KR20180080075A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 내부 공간에 기류가 유입되는 유입홀이 형성되는 챔버, 상기 내부 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재, 상기 내부 공간을 기류 도입 공간 및 처리 공간으로 구획하며, 상기 기류 도입 공간 및 상기 처리 공간에 각각 연통되는 제1상부홀 및 제2상부홀을 가지는 구획판, 그리고 상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀을 개방 또는 차단하여 기류의 흐름 경로를 조절하는 기류 조절 유닛을 포함한다. 이로 인해 처리 공간의 영역 별 기류 유량을 조절 가능하다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating a substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 막을 형성하는 공정으로 증착 및 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 증착 공정은 공정 가스를 기판 상에 증착하여 막을 형성하는 공정이고, 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크 처리하는 과정이 진행된다. 베이크 처리 과정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열하거나 작업자에 따라 기판의 영역 별 온도를 조절한다.
도 1은 일반적인 베이크 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 베이크 처리 장치의 내부에는 기판(W)의 외측부로부터 외부의 기류(이하, 외기)가 유입된다. 이로 인해 기판(W)의 외측 영역에는 외기가 우선적으로 접촉되고, 기판(W)의 내측 영역과 접촉된 후, 챔버(2)의 상부 영역을 통해 배기된다.
이로 인해 베이크 처리 장치(2)의 유입구에 인접한 영역 및 배기 영역은 외기의 유량이 높은 반면, 상기 인접한 영역이나 상기 배기 영역으로부터 멀리 이격되는 영역은 외기의 유량이 상대적으로 낮다. 이에 따라 베이크 처리 장치(2)의 내부 공간(4)의 영역 별 외기 유량은 각각 상이하며, 그 외기의 유량에 따라 기판(W)의 온도는 상이해진다. 따라서 베이크 처리 장치(2) 내에 유입되는 기류의 유량을 조절할 수 있는 수단을 필요로 한다.
본 발명은 기판 처리 공간의 영역 별 기류 유량을 균일하게 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 내부 공간에 기류가 유입되는 유입홀이 형성되는 챔버, 상기 내부 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재, 상기 내부 공간을 기류 도입 공간 및 처리 공간으로 구획하며, 상기 기류 도입 공간 및 상기 처리 공간에 각각 연통되는 제1상부홀 및 제2상부홀을 가지는 구획판, 그리고 상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀을 개방 또는 차단하여 기류의 흐름 경로를 조절하는 기류 조절 유닛을 포함한다.
상기 제1상부홀은 복수 개로 제공되며, 서로 조합되어 링 형상을 가지도록 배열되고, 상기 제2상부홀은 복수 개로 제공되며, 상기 제1상부홀을 감싸도록 배열될 수 있다.
상기 기류 조절 유닛은 상기 구획판의 상부 또는 하부에 위치되는 기류 조절판 및 상기 기류 조절판을 회전시키는 구동 부재를 포함하되, 상기 기류 조절판에는 복수 개의 제1조절홀들 및 상기 제1조절홀들을 감싸도록 배열되는 복수 개의 제2조절홀들이 형성될 수 있다.
상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀은 각각 상기 구획판의 반경 방향에 대해 일치되게 배열되고, 상기 제1조절홀과 상기 제2조절홀은 각각 상기 기류 조절판의 반경 방향에 대해 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.
선택적으로, 상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀은 상기 구획판의 반경 방향에 대해 서로 엇갈리게 배열되고, 상기 제1조절홀과 상기 제2조절홀은 상기 기류 조절판의 반경 방향에 대해 서로 일치되게 배열될 수 있다.
상기 기류 조절판은 상기 구동 부재에 의해 제1위치, 제2위치, 그리고 공정 위치로 이동되되, 상기 제1위치는 상기 제1상부홀과 상기 제1조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 중첩되고 상기 제2상부홀과 상기 제2조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 엇갈리는 위치이고, 상기 제2위치는 상기 제2상부홀과 상기 제2조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 중첩되고 상기 제1상부홀과 상기 제1조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 엇갈리는 위치이며, 상기 공정 위치는 상기 제1상부홀과 상기 제1조절홀이 상부에서 바라볼 때 일부가 서로 중첩되고 상기 제2상부홀과 상기 제2조절홀이 상부에서 바라볼 때 일부가 서로 중첩될 수 있다.
