KR20130115243A - 공유 분위기 환경에 배치된 다중 프로세싱 디바이스들을 갖는 기판 프로세싱 시스템 및 연관된 방법들 - Google Patents

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데이비드 제이 헴커
루밥 엘 쉬트
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Abstract

복수의 기판 프로세싱 디바이스들이 공유 분위기 환경 내에서 분리된 방식으로 배치된다. 반송 디바이스는 공유 분위기 환경 내에 배치되고 연속적인 방식으로 기판 프로세싱 디바이스들을 통해 그리고 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서 기판을 이동하도록 정의된다. 일부 기판 프로세싱 디바이스들은, 액체 재료의 부재에서 기판에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경이 조성되는 건식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된다. 일부 기판 프로세싱 디바이스들은, 액체 상태의 적어도 하나의 재료가 기판에 공급되는 습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된다. 일 실시형태에 있어서, 상보적인 한 쌍의 건식 및 습식 기판 프로세싱 디바이스들이 반송 디바이스에 의한 기판의 이동에 대하여 연속적인 방식으로 공유 분위기 환경에 배치된다.

Description

공유 분위기 환경에 배치된 다중 프로세싱 디바이스들을 갖는 기판 프로세싱 시스템 및 연관된 방법들{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM WITH MULTIPLE PROCESSING DEVICES DEPLOYED IN SHARED AMBIENT EMVIRONMENT AND ASSOCIATED METHODS}
반도체 디바이스 제조에서, 재료들은 기판, 즉 실리콘 웨이퍼 상에 적층형 방식으로 축적되어, 집적 회로 디바이스를 형성한다. 적층형 방식에서의 재료들의 축적은, 재료를 성막하고, 재료를 제거하고, 재료를 변성시키는 제조 동작들의 많은 상이한 유형들 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 통상적으로, 대부분의 반도체 디바이스 제조 프로세스들은 각각의 제조 프로세스를 수행하도록 특별히 설계된 챔버들 내에서 행해진다. 이에 따라, 하나의 격리된 프로세싱 챔버에서 다른 격리된 프로세싱 챔버로 이동되는 소정의 기판은 그 상부에서 수행되는 상이한 유형들의 제조 프로세스들을 갖는 것이 종종 필요하다. 이러한 챔버에서 챔버로의 기판의 이동은 시간을 필요로 하며 최종 기판의 전체 제조 경비에 비용을 부가한다.
예를 들어, 일부 반도체 제조 프로세스들에 있어서, 포토레지스트 재료는 기판 상에 성막되고 패터닝되며, 재료 성막, 제거 또는 변성 프로세스 중 어느 것에 대한 마스크로서 사용된다. 이온 주입 프로세스들과 같은 일부 프로세스들 동안, 노출된 포토레지스트 재료는 단일 습식 박리 프로세스를 사용하여 제거하기에 매우 어려운 가교된 포토레지스트 크러스트 재료로 변형될 수 있다. 이러한 경우, 가교된 포토레지스트 크러스트 및 하부의 정상 포토레지스트 재료는 기판으로부터 그 각각의 제거를 위해 상이한 프로세스들로 처리되어야 한다. 통상적으로, 이들 요구되는 상이한 포토레지스트 제거 프로세스들은 챔버에서 챔버로의 기판의 이송을 필요로 하는 별도의 격리된 챔버들에서 수행되어야 한다. 또한, 복수의 연속 프로세싱을 위한 챔버에서 챔버로의 기판의 이송은 최종 기판의 전체 제조 경비에 시간 및 비용을 부가하고, 챔버에서 챔버로의 이동 동작 동안 소정의 기판이 손상되게 되는 가능성을 증가시킨다.
본 명세서에 개시된 발명은 이러한 맥락에서 발생한 것이다.
일 실시형태에 있어서, 기판 프로세싱 시스템이 개시된다. 시스템은 공유 분위기 (shared ambient) 환경 내에서 분리된 방식으로 배치된 복수의 기판 프로세싱 디바이스들을 포함한다. 또한, 시스템은 공유 분위기 환경 내에 배치되고, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각각을 통해 그리고 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각 사이에서 연속적인 방식으로 기판을 이동하도록 정의된 반송 디바이스를 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 기판 프로세싱 시스템이 개시된다. 시스템은 공유 분위기 환경 내에 배치된 제 1 기판 프로세싱 디바이스를 포함한다. 또한, 시스템은 공유 분위기 환경 내에 배치되고 제 1 기판 프로세싱 디바이스와 분리된 제 2 기판 프로세싱 디바이스를 포함한다. 시스템은 공유 분위기 환경 내에 배치되고 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각각을 통해 그리고 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각 사이에서 기판을 연속적인 방식으로 이동하도록 정의된 반송 디바이스를 더 포함한다. 제 1 기판 프로세싱 디바이스는 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의된다. 제 2 기판 프로세싱 디바이스는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의된다. 제 1 기판 프로세싱 디바이스는 액체 재료의 부재에서 기판의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경을 조성하도록 정의되어 건식 기판 프로세싱 동작을 수행한다. 제 2 기판 프로세싱 디바이스는 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 기판에 공급하도록 정의되어 습식 기판 프로세싱 동작을 수행한다.
다른 실시형태에 있어서, 기판을 프로세싱하는 방법이 개시된다. 방법은 공유 분위기 환경 내에 분리된 방식으로 배치된 복수의 기판 프로세싱 디바이스들을 통해 연속적인 방식으로 기판을 이동하는 단계를 포함한다. 소정의 기판 프로세싱 디바이스를 통해 기판을 이동하는 단계는 소정의 기판 프로세싱 디바이스에 의해 수행되는 프로세싱 동작으로 기판을 처리한다. 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 동작한다. 건식 기판 프로세싱 동작은 액체 상태의 어떠한 재료도 기판에 공급하지 않는다. 또한, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 동작한다. 습식 기판 프로세싱 동작은 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 기판에 공급한다.
본 발명의 다른 양태들 및 이점들은 본 발명을 예시로서 도시하는 첨부 도면들과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 더 명백해지게 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 프로세싱 시스템을 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스템 내에 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들의 클로즈업 측면도를 나타낸다.
도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복수의 기판 프로세싱 디바이스들에 대한 반송 디바이스의 직선 코스 버전의 상면도를 나타낸다.
도 1d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복수의 기판 프로세싱 디바이스들에 대한 반송 디바이스의 곡선 코스 버전의 상면도를 나타낸다.
도 1e는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복수의 기판 프로세싱 디바이스들에 대한 반송 디바이스의 원형 코스 버전의 상면도를 나타낸다.
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 반송 디바이스의 이동 방향에 대해 건식 기판 프로세싱 디바이스 다음에 연속적으로 습식 기판 프로세싱 디바이스가 배치되는 기판 프로세싱 시스템을 나타낸다.
도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 액체 재료의 부재에서 기판의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경을 조성하도록 레이저 빔이 사용되는 건식 기판 프로세싱 디바이스의 일 예를 나타낸다.
