KR20190041072A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 카세트가 위치되는 로드 포트; 기판을 가열 처리 하는 지지 부재를 포함하는 베이크 챔버; 공정 처리될 기판을 수용하는 공정 대상 카세트에서 처음 반출된 기판이 상기 베이크 챔버에서 처리 되기 전에 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어 및 상기 보상 제어 후 상기 공정 대상 카세트에서 반출된 기판들이 처리되는 과정에서 상기 지지 부재의 온도를 제어하는 공정 제어를 수행하는 제어기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 포토 리소그래피, 에칭, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 패턴을 형성하기 위해 수행되는 포토 리소그래피 공정은 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
포토 리소그래피 공정은 기판에 감광액을 도포하여 수행된다. 감광액의 도포 과정은 기판이 회전 되는 상태에서 설정량의 감광액이 도포되어 수행될 수 있다. 감광액을 도포하는 노즐 및 노즐에 연결되는 배관 구성은 상태 조절을 위해 퍼지 작업이 수행될 수 있다. 이와 같은 퍼지 작업은 설정량의 감광액을 토출하여 수행된다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 기판의 가열 처리가 효율적으로 처리되는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 카세트가 위치되는 로드 포트; 기판을 가열 처리 하는 지지 부재를 포함하는 베이크 챔버; 공정 처리될 기판을 수용하는 공정 대상 카세트에서 처음 반출된 기판이 상기 베이크 챔버에서 처리 되기 전에 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어 및 상기 보상 제어 후 상기 공정 대상 카세트에서 반출된 기판들이 처리되는 과정에서 상기 지지 부재의 온도를 제어하는 공정 제어를 수행하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 베이크 챔버는, 상기 지지 부재를 가열하는 히터; 및 상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 제어기는 상기 히터 제어를 통해 상기 지지 부재의 온도가 기판 처리를 위한 공정 온도에 도달되면 준비 구간을 종료하고, 공정 구간을 개시하여 상기 공정 대상 카세트에서 기판 반출을 위한 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 공정 구간에서 상기 센서가 제공하는 신호를 통해 상기 지지 부재의 온도가 공정 온도를 유지하도록 상기 히터를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 보상 제어를 상기 공정 구간에서 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 센서가 제공하는 신호와는 별개로 설정된 보상 신호를 통해 상기 보상 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 내측에 기판 가열을 위한 히터를 갖는 지지 부재가 제공되는 베이크 챔버; 상기 히터 제어를 통해 상기 지지 부재의 온도가 기판 처리를 위한 공정 온도에 도달되면 준비 구간을 종료하고, 공정 구간을 개시하여 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되도록 하되, 상기 공정 구간이 개시된 후 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되기까지의 사이에 동안 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어를 수행하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 베이크 챔버가 기판을 처리하는 동안 상기 지지 부재의 온도가 상기 공정 온도를 유지하도록 공정 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 베이크 챔버는, 상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서가 제공하는 신호를 통해 피드백 제어로 상기 공정 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 베이크 챔버는, 상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 제어기는 상기 센서가 제공하는 신호와는 별개로 설정된 보상 신호를 통해 상기 보상 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 내측에 기판 가열을 위한 히터를 갖는 지지 부재가 제공되는 베이크 챔버로 기판을 처리하되, 상기 히터 제어를 통해 상기 지지 부재의 온도가 기판 처리를 위한 공정 온도에 도달되면 준비 구간을 종료하고, 공정 구간을 개시하여 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되도록 하되, 상기 공정 구간이 개시된 후 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되기까지의 사이에 동안 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 보상 제어는 공정 처리될 기판을 수용하는 공정 대상 카세트에서 처음 반출된 기판이 상기 베이크 챔버로 반입되기 전에 상기 지지 부재의 온도를 보상할 수 있다.
