KR20170024212A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 복수 종류의 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 기판 상에 형성된 처리액막의 엣지부가 제거되도록 엣지 비드 제거액을 공급하는 이비알 노즐 및 처리액막이 제거된 기판의 노출 영역에 세정액을 공급하는 세정 부재를 포함한다. 이로 인해 노출 영역에 부착된 이물이 처리액막을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 도포, 노광, 그리고 현상 단계를 순차적으로 수행한다. 도포 공정은 기판의 표면에 레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정이다. 노광 공정은 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이다. 현상 공정에는 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다.
일반적으로 도포 공정은 막 형성 단계 및 이비알 단계를 수행한다. 막 형성 단계는 기판 상에 감광막을 형성하는 단계이고, 이비알 단계는 감광막의 엣지부를 제거하여 기판의 엣지부를 노출시키는 단계이다. 막 형성 단계에는 기판의 중심에 감광액을 공급하여 감광액을 기판의 전체 영역으로 확산시킨다. 이비알 단계에는 기판의 엣지부에 엣지 비드 제거액을 공급하여 감광막을 제거한다.
이비알 단계에서 사용되는 엣지 비드 제거액은 감광액막과 같은 유기 물질에만 반응한다. 예컨대, 엣지 비드 제거액은 신나일 수 있다. 도 1과 같이, 엣지 비드 제거액에 의해 감광액막(Wd)이 제거되면, 기판(W)의 엣지부는 도포 공정 분위기에 노출된다.
그러나 이러한 공정 분위기에는 막 형성 단계 이전 공정에서 부착된 이물(Wp)이 기판(W)의 노출 영역과 함께 노출되며, 이물(Wp)은 감광액막(Wd)에 대해 파티클(Wp)로 작용한다. 특히 그 이물들(Wp)이 금속 성질을 가지거나, 산화물일 경우, 도포 공정에 악영향을 끼친다.
한국 공개 특허 번호 2009-0070602
본 발명은 도포 공정에서 기판 상에 형성된 액막이 오염되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판 상에 부착된 이물이 도포 공정 분위기에 노출되어 액막으로 재부착되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 복수 종류의 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 기판 상에 형성된 처리액막의 엣지부가 제거되도록 엣지 비드 제거액을 공급하는 이비알 노즐 및 처리액막이 제거된 기판의 노출 영역에 세정액을 공급하는 세정 부재를 포함한다.
상기 액 공급 유닛은 기판 상에 처리액을 공급하는 도포 노즐을 더 포함하고, 상기 기판 처리 장치는 상기 액 공급 유닛를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 기판 상에 처리액을 공급하여 상기 처리액막을 형성하고, 상기 처리액막에 엣지 비드 제거액을 공급하며, 상기 제거된 영역으로 세정액을 공급하도록 상기 도포 노즐, 상기 이비알 노즐, 그리고 상기 세정 부재를 제어할 수 있다. 상기 처리액막은 감광막 또는 하드 마스크막를 포함하고, 상기 엣지 비드 제거액은 신나를 포함할 수 있다. 상기 세정액은 산 또는 염기의 성질을 가지는 케미칼을 포함할 수 있다.
기판을 액막을 형성하는 방법으로는, 상기 기판 상에 처리액을 공급하여 처리액막을 형성하는 막 형성 단계, 기판 상에 형성된 처리액막의 엣지부가 제거되도록 엣지 비드 제거액을 상기 기판의 엣지부에 공급하는 이비알 단계, 그리고 상기 엣지 비드 제거액에 의해 상기 처리액막이 제거된 기판의 노출 영역에 잔류하는 이물을 세정 처리하는 세정 처리 단계를 포함한다.
