KR20160078582A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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정영헌
서경진
유혜정
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액 노즐을 가지는 린스액 공급 유닛을 포함하되, 상기 린스액 공급 유닛은 린스액 공급원, 상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 양이온이 포함된 제1이온수 및 음이온이 포함된 제2이온수 각각을 생성하는 이온수 생성 부재, 그리고 상기 이온수 생성 부재를 상기 린스액 노즐 유닛에 연결하는 린스액 공급 라인을 포함한다. 제1이온수는 공정 부산물과 처리액 간에 반응성을 높히고, 공정 부산물은 보다 원활하게 제거될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 사진 공정은 기판 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위한 공정으로, 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정가 순차적으로 진행된다. 도포 공정에는 기판 상에 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하고, 노광 공정에는 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하며, 현상 공정에는 기판 상에 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상 처리한다.
일반적으로 현상 공정은 크게 케미칼 처리 단계 및 린스 처리 단계가 순차적으로 수행된다. 케미칼 처리 단계에는 감광막이 형성된 기판 상에 현상액을 공급하고, 린스 처리 단계에는 기판 상에 순수와 같은 린스액을 공급한다. 린스액은 기판 상에 잔류된 현상액 및 공정 부산물을 세정 처리한다.
그러나 기판 상에 잔류된 공정 부산물들 중 일부는 감광막으로부터 분리된 부산물로서, 기판에 재부착될 수 있다. 이러한 공정 부산물들은 현상액 또는 린스액에 의해 제대로 제거되지 않으며, 이는 사진 공정에 악 영향을 끼친다.
본 발명은 기판 상에 잔류된 공정 부산물들을 보다 원활하게 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 감광막으로부터 분리된 공정 부산물을 보다 원활하게 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액 노즐을 가지는 린스액 공급 유닛을 포함하되, 상기 린스액 공급 유닛은 린스액 공급원, 상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 양이온이 포함된 제1이온수 및 음이온이 포함된 제2이온수 각각을 생성하는 이온수 생성 부재, 그리고 상기 이온수 생성 부재를 상기 린스액 노즐 유닛에 연결하는 린스액 공급 라인을 포함한다.
상기 이온수 생성 부재는 상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 제1이온수를 생성하는 제1이온수 생성실 및 상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 제2이온수를 생성하는 제2이온수 생성실을 포함하고, 상기 린스액 공급 라인은 상기 제1이온수 생성실에 생성된 제1이온수를 상기 린스액 노즐에 공급하는 제1공급 라인 및 상기 제2이온수 생성실에 생성된 제2이온수를 상기 린스액 노즐에 공급하는 제2공급 라인을 포함할 수 있다. 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛 및 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 처리액, 그리고 제1이온수와 제2이온수 중 어느 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제어기는 처리액, 제1이온수와 제2이온수 중 어느 하나, 그리고 제1이온수와 제2이온수 중 다른 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제어기는 처리액, 제1이온수, 그리고 제2이온수가 순차적으로 상기 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어할 수 있다.
기판을 액 처리하는 방법으로는, 처리액 노즐이 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 단계 및 린스액 노즐이 상기 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액 공급 단계를 포함하되, 상기 린스액 공급 단계는 린스액으로부터 양이온이 포함된 제1이온수 및 음이온이 포함된 제2이온수를 생성하는 이온수 생성 단계 및 상기 제1이온수 및 상기 제2이온수 중 어느 하나를 상기 기판 상에 공급하는 1차 이온수 공급 단계를 포함한다.
상기 린스액 공급 단계는 상기 1차 이온수 공급 단계 이후에 상기 제1이온수 및 상기 제2이온수 중 다른 하나를 상기 기판 상에 공급하는 2차 이온수 공급 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 1차 이온수 공급 단계에는 상기 기판 상에 상기 제1이온수를 공급하고, 상기 2차 이온수 공급 단계에는 상기 기판 상에 상기 제2이온수를 공급할 수 있다. 상기 처리액은 현상액을 포함할 수 있다. 상기 린스액은 순수를 포함할 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판으로 기능수를 토출하는 노즐, 그리고 상기 노즐로 기능수를 공급하는 액 공급 부재를 포함하되, 상기 액 공급 부재는 액을 공급받고, 그 액으로부터 양이온이 포함된 제1기능수와 음이온이 포함된 제2기능수를 각각 생성하는 기능수 생성 부재, 제1기능수를 상기 기능수 생성 부재로 공급하는 제1공급라인, 그리고 제2기능수를 상기 기능수 생성 부재로 공급하는 제2공급라인을 포함한다.
