KR20160135906A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20160135906A
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정영헌
서경진
조수현
이민규
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판이 처리되는 처리 공간의 분위기를 배기관을 통해 외부로 배출하되, 배기관을 지나는 분위기를 플라스마로 여기시켜 배출함으로써, 분위기에 의한 냄새를 방지하고, 분위기가 배기관의 내벽에 증착되는 것을 방지하여 배기관의 막힘을 방지한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 식각, 증착, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진공정은 패턴을 형성하기 위해 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
사진공정은 크게 도포공정, 노광공정, 그리고 현상공정으로 이루어지며, 노광공정이 진행되기 전후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열 처리하는 과정으로, 가열 플레이트에 놓인 기판을 히터로부터 제공된 열로 인해 그 기판을 열 처리한다.
도 1은 일반적인 기판을 열 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참고하면, 열 처리 장치(2)는 기판(S)의 열처리 시 하우징(4)의 내부에 발생되는 반응 부산물 등의 분위기(Atmosphere)를 배기관(6)을 통해 하우징(4)의 외부로 배기한다. 이 경우, 배기관(6)을 통해 배기되는 분위기는 냄새를 유발하고, 배기관(6)내에 증착되어 배기관(6)의 막힘의 원인이 된다. 배기관(6)의 막힘으로 인해 분위기가 역류하여 공정에 영향을 미치고, 배기관(6)의 잦은 교체를 유발한다.
본 발명은 기판의 열처리 시 냄새를 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 배기관의 막힘을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 배기되는 분위기의 역류를 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 배기관의 교체 주기를 연장시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 역류된 분위기가 공정에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 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 실시 예에 의하면, 기판을 처리하는 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 제공하는 하우징과; 상기 처리 공간 내 분위기를 배기하는 배기 유닛;을 포함하되, 상기 배기 유닛은, 상기 처리 공간 내 분위기가 배기되는 통로를 제공하는 배기관과; 상기 배기관에 설치된 플라스마 발생기;를 가진다.
상기 플라스마 발생기는, 상기 배기관의 일측에 설치되는 제1전극과; 상기 제1전극과 대향되도록 상기 배기관의 타측에 설치되는 제2전극과; 상기 제1전극에 고주파 전력을 인가하는 전원을 포함하고, 상기 제2전극은 접지된다.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 각각 상기 배기관의 외측에서 상기 배기관과 접촉되도록 설치된다.
상기 배기관은 상기 하우징의 상면에 결합되고, 상기 기판 처리 장치는 베이크 장치이다.
상기 플라스마 발생기는 상압 플라스마 발생기이다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 방법은 하우징 내에 제공되고 기판이 처리되는 처리 공간 내 분위기를 배기관을 통해 배기하되, 상기 배기관을 지나는 분위기를 플라스마로 여기시킨다.
상기 플라스마로 여기시키는 것은 상기 배기관의 일측에 설치되는 제1전극 및 상기 제1전극과 대향되도록 상기 배기관의 타측에 설치되는 제2전극에 고주파 전력을 인가하는 것을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치 및 방법은 기판의 열처리 시 냄새를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치 및 방법은 배기관의 막힘을 방지할 수 있다.
또한,본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치 및 방법은 배기되는 분위기의 역류를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치 및 방법은 배기관의 교체 주기를 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치 및 방법은 역류된 분위기가 공정에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판을 열 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 가열 플레이트 내부에 제공된 열처리 부재를 보여주는 수평 단면도이다.
도 7은 도 5의 배기관에 설치된 플라스마 발생기를 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 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 기판 처리 설비(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 기판 처리 설비(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 기판 처리 설비(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)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.
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) 그리고 인터페이스 모듈(700)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 2에서는 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 고정 결합된다. 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 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 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. 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), 버퍼 로봇(360) 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 그리고 후술하는 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 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.
버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 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. 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 로봇(482)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 웨이퍼(W)를 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 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), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 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 가열 유닛(421) 또는 냉각 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(422)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(424)이 제공된다. 베이크 챔버(420)들 중 일부는 가열 유닛(421)만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(422)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 가열 유닛(421)과 냉각 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다.
가열 유닛(421)은 웨이퍼(W)를 가열 처리한다. 가열 유닛(421)은 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 기판 처리 장치(800)로 제공된다. 도 5는 도 2의 가열 유닛(421)을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참고하면, 기판 처리 장치(800)는 하우징(810), 가열 플레이트(820), 열 처리 부재(830), 커버(840), 구동 부재(860) 그리고 배기 유닛(870)을 포함한다.