도 2c는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 액체 재료의 부재에서 기판의 표면에 대한 노출 시, 활성화된 반응 환경, 즉 플라즈마를 조성하도록 플라즈마 발생 디바이스가 사용되는 건식 기판 프로세싱 디바이스의 일 예를 나타낸다.
도 2d는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 반송 디바이스에 의해 기판이 이동될 때, 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료를 분사하도록 스프레이 바가 정의된 습식 기판 프로세싱 디바이스의 일 예를 나타낸다.
도 2e는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 근접 헤드 아래에서 반송 디바이스에 의해 기판이 이동될 때, 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료의 메니스커스를 플로우하도록 근접 헤드가 정의된 습식 기판 프로세싱 디바이스의 다른 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판을 프로세싱하는 방법의 플로우챠트를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 포토레지스트 재료를 제거하기 위해 기판을 프로세싱하는 방법의 플로우 챠트를 나타낸다.
다음의 설명에 있어서, 많은 특정 상세들이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 특정 상세들의 일부 또는 전부 없이도 본 발명이 실시될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 다른 예시들에 있어서, 주지된 프로세스 동작들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 프로세싱 시스템 (100) 을 나타낸다. 시스템 (100) 은 공유 분위기 환경 (103) 내에 분리된 방식으로 배치된 2개 이상의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 을 포함한다. 설명의 용이를 위해, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 중 임의의 소정의 하나는, 이하, 기판 프로세싱 디바이스 (101) 로서 일반적인 용어로 지칭된다. 또한, 시스템 (100) 은 공유 분위기 환경 (103) 내에 배치된 반송 디바이스 (109) 를 포함한다. 반송 디바이스 (109) 는, 화살표 (111) 로 표시된 바와 같이, 연속적인 방식으로 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 의 각각을 통해 그리고 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 의 각 사이에서 하나 이상의 기판 (107) 을 이동하도록 정의된다. 반송 디바이스 (109) 는 소정의 시간에서 시스템 (100) 을 통해 하나 또는 다중 기판들 (107) 을 반송하도록 정의될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
일 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 선형 방식으로 각각의 기판 프로세싱 디바이스 (101) 를 통해 기판 (107) 을 이동하도록 정의되어, 기판 (107) 의 상면이 기판 프로세싱 디바이스 (101) 를 통해 기판 (107) 의 단일 통과 동안 실질적으로 균일한 방식으로 프로세싱된다. 일 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 기판 (107) 은 반도체 웨이퍼로 지칭한다. 그러나, 다른 실시형태들에 있어서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 기판 (107) 은 사파이어, GaN, GaAs 또는 SiC 로 형성된 기판 또는 다른 기판 재료들을 지칭할 수 있고, 유리 패널/기판, 금속 포일, 금속 시트, 폴리머 재료 등을 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시형태들에 있어서, 본 명세서에서 지칭되는 바와 같은 기판 (107) 은 형태, 형상 및/또는 사이즈에서 변화할 수 있다.
각각의 기판 프로세싱 디바이스 (101A-101n) 는, 기판 프로세싱 디바이스 (101A-101n) 를 통해/지나서/의해 기판 (107) 이 이동될 때, 그 각각의 프로세싱 영역 (105A-105n) 내의 기판 (107) 상에서 프로세스를 수행하도록 정의된다. 소정의 기판 프로세싱 디바이스 (101) 에 의해 기판 (107) 상에서 수행되는 프로세스는 하나 이상의 재료 변성, 재료 제거, 재료 성막, 및/또는 메트롤로지 (metrology), 즉 기판 (107) 의 일부 특성들의 측정을 포함할 수 있다. 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 의 일부는 기판 (107) 에 액체 상태의 어떠한 재료의 공급도 포함하지 않는 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의될 수 있다. 또한, 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 의 일부는 기판 (107) 에 액체 상태의 적어도 하나의 재료가 공급되는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의될 수 있다.
시스템 (100) 은 습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하는 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 로부터의 액체에 대하여, 건식 기판 프로세싱 동작들을 수행하는 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 이 차폐되는 것을 보장하기 위해 배치된 다수의 차폐 컴포넌트들 (106) 을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 차폐 컴포넌트들 (106) 은 배리어들 또는 스플래시 가드들과 같은, 물리적 구조물들일 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 차폐 컴포넌트들 (106) 은 가스 커텐들과 같은 비물리적 배리어들일 수도 있다. 그러나, 특정 실시형태에 관계없이, 차폐 컴포넌트들 (106) 은 반송 디바이스 (109) 에 의한 기판 (107) 의 이동에 의한 간섭을 회피하도록 정의되고 배치되며, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 각각 및 그 각각의 프로세싱 영역 (105A-105n) 이 공유 분위기 환경 (103) 에 개방 노출 상태로 유지된다는 것을 이해해야 한다.
일 실시형태에 있어서, 공유 분위기 환경 (103) 은 내부에서 수행되는 기판 프로세싱 동작들에 적합한, 모니터링되고 제어되는 가스 조성, 압력, 온도 및 습도를 갖는, 제어된 분위기 환경이다. 또한, 공유 분위기 환경 (103) 은 시스템 (100) 내에서 기판들 (107) 에 위협을 제기할 수도 있는 파티클성 오염물들을 제거하도록 필터링될 수 있다. 시스템 (100) 은 공유 분위기 환경 (103) 에 플럼 (plumb) 되는 가스 공급/제거 장비를 포함할 수 있다. 또한, 시스템 (100) 은, 공유 분위기 환경 (103) 내에 배치된 다수의 압력, 온도 및 습도 모니터링 및/또는 제어 디바이스들이 본 명세서에 개시된 바와 같은 시스템 (100) 의 동작과 간섭하지 않는 한, 이들 디바이스들을 포함할 수 있다. 별도로 제어되는 분위기 환경들 사이를 통과해야 하지 않으면서, 즉, 하나의 격리된 프로세싱 챔버에서 상이한 격리된 프로세싱 챔버로 이동해야 하지 않으면서, 동일한 공유 분위기 환경 (103) 내에서, 하나의 프로세싱 영역 (105) 에서 다른 프로세싱 영역 (105) 으로, 시스템 (100) 을 통해 반송 디바이스 (109) 에 의해 기판 (107) 이 이동된다는 것을 알아야 한다.
일 실시형태에 있어서, 시스템 (100) 은, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 각각을 통해 연속적인 방식으로 반송 디바이스 (109) 가 기판들 (107) 을 이동할 때, 기판 마다에 기초하여 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 의 하나 이상의 동작을 제어하도록 정의된 프로세스 제어 모듈 (110) 을 포함한다. 도 1a의 예시의 실시형태는 시스템 (100) 내에 배치된 프로세스 제어 모듈 (110) 을 나타내지만, 다른 실시형태들에서 프로세스 제어 모듈 (100) 이 시스템 (100) 의 외측에 배치될 수 있고, 유선 접속 또는 무선 접속 중 어느 하나를 통해 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 의 하나 이상과 통신하도록 접속될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 일부 실시형태들에서, 모든 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 이 프로세스 제어 모듈 (110) 과 통신하도록 접속/정의되는 것은 아니라는 것도 이해해야 한다.