또한, 상기 보상 제어가 종료된 후, 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되어 처리되는 동안 상기 지지 부재가 상기 공정 온도를 유지하도록 공정 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 공정 제어는 상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서가 제공하는 신호를 피드백 제어하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 보상 제어는 보상 제어는 상기 센서가 제공하는 신호와는 별개로 설정된 보상 신호를 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 가열 처리가 효율적으로 처리되는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 베이크 챔버를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제어기가 히터를 제어하는 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 제어기의 연산부만 동작할 경우의 제어기의 히터 제어 신호 출력 값을 나타내는 도면이다.
도 8은 연산부에 의해 제어된 지지 부재의 온도를 나타내는 도면이다.
도 9는 제어기가 보상 신호를 통해 추가적으로 히터를 제어할 때 센서에서 감지되는 온도를 나타내는 도면이다.
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 공정, 그리고 액침 노광 전후에 요구되는 노광 전후 처리 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(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), 인터페이스 모듈(700), 퍼지 모듈(800), 제어기(도 6의 950)를 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. 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 제공될 수 있으며, 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치(900)가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.
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 하고, 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.
기판(S)는 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), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)에 대해 상세히 설명한다.
(로드 포트)
로드 포트(100)는 기판(S)들이 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 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
(인덱스 모듈)
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(S)를 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(S)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 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)
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 기판(S)들을 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(S)가 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(S)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(S)를 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(S)를 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(S)가 놓이는 상면 및 기판(S)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 기판(S)를 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(S)를 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)
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(S) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(S)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 기판(S)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(S)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(S)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 기판(S) 상에 포토 레지스트를 도포한다.
베이크 챔버(420)는 기판(S)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(S)를 소정의 온도로 가열하여 기판(S) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(S) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(S)를 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(S) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(S)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(5402)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(S)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 기판(S) 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, 기판(S)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(S) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(S)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(S)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(S) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(470)는 기판(S)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(S)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(S)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. 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)
제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(S)가 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(S)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(S)를 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 기판(S)들에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(S)를 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 기판(S)들에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(S)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(S)를 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판(S)들이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 기판(S)들을 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 기판(S)들은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
(노광 전후 처리 모듈)
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(S)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(S)를 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(S)를 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(S)를 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(S)를 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(S) 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(S)를 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(S) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(S)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(S)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(S)를 회전시키면서 기판(S)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 기판(S)를 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(S)를 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(S)를 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(S)를 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(S) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(S)를 회전시키면서 기판(S)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(S)가 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(S)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(S)를 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(S)를 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)
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 퍼지 모듈(800), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(S)를 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), 퍼지 모듈(800), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(S)를 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(S)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(S)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(S)가 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(S)를 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.
(퍼지 모듈)
퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 로봇(740)을 중심으로 제 1 버퍼(720)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치(900)가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다. 퍼지 모듈(800)은 노광 전후 처리 모듈(600)에서 포토레지스트의 보호를 위한 보호막이 도포된 웨이퍼에 대해 가스 퍼지 공정과 린스 공정을 수행한다.
제어기(950)는 기판 처리 장치(1)의 구성을 제어한다.
도 5는 베이크 챔버를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 베이크 챔버(1000)는 하우징(1100), 지지 부재(1200), 배기관(1510) 및 가이드부재(1700)를 포함한다. 베이크 챔버(1000)는 상술한 베이크 챔버(420, 470, 620, 670) 중 하나일 수 있다.
하우징(1100)은 기판이 처리되는 내부공간을 형성한다. 하우징(1100)은 기판 처리 장치(1)에서 처리되는 기판의 형상에 대응하는 형상을 가진다. 따라서, 기판이 반도체 소자 제조를 위한 것인 경우, 하우징(1100)은 원통형상으로 제공된다. 또한, 액정 디스플레이 제조를 위한 것인 경우 육면체 형상으로 제공된다. 이하에서, 기판이 반도체 소자 제조를 위한 것인 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 액정 디스플레이 제조를 위한 기판 처리에도 적용될 수 있다.