상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 현상액을 공급하는 현상액 공급 유닛 및 상기 현상액 공급 유닛 및 상기 액 공급 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 처리액, 그리고 제1기능수와 제2기능수 중 어느 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 액 공급 부재를 제어할 수 있다.
상기 제어기는 처리액, 제1기능수와 제2기능수 중 어느 하나, 그리고 제1기능수와 제2기능수 중 다른 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 액 공급 부재를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 린스 처리 공정에는 양이온이 포함된 제1이온수를 기판 상에 공급한다. 제1이온수는 공정 부산물과 처리액 간에 반응성을 높히고, 공정 부산물은 보다 원활하게 제거될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 린스 처리 공정에는 음이온이 포함된 제2이온수를 기판 상에 공급한다. 제2이온수는 공정 부산물과 기판 간에 전기적 척력을 발생시키고, 공정 부산물의 재부착을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 1의 현상 챔버를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 현상 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 린스액 공급 부재를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 도 7의 린스액 공급 부재를 이용하여 린스액을 공급하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 11은 도 7의 린스액 노즐의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 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.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
이하 도 1 내지 도 11을 통해 본 발명의 기판 처리 설비를 설명한다.
도 1은 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 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), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 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 기판(W)을 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 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 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.
제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 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 위치된다. 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 기판들(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 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)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 후술하는 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 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 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 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 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 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 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 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(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. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
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(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 간에 기판(W)을 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 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 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. 냉각 플레이트(421)와 가열 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(420)들 중 일부는 냉각 플레이트(421)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(422)만을 구비할 수 있다.
현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 챔버(800), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(800), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(800)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(800)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 챔버(800)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(470)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(470)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
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(800), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 기판(W)을 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(800)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(800)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(800)는 기판을 현상 처리하는 장치로 제공된다. 현상 챔버(800)는 기판(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. 도 5는 도 1의 현상 챔버를 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 현상 챔버를 보여주는 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 현상 챔버(800)는 기판 지지 유닛(810), 처리 용기(820), 승강 유닛(840), 처리액 공급 유닛(850), 린스액 공급 유닛(860), 그리고 제어기(890)를 포함한다.
기판 지지 유닛(810)은 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 기판 지지 유닛(810)은 지지 플레이트(813), 회전축(814), 그리고 구동 부재(815)를 포함한다. 지지 플레이트(813)의 상면에는 기판(W)을 지지하는 핀 부재들(811,812)이 결합된다. 핀 부재의 일부(811)는 기판(W)의 저면을 지지하고, 다른 일부(812)는 기판(W)의 측면을 지지한다. 회전축(814)은 그 길이방향이 상하방향을 향하는 원통 형상을 가지도록 제공된다. 회전축(814)은 지지 플레이트(813)의 저면에 결합된다. 구동 부재(815)는 회전축(814)에 회전력을 제공한다. 회전축(814)은 구동 부재(815)에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 지지 플레이트(813)는 회전축(814)과 함께 회전 가능하다. 회전축(814)은 구동 부재(815)에 의해 그 회전 속도가 조절되어 기판(W)의 회전 속도를 조절 가능하다. 예컨대, 구동 부재(815)는 모터일 수 있다.