일 실시형태에 있어서, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 의 적어도 하나는, 기판 (107) 이 스캐닝 메트롤로지 디바이스를 통해 반송 디바이스 (109) 에 의해 이동될 때, 기판 (107) 을 스캔하도록 정의된 스캐닝 메트롤로지 디바이스이다. 스캐닝 메트롤로지 디바이스는 기판 (107) 의 표면의 하나 이상의 특성들을 측정 및 기록하고, 그 측정된 특성들을 프로세스 제어 모듈 (110) 로 전송하도록 정의된다. 다양한 실시형태들에 있어서, 시스템 (100) 내에서 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 중 하나로서 배치되는 스캐닝 메트롤로지 디바이스는, 이에 한정되지는 않지만, 특히 표면 조도, 막 두께, 오염물 레벨들 (파티클들, 금속들, 이온들 등) 을 포함하는, 기판 (107) 의 특성들을 측정하도록 정의될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 프로세스 제어 모듈 (110) 로 전송되는 바와 같은 기판 (107) 의 측정된 특성들은 입력으로서 제공되어, 기판 (107) 이 반송 디바이스 (109) 에 의해 이동되게 되는 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스 (101) 의 동작을 제어한다. 예를 들어, 스캐닝 메트롤로지 디바이스는 기판 (107) 이 특정 재료로 완전히 세정되었는지를 판정하기 위해 시스템 (100) 에 배치될 수 있다. 스캐닝 메트롤로지 디바이스가, 기판 (107) 이 완전히 세정되지 않았다고 판정하면, 스캐닝 메트롤로지 디바이스가 통신하는 프로세스 제어 모듈 (110) 은 기판 (107) 상에서 부가적인 세정 동작들을 수행하도록 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스 (101) 에 지시할 수 있다. 그러나, 스캐닝 메트롤로지 디바이스가 기판 (107) 이 완전히 세정되었다고 판정하면, 스캐닝 메트롤로지 디바이스가 통신하는 프로세스 제어 모듈 (110) 은 기판 (107) 상에서 부가적인 세정 동작들을 수행하지 않도록 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스 (101) 에 지시할 수 있으며, 이는 기판 (107) 의 과도한 세정으로부터의 악영향을 회피할 수 있다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스템 (100) 내에 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 (101A 및 101B) 의 클로즈업 측면도를 나타낸다. 기판 프로세싱 디바이스들 (101A 및 101B) 의 각각은, 기판 (107) 이 반송 디바이스 (109) 에 의해 반송될 때 노출되는 각각의 프로세싱 영역 (105A 및 10B) 을 포함한다. 하나의 기판 프로세싱 디바이스, 예를 들어 101A 에서 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스, 예를 들어 101B로 기판 (107) 을 이동하는 것에 관하여 시간 고려가 있을 수도 있다. 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 (101A 및 101B) 사이의 분리 거리 (113) 및 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 (101A 및 101B) 사이에서 반송 디바이스 (109) 의 주행 속도는, 제 1 기판 프로세싱 디바이스 (101A) 에 의해 기판 (107) 에 부여되는 조건이 제 2 기판 프로세싱 디바이스 (101B) 에 의한 기판 (107) 의 프로세싱까지 유지되는 것을 보장하도록 정의된다.
예를 들어, 기판 프로세싱 디바이스 (101A) 는 기판 상의 재료의 층을 일시적으로 변성하는 영역 (105A) 내에서 프로세스를 수행할 수 있어서, 변성된 재료의 층이 후속 프로세스에 의해 제거될 수 있다. 일시적으로 변성된 재료의 층이 그 변성되지 않은 상태로 되돌아오기 전에, 기판 (107) 이 후속 프로세스로 처리될 필요가 있다. 본 예에 있어서, 분리 거리 (113) 및 반송 디바이스 (109) 의 속도는, 일시적으로 변성된 재료의 층이 그 변성되지 않은 상태로 되돌아오기 전에 다음의 기판 프로세싱 디바이스 (101B) 의 프로세싱 영역 (105B) 을 통해 기판 (107) 이 이동되는 것을 보장하도록 정의된다.
상술한 예는 기판 프로세싱 동안 많은 예시들에서 발생할 수도 있다. 예를 들어, 급속 산화되기 쉬운 재료의 산화층이 베어 재료의 프로세싱을 가능하게 하도록 제거되어야 하면, 제 1 기판 프로세싱 디바이스 (105A) 는 산화층을 제거하도록 기능할 수 있고, 기판 (107) 은 산화층이 재형성될 수 있기 전에 제 2 기판 프로세싱 디바이스 (101B) 의 제 2 프로세싱 영역 (105B) 을 통해 반송된다. 다른 예에 있어서, 기판 (107) 은 그 상부에 배치되고 불용성의 가교된 포토레지스트 크러스트 재료에 의해 피복되는 벌크 포토레지스트 재료를 가질 수 있다. 본 예에 있어서, 제 1 기판 프로세싱 디바이스 (101A) 는 습식 프로세싱 동작에서 가용성이도록 가교된 포토레지스트 크러스트 재료를 일시적으로 변성시키도록 기능할 수 있고, 그 후 제 2 기판 프로세싱 디바이스 (101B) 는 변성된 가교된 포토레지스트 재료 및 하부의 벌크 포토레지스트 재료 모두를 제거, 예를 들어 용해하도록 습식 기판 프로세싱 동작을 수행할 수 있다.
종래의 기판 프로세싱에 있어서, 기판은 통상적으로 단일 챔버에서의 성능에 대해 호환성이 없는 연속 프로세싱 동작들, 즉 건식 프로세싱 다음에 빠르게 이어지는 습식 프로세싱을 위해 하나의 격리된 챔버에서 다른 격리된 챔버로 이송되어야 한다. 이러한 챔버에서 챔버로의 이송은 일반적으로 환경 격리 장비를 통한 횡단을 수반하고, 프로세스 시간 스케일들에 대하여 실질적인 시간 지연을 초래할 수 있다. 이에 따라, 챔버에서 챔버로의 프로세싱 패러다임은 충분히 급속의 연속적인 방식으로 수행될 수 있는 프로세스들의 다양성에 관하여 제한된다. 급속의 연속적인 방식으로 다양한 프로세싱 동작들을 수행하기 위해, 기판 (107) 의 챔버에서 챔버로의 이송이 시스템 (100) 에서 요구되지 않는다는 것을 알아야 한다. 좀 더 구체적으로, 시스템 (100) 에서 기판 (107) 은 공유 분위기 환경 (103) 내에서 연속적인 방식으로 이동되고 프로세싱된다.
