KR20070080509A - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20070080509A
KR20070080509A KR1020060011873A KR20060011873A KR20070080509A KR 20070080509 A KR20070080509 A KR 20070080509A KR 1020060011873 A KR1020060011873 A KR 1020060011873A KR 20060011873 A KR20060011873 A KR 20060011873A KR 20070080509 A KR20070080509 A KR 20070080509A
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 개시한 것으로서, 인접 배치되는 제 1 처리실과 제 2 처리실의 사이에 제 1 처리액 분사부가 설치되고, 제 1 처리실 및 제 2 처리실에 각각 제 2 처리액 분사부가 설치되도록 처리액 분사부들의 배치 구조를 개선하여, 제 1 처리액 분사부를 통해 처리실들 내의 기판에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하고, 이와 함께 제 2 처리액 분사부를 통해 기판에 제 2 처리액을 분사함으로써, 분사 노즐의 대기 상태로 인한 손실 시간을 줄여 설비의 활용 측면에서 효율성을 증대시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
인라인 설비, 도포, 현상, 처리액 분사부

Description

기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATES}
도 1은 본 발명에 따른 인라인 반도체 제조 설비의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 개략적 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치의 개략적 사시도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 동작 상태를 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 스피너 설비 2 : 인터페이스부
3 : 스캐너 설비 110 : 제 1 처리실
120 : 제 2 처리실 130 : 제 1 처리액 분사부
131 : 분사 노즐 132 : 디스펜스 아암
134 : 회전축 136 : 구동부
140a,140b : 제 2 처리액 분사부 150a,150b,150c : 노즐 대기부
본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 사진 공정이 진행되는 인라인(In-line) 반도체 제조 설비 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 형성하도록 박막을 순차적으로 적층하는 과정을 반복함으로써 제조되며, 박막의 형성 및 적층을 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다.
이러한 다수의 단위 공정들 중 사진 공정은 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 공정으로서, 감광액 도포(Coating) 공정, 노광(Exposuring) 공정, WEE(Wide Expose Edge) 공정, 그리고 현상(Developing) 공정 등으로 이루어지며, 현상 공정에 의해 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 이용하여 웨이퍼의 최상단층을 식각함으로써 패턴에 따른 소자의 형성이 가능하게 된다.
상술한 바와 같은 공정들이 개별적으로 분리된 장치들에 의하여 수행될 경우, 동선(動線)이 너무 길게 형성되기 때문에 작업 간의 이송에 과다한 시간이 소요되고, 웨이퍼가 대기 중에 노출되는 시간이 길어져 쉽게 오염되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 코터, 디벨로퍼, 베이킹 유닛, 주변 노광 유닛 및 스텝퍼 등이 일정한 배열을 이루며 순차적으로 배치되는 인라인(In-line) 설비가 개발되었다.
반도체 사진 공정이 진행되는 인라인 반도체 제조 설비는, 도포 공정 및 현 상 공정이 진행되는 스피너(Spinner) 설비와, 도포 공정을 마친 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 노광 공정이 진행되는 스캐너(Scanner) 설비를 가진다. 그리고, 스피너 설비는 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 인덱스부와, 인덱스부에 인접 설치되는 처리 부를 포함하며, 처리부에는 도포 유닛 및 현상 유닛 등이 공정의 흐름에 맞추어 일정 배열로 배치된다.
일반적으로 사용되는 인라인 반도체 제조 설비의 경우, 도포 유닛과 현상 유닛은 동일한 공정이 진행되는 2개의 처리실들이 횡 방향으로 배치된 상태에서 2단으로 적층된 구조를 가지며, 각각의 처리실에는 상이한 처리액을 기판상에 공급하는 2 개의 분사 노즐들이 설치되어 있다. 도포 유닛에는 감광액 분사 노즐과 린스액 분사 노즐이 설치되고, 현상 유닛에는 현상액 분사 노즐과 린스액 분사 노즐이 설치된다.