상기 장치는 상기 기류 조절 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 처리 공간의 영역 별 기류의 유량이 균일하도록 상기 기류 조절판을 상기 제1위치, 상기 제2위치, 또는 상기 공정 위치로 회전시킬 수 있다. 상기 구획판은 중앙에 통공이 형성되고, 상기 장치는 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛을 더 포함하되, 상기 배기 유닛은 상기 상기 통공을 통해 상기 처리 공간의 분위기가 배기되도록 상기 구획판에 결합되는 배기관 및 상기 배기관을 감압하는 감압 부재를 포함할 수 있다. 상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀은 상기 구획판의 상면에 형성되고, 상부에서 바라볼 때 상기 구획판의 저면에는 상기 제1상부홀에 중첩되게 위치되는 제1하부홀과 상기 제2상부홀에 중첩되게 위치되는 제2하부홀이 형성되며, 상기 구획판의 내부에는 상기 제1상부홀과 상기 제1하부홀을 연결하는 제1유로 및 상기 제2상부홀과 상기 제2하부홀을 연결하는 제2유로가 형성되되, 상기 제1유로 및 상기 제2유로는 기류의 흐름 경로를 우회시킬 수 있다. 상기 가열 부재는 상기 기판 지지 유닛에 제공되며 기판을 가열하는 하부 히터 및 상기 제1유로에 제공되며, 상기 제1유로에 흐르는 기류를 가열하는 상부 히터를 포함할 수 있다.
상기 장치를 이용하여 기판을 열 처리하는 방법은 상기 처리 공간의 영역 별 기류의 유량이 균일하도록 상기 기류 조절판을 이동시켜 상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀의 개방률을 조절하는 것을 포함한다.
상부에서 바라볼 때 상기 제1상부홀과 대응되는 상기 처리 공간의 제1영역에는 제1유량의 기류가 형성되고, 상기 제2상부홀과 대응되는 상기 처리 공간의 제2영역에는 제2유량의 기류가 형성되되, 상기 제1유량이 상기 제2유량보다 크면 상기 제1상부홀의 개방률을 줄이고, 상기 제2유량이 상기 제1유량보다 크면 상기 제2상부홀의 개방률을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리 공간에는 제1상부홀과 제2상부홀을 통해 기류가 유입되며, 제1상부홀 및 제2상부홀의 개방비가 조절 가능하다. 이로 인해 처리 공간의 영역 별 기류 유량을 조절 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 처리 공간의 영역 별 기류 유량을 균일하게 조절하여, 기판의 영역 별 온도차를 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 베이크 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다
도 6은 도 2의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 하부 히터 및 안착 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 6의 기류 조절판을 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 6의 구획판 및 기류 조절판의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 10 및 도 11은 기류 조절판의 위치에 따른 처리 공간의 영역 별 기류의 유량을 보여주는 도면들이다.
도 12는 도 9의 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 13은 도 9의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.
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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 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 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 기판(W)을 가열 처리하는 기판 처리 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다. 도 6은 도 2의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 가열 유닛(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1300), 가열 부재(1400), 구획판(1600), 배기 유닛(1500), 기류 조절 유닛(1700), 그리고 제어기(1900)를 포함한다.
챔버(1100)은 기판(W)을 가열 처리하는 내부 공간(1110)을 제공한다. 내부 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. 주변홀(1124)은 중심홀(1122)을 감싸도록 형성된다. 주변홀(1124)은 상부 바디(1120)의 중심축을 중심으로 대칭되게 형성된다. 중심홀(1122)은 내부 공간(1110)의 분위기가 배기되는 배기홀(1122)로 기능하고, 주변홀(1124)은 내부 공간(1110)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀(1122)로 기능한다. 일 예에 의하면, 주변홀(1124)은 복수 개로 제공되며, 서로 조합되어 중심홀(1122)을 감싸는 링 형상을 가지도록 배열될 수 있다. 주변홀들(1124)은 동일 간격으로 이격되게 위치될 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 내부 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 내부 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 내부 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.