일 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 소정의 시간에서 시스템 (100) 을 통해 다중 기판들 (107) 을 반송하기 위해 이격된 방식으로 형성된 다중 기판 유지 영역들을 포함하도록 정의된다. 그러나, 다른 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 소정의 시간에서 시스템 (100) 을 통해 단일 기판을 반송하기 위해 단일 기판 유지 영역을 포함하도록 정의된다. 일 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 내부에 형성된 하나 이상의 기판 유지 영역들을 갖는 컨베이어 벨트로서 정의된다. 다른 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 각각이 하나 이상의 기판 유지 영역들을 포함하는 다수의 독립적으로 이동가능한 기판 지지체들을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 독립적으로 이동가능한 기판 지지체들은, 시스템 (100) 을 통해 이동할 때, 기판 지지체의 적절한 배향, 위치 및 모션을 유지하는 모션 제어 디바이스에 접속된다. 그러나, 반송 디바이스 (109) 의 특정 실시형태에 관계없이, 반송 디바이스 (109) 는 공유 분위기 환경 (103) 에 대한 노출 시 시스템 (100) 을 통해 연속적인 방식으로 이동하도록 정의되어, 시스템 (100) 내에 배치된 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 에 의한 프로세싱에 반송 디바이스 (109) 에 의해 반송되는 각 기판이 노출된다는 것을 이해해야 한다.
또한, 일부 실시형태들에 있어서, 반송 디바이스 (109) 에 의해 기판의 저부측이 실질적으로 접촉되지 않도록 반송 디바이스 (109) 의 기판 유지 영역들이 기판을 유지하도록 정의된다는 것을 이해해야 한다. 일 예에 있어서, 실질적으로 접촉되지 않는다는 것은, 접촉되지 않은 기판의 저부 측의 대다수를 남기면서, 기판에 대한 지지를 제공하기 위해 몇몇 주변 위치에서 기판의 저부측이 접촉될 수 있다는 것을 의미한다. 기판의 저부측과의 지지 접촉의 양 및 로케이션들은 상이한 실시형태들 사이에서 변화할 수 있다.
도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 에 대한 반송 디바이스 (109) 의 직선 코스 버전의 상면도를 나타낸다. 본 실시형태에 있어서, 각 기판 (107) 은 선형 방식, 즉 직선 방식으로 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 에 의한 프로세싱에 노출되는 시스템 (100) 을 통해 반송 디바이스 (109) 에 의해 이동된다.
도 1d는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 에 대한 반송 디바이스 (109) 의 곡선 코스 버전의 상면도를 나타낸다. 본 실시형태에 있어서, 각 기판 (107) 은 시스템 (100) 을 통해 임의적인 경로로, 즉 곡선들/회전들을 포함하여 반송 디바이스 (109) 에 의해 이동된다. 본 실시형태의 일 버전에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 실질적으로 선형 방식으로 각 기판 프로세싱 디바이스 (101) 를 통해 각각의 기판 (107) 을 이동하도록 정의되어, 반송 디바이스에 의해 만들어진 곡선들/회전들이 기판 프로세싱 디바이스 (101) 로케이션들 사이의 영역들 내에 존재한다. 특정 실시형태와 관계 없이, 반송 디바이스 (109) 는 기판 프로세싱 디바이스 (101) 를 통해/지나서/의해 기판이 이동되고 대응하는 기판 프로세싱 동작들로 처리될 때, 각각의 기판 프로세싱 디바이스 (101) 로부터의 적절한 배향 및 거리로 기판 (107) 을 유지하도록 정의된다는 것을 이해해야 한다. 일 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 소형 공간에서 반송 디바이스 (109) 로/로부터 각 기판 (107) 의 로딩 및 언로딩을 가능하게 하는 반원 경로를 따라 각각의 기판 (107) 을 이동하도록 정의된다.
도 1e는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 에 대한 반송 디바이스 (109) 의 원형 코스 버전의 상면도를 나타낸다. 본 예의 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 각각의 암 부재 (123) 에 의해 중앙의 회전가능한 허브 부재 (125) 에 접속된 다수의 기판 지지체들 (121) 을 포함한다. 각각의 기판 지지체 (121) 는 기판 (107) 을 유지하고 화살표 (127) 로 나타낸 바와 같이, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101D) 을 통해 기판 (107) 을 이동하도록 정의된다.
일 실시형태에 있어서, 각각의 암 부재 (123) 는 중앙의 회전가능한 허브 부재 (125) 에 접속된 각각의 핀 (124) 에 관하여 제어되는 방식으로 회전될 수 있어서, 중앙의 허브 부재 (125) 가 회전할 때, 소정의 기판 프로세싱 디바이스 (101) 에 대한 각 기판 지지체 (121) 의 속도가 소정의 속도 범위 내에서 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 중앙의 허브 부재 (125) 가 회전하면서 암 부재 (123) 가 그의 핀 (124) 주위를 회전할 때, 각각의 암 부재 (123) 는, 소정의 기판 프로세싱 디바이스 (101) 에 대해 대응하는 기판 지지체 (121) 의 적절한 포지셔닝을 가능하게 하기 위해 텔레스코핑 방식으로 연장되고 리트랙트 (retract) 된다. 도 1e의 예시의 구성은 4개의 기판 지지체들 (121) 및 4개의 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 을 나타낸다. 하지만, 기판 지지체들 (121) 의 개수 및 기판 프로세싱 디바이스들 (101) 의 개수는 상이한 실시형태들에서 달라질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
또한, 도 1c 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 반송 디바이스 (109) 의 직선, 곡선 및 원형 코스 버전들은 반송 디바이스 (109) 및 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 이 공유 분위기 환경 (103) 내에서 어떻게 정의될 수 있는지의 예시들을 나타내는 것임을 이해해야 한다. 다른 실시형태에 있어서, 공유 분위기 환경 (103) 내에 배치된 반송 디바이스 (109) 및 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 양자에 의해, 반송 디바이스 (109) 가 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 을 통해 그리고 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 사이에서 연속적인 방식으로 기판 (107) 을 이동하도록 정의되는 한, 반송 디바이스 (109) 및 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 (101A-101n) 은 도 1c 내지 도 1e에 도시된 예시의 구성들의 조합으로서 정의될 수도 있고 또는 도 1c 내지 도 1e의 예시에 도시된 것과 상이한 본질적으로 임의의 구성으로 정의될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 반송 디바이스 (109) 의 이동 방향 (111) 에 대해 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 다음에 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 가 연속 배치되는 기판 프로세싱 시스템 (200) 을 나타낸다. 본 실시형태에 있어서, 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 는, 기판 (107) 이 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 를 통해/지나서/의해/아래에서 이동될 때, 프로세싱 영역 (205) 내에서 기판 (107) 상의 건식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된다. 일 실시형태에 있어서, 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 는 액체 재료의 부재에서 기판 (107) 의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경을 조성하도록 정의되어 건식 기판 프로세싱 동작을 수행한다. 본 실시형태의 일 버전에 있어서, 활성화된 반응 환경은 기판 (107) 의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 및/또는 제거하도록 조성된다.