상기 처리액막은 감광막 또는 하드 마스크막을 포함하고, 상기 엣지 비드 제거액은 신나를 포함할 수 있다. 상기 이물은 금속 또는 산화물을 포함하고, 상기 세정액은 강산 및 강염기의 성질을 가지는 케미칼을 포함하되, 상기 케미칼은 암모니아 또는 염산을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판에 형성된 처리액막 중 엣지부를 제거하고, 처리액막이 제거된 기판의 노출 영역을 세정 처리한다. 이로 인해 노출 영역에 부착된 이물이 처리액막을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비의 평면도이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 도 6의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
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 2 내지 도 10을 통해 본 발명의 기판 처리 설비를 설명한다.
도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 5은 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 5를 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 도포하는 기판 처리 장치로 제공된다. 기판 처리 장치(800)는 액 도포 공정이 수행된다. 도 6은 도 2의 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 기판 처리 장치(800)는 하우징(810), 기류 제공 유닛(820), 기판 지지 유닛(830), 처리 용기(850), 승강 유닛(890), 액 공급 유닛(840), 그리고 제어기(880)를 포함한다.
하우징(810)은 내부에 공간(812)을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(810)의 일측에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구에는 도어가 설치되며, 도어는 개구를 개폐한다. 도어는 기판 처리 공정이 진행되면, 개구를 차단하여 하우징(810)의 내부 공간(812)을 밀폐한다. 하우징(810)의 하부면에는 내측 배기구(814) 및 외측 배기구(816)가 형성된다. 하우징(810) 내에 형성된 기류는 내측 배기구(814) 및 외측 배기구(816)를 통해 외부로 배기된다. 일 예에 의하면, 처리 용기(850) 내에 제공된 기류는 내측 배기구(814)를 통해 배기되고, 처리 용기(850)의 외측에 제공된 기류는 외측 배기구(816)를 통해 배기될 수 있다.
기류 제공 유닛(820)은 하우징(810)의 내부 공간에 하강 기류를 형성한다. 기류 제공 유닛(820)은 기류 공급 라인(822), 팬(824), 그리고 필터(826)를 포함한다. 기류 공급 라인(822)은 하우징(810)에 연결된다. 기류 공급 라인(822)은 외부의 에어를 하우징(810)에 공급한다. 필터(826)는 기류 공급 라인(822)으로부터 제공되는 에어를 필터(826)링 한다. 필터(826)는 에어에 포함된 불순물을 제거한다. 팬(824)은 하우징(810)의 상부면에 설치된다. 팬(824)은 하우징(810)의 상부면에서 중앙 영역에 위치된다. 팬(824)은 하우징(810)의 내부 공간에 하강 기류를 형성한다. 기류 공급 라인(822)으로부터 팬(824)에 에어가 공급되면, 팬(824)은 아래 방향으로 에어를 공급한다.
기판 지지 유닛(830)은 하우징(810)의 내부 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(830)은 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(830)은 스핀척(832), 회전축(834), 그리고 구동기(836)를 포함한다. 스핀척(832)은 기판을 지지하는 기판 지지 부재(832)로 제공된다. 스핀척(832)은 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 스핀척(832)의 상면에는 기판(W)이 접촉한다. 스핀척(832)은 기판(W)보다 작은 직경을 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 스핀척(832)은 기판(W)을 진공 흡입하여 기판(W)을 척킹할 수 있다. 선택적으로, 스핀척(832)은 정전기를 이용하여 기판(W)을 척킹하는 정전척으로 제공될 수 있다. 또한 스핀척(832)은 기판(W)을 물리적 힘으로 척킹할 수 있다.
회전축(834) 및 구동기(836)는 스핀척(832)을 회전시키는 회전 구동 부재(834,836)로 제공된다. 회전축(834)은 스핀척(832)의 아래에서 스핀척(832)을 지지한다. 회전축(834)은 그 길이방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 회전축(834)은 그 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 구동기(836)는 회전축(834)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 예컨대, 구동기(836)는 회전축의 회전 속도를 가변 가능한 모터일 수 있다.
처리 용기(850)는 하우징(810)의 내부 공간(812)에 위치된다. 처리 용기(850)는 내부에 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(850)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(850)는 내측 컵(852) 및 외측 컵(862)을 포함한다.