기판 지지 유닛(1300)은 내부 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 기판 지지 유닛(1300)은 안착 플레이트(1320) 및 리프트 핀(1340)을 포함한다. 도 7은 도 6의 히터 및 안착 플레이트를 보여주는 평면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 안착 플레이트(1320)는 내부 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 안착 플레이트(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 안착 플레이트(1320)의 상면에는 기판(W)이 안착 가능하다. 안착 플레이트(1320)의 상면 중 중심을 포함하는 영역은 기판(W)이 안착되는 안착면으로 기능한다. 안착 플레이트(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) 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 안착 플레이트(1320)로부터 기판(W)을 들어올리거나 기판(W)을 안착 플레이트(1320)에 안착시킨다. 예컨대, 핀 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다.
가열 부재(1400)는 상부 히터(1440) 및 하부 히터(1420)를 포함한다. 상부 히터(1440)는 구획판(1600)의 제1상부홀(1622)을 통해 유입되는 기류를 가열한다. 상부 히터(1440)는 구획판(1600)에 위치된다. 하부 히터(1420)는 안착 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열한다. 하부 히터(1420)는 안착 플레이트(1320)의 내부에 위치된다. 하부 히터(1420)는 복수 개로 제공된다. 각각의 하부 히터들(1420)은 안착 플레이트(1320) 내에 위치된다. 각각의 하부 히터(1420)는 동일 평면 상에 위치된다. 각각의 하부 히터(1420)는 안착 플레이트(1320)의 서로 상이한 영역을 가열한다. 상부에서 바라볼 때 각 하부 히터(1420)에 대응되는 안착 플레이트(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 하부 히터(1420)는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다. 각 히팅존은 센서(미도시)에 의해 온도가 측정된다. 하부 히터(1420)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다. 선택적으로 하부 히터들(1420)은 안착 플레이트(1320)의 저면에 장착될 수 있다.
배기 유닛(1500)은 내부 공간(1110)을 배기한다. 배기 유닛(1500)은 배기관(1520) 및 감압 부재(1540)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)의 중심홀(1122)에 관통되게 위치된다. 배기관(1520)은 중심홀(1122)보다 작은 직경을 가진다. 배기관(1520)은 하단을 포함하는 하부 영역이 내부 공간(1110)에 위치되고, 상단을 포함하는 상부 영역이 내부 공간(1110)의 외부에 위치된다. 즉 배기관(1520)의 하단은 상부 바디(1120)의 상면보다 낮게 위치되고, 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 내부 공간(1110)의 분위기는 배기관(1520)을 통해 배기될 수 있다.
구획판(1600)은 챔버(1100)의 내부 공간(1110)을 구획한다. 구획판(1600)은 안착 플레이보다 높은 위치에서 안착 플레이트(130)와 대향되게 위치된다. 구획판(1600)은 내부 공간(1110)을 상부 공간(1110a)과 하부 공간(1110b)으로 구획한다. 상부 공간(1110a)은 외부의 기류가 도입되는 기류 도입 공간(1110a)으로 기능하고, 하부 공간(1110b)은 기판(W)을 열 처리하는 처리 공간(1110b)으로 기능한다. 구획판(1600)은 중심에 통공(1610)을 가지는 원형의 판 형상을 가지며, 측면이 챔버(1100)에 고정 결합된다. 구획판(1600)의 통공에는 배기관(1520)이 삽입 결합된다. 예컨대, 통공(1610)은 배기관(1520)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 구획판(1600)은 배기관(1520)의 하단에 고정 결합된다.