처리 용기(820)는 내부에 현상 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(820)는 현상 공정에서 사용된 처리액을 회수한다. 처리 용기(820)는 회수통(822) 및 회수 라인(830)을 포함한다. 회수통(822)은 수직벽(824), 바닥벽(826), 그리고 경사벽(828)을 포함한다. 수직벽(824)은 기판 지지 유닛(810)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 수직벽(824)은 기판 지지 유닛(810)과 이격되는 직경을 가지도록 제공된다. 수직벽(824)은 기판 지지 유닛(810)과 그 중심축이 일치하도록 위치된다. 바닥벽(826)은 수직벽(824)의 하단으로부터 연장된다. 바닥벽(826)은 기판 지지 유닛(810)의 중심축을 향하는 수평 방향을 향하도록 제공된다. 경사벽(828)은 수직벽(824)의 상단으로부터 연장된다. 경사벽(828)은 기판 지지 유닛(810)의 중심축과 가까워질수록 상향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 선택적으로, 경사벽(828)은 수평 방향을 향하도록 제공될 수 있다.
회수 라인(830)은 처리 공간으로 회수된 처리액을 외부로 배출한다. 회수 라인(830)은 바닥벽(826)에 연결된다. 배출된 처리액은 회수 라인(830)을 통해 외부의 재생 시스템으로 제공될 수 있다.
승강 유닛(840)은 처리 용기(820)와 기판 지지 유닛(810) 간의 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(840)은 처리 용기(820)를 상하 방향으로 이동시킨다. 승강 유닛(840)은 브라켓(842), 이동축(844), 그리고 구동기(846)를 포함한다. 브라켓(842)은 처리 용기(820)와 이동축(844)을 연결한다. 브라켓(842)은 처리 용기(820)의 수직벽(824)에 고정 설치된다. 이동축(844)은 그 길이방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 이동축(844)의 상단은 브라켓(842)에 고정 결합된다. 이동축(844)은 구동기(846)에 의해 상하 방향으로 이동되고, 처리 용기(820)는 이동축(844)과 함께 승강 이동이 가능하다. 예컨대, 구동기(846)는 모터일 수 있다.
처리액 공급 유닛(850)은 기판(W) 상으로 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(850)은 지지 아암(852) 및 처리액 노즐(854)을 포함한다. 지지 아암(852)은 바 형상을 가지도록 제공된다. 지지 아암(852)은 그 길이 방향이 수평 방향을 향하도록 제공된다. 지지 아암(852)의 일단 저면에는 처리액 노즐(854)이 결합된다. 처리액 노즐(854)은 지지 아암(852)에 의해 지지된다. 지지 아암(852)의 끝단은 처리 용기(820)의 일측에 위치된 가이드 레일(858)에 설치된다. 가이드 레일(858)은 그 길이 방향이 수평 방향을 향하도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 가이드 레일(858)과 지지 아암(852)은 서로 간에 길이 방향이 수직하게 제공된다. 일 예에 의하면, 가이드 레일(858)의 길이방향은 제 1 방향을 향하고, 지지 아암(852)의 길이 방향은 제 2 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 지지 아암(852) 및 처리액 노즐(854)은 가이드 레일(858)을 따라 공정 위치 및 대기 위치로 이동 가능하다. 여기서 공정 위치는 처리액 노즐(854)이 기판 지지 유닛에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 처리액 노즐(854)이 공정 위치를 벗어난 위치이다.
린스액 공급 유닛(860)은 기판(W) 상에 린스액을 공급한다. 린스액 공급 유닛(860)은 지지 아암(862), 린스액 노즐(864), 그리고 린스액 공급 부재(870)를 포함한다. 린스액 공급 유닛(860)의 지지 아암(862) 및 린스액 노즐(864)은 처리액 공급 유닛(850)의 지지 아암(852) 및 처리액 노즐(854)과 동일한 형상을 가지도록 제공된다. 린스액 노즐(864)은 지지 아암(862)에 의해 지지되며, 가이드 레일(858)에 의해 공정 위치 및 대기 위치로 이동 가능하다. 예컨대, 처리액은 현상액이고, 린스액은 순수일 수 있다. 린스액은 전해 이온수를 포함하는 순수일 수 있다.