내측 컵(852)은 회전축(834)을 감싸는 원형의 판 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 내측 컵(852)은 내측 배기구(814)와 중첩되도록 위치된다. 상부에서 바라볼 때 내측 컵(852)의 상면은 그 외측 영역과 내측 영역 각각이 서로 상이한 각도로 경사지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 내측 컵(852)의 외측 영역은 기판 지지 유닛(830)으로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향을 향하며, 내측 영역은 기판 지지 유닛(830)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 내측 컵(852)의 외측 영역과 내측 영역이 서로 만나는 지점은 기판(W)의 측단부와 상하 방향으로 대응되게 제공된다. 내측 컵(852)의 상면 외측 영역은 라운드지도록 제공된다. 내측 컵(852)의 상면 외측 영역은 아래로 오목하게 제공된다. 내측 컵(852)의 상면 외측 영역은 처리액이 흐르는 영역으로 제공될 수 있다.
외측 컵(862)은 기판 지지 유닛(830) 및 내측 컵(852)을 감싸는 컵 형상을 가지도록 제공된다. 외측 컵(862)은 바닥벽(864), 측벽(866), 상벽(870), 그리고 경사벽(870)을 가진다. 바닥벽(864)은 중공을 가지는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 바닥벽(864)에는 회수 라인(865)이 형성된다. 회수 라인(865)은 기판(W) 상에 공급된 처리액을 회수한다. 회수 라인(865)에 의해 회수된 처리액은 외부의 액 재생 시스템에 의해 재사용될 수 있다. 측벽(866)은 기판 지지 유닛(830)을 감싸는 원형의 통 형상을 가지도록 제공된다. 측벽(866)은 바닥벽(864)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측벽(866)은 바닥벽(864)으로부터 위로 연장된다.
경사벽(870)은 측벽(866)의 상단으로부터 외측 컵(862)의 내측 방향으로 연장된다. 경사벽(870)은 위로 갈수록 기판 지지 유닛(830)에 가까워지도록 제공된다. 경사벽(870)은 링 형상을 가지도록 제공된다. 경사벽(870)의 상단은 기판 지지 유닛(830)에 지지된 기판(W)보다 높게 위치된다.
승강 유닛(890)은 내측 컵(852) 및 외측 컵(862)을 각각 승강 이동시킨다. 승강 유닛(890)은 내측 이동 부재(892) 및 외측 이동 부재(894)를 포함한다. 내측 이동 부재(892)는 내측 컵(852)을 승강 이동 시키고, 외측 이동 부재(894)는 외측 컵(862)을 승강 이동시킨다.
액 공급 유닛(900)은 기판(W) 상에 다양한 종류의 액을 공급한다. 일 예에 의하면, 액 공급 유닛(900)은 기판(W) 상에 처리액, 엣지 비드 제거액, 그리고 세정액을 공급할 수 있다.
액 공급 유닛(900)은 막 형성 유닛(920) 및 이비알 유닛(940)을 포함한다. 막 형성 유닛(920)은 액막을 형성하는 막 형성 공정을 수행한다. 막 형성 유닛(920)은 기판(W) 상에 처리액막을 형성한다. 막 형성 유닛(920)은 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 막 형성 유닛(920)은 가이드 부재(922), 아암(924), 도포 노즐(926)을 포함한다. 가이드 부재(922) 및 아암(924)은 도포 노즐(926)을 공정 위치와 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 도포 노즐(926)이 기판(W)과 마주보는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치로 정의한다. 가이드 부재(922)는 아암(924)을 수평 방향으로 이동시키는 가이드 레일(922)을 포함한다. 가이드 레일(922)은 처리 용기의 일측에 위치된다. 가이드 레일(922)은 그 길이 방향이 수평 방향을 향하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 가이드 레일(922)의 길이 방향을 제1방향과 평행한 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 가이드 레일(922)에는 아암(924)이 설치된다. 아암(924)은 가이드 레일(922)의 내부에 제공된 리니어 모터에 의해 이동될 수 있다. 아암(924)은 상부에서 바라볼 때 가이드 레일(922)과 수직한 길이 방향을 향하도록 제공된다. 아암(924)의 일단은 가이드 레일(922)에 장착된다. 아암(924)의 타단 저면에는 도포 노즐(926)이 설치된다. 선택적으로 아암(924)은 길이 방향이 제3방향을 향하는 회전축에 결합되어 회전될 수 있다.