하우징(1100)은 제 1 몸체(1110) 및 제 2 몸체(1120)를 포함한다. 제 1 몸체(1110)는 상측이 개방된 원통형상으로 제공된다. 그리고, 제 2 몸체(1120)는 제 1 몸체(1110)의 개방된 상측에 대응하여, 하측이 개방된 원통형상 또는 원판형상으로 제공될 수 있다. 제 2 몸체(1120)가 제 2 몸체(1120)의 개방된 상측에 위치되면, 제 1 몸체(1110) 및 제 2 몸체(1120)가 형성하는 내부공간은 밀폐된다. 제 2 몸체(1120)가 제 1 몸체(1110)에서 분리된 상태에서 기판이 하우징(1100)으로 반입된 후, 제 2 몸체(1120)는 제 1 몸체(1110)의 상측에 위치된다.
지지 부재(1200)는 하우징(1100)의 내부공간에 설치된다. 지지 부재(1200)는 상부에서 보았을 때 기판보다 큰 면적을 가지게 제공된다. 지지 부재(1200)는 원판형상으로 제공되어, 제 1 몸체(1110)에 고정된다. 하우징(1100) 내부로 반입된 기판은 지지 부재(1200)에 위치된다.
지지 부재(1200)에는 히터(1300)가 설치된다. 히터(1300)는 지지 부재(1200)와 열 교환 가능하게 제공된다. 히터(1300)는 지지 부재(1200) 내부에 설치되거나, 지지 부재(1200)의 하면에 접하게 설치된다. 히터(1300)가 동작하면, 히터(1300)에서 발생한 열이 기판에 전도되어, 기판이 가열된다.
배기관(1510)은 하우징(1100)의 내측 기체를 외부로 배기한다.
배기관(1510)은 하우징(1100)의 상부 또는 측면에 제공될 수 있다. 배기관(1510)은 제1 몸체(1110) 또는 제 2몸체(1120)를 가로질러 설치된다. 배기관(1510)은 하우징(1100)의 내벽쪽에 위치하는 단부(1512)가 하우징(1100)이 내벽보다 돌출되게 제공될 수 있다. 배기관(1510)이 하우징(1100)의 상벽에 제공되는 경우, 배기관(1510)의 내측 단부(1512)에는 가이드부재(1700)가 제공될 수 있다.
가이드부재(1700)는 배기관(1510)의 내측 단부(1512) 쪽 외주면에서 하우징(1100)의 내벽쪽으로 연장되게 형성된다. 가이드부재(1700)는 하우징(1100)의 상면 내벽 및 측면 내벽과 이격되게 위치된다. 따라서, 하우징(1100) 내부에는 가이드부재(1700) 위쪽의 상부공간(1105) 및 가이드 부재 아래 쪽의 하부공간(1106)이 형성된다. 상부에서 바라 보았을 때, 가이드부재(1700)의 면적은 지지 부재(1200)에 위치되는 기판보다 크게 형성된다. 그리고, 가이드부재(1700)는 배기관(1510)과 일체로 형성되거나, 따로 형성된 후 배기관(1510)의 제 2 단부(1512)에 고정되게 설치된다. 가이드부재(1700)에는 배기관(1510)에 형성된 홀과 대응하는 홀이 형성된다. 따라서, 하우징(1100) 내부의 기체는 가이드부재(1700) 및 배기관(1510)의 홀을 통해서 배기된다.