린스액 공급 부재(870)는 린스액 노즐(864)에 린스액을 공급한다. 도 7은 도 6의 린스액 공급 부재를 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면. 린스액 공급 부재(870)는 이온수 생성 부재(872), 린스액 공급원(880), 그리고 린스액 공급 라인(881)을 포함한다. 이온수 생성 부재(872)는 린스액으로부터 전해 이온수를 생성한다. 이온수 생성 부재(872)는 린스액으로부터 양이온이 포함된 제1이온수와 음이온이 포함된 제2이온수를 각각 생성한다. 이온수 생성 부재(872)는 하우징(874), 판 플레이트(876), 제1전극(877a), 제2전극(877b), 린스액 공급 라인(881), 그리고 전해질 공급원(878)을 포함한다. 하우징(874)은 내부에 용액이 전기 분해되는 공간(874a,874b)을 제공한다. 하우징(874)은 통 형상을 가지도록 제공된다. 판 플레이트(876)는 하우징(874)의 내부 공간에 위치된다. 판 플레이트(876)는 하우징(874)과 평행한 길이 방향을 가지며, 하우징(874)과 대응되는 길이로 길게 제공되는 판 형상을 가진다. 판 플레이트(876)는 하우징(874)의 내부 공간을 복수의 공간으로 구획한다. 일 예에 의하면, 판 플레이트(876)는 하우징(874)의 내부 공간을 양이온 생성 공간(874a) 및 음이온 생성 공간(874b)으로 각각 구획한다. 따라서 하우징(874)의 내부 공간의 일측은 양이온 생성 공간(874a)이고, 타측은 음이온 생성 공간(874b)으로 제공될 수 있다. 하우징(874)에서 양이온 생성 공간(874a)에 해당되는 영역은 제1이온수 생성실(874a)로 제공되고, 음이온 생성 공간(874b)에 해당되는 영역은 제2이온수 생성실(874b)로 제공될 수 있다. 판 플레이트(876)에는 복수의 홀들이 형성된다. 양이온 생성 공간(874a) 및 음이온 생성 공간(874b)은 판 플레이트(876)의 홀들을 통해 서로 통하도록 제공된다.
제1전극(877a)은 양이온 생성 공간(874a)에 위치되고, 제2전극(877b)은 음이온 생성 공간(874b)에 위치된다. 제1전극(877a)은 플러스(+) 전압이 인가된 전극이고, 제2전극(877b)은 마이너스(-) 전압이 인가된 전극으로 제공된다. 제1전극(877a)은 양이온 생성 공간(874a)에서 그 위치가 고정되고, 제2전극(877b)은 음이온 생성 공간(874b)에서 그 위치가 고정된다. 제1전극(877a)과 제2전극(877b)은 판 플레이트(876)를 사이에 두고 서로 마주보도록 위치된다.
린스액 공급 라인(881)은 제1이온수 및 제2이온수 각각을 린스액 노즐(864)에 공급한다. 린스액 공급 라인(881)은 메인 공급 라인(882), 제1공급 라인(884), 그리고 제2공급 라인(886)을 포함한다. 메인 공급 라인(882)은 린스액 공급원(880)과 이온수 생성 부재(872)를 서로 연결한다. 린스액 공급원(880)에 제공된 린스액은 메인 공급 라인(882)을 통해 양이온 생성 공간(874a) 및 음이온 생성 공간(874b)으로 공급된다. 제1공급 라인(884)은 양이온 생성 공간(874a)과 린스액 노즐(864)을 서로 연결한다. 양이온 생성 공간(874a)에 생성된 제1이온수는 제1공급 라인(884)을 통해 린스액 노즐(864)로 공급된다. 음이온 생성 공간(874b)에 생성된 제2이온수는 제2공급 라인(886)을 통해 린스액 노즐(864)에 공급한다. 제2공급 라인(886)은 이온수 생성 부재(872)와 제1공급 라인(884)을 연결한다.
전해질 공급원(878)은 양이온 생성 공간(874a)에 전해질 용액을 공급한다. 예컨대, 전해질 용액은 암모니아(NH3), 황산(H2SO4), 그리고 염산(HCl)일 수 있다.
