KR20180049312A - 기판 지지 장치 및 이를 가지는 기판 처리 설비, 그리고 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 지지 장치 및 이를 가지는 기판 처리 설비, 그리고 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 지지하는 장치 및 이를 처리하는 방법을 제공한다. 기판 지지 장치는 기판을 지지하는 상면을 가지는 지지판을 포함하는 기판 지지 부재 및 상기 지지판에 제공되어 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되, 상기 지지판의 일부 영역은 상기 가열 부재로부터 상기 상면으로 제공되는 열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가진다. 제1온도로 가열되는 지지판의 중앙 영역과 제2온도로 가열되는 가장자리 영역 사이에는 버퍼 공간이 제공된다. 버퍼 공간은 중앙 영역과 가장자리 영역을 서로 단열시켜 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간에 온도차를 극대화시킬 수 있다.

Description

기판 지지 장치 및 이를 가지는 기판 처리 설비, 그리고 기판 처리 방법{Apparatus for supporting substrate, System for treating substrate, and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 지지하는 장치 및 이를 처리하는 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 액막을 형성하는 공정으로 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 액막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크하는 베이크 처리 과정이 진행된다. 베이크 처리 과정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 액막 상에 유기물을 날려 액막을 안정화시킨다. 이러한 베이크 처리 과정은 공정에 따라, 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열하거나, 기판의 온도를 영역 별로 상이하게 가열한다.
이 중 기판의 온도를 영역 별로 상이하게 가열하는 공정은 기준 영역을 중심으로 이의 내측인 내측 두께와 외측인 외측 두께를 서로 상이하게 조절한다.
도 1은 일반적인 베이크 처리 장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판의 영역 별 온도를 보여주는 그래프이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 지지판의 상면에는 기판이 안착되고, 히터는 기판을 가열한다. 히터는 복수 개로 제공되며, 각각은 지지판의 서로 상이한 영역에 제공된다. 히터로부터 발생된 열은 지지판을 통해 기판으로 전도된다. 지지판의 내측 영역에 위치되는 내측 히터들은 내측 온도로 기판을 가열하고, 외측 영역에 위치되는 외측 히터들은 내측 온도와 상이한 외측 온도로 기판을 가열한다. 그러나 기판의 온도는 중심에서 가장자리 영역으로 갈수록 점진적으로 높아지거나 낮아진다. 이로 인해 액막의 내측 두께는 편평하지 못하고, 외측에 가까워질수록 그 두께가 점진적으로 두꺼워지거나, 점진적으로 두꺼워지다가 다시 얇아진다.
이는 액막의 내측 두께가 불균일한 것으로, 공정 불량을 야기할 수 있다. 이에 따라 액막의 내측 두께 및 외측 두께가 서로 상이하되, 균일한 내측 두께를 형성할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.
한국 공개 특허 번호 2002-0020847
본 발명은 기판 상에 형성된 액막의 내측 두께 및 외측 두께를 서로 상이하게 조절하되, 균일한 내측 두께를 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 지지하는 장치 및 이를 처리하는 방법을 제공한다. 기판 지지 장치는 기판을 지지하는 상면을 가지는 지지판을 포함하는 기판 지지 부재 및 상기 지지판에 제공되어 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되, 상기 지지판의 일부 영역은 상기 가열 부재로부터 상기 상면으로 제공되는 열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가진다.
상기 가열 부재는 상기 지지판의 복수 영역들을 상이한 온도로 가열하되, 상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역과 상기 가열 부재는 서로 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 상기 지지판의 제1영역을 제1온도로 가열하는 제1히터를 포함하되, 상기 지지판의 제2영역을 상기 제1온도와 상이한 제2온도로 가열하는 제2히터를 포함하되, 상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이일 수 있다. 상기 제1영역은 상기 지지판의 중앙 영역을 포함하고, 상기 제2영역은 상기 지지판의 가장자리 영역을 포함하되, 상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역의 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다.
또한 상기 버퍼 공간은 상기 제1영역의 둘레를 감싸도록 제공되는 내측 공간 및 상기 내측 공간과 독립되며, 상기 내측 공간의 둘레를 감싸도록 제공되는 외측 공간을 포함할 수 있다. 상기 외측 공간은 상기 내측 공간에 비해 더 큰 깊이를 가질 수 있다.