습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 는, 기판 (107) 이 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 를 통해/지나/의해/아래에서 이동될 때 프로세싱 영역 (207) 내의 기판 (107) 상에서 습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된다. 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 기판 (107) 에 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 공급하도록 정의된다.
일 실시형태에 있어서, 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 는, 도 1a에 관하여 상기 논의된 바와 같이, 하나 이상의 차폐 컴포넌트들 (106) 에 의해 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 로부터 나올 수도 있는 액체에 대하여 차폐된다. 반송 디바이스 (109) 에 의한 시스템 (200) 을 통한 기판 (107) 의 이동은 제 1 시간 (T1) 에서 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 를 통과하는 기판 (107-T1), 그 다음 제 2 시간 (T2) 에서 건식 및 습식 기판 프로세싱 디바이스들 (201 및 203) 사이를 통과하는 기판 (107-T2), 그 다음 제 3 시간 (T3) 에서 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 를 통과하는 기판 (107-T3) 으로 도시된다.
시스템 (200) 의 건식-습식 구성은 기판 (107) 의 급속의 연속적인 건식 및 습식 프로세싱을 필요로 하는 많은 프로세스들을 수행하기에 적합하다. 이러한 일 프로세스는 기판 (107) 으로부터 포토레지스트 재료의 제거, 즉 세정을 수반하며, 여기서 포토레지스트 재료는, 기판 (107) 의 상면 상에 배치된 벌크 포토레지스트 재료로 정의되며, 벌크 포토레지스트 재료 상부에는 가교된 포토레지스트 크러스트 재료가 배치된다. 이러한 포토레지스트 제거 프로세스에 있어서, 가교된 포토레지스트 크러스트 재료는 습식 기판 프로세싱 단독으로 제거하기가 어렵다. 그러나, 가교된 포토레지스트 크러스트 재료는 건식 기판 프로세싱 동작에서 변성되어 후속 습식 기판 프로세싱 동작에 의해 제거가능하게 될 수 있다. 이에 따라, 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 는 가교된 포토레지스트 크러스트 재료를 변성시키고 후속 습식 기판 프로세싱 동작에서 그것을 제거가능한 상태가 되도록 동작될 수 있다. 그 후, 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 는 습식 기판 프로세싱을 통해 변성된 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 및 벌크 포토레지스트 크러스트 재료 모두를 제거하도록 동작될 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 액체 재료의 부재에서, 기판 (107-T1) 의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경 (227) 을 조성하기 위해 레이저 빔 (225) 이 사용되는 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 의 일 예를 나타낸다. 기판 (107-T1) 은 그 상부에 배치된 벌크 포토레지스트 재료 (223) 및 벌크 포토레지스트 재료 (223) 상부에 배치된 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 (221A) 를 갖도록 도시된다. 활성화된 반응 환경 (227) 은 기판 (107-T1) 의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 및/또는 제거하기 위해 조성된다. 도 2b의 실시형태에 있어서, 활성화된 반응 환경 (227) 은, 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 (221A) 를 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 에서 후속 습식 기판 프로세싱 동작에 의해 제거될 수 있는 변성된 가교된 포토레지스트 재료 (221B) 로 변성시키기 위해 레이저 빔 (225) 에 의해 조성된다.
일 실시형태에 있어서, 기판 (107-T1) 의 표면 상에 활성화된 반응 환경 (227) 을 조성하기 위해 레이저 빔 (225) 을 사용하는 것에 부가하여, 활성화된 반응 환경 (227) 의 조성을 가능하게 하거나 또는 강화시키기 위해 기판에 하나 이상의 가스들이 플로우될 수 있다. 본 실시형태에서의 하나 이상의 가스들은 후속 습식 프로세싱 동작에서 변성된 가교된 포토레지스트 재료 (221B) 및 벌크 포토레지스트 재료 (223) 모두의 완전한 제거를 가능하게 하기 위해 이러한 방식으로 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 (221A) 를 변성시키는 반응성 뉴트럴들 및/또는 이온들을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시형태에 있어서, 레이저 빔 (225) 발생 디바이스는, 기판 (107-T1) 이 반송 디바이스 (109) 에 의해 이동될 때, 래스터화된 (rasterized) 방식, 즉 측면에서 측면으로의 방식으로 기판 (107-T1) 의 표면에 걸쳐 레이저 빔 (225) 의 에너지를 스캔하도록 정의되어, 기판 (107-T1) 표면 전부가 레이저 빔 (225) 에 노출되도록 된다.
도 2c는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 액체 재료의 부재에서 기판 (107-T1) 의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경 (270), 즉 플라즈마 (270) 를 조성하기 위해 플라즈마 발생 디바이스 (271) 가 사용되는 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 의 일 예를 나타낸다. 또한, 활성화된 반응 환경 (270) 은 기판 (107-T1) 의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 및/또는 제거하기 위해 조성된다. 도 2c의 실시형태에 있어서, 플라즈마 (270) 는 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 (221A) 를 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 에서의 후속 습식 기판 프로세싱 동작에 의해 제거될 수 있는 변성된 가교된 포토레지스트 재료 (221B) 로 변성하기 위해 조성된다.
플라즈마 발생 디바이스 (271) 는 가스 공급 채널 (275) 및 외부 가스 리턴 채널들 (277) 을 포함한다. 가스 공급 채널 (275) 는 벽들 (273) 에 의해 외부 가스 리턴 채널들 (277) 과 분리된다. 그리고, 외부 가스 리턴 채널들 (277) 은 외부 벽들 (273) 에 의해 정의된다. 또한, 플라즈마 발생 디바이스 (271) 는, 기판 (107) 이 플라즈마 발생 디바이스 (271) 아래에서 이동할 때, 기판 (107) 에 대해 근방이 되도록 배치된 전극 (274) 을 포함한다. 도 2c의 실시형태에 있어서, 전극 (274) 은 반응 가스가 가스 공급 채널 (275) 로부터 플로우되어 기판 (107-T1) 의 표면에 도달하는 다수의 가스 플로우 통로들을 포함한다. 또한, 도 2c의 실시형태에 있어서, 반송 디바이스 (109) 는 기판 (107-T1) 아래에 위치된 접지된 전극 (276) 을 포함한다.
동작 동안, 반응 가스가 가스 공급 채널 (275) 및 전극 (274) 을 통해 기판 (107-T1) 으로 플로우되고, 무선 주파수 (RF) 전력이 전극 (274) 에 인가되어 기판 (107-T1) 의 표면에 대한 노출 시 반응 가스를 플라즈마 (270) 로 변형시킨다. 반응 가스는 플라즈마 (270) 영역으로부터 외부 가스 리턴 채널들 (277) 을 통해 배출된다. 플라즈마 (270) 는 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 (221A) 를 제거하거나 변성시키도록 정의되어 후속 습식 프로세싱 동작에서 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 (221A) 가 제거될 수 있도록 한다.
