KR20150076848A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 위치하며, 일방향으로 기판을 이송가능하고, 이송이 정지된 기판을 지지하는 기판이송부재; 상기 기판이송부재의 상부에 위치하며, 이송되는 기판으로 현상액을 1차 공급하는 제1현상액 공급부재; 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제1현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 현상액이 1차 도포된 기판으로 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급부재; 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제1현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 현상액 제거 유체가 공급된 기판으로 현상액을 2차 공급하는 제2현상액 공급부재; 및 상기 현상액이 1차 공급되는 동안 상기 기판이 이동되고, 상기 현상액이 1차 도포된 후 기설정된 처리 시간 동안 상기 기판의 이동이 정지되도록 상기 기판이송부재를 제어하는 제어부재를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현상 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이 장치는 액정을 이용하는 액정 디스플레이 장치(LCD), 플라즈마를 이용하는 플라즈마 디스플레이 장치(PDP), 유기 발광 소자를 이용하는 유기 발광 디스플레이 장치(OLED) 등을 들 수 있다.
최근에는 이들 중에서 전력 소모와 부피가 적고, 저전력 구동이 가능한 액정 디스플레이 장치가 널리 사용되고 있다. 액정 디스플레이 장치는 실질적으로 영상을 표시하기 위한 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 패널은 통상 유리 재질의 대면적 기판을 이용하여 기판상에 회로 패턴을 형성한다. 이를 위하여 다양한 단위 공정들 예를 들어, 증착 공정, 포토 공정, 현상 공정, 식각 공정, 에칭 공정 등을 반복적으로 수행하여 제조된다.
상술한 공정들 중 현상 공정은 기판에 현상액을 균일하게 도포하고, 처리 시간 동안 퍼들(puddle)을 형성하여 레지스트를 제거한다. 최근 기판상에 형성되는 회로 패턴의 폭이 좁아지고, 높이가 높아짐에 따라 기판 상에 도포된 레지스트의 두께도 두꺼워진다. 때문에 종래의 현상 공정으로는 레지스트를 완전히 제거하지 못한다.
본 발명은 현상 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 기판에 도포되는 현상액의 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 현상 장치의 설비면적을 축소할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 위치하며, 일방향으로 기판을 이송가능하고, 이송이 정지된 기판을 지지하는 기판이송부재; 상기 기판이송부재의 상부에 위치하며, 이송되는 기판으로 현상액을 1차 공급하는 제1현상액 공급부재; 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제1현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 현상액이 1차 도포된 기판으로 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급부재; 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제1현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 현상액 제거 유체가 공급된 기판으로 현상액을 2차 공급하는 제2현상액 공급부재; 및 상기 현상액이 1차 공급되는 동안 상기 기판이 이동되고, 상기 현상액이 1차 도포된 후 기설정된 처리 시간 동안 상기 기판의 이동이 정지되도록 상기 기판이송부재를 제어하는 제어부재를 포함한다.
또한, 상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재를 지지하는 지지부재; 및 상기 기판의 이동경로 상부에서 상기 지지부재를 이동시키는 구동부를 더 포함하며, 상기 구동부는 이송이 정지된 기판의 상부를 상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재가 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 공급하도록 상기 지지부재를 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 유체 공급부재는 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제2현상액 공급부재의 전방에 위치하며, 상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재는 상기 기판의 이송방향과 반대방향으로 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 동시에 공급할 수 있다.
또한, 상기 유체 공급부재는 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제2현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재는 상기 기판의 이송방향으로 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 동시에 공급할 수 있다.
또한, 상기 제1현상액 공급부재는 상기 기판의 상면에 대해 제1방향으로 현상액을 공급하는 제1노즐; 및 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 현상액을 상기 기판의 상면에 공급하는 제2노즐을 포함하며, 상기 제2현상액 공급부재는 상기 제1노즐과 동일한 방향으로 상기 기판의 상면으로 현상액을 공급하는 제3노즐; 및 상기 제2노즐과 동일한 방향으로 상기 기판의 상면으로 현상액을 공급하는 제4노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은 일방향으로 이송되는 기판의 상면으로 현상액을 1차 공급하는 단계; 상기 현상액이 1차 도포된 기판의 이송을 정지시키고, 기 설정된 처리 시간동안 상기 기판을 대기시키는 단계; 및 상기 처리 시간이 경과 후, 상기 현상액이 1차 도포된 기판의 상면으로 현상액 제거 유체를 공급하고, 상기 현상액 제거 유체가 공급된 기판 영역으로 현상액을 2차 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 현상액 제거 유체의 공급과 상기 현상액의 2차 공급은 동시에 진행될 수 있다.