제어기(890)는 처리액 공급 유닛(850) 및 린스액 공급 유닛(860)을 제어한다. 제어기(890)는 처리액, 제1이온수, 그리고 제2이온수가 기판(W) 상에 순차적으로 공급되도록 처리액 공급 유닛(850) 및 린스액 공급 유닛(860)을 제어한다. 선택적으로, 제어기(890)는 처리액, 제2이온수, 제1이온수가 순차적으로 공급되도록 처리액 공급 유닛(850) 및 린스액 공급 유닛(860)을 제어할 수 있다. 이와 달리, 제어기(890)는 제1이온수 또는 제2이온수를 처리액보다 먼저 공급되도록 처리액 공급 유닛(850) 및 린스액 공급 유닛(860)을 제어할 수 있다.
다음은 이온수 생성 부재(872)에 의해 순수로부터 전해 이온수가 생성되는 과정을 설명한다. 본 실시예에는 전해질 용액으로 수산화 암모늄(NH4OH)이 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다. 양이온 생성 공간(874a)에는 린스액 및 전해질 용액이 공급되고, 음이온 생성 공간(874b)에는 린스액이 공급된다. 수산화 암모늄(NH4OH)의 양이온인 수소 이온(H+), 암모늄 이온(NH4 +)은 마이너스 전압이 인가된 제2전극(877b)에 의해 음이온 생성 공간(874b)으로 이동된다. 음이온 생성 공간(874b)에 제공된 수소 이온(H+)들은 제2전극(877b)에 의해 전자를 공급받아 수소(H2)로 환원된다. 이에 따라 음이온 생성 공간(874b)에는 수소 이온(H+)이 감소되고, 수산화 이온(OH-)가 잔류되어 염기성 성질을 띠는 제2이온수가 생성된다.
또한 양이온 생성 공간(874a)에는 음이온들이 제1전극(877a)에 의해 전자를 빼앗기면서 물과 산소로 산화된다. 이에 따라 양이온 생성 공간(874a)에는 양전하를 띠는 수소 이온(H+)의 양이 음전하를 띠는 수산화 이온(OH-)보다 상대적으로 증가되어 산성 성질을 띠는 제1이온수가 생성된다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 처리액 및 린스액을 공급하는 과정을 설명한다. 도 8 내지 도 10은 도 7의 린스액 공급 부재를 이용하여 린스액을 공급하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 기판(W)은 처리액 공급 단계 및 린스액 공급 단계를 순차적으로 수행한다. 처리액 공급 단계에는 처리액 노즐(854)을 공정 위치로 이동되고, 처리액 노즐(854)은 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 처리액 공급 단계가 완료되면, 린스액 공급 단계가 수행된다. 린스액 공급 단계는 제1이온수 공급 단계 및 제2이온수 공급 단계를 포함한다. 제1이온수 공급 단계 및 제2이온수 공급 단계는 순차적으로 수행된다. 제1이온수 공급 단계가 진행되면, 린스액 노즐(864)은 제1이온수를 공급받아 기판(W) 상에 제1이온수를 공급한다. 제1공급 라인(884)을 개방하여 린스액 노즐(864)에 제1이온수를 공급하고, 제2공급 라인(886)을 차단한다. 제1이온수 공급 단계가 완료되면, 제2이온수 공급 단계가 진행된다. 제2이온수 공급 단계가 진행되면, 린스액 노즐(864)은 제2이온수를 공급받아 기판(W) 상에 제2이온수를 공급한다. 제2공급 라인(886)을 개방하여 린스액 노즐(864)에 제2이온수를 공급하고, 제1공급 라인(884)을 차단한다.
본 실시예에는 기판(W)의 린스 처리 단계에서 양이온을 포함하는 제1이온수 및 음이온을 포함하는 제2이온수를 각각 공급한다. 제1이온수에 포함되는 수소 이온(H+)은 유기물과의 반응성을 향상시키는 촉매 역할을 한다. 이로 인해 감광막으로부터 분리된 공정 부산물과 현상액 간에 반응성은 제1이온수에 의해 높아지고, 공정 부산물을 제거하는 효과를 보다 극대화시킬 수 있다.
