇(130)의 구동축을 구동하여 카세트(120)에 적층된 복수의 기판(102) 중 하나를 암부(132)에 안착시켜 카세트(120)에서 인출한다.

이어, 도 4c에 도시된 바와 같이 반송 로봇(130)의 구동축을 구동하여 기판(102)이 안착된 암부(132)를 프로세스 챔버(150) 쪽으로 이송시킨다. 이에 따라, 기판(102)이 안착된 암부(132)는 파티클 제거장치(140) 상에 위치하게 된다.

이어, 도 4c에 도시된 바와 같이 파티클 제거장치(140)의 에어 분사부(200)를 이용하여 암부(132)에 안착된 기판(102)의 배면에 일정한 압력과 유량의 에어를 분사하여 기판(102)의 배면에 부착되어 있는 파티클을 제거한다.

이와 동시에, 파티클 제거장치(140)의 파티클 흡입부(210)를 이용하여 에어 분사부(200)에 의해 기판(102)의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입한다.

이어, 도 4d에 도시된 바와 같이 파티클 제거장치(140)에 의해 파티클이 제거된 기판(102)을 프로세스 챔버(150)의 스테이지(152) 상으로 반송한다.

이어, 도 4e에 도시된 바와 같이 스테이지(152) 상으로 반송된 기판(102)은 스테이지(152) 상에 안착되어 고정됨과 아울러 반송 로봇(130)의 암부(132)는 카세트(120)에서 새로운 기판을 인출하기 위한 위치로 복귀한다.

이어, 노광유닛(160)을 통해 스테이지(152)에 안착된 기판(102) 상에 광(162)을 조사함으로써 기판(102)에 도포된 포토 레지스트를 노광한다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 상술한 도 4a 내지 도 4e의 단계를 반복함으로써 카세트(120)에 적층된 모든 기판(102)의 노 광공정을 진행하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 기판(102)이 기판 반송장치(110)에서 노광공정을 진행하는 프로세스 챔버(150)로 반송되기 전에 파티클 제거장치(140)를 이용하여 기판(102)의 배면에 부착된 파티클을 제거함으로써 스테이지(152)에 안착된 기판(102)의 평탄도를 균일하게 하여 노광유닛(160)으로부터 기판(102)에 조사되는 광의 포커스를 기판(102)의 표면에 정확히 일치시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 포커스의 일치에 의한 노광 에너지를 균일하게 함으로써 포커스의 불일치로 인하여 기판(102)에 도포된 포토 레지스트의 잔사가 남아 패턴간의 쇼트 및 패턴 불량이 기판(102) 내에 국부적으로 발생되는 것을 방지할 수 있으므로 반도체 소자 및 평판 표시장치의 특성 및 수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법은 파티클 제거장치를 이용하여 노광공정을 진행하는 프로세스 챔버로 반송되는 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거함으로써 기판 배면에 부착된 파티클에 의한 디포커스 노광불 량을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 포커스의 불일치로 인하여 패턴간의 쇼트 및 패턴 불량을 방지함으로써 반도체 소자 및 평판 표시장치의 특성 및 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 기판을 반송하는 기판 반송챔버와,

   상기 기판 반송챔버로부터 반송된 상기 기판을 노광하는 프로세스 챔버와,

   상기 기판 반송챔버에 배치되어 상기 프로세스 챔버로 반송되는 상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판 반송장치는,

   상기 기판이 복수로 적층된 카세트와,

   암부를 이용하여 상기 카세트에서 하나의 기판을 인출하여 상기 프로세스 챔버로 반송하는 반송 로봇과,

   상기 프로세스 챔버에 인접하도록 상기 반송 로봇에 인접하게 배치된 상기 파티클 제거장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 파티클 제거장치는,

   상기 암부에 안착된 기판의 배면에 에어를 분사하는 에어 분사부와,

   상기 에어 분사부에 의해 상기 기판의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입하는 파티클 흡입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 에어 분사부는,

   일정한 압력의 에어를 발생하는 에어 펌프와,

   상기 에어 펌프로부터의 에어를 상기 기판의 배면에 분사하는 복수의 분사구를 가지는 에어 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 파티클 흡입부는,

   일정한 압력의 진공 흡입력을 발생하는 흡입 펌프와,

   상기 흡입 펌프의 진공 흡입력에 의해 상기 기판에서 떨어지는 상기 파티클을 흡입하는 파티클 흡입 덕트를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
6. 반송 로봇을 이용하여 복수의 기판이 적층된 카세트에서 하나의 기판을 인출하는 단계와,

   반송 로봇의 암부에 안착된 상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 단계와,

   상기 파티클이 제거된 상기 기판을 프로세스 챔버로 반송하는 단계와,

   상기 프로세스 챔버로 반송된 상기 기판을 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 기판의 배면에 부착된 파티클을 제거하는 단계는,

   상기 암부에 안착된 기판의 배면에 일정한 압력의 에어를 분사하는 단계와,

   상기 에어에 의해 상기 기판의 배면에서 떨어지는 파티클을 흡입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.

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