또한, 상기 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급부재는 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 현상액을 2차 공급하는 현상액 공급부재의 전방에 위치하며, 상기 유체 공급부재와 상기 현상액 공급부재는 상기 기판의 이송방향과 반대방향으로 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 공급할 수 있다.
또한, 상기 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급부재는 상기 기판의 이송방향을 따라 상기 현상액을 2차 공급하는 현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 상기 유체 공급부재와 상기 현상액 공급부재는 상기 기판의 이송방향으로 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 공급할 수 있다.
또한, 상기 현상액의 1차 공급과 2차 공급은 상기 기판의 상면에 대해 제1방향으로, 그리고 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 동시에 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1방향은 상기 기판의 상면에 수직하고, 상기 제2방향은 상기 기판의 상면에 비스듬히 경사질 수 있다.
또한, 상기 현상액 제거 유체는 탈이온수(DI water) 또는 질소가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 위치하며, 일방향으로 기판을 이송가능하고, 이송이 정지된 기판을 지지하는 기판이송부재; 상기 기판이송부재의 상부에 위치하며, 기판으로 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급부재; 상기 기판이송부재의 상부에 위치하며, 기판으로 현상액을 공급하는 현상액 공급노즐; 상기 유체 공급부재와 상기 현상액 공급부재를 지지하는 지지부재; 및 상기 기판의 이동경로 상부에서 상기 지지부재를 이동시키는 구동부를 포함하며, 상기 구동부는 이송이 정지된 기판의 상부를 상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재가 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 공급하도록 상기 지지부재를 이동시킨다.
본 발명에 의하면, 현상 처리의 2회 실시로 기판상에 도포된 레지스트가 충분히 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 이송으로 인한 기판 처짐 및 진동 발생이 예방되고, 현상액의 유실(drop)이 방지되므로 기판에 도포된 현상액의 균일도가 향상된다.
또한, 본 발명에 의하면, 처리 시간동안 기판이송이 정지되므로 현상 장치의 설비면적이 축소된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1)을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 처리 시간 동안의 공정 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 현상액 제거 유체와 현상액의 2차 공급 과정을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 기판 처리 공정에 따라 레지스터가 제거되는 과정을 순차적으로 보여주는 도며이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 현상액 제거유체와 현상액 2차 공급과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 공급부재와 제2현상액 공급노즐 및 이를 이용한 공정 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현상 장치를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 도 12의 현상 장치를 이용하여 현상 공정을 수행하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1)을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 시스템(1)은 카세트 스테이션(10), 공정 스테이션(20), 그리고 인터페이스 스테이션(30)을 포함한다. 카세트 스테이션(10), 공정 스테이션(20), 그리고 인터페이스 스테이션(30)은 순차적으로 일 방향으로 배치된다. 카세트 스테이션(10)은 기판(Glass, G)들이 수납된 카세트(C)에서 카세트를 인출하여 공정 스테이션(20)으로 제공한다. 공정 스테이션(20)은 포토리소그래피 공정을 수행하는 유닛들이 일렬로 배치되어, 일련의 공정 처리를 수행한다. 인터페이스 스테이션(30)은 기판(G)의 방향을 전환하고, 노광장치(40)로 기판(G)을 전달하며, 노광 처리 후 기판(G)을 공정 스테이션(20)에 제공한다. 이하, 카세트 스테이션(10), 공정 스테이션(20), 그리고 인터페이스 스테이션(30)이 배치된 방향을 제1방향(X), 상부에서 바라볼 때 제1방향(X)에 수직한 방향을 제2방향(Y), 그리고 제1방향(X) 및 제2방향(Y)에 수직한 방향, 즉 상하방향을 제3방향(Z)이라 칭한다.
카세트 스테이션(10)은 카세트 스테이지(11)와 반송 장치(12)를 포함한다.
카세트 스테이지(11)는 복수 개 제공되며, 제2방향(Y)을 따라 일렬로 배치된다. 카세트 스테이지(11)에는 복수 매의 기판(G)들이 상하방향으로 적층 수납된 카세트(C)가 놓인다. 카세트(C)에는 공정처리에 제공될 기판(G) 및 공정 처리가 완료된 기판(G)이 수납된다.
