KR20190115871A - 노즐 세정 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

공정 불량을 최소화시킬 수 있는 노즐 세정 장치 및 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 노즐 세정 장치는, 처리액 공급에 사용되는 노즐; 상기 노즐을 제어하는 제어부; 및 상기 처리액 공급에 사용된 노즐을 세정하기 위한 세정부를 포함하되, 상기 세정부는 세정액이 수용되는 세정실과, 상기 세정실에 설치되고, 상기 세정액에 의해 노즐이 세정된 후 상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나올 때 상기 노즐에 잔류하는 세정액을 스윕(sweep)하여 제거하는 스윕부를 포함한다.

Description

노즐 세정 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Apparatus for cleaning nozzle and apparatus for processing substrate comprising the same}

본 발명은 노즐 세정 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 장치 또는 디스플레이 장치를 제조할 때에는, 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 세정 등 다양한 공정이 실시된다. 여기서, 사진공정은 도포, 노광, 그리고 현상 공정을 포함한다. 기판 상에 감광액을 도포하고(즉, 도포 공정), 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하며(즉, 노광 공정), 기판의 노광처리된 영역을 선택적으로 현상한다(즉, 현상 공정).

한편, 도포 공정에서, 노즐이 기판 상에서 감광액을 도포한 후, 세정액을 이용하여 노즐의 팁(tip)을 세정한다. 노즐의 팁에서 감광액이 고착되는 것을 방지하기 위함이다. 그런데, 노즐의 팁에 세정액이 잔류할 수 있고, 잔류하는 세정액은 새로운 공정 불량을 야기할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 잔류하는 세정액을 제거하여, 공정 불량을 최소화시킬 수 있는 노즐 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 잔류하는 세정액을 제거하여, 공정 불량을 최소화시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 노즐 세정 장치의 일 면(aspect)은, 처리액 공급에 사용되는 노즐; 상기 노즐을 제어하는 제어부; 및 상기 처리액 공급에 사용된 노즐을 세정하기 위한 세정부를 포함하되, 상기 세정부는 세정액이 수용되는 세정실과, 상기 세정실에 설치되고, 상기 세정액에 의해 노즐이 세정된 후 상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나올 때 상기 노즐에 잔류하는 세정액을 스윕(sweep)하여 제거하는 스윕부를 포함한다.

상기 노즐이 통과하기 위한 개구부와, 상기 개구부의 주변에 배치된 적어도 하나의 절개부를 포함한다. 상기 개구부의 직경은, 상기 노즐의 직경보다 같거나 작을 수 있다.

상기 스윕부는 직경이 조절되며, 상기 노즐이 통과하기 위한 개구부를 포함하되, 상기 노즐이 상기 개구부를 통해서 상기 세정실 내로 들어갈 때, 상기 개구부는 제1 직경이 되고, 상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나갈 때, 상기 개구부는 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경이 될 수 있다. 상기 제1 직경은, 상기 노즐이 상기 스윕부에 비접촉하는 크기이고, 상기 제2 직경은, 상기 노즐의 팁이 상기 스윕부에 의해 스위핑될 수 있는 크기일 수 있다.

상기 개구부의 직경은 링 방식 또는 조리개 방식으로 조절될 수 있다.

상기 스윕부는 탄성을 가진 물질로 제조될 수 있다.

상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 내부에 처리공간을 제공하는 용기; 상기 처리공간에 배치되며, 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지되는 기판 상에, 처리액을 공급하는 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛; 및 상기 용기의 일측에 위치되며, 상기 노즐이 대기하는 대기 포트를 구비하되, 상기 대기 포트는 세정액이 수용되는 세정실과, 상기 세정실에 설치되고, 상기 세정액에 의해 노즐이 세정된 후 상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나올 때 상기 노즐에 잔류하는 세정액을 스윕(sweep)하여 제거하는 스윕부를 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 대기 포트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스윕부의 일 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4의 스윕부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6는 도 3에 도시된 스윕부의 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 6의 스윕부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 도 8의 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적 단면도와 개략적 평면도이다. 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 대기 포트를 설명하기 위한 단면도이다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(800)는 용기(850), 지지 유닛(820), 승강 유닛(880), 처리액 공급 유닛(890), 그리고 대기 포트(900)을 포함한다. 대기 포트(900)에는 노즐 세정 장치가 설치되어 있다.