하우징(1100)의 상부에는 유입구(1101)가 형성될 수 있다. 따라서, 하우징(1100) 외부의 기체가 하우징(1100)으로 유입될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제어기가 히터를 제어하는 관계를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 센서(1400)는 지지 부재(1200)에 온도를 감지하여, 제어기(950)에 제공한다. 일 예로, 센서(1400)는 지지 부재(1200)의 내측에 수용되는 형태로 위치될 수 있다. 제어기(950)는 센서(1400)가 제공하는 지지 부재(1200)의 온도를 고려하여, 지지 부재(1200)의 온도가 설정 온도 또는 설정 대역의 온도(이하, 공정 온도)가 되도록 히터(1300)를 제어한다. 센서(1400)는 감지된 온도를 제어기(950)로 송신한다. 제어기(950)는 감지된 지지 부재(1200)의 온도 및 공정 온도를 비교하여, 히터(1300) 제어를 위한 제어 신호를 히터(1300)로 송신한다. 일 예로, 제어기(950)의 연산부(951)는 센서(1400)가 제공한 지지 부재(1200)의 온도와 공정 온도를 통해 히터(1300) 제어를 위한 제어 신호를 연산할 수 있다. 연산부(951)는 피드백 된 센서(1400)의 신호를 피아이디 (PID, proportional integral derivative) 제어를 통해 제어 신호를 연산하도록 제공될 수 있다.
도 7은 제어기의 연산부만 동작할 경우의 제어기의 히터 제어 신호 출력 값을 나타내는 도면이고, 도 8은 연산부에 의해 제어된 지지 부재의 온도를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 지지 부재(1200)의 온도는 기판의 처리가 개시되면, 설정 구간에서 급격히 낮아진다. 지지 부재(1200)의 온도는 센서(1400)에 의해 제어기(950)에 보내진다. 제어기(950)는 지지 부재(1200)의 온도가 공정 온도를 벗어난 정도에 따라 히터(1300) 제어를 위한 제어 신호의 출력값을 증가 시킨다. 그에 따라 지지 부재(1200)의 온도는 공정 온도로 상승된다. 이와 같은 지지 부재(1200)의 급격한 온도 저하는 새로운 기판이 지지 부재(1200)에 위치되면, 지지 부재(1200)의 온도와 기판의 온도 차이에 의해 일어난다. 반면, 지지 부재(1200)의 소재가 갖는 열전달 속도의 한계에 의해 지지 부재(1200)에서 기판과 접하는 부분의 온도 저하가 센서(1400)에 의해 감지되기 까지는 시간 지연이 발생된다. 따라서, 새로운 기판이 반입되어 지지 부재(1200)의 온도가 낮아진 후, 제어기(950)의 제어에 의해 지지 부재(1200)의 온도가 공정 온도로 회복 되기 까지는 시간 지연이 발생한다.
또한, 제어기(950)에 의한 히터(1300)의 제어는 준비 구간과 공정 구간으로 구획될 수 있다. 준비 구간은 베이크 챔버(1000)로 기판이 반입되기에 앞서 지지 부재(1200)가 기판 처리를 위한 온도가 되도록 조절되는 구간이다. 예를 들어, 준비 구간은 베이크 챔버(1000)가 설정 카세트(20)가 제공하는 기판을 처리한 후, 다음에 제공되는 카세트(20)가 제공하는 기판의 처리를 개시 하기 까기의 사이에, 베이크 챔버(1000)의 공정 처리 휴지 기간일 수 있다. 또한, 준비 구간은 베이크 챔버(1000)가 정지된 상태에서 구동을 시작하여, 지지 부재(1200)의 온도가 공정 온도로 가열되는 구간일 수 있다. 준비 구간이 설정 시간 지속되면, 지지 부재(1200)의 온도는 공정 온도로 수렴하고, 제어기(950)가 히터(1300)로 출력하는 제어 신호는 낮은 값에서 수렴한다. 이에 따라, 준비 구간은 종료된다.