반송 장치(12)는 카세트 스테이지(11)의 후방에 제공된다. 반송 장치(12)에는 카세트(C)에 수납된 기판의 출입을 행하고, 기판(G)을 공정 스테이션(20) 측으로 전달할 수 있는 반송 로봇(13)이 제공된다. 반송 로봇(13)은 기판(G)을 지지할 수 있는 아암(14)을 가지며, 제1 내지 제3방향(X, Y, Z)으로 이동가능하고, 제3방향(Z)을 축으로 회전가능하도록 제공된다.
공정 스테이션(20)은 평판 표시 패널의 제조 공정에 있어서 포토리소그래피 공정 중 세정, 레지스트 도포, 프리 베이크, 현상, 포스트 베이크 등 일련의 처리를 행할 수 있도록 제공된다. 공정 스테이션(20)에는 위에서 언급한 공정 처리를 개별적으로 수행할 수 있는 공정 유닛들이 두 개의 공정 라인(20a, 20b)으로 배열된다. 공정 라인(20a, 20b)은 제1방향(X)과 나란하게 제공된다. 제1공정 라인(20a)에는 노광 처리 전 공정을 수행하는 공정 유닛들이 일렬 배열되고, 반송 장치(12)로부터 인터페이스 스테이션(30) 측으로 기판(G)을 이송한다. 제2공정 라인(20b)은 노광 처리 후공정을 수행하는 공정 유닛들이 일렬 배열되며, 인터페이스 스테이션(30)에서부터 반송 장치(12) 측으로 기판(G)을 이송한다.
제1공정 라인(20a)에는 반송 장치(12)로부터 인터페이스 스테이션(20) 측으로 반입 장치(51), 세정 처리부, 제1열 처리부, 도포 처리부, 제2열 처리부가 순차적으로 일렬 배치된다.
반입 장치(51)는 반송 로봇(13)으로부터 미처리 기판(G)을 수취하고, 세정 처리부(52) 측으로 기판(G)을 투입한다. 세정 처리부(52)에는 엑시머 UV 조사유닛(53)과 스크러브 세정유닛(54)이 순차적으로 제공될 수 있다. 제1열 처리부(55)에는 어드히전 유닛(56)과 냉각 처리유닛(57)이 순차적으로 제공될 수 있다. 도포 처리부(58)에는 레지스트 도포 유닛(59)과 상압 건조 유닛(60)이 순차적으로 제공될 수 있다. 제2열 처리부(61)에는 프리 베이크 유닛(62)과 냉각 유닛(63)이 순차적으로 제공될 수 있다. 제2열 처리부(61)의 끝단에는 패스 유닛(64)이 제공된다. 패스 유닛(64)은 제2열 처리부(61)에서 공정 처리가 완료된 기판(G)을 인터페이스 스테이션(30)으로 전달한다.
제2공정 라인(20b)에는 현상 유닛(70), 포스트 베이크 유닛(75), 냉각 유닛(76), 검사 유닛(77)이 순차적으로 일렬 배치된다. 제2공정 라인(20b)의 끝단에는 반출 유닛(78)이 제공된다. 반출 유닛(78)은 공정 처리가 완료된 기판(G)을 수취하여 반송 로봇(13)에 전달한다.
인터페이스 스테이션(30)은 제1공정 라인(20a) 및 제2공정 라인(20b), 그리고 노광 유닛(40)으로 기판(G)을 전달하는 반송 로봇(81)을 포함한다. 반송 로봇(81)의 주위에는 회전 스테이지(82)와 주변 장치(83)가 배치된다. 회전 스테이지(82)는 기판(G)을 동일 평면 내에서 회전시키며, 주변 장치(83)는, 예컨대 타이틀러(TITLER)나 주변 노광 장치(EE) 등을 제2공정 라인(20b)과 연결한다.
이하, 상술한 기판 처리 시스템(1)에서 기판(G)이 공정 처리되는 과정을 설명한다.
카세트 스테이션(10)의 반송 로봇(13)은 카세트 스테이지(11) 상의 카세트(C)로부터 미처리 기판(G)을 취출하고, 취출한 기판(G)을 공정 스테이션(20)의 제1공정 라인(20a)에 제공된 반입 장치(51)로 전달한다. 기판(G)은 반입 장치(51)로부터 제1공정 라인(20a)의 각 처리부로 투입 및 이송된다.