그런데, 도포 유닛의 감광액 분사 노즐과 현상 유닛의 현상액 분사 노즐의 실제 구동 시간은 린스액 분사 노즐의 구동 시간과 비교하여 상대적으로 짧기 때문에, 감광액 분사 노즐과 현상액 분사 노즐은 감광액 또는 현상액을 기판상에 분사한 후 도포 공정 및 현상 공정이 진행되는 동안 상당 시간을 각 처리실 내의 홈(Home) 위치에서 대기하게 되며, 이로 인해 설비의 활용 측면에서 공정의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 인라인 반도체 제조 설비가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판상에 처리액을 공급하는 분사 노즐들의 배치 구조를 개선하여 공정의 효율성을 증대시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 장치는, 제 1 처리실과; 상기 제 1 처리실에 인접 배치되며, 상기 제 1 처리실과 동일한 공정이 진행되는 제 2 처리실과; 상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실 사이에 설치되며, 상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실 내에서 공정이 진행되는 기판들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부와; 상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실에 각각 설치되어 상기 기판에 제 2 처리액을 분사하는 제 2 처리액 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 장치는 상기 기판상에 감광액의 도포 공정이 진행되는 도포 장치를 포함하며, 상기 제 1 처리액 분사부는 기판상에 감광액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부는 기판상에 린스액을 분사하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 장치는 노광 공정을 통해 상기 기판상에 형성된 패턴을 현상하는 공정이 진행되는 현상 장치를 포함하며, 상기 제 1 처리액 분사부는 기판상에 현상액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부는 기판상에 린스액을 분사하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 인라인 스피너 설비는, 복수 의 기판들이 수납된 캐리어에 기판을 반출입하는 인덱스부와, 상기 인덱스부에 인접 배치되며 일정 배열로 설치된 도포 장치 및 현상 장치를 가지는 처리 유닛을 포함하는 인라인 스피너 설비에 있어서, 상기 도포 장치 및 상기 현상 장치는 제 1 처리실과; 상기 제 1 처리실에 인접 배치되는 제 2 처리실과; 상기 처리실들 사이에 설치되며, 상기 처리실들 내에서 공정이 진행되는 기판들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부와; 상기 처리실들에 각각 설치되어 상기 기판에 제 2 처리액을 분사하는 제 2 처리액 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인라인 스피너 설비에 있어서, 상기 도포 장치는 상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 감광액을 공급하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 공급하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 현상 장치는 상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 현상액을 공급하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 공급하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 인접 배치되는 제 1 처리실과 제 2 처리실의 사이에 설치되며 동일한 공정이 진행되는 상기 처리실들 내의 기판들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부와, 상기 제 1 처리실 및 상기 제 2 처리실에 각각 설치되며 기판에 제 2 처리액을 분사하는 제 2 처리액 분사부를 가지는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 처리액 분사부를 통해 상기 제 1 처리실 내의 기판에 제 1 처리액을 분사하는 단계와; 상기 제 1 처리실에 설치된 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 상기 제 1 처리실 내의 기판에 제 2 처리액을 분사함과 동시에, 상기 제 1 처리액 분사부를 상기 제 2 처리실 측으로 이동시켜 상기 제 2 처리실 내의 기판에 제 1 처리액을 분사하는 단계와; 상기 제 2 처리실에 설치된 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 상기 제 2 처리실 내의 기판에 제 2 처리액을 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 단계를 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 도포 장치를 포함하며, 상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 감광액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 분사하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기판 처리 장치는 현상 장치를 포함하며, 상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 현상액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 분사하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 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.
( 실시예 )
도 1은 본 발명에 따른 인라인 반도체 제조 설비의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 제조 설비는, 반도체 사진 공정이 순차적으로 진행되는 인라인(In-line) 설비에 관한 것으로, 스피너(Spinner) 설비(1), 인터페이스부(2) 및 스캐너(Scanner) 설비(3)를 포함한다. 스피너 설비(1)와 스캐너 설비(3)는 순차적으로 나란하게 배치되며, 그 사이에는 설비(1,3)들 간에 기판을 이송하기 위한 인터페이스부(2)가 배치된다. 스피너 설비(1)에서 도포 공정이 완료된 기판은 스캐너 설비(3)로 이송되어 노광 공정이 진행되며, 스캐너 설비(3)에서 노광 공정이 완료된 기판은 다시 스피너 설비(1)로 이송되어 현상 공정이 진행된다.
