KR20160017721A

KR20160017721A - 액 공급 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20160017721A
Application number: KR1020140099102A
Authority: KR
Inventors: 김상오; 노형래
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-02-17
Also published as: KR102387277B1

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하우징, 기판 지지 유닛 및 액 공급 유닛 등을 포함한다. 액 공급 유닛은 노즐, 용기, 액 공급관 및 유동 생성기 등을 포함한다. 유동 생성기는 액 공급관에 잔류하는 극성 물질을 포함하는 처리액에 액 공급관의 길이 방향과 수직인 방향으로 전류를 인가하고, 액 공급관의 길이 방향 및 전류의 방향과 수직으로 자기장을 인가하여 로렌츠의 힘에 의해 처리액을 유동시킴으로써 처리액 내에서 파티클이 생성되는 것을 방지한다.

Description

액 공급 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{UNIT FOR SUPPLYING CHEMICAL, APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE INCLUDING THIS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판을 액 처리하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정 중 사진 공정(photo-lithography process)은 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성시키는 공정이다. 사진 공정은 보통 노광 설비가 연결되어 도포공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정을 연속적으로 처리하는 스피너(spinner local) 설비에서 진행된다. 이러한 스피너 설비는 HMDS(Hexamethyl disilazane) 공정, 도포공정, 베이크 공정, 그리고 현상 공정을 순차적 또는 선택적으로 수행한다.

여기서 도포공정은 기판의 표면에 감광액을 도포하는 공정으로써, 감광액은 일반적으로 화합물들을 용해시키기 위한 솔벤트(Solvent)를 포함한다. 도포가 이루어지지 않는 휴지기간 동안 감광액은 감광액을 노즐로 공급시키는 액 공급관 내에서 정체된다. 이 경우, 일부 솔벤트가 증발하며 감광액 내의 화합물 간의 반응에 의해 파티클이 발생하며 이러한 파티클은 감광액 도포시 영향을 미친다. 파티클을 제거하기 위해 일반적으로 감광액 도포전 감광액을 일정량 분사하는데 이는 감광액의 과도한 사용을 야기한다.

본 발명은 처리액 내의 화학 반응으로 인한 파티클의 발생을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 효율적으로 처리액을 사용할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 처리 공간을 가지는 하우징;과 상기 하우징 내부에 위치하며 기판이 놓이는 기판 지지 유닛;과 상기 기판 지지 유닛의 상부에서 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛;을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은, 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 노즐;과 상기 처리액이 저장된 용기;와 상기 노즐과 상기 용기를 연결하는 액 공급관;과 상기 액 공급관 내의 처리액을 전자기력에 의해 유동시키는 유동 생성기;를 포함한다.

상기 유동 생성기는, 상기 액 공급관의 길이 방향과 수직한 방향으로 전류를 인가하는 전류 인가 부재;와 상기 액 공급관의 길이 방향 및 상기 전류의 방향과 수직한 방향으로 자기장을 인가하는 자기장 인가 부재를 포함한다.

상기 전류 인가 부재는, 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 1 전극;과 상기 제 1 전극과 대향되도록 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 2 전극;과 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 전류를 인가하는 전원;을 포함한다.

상기 전원은, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 간에 전류의 방향을 변경할 수 있다.

상기 자기장 인가 부재는, 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 1 자석;과 상기 제 1 자석과 대향되도록 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 2 자석;을 포함하고, 상기 제 1 자석 및 상기 제 2 자석은 서로 대향하는 면이 서로 다른 극으로 제공된다.

상기 액 공급관은, 처리액이 흐르는 처리액관;과 상기 처리액 관을 둘러싸도록 제공되고, 항온수액이 흐르는 항온수관을 포함한다.

상기 처리액은 극성 물질을 포함하고. 상기 극성 물질은 솔벤트로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 액 공급 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 액 공급 유닛은 기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛에 있어서, 처리액이 토출되는 토출구가 형성된 노즐;과 상기 처리액이 저장된 용기;와 상기 노즐과 상기 용기를 연결하는 액 공급관;과 상기 액 공급관 내의 처리액을 전자기력에 의해 유동시키는 유동 생성기;를 포함한다.