기판(G)은 세정 처리부(52)의 엑시머 UV 조사유닛(53)과 스크러브 세정유닛(54)을 순차적으로 거치면서 자외선 세정 처리와 스크러빙 세정 처리가 실시된다. 스크러브 세정유닛(54)은 브러시(Brush) 세정이나 블로우(Blow) 세정을 실시하여 기판(G) 표면으로부터 입자 현상의 오염물을 제거하고, 그 후 린스 및 건조 공정을 수행한다. 세정 처리부(52)를 통과한 기판(G)은 제1열 처리부(55)로 이송된다.
제1열 처리부(55)의 어드히전 유닛(56)에서 어드히전 처리의 실시로 기판(G)의 피처리면이 소수화된다. 어드히전 처리 후, 기판(G)은 냉각 처리유닛(57)에서 소정 온도까지 냉각된다. 냉각 처리유닛(57)을 통과한 기판(G)은 도포 처리부(58)로 이송된다.
도포 처리부(58)의 레지스트 도포 유닛(59)에서 기판(G)의 상면에 포토레지스트가 도포되고, 상압 건조 유닛(60)에서 기판(G)에 도포된 포토레지스트의 건조가 수행된다. 포토레지스트의 건조는 상압 분위기 하에서 수행된다. 도포 처리부(58)를 통과한 기판(G)은 제2열 처리부(61)로 이송된다.
제2열 처리부(61)의 프리 베이크 유닛(62)은 레스스트 도포 후의 열처리 또는 노광 전의 열처리로서 프리 베이킹을 수행한다. 프리 베이킹 공정으로 기판(G) 상의 레지스트막에 잔류하고 있는 용제가 증발되며, 기판(G)에 대한 레지스트의 밀착성이 향상된다. 프리 베이킹 공정 후 기판(G)은 냉각 유닛(63)에서 소정 온도까지 냉각된다. 이후 기판(G)은 패스 유닛(64)을 거쳐 인터페이스 스테이션(30)의 반송 로봇(81)에 전달된다.
인터페이스 스테이션(30)으로 전달된 기판(G)은 로타리 스테이지(82)에서 반향 전환, 예컨대 90°로 방향전환되고, 주변 노광 장치(83)로 반입된다. 주변 노광 장치(EE)에서 기판(G)의 주변부에 도포된 레지스트가 노광 처리된 후, 노광 장치(40)에 전달된다.
노광 장치(40)에서는 기판(G)에 도포된 레지스트에 소정의 회로 패턴을 노광한다. 노광 처리 후, 기판(G)은 인터페이스 스테이션(30)으로 이송되며, 주변 장치(83)의 타이틀러(TITLER)로 반입된다. 타이틀러(TITLER)에서는 기판(G) 상의 일부 영역에 소정의 정보가 기록된다. 이후, 기판(G)은 현상 유닛(71)으로 제공된다.
현상 유닛(70)은 기판(G)이 일 방향으로 이송되는 동안 현상, 린스, 건조 처리를 순차적으로 수행한다. 현상 유닛(70)은 현상 장치(71), 세정 장치(72), 건조 장치(73)가 제2공정 라인(20b)을 따라 일렬로 배치된다. 현상 장치(71)는 현상 공정을, 세정 장치(72)는 린스 공정을, 건조 장치(73)는 건조 공정을 각각 수행한다.
현상 유닛(70)을 통과한 기판은 제3열 처리부(74)와 검사 유닛(77)을 순차적으로 통과한다. 제3열 처리부(74)의 포스트 베이크 유닛(75)에서는 현상 처리 후의 열처리로서, 포스트 베이킹 공정을 수행한다. 포스트 베이킹 공정에 의해 레지스트막에 잔류하고 있던 현상액이나 세정액이 증발 및 제거된다. 포스크 베이킹 공정 후, 기판(G)은 냉각 유닛(76)에서 소정 온도로 냉각된다. 검사 유닛(77)에서는 기판(G) 상의 레지스트 패턴에 대해 비접촉 선폭 검사나 막질, 막 두께 등의 검사를 수행한다.
반출 유닛(78)은 제2공정 라인(20b)에서 공정 처리를 마치고 이송된 기판(G)을 수취하며, 카세트 스테이션(20)의 반송 로봇(13)에 전달한다. 반송 로봇(13)은 수취한 기판(G)을 카세트(C)에 수납한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 현상 장치(71)는 공정 챔버(110), 기판이송부재(120), 제1현상액 공급부재(130), 유체 공급부재(140), 제2현상액 공급부재(150), 제어부재(161), 지지부재(165), 그리고 구동부(170)를 포함한다.