또한 상기 버퍼 영역의 수직 단면에는 상기 버퍼 공간의 원 형상으로 제공될 수 있다.
또한 상기 버퍼 공간의 깊이는 일정할 수 있다.
또한 상기 버퍼 공간의 깊이는 상기 지지판의 중심으로부터 멀어질수록 커질 수 있다.
상기 지지판의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 상기 버퍼 공간의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하일 수 있다.
기판을 처리하는 방법으로 상기 기판을 지지판에 안착시키고, 상기 지지판에 설치된 가열 부재가 상기 지지판을 통한 전도열로 상기 기판을 가열하되, 상기 지지판에는 상기 기판의 복수 영역들 간에 온도 구배가 발생되도록 상기 전도열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가진다.
상기 가열 부재는 상기 기판의 중앙 영역을 제1온도로 가열하고, 상기 기판의 가장자리 영역을 상기 제1온도와 상이한 제2온도로 가열할 수 있다. 상기 기판은 상기 중앙 영역 및 상기 가장자리 영역 사이에 위치되며, 상기 중앙 영역을 감싸도록 제공되는 상기 온도 구배 영역을 가지고, 상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 공간은 상기 온도 구배 영역과 중첩되게 위치될 수 있다. 상기 기판은 감광액에 의한 액막이 형성된 기판이고, 상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도일 수 있다. 상기 지지판의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 상기 버퍼 공간의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하일 수 있다.
기판 처리 설비는 기판 상에 감광액막을 형성하는 도포 장치 및 기판 상에 형성된 감광액막을 가열 처리하는 가열 장치를 포함하되, 상기 가열 장치는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버 및 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 장치를 포함하되, 상기 기판 지지 장치는 상면을 가지는 지지판을 포함하는 기판 지지 부재 및 상기 지지판에 제공되어 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되, 상기 지지판의 일부 영역은 상기 가열 부재로부터 상기 상면으로 제공되는 열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가진다.
상기 지지판의 제1영역을 제1온도로 가열하는 제1히터를 포함하되, 상기 지지판의 제2영역을 상기 제1온도와 상이한 제2온도로 가열하는 제2히터를 포함하되, 상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이일 수 있다. 상기 제1영역은 상기 지지판의 중앙 영역을 포함하고, 상기 제2영역은 상기 지지판의 가장자리 영역을 포함하되, 상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역의 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다. 상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도일 수 있다. 상기 지지판의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 상기 버퍼 공간의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1온도로 가열되는 지지판의 중앙 영역과 제2온도로 가열되는 가장자리 영역 사이에는 버퍼 공간이 제공된다. 버퍼 공간은 중앙 영역과 가장자리 영역을 서로 단열시켜 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간에 온도차를 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 버퍼 공간으로 인해 제1온도로 가열되는 중앙 영역에는 제2온도의 영향을 최소화할 수 있다. 이로 인해 중앙 영역과 대응되는 기판의 영역을 균일하게 가열 처리할 수 있다.
도 1은 일반적인 베이크 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판의 영역 별 온도를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다
도 7은 도 3의 가열 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 지지판 및 가열 부재를 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 7의 지지판 및 가열 부재의 제1실시예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 7의 지지판의 버퍼 공간을 보여주는 평면도이다.
도 11은 도 9의 지지판 및 가열 부재에 의해 가열된 기판의 영역 별 온도를 보여주는 그래프이다.
도 12는 도 9의 지지판의 제2실시예를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 9의 지지판의 제3실시예를 보여주는 평면도이다.
도 14는 도 9의 지지판의 제4실시예를 보여주는 단면도이다.
도 15는 도 9의 지지판의 제5실시예를 보여주는 단면도이다.
도 16은 도 9의 지지판의 제6실시예를 보여주는 단면도이다.