하우징(810)은 베이크 챔버(420) 내에 위치된다. 하우징(810)은 내부에 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 처리 공간(812)을 제공한다. 하우징(810)은 상부가 개방된 통 형상을 가지도록 제공된다.
도 6은 도 5의 가열 플레이트 내부에 제공된 열 처리 부재를 보여주는 수평 단면도이다. 도 6을 참고하면, 가열 플레이트(820)는 하우징(810)의 처리 공간(812)에 위치된다. 가열 플레이트(820)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 가열 플레이트(820)의 상면은 웨이퍼(W)가 놓이는 지지 영역으로 제공된다. 가열 플레이트(820)의 상면에는 복수 개의 핀 홀(822)들이 형성된다. 각각의 핀 홀(822)은 가열 플레이트(820)의 원주방향을 따라 이격되게 위치된다. 핀 홀(822)들은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(822)에는 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(820)의 상면에 안착시키고, 웨이퍼(W)를 가열 플레이트(820)의 상면으로부터 들어올리는 리프트핀(미도시)이 제공된다. 리프트핀(미도시)은 상하 방향으로 이동하도록 제공된다. 예컨대, 핀 홀(822)들은 3 개로 제공될 수 있다.
열 처리 부재(830)는 가열 플레이트(820)에 놓인 웨이퍼(W)를 기설정 온도로 가열한다. 열 처리 부재(830)는 복수 개의 히터(831)를 포함한다. 각각의 히터(831)는 가열 플레이트(820)의 내부에 위치된다. 각각의 히터(831)는 동일 평면 상에 위치된다. 각각의 히터(831)는 가열 플레이트(820)의 서로 상이한 영역을 가열한다. 각 히터(831)에 대응되는 가열 플레이트(820)의 영역들은 히팅존들로 제공된다. 예컨대, 히터(831)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다.
다시 도 5를 참고하면, 커버(840)는 하우징(810)의 처리 공간(812)을 개폐한다. 커버(840)는 바디(842) 및 지지대(844)를 포함한다. 바디(842)는 하우징(810)에 탈착 가능하도록 제공된다. 바디(842)는 하우징(810)에 장착되어 처리 공간(812)을 외부로부터 차단할 수 있다. 바디(842)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다.
바디(842)에는 배기홀(843)이 형성된다. 배기홀(843)은 바디(842)의 중심축과 대응되게 형성된다. 배기홀(843)에는 후술하는 배기관(871)이 연결된다. 처리 공간(812)의 분위기 및 처리 공간(812)에서 발생된 파티클 등은 배기홀(843) 및 배기관(871)을 통해 외부로 배기된다.
지지대(844)는 바디(842)가 구동 부재(860)에 장착되도록 바디(842)를 지지한다. 지지대(844)는 바디(842)의 일측 가장자리 영역을 지지한다. 지지대(844)는 바디(842)의 일측 가장자리 영역으로부터 길게 연장된다.
구동 부재(860)는 커버(840)를 승강 이동시킨다. 구동 부재(860)는 커버(840)를 차단 위치 및 개방 위치로 이동시킨다. 여기서 차단 위치는 하우징(810)의 처리 공간(812)이 외부로부터 차단되도록 커버(840)가 하우징(810)에 장착되는 위치이다. 개방 위치는 하우징(810)의 처리 공간(812)이 외부와 통하도록 커버(840)가 하우징(810)으로부터 탈착되는 위치이다. 일 예에 의하면, 개방 위치에 위치된 커버(840)는 차단 위치에 위치된 커버(840)보다 높게 위치될 수 있다.
도 7은 도 5의 배기관에 설치된 플라스마 발생기를 보여주는 단면도이다. 도 5 및 도 7을 참고하면, 배기 유닛(870)은 처리 공간(812) 내 분위기를 외부로 배기한다. 배기 유닛(870)은 분위기와 함께 처리 공간(812)에서 발생된 파티클 등을 외부로 배기할 수 있다. 배기 유닛(870)은 배기관(871) 및 플라스마 발생기(872)를 포함한다.