구획판(1600)의 상면에는 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)이 형성된다. 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)은 각각 기류 도입 공간(1110a) 및 처리 공간(1110b)에 연통되게 제공된다. 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)은 각각 복수 개로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 제1상부홀들(1622)은 배기관(1520)을 감싸도록 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지게 배열된다. 제2상부홀들(1642)은 제1상부홀들(1622)을 감싸도록 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지게 배열된다. 즉 제2상부홀(1642)은 제1상부홀(1622)에 비해 배기관(1520)에 더 멀게 위치된다. 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)은 반경 방향에 대해 일치되게 배열된다. 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)은 각각 라운드진 슬릿 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 제2상부홀(1642)은 제1상부홀(1622)에 비해 큰 개방 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 선택적으로 제1상부홀(1622)과 제2상부홀(1642)은 동일한 개방 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
구획판(1600)의 저면에는 제1하부홀(1624) 및 제2하부홀(1644)이 형성된다. 제1하부홀(1624)은 제1상부홀(1622)과 동일 개수로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 제1상부홀(1622)과 제1하부홀(1624)은 서로 중첩되게 위치된다. 제2하부홀(1644)은 제2상부홀(1642)과 동일 개수로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 제2상부홀(1642)과 제2하부홀(1644)은 서로 중첩되게 위치된다.
구획판(1600)의 내부에는 제1유로(1626) 및 제2유로(1646)가 형성된다. 제1유로(1626)는 제1상부홀(1622)과 제1하부홀(1624)을 연장시킨다. 제1유로(1626)는 복수 개로 제공되며, 서로 일치되게 위치되는 제1상부홀(1622)과 제1하부홀(1624)을 연장시킨다. 제1유로(1626)는 제1상부홀(1622)에서 제1하부홀(1624)로 흐르는 기류의 흐름 경로를 우회시킨다. 제1유로(1626)들 각각에는 상부 히터(1440)가 설치된다. 상부 히터(1440)는 제1유로(1626)를 통해 처리 공간(1110b)으로 공급되는 기류의 온도를 높힐 수 있다. 제2유로(1646)는 제2상부홀(1642)과 제2하부홀(1644)을 연장시킨다. 제2유로(1646)는 복수 개로 제공되며, 서로 일치되게 위치되는 제2상부홀(1642)과 제2하부홀(1644)을 연장시킨다. 제2유로(1646)는 제2상부홀(1642)에서 제2하부홀(1644)로 흐르는 기류의 흐름 경로를 우회시킨다.
기류 조절 유닛(1700)은 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)을 개방 또는 차단하여 기류의 흐름 경로를 조절한다. 기류 조절 유닛(1700)은 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)의 개방률을 조절한다. 일 예에 의하면, 기류 조절 유닛(1700)은 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)의 개방비를 조절할 수 있다. 제1상부홀(1622)의 개방 면적이 커지면 제2상부홀(1642)의 개방 면적이 작아지고, 제1상부홀(1622)의 개방 면적이 작아지면 제2상부홀(1642)의 개방 면적이 커질 수 있다.
기류 조절 유닛(1700)은 기류 조절판(1720) 및 구동 부재(1740)를 포함한다. 도 8은 도 6의 기류 조절판을 보여주는 평면도이고, 도 9는 도 6의 구획판 및 기류 조절판의 일부를 보여주는 사시도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 기류 조절판(1720)은 환형의 링 형상을 가지는 판으로 제공된다. 기류 조절판(1720)은 구획판(1600)에 적층되게 위치된다. 기류 조절판(1720)에는 제1조절홀(1722) 및 제2조절홀(1724)이 형성된다. 제1조절홀(1722)은 제1상부홀(1622)에 일치되거나 엇갈리도록 배열된다. 제1조절홀(1722)은 복수 개로 제공되며, 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 배열된다. 제2조절홀(1724)은 제2상부홀(1642)에 일치되거나 엇갈리도록 배열된다. 제2조절홀(1724)은 복수 개로 제공되며, 제1조절홀(1722)을 감싸도록 배열된다. 제2조절홀(1724)은 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 배열된다. 제1조절홀(1722)과 제2조절홀(1724)은 반경 방향에 대해 서로 엇갈리게 배열된다. 즉, 기류 조절판(1720)의 중심으로부터 수평 방향으로 연장되는 임의의 직선은 제1조절홀(1722) 및 제2조절홀(1724) 중 하나에 대응된다. 예컨대, 제1조절홀(1722)은 제1상부홀(1622)과 동일한 개방 면적을 가지고, 제2조절홀(1724)은 제2상부홀(1642)과 동일한 개방 면적을 가질 수 있다.