도 17은 도 9의 지지판의 제7실시예를 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. 그러나 본 실시예는 밀폐된 기판 처리 공간에 기류가 형성되는 장치라면 다양하게 적용 가능하다. 아래에서는 기판으로 원형의 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3 내지 도 6을 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 포토 레지스트와 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 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 유닛(410)과 베이크 유닛(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 유닛(410)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 유닛(410)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)는 더 많거나 더 적은 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 유닛들(420), 레지스트 도포 유닛들(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 유닛들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 유닛(410)에서 사용되는 감광액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 감광액으로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 유닛(410)은 기판(W) 상에 감광액을 도포한다. 레지스트 도포 유닛(410)은 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 감광액을 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 감광액을 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 유닛(410)에는 감광액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(800)은 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)는 감광액을 도포하기 전후 각각에 기판(W)을 열 처리한다. 베이크 유닛(800)은 감광액을 도포하기 전의 기판(W)의 표면 성질이 변화시키도록 기판(W)을 소정의 온도로 가열하고, 그 기판(W) 상에 점착제와 같은 처리액막을 형성할 수 있다. 베이크 유닛(800)은 감광액이 도포된 기판(W)을 감압 분위기에서 감광액막을 열 처리할 수 있다. 감광액막에 포함된 휘발성 물질을 휘발시킬 수 있다. 본 실시예에는 베이크 유닛(800)이 감광액막을 열 처리하는 유닛으로 설명한다.
베이크 유닛(800)은 냉각 플레이트(820) 및 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이트(820)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(820)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(820)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(820)에 놓여진 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.
가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열 처리하는 기판 가열 장치(1000)로 제공된다. 도 7은 도 3의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 가열 유닛(1000)는 챔버(1100), 배기 유닛(1500), 그리고 기판 지지 장치(1200)를 포함한다.
챔버(1100)은 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다. 챔버(1100)은 상부 바디(1120), 하부 바디(1140), 그리고 실링 부재(1160)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 상부 바디(1120)의 상면에는 중심홀(1122) 및 주변홀(1124)이 형성된다. 중심홀(1122)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 중심홀(1122)은 처리 공간(1110)의 분위기가 배기되는 배기홀(1122)로 기능한다. 주변홀(1124)은 복수 개로 제공되며, 상부 바디(1120)의 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 주변홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀(1124)로 기능한다. 주변홀들(1124)은 중심홀(1122)을 감싸도록 위치된다. 주변홀들(1124)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 주변홀(1124)은 4 개일 수 있다. 외부의 기류는 에어일 수 있다.
선택적으로, 주변홀들(1124)은 3 개 또는 5 개 이상으로 제공될 수 있다. 또한 외부의 기류는 비활성 가스일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 바디(1140)의 상단은 상부 바디(1120)의 하단과 대향되게 위치될 수 있다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140) 중 하나는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치와 차단 위치로 이동되고, 다른 하나는 그 위치가 고정된다. 일 예에 의하면, 하부 바디(1140)는 그 위치가 고정되고, 상부 바디(1120)는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치 및 차단 위치 간에 이동될 수 있다. 여기서 개방 위치는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 서로 이격되어 처리 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 처리 공간(1110)이 외부로부터 밀폐되는 위치이다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상을 가지는 오링 부재(1160)일 수 있다. 실링 부재(1160)는 하부 바디(1140)의 상단에 고정 결합될 수 있다.
배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110)을 배기한다. 배기 유닛(1500)은 배기관(1520) 감압 부재(1540), 그리고 대향판(1560)을 포함한다. 배기관(1520)은 양단이 개방된 관 형상으로 제공된다. 배기관(1520)은 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 배기관(1520)은 상부 바디(1120)에 고정 결합된다. 배기관(1520)은 상부 바디(1120)의 중심홀(1122)에 관통되게 위치된다. 배기관(1520)은 하단을 포함하는 하부 영역이 처리 공간(1110)에 위치되고, 상단을 포함하는 상부 영역이 처리 공간(1110)의 외부에 위치된다. 즉 배기관(1520)의 상단은 상부 바디(1120)보다 높게 위치된다. 배기관(1520)에는 감압 부재(1540)가 연결된다. 감압 부재(1540)는 배기관(1520)을 감압한다. 이에 따라 처리 공간(1110)은 배기관(1520)을 통해 배기될 수 있다.
