KR20180078881A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20180078881A
KR20180078881A KR1020160184130A KR20160184130A KR20180078881A KR 20180078881 A KR20180078881 A KR 20180078881A KR 1020160184130 A KR1020160184130 A KR 1020160184130A KR 20160184130 A KR20160184130 A KR 20160184130A KR 20180078881 A KR20180078881 A KR 20180078881A
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KR1020160184130A
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신경식
이은탁
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 제공하는 하우징과; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하며, 상기 기판을 가열하는 지지 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판을 가열하는 가열 부재를 가지는 가열 모듈과; 상기 가열 모듈의 하부에서 상기 가열 모듈을 지지하는 베이스를 포함하고, 상기 가열 모듈은 복수개가 서로 상기 베이스 상에 배열되어 제공되며, 각각 독립적으로 온도가 조절된다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS 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 참조하면, 일반적인 열 처리 장치(2)는 기판(S)을 지지하는 플레이트(4) 내에 기판(S)을 가열하는 열선 등의 가열 부재(6)가 제공된다. 따라서, 기판(S)을 가열하는 가열 부재(6)가 삽입된 플레이트(4)가 하나의 몸체로 제공됨으로써, 기판(S)의 영역별 온도 제어가 용이하지 않다. 또한, 열선의 저항 등이 변화되는 등의 원인으로 가열 부재(6) 교체 시 전체 가열 부재(6)를 교체하여야 하므로 교체 공정 및 수리 공정이 용이하지 않다.
본 발명은 기판의 영역별 온도 조절을 용이하게 수행할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 가열 부재의 교체 및 수리를 용이하게 수행할 수 있는 기판 처리 장치를 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 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 제공하는 하우징과; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하며, 상기 기판을 가열하는 지지 유닛을 포함하되, 상기 지지 유닛은, 기판을 가열하는 가열 부재를 가지는 가열 모듈과; 상기 가열 모듈의 하부에서 상기 가열 모듈을 지지하는 베이스를 포함하고, 상기 가열 모듈은 복수개가 서로 상기 베이스 상에 배열되어 제공되며, 각각 독립적으로 온도가 조절된다.
상기 가열 모듈은 각각 상기 베이스에 탈부착 가능하게 제공된다.
상기 가열 부재는 전기를 이용해 열을 발생시키는 열선으로 제공된다.
상기 베이스에는 각각의 상기 가열 모듈의 상기 열선에 전력을 독립적으로 공급하는 회로가 형성된다.
상기 회로는 각각의 상기 가열 모듈의 상기 열선에 공급하는 전력의 전류량을 독립적으로 조절할 수 있다.
상기 가열 모듈은 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 가열 모듈의 사이에는 절연체가 제공될 수 있다.
상기 가열 모듈은 서로 격자 형상으로 배열될 수 있다.
상기 가열 모듈은 서로 링 형상을 이루도록 배열될 수 있다.
상기 가열 모듈은 서로 복수개의 링 형상을 이루도록 배열될 수 있다.
상기 가열 모듈은 상부 플레이트를 더 포함하되, 상기 열선은 상기 상부 플레이트의 하부에 배치된다.
상기 가열 모듈은 상기 열선에 전기적으로 연결된 단자를 더 포함하고, 상기 회로는 각각의 상기 단자와 연결되는 단자를 포함할 수 있다.
상기 열선의 외부로 노출되는 면은 상기 열선의 산화를 방지하는 재질로 코팅될 수 있다.
상기 상부 플레이트는 기판을 직접 지지할 수 있다.
상기 상부 플레이트는 세라믹 재질을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
상기 지지 유닛은, 상기 가열 모듈의 상부에 제공되고 기판을 직접 지지하는 지지 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판의 영역별 온도 조절을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치는 가열 부재의 교체 및 수리를 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판을 열 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 가열 유닛의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 가열 모듈이 배열된 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 5의 가열 모듈이 배열된 다른 예를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 5의 가열 모듈의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른, 지지 유닛을 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)의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참고하면, 기판 처리 장치(800)는 하우징(810), 지지 유닛(820), 커버(840) 그리고 구동 부재(860)를 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.