이비알 유닛(940)은 이비알 공정(EBR: Edge Bead Removal)을 수행한다. 이비알 유닛(940)은 기판(W) 상에 형성된 처리액막 중 엣지부를 제거한다. 이비알 유닛(940)은 기판(W)의 엣지부를 처리액막으로부터 노출시킨다. 이비알 유닛(940)은 가이드 부재, 아암, 이비알 노즐(946), 그리고 세정 부재(948)를 포함한다. 이비알 유닛(940)의 가이드 부재(942) 및 아암(944)은 막 형성 유닛(920)의 가이드 부재(922) 및 아암(924)과 동일한 형상을 가지도록 제공된다. 이비알 유닛(940)의 가이드 부재(942) 및 아암(944)은 액막 형성 유닛(920)과 독립적으로 구동 가능하다. 이비알 유닛(940)의 가이드 부재(942) 및 아암(944)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이비알 노즐(946)은 처리액막 상에 엣지 비드 제거액을 토출한다. 이비알 노즐(946)은 아암(944)의 저면에 고정 결합된다. 이비알 노즐(946)은 그 토출구가 하향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 측부에서 바라볼 때 이비알 노즐(946)은 그 토출구가 아래로 갈수록 기판(W)의 엣지부에 가까워지는 방향을 향하게 제공될 수 있다. 이비알 노즐(946)은 기판(W)의 엣지부에 엣지 비드 제거액을 공급한다.
예컨대, 처리액은 유기 물질이고, 엣지 비드 제거액은 유기 물질과 반응할 수 있는 액일 수 있다. 처리액은 포토 레지스트와 같은 감광액이고, 엣지 비드 제거액은 신나(Thinner)일 수 있다.
세정 부재(948)는 엣지 비드 제거액에 의해 처리액막이 제거된 기판(W)의 노출 영역으로 세정액을 공급한다. 세정 부재(948)는 다양한 종류의 세정액을 공급한다. 세정 부재(948)는 복수 개의 세정 노즐들(948)을 포함한다. 각각의 노즐은 서로 상이한 종류의 세정액을 공급한다. 복수 개의 세정 노즐들(948)은 아암(944)의 저면에 고정 결합된다. 각각의 세정 노즐(948)은 이비알 노즐(946)의 일측에 위치된다. 예컨대, 제1방향에 대해 이비알 노즐(946)은 전단에 위치하고, 복수 개의 세정 노즐들(948)은 후단에 위치될 수 있다. 복수 개의 세정 노즐들(948)은 제1방향을 따라 배열될 수 있다. 각각의 세정 노즐(948)의 토출구는 이비알 노즐(946)의 토출구와 평행한 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 세정 노즐들(948)은 세정액의 종류와 일대일 대응되도록 제공될 수 있다. 세정액은 제1케미칼 및 제2케미칼을 포함할 수 있다. 제1케미칼은 제1세정 노즐(948a)로부터 공급되고, 제2케미칼은 제2세정 노즐(948b)로부터 공급 가능하다. 제1케미칼 및 제2케미칼은 산 또는 염기 성질을 가지는 액일 수 있다. 제1케미칼은 암모니아(NH3), 과산화수소(H2O2), 그리고 순수를 혼합한 케미칼일 수 있다. 제2케미칼은 염산(HCl), 과산화수소(H2O2), 그리고 순수를 혼합한 케미칼일 수 있다.