대향판(1560)은 처리 공간(1110)에 유입되는 기류의 흐름 방향을 안내한다. 대향판(1560)은 처리 공간(1110)에서 기류의 흐름 방향을 안내한다. 대향판(1560)은 통공(1620)을 가지는 판 형상으로 제공된다. 통공(1620)은 대향판(1560)의 중심에 형성된다. 대향판(1560)은 처리 공간(1110)에서 지지판(1320)의 상부에 위치된다. 대향판(1560)은 상부 바디(1120)와 대응되는 높이에 위치된다. 대향판(1560)은 지지판(1320)와 마주보도록 위치된다. 대향판(1560)은 통공(1620)에 배기관(1520)이 삽입되도록 위치된다. 예컨대, 통공(1620)은 배기관(1520)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 배기관(1520)은 대향판(1560)의 통공(1620)에 삽입 결합된다. 대향판(1560)은 배기관(1520)의 하단에 고정 결합된다. 대향판(1560)은 상부 바디(1120)의 내경보다 작은 외경을 가지도록 제공된다. 이에 따라 대향판(1560)의 측단과 상부 바디(1120)의 내측면 간에는 틈이 형성된다. 처리 공간(1110)에 유입된 기류는 대향판(1560)에 의해 흐름 방향이 안내되고, 틈을 통해 공급된다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 대향판(1560)은 주변홀(1124)과 중첩될 수 있다. 대향판(1560)은 기판(W)이 안착되는 안착면보다 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있다.
기판 지지 장치(1200)는 기판 지지 부재(1300) 및 가열 부재(1400)를 포함한다. 기판 지지 부재(1300)는 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(1300)는 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 기판 지지 부재(1300)는 지지판(1320) 및 리프트 핀(1340)을 포함한다. 지지판(1320)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 지지판(1320)은 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지판(1320)의 상면에는 기판(W)이 안착 가능하다. 지지판(1320)의 상면 중 중심을 포함하는 중앙 영역은 기판(W)이 안착되는 안착면으로 기능한다. 즉 지지판(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지판(1320)의 안착면에는 복수 개의 핀 홀들(1322)이 형성된다. 상부에서 바라볼 때 핀 홀들(1322)은 안착면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 핀 홀(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 핀 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 제공된다. 리프트 핀(1340)은 상하 방향으로 이동하도록 제공된다. 리프트 핀(1340)은 지지판(1320)로부터 기판(W)을 들어올리거나 기판(W)을 지지판(1320)에 안착시킨다. 예컨대, 핀 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다.
또한 지지판(1320)에는 제1영역(A), 제2영역(B), 그리고 버퍼 영역(C)을 가진다. 상부에서 바라볼 때 제1영역(A), 버퍼 영역(C), 그리고 제2영역(B)은 서로 상이한 영역으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 지지판(1320)은 중심으로 멀어지는 방향으로 갈수록 순차적으로 배열되는 제1영역(A), 버퍼 영역(C), 그리고 제2영역(B)을 가진다. 즉 버퍼 영역(C)은 제1영역(A)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지고, 제2영역(B)은 버퍼 영역(C)을 감싸는 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 일 예에 의하면, 제1영역(A)은 지지판(1320)의 중앙 영역이고, 제2영역(B)은 지지판(1320)의 가장자리 영역일 수 있다. 버퍼 영역(C)은 가열 부재(1400)로부터 안착면에 제공되는 열의 전달량을 제한할 수 있다. 버퍼 영역(C)은 버퍼 공간(1360)을 포함할 수 있다. 버퍼 공간(1360)은 에어로 채워진 빈 공간 또는 진공 상태일 수 있다. 버퍼 영역(C)의 수직 단면을 정면에서 바라볼 때 버퍼 공간(1360)은 깊이가 일정한 사각의 형상을 가질 수 있다. 지지판(1320)은 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
가열 부재(1400)는 지지판(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 부재(1400)는 지지판(1320)에 제공된다. 가열 부재(1400)는 제1히터(1420) 및 제2히터(1440)를 포함한다. 도 8은 도 7의 지지판 및 가열 부재를 보여주는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 제1히터(1420) 및 제2히터(1440)는 지지판(1320)의 저면에 설치된다. 제1히터(1420) 및 제2히터(1440)는 동일 평면 상에 위치된다. 제1히터(1420) 및 제2히터(1440)는 지지판(1320)의 서로 상이한 영역을 가열한다. 상부에서 바라볼 때 각 히터(1400)에 대응되는 지지판(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 히터는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다. 각 히팅존은 센서(미도시)에 의해 온도가 측정된다. 히터(1400)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다. 선택적으로 히터들(1400)은 지지판(1320)의 저면에 장착될 수 있다.