스피너 설비(1)는 인덱스부(10) 및 처리 유닛(20)을 가진다. 인덱스부(10)는 다수의 기판들이 수납된 캐리어(미도시)가 놓여지는 캐리어 스테이션(11)과, 캐리어 스테이션(11)으로부터 처리 유닛(20)으로 또는 처리 유닛(20)으로부터 캐리어 스테이션(11)으로 기판을 이송하는 캐리어 스테이션 아암(12)을 포함한다. 처리 유닛(20)은 인덱스부(10)에 인접 설치되며, 도포 장치(100), 현상 장치(200) 및 베이크 장치(300)를 가진다. 각 장치(100,200,300)들은 공정의 흐름에 맞추어 중앙부의 통로(310)의 양측에 횡으로 배치될 수 있다. 그리고 통로(310)에는 각 장치(100,200,300)들 간 또는 각 장치(100,200,300)들과 인터페이스부(2) 간에 기판을 이송하는 반송 로봇(320)이 설치된다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 개략적 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 처리 장치의 개략적 사시도이며, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 동작 상태를 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 동일한 기판 처리 공정이 진행되는 제 1 처리실(110)과 제 2 처리실(120)이 횡 방향으로 인접하게 배치된 구조를 가진다. 제 1 처리실(110) 및 제 2 처리실(120)의 내측에는 각각 기판(W)을 회전 가능하게 지지하는 스핀척(112,122)이 설치된다. 스핀척(112,122)의 좌우 양측에는 기판(W)상에 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부(130)와 제 2 처리액 분사부(140a,140b)가 배치된다. 각각의 처리액 분사부들(130,140a,140b)의 하부에는 처리액 분사부들(130,140a,140b)이 공정 진행을 위해 대기하는 장소를 제공하는 노즐 대기부들(150a,150b,150c)이 설치된다. 그리고, 처리액 분사부들(130,140a,140b)은 처리액을 분사하기 위한 분사 노즐(131)을 갖는 디스펜스 아암(132)과, 디스펜스 아암(132)에 연결된 회전축(134) 및 회전축(134)을 구동시키는 구동부(136)를 가진다.
제 1 처리액 분사부(130)는 제 1 처리실(110)과 제 2 처리실(120)의 사이에 설치되며, 제 1 처리실(110)과 제 2 처리실(120) 내에서 공정이 진행되는 기판(W)들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사한다. 그리고, 제 2 처리액 분사부(140a,140b)들은 제 1 처리실(110) 및 제 2 처리실(120)에 각각 설치되며, 기판(W)상에 제 2 처리액을 분사한다.