지지 유닛(340)은 처리 공간(812)에서 기판을 지지하며, 기판(W)을 가열한다. 일 실시 예에 따르면, 지지 유닛(340)은 가열 모듈(821) 및 베이스(822)를 포함한다. 지지 유닛(340)의 상면에는 가열 모듈(821)의 사이와 대향되는 영역에 기판(W)을 지지 유닛(340)으로부터 들어올리거나, 지지 유닛(340)에 안착시키는 리프트 핀이 관통하는 복수개의 홀이 형성될 수 있다. 가열 모듈(821)의 사이에 전열체(823)가 제공되는 경우, 리프트 핀은 전열체(823)에는 리프트 핀이 관통하는 홀이 형성된다. 이와 달리, 리프트 핀이 관통하는 복수개의 홀은 가열 모듈(821)의 상부 플레이트(도 8의 821b)의 열선을 벗어난 영역을 관통하도록 형성될 수 있다.
도 6은 도 5의 가열 모듈(821)이 배열된 일 예를 보여주는 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 가열 모듈(821)은 복수개가 서로 베이스(822) 상에 배열되어 제공된다. 예를 들면, 가열 모듈(821)은 상부에서 바라볼 때, 서로 격자 형상으로 배열될 수 있다. 따라서, 베이스(822)의 상면이 원형 등으로 제공되는 경우, 베이스(822)의 상면의 가장자리 영역에는 위치에 따라 다양한 크기 및 형상을 가지는 가열 모듈(821)이 제공될 수 있다. 가열 모듈(821)은 서로 이격되게 배치된다. 일 실시 예에 의하면, 가열 모듈(821)의 사이에는 절연체(823)가 제공될 수 있다. 이와 달리, 가열 모듈(821)의 사이는 빈 공간으로 제공될 수 있다. 따라서, 가열 모듈(821) 간의 열 전달을 최소화하여, 가열 모듈(821)이 서로의 온도에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 각각의 가열 모듈(821)을 보다 정밀하게 온도 조절할 수 있다.
도 7은 도 5의 가열 모듈(821)이 배열된 다른 예를 보여주는 평면도이다. 도 7을 참조하면, 도 6의 예와 달리, 가열 모듈(821)은 필요에 따라 선택적으로 각각 다양한 형상을 가지고, 다양한 형상으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 가열 모듈(821)은 서로 조합되어 복수개의 링 형상을 이루도록 배열될 수 있다.
도 8은 도 5의 가열 모듈의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 8을 참조하면, 가열 모듈(821)은 각각 독립적으로 온도가 조절될 수 있다. 가열 모듈(821)은 각각 베이스 상에 탈부착 가능하게 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 가열 모듈(821)은 가열 부재(821a), 상부 플레이트(821b) 및 단자(821c)를 포함한다.
가열 부재(821a)는 지지 유닛(340) 상에 놓인 기판(W)을 가열하도록 열을 발생시킨다. 일 실시 예에 따르면, 가열 부재(821a)는 전기를 이용해 열을 발생시키는 열선(821a)으로 제공될 수 있다. 열선(821a)은 상부 플레이트(821b)의 하부에 배치된다. 가열 부재(821a)는 열선(821a)에 전기적으로 연결된 단자(821c)를 더 포함할 수 있다. 회로(822a)에는 각각의 가열 부재(821a)의 단자(821c)와 연결되는 단자(822b)가 제공될 수 있다. 회로(822a)는 각각의 단자(822b)를 통해 각각의 가열 부재(821a)의 단자(821c)로 전력의 공급 여부 및 전류량을 조절 한다. 회로(822a)에는 전력을 공급하는 전원(824)이 연결된다. 열선(821a)의 외부 노출면은 열선(821a)의 산화를 방지할 수 있는 재질로 코팅될 수 있다.