도 9는 도 7의 지지판 및 가열 부재의 제1실시예를 보여주는 단면도이고, 도 10은 도 7의 지지판의 버퍼 공간을 보여주는 평면도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 제1히터(1420)는 지지판(1320)의 제1영역(A)에 설치되고, 제2히터(1440)는 지지판(1320)의 제2영역(B)에 설치된다. 제1히터(1420)는 제1영역(A)을 제1온도(T1)로 가열하고, 제2히터(1440)는 제2영역(B)을 제2온도(T2)로 가열한다. 일 예에 의하면, 제2온도(T2)는 제1온도(T1)보다 높은 온도일 수 있다.
다음은 상술한 지지판(1320)의 영역들과 가열 부재(1400) 간에 위치 관계를 보다 자세히 설명한다.
상부에서 바라볼 때 버퍼 영역(C)은 제1영역(A)과 제2영역(B) 사이에 위치된다. 버퍼 영역(C)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 버퍼 영역(C)은 제1영역(A)을 감싸는 링 형상으로 제공되고, 제2영역(B)은 버퍼 영역(C)을 감싸는 영역으로 제공될 수 있다. 버퍼 영역(C)에 형성되는 버퍼 공간(1360)은 에어가 채워진 빈 공간 또는 진공 상태로 제공된다. 이러한 버퍼 공간(1360)은 각 히터(1420,1440)로부터 지지판(1320)에 전도되는 전도열을 단열시키는 단열층 기능을 한다. 버퍼 공간(1360)은 지지판(1320)의 상면과 저면으로부터 이격되게 형성된다. 상부에서 바라볼 때 가열 부재(1400)와 버퍼 공간(1360)을 서로 중첩되지 않도록 위치된다. 일 예에 의하면, 지지판(1320)의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 버퍼 공간(1360)의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하일 수 있다. 상기 차이값은 낮을수록 단열 효과가 향상될 수 있다.
지지판(1320)에 안착되는 기판(W)은 중앙 영역, 온도 구배 영역, 그리고 가장자리 영역을 가지도록 구분된다. 기판(W)의 중앙 영역은 지지판(1320)의 제1영역(A)과 마주한다. 기판(W)의 온도 구배 영역은 버퍼 영역(C)과 마주한다. 기판(W)의 가장자리 영역은 제2영역(B)과 마주한다. 기판(W)은 제1히터(1420) 및 제2히터(1440)에 의해 각 영역이 가열되고, 온도 구배 영역에는 중앙 영역과 가장자리 영역에 온도 구배가 발생될 수 있다.
다음은 상술한 기판 가열 장치를 이용하여 기판(W)을 가열 처리하는 방법에 대해 설명한다. 도 11은 도 9의 지지판 및 가열 부재에 의해 가열된 기판의 영역 별 온도를 보여주는 그래프이다.
도 11을 참조하면, 지지판(1320)의 상면에 감광액막이 형성된 기판(W)이 안착되면, 처리 공간(1110)은 밀폐된다. 가열 부재(1400)는 지지판(1320)을 가열하고, 지지판(1320)을 통한 전도열에 의해 기판(W)을 가열 처리된다. 제1히터(1420)는 제1영역(A)은 제1온도(T1)로 가열하고, 제2히터(1440)는 제2영역(B)은 제1온도(T1)보다 높은 제2온도(T2)로 가열된다. 제1히터(1420)에 의한 제1온도(T1)는 지지판(1320)의 제1영역(A) 저면에서 제1영역(A) 상면으로 전도된다. 제2히터(1440)에 의한 제2온도(T2)는 지지판(1320)의 제2영역(B) 저면에서 제2영역(B) 상면으로 전도된다. 버퍼 공간(1360)은 제1온도(T1)가 제2영역(B) 상면으로 전도되는 간섭하고, 제2온도(T2)가 제1영역(A) 상면으로 전도되는 것을 간섭한다. 이에 따라 기판(W)의 중앙 영역은 제1온도(T1)로 균일하게 가열되고, 기판(W)의 가장자리 영역은 제2온도(T2)로 균일하게 가열된다. 기판(W)의 온도 구배 영역은 기판(W)의 가장자리 영역에 가까워질수록 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)에 가까워지게 가열된다. 예컨대, 제1온도(T1)는 400 ℃이고 제2온도(T2)는 420 ℃ 일 수 있다.