용기(850)는 내부에 처리공간을 제공한다. 용기(850)는 상부가 개방된 통 형상을 가지도록 제공된다, 용기(850)는 회수통(860) 및 안내벽(870)을 포함한다. 회수통(860)은 지지 유닛(820)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 회수통(860)은 제1 경사벽(862), 수직벽(864), 그리고 바닥벽(866)을 포함한다. 제1 경사벽(862)은 지지 유닛(820)을 둘러싸도록 제공된다. 제1 경사벽(862)은 지지 유닛(820)으로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지게 제공된다. 수직벽(864)은 제1 경사벽(862)의 하단으로부터 아래 방향으로 연장된다. 수직벽(864)은 지면과 수직한 길이방향을 가질 수 있다. 바닥벽(866)은 수직벽(864)의 하단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 바닥벽(866)은 지지 유닛(820)의 중심축을 향하는 방향을 수평하게 제공된다. 바닥벽(866)에는 회수 라인(868)이 연결된다. 회수 라인(868)은 회수통(860)에 유입된 처리액을 외부로 배출한다. 배출된 처리액은 예를 들어, 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다. 회수 라인(868)은 바닥벽(866)에서 안내벽(870)과 수직벽(864) 사이에 위치될 수 있다.

안내벽(870)은 제1 경사벽(862)과 바닥벽(866) 사이에 위치된다. 안내벽(870)은 회수통(860)의 내측에서 지지 유닛(820)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 안내벽(870)은 제2 경사벽(872) 및 사이벽(874)을 포함한다. 제2 경사벽(872)은 지지 유닛(820)을 감싸도록 제공된다. 제2 경사벽(872)은 지지 유닛(820)으로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사지게 제공된다. 제2 경사벽(872)과 제1 경사벽(862)의 사이공간은 처리액이 회수되는 회수공간(865)으로 제공된다. 제2 경사벽(872)의 상단은 제1 경사벽(862)의 상단과 상하방향으로 일치되게 제공될 수 있다. 사이벽(874)은 제2 경사벽(872)과 바닥벽(866)을 연결한다. 사이벽(874)은 제2 경사벽(872)의 상단으로부터 아래방향으로 연장된다.

승강 유닛(880)은 용기(850)을 상하방향으로 승강 이동시킨다. 승강 유닛(880)은 용기(850)과 지지 유닛(820) 간의 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(880)은 브라켓(882), 이동축(884), 그리고 구동기(886)를 포함한다. 브라켓(882)은 제1 경사벽(862)의 외측면에 고정설치된다. 브라켓(882)에는 구동기(886)에 의해 상하방향으로 이동 가능한 이동축(884)이 고정 결합된다.

처리액 공급 유닛(890)은 지지 유닛(820)에 로딩된 웨이퍼(W)에 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(890)은 이동 부재(895), 아암(893), 그리고 노즐(894)을 포함한다. 아암(893)의 끝단에는 노즐(894)이 결합된다. 이동 부재(895)는 용기(850)의 일측에 위치될 수 있다. 예를 들어, 아암(893)은 그 길이방향이 제2 방향을 향하는 바 형상이고, 이동 부재(895)는 아암(893)을 상기 제2 방향과 다른 제1방향으로 직선 이동시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이동 부재(895)의 이동에 따라 아암(893)에 결합된 노즐(894)은 함께 이동된다. 이동 부재(895)에 의해 노즐(894)은 공정 위치 및 대기 위치로 이동된다. 여기서 공정 위치는 노즐(894)이 용기(850)와 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(894)이 대기 포트(900)에 대기되는 위치이다. 예컨대, 이동 부재(895)는 가이드 레일 형상으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 선택적으로 이동 부재(895)는 아암(893) 및 노즐(894)을 스윙 이동시키는 지지축으로 제공될 수 있다. 또한, 이동 부재(895)는 아암(893) 및 노즐(894)을 상하로 이동시킬 수 있다. 또한 처리액은 감광액일 수 있다. 감광액은 포토레지스트, 예를 들어, I-Line 레지스트액이나, KrF 레지스트액, ArF 레지스트액 등일 수 있다. 추가적으로 처리액 공급 유닛(890)은 처리액의 확산을 위해 유기용제를 공급하는 노즐(894)이 더 제공될 수 있다.