제어기(880)는 액 공급 유닛(900)을 제어한다. 제어기(880)는 막 형성 단계, 이비알 단계, 그리고 세정 처리 단계가 순차적으로 수행되도록 도포 노즐(926), 이비알 노즐(946), 그리고 세정 부재(948)를 제어한다. 일 예에 의하면, 막 형성 단계에는 기판(W) 상에 처리액막을 형성하는 단계이고, 이비알 단계에는 처리액막의 엣지부를 제거하는 단계이며, 세정 처리 단계에는 처리액막이 제거된 기판(W)의 영역을 세정 처리하는 단계일 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)에 처리액을 도포하는 방법을 설명한다. 도 8 내지 도 10은 도 6의 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
막 형성 단계가 진행되면, 도포 노즐(926)은 공정 위치로 이동된다. 기판(W)은 회전되고, 도포 노즐(926)은 기판(W)의 중심에 처리액을 공급한다. 기판(W)의 중심에 공급된 처리액은 원심력에 의해 기판(W)의 전체 영역으로 확산된다. 도포 노즐(926)로부터 기설정 양이 공급되면 처리액의 공급을 중단하고, 도포 노즐(926)은 대기 위치로 이동된다. 기판(W) 상에 처리액막이 형성되면, 이비알 단계를 수행한다.
이비알 단계가 진행되면, 이비알 노즐(946)은 공정 위치로 이동된다. 이비알 노즐(946)은 기판(W)의 엣지부를 향해 엣지 비드 제거액을 공급한다. 이비알 노즐(946)은 엣지 비드 제거액을 아래로 갈수록 기판(W)의 중심에서 측단을 향하는 방향으로 토출한다. 이에 따라 엣지 비드 제거액이 기판(W)의 엣지부에서 중심을 향하는 방향으로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 엣지 비드 제거액에 의해 처리액막의 엣지부가 제거되면, 기판(W)의 엣지부는 공정 분위기로부터 노출된다.
세정 처리 단계가 진행되면, 엣지 비드 제거액에 의해 노출된 기판(W)의 노출 영역으로 세정액을 공급한다. 제1세정 노즐(948a)은 제1세정액을 기판(W)의 노출 영역으로 공급한다. 제1세정액에 의한 제1세정 처리가 완료되면, 제2세정 노즐(948b)은 제2세정액을 그 노출 영역으로 공급한다. 선택적으로, 세정 처리 단계에는 제1세정액 및 제2세정액 중 하나를 선택적으로 기판(W)의 노출 영역에 공급할 수 있다.
본 실시예에는 엣지 비드 제거액에 의해 노출된 기판(W)의 노출 영역으로 세정액을 공급한다. 이로 인해 노출 영역에 부착된 이물들이 기판(W)의 도포 공정을 수행하는 과정에서 처리액막에 재부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에는 세정액이 제1세정액 및 제2세정액을 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 기판(W)의 노출 영역과 반응하여 그 노출 영역을 세정 처리할 수 있는 액이라면 모두 적용 가능하다. 세정액은 1 종 또는 3종 이상으로 제공될 수 있다.
또한 본 실시예에는 기판(W) 상에 감광액막을 형성하는 과정에서 기판(W)의 노출 영역을 세정 처리하는 것으로 설명하였다. 그러나 기판(W) 상에 형성되는 액막은 감광액에 한정되지 않으며, 하드 마스크 등 다양한 액막에 적용 가능하다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 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(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. 도면에서는 6개의 현상 챔버(460)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(460), 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(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)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.
현상 챔버(460)는 용기(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 용기(461)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 용기(461) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
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 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. 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 웨이퍼들(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 웨이퍼들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 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 웨이퍼들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 웨이퍼들(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 웨이퍼들(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 기판들(W)이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판들(W)이 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(4531)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
다음에는 상술한 기판 처리 설비(1)를 이용하여 공정을 수행하는 일 예를 설명한다.
웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)는 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인다. 도어 오프너에 의해 카세트(20)의 도어가 개방된다. 인덱스 로봇(220)은 카세트(20)로부터 기판(W)을 꺼내어 제 2 버퍼(330)로 운반한다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330)에 보관된 기판(W)을 제 1 버퍼(320)로 운반한다. 도포부 로봇(432)은 제 1 버퍼(320)로부터 기판(W)을 꺼내어 도포 모듈(401)의 베이크 챔버(420)로 운반한다. 베이크 챔버(420)는 프리 베이크 및 냉각 공정을 순차적으로 수행한다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버(420)로부터 기판(W)을 꺼내어 레지스트 도포 챔버(410)로 운반한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 이후 기판(W) 상에 포토 레지스트가 도포되면, 도포부 로봇(432)은 기판(W)을 레지스트 도포 챔버(410)로부터 베이크 챔버(420)로 운반한다. 베이크 챔버(420)는 기판(W)에 대해 소프트 베이크 공정을 수행한다.
도포부 로봇(432)은 베이크 챔버(420)에서 기판(W)을 꺼내어 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)로 운반한다. 제 1 냉각 챔버(530)에서 기판(W)에 대해 냉각 공정이 수행된다. 제 1 냉각 챔버(530)에서 공정이 수행된 기판(W)은 제 2 버퍼 로봇(560)에 의해 에지 노광 챔버(550)로 운반된다. 에지 노광 챔버(550)는 기판(W)의 가장자리 영역을 노광하는 공정을 수행한다. 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 완료된 기판(W)은 제 2 버퍼 로봇(560)에 의해 버퍼(520)로 운반된다.
전처리 로봇(632)은 버퍼(520)로부터 기판(W)을 꺼내어 전처리 모듈(601)의 보호막 도포 챔버(610)로 운반한다. 보호막 도포 챔버(610)는 기판(W) 상에 보호막을 도포한다. 이후 전처리 로봇(632)은 기판(W)을 보호막 도포 챔버(610)로부터 베이크 챔버(620)로 운반한다. 베이크 챔버(620)는 기판(W)에 대해 가열 및 냉각 등과 같은 열처리를 수행한다.
전처리 로봇(632)은 베이크 챔버(620)에서 기판(W)을 꺼내어 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720)로 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720)로부터 처리 모듈(800)의 반전 유닛(840)으로 웨이퍼를 운반한다. 반전 유닛(840)은 웨이퍼의 제 1 면(패턴 면)이 아래 방향을 향하도록 웨이퍼를 반전시킨다. 반전된 웨이퍼는 스핀 척(810) 상에 로딩되고, 로딩된 웨이퍼는 핀 부재들(811a, 811b)에 의해 척킹된다.
스핀 척(810)의 지지판(812) 형성된 분사 홀들(852)을 통해 웨이퍼의 제 1 면으로 질소 가스와 같은 불활성 가스가 분사되고, 이후 분사 홀들(852)을 통해 웨이퍼의 제 1 면으로 탈이온수와 같은 린스액이 분사된다. 린스액은 가스와 함께 분사 홀들(852)을 통해 웨이퍼의 제 1 면에 분사될 수도 있다. 웨이퍼의 제 1 면으로의 가스 및/또는 린스액의 분사시, 스핀 척(810)은 회전될 수 있으며, 이와 달리 회전되지 않을 수도 있다. 그리고, 린스액 분사 유닛(860)은 웨이퍼의 제 2 면에 린스액을 분사한다.
이후 웨이퍼는 인터페이스 로봇(740)에 의해 처리 모듈(800)로부터 제 1 버퍼(720)로 운반된 후, 제 1 버퍼(720)로부터 노광 장치(900)로 운반된다. 노광 장치(900)는 웨이퍼의 제 1 면에 대해 노광 공정, 예를 들어 액침 노광 공정을 수행한다. 노광 장치(900)에서 기판(W)에 대해 노광 공정이 완료되면, 인터페이스 로봇(740)은 노광 장치(900)에서 기판(W)을 제 2 버퍼(730)로 운반한다.