상기 처리액은 극성 물질을 포함하고, 상기 극성 물질은 솔벤트로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 상에 극성 물질을 포함하는 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 기판 처리 방법은, 기판 상에 상기 처리액 공급이 끝난 후, 액 공급관 내부에 잔류하는 상기 처리액에서의 파티클의 발생을 방지하기 위해 전자기력을 이용하여 상기 처리액을 유동시킨다.

상기 처리액의 유동은, 액 공급관 내의 처리액에 상기 액 공급관의 길이 방향과 수직인 방향으로 전류를 인가하고, 상기 액 공급관의 길이 방향 및 상기 전류의 방향과 수직인 방향으로 자기장을 인가함으로써 발생시킨다.

상기 전류는 기판 상에 처리액을 공급하기 전에 인가된다.

상기 전류는 그 방향이 서로 반대 방향으로 1회 또는 복수회 변경되어 인가될 수 있다.

상기 극성 물질은 솔벤트일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 장치 및 방법은 처리액 내의 화학 반응으로 인한 파티클의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 장치 및 방법은 처리액을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 액 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 액 공급 유닛을 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 6은 열처리 챔버의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 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 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 장치(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다. 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 제공될 수 있다. 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.

이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 한다. 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 한다.

웨이퍼(W)는 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 일 예로 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.

이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)에 대해 설명한다.

로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(120)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공된다.

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 웨이퍼(W)를 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조이다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.

버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 포함한다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 제공된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.

제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 웨이퍼들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220)과 제 1 버퍼 로봇(360)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 웨이퍼(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향과 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.

제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 포함한다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 상부 또는 하부 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.

냉각 챔버(350)는 각각 웨이퍼(W)를 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 포함한다. 냉각 플레이트(352)는 웨이퍼(W)가 놓이는 상면 및 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 웨이퍼(W)를 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇이 냉각 플레이트(352)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.

도포 모듈(401)은 웨이퍼(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.

반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버들(420), 레지스트 도포 챔버들(410), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.

레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 기판 지지 유닛(412), 그리고 액 공급 유닛(600)을 가진다. 또한, 레지스트 도포 챔버(410)는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)을 더 포함할 수 있다.

하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 하우징(411)은 그 내부에 처리 공간을 가진다.

기판 지지 유닛(412)은 하우징(411) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 기판 지지 유닛(412)은 회전 가능하게 제공된다.

액 공급 유닛(600)은 기판 지지 유닛의 상부에서 기판 지지 유닛(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 처리액을 공급한다. 예를 들면, 처리액은 극성 물질을 포함하는 포토 레지스트로 제공된다. 극성 물질은 솔벤트(Solvent)로 제공될 수 있다.

도 4는 도 1의 액 공급 유닛(600)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4의 액 공급 유닛(600)을 C-C 방향에서 바라본 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참고하면, 액 공급 유닛(600)은 노즐(610), 용기(620), 액 공급관(630) 및 유동 생성기(640)를 포함한다.

노즐(610)에는 처리액이 토출되는 토출구가 형성된다. 노즐(610)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 처리액은 토출구로부터 웨이퍼(W)의 중심으로 공급된다.

액 공급관(630)은 원형의 관 형상을 가진다. 액 공급관(630)은 처리액이 저장된 용기(620)와 노즐(610)을 연결한다. 선택적으로, 액 공급관(630)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가질 수 있다. 액 공급관(630)은 처리액관(631) 및 항온수관(632)을 포함한다. 처리액은 처리액관(631)을 통해 용기(620)로부터 노즐(610)로 공급된다. 항온수관(632)에는 처리액을 일정 온도로 유지시켜주는 항온수가 흐르도록 제공된다. 액 공급관(630)에는 노즐(610)과 인접한 영역에 벨브(650)가 제공될 수 있다. 벨브(650)는 처리액관(631)을 개폐한다.

유동 생성기(640)는 액 공급관(630) 내의 처리액을 전자기력에 의해 유동시킨다. 유동 생성기(640)는 전류 인가 부재(641) 및 자기장 인가 부재(642)를 포함한다.

전류 인가 부재(641)는 제 1 전극(641a), 제 2 전극(641b) 및 전원(641c)을 포함한다. 제 1 전극(641a)은 액 공급관(630)의 외벽에 제공된다. 제 2 전극(641b)은 제 1 전극(641a)과 대향되도록 액 공급관(630)의 외벽에 제공된다.