다음은 지지판(1320)의 다양한 변형 실시예에 대해 설명한다.
도 12와 같이 지지판(1320)의 제2실시예에 의하면, 버퍼 공간(1360)은 내측 공간(1360a) 및 외측 공간(1360b)을 포함할 수 있다. 내측 공간(1360a) 및 외측 공간(1360b)은 서로 독립된 공간으로 제공될 수 있다. 내측 공간(1360a) 및 외측 공간(1360b)은 각각 제1영역(A)과 제2영역(B) 사이에 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 내측 공간(1360a)은 지지판(1320)의 제1영역(A)을 감싸도록 제공되고, 외측 공간(1360b)은 내측 공간(1360a)을 감싸도록 제공될 수 있다. 외측 공간(1360b)은 내측 공간(1360a)에 비해 더 큰 깊이를 가질 수 있다.
또한 도 13과 같이, 버퍼 공간(1360)은 원주 방향으로 배열되는 복수 개의 분할된 공간(1360c)으로 제공될 수 있다. 분할된 공간(1360c) 각각은 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다.
또한 도 14과 같이, 버퍼 공간(1360)은 지지판(1320)의 상면과 통하도록 제공될 수 있다. 즉, 버퍼 공간(1360)은 버퍼 영역(C)의 상면에 형성된 홈으로 제공될 수 있다.
또한 도 15와 같이, 버퍼 공간(1360)에는 제1영역(A), 버퍼 영역(C), 그리고 제2영역(B)을 이루는 재질과 상이한 재질을 가지는 단열체(1380)로 채워질 수 있다. 단열체(1380)는 제1영역(A), 버퍼 영역(C), 그리고 제2영역(B)을 이루는 재질보다 열 전도율이 낮은 재질일 수 있다. 단열체(1380)는 질화 알루미늄(AlN)보다 열 전도율이 낮은 재질일 수 있다.
또한 도 16 및 도 17과 같이, 버퍼 공간(1360)은 깊이가 상이한 형상을 가질 수 있다. 버퍼 공간(1360)은 지지판(1320)의 중심으로부터 멀어질수록 깊이가 커질 수 있다. 버퍼 영역(C)의 수직 단면을 정면으로 바라볼 때 버퍼 공간(1360)은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 버퍼 영역(C)의 수직 단면을 정면으로 바라볼 때 버퍼 공간(1360)은 원 형상을 가질 수 있다. 선택적으로 버퍼 영역(C)의 수직 단면을 정면으로 바라볼 때 버퍼 공간(1360)은 타원형 형상을 가질 수 있다. 또한 버퍼 영역(C)의 수직 단면을 정면으로 바라볼 때 버퍼 공간(1360)은 삼각 형상을 가질 수 있다.
또한 상부에서 바라볼 때 버퍼 공간(1360)의 일부는 제1영역(A)과 중첩되게 위치될 수 있다.