공정 챔버(110)는 내부에 공간이 형성되며, 현상 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(110)는 길이가 일 방향으로 길게 제공된다. 공정 챔버(110)의 전방과 후방에는 각각 개구(111, 112)가 형성된다. 공정 챔버(110)의 전방에 형성된 개구(111)는 타이틀러(TITLER)에서부터 기판(G)이 반입되는 입구로 제공되고, 공정 챔버(110)의 후방에 형성된 개구(112)는 세정 장치(72)로 기판(G)이 반출되는 출구로 제공된다.
기판이송부재(120)는 공정 챔버(110) 내에 배치된다. 기판이송부재(120)는 공정 챔버(110)의 입구(111)에서 출구(112)를 향하는 방향으로 기판(G)을 이송가능하다. 그리고, 기판이송부재(120)는 기판(G)의 이송을 정지시키고, 기판(G)을 지지할 수 있다. 이하, 공정 챔버(110)내에서 기판(G)이 이송되는 방향을 이송 방향(X2)이라 칭한다. 기판이송부재(120)는 샤프트(121), 롤러(122), 그리고 구동기(미도시)를 포함한다.
샤프트(121)는 복수 개 제공되며, 이송 방향(X2)을 따라 나란하게 배치된다. 샤프트(121)들은 서로 간의 간격이 일정하게 유지되도록 배치된다. 샤프트(121)들이 위치한 높이는 입구(111) 및 출구(112)에 대응된다.
롤러(122)는 복수 개 제공되며, 샤프트(121)들 각각에 결합한다. 롤러(122)들은 그 중심축에 홀이 형성되고, 샤프트(121)가 홀에 강제 끼움된다. 롤러(122)들은 샤프트(121)들 각각에 적어도 2개 이상 결합될 수 있으며, 인전한 롤러(122)와 소정 거리를 유지한다. 롤러(122)들은 샤프트(121)들과 함게 회전한다.
구동기는 적어도 어느 하나의 샤프트(121)와 연결되며, 샤프트(121)를 회전시킨다. 샤프트(121)의 회전력은 동력 전달 부재(미도시), 예컨대 풀리, 벨트 등을 통해 다른 샤프트(121)들에 전달된다. 샤프트(121)들과 롤러(122)들의 회전으로 기판(G)은 이송 방향(X2)으로 이송될 수 있다.
제어부재(161)는 기판이송부재(120)의 구동을 제어한다. 기판이송부재(120)에 기판(G)이 안착되면, 제어부재(161)는 구동기를 구동시켜 기판(G)을 일 방향으로 이송한다. 기판(G)이 이송되는 동안, 제1현상액 공급부재(130)로부터 현상액이 1차 공급된다. 현상액의 1차 도포가 완료되면, 제어부재(161)는 기판이송부재(120)의 구동을 정지시키고, 처리 시간동안 기판(G)을 정지 상태로 유지시킨다. 처리 시간의 경과 후, 현상액 제거 유체의 공급과 현상액의 2차 공급이 수행된다. 현상액 제거 유체와 현상액의 2차 공급이 수행되는 동안, 기판(G)은 정지 상태를 유지한다. 현상액의 2차 도포과 완료되면, 제어부재(161)는 출구(112)측으로 기판(G)이 반출되도록 기판 이송부재(120)를 구동시킨다.
제1현상액 공급부재(130)는 기판이송부재(120)의 상부에 위치하며, 이송되는 기판(G)으로 현상액을 1차 공급한다. 제1현상액 공급부재(130)는 입구(111)에 인접하여 위치할 수 있다.
실시예에 의하면, 제1현상액 공급부재(130)는 제1노즐(131)과 제2노즐(132)을 포함한다. 제2노즐(132)은 제1노즐(131)과 입구(111) 사이에 배치된다. 제1노즐(131)은 이송되는 기판(G)의 상면에 대해 제1방향(Z1)으로 배치되고, 제2노즐(132)은 제1방향(Z1)과 상이한 제2방향(Z2)으로 배치된다. 제1방향(Z1)은 기판(G)의 상면에 수직일 수 있으며, 제2방향(Z2)은 기판(G)의 상면에 대해 소정 각도로 경사질 수 있다. 제2방향(Z2)은 기판(G)의 이송방향(X2)을 향해 비스듬히 경사질 수 있다. 제1노즐(131)과 제2노즐(132)은 동시에 기판(G)으로 현상액을 토출한다. 제1노즐(131)과 제2노즐(132)은 기판(G) 상의 동일한 영역으로 현상액을 토출할 수 있다.