대기 포트(900)는 용기(850)의 타측에 위치될 수 있다. 일 예에 의하면, 용기(850) 및 대기 포트(900)는 순차적으로 배열될 수 있다. 대기 포트(900)는 웨이퍼(W) 상에 처리액을 공급하는 노즐(894)이 대기하고, 노즐(894)을 세정하는 장치일 수 있다.

기판 처리 장치(800)를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 과정을 설명한다. 지지 유닛(820)에 웨이퍼(W)가 놓이면, 노즐(894)은 공정위치로 이동된다. 웨이퍼(W)는 지지 유닛(820)에 의해 회전되고, 노즐(894)은 예를 들어, 웨이퍼의 중앙영역에 처리액을 공급한다. 처리액은 웨이퍼(W)의 원심력에 의해 그 중앙영역에서 가장자리영역으로 확산된다. 처리액 도포가 완료되면, 노즐(894)은 대기위치(즉, 대기 포트(900))로 이동된다. 대기 포트(900)에서, 노즐(894)은 세정된다.

여기서 도 3을 참조하여, 대기 포트(900)를 설명하도록 한다. 대기 포트(900)는 세정부(910), 세정액 공급 부재(970), 제어부(999) 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 세정부(910)는 내부에 세정액(TL)이 수용되고, 노즐(894)이 세정액(TL)에 의해 세정된다. 세정액(TL)은 처리액을 제거할 수 있는 액체라면 무엇이든 가능하고, 예를 들어, 시너액일 수 있다.

세정부(910)는 세정액(TL)을 수용할 수 있는 세정실(961)를 포함한다. 세정실(961)은 노즐(894) 및 아암(893)을 수용하기 위한 확대 개방 개구(963)과, 확대 개방 개구(963)의 하단에 연통하는 원통 형상 바디(964)와, 원통 형상 바디(964)의 하단에 연통하는 하방을 향해 협소해지는 테이퍼 형상의 깔때기부(965)를 포함한다. 또한, 세정실(961)의 깔때기부(965)의 하단에 연통로(966)를 통해 세정액(TL) 등을 저류하는 액 배출실(967)이 설치된다. 또한, 깔때기부(965) 및/또는 원통 형상 바디(964)의 측벽에는, 세정액(TL)을 공급하기 위한 적어도 하나의 공급구(968)를 포함한다. 세정액 공급 부재(970)로부터 세정액(TL)이 공급구(968)을 통해서 세정실(961) 내부로 공급된다.

또한, 세정부(910)는 세정실(961)에 설치된 스윕부(950)를 더 포함한다. 도시된 것과 같이, 스윕부(950)는 세정실(961)의 입구에 설치될 수 있다.

스윕부(950)는 세정액(TL)에 의해 노즐(894)이 세정된 후, 노즐이 세정실(961)로부터 빠져나올 때 노즐(894)에 잔류하는 세정액(TL)을 스윕(sweep)하여 제거한다. 구체적으로, 이러한 스윕부(950)의 형상 및 동작은 도 4 내지 도 7을 이용하여 구체적으로 후술한다. 스윕부(950)를 이용하여 잔류하는 세정액(TL)을 제거함으로써, 추후 공정 불량을 최소화할 수 있다.

또한, 전술한 것과 같이, 이동 부재(895)에 의해서 아암(893) 및 노즐(894)이 상하 이동, 회전 이동, 평행 이동 중 적어도 하나를 할 수 있다.

또한, 제어부(999)는 세정액 공급 부재(970) 및/또는 이동 부재(895)를 제어할 수 있다. 제어부(999)는 이동 부재(895)를 제어함으로써 노즐(894)의 동작을 제어할 수 있고, 세정액 공급 부재(970)를 제어함으로써 세정부(910)의 동작을 제어할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 스윕부의 일 예를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 도 4의 스윕부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

우선, 도 4를 참조하면, 스윕부(950)는 노즐(894)이 통과하기 위한 개구부(951)와, 개구부(951)의 주변에 배치된 적어도 하나의 절개부(952)를 포함한다. 여기서, 개구부(951)의 직경은, 노즐(894)의 직경보다 같거나 작을 수 있다.

