KR20200021679A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 베이크 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 제공하는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 기판을 가열하는 히터 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 온도를 측정하는 측정 유닛, 그리고 상기 측정 유닛으로부터 측정된 값을 근거로 상기 히터 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 측정 유닛은 접촉 방식으로 기판의 온도를 측정하는 제1측정기 및 비접촉 방식으로 기판의 온도를 측정하는 제2측정기를 포함한다. 이로 인해 각 측정기로부터 발생되는 문제점을 상호 보완할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Appparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 열 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 베이크 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 기판 상에 감광액과 같은 액막을 형성하는 공정을 포함한다.
기판 상에 액막을 형성한 후에는, 기판을 가열하여 액막 상에 유기물을 날려 액막을 안정화시키는 베이크 공정이 진행된다. 베이크 공정은 상온에 비해 매우 높은 온도에서 진행되며, 액막의 두께는 베이크 공정 온도에 따라 달라진다. 이로 인해 정확한 공정 온도가 요구된다.
도 1은 일반적인 베이크 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판을 지지하는 플레이트에는 히터(2)가 설치되고, 히터(2)는 센서(4)가 접촉된 접촉식 방식에 의해 온도가 측정된다. 기판(W)의 온도는 히터(2) 온도를 근거로 추정된다. 이는 히터(2)의 온도를 접촉 측정하여 기판(W)의 온도를 간접 측정하는 것으로, 기판(W)의 실제 온도를 정확하게 측정하는 것이 불가능하며, 그 측정된 데이터를 통해 히터(2)의 온도를 조절할 경우, 공정 온도를 벗어나는 경우가 빈번하다.
이를 해결하기 위해 기판의 온도를 직접 측정하는 비접촉식 방식이 제안되었다. 그러나 비접촉식 방식은 적외선 또는 광을 이용한 측정 방식으로, 기판이 반출입되는 과정에서 방사율 및 투과율의 차이로 인해 온도 헌팅이 발생되며, 측정 값의 신뢰가 떨어진다.
본 발명은 기판의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 접촉식 센서 또는 비접촉식 센서를 통해 기판의 온도를 측정 시 발생되는 문제를 해결할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 베이크 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.
기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 제공하는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 기판을 가열하는 히터 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 온도를 측정하는 측정 유닛, 그리고 상기 측정 유닛으로부터 측정된 값을 근거로 상기 히터 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 측정 유닛은 접촉 방식으로 기판의 온도를 측정하는 제1측정기 및 비접촉 방식으로 기판의 온도를 측정하는 제2측정기를 포함한다.
상기 제어기는 상기 처리 공간 내에 기판의 반입 여부에 따라 상기 제1측정기와 상기 제2측정기 중 하나를 선택하고, 선택된 측정기의 측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 상기 처리 공간에 기판이 반입되기 전에 상기 제1측정기로부터 측정된 제1측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하고, 상기 처리 공간에 기판이 반입된 후에 상기 제2측정기로부터 측정된 제2측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 처리 공간에 기판이 반입된 직후에 상기 제1측정값과 상기 제2측정값을 각각 전달받고, 상기 제1측정값에 의한 기판의 온도와 상기 제2측정값에 의한 기판의 온도의 편차가 일정 범위에 포함되면, 상기 제1측정값 없이 상기 제2측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어할 수 있다.
상기 일정 범위는 5 내지 15 퍼센테이지(%)를 포함할 수 있다
상기 제어기는 상기 측정 유닛으로부터 측정된 온도를 기준으로 상기 제1측정기와 상기 제2측정기 중 하나를 선택하고, 선택된 측정기의 측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제어기는 상기 측정된 온도가 설정 온도보다 낮으면 상기 제1측정기로 측정된 값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하고, 상기 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 높으면 상기 제2측정기로 측정된 값에 따라 상기 히터 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제1측정기는 상기 제2측정기에 비해 상기 히터 유닛에 더 가깝게 위치될 수 있다.
상기 장치는 기판에 대해 베이크 공정을 수행할 수 있다.
또한 기판을 처리하는 방법으로는 상기 기판은 히터 유닛에 의해 가열 처리되되, 상기 기판의 온도는 접촉 방식으로 측정된 값과 비접촉 방식으로 측정된 값 중 선택된 측정값에 기초하여 조절된다.