유체 공급부재(140)는 기판(G)의 이송방향(X2)을 따라 제1현상액 공급부재(130)의 후방에 위치한다. 유체 공급부재(140)는 현상액(d1)이 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급노즐(141)을 포함한다. 유체 공급노즐(141)은 현상액의 1차 도포 후 이송이 정지된 기판(G)으로 현상액 제거 유체를 공급한다. 현상액 제거 유체는 탈이온수(DI water) 또는 불활성 가스, 예컨대 질소 가스(N2)를 포함할 수 있다. 현상액 제거 유체는 기판(G)에 도포된 현상액을 제거한다. 실시예에 의하면, 유체 공급노즐(141)은 기판(G)의 상면에 수직 방향으로 현상액 제거 유체를 공급한다.
제2현상액 공급부재(150)는 기판(G)의 이송방향(X2)을 따라 유체 공급부재(140)의 후방에 위치한다. 제2현상액 공급부재(150)는 현상액 제거 유체가 공급된 기판(G)의 상면으로 현상액을 2차 공급한다.
실시예에 의하면, 제2현상액 공급부재(150)는 제3노즐(151)과 제4노즐(152)을 포함한다. 제3노즐(151)은 제4노즐(152)보다 출구(112)에 인접 배치된다. 제3노즐(151)은 기판(G)의 상면에 대해 제1노즐(131)과 동일한 방향으로 배치되고, 제4노즐(152)은 제2노즐(132)과 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 제3노즐(151)과 제4노즐(152)은 동시에 기판(G)으로 현상액을 토출한다. 제3노즐(151)과 제4노즐(152)은 기판(G) 상의 동일한 영역으로 현상액을 토출할 수 있다.
상술한 제1현상액 공급노즐(131, 132), 유체 공급노즐(141), 그리고 제2현상액 공급노즐(151, 152)은 퍼들 나이프(Puddle Knife)가 사용될 수 있다.
지지부재(165)는 유체 공급부재(140)와 제2현상액 공급부재(150)를 지지한다. 지지부재(165)는 기판 이송부재(120)의 상부에서, 기판(G)의 이송 경로와 나란한 경로를 따라 전후 방향으로 이동가능하게 제공된다.
지지부재(165)를 전후 방향으로 이동시킨다. 구동부(170)의 구동으로, 유체 공급부재(140)와 제2현상액 공급부재(150)는 기판지지부재(120)에서 이동이 정지된 기판(G) 상부를 따라 이동하며 현상액 제거 유체와 현상액을 동시에 공급한다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대해 설명한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 공정 챔버(110) 내로 반입된 기판(G)은 기판이송부재(120)에 지지된다. 기판이송부재(120)는 기판(G)을 이송방향으로 이송한다.(S10) 기판(G)이 이송되는 동안, 제1노즐(131) 및 제2노즐(132)에서 동시에 현상액이 1차 공급된다.(S20) 기판(G)의 이송으로, 기판(G)의 일단에서부터 타단까지 전면에 현상액(d1)이 도포된다.
현상액(d1)의 1차 도포과 완료되면 기판이송부재(120)는 도 4와 같이, 기판(G)의 이송을 정지시킨다.(S30) 기판(G)은 기 설정된 처리 시간동안 대기한다.(S40) 이 시간동안 현상액과 레지스터의 1차 반응이 이루어진다.
처리 시간 경과 후, 구동부(170)의 구동으로 지지부재(165)는 유체 공급부재(140)와 제2현상액 공급부재(150)를 이동시킨다. 실시예에 의하면, 지지부재(165)는 도 5와 같이 기판(G)의 이송방향(X2)과 반대방향(L1)으로 이동하며, 이 과정에서 유체 공급노즐(141)은 현상액 제거유체를(S50), 제3노즐(151)과 제4노즐(152)은 동시에 현상액을 기판(G) 상면으로 공급한다.(S60) 현상액 제거유체의 공급으로 기판(G)상에 1차 도포된 현상액과 레지스트의 일부가 1차 제거된다. 제3노즐(151)과 제4노즐(152)은 현상액 제거유체가 공급된 기판 영역으로 현상액을 공급하며, 이로 인해 현상액(d2)이 기판(G)에 2차 도포된다.
현상액(d2)의 2차 도포과 완료되면, 지지부재(165)는 반대방향(L2)으로 이동하여 대기위치에 위치하고, 기판이송부재(120)는 출구(112)측으로 기판(G)을 이송한다.