또한, 스윕부(950)는 탄성을 가지고, 세정액(예를 들어, 시너액)에 내화학성을 갖춘 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 고무를 포함한 물질일 수 있다. 또는, 스윕부(950)는 높은 흡수성 및 세정액(TL)(및/또는 처리액)에 대한 내화학성을 가진 물질로 제조될 수 있다. 또한, 이러한 흡수성 물질은 고분자 소재 자체 무게의 예를 들어, 15배 이상의 유체를 포함할 뿐만 아니라 (고흡수성 고분자의 기준) 해당 액체에 대한 불용성을 확보할 수 있다. 이러한 흡수성 물질로는, 예를 들어, 범용성 와이퍼(Wiper) 소재인 폴리에스터, 고흡수성 소재인 PVA 또는 PAN, 셀룰로오스, 녹말 중 적어도 하나를 층상으로 적층한 고분자 재료일 수 있다.

절개부(952)의 개수 및 형상은, 노즐(894)의 사이즈나 형상에 따라 변경될 수 있다. 스윕부(950)는 이러한 절개부(952)로 인해서, 노즐(894)이 스윕부(950)를 통과할 때 생기는 노즐(894)의 단면적 변화에 대응할 수 있다.

도 5(a)를 참조하면, 노즐(894)은 처리액을 기판 상에 공급한 후에, 노즐(894)에 묻어 있는 처리액(예를 들어, 레지스트액)을 제거하기 위해서, 노즐(894)은 세정부(910)로 이동한다. 여기서, 스윕부(950)의 개구부(951)의 직경(W2)은, 노즐(894)의 직경(W1)보다 같거나 작을 수 있다.

도 5(b)를 참조하면, 노즐(894)은 개구부(951)를 관통하여 세정실(961) 내로 위치한다. 이어서, 세정액(TL)에 의해 노즐(894)이 세정된다. 여기서, 세정 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 세정실(961) 내부에 세정액(TL)을 담은 후에, 노즐(894)을 세정액(TL) 내에 담글 수 있다. 또는, 세정실(961) 내부에 노즐(894)을 위치시킨 후에, 스프레이 방식/와류 방식 등을 통해서 세정실(961) 내부에 세정액(TL)을 공급하여 노즐(894)을 세정할 수 있다.

그런데, 이와 같이 노즐(894)을 세정액(TL)으로 세정한 후에, 노즐(894)에 세정액(TLB)이 잔류할 수 있다. 이와 같이 잔류하는 세정액(TLB)이, 추후 기판 상에 떨어짐으로써 결함을 발생시킬 수 있다. 즉, 자연증발로 잔류하는 세정액(TLB)을 제거하는 것은 한계가 있을 수 밖에 없다.

도 5(c)를 참조하면, 세정 후에, 노즐(894)은 직경이 작은 개구부(951)를 통해서 빠져나오기 때문에, 탄성을 가지는 스윕부(950)에 의해서 노즐(894)의 팁이 스윕된다(즉, 쓸리게 된다). 따라서, 이러한 스윕부(950)의 동작에 의해서, 노즐(894)에 잔류하는 세정액(TLB)이 제거된다.

도 6는 도 3에 도시된 스윕부의 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다. 도 7은 도 6의 스윕부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 스윕부(950a)는 직경(W11, W12)이 조절되며, 노즐(894)이 통과하기 위한 개구부(951)를 포함한다. 개구부(951)의 직경은 링 방식 또는 조리개 방식으로 조절될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 개구부(951)의 직경(W11, W12)을 조정할 수 있으면, 어떠한 방법도 가능하다. 스윕부(950a)는 탄성을 가지고, 세정액(예를 들어, 시너액)에 내화학성을 갖춘 물질로 제조될 수 있다. 또는 스윕부(950a)는 처리액 및/또는 세정액에 대해서 흡수성을 가진 물질일 수도 있다.

구체적으로 도 6(a) 및 도 7(a)를 참조하면, 노즐(894)은 처리액을 기판 상에 공급한 후에, 노즐(894)에 묻어 있는 처리액(예를 들어, 레지스트액)을 제거하기 위해서, 노즐(894)은 세정부(910)로 이동된다.