상기 기판을 처리하는 것은 기판 지지 유닛에 상기 기판이 놓이기 전에, 상기 기판 지지 유닛에 제공된 상기 히터 유닛이 상기 기판 지지 유닛을 가열하는 예열 단계와 상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 놓인 이후에, 가열하는 가열 단계를 포함하되, 상기 예열 단계에서는 상기 기판의 온도를 상기 접촉 방식으로 측정하고, 상기 가열 단계에서는 상기 기판의 온도를 상기 비접촉 방식으로 측정할 수 있다
상기 기판을 처리하는 것은, 상기 예열 단계와 상기 가열 단계의 사이에, 상기 기판의 온도를 안정화하는 안정화 단계를 더 포함하되, 상기 안정화 단계에는 상기 기판의 온도를 상기 접촉 방식과 상기 비접촉 방식 각각으로 측정할 수 있다.
상기 안정화 단계에서 상기 접촉 방식으로 측정된 상기 기판의 온도와 상기 비접촉 방식으로 측정된 상기 기판의 온도의 편차가 일정 범위에 포함되면, 상기 가열 단계를 수행하되, 상기 일정 범위는 5 내지 15 퍼센테이지(%)를 포함할 수 있다.
상기 기판의 온도는 설정 온도보다 낮으면 상기 접촉 방식으로 측정된 값을 기초로하여 조절되고, 상기 설정 온도보다 높으면 상기 비접촉 방식으로 측정된 값을 기초로하여 조절될 수 있다.
상기 비접촉 방식으로 측정하는 것은, 상기 기판의 온도에 따라 변화되는 상기 기판의 방사율 또는 복사율을 근거로 상기 기판의 온도를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 온도 측정은 비접촉식 측정기와 접촉식 측정기를 혼용한다. 이로 인해 각 측정기로부터 발생되는 문제점을 상호 보완할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 챔버에 기판이 반입되기 전에 제1측정기로부터 측정된 제1측정값을 신뢰하고, 챔버에 기판이 반입된 후에는 제2측정기로부터 측정된 제2측정값을 신뢰하여, 기판의 온도 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 측정 온도가 설정 온도보다 낮을 때에는 제1측정값을 신뢰하고, 높을 때에는 제2측정값을 신뢰하여, 기판의 온도 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 베이크 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 5는 도 4의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 8은 도 7의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 8의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 10은 도 8의 가열 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 11은 도 10에서 제1측정값과 제2측정값을 보여주는 그래프이다.
도 12 내지 도 14는 도 10의 플로우 차트에 따른 기판 처리 단계를 보여주는 도면들이다.
도 15는 도 8의 가열 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 다른 실시예의 플로우 차트이다.
도 16 및 도 17은 도 15의 플로우 차트에 따른 기판 처리 단계를 보여주는 도면들이다.
도 18은 도 4의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 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 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20,index module), 처리 모듈(30, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(40, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)이라 한다.
인덱스 모듈(20)은 기판(W)이 수납된 용기(10)로부터 기판(W)을 처리 모듈(30)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(10)로 수납한다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(20)은 로드포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 가진다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(10)는 로드포트(22)에 놓인다. 로드포트(22)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(22)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(10)가 사용될 수 있다. 용기(10)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(22)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(24)의 내부에는 인덱스 로봇(2200)이 제공된다. 인덱스 프레임(24) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(2300)이 제공되고, 인덱스 로봇(2200)은 가이드 레일(2300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(2200)은 기판(W)이 놓이는 핸드(2220)를 포함하며, 핸드(2220)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(30)은 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)을 가진다. 도포 블럭(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블럭(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블럭(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블럭(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블럭들(30b)은 서로 적층되게 제공된다. 도 2의 실시예에 의하면, 도포 블럭(30a)은 2개가 제공되고, 현상 블럭(30b)은 2개가 제공된다. 도포 블럭들(30a)은 현상 블럭들(30b)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블럭들(30a)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블럭들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 액 처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 가진다. 열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액처리 챔버(3600)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액막을 형성한다. 액막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a) 내에서 열처리 챔버(3200)와 액처리 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 로봇(3422)이 제공된다. 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)이 놓이는 핸드(3420)를 가지며, 핸드(3420)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 로봇(3422)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 5는 도 4의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 핸드(3420)는 베이스(3428) 및 지지 돌기(3429)를 가진다. 베이스(3428)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(3428)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가진다. 지지 돌기(3429)는 베이스(3428)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지 돌기(3429)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지 돌기(3429)는 등 간격으로 4개가 제공될 수 있다.