제 1 처리액 분사부(130)를 통해 제 1 처리실(110) 내의 기판(W)에 제 1 처 리액을 분사하고(도 4a), 이후 제 1 처리실(110)에 설치된 제 2 처리액 분사부(140a)를 통해 제 1 처리실(110) 내의 기판에 제 2 처리액을 분사함과 동시에, 제 1 처리액 분사부(130)를 제 2 처리실(120) 측으로 이동시켜 제 2 처리실(120) 내의 기판에 제 1 처리액을 분사한다.(도 4b) 그리고, 제 1 처리액 분사부(130)를 노즐 대기부(150b)로 복귀시킨 후 제 2 처리실(120)에 설치된 제 2 처리액 분사부를 통해 제 2 처리실 내의 기판에 제 2 처리액을 분사한다.(도 4c) 이와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 횡 방향으로 배치된 제 1 처리실(110)과 제 2 처리실(120)의 내측에 처리액 분사부를 3 개소 설치하여 기판상에 처리액을 공급함으로써, 설비의 활용 측면에서 효율성을 증대시킬 수 있게 된다. 여기서, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치가 기판의 표면에 감광액을 도포하는 도포 장치(100)인 경우에는, 제 1 처리액 분사부(130)는 기판(W)상에 감광액(Photo-Resist, PR)을 분사하고, 제 2 처리액 분사부(140a,140b)는 기판상에 린스액을 분사한다. 그리고, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치가 노광 공정을 통해 기판(W)상에 형성된 패턴을 현상하는 현상 장치(200)인 경우에는, 제 1 처리액 분사부(130)는 기판(W)상에 현상액을 분사하고, 제 2 처리액 분사부(140a,140b)는 기판상에 린스액을 분사한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 처리실 내의 기판상에 처리액을 공급하는 처리액 분사부들의 배치 구조를 개선하여, 분사 노즐의 대기 상태로 인한 손실 시간을 줄여 설비의 활용 측면에서 효율성을 증대시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 제 1 처리실과;
    상기 제 1 처리실에 인접 배치되며, 상기 제 1 처리실과 동일한 공정이 진행되는 제 2 처리실과;
    상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실 사이에 설치되며, 상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실 내에서 공정이 진행되는 기판들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부와;
    상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실에 각각 설치되어 상기 기판에 제 2 처리액을 분사하는 제 2 처리액 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기판상에 감광액의 도포 공정이 진행되는 도포 장치를 포함하며,
    상기 제 1 처리액 분사부는 기판상에 감광액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부는 기판상에 린스액을 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 노광 공정을 통해 상기 기판상에 형성된 패턴을 현상하는 공정 이 진행되는 현상 장치를 포함하며,
    상기 제 1 처리액 분사부는 기판상에 현상액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부는 기판상에 린스액을 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 복수의 기판들이 수납된 캐리어에 기판을 반출입하는 인덱스부와, 상기 인덱스부에 인접 배치되며 일정 배열로 설치된 도포 장치 및 현상 장치를 가지는 처리 유닛을 포함하는 인라인 스피너 설비에 있어서,
    상기 도포 장치 및 상기 현상 장치는,
    제 1 처리실과;
    상기 제 1 처리실에 인접 배치되는 제 2 처리실과;
    상기 처리실들 사이에 설치되며, 상기 처리실들 내에서 공정이 진행되는 기판들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부와;
    상기 처리실들에 각각 설치되어 상기 기판에 제 2 처리액을 분사하는 제 2 처리액 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 스피너 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도포 장치는,
    상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 감광액을 공급하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 공급하는 것을 특징으로 하는 인라인 스피너 설비.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 현상 장치는,
    상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 현상액을 공급하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 공급하는 것을 특징으로 하는 인라인 스피너 설비.
  7. 인접 배치되는 제 1 처리실과 제 2 처리실의 사이에 설치되며 동일한 공정이 진행되는 상기 처리실들 내의 기판들에 순차적으로 제 1 처리액을 분사하는 제 1 처리액 분사부와, 상기 제 1 처리실 및 상기 제 2 처리실에 각각 설치되며 기판에 제 2 처리액을 분사하는 제 2 처리액 분사부를 가지는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 제 1 처리액 분사부를 통해 상기 제 1 처리실 내의 기판에 제 1 처리액을 분사하는 단계와;
    상기 제 1 처리실에 설치된 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 상기 제 1 처리실 내의 기판에 제 2 처리액을 분사함과 동시에, 상기 제 1 처리액 분사부를 상기 제 2 처리실 측으로 이동시켜 상기 제 2 처리실 내의 기판에 제 1 처리액을 분사하는 단계와;
    상기 제 2 처리실에 설치된 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 상기 제 2 처리실 내의 기판에 제 2 처리액을 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기 판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 도포 장치를 포함하며,
    상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 감광액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 현상 장치를 포함하며,
    상기 제 1 처리액 분사부를 통해 기판상에 현상액을 분사하고, 상기 제 2 처리액 분사부를 통해 기판상에 린스액을 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190096901A (ko) * 2019-08-12 2019-08-20 세메스 주식회사 기판 처리 장치

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