구동 부재(1740)는 기류 조절판(1720)은 회전시킨다. 구동 부재(1740)는 기류 조절판(1720)을 제1위치, 제2위치, 그리고 공정 위치로 이동시킨다. 여기서 상기 제1위치는 제1상부홀(1622)과 제1조절홀(1722)이 서로 일치되고, 제2상부홀(1642)과 제2조절홀(1724)이 서로 불일치되는 위치이다. 제2위치는 제2상부홀(1642)과 제2조절홀(1724)이 서로 일치되고 제1상부홀(1622)과 제1조절홀(1722)이 서로 불일치되는 위치이다. 공정 위치는 제1상부홀(1622)의 일부와 제1조절홀(1722)의 일부가 서로 일치되고 제2상부홀(1642)의 일부와 제2조절홀(1724)의 일부가 서로 일치되는 위치이다. 일 예에 의하면, 기판(W)을 가열 처리하는 공정 중에는 기류 조절판(1720)을 공정 위치로 회전시킬 수 있다.
제어기(1900)는 기류 조절 유닛(1700)을 제어한다. 제어기(1900)는 처리 공간(1110b)의 영역 별 기류의 유량이 균일하도록 구동 부재(1740)를 제어한다. 작업자는 제어기(1900)를 제어하여 기판(W)의 가열 처리 영역을 확인하고, 처리 공간(1110b)의 영역 별 기류의 유량을 조절 가능하다. 작업자는 제1상부홀(1622)의 개방률 및 제2상부홀(1642)의 개방률을 조절하여 처리 공간(1110b)의 영역 별 기류 유량을 조절할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 안착 플레이트(130)에 기판(W)이 놓여지면, 상부 바디(1120)는 차단 위치로 이동되고, 처리 공간(1110b)은 외부로부터 밀폐된다. 기판(W)은 하부 히터(1420)에 의해 가열되고, 챔버(1100)의 외부 기류는 유입홀(1124)을 통해 기류 도입 공간(1110a)으로 유입되고, 제1상부홀(1622) 또는 제2상부홀(1642)을 통해 처리 공간(1110b)으로 공급된다. 기판(W) 상에 잔류되는 유기물을 기류와 함께 배기관(1520)으로 배기된다. 제1상부홀(1622)과 대응되는 처리 공간(1110b)의 제1영역에는 제1유량의 기류가 형성되고, 제2상부홀(1642)과 대응되는 처리 공간(1110b)의 제2영역에는 제2유량의 기류가 형성된다. 제1유량 및 제2유량은 동일하게 제공되도록 제1상부홀(1622)의 개방률과 제2상부홀(1642)의 개방률을 조절한다. 예컨대, 제1유량이 제2유량보다 크게 제공되면, 도 10과 같이 제1상부홀(1622)의 개방률을 줄이고 제2상부홀(1642)의 개방률을 늘릴 수 있다. 이와 달리 제2유량이 제1유량보다 크게 제공되면, 도 11과 같이 제1상부홀(1622)의 개방률을 늘리고 제2상부홀(1642)의 개방률을 줄일 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)은 반경 방향에 대해 서로 일치되도록 배열되고, 제1조절홀(1722) 및 제2조절홀(1724)은 반경 방향에 대해 서로 불일치되도록 배열되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 12와 같이, 제1상부홀(1622) 및 제2상부홀(1642)은 반경 방향에 대해 서로 불일치되고, 제1조절홀(1722) 및 제2조절홀(1724)은 반경 방향에 대해 일치되게 배열될 수 있다.
또한 도 13과 같이, 기류 조절판(1720a)의 조절홀(1722a)은 제1상부홀(1622)과 제2상부홀(1624)을 합한 것보다 큰 개방 면적을 가질 수 있다.
다시 도 2 내지 도 5를 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.