후처리 로봇(682)은 제 2 버퍼(730)로부터 기판(W)을 꺼내어 후처리 모듈(602)의 세정 챔버(660)로 운반한다. 세정 챔버(660)는 기판(W)의 표면에 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행한다. 세정액을 이용한 기판(W)의 세정이 완료되면 후처리 로봇(682)은 곧바로 세정 챔버(660)로부터 기판(W)을 꺼내어 노광 후 베이크 챔버(670)로 기판(W)을 운반한다. 노광 후 베이크 챔버(670)의 가열 플레이트(672)에서 기판(W)의 가열에 의해 기판(W) 상에 부착된 세정액이 제거되고, 이와 동시에 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화가 완성된다. 후처리 로봇(682)은 노광 후 베이크 챔버(670)로부터 기판(W)을 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)로 운반한다. 제 2 냉각 챔버(540)에서 기판(W)의 냉각이 수행된다.
현상부 로봇(482)은 제 2 냉각 챔버(540)로부터 기판(W)을 꺼내어 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)로 운반한다. 베이크 챔버(470)는 포스트 베이크 및 냉각 공정을 순차적으로 수행한다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버(470)로부터 기판(W)을 꺼내어 현상 챔버(460)로 운반한다. 현상 챔버(460)는 기판(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다. 이후 현상부 로봇(482)은 기판(W)을 현상 챔버(460)로부터 베이크 챔버(470)로 운반한다. 베이크 챔버(470)는 기판(W)에 대해 하드 베이크 공정을 수행한다.
현상부 로봇(482)은 베이크 챔버(470)에서 기판(W)을 꺼내어 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)로 운반한다. 냉각 챔버(350)는 기판(W)을 냉각하는 공정을 수행한다. 인덱스 로봇(360)은 냉각 챔버(350)부터 기판(W)을 카세트(20)로 운반한다. 이와 달리, 현상부 로봇(482)는 베이크 챔버(470)에서 기판(W)을 꺼내 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)으로 운반하고, 이후 인덱스 로봇(360)에 의해 카세트(20)로 운반될 수 있다.
900: 액 공급 유닛 920: 막 형성 유닛
926: 도포 노즐 940: 이비알 유닛
946: 이비알 노즐 948a: 제1세정 노즐
948b: 제2세정 노즐

Claims (7)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판 상에 복수 종류의 액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    기판 상에 형성된 처리액막의 엣지부가 제거되도록 엣지 비드 제거액을 공급하는 이비알 노즐과;
    처리액막이 제거된 기판의 노출 영역에 세정액을 공급하는 세정 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    기판 상에 처리액을 공급하는 도포 노즐을 더 포함하고,
    상기 기판 처리 장치는 상기 액 공급 유닛를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 기판 상에 처리액을 공급하여 상기 처리액막을 형성하고, 상기 처리액막에 엣지 비드 제거액을 공급하며, 상기 제거된 영역으로 세정액을 공급하도록 상기 도포 노즐, 상기 이비알 노즐, 그리고 상기 세정 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 처리액막은 감광막 또는 하드 마스크막를 포함하고,
    상기 엣지 비드 제거액은 신나를 포함하는 기판 처리 장치,
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액은 산 또는 염기의 성질을 가지는 케미칼을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 기판을 액막을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 기판 상에 처리액을 공급하여 처리액막을 형성하는 막 형성 단계와;
    기판 상에 형성된 처리액막의 엣지부가 제거되도록 엣지 비드 제거액을 상기 기판의 엣지부에 공급하는 이비알 단계와;
    상기 엣지 비드 제거액에 의해 상기 처리액막이 제거된 기판의 노출 영역에 잔류하는 이물을 세정 처리하는 세정 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  6. 제6항에 있어서,
    상기 처리액막은 감광막 또는 하드 마스크막을 포함하고,
    상기 엣지 비드 제거액은 신나를 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 이물은 금속 또는 산화물을 포함하고,
    상기 세정액은 강산 및 강염기의 성질을 가지는 케미칼을 포함하되,
    상기 케미칼은 암모니아 또는 염산을 포함하는 기판 처리 방법.




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