배기관(871)은 처리 공간(812) 내 분위기 및 파티클 등이 배기되는 통로를 제공한다. 배기관(871)은 처리 공간(812)과 연통되도록 하우징(810)의 상면에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배기관(871)은 하우징(810)의 상부에 제공된 커버(840)에 형성된 배기홀(843)에 연결된다.
플라스마 발생기(872)는 배기관(871)을 지나는 분위기를 플라스마로 여기시킨다. 플라스마 발생기(872)는 배기관(871)에 설치된다. 플라스마 발생기(872)는 배기관(871) 내부를 진공에 가까운 압력 상태로 감압하는 것이 요구되지 않는 상압 플라스마 발생기로 제공된다. 일 실시 예에 의하면, 플라스마 발생기(872)는 제1전극(872a), 제2전극(872b) 및 전원(872c)을 포함한다.
제1전극(872a)은 배기관(871)의 일측에 설치된다. 제2전극(872b)은 제1전극(872a)과 대향되도록 배기관의 타측에 설치된다. 제1전극(872a) 및 제2전극(872b)은 배기관(871)의 외측에서 배기관(871)과 접촉되도록 설치될 수 있다. 제2전극(872b)은 접지된다. 전원(872c)은 제1전극(872a)에 고주파 전력을 인가한다. 이와 달리, 전원은 제1전극(872a) 및 제2전극 중 어느 하나에 다른 하나보다 높은 전압을 인가하는 직류(DC)전원으로 제공될 수 있다. 따라서, 제1전극(872a) 및 제2전극(872b)의 사이에 직류 또는 고주파 전계에 의해 여기된 자유전자에 의해 배기관(871)을 지나는 분위기로부터 플라스마가 생성된다.
상술한 바와 같이, 처리 공간(812) 내 분위기를 배기관(871)을 통해 배기하는 경우, 배기관(871)을 지나는 분위기를 배기관(871) 내에서 플라스마로 성분을 분해하여 배기관(871)을 통해 배출한다. 따라서, 분위기의 성질이 변화되어 플라스마로 여기 되기 전의 분위기가 가지는 냄새를 방지할 수 있다. 또한, 배기관 내벽에 분위기가 증착 됨에 따라 배기관이 막히는 것을 방지하여, 배기관의 교체 주기를 연장시킬 수 있고, 분위기의 역류로 인해 공정에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참고하면, 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. 베이크 챔버(470)는 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.
현상모듈(402)의 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 제공될 수 있다. 그 외 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)의 구성들은 도포 모듈(401)의 베이크 챔버와 유사한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상술한 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공될 수 있다. 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 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 기판에 대해 베이크 공정을 수행하는 장치를 예를 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 기판이 처리되는 처리 공간 내의 분위기를 배기관을 통해 배기하는 모든 장치에 적용 가능하다.
800: 기판 처리 장치 810: 하우징
820: 가열 플레이트 830: 열처리 부재
840: 커버 860: 구동 부재
870: 배기 유닛 871: 배기관
872: 플라스마 발생기 872a: 제1전극
872b: 제2전극 873c: 전원

Claims (9)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리 공간 내 분위기를 배기하는 배기 유닛;을 포함하되,
    상기 배기 유닛은,
    상기 처리 공간 내 분위기가 배기되는 통로를 제공하는 배기관과;
    상기 배기관에 설치된 플라스마 발생기;를 가지는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스마 발생기는,
    상기 배기관의 일측에 설치되는 제1전극과;
    상기 제1전극과 대향되도록 상기 배기관의 타측에 설치되는 제2전극과;
    상기 제1전극에 고주파 전력을 인가하는 전원을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은 각각 상기 배기관의 외측에서 상기 배기관과 접촉되도록 설치되는 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2전극은 접지되는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 배기관은 상기 하우징의 상면에 결합되는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 베이크 장치인 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 플라스마 발생기는 상압 플라스마 발생기인 기판 처리 장치.
  8. 기판이 처리되고, 하우징 내에 제공된 처리 공간 내 분위기를 배기관을 통해 배기하는 방법에 있어서,
    상기 배기관을 지나는 분위기를 플라스마로 여기시키는 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 플라스마로 여기시키는 것은, 상기 배기관의 일측에 설치되는 제1전극 및 상기 제1전극과 대향되도록 상기 배기관의 타측에 설치되는 제2전극에 고주파 전력을 인가하는 것을 포함하는 기판 처리 장치.
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