다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 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 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 유닛(460)과 베이크 유닛(470)은 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 유닛(460)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 유닛(460)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(470)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(470)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(470)은 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 유닛들(470), 현상 유닛들(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 유닛들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 유닛(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 유닛(460)은 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 유닛(460)은 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, 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 유닛(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 유닛들(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 유닛(470)은 냉각 플레이트(471) 또는 가열 유닛(472)을 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 유닛(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 유닛(472)는 하나의 베이크 유닛(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 유닛(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 도포 모듈(401)의 베이크 유닛(800)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
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 유닛(610), 베이크 유닛(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 유닛(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 유닛(620)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 유닛(610)과 베이크 유닛(620)은 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 유닛(610)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 유닛(610)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 유닛(620)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 유닛(620)은 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 유닛들(610), 베이크 유닛들(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 유닛(610)은 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 유닛(610)은 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 유닛(610)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 유닛(620)은 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(620)은 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 유닛(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛들(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 유닛(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 유닛(670)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛(670)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛들(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 유닛(670)은 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 유닛(670)은 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 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 유닛이 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 유닛(610)과 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 유닛(620)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 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(4531)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
A: 제1영역 B: 제2영역
C: 버퍼 영역 1300: 기판 지지 부재
1320: 지지판 1360: 버퍼 공간
1400: 가열 부재 1420: 제1히터
1440: 제2히터

Claims (20)

  1. 기판을 지지하는 지지 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 상면을 가지는 지지판을 포함하는 기판 지지 부재와;
    상기 지지판에 제공되어 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되,
    상기 지지판의 일부 영역은 상기 가열 부재로부터 상기 상면으로 제공되는 열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가지는 기판 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 부재는 상기 지지판의 복수 영역들을 상이한 온도로 가열하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역과 상기 가열 부재는 서로 중첩되지 않도록 위치되는 기판 지지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지판의 제1영역을 제1온도로 가열하는 제1히터를 포함하되,
    상기 지지판의 제2영역을 상기 제1온도와 상이한 제2온도로 가열하는 제2히터를 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이인 기판 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 지지판의 중앙 영역을 포함하고,
    상기 제2영역은 상기 지지판의 가장자리 영역을 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역의 둘레를 감싸도록 제공되는 기판 지지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 버퍼 공간은,
    상기 제1영역의 둘레를 감싸도록 제공되는 내측 공간과;
    상기 내측 공간과 독립되며, 상기 내측 공간의 둘레를 감싸도록 제공되는 외측 공간을 포함하는 기판 지지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외측 공간은 상기 내측 공간에 비해 더 큰 깊이를 가지는 기판 지지 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 버퍼 영역의 수직 단면에는 상기 버퍼 공간의 원 형상으로 제공되는 기판 지지 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 버퍼 공간의 깊이는 일정한 기판 지지 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 버퍼 공간의 깊이는 상기 지지판의 중심으로부터 멀어질수록 커지는 기판 지지 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지판의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 상기 버퍼 공간의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하인 기판 지지 장치.
  11. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 지지판에 안착시키고, 상기 지지판에 설치된 가열 부재가 상기 지지판을 통한 전도열로 상기 기판을 가열하되,
    상기 지지판에는 상기 기판의 복수 영역들 간에 온도 구배가 발생되도록 상기 전도열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가지는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서
    상기 가열 부재는 상기 기판의 중앙 영역을 제1온도로 가열하고, 상기 기판의 가장자리 영역을 상기 제1온도와 상이한 제2온도로 가열하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판은 상기 중앙 영역 및 상기 가장자리 영역 사이에 위치되며, 상기 중앙 영역을 감싸도록 제공되는 상기 온도 구배 영역을 가지고,
    상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 공간은 상기 온도 구배 영역과 중첩되게 위치되는 기판 처리 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기판은 감광액에 의한 액막이 형성된 기판이고,
    상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도인 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지지판의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 상기 버퍼 공간의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하인 기판 처리 방법.
  16. 기판 상에 감광액막을 형성하는 도포 장치와;
    기판 상에 형성된 감광액막을 가열 처리하는 가열 장치를 포함하되,
    상기 가열 장치는,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 장치를 포함하되,
    상기 기판 지지 장치는,
    상면을 가지는 지지판을 포함하는 기판 지지 부재와;
    상기 지지판에 제공되어 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되,
    상기 지지판의 일부 영역은 상기 가열 부재로부터 상기 상면으로 제공되는 열의 전달량을 제한하는 버퍼 공간이 형성되는 버퍼 영역을 가지는 기판 처리 설비.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 지지판의 제1영역을 제1온도로 가열하는 제1히터를 포함하되,
    상기 지지판의 제2영역을 상기 제1온도와 상이한 제2온도로 가열하는 제2히터를 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이인 기판 처리 설비
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 지지판의 중앙 영역을 포함하고,
    상기 제2영역은 상기 지지판의 가장자리 영역을 포함하되,
    상부에서 바라볼 때 상기 버퍼 영역은 상기 제1영역의 둘레를 감싸도록 제공되는 기판 처리 설비.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높은 온도인 기판 처리 설비.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지판의 상면 및 저면을 잇는 두께(L1)와 상기 버퍼 공간의 깊이(L2) 간에 차이값은 1.5mm 이하인 기판 처리 설비.

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