또한 제2이온수에 포함되는 수산화 이온(OH-)는 감광막으로부터 분리된 공정 부산물과 기판(W) 간에 전기적 척력을 증가시킨다. 이에 따라 공정 부산물이 기판(W)에 재부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에는 린스액 공급 유닛(860)이 이온수를 공급하는 것으로 설명하였다. 그러나 본 실시예에는 이온수에 한정되지 않으며, 이온수를 포함하는 기능수를 통해 공정 부산물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다면 다양하게 적용 가능하다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 현상모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 기판(W)을 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. 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 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.
제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제 2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 제 2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 제 3 방향(16)을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 제 1 방향(12)을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제 1 냉각 챔버(530)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 배치된다.
제 2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 기판(W)을 운반한다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 제 1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제 1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 기판들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 전처리 모듈(601)은 후처리 모듈(602)의 상부에 위치된다. 전처리 모듈(601)은 도포 모듈(401)과 동일한 높이로 제공된다. 후처리 모듈(602)은 현상 모듈(402)과 동일한 높이로 제공된다. 전처리 모듈(601)은 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 챔버(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 챔버(620)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 챔버(610)와 베이크 챔버(620)는 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 챔버(610)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 챔버(610)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 챔버(620)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 챔버(620)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(630)는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 반송 챔버(630)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 전처리 로봇(632)은 보호막 도포 챔버들(610), 베이크 챔버들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 이송한다. 전처리 로봇(632)은 핸드(633), 아암(634), 그리고 지지대(635)를 가진다. 핸드(633)는 아암(634)에 고정 설치된다. 아암(634)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 아암(634)은 지지대(635)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(635)에 결합된다.
보호막 도포 챔버(610)는 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 챔버(610)는 하우징(611), 지지 플레이트(612), 그리고 노즐(613)을 가진다. 하우징(611)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(612)는 하우징(611) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(613)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(612)는 고정된 상태로 제공될 수 있다. 보호액은 발포성 재료를 포함한다. 보호액은 포토 레지스터 및 물과의 친화력이 낮은 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 보호액은 불소계의 용제를 포함할 수 있다. 보호막 도포 챔버(610)는 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 챔버(620)는 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 가열 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 챔버(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버들(620) 중 일부는 가열 플레이트(622) 만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(621) 만을 구비할 수 있다.
후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(680)는 상부에서 바라볼 때 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(680)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 반송 챔버(680) 내에는 후처리 로봇(682)이 위치된다. 후처리 로봇(682)은 세정 챔버들(660), 노광 후 베이크 챔버들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 운반한다. 후처리 모듈(602)에 제공된 후처리 로봇(682)은 전처리 모듈(601)에 제공된 전처리 로봇(632)과 동일한 구조로 제공될 수 있다.
세정 챔버(660)는 노광 공정 이후에 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 그 내부에 냉각 플레이트(671)를 더 구비할 수 있다. 냉각 플레이트(671)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(673)이 제공된다. 또한, 선택적으로 냉각 플레이트(671)만을 가진 베이크 챔버가 더 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다. 또한, 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(680)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 보호막 도포 챔버(610)와 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 챔버(620)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 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 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.
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 기판(W)을 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 2 버퍼 로봇(560)과 대체로 유사한 구조를 가진다.
제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 후처리 모듈(602)로 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 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 2 버퍼(730)의 하우징(731)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판(W)에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
상술한 실시예에는 현상 챔버(800)의 린스액 공급 유닛이 제1이온수 및 제2이온수를 기판 상에 각각 공급하는 것으로 설명하였다. 그러나 린스액 공급 유닛은 제1이온수 및 제2이온수 중 어느 하나만을 기판 상에 공급할 수 있다.