기판(G)은 현상 장치(71)로부터 세정 장치(도 1의 72)로 전달되며, 세정 및 건조 공정을 거치며, 레지스트가 완전 제거된다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 기판 처리 공정에 따라 레지스터가 제거되는 과정을 순차적으로 보여주는 도며이다.
기판(G)상에 도포된 레지스트(R1)는 현상 공정에서 제거된다. 최근 기판(G)상에 형성된 패턴(P)의 폭이 좁아지고 높이가 높아짐에 따라 패턴(P) 사이에 도포된 레지스트(R1)의 두께도 도 6와 같이, 함께 두꺼워진다. 때문에 1회의 현상 처리로 레지스트(R1) 제거가 용이하지 않다. 실시예에 의하면, 현상액(d1)을 1차 공급하고, 처리 시간 경과 후 현상액 제거 유체의 공급으로 레지스트(R1)의 상부가 도 7과 같이 제거된다. 그리고, 현상액(d2)을 2차 공급하고, 처리 시간 경과 후 린스 공정에서 레지스트(R2)의 나머지가 도 8과 같이 제거된다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 현상액 제거유체와 현상액 2차 공급과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 지지부재(165)는 유체 공급노즐(141)과 제3노즐(151), 그리고 제4노즐(152)을 기판 이송방향(X2)과 반대방향(L1)으로 이송한다. 지지부재(165)가 이동하는 동안, 유체 공급노즐(141)은 기판(G) 상면으로 현상액 제거유체를 공급한다. 유체 공급노즐(141)은 기판(G)의 후단으로부터 전단으로 이동하며, 기판(G) 전면으로 현상액 제거유체를 공급한다.
현상액 제거유체의 공급이 완료되면, 지지부재(165)는 기판(G)의 후방으로 이동하고, 다시 기판(G)의 이송방향(X2)과 반대방향(L1)으로 기판(G)의 후단으로부터 전단으로 이동한다. 지지부재(165)가 이동하는 동안, 제3노즐(151)과 제4노즐(152)은 기판(G)의 상면으로 현상액을 공급한다. 현상액(d2)은 기판(G)의 전면에 2차 도포된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 공급부재와 제2현상액 공급노즐 및 이를 이용한 공정 과정을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 유체 공급노즐(141)은 기판의 이송방향(X2)을 따라 제3노즐(151) 및 제4노즐(152)의 후방에 배치된다. 현상액의 1차 도포 후 처리 시간이 경과되면, 지지부재(165)는 기판(G)의 전방으로 이동 후 기판(G)의 이송방향(X2)을 따라 이동한다. 지지부재(165)가 기판(G)의 이송방향으로 이동하는 동안 유체 공급노즐(141)은 현상액 제거유체를 기판(G) 상면으로 공급하고, 제3노즐(151)과 제4노즐(152)은 현상액 제거유체가 공급된 기판(G) 영역으로 현상액을 2차 공급한다. 현상액 제거유체의 공급으로 기판(G)상에 1차 도포된 현상액(d1)이 제거되고, 현상액의 2차 공급으로 기판(G)상에 현상액(d2)이 2차 도포된다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현상 장치를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 현상 장치(71a)는 공정 챔버(210), 기판이송부재(220), 현상액 공급부재(230), 제1유체 공급부재(240), 지지부재(250), 구동부(260), 그리고 제2유체 공급부재(270)를 포함한다.
공정 챔버(210)의 내부에는 기판이송부재(220)가 제공된다. 기판이송부재(220)는 기판(G)을 일 방향으로 이송가능하며, 정지 상태에서 기판(G)을 지지한다. 제1유체 공급부재(240)와 현상액 공급부재(230)는 기판이송부재(220)의 상부에 위치하며, 지지부재(250)에 지지된다. 구동부(260)는 지지부재(250)를 기판이송부재(220)의 상부에서 이동시킨다.
제2유체 공급부재(270)는 기판이송부재(220)의 상부에서 출구(212)에 인접하여 위치하며, 기판(G)으로 현상액 제거 유체를 공급한다.
이하, 상술한 현상 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대하여 설명한다.
도 13을 참조하면, 기판(G)은 기판이송부재(220)에 의해 소정 거리 이송되며, 기 설정된 지점에서 정지하여 위치한다. 지지부재(250)는 기판(G)의 전방으로 이동한 후, 기판(G)의 이송방향(X2)과 동일한 방향으로 기판(G)의 전단에서 후단으로 이동한다. 지지부재(250)가 이동하는 동안, 현상액 공급부재(230)는 기판(G)의 상면으로 현상액을 공급한다. 현상액(d1)은 기판(G)의 전단에서 후단으로 순차적으로 기판(G) 전면에 1차 도포된다.