공정 구간은 기판이 베이크 챔버(1000)로 순차적으로 반입되어 처리되는 구간이다. 공정 구간은 지지 부재(1200)가 공정 온도가 된 것으로 감지되면, 제어기(950)가 베이크 챔버(1000)로 기판이 반입되도록 기판 처리 장치(1)를 제어하여 개시된다. 공정 구간 동안, 상술한 원인으로 인해 기판이 지지 부재(1200)에 위치되는 시점을 기해 지지 부재(1200)의 온도는 급격한 하락 후 증가가 발생하고, 제어기(950)가 히터(1300)를 제어하는 신호의 출력이 급격히 증가 후 감소되는 구간이 발생한다. 또한, 공정 구간 동안 제어기(950)가 히터(1300)를 제어하는 신호는, 준비 구간에 비해 편차가 크고 신호의 크기가 크게 형성된다. 이는 지지 부재(1200)의 열량이 기판으로 지속적으로 유출되고, 히터(1300)로 인해 가열되는 상태에 기인한다. 또한, 지지 부재(1200)의 급격한 온도 저하 및 제어기(950)의 제어 신호의 변화는 준비 구간의 종료된 후 공정 구간이 개시되어, 처음 1개 내지 3개 정도의 기판을 처리하는 공정 구간의 초기에 크게 나타난다. 이는 준비 구간의 제어 신호 패턴과 공정 구간의 제어 신호 패턴이 상이함, 센서(1400)의 지지 부재(1200) 온도 감지의 시간 지연, 연산부(951)의 피드백 제어에 의한 제어 신호 산출의 특성 등에 발생된다. 이 후, 공정 구간이 개시되고 충분한 시간이 경과되면, 새로운 기판 반입시 지지 부재(1200)의 온도 저하 및 제어 신호의 증가는 발생하나, 변화의 형태는 안정화 된다.
도 9는 제어기가 보상 신호를 통해 추가적으로 히터를 제어할 때 센서에서 감지되는 온도를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 지지 부재(1200)의 온도는 제어기(950)가 히터(1300) 제어를 위해 출력하는 보상 신호에 의해 보정된다. 준비 구간이 종료되면, 제어기(950)는 기판 처리 장치(1)를 제어하여, 베이크 챔버(1000)에서 처리될 기판이 반입되도록 한다. 제어기(950)가 기판이 반입되도록 제어를 개시한 후, 실제 기판이 베이크 챔버(1000)에 반입되기 까지는 시간 지연이 발생된다. 일 예로, 준비 구간이 종료되면, 제어기(950)는 인덱스 로봇(220)을 제어하여, 재치대(120)에 위치된 공정 처리될 기판을 수용한 공정 대상 카세트에서 처음 반출된 기판의 반출이 개시되도록 할 수 있다. 반출된 기판은 순차적으로 이동 되면서 처리된 후 베이크 챔버(1000)로 반입될 수 있다. 또한, 제어기(950)는 기판 처리 장치(1)의 내부로 반입된 기판 가운데 설정 위치에 위치된(예를 들어, 기판의 공정 처리 과정 및 기판의 이송 과정에 있어 베이크 처리 및 베이크 챔버(1000) 보다 설정 단계 앞의 처리 및 챔버에 있는 기판)기판이 베이크 챔버(1000)로 반입되도록 할 수 있다. 이와 같은 시간 지연의 길이는 기판 처리 장치(1)의 동작 특성, 제어기(950)의 제어 상태 등으로 인해 관리 및 예측 될 수 있다.