상부 플레이트(821b)는 가열 부재(821a) 및 단자(821c)를 설치할 수 있는 베이스로 제공된다. 상부 플레이트(821b)는 베이스(822) 상면의 형상 및 가열 모듈(821)의 배열 형상에 따라 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(821b)는 기판(W)을 직접 지지할 수 있다. 상부 플레이트(821b)는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 베이스(822)는 가열 모듈(821)의 하부에서 가열 모듈(821)을 지지한다. 일 실시 예에 의하면, 베이스(822)의 상면에는 각각의 가열 모듈(821)의 열선(821a)에 전력을 독립적으로 공급하는 회로(822a)가 형성된다. 회로(822a)는 각각의 가열 모듈(821)의 열선(821a)에 공급하는 전력의 전류량을 독립적으로 조절할 수 있다. 따라서, 회로(822a)를 이용하여 각각의 가열 모듈(821)의 열선(821a)에 공급되는 전력을 온오프(On/Off) 시키거나, 각각의 가열 모듈(821)의 열선(821a)에 공급되는 전력의 전류량을 독립적으로 조절함으로써, 각각의 가열 모듈(821)의 온도를 조절할 수 있다. 따라서, 지지 유닛(340) 상에 놓인 기판(W)의 영역별 온도를 조절하는 것이 용이하다. 베이스(822)는 원형의 판 형상으로 제공될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른, 지지 유닛(820b)을 보여주는 단면도이다. 도 9를 참조하면, 도 9의 지지 유닛(820)과 달리, 지지 유닛(820b)은 가열 모듈(821)의 상부에 제공되고, 기판(W)을 직접 지지하는 지지 플레이트(825)를 더 포함할 수 있다. 지지 플레이트(825)에는 리프트 핀이 관통되는 복수개의 홀이 형성될 수 있다. 지지 유닛(820b)의 지지 플레이트(825)를 제외한 다른 구성, 구조 및 기능 등은 도 5의 지지 유닛(340)과 대체로 동일하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치(800)는 베이스(822)에 탈부착 가능하게 제공되고, 베이스(822) 상에 복수개가 서로 배열되도록 제공되는 가열 모듈(821)을 제공함으로써, 기판의 영역별 온도 조절을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 가열 부재(821a)의 교체 및 수리를 용이하게 수행할 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 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.
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, 기판을 가열하는 모든 장치에 적용 가능하다.
800: 기판 처리 장치 810: 하우징
812: 처리 공간 820, 820a, 820b: 지지 유닛
821: 가열 모듈 821a: 가열 부재
821b: 상부 플레이트 822: 베이스
823: 절연체 824: 전원
825: 지지 플레이트

Claims (16)

  1. 내부에 처리 공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하며, 상기 기판을 가열하는 지지 유닛을 포함하되,
    상기 지지 유닛은,
    기판을 가열하는 가열 부재를 가지는 가열 모듈과;
    상기 가열 모듈의 하부에서 상기 가열 모듈을 지지하는 베이스를 포함하고,
    상기 가열 모듈은 복수개가 서로 상기 베이스 상에 배열되어 제공되며, 각각 독립적으로 온도가 조절되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 각각 상기 베이스에 탈부착 가능하게 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 부재는 전기를 이용해 열을 발생시키는 열선으로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스에는 각각의 상기 가열 모듈의 상기 열선에 전력을 독립적으로 공급하는 회로가 형성된 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회로는 각각의 상기 가열 모듈의 상기 열선에 공급하는 전력의 전류량을 독립적으로 조절하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 서로 이격되게 배치되는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가열 모듈의 사이에는 절연체가 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 서로 격자 형상으로 배열되는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 서로 링 형상을 이루도록 배열되는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 서로 복수개의 링 형상을 이루도록 배열되는 기판 처리 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 상부 플레이트를 더 포함하되,
    상기 열선은 상기 상부 플레이트의 하부에 배치되는 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 상기 열선에 전기적으로 연결된 단자를 더 포함하고,
    상기 회로는 각각의 상기 단자와 연결되는 단자를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 열선의 외부로 노출되는 면은 상기 열선의 산화를 방지하는 재질로 코팅되는 기판 처리 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 기판을 직접 지지하는 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 세라믹 재질을 포함하는 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은, 상기 가열 모듈의 상부에 제공되고 기판을 직접 지지하는 지지 플레이트를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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