현상액의 1차 도포가 완료되면, 지지부재(250)는 처리시간동안 대기한다.
처리시간의 경과 후, 지지부재(250)는 도 14와 같이 기판(G)의 이송방향과 반대방향(L1)으로 이동한다. 지지부재(250)가 이동하는 동안, 제1유체 공급부재(240)는 현상액(d1)이 1차 도포된 기판(G)으로 현상액 제거유체를, 현상액 공급부재(230)는 현상액 제거유체가 공급된 기판(G) 영역으로 현상액(d2)을 2차 공급한다. 현상액의 2차 공급으로, 기판(G)은 현상액(d2)으로 다시 도포된다.
현상액(d2)의 2차 도포가 완료되면, 기판(G)은 처리시간 동안 기판지지부재 (220)위에서 대기한다. 그리고 기판(G)은 기판이송부재(220)에 의해 출구(도 12의 212)측으로 이송된다.
기판(G)이 이송되는 동안, 제2유체 공급부재(270)는 도 15와 같이 기판(G)의 상면으로 현상액 제거 유체를 공급한다. 기판(G) 상에 2차 도포된 현상액(d2)은 현상액 제거 유체에 의해 제거된다. 이후, 기판(G)은 세정 장치(도 1의 72)에 전달된다.
상술한 실시예들에서, 현상 처리 공정은 현상액의 1차 도포 후 처리 시간동안 기판 이송을 정지한다. 기판 이송이 진행되는 경우와 비교할 때, 기판 이송이 정지될 경우 아래와 같은 장점이 있다.
먼저, 현상액(d1)이 1차 도포된 기판(G)은 이송이 정지된 상태로 대기하므로, 이송에서 발생할 수 있는 문제, 예컨대 기판 처짐 및 진동으로 인한 현상액의 유실(drop)이 방지된다.
그리고 기판(G)이 기판이송부재(120, 220)와 접촉되는 영역에서 진동이 발생되지 않으므로, 현상액 유실이 방지되고, 현상액의 두께 편차발생이 예방되어 현상액의 균일도(uniformity)가 개선될 수 있다.
또한, 처리 시간동안 기판(G)이 이송될 경우, 기판(G) 이송을 위한 구간 확보가 필요한다. 이송 구간 확보는 현상 장치(71)의 설비 면적을 증가시킨다. 반면, 기판(G)이 정지 상태로 대기될 경우, 이송을 위한 설비 면적이 불필요하므로 설비 면적이 축소될 수 있다. 실시예에 의하면, 현상 장치(71)의 설비 면적은 최소 40% 축소될 수 있다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 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.
1: 기판 처리 시스템 70: 현상 유닛
71: 현상 장치 72: 세정 장치
73: 건조 장치 110: 공정 챔버
120: 기판이송부재 130: 제1현상액 공급부재
140: 유체 공급부재 150: 제2현상액 공급부재
161: 제어부재 165: 지지부재
170: 구동부 G: 기판

Claims (2)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 위치하며, 일방향으로 기판을 이송가능하고, 이송이 정지된 기판을 지지하는 기판이송부재;
    상기 기판이송부재의 상부에 위치하며, 이송되는 기판으로 현상액을 1차 공급하는 제1현상액 공급부재;
    상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제1현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 현상액이 1차 도포된 기판으로 현상액 제거 유체를 공급하는 유체 공급부재;
    상기 기판의 이송방향을 따라 상기 제1현상액 공급부재의 후방에 위치하며, 현상액 제거 유체가 공급된 기판으로 현상액을 2차 공급하는 제2현상액 공급부재; 및
    상기 현상액이 1차 공급되는 동안 상기 기판이 이동되고, 상기 현상액이 1차 도포된 후 기설정된 처리 시간 동안 상기 기판의 이동이 정지되도록 상기 기판이송부재를 제어하는 제어부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재를 지지하는 지지부재; 및
    상기 기판의 이동경로 상부에서 상기 지지부재를 이동시키는 구동부를 더 포함하며,
    상기 구동부는 이송이 정지된 기판의 상부를 상기 유체 공급부재와 상기 제2현상액 공급부재가 이동하며 상기 현상액 제거 유체와 상기 현상액을 공급하도록 상기 지지부재를 이동시키는 기판 처리 장치.
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