전원(641c)은 제 1 전극(641a) 및 제 2 전극(641b)에 전류를 인가한다. 따라서, 전류는 액 공급관(630)의 길이 방향과 수직한 방향으로 극성 물질을 포함한 처리액을 통해 흐르게 된다. 전원(641c)은 액 공급관(630)의 외부에 제공될 수 있다. 전원(641c)은 제 1 전극(641a) 및 제 2 전극(641b) 간에 전류의 방향을 변경할 수 있다.

자기장 인가 부재(642)는 제 1 자석(642a) 및 제 2 자석(642b)을 포함한다. 제 1 자석(642a)은 액 공급관(630)의 외벽에 제공된다. 제 2 자석(642b)은 제 1 자석(642a)과 대향되도록 액 공급관(630)의 외벽에 제공된다. 제 1 자석(642a) 및 제 2 자석(642b)은 서로 대향하는 면이 서로 다른 극으로 제공된다. 제 1 자석(642a) 및 제 2 자석(642b)이 배열된 방향은 제 1 전극(641a) 및 제 2 전극(641b)이 배열된 방향과 수직인 방향으로 배열된다. 따라서, 자기장 인가 부재(642)는 액 공급관(630)의 길이 방향 및 전류의 방향과 수직한 방향으로 자기장을 인가한다.

상술한 바와 같이, 액 공급관(630)의 길이 방향, 전류의 방향 및 자기장의 방향은 서로 수직으로 제공된다. 예를 들면, 자기장의 방향은 제 1 방향(12)과 평행하도록 제공되고, 액 공급관(630)의 길이 방향은 제 2 방향(14)과 평행하도록 제공되고, 전류의 방향은 제 3 방향(16)과 평행 하도록 제공될 수 있다. 따라서, 처리액에 포함된 극성 물질이 로렌츠의 힘에 의해 액 공급관(630)과 평행한 방향으로 유동하게 된다.

처리액이 감광액이고, 극성 물질이 감광액에 포함된 화합물들을 용해시키기 위한 솔벤트로 제공된 경우, 전류 및 자기장에 의한 로렌츠의 힘에 의해 솔벤트가 유동하게 되어 화합물들과 혼합됨으로써, 화합물들의 반응에 의해 생성된 파티클이 용해된다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 처리액 공급이 끝난 후, 웨이퍼(W) 상에 처리액을 공급하기 전에 전류을 인가하는 경우, 별도의 일정량의 처리액의 배출 없이 파티클이 공정에 미치는 영향을 방지할 수 있다. 또한, 전원(641c)이 전류의 방향을 변경할 수 있도록 제공되므로 전류의 방향을 1회 또는 복수회 변경해주는 경우, 솔벤트의 유동의 방향이 변경됨으로써 보다 효율적으로 파티클을 용해시킬 수 있다.

베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(420)는 냉각 플레이트(421) 또는 가열 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(421)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(423)이 제공된다. 또한 가열 플레이트(422)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(424)이 제공된다. 베이크 챔버(420)들 중 일부는 냉각 플레이트(421)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(422)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 냉각 플레이트(421)와 가열 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다.

현상 모듈(402)은 웨이퍼(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.

반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다.

현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 웨이퍼(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.

현상 챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.

베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 웨이퍼(W)를 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 웨이퍼를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(470)는 냉각 플레이트(471) 또는 가열 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.

인터페이스 모듈(700)은 웨이퍼(W)를 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 포함한다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다.

인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 웨이퍼(W)를 운반한다.

제 1 버퍼(720)는 공정이 수행된 웨이퍼(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 웨이퍼(W)들이 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 감광액을 도포하는 공정에 사용되는 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 예를 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 극성 물칠을 포함하는 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 장치에 모두 적용 가능하다.