제어기(950)는 시연 시간 동안 보상 제어를 수행한다. 보상 제어는 센서(1400) 및 연산부(951)에 의해 이루어 지는 피드백 제어와는 독립적으로 수행된다. 제어기(950)는 히터(1300)로 보상 신호(955)를 출력하여, 지지 부재(1200)를 추가적으로 가열 시킨다. 지지 부재(1200)가 보상 신호(955)에 의해 추가적으로 가열 되어도, 지지 부재(1200)가 갖는 열전달 속도로 인해 기판과 접하는 지지 부재(1200)의 상면의 온도는 즉각적으로 상승되지 않는다. 이후 기판이 지지 부재(1200)에 위치되어, 지지 부재(1200)에서 기판으로 열전달이 발생될 때 보상 신호(955)에 의해 미리 가열되어 보충된 열량으로 인해 지지 부재(1200)의 급격한 온도 저하가 상쇄된다. 보상 신호(955)는 설정 값을 갖는 히터(1300) 제어 신호로 설정 될 수 있다. 보상 신호(955)의 크기 또는 보상 신호(955)의 지속 시간은 지지 부재(1200)의 상면과 히터(1300) 사이의 열 전달 속도, 지지 부재(1200)의 열용량 등을 고려하여 설정될 수 있다. 이 후 기판이 순차적으로 반입되어 처리되면, 제어기(950)는 센서(1400)와 연산부(951)를 통해 공정 제어를 수행한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 로드 포트 200: 인덱스 모듈
300: 제 1 버퍼 모듈 400: 도포 및 현상 모듈
500: 제 2 버퍼 모듈 600: 노광 전후 처리 모듈
700: 인터페이스 모듈

Claims (14)

  1. 카세트가 위치되는 로드 포트;
    기판을 가열 처리 하는 지지 부재를 포함하는 베이크 챔버;
    공정 처리될 기판을 수용하는 공정 대상 카세트에서 처음 반출된 기판이 상기 베이크 챔버에서 처리 되기 전에 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어 및 상기 보상 제어 후 상기 공정 대상 카세트에서 반출된 기판들이 처리되는 과정에서 상기 지지 부재의 온도를 제어하는 공정 제어를 수행하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이크 챔버는,
    상기 지지 부재를 가열하는 히터; 및
    상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 히터 제어를 통해 상기 지지 부재의 온도가 기판 처리를 위한 공정 온도에 도달되면 준비 구간을 종료하고, 공정 구간을 개시하여 상기 공정 대상 카세트에서 기판 반출을 위한 제어를 수행하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공정 구간에서 상기 센서가 제공하는 신호를 통해 상기 지지 부재의 온도가 공정 온도를 유지하도록 상기 히터를 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 보상 제어를 상기 공정 구간에서 수행하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 센서가 제공하는 신호와는 별개로 설정된 보상 신호를 통해 상기 보상 제어를 수행하는 기판 처리 장치.
  6. 내측에 기판 가열을 위한 히터를 갖는 지지 부재가 제공되는 베이크 챔버;
    상기 히터 제어를 통해 상기 지지 부재의 온도가 기판 처리를 위한 공정 온도에 도달되면 준비 구간을 종료하고, 공정 구간을 개시하여 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되도록 하되, 상기 공정 구간이 개시된 후 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되기까지의 사이에 동안 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어를 수행하는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 베이크 챔버가 기판을 처리하는 동안 상기 지지 부재의 온도가 상기 공정 온도를 유지하도록 공정 제어를 수행하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이크 챔버는,
    상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서가 제공하는 신호를 통해 피드백 제어로 상기 공정 제어를 수행하는 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 베이크 챔버는,
    상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 센서가 제공하는 신호와는 별개로 설정된 보상 신호를 통해 상기 보상 제어를 수행하는 기판 처리 장치.
  10. 내측에 기판 가열을 위한 히터를 갖는 지지 부재가 제공되는 베이크 챔버로 기판을 처리하되,
    상기 히터 제어를 통해 상기 지지 부재의 온도가 기판 처리를 위한 공정 온도에 도달되면 준비 구간을 종료하고, 공정 구간을 개시하여 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되도록 하되, 상기 공정 구간이 개시된 후 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되기까지의 사이에 동안 상기 지지 부재의 온도를 보상하는 보상 제어를 수행하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보상 제어는 공정 처리될 기판을 수용하는 공정 대상 카세트에서 처음 반출된 기판이 상기 베이크 챔버로 반입되기 전에 상기 지지 부재의 온도를 보상하여 수행되는 기판 처리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보상 제어가 종료된 후, 상기 베이크 챔버로 기판이 반입되어 처리되는 동안 상기 지지 부재가 상기 공정 온도를 유지하도록 공정 제어를 수행하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공정 제어는 상기 지지 부재의 온도를 감지하는 센서가 제공하는 신호를 피드백 제어하여 수행되는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보상 제어는 보상 제어는 상기 센서가 제공하는 신호와는 별개로 설정된 보상 신호를 통해 수행되는 기판 처리 방법.
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