여기서, 노즐(894)이 개구부(951)를 통해서 세정실(961) 내로 들어갈 때, 개구부(951)는 제1 직경(W11)이 된다. 여기서, 제1 직경(W11)은, 노즐(894)이 스윕부(950a)에 비접촉하는 크기이다. 노즐(894)에 묻어 있을 수 있는 처리액이 스윕부(950a)에 닿지 않아서, 스윕부(950a)의 오염을 최소화할 수 있다.

노즐(894)은 개구부(951)를 관통하여 세정실(961) 내로 위치한다. 이어서, 세정액(TL)을 이용하여 노즐(894)이 세정된다.

도 6(b) 및 도 7(b)를 참조하면, 세정이 종료된 후에, 노즐(894)이 세정실(961)로부터 빠져나갈 때, 개구부(951)는 제1 직경(W11)보다 작은 제2 직경(W12)이 된다. 제2 직경(W12)은, 노즐(894)의 팁이 스윕부(950a)에 의해 스위핑될 수 있는 크기이다. 전술한 것과 같이, 여기서, 제2 직경(W12)은 노즐(894)의 직경(W1)보다 같거나 작을 수 있다. 따라서, 세정 후에, 노즐(894)은 직경이 작은 개구부(951)를 통해서 빠져나오기 때문에, 탄성을 가지는 스윕부(950a)에 의해서 노즐(894)의 팁이 스윕된다(즉, 쓸리게 된다). 따라서, 이러한 스윕부(950a)의 동작에 의해서, 노즐(894)에 잔류하는 세정액(TLB)이 제거된다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 9는 도 8의 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 기판 처리 설비는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 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), 제1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 X방향이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 X방향과 수직한 방향을 Y방향이라 칭하고, X방향 및 Y방향과 각각 수직한 방향을 Z방향이라 칭한다.

웨이퍼(W)는 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이 때, 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.

로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 Y방향을 따라 일렬로 배치된다.

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제1 버퍼 모듈(300) 간에 웨이퍼(W)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 제1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제1 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 X방향, Y방향, Z방향으로 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 Z방향을 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 Y방향을 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.

제1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제1 버퍼(320), 제2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제1 버퍼(320), 제2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제2 버퍼(330), 그리고 제1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 Z방향을 따라 배치된다. 제1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제1 버퍼 로봇(360)은 제2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제1 버퍼(320)와 Y방향으로 일정 거리 이격되게 위치된다.

제1 버퍼(320)와 제2 버퍼(330)는 각각 복수의 웨이퍼들(W)을 일시적으로 보관한다. 제2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 Z방향을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 웨이퍼(W)가 놓인다. 제1 버퍼(320)는 제2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 제1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.

제1 버퍼 로봇(360)은 제1 버퍼(320)와 제2 버퍼(330) 간에 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 제1 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 Y방향을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 Z방향으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 Y방향 및 Z방향을 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 가진다. 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 어셈블리(도시되지 않음)가 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 Y방향을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 Y방향으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 챔버(410) 및 베이크 챔버(420)는 복수 개가 제공된다.

레지스트 도포 챔버(410)에는 도 1 내지 도 7을 이용하여 설명한 장치가 적용될 수 있다. 즉, 레지스트 도포 챔버(410)에는 처리액(레지스트)을 도포한 노즐을 세정액(TL)을 이용하여 세정하고, 세정된 노즐에 잔류하는 세정액(TLB)을 제거하기 위해 스윕부(950, 950a)를 사용하는 구성이 적용될 수 있다.

반송 챔버(430)는 제1 버퍼 모듈(300)의 제1 버퍼(320)와 X방향으로 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), 제1 버퍼 모듈(300)의 제1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제2 버퍼 모듈(500)의 제1 냉각 챔버(520) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 X방향과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 X방향으로 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 Z방향을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 Z방향으로 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 레지스트는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 기판처리장치로 제공된다.

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 냉각 플레이트(421) 또는 가열 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(421)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 또한 가열 플레이트(422)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단이 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 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, 그리고 반송 챔버를 가진다.