또한 본 실시예에는 린스액 공급 유닛(860)의 제1공급 라인(884)이 린스액 노즐(864)에 직접 연결되고, 제2공급 라인(886)이 제1공급 라인(884)에 연결되는 것으로 설명하였다. 그러나 제1공급 라인(884) 및 제2공급 라인(886) 각각은 린스액 노즐(864)에 직접 연결될 수 있다. 린스액 노즐(864)에는 제1토출구(866a) 및 제2토출구(866b)가 형성되고, 그 내부에는 제1토출구(866a)에 연결되는 제1유로 및 제2토출구(866b)에 연결되는 제2유로가 형성될 수 있다. 제1유로 및 제2유로는 서로 독립된 유로로 제공될 수 있다. 제1유로에는 제1공급 라인(884)이 직접 연결되고, 제2유로에는 제2공급 라인(886)이 직접 연결될 수 있다.
810: 기판 지지 유닛 854: 처리액 노즐
860: 린스액 공급 유닛 864: 린스액 노즐
872: 이온수 생성 부재 874a: 양이온 생성 공간
874b: 음이온 생성 공간 882: 메인 공급 라인
884: 제1공급 라인 886: 제2공급 라인
890: 제어기

Claims (13)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액 노즐을 가지는 린스액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 린스액 공급 유닛은,
    린스액 공급원과;
    상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 양이온이 포함된 제1이온수 및 음이온이 포함된 제2이온수 각각을 생성하는 이온수 생성 부재와;
    상기 이온수 생성 부재를 상기 린스액 노즐 유닛에 연결하는 린스액 공급 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이온수 생성 부재는,
    상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 제1이온수를 생성하는 제1이온수 생성실과;
    상기 린스액 공급원에서 제공된 린스액으로부터 제2이온수를 생성하는 제2이온수 생성실을 포함하고,
    상기 린스액 공급 라인은,
    상기 제1이온수 생성실에 생성된 제1이온수를 상기 린스액 노즐에 공급하는 제1공급 라인과;
    상기 제2이온수 생성실에 생성된 제2이온수를 상기 린스액 노즐에 공급하는 제2공급 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과;
    상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 처리액, 그리고 제1이온수와 제2이온수 중 어느 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 처리액, 제1이온수와 제2이온수 중 어느 하나, 그리고 제1이온수와 제2이온수 중 다른 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 처리액, 제1이온수, 그리고 제2이온수가 순차적으로 상기 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 린스액 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
    처리액 노즐이 상기 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급 단계와;
    린스액 노즐이 상기 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액 공급 단계를 포함하되,
    상기 린스액 공급 단계는
    린스액으로부터 양이온이 포함된 제1이온수 및 음이온이 포함된 제2이온수를 생성하는 이온수 생성 단계와;
    상기 제1이온수 및 상기 제2이온수 중 어느 하나를 상기 기판 상에 공급하는 1차 이온수 공급 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 린스액 공급 단계는
    상기 1차 이온수 공급 단계 이후에 상기 제1이온수 및 상기 제2이온수 중 다른 하나를 상기 기판 상에 공급하는 2차 이온수 공급 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 1차 이온수 공급 단계에는 상기 기판 상에 상기 제1이온수를 공급하고,
    상기 2차 이온수 공급 단계에는 상기 기판 상에 상기 제2이온수를 공급하는 기판 처리 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은 현상액을 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 린스액은 순수를 포함하는 기판 처리 방법.
  11. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판으로 기능수를 토출하는 노즐과;
    상기 노즐로 기능수를 공급하는 액 공급 부재를 포함하되,
    상기 액 공급 부재는,
    액을 공급받고, 그 액으로부터 양이온이 포함된 제1기능수와 음이온이 포함된 제2기능수를 각각 생성하는 기능수 생성 부재와;
    제1기능수를 상기 기능수 생성 부재로 공급하는 제1공급라인과;
    제2기능수를 상기 기능수 생성 부재로 공급하는 제2공급라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 현상액을 공급하는 현상액 공급 유닛과;
    상기 현상액 공급 유닛 및 상기 액 공급 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 처리액, 그리고 제1기능수와 제2기능수 중 어느 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 액 공급 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는 처리액, 제1기능수와 제2기능수 중 어느 하나, 그리고 제1기능수와 제2기능수 중 다른 하나가 순차적으로 기판 상에 공급되도록 상기 처리액 공급 유닛 및 상기 액 공급 부재를 제어하는 기판 처리 장치.

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