일 실시형태에 있어서, 플라즈마 발생 디바이스 (271) 는, 플라즈마 (270) 발생 영역이 기판 (107-T1) 의 직경을 커버하도록 정의됨으로써, 기판 (107-T1) 의 전체 상부 표면이 건식 기판 프로세싱 디바이스 (201) 를 통해 기판 (107-T1) 의 단일 패스에서 플라즈마 (270) 에 노출되도록 한다. 다른 실시형태에 있어서, 플라즈마 발생 디바이스 (271) 는 기판 (107-T1) 의 표면에 대한 노출 시 국부적 플라즈마 (270) 를 발생하고, 기판 (107-T1) 이 반송 디바이스 (109) 에 의해 이동될 때, 래스터화된 방식으로 기판 (107-T1) 의 표면에 걸쳐 국부적 플라즈마를 스캔하도록 정의된다. 도 2c에서 플라즈마 발생 디바이스 (271) 의 구성은 예시로서 제공되는 것임을 이해해야 한다. 다른 실시형태들에 있어서, 플라즈마 발생 디바이스 (271) 가 기판 (107-T1) 에 대한 노출 시 플라즈마 (270) 를 조성하도록 정의되는 한, 플라즈마 발생 디바이스 (217) 는 상이한 구성 및/또는 동작 수단들을 가질 수 있다.
도 2d는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 반송 디바이스 (109) 에 의해 기판이 이동될 때, 기판 (107-T3) 의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료 (231) 를 분사하도록 스프레이 바 (230) 가 정의된 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 의 일 예를 나타낸다. 일 실시형태에 있어서, 기판 (107-T3) 상으로 액체 재료 (231) 가 분사될 때, 액체 재료 (231) 에 메가소닉 에너지를 부여하도록 스프레이 바 (230) 내에 하나 이상의 메가소닉 트랜스듀서들이 배치될 수 있다. 액체 재료 (231) 는 변성된 가교된 포토레지스트 재료 (221B) 및 하부의 벌크 포토레지스트 재료 (223) 모두를 제거하도록 조제된다. 일 실시형태에 있어서, 액체 재료 (231) 의 단일 스프레이 패턴은 기판 (107-T3) 쪽으로 지향될 수 있다. 도 2d에 나타낸 것과 같은 다른 실시형태들에 있어서, 액체 재료 (231) 의 다중 스프레이 패턴들이 기판 (107-T3) 쪽으로 지향될 수 있다.
도 2e는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 반송 디바이스 (109) 에 의해 근접 헤드 (251) 아래에서 기판 (107-T3) 이 이동될 때, 기판 (107-T3) 의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료 (231) 의 메니스커스 (253) 를 플로우하도록 근접 헤드 (251) 가 정의된 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 의 다른 예를 나타낸다. 메니스커스 (253) 는 기판 (107-T3) 과 근접 헤드 (251) 사이에 형성된다. 일 실시형태에 있어서, 근접 헤드 (251) 는 액체 프로세싱 재료 (231) 의 메니스커스 (253) 가 기판 (107-T3) 의 직경을 커버하도록 정의됨으로써, 기판 (107-T3) 의 상부 표면 전체가 습식 기판 프로세싱 디바이스 (203) 를 통해 기판 (107-T3) 의 단일 패스에서 메니스커스 (253) 에 노출되게 한다.
근접 헤드 (251) 는 유체 공급 채널 (255) 및 외부 유체 리턴 채널들 (257) 을 포함한다. 유체 공급 채널 (255) 은 외부 유체 리턴 채널들 (257) 과 벽들 (259) 에 의해 분리된다. 그리고, 외부 유체 리턴 채널들 (257) 은 외부 벽들 (259) 에 의해 정의된다. 동작 동안, 액체 프로세싱 재료 (231) 가 유체 공급 채널 (255) 을 통해 기판 (107-T3) 으로 플로우되고, 외부 유체 리턴 채널들 (257) 을 통해 되돌아감으로써, 기판 (107-T3) 상에 액체 프로세싱 재료 (231) 의 메니스커스 (253) 를 형성한다. 액체 프로세싱 재료 (231) 는 변성된 가교된 포토레지스트 재료 (221B) 및 하부의 벌크 포토레지스트 재료 (223) 모두를 제거하도록 조제된다. 도 2c에서의 근접 헤드 (251) 의 구성은 예시로서 제공된다는 것을 이해해야 한다. 다른 실시형태들에 있어서, 기판 (107-T3) 에 대한 노출 시 액체 프로세싱 재료 (231) 의 메니스커스 (253) 가 형성되는 한, 근접 헤드 (251) 는 상이한 구성 및/또는 동작 수단들을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판을 프로세싱하는 방법의 플로우챠트를 나타낸다. 방법은 공유 분위기 환경 내에 분리된 방식으로 배치된 복수의 기판 프로세싱 디바이스들을 통해 연속적인 방식으로 기판이 이동되는 동작 (301) 을 포함한다. 소정의 기판 프로세싱 디바이스를 통해 기판을 이동하면, 소정의 기판 프로세싱 디바이스에 의해 수행되는 프로세싱 동작으로 기판이 처리된다. 방법은, 연속적인 방식으로 복수의 기판 프로세싱 디바이스들 각각을 통해 그리고 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각 사이에서 기판을 이동하도록 공유 분위기 환경 내에 배치된 반송 디바이스를 동작시키는 것을 포함한다.
복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 건식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 동작한다. 그리고, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 동작한다. 또한, 방법은 기판 프로세싱 디바이스들의 일부가 공유 분위기 환경에 대한 노출 시 기판 상에서 하나 이상의 건식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 동작되는 동작 (303) 을 포함한다. 임의의 소정의 건식 기판 프로세싱 동작은 기판에 액체 상태의 어떠한 재료도 공급하지 않는다. 방법은, 기판 프로세싱 디바이스들의 일부가 공유 분위기 환경에 대한 노출 시 기판 상에서 하나 이상의 습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 동작되는 동작 (305) 을 포함한다. 기판이 이동될 때, 하나 이상의 습식 기판 프로세싱 동작들은 기판에 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 공급한다.
하나 이상의 건식 기판 프로세싱 동작들은, 기판이 이동될 때, 액체 재료의 부재에서 기판의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경을 조성함으로써 수행된다. 활성화된 반응 환경은 기판의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 및/또는 제거하기 위해 조성된다. 도 2b와 관련하여 설명된 바와 같은 일 실시형태에 있어서, 활성화된 반응 환경을 조성하는 것은 레이저 빔의 에너지를 기판의 표면 쪽으로 지향하도록 레이저 발생 디바이스를 동작시키는 것을 포함한다. 도 3c와 관련하여 설명된 바와 같은 다른 실시형태에 있어서, 활성화된 반응 환경을 조성하는 것은 기판의 표면에 대한 노출 시 플라즈마를 발생하도록 플라즈마 발생 디바이스를 동작시키는 것을 포함한다.