열처리 챔버(3200)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3200)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3200)은 반송 챔버(3400)의 일측에 위치된다.
도 6은 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 열처리 챔버의 정면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 열처리 챔버(3200)는 하우징(3210), 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)를 가진다.
하우징(3210)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3210)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)는 하우징(3210) 내에 제공된다. 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)은 제2 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)에 비해 반송 챔버(3400)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3220)은 냉각판(3222)을 가진다. 냉각판(3222)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3222)에는 냉각부재(3224)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3224)는 냉각판(3222)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3230)은 기판을 상온보다 높은 온도로 가열하는 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(3230)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열하여 베이크 처리한다. 도 8은 도 7의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 8을 참조하면, 가열 유닛(1000)은 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1300), 히터 유닛(1420), 상부 히터 유닛(1440), 배기 유닛(1500), 측정 유닛(1800), 그리고 제어기(1900)를 포함한다.
챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다. 챔버(1100)은 상부 바디(1120), 하부 바디(1140), 그리고 실링 부재(1160)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 상부 바디(1120)의 상면에는 배기홀(1124) 및 유입홀(1122)이 형성된다. 배기홀(1124)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 배기홀(1124)은 처리 공간(1110)의 분위기를 배기한다. 유입홀(1122)은 복수 개가 이격되도록 제공되며, 배기홀(1124)을 감싸도록 배열된다. 유입홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류를 유입한다. 일 예에 의하면, 유입홀(1122)은 4 개이고, 외부의 기류는 에어일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)의 측벽의 일부는 처리 공간에 외부의 기체가 도입되는 가스 도입부(1600)로 제공된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 바디(1140)의 상단은 상부 바디(1120)의 하단과 대향되게 위치될 수 있다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140) 중 하나는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치와 차단 위치로 이동되고, 다른 하나는 그 위치가 고정된다. 본 실시예에는 하부 바디(1140)의 위치가 고정되고, 상부 바디(1120)가 이동되는 것으로 설명한다. 개방 위치는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 서로 이격되어 처리 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 처리 공간(1110)이 외부로부터 밀폐되는 위치이다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 접촉될 때 처리 공간이 외부로부터 밀폐되도록 한다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 실링 부재(1160)는 하부 바디(1140)의 상단에 고정 결합될 수 있다.
기판 지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 기판 지지 유닛(1300)은 지지 플레이트(1320), 리프트 핀(1340), 그리고 지지핀(1360)을 포함한다. 도 9는 도 8의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 지지 플레이트(1320)는 히터 유닛(1400)으로부터 발생된 열을 기판(W)으로 전달한다. 지지 플레이트(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)이 놓이는 안착면(1320a)으로 기능한다. 안착면(1320a)에는 복수의 리프트 홀들(1322), 삽입홀들(1324), 그리고 진공홀들(1326)이 형성된다. 리프트 홀들(1322), 삽입홀들(1324), 그리고 진공홀들(1326)은 서로 상이한 영역에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 리프트 홀들(1322) 및 진공홀들(1326)은 각각 지지 플레이트(1320)의 상면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 리프트 홀들(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 진공홀들(1326)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 진공홀들(13260)은 안착면(1320a)과 기판(W) 사이에 음압을 제공하여, 기판(W)을 진공 흡착할 수 있다. 예컨대, 리프트 홀들(1322) 및 진공홀들(1326)은 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 배열될 수 있다. 리프트 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치되고, 진공홀들(1326)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다. 삽입홀들(1324)은 리프트 홀들(1322) 및 진공홀(1326)과 다르게 배열된다. 삽입홀들(1324)은 안착면(1320a)의 전체 영역에 균등하게 배열될 수 있다.