20: 카세트 100: 로드 포트
200: 인덱스 모듈 300: 버퍼 모듈
400: 도포 및 현상 모듈 401: 도포 모듈
402: 현상 모듈 600: 액 공급 유닛
610: 노즐 620: 용기
630: 액 공급관 640: 유동 생성기
641: 전류 인가 부재 642: 자기장 인가 부재
650: 벨브 700 : 인터페이스 모듈

Claims

처리 공간을 가지는 하우징;과
상기 하우징 내부에 위치하며 기판이 놓이는 기판 지지 유닛;과
상기 기판 지지 유닛의 상부에서 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛;을 포함하되,
상기 액 공급 유닛은,
처리액이 토출되는 토출구가 형성된 노즐;과
상기 처리액이 저장된 용기;와
상기 노즐과 상기 용기를 연결하는 액 공급관;과
상기 액 공급관 내의 처리액을 전자기력에 의해 유동시키는 유동 생성기;를 포함하는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유동 생성기는,
상기 액 공급관의 길이 방향과 수직한 방향으로 전류를 인가하는 전류 인가 부재;와
상기 액 공급관의 길이 방향 및 상기 전류의 방향과 수직한 방향으로 자기장을 인가하는 자기장 인가 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 전류 인가 부재는,
상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 1 전극;과
상기 제 1 전극과 대향되도록 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 2 전극;과
상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 전류를 인가하는 전원;을 포함하는 기판 처리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 전원은, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 간에 전류의 방향을 변경할 수 있는 기판 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 자기장 인가 부재는,
상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 1 자석;과
상기 제 1 자석과 대향되도록 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 2 자석;을 포함하고,
상기 제 1 자석 및 상기 제 2 자석은 서로 대향하는 면이 서로 다른 극으로 제공된 기판 처리 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 액 공급관은,
처리액이 흐르는 처리액관;과
상기 처리액 관을 둘러싸도록 제공되고, 항온수액이 흐르는 항온수관을 포함하는 기판 처리 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 처리액은 극성 물질을 포함하는 기판 처리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 극성 물질은 솔벤트로 제공되는 기판 처리 장치.
기판 상에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛에 있어서,
처리액이 토출되는 토출구가 형성된 노즐;과
상기 처리액이 저장된 용기;와
상기 노즐과 상기 용기를 연결하는 액 공급관;과
상기 액 공급관 내의 처리액을 전자기력에 의해 유동시키는 유동 생성기;를 포함하는 액 공급 유닛.
제 9 항에 있어서,
상기 유동 생성기는,
상기 액 공급관의 길이 방향과 수직한 방향으로 전류를 인가하는 전류 인가 부재;와
상기 액 공급관의 길이 방향 및 상기 전류의 방향과 수직한 방향으로 자기장을 인가하는 자기장 인가 부재를 포함하는 액 공급 유닛.
제 10 항에 있어서,
상기 전류 인가 부재는,
상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 1 전극;과
상기 제 1 전극과 대향되도록 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 2 전극;과
상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 전류를 인가하는 전원;을 포함하는 액 공급 유닛.
제 11 항에 있어서,
상기 전원은, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 간에 전류의 방향을 변경할 수 있는 액 공급 유닛.
제 10 항에 있어서,
상기 자기장 인가 부재는,
상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 1 자석;과
상기 제 1 자석과 대향되도록 상기 액 공급관의 외벽에 제공된 제 2 자석;을 포함하고,
상기 제 1 자석 및 상기 제 2 자석은 서로 대향하는 면이 서로 다른 극으로 제공된 액 공급 유닛.
제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 액 공급관은,
처리액이 흐르는 처리액관;과
상기 처리액 관을 둘러싸도록 제공되고, 항온수액이 흐르는 항온수관을 포함하는 액 공급 유닛.
제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 처리액은 극성 물질을 포함하는 액 공급 유닛.
제 15 항에 있어서,
상기 극성 물질은 솔벤트로 제공되는 액 공급 유닛.
기판 상에 극성 물질을 포함하는 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
기판 상에 상기 처리액 공급이 끝난 후, 액 공급관 내부에 잔류하는 상기 처리액에서의 파티클의 발생을 방지하기 위해 전자기력을 이용하여 상기 처리액을 유동시키는 기판 처리 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 처리액의 유동은,
액 공급관 내의 처리액에 상기 액 공급관의 길이 방향과 수직인 방향으로 전류를 인가하고, 상기 액 공급관의 길이 방향 및 상기 전류의 방향과 수직인 방향으로 자기장을 인가함으로써 발생시키는 기판 처리 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 전류는 기판 상에 처리액을 공급하기 전에 인가되는 기판 처리 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 전류는 그 방향이 서로 반대 방향으로 1회 또는 복수회 변경되어 인가되는 기판 처리 방법.
제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 극성 물질은 솔벤트인 기판 처리 방법.