하나 이상의 습식 기판 프로세싱 동작들은, 기판이 이동될 때, 기판에 액체 형태의 프로세싱 재료를 공급함으로써 수행된다. 도 2d와 관련하여 설명된 바와 같은 일 실시형태에 있어서, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 기판이 이동될 때, 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료를 분사함으로써 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 동작된다. 도 2e와 관련하여 설명된 바와 같은 다른 실시형태에 있어서, 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는, 기판이 근접 헤드 아래에서 이동될 때, 기판과 근접 헤드 사이에서 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료의 메니스커스를 플로우함으로써 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 동작된다.
또한, 방법은 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 중 제 1 기판 프로세싱 디바이스에 의해 기판에 부여된 조건이 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 중 제 2 기판 프로세싱 디바이스에 의한 기판의 프로세싱까지 유지되는 것을 보장하도록, 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서 기판의 이동 시간을 제어하는 동작을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서 기판의 이동 시간을 제어하는 것은, 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이의 분리 거리, 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서의 기판의 주행 속도 또는 이들의 조합을 제어하는 것을 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 포토레지스트 재료를 제거하기 위해 기판을 프로세싱하는 방법의 플로우 챠트를 나타낸다. 방법은 공유 분위기 환경 내에 배치된 제 1 기판 프로세싱 디바이스로 공유 분위기 환경 내에서 기판을 이동하는 동작 (401) 을 포함한다. 기판은 그 상부에 배치된 벌크 포토레지스트 재료 및 벌크 포토레지스트 재료 위에 놓인 가교된 포토레지스트 재료를 갖는다. 또한, 방법은 기판이 제 1 기판 프로세싱 디바이스를 통해 이동될 때, 기판 상에서 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 제 1 기판 프로세싱 디바이스를 동작시키는 동작 (403) 을 포함한다. 건식 기판 프로세싱 동작은 후속 습식 기판 프로세싱 동작에서 제거가능한 형태로 가교된 포토레지스트 크러스트 재료를 변성시킨다.
방법은 동작 (405) 로 이어져서 제 1 기판 프로세싱 디바이스에서 공유 분위기 환경 내에 또한 배치된 제 2 기판 프로세싱 디바이스로 공유 분위기 환경 내에서 기판을 이동한다. 그 후, 방법은 기판이 제 2 기판 프로세싱 디바이스로 이동될 때, 기판 상에서 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 제 2 기판 프로세싱 디바이스가 동작되는 동작 (407) 으로 진행된다. 습식 기판 프로세싱 동작은 변성된 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 및 하부의 벌크 포토레지스트 재료 모두를 제거하도록 한다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 다중 프로세싱 영역, 연속적인 프로세싱 시스템은, 공유, 즉 공통 분위기 환경에서 기판의 임의의 유형으로부터/으로 본질적으로 재료들의 임의의 적층형 조합을 제거, 성막, 및/또는 변성시키기 위해 사용될 수 있다. 이것은 특히, 상이한 적층형 재료들이 연속적인 프로세싱 시스템의 각각의 프로세싱 영역들 내에서 구현될 수 있는 상이한 유형의 프로세싱을 필요로 하는 경우에 유용하다. 연속적인 프로세싱 시스템에서, 다중 기판 프로세싱 디바이스들은 원하는 기판 프로세싱 결과들을 달성하는데 필요한 본질적으로 임의의 방식으로 위치될 수 있다. 또한, 기판이 공유 분위기 환경 내에서 이동되기 때문에, 그리고 기판이 또한 공유 분위기 환경 내에 배치되기 때문에, 연속적인 프로세싱 동작들이 작은 중개 시간 지연으로 기판 상에서 수행될 수 있다.
본 발명은 몇몇 실시형태들에 의해 설명되었지만, 당업자는 앞의 명세서를 읽고 도면들을 연구하면 발명의 다양한 변경물들, 부가물들, 치환물들 및 등가물들을 실현하게 된다는 것을 이해할 것이다. 이에 따라, 본 발명은 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 포함된 모든 이러한 변경물들, 부가물들, 치환물들 및 등가물들을 포함한다.

Claims (31)

  1. 기판 프로세싱 시스템으로서,
    공유 분위기 (shared ambient) 환경 내에서 분리된 방식으로 배치된 복수의 기판 프로세싱 디바이스들; 및
    상기 공유 분위기 환경 내에 배치되고, 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각각을 통해 그리고 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각 사이에서 연속적인 방식으로 기판을 이동하도록 정의된 반송 디바이스를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이의 분리 거리 및 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서의 상기 반송 디바이스의 주행 속도는, 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 중 제 1 기판 프로세싱 디바이스에 의해 기판에 부여되는 조건이 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 중 제 2 기판 프로세싱 디바이스에 의한 상기 기판의 프로세싱까지 유지되는 것을 보장하도록 정의되는, 기판 프로세싱 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의되고, 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의되며,
    상기 건식 기판 프로세싱 동작은 상기 기판에 액체 상태의 어떠한 재료도 공급하지 않으며, 상기 습식 기판 프로세싱 동작은 상기 기판에 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 공급하는, 기판 프로세싱 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    건식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된 상기 기판 프로세싱 디바이스들의 적어도 하나는 액체 재료의 부재 (absence) 에서 상기 기판의 표면에 대한 노출 시 활성화된 (energized) 반응 환경을 조성하도록 정의되고,
    상기 활성화된 반응 환경은 상기 기판의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 (modify) 또는 제거하기 위해 조성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성화된 반응 환경을 조성하도록 정의된 상기 기판 프로세싱 디바이스들의 적어도 하나는, 상기 기판의 표면 쪽으로 레이저 빔 에너지를 지향하도록 정의된 레이저 발생 디바이스를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성화된 반응 환경을 조성하도록 정의된 상기 기판 프로세싱 디바이스들의 적어도 하나는, 상기 기판의 표면에 대한 노출 시 플라즈마를 발생하도록 정의된 플라즈마 발생 디바이스를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된 상기 기판 프로세싱 디바이스들의 적어도 하나는, 상기 기판이 상기 반송 디바이스에 의해 이동될 때, 상기 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료를 분사하도록 정의된 스프레이 바를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서,
    습식 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 정의된 상기 기판 프로세싱 디바이스들의 적어도 하나는, 상기 기판이 근접 헤드 아래에서 상기 반송 디바이스에 의해 이동될 때, 상기 근접 헤드와 상기 기판 사이에서 상기 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료의 메니스커스를 플로우하도록 정의된 상기 근접 헤드를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 디바이스가 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각각을 통해 연속적인 방식으로 기판들을 이동할 때, 기판 마다 (substrate-by-substrate) 에 기초하여 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 하나 이상의 동작을 제어하도록 정의된 프로세스 제어 모듈을 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 적어도 하나는, 상기 기판이 스캐닝 메트롤로지 (metrology) 디바이스를 통해 상기 반송 디바이스에 의해 이동될 때, 상기 기판을 스캔하도록 정의된 상기 스캐닝 메트롤로지 디바이스이고,
    상기 스캐닝 메트롤로지 디바이스는 상기 기판의 표면의 하나 이상의 특성들을 측정 및 기록하고, 측정된 특성들을 상기 프로세스 제어 모듈로 전송하여, 상기 기판이 상기 반송 디바이스에 의해 이동되게 되는 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스의 동작을 제어하기 위한 입력으로서 작용하도록 정의되는, 기판 프로세싱 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 디바이스는 이격된 방식으로 형성된 다중 기판 유지 영역들을 포함하도록 정의되는, 기판 프로세싱 시스템.