제2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 웨이퍼(W)가 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제2 버퍼 모듈(500)은 웨이퍼(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제1 냉각 챔버(530), 제2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제1 냉각 챔버(530), 제2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제1 냉각 챔버(530), 그리고 제2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 Z방향을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 X방향을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제1 냉각 챔버(530)와 Y방향으로 일정 거리 이격되게 배치된다.

제2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 웨이퍼(W)를 운반한다. 제2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제2 버퍼 로봇(560)은 제1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 웨이퍼(W)를 냉각한다. 제1 냉각 챔버(530)는 제1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 웨이퍼들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 웨이퍼(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 웨이퍼(W)를 일시적으로 보관한다. 제2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 웨이퍼들(W)을 냉각한다. 제2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.

노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(790)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 웨이퍼(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 웨이퍼(W)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 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 웨이퍼(W)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. 베이크 챔버(620)는 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 후처리 모듈(602)은 세정 챔버, 노광 후 베이크 챔버, 그리고 반송 챔버를 가진다.

인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 노광 장치(790) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제1 버퍼(720), 제2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제1 버퍼(720), 제2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제1 버퍼(720)와 제2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제1 버퍼(720)는 제2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다.

인터페이스 로봇(740)은 제1 버퍼(720), 제2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(790) 간에 웨이퍼(W)를 운반한다. 제1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 웨이퍼(W)들이 노광 장치(790)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제2 버퍼(730)는 노광 장치(790)에서 공정이 완료된 웨이퍼(W)들이 후처리 모듈(602)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 Z방향을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 웨이퍼(W)가 놓인다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

800: 기판 처리 장치 820: 지지 유닛
850: 용기 880: 승강 유닛
890: 처리액 공급 유닛 893: 아암
894: 노즐 898: 반사 부재
899: 비전부 900: 대기 포트
910: 세정부 950, 950a: 스윕부
999: 제어부 TL: 세정액
TLB: 노즐에 잔류하는 세정액

Claims (8)

1. 처리액 공급에 사용되는 노즐;
   상기 노즐을 제어하는 제어부; 및
   상기 처리액 공급에 사용된 노즐을 세정하기 위한 세정부를 포함하되, 상기 세정부는
   세정액이 수용되는 세정실과,
   상기 세정실에 설치되고, 상기 세정액에 의해 노즐이 세정된 후 상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나올 때 상기 노즐에 잔류하는 세정액을 스윕(sweep)하여 제거하는 스윕부를 포함하는 노즐 세정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노즐이 통과하기 위한 개구부와, 상기 개구부의 주변에 배치된 적어도 하나의 절개부를 포함하는 노즐 세정 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 개구부의 직경은, 상기 노즐의 직경보다 같거나 작은 노즐 세정 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 스윕부는 직경이 조절되며, 상기 노즐이 통과하기 위한 개구부를 포함하되,
   상기 노즐이 상기 개구부를 통해서 상기 세정실 내로 들어갈 때, 상기 개구부는 제1 직경이 되고,
   상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나갈 때, 상기 개구부는 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경이 되는 노즐 세정 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 직경은, 상기 노즐이 상기 스윕부에 비접촉하는 크기이고,
   상기 제2 직경은, 상기 노즐의 팁이 상기 스윕부에 의해 스위핑될 수 있는 크기인 노즐 세정 장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 개구부의 직경은 링 방식 또는 조리개 방식으로 조절되는 노즐 세정 장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스윕부는 탄성을 가진 물질로 제조된 노즐 세정 장치.
8. 내부에 처리공간을 제공하는 용기;
   상기 처리공간에 배치되며, 기판을 지지하는 지지 유닛;
   상기 지지 유닛에 지지되는 기판 상에, 처리액을 공급하는 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛; 및
   상기 용기의 일측에 위치되며, 상기 노즐이 대기하는 대기 포트를 구비하되, 상기 대기 포트는
   세정액이 수용되는 세정실과,
   상기 세정실에 설치되고, 상기 세정액에 의해 노즐이 세정된 후 상기 노즐이 상기 세정실로부터 빠져나올 때 상기 노즐에 잔류하는 세정액을 스윕(sweep)하여 제거하는 스윕부를 포함하는 노즐 세정 장치.