1600: 구획판 1622: 제1상부홀
1624: 제1하부홀 1626: 제1유로
1642: 제2상부홀 1644: 제2하부홀
1646: 제2유로 1700: 기류 조절 유닛
1720: 기류 조절판 1740: 구동 부재

Claims (12)

  1. 내부 공간에 기류가 유입되는 유입홀이 형성되는 챔버와;
    상기 내부 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 내부 공간을 기류 도입 공간 및 처리 공간으로 구획하며, 상기 기류 도입 공간 및 상기 처리 공간에 각각 연통되는 제1상부홀 및 제2상부홀을 가지는 구획판과;
    상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀을 개방 또는 차단하여 기류의 흐름 경로를 조절하는 기류 조절 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1상부홀은 복수 개로 제공되며, 서로 조합되어 링 형상을 가지도록 배열되고,
    상기 제2상부홀은 복수 개로 제공되며, 상기 제1상부홀을 감싸도록 배열되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기류 조절 유닛은,
    상기 구획판의 상부 또는 하부에 위치되는 기류 조절판과;
    상기 기류 조절판을 회전시키는 구동 부재를 포함하되,
    상기 기류 조절판에는 복수 개의 제1조절홀들 및 상기 제1조절홀들을 감싸도록 배열되는 복수 개의 제2조절홀들이 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀은 각각 상기 구획판의 반경 방향에 대해 일치되게 배열되고,
    상기 제1조절홀과 상기 제2조절홀은 각각 상기 기류 조절판의 반경 방향에 대해 서로 엇갈리게 배열되는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀은 상기 구획판의 반경 방향에 대해 서로 엇갈리게 배열되고,
    상기 제1조절홀과 상기 제2조절홀은 상기 기류 조절판의 반경 방향에 대해 서로 일치되게 배열되는 기판 처리 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기류 조절판은 상기 구동 부재에 의해 제1위치, 제2위치, 그리고 공정 위치로 이동되되,
    상기 제1위치는 상기 제1상부홀과 상기 제1조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 중첩되고 상기 제2상부홀과 상기 제2조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 엇갈리는 위치이고,
    상기 제2위치는 상기 제2상부홀과 상기 제2조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 중첩되고 상기 제1상부홀과 상기 제1조절홀이 상부에서 바라볼 때 서로 엇갈리는 위치이며,
    상기 공정 위치는 상기 제1상부홀과 상기 제1조절홀이 상부에서 바라볼 때 일부가 서로 중첩되고 상기 제2상부홀과 상기 제2조절홀이 상부에서 바라볼 때 일부가 서로 중첩되는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 기류 조절 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 처리 공간의 영역 별 기류의 유량이 균일하도록 상기 기류 조절판을 상기 제1위치, 상기 제2위치, 또는 상기 공정 위치로 회전시키는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구획판은 중앙에 통공이 형성되고,
    상기 장치는 상기 처리 공간을 배기하는 배기 유닛을 더 포함하되,
    상기 배기 유닛은,
    상기 상기 통공을 통해 상기 처리 공간의 분위기가 배기되도록 상기 구획판에 결합되는 배기관과;
    상기 배기관을 감압하는 감압 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀은 상기 구획판의 상면에 형성되고,
    상부에서 바라볼 때 상기 구획판의 저면에는 상기 제1상부홀에 중첩되게 위치되는 제1하부홀과 상기 제2상부홀에 중첩되게 위치되는 제2하부홀이 형성되며,
    상기 구획판의 내부에는 상기 제1상부홀과 상기 제1하부홀을 연결하는 제1유로 및 상기 제2상부홀과 상기 제2하부홀을 연결하는 제2유로가 형성되되,
    상기 제1유로 및 상기 제2유로는 기류의 흐름 경로를 우회시키는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가열 부재는,
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며 기판을 가열하는 하부 히터와;
    상기 제1유로에 제공되며, 상기 제1유로에 흐르는 기류를 가열하는 상부 히터를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제6항의 장치를 이용하여 기판을 열 처리하는 방법에 있어서,
    상기 처리 공간의 영역 별 기류의 유량이 균일하도록 상기 기류 조절판을 이동시켜 상기 제1상부홀 및 상기 제2상부홀의 개방률을 조절하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 제1상부홀과 대응되는 상기 처리 공간의 제1영역에는 제1유량의 기류가 형성되고, 상기 제2상부홀과 대응되는 상기 처리 공간의 제2영역에는 제2유량의 기류가 형성되되,
    상기 제1유량이 상기 제2유량보다 크면 상기 제1상부홀의 개방률을 줄이고,
    상기 제2유량이 상기 제1유량보다 크면 상기 제2상부홀의 개방률을 줄이는 기판 처리 방법.
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