  12. 기판 프로세싱 시스템으로서,
    공유 분위기 환경 내에 배치된 제 1 기판 프로세싱 디바이스;
    상기 공유 분위기 환경 내에 배치되고 상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스와 분리된 제 2 기판 프로세싱 디바이스; 및
    상기 공유 분위기 환경 내에 배치되고, 상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스를 통해, 상기 제 1 및 제 2 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서, 그리고 상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스를 통해, 연속적인 방식으로 기판을 이동하도록 정의된 반송 디바이스를 포함하고,
    상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스는 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의되고, 상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의되며, 상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스는 상기 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하기 위해 액체 재료의 부재에서 상기 기판의 표면에 대한 노출시 활성화된 반응 환경을 조성하도록 정의되며, 상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스는 상기 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하기 위해 상기 기판에 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 공급하도록 정의되는, 기판 프로세싱 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 활성화된 반응 환경은 상기 기판의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 또는 제거하도록 조성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스는, 상기 반송 디바이스에 의해 상기 기판이 이동될 때, 상기 기판의 표면 쪽으로 레이저 빔 에너지를 지향하고 래스터화된 (rasterized) 방식으로 상기 기판의 표면에 걸쳐 상기 레이저 빔 에너지를 스캔하도록 정의된 레이저 발생 디바이스를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스는, 상기 반송 디바이스에 의해 상기 기판이 이동될 때, 상기 기판의 표면에 대한 노출시 국부적 플라즈마를 발생하도록 정의된 플라즈마 발생 디바이스를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스는 상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스로부터의 액체에 대하여 차폐되는, 기판 프로세싱 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스는, 상기 기판이 상기 반송 디바이스에 의해 이동될 때, 상기 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료를 분사하도록 정의된 스프레이 바를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스는, 상기 기판이 상기 반송 디바이스에 의해 근접 헤드 아래에서 이동될 때, 상기 기판과 상기 근접 헤드 사이에서 상기 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료의 메니스커스를 플로우하도록 정의된 상기 근접 헤드를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판 프로세싱 디바이스들 사이의 분리 거리 및 상기 제 1 및 제 2 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서의 상기 반송 디바이스의 주행 속도는, 상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스에 의해 기판에 부여되는 조건이 상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스에 의한 상기 기판의 프로세싱까지 유지되는 것을 보장하도록 정의되는, 기판 프로세싱 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 반송 디바이스는 이격된 방식으로 형성된 다중 기판 유지 영역들을 포함하도록 정의되는, 기판 프로세싱 시스템.
  21. 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    공유 분위기 환경 내에서 분리된 방식으로 배치된 복수의 기판 프로세싱 디바이스들을 통해 연속적인 방식으로 상기 기판을 이동하는 단계를 포함하고,
    소정의 기판 프로세싱 디바이스를 통해 상기 기판을 이동하는 단계는, 상기 기판을 상기 소정의 기판 프로세싱 디바이스에 의해 수행되는 프로세싱 동작으로 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 동작하고, 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부는 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 동작하며,
    상기 건식 기판 프로세싱 동작은 상기 기판에 액체 상태의 어떠한 재료도 공급하지 않으며, 상기 습식 기판 프로세싱 동작은 상기 기판에 액체 상태의 적어도 하나의 재료를 공급하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    연속적인 방식으로 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각각을 통해 그리고 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 각 사이에서 상기 기판을 이동하도록 상기 공유 분위기 환경 내에 배치된 반송 디바이스를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스 중 제 1 기판 프로세싱 디바이스에 의해 상기 기판에 부여되는 조건이 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 중 제 2 기판 프로세싱 디바이스에 의한 상기 기판의 프로세싱까지 유지되는 것을 보장하도록 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서 상기 기판의 이동 시간을 제어하는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서 상기 기판의 이동 시간을 제어하는 단계는, 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이의 분리 거리, 상기 2개의 연속 배치된 기판 프로세싱 디바이스들 사이에서의 상기 기판의 주행 속도 또는 이들의 조합을 제어하는 단계를 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판이 이동될 때, 액체 재료의 부재에서 상기 기판의 표면에 대한 노출 시 활성화된 반응 환경을 조성하는 것은, 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부를 동작시키는 것을 더 포함하고,
    상기 활성화된 반응 환경은 상기 기판의 표면 상에 존재하는 하나 이상의 재료들을 변성 또는 제거하도록 조성되는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 활성화된 반응 환경을 조성하는 것은, 상기 기판의 표면 쪽으로 레이저 빔 에너지를 지향하도록 레이저 발생 디바이스를 동작시키는 것을 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 활성화된 반응 환경을 조성하는 것은, 상기 기판의 표면에 대한 노출 시 플라즈마를 발생하도록 플라즈마 발생 디바이스를 동작시키는 것을 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판이 이동될 때, 상기 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료를 분사함으로써 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판이 근접 헤드 아래에서 이동될 때, 상기 기판과 상기 근접 헤드 사이에서 상기 기판의 표면 상으로 액체 프로세싱 재료의 메니스커스를 플로우함으로써 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들의 일부를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 프로세싱 디바이스들은 건식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의된 제 1 기판 프로세싱 디바이스 및 습식 기판 프로세싱 동작을 수행하도록 정의된 제 2 기판 프로세싱 디바이스를 포함하고,
    상기 기판은 상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스 다음 상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스를 통해서 연속적으로 이동되는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 프로세싱 디바이스에 의해 수행되는 상기 건식 기판 프로세싱 동작은, 상기 기판 상의 벌크 포토레지스트 재료 위에 존재하는 가교된 포토레지스트 크러스트 재료를 변성시켜서, 변성된 상기 가교된 포토레지스트 크러스트 재료가 습식 기판 프로세싱 동작을 통해 제거 가능하게 하도록 제공되고,
    상기 제 2 기판 프로세싱 디바이스에 의해 수행되는 상기 습식 기판 프로세싱 동작은 상기 변성된 가교된 포토레지스트 크러스트 재료 및 상기 벌크 포토레지스 재료 모두를 제거하도록 제공되는, 기판을 프로세싱하는 방법.
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