예컨대, 리프트 홀들(1322) 및 진공홀(1326)은 각각 3 개로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(1320)는 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
리프트 핀(1340)은 지지 플레이트(1320) 상에서 기판(W)을 승하강시킨다. 리프트 핀(1342)은 복수 개로 제공되며, 각각은 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 제공된다. 각각의 리프트 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 위치된다. 구동 부재(미도시)는 각각의 리프트 핀들(1342)을 승강 위치와 하강 위치 간에 이동시킨다. 여기서 승강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면(1320a)보다 높은 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면(1320a)과 동일하거나 이보다 낮은 위치로 정의한다. 구동 부재(미도시)는 챔버(1100)의 외부에 위치될 수 있다. 구동 부재(미도시)는 실린더일 수 있다.
지지핀(1360)은 기판(W)이 안착면(1320a)에 직접적으로 접촉되는 것을 방지한다. 지지핀(1360)은 리프트 핀(1342)과 평행한 길이 방향을 가지는 핀 형상으로 제공된다. 지지핀(1360)은 복수 개로 제공되며, 각각은 안착면(1320a)에 고정 설치된다. 지지핀들(1360)은 안착면(1320a)으로부터 위로 돌출되게 위치된다. 지지핀(1360)의 상단은 기판(W)의 저면에 직접 접촉되는 접촉면으로 제공되며, 접촉면은 위로 볼록한 형상을 가진다. 이에 따라 지지핀(1360)과 기판(W) 간의 접촉 면적을 최소화할 수 있다.
가이드(1380)는 기판(W)이 안착면(1320a)의 정 위치에 놓여지도록 기판(W)을 가이드한다. 가이드(1380)는 안착면(1320a)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 가이드(1380)는 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가이드(1380)의 내측면은 지지 플레이트(1320)의 중심축에 가까워질수록 하향 경사진 형상을 가진다. 이에 따라 가이드(1380)의 내측면에 걸친 기판(W)은 그 경사면을 타고 정위치로 이동된다. 또한 가이드(1380)는 기판(W)과 안착면(1320a)의 사이에 유입되는 기류를 소량 방지할 수 있다.
히터 유닛(1420)은 지지 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 히터 유닛(1420)은 지지 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)보다 아래에 위치된다. 히터 유닛(1420)은 복수 개의 히터들(1420)을 포함한다. 히터들(1420)은 각각 지지 플레이트(1320) 내에 위치된다. 선택적으로 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 각 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다. 일 예에 의하면, 각 히터들(1420)은 안착면의 서로 상이한 영역을 서로 다른 온도로 가열할 수 있다. 히터들(1420) 중 일부는 안착면(1320a)의 중앙 영역을 제1온도로 가열하고, 히터들(1420) 중 다른 일부는 안착면(1320a)의 가장자리 영역을 제2온도로 가열할 수 있다. 제2온도는 제1온도보다 높은 온도일 수 있다. 히터들(1420)은 프린팅된 패턴 또는 열선일 수 있다.
배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110) 내부를 강제 배기한다. 배기 유닛(1500)은 배기관(1530), 감압 부재(1560), 그리고 안내판(1520)을 포함한다. 배기관(1530)는 길이 방향이 수직한 상하 방향을 향하는 관 형상을 가진다. 배기관(1530)는 상부 바디(1120)의 상벽을 관통하도록 위치된다. 일 예에 의하면, 배기관(1530)는 배기홀(1122)에 삽입되게 위치될 수 있다. 즉, 배기관(1530)의 하단은 처리 공간(1110) 내에 위치되고, 배기관(1530)의 상단은 처리 공간(1110)의 외부에 위치된다. 배기관(1530)의 상단에는 감압 부재(1560)가 연결된다. 감압 부재(1560)는 배기관(1530)를 감압한다. 이에 따라 처리 공간(1110)의 분위기는 통공(1522) 및 배기관(1530)를 순차적으러 거쳐 배기된다.
안내판(1520)은 중심에 통공(1522)을 가지는 판 형상을 가진다. 안내판(1520)은 배기관(1530)의 하단으로부터 연장된 원형의 판 형상을 가진다. 안내판(1520)은 통공(1522)과 배기관(1530)의 내부가 서로 통하도록 배기관(1530)에 고정 결합된다. 안내판(1520)은 지지 플레이트(1320)의 상부에서 지지 플레이트(1320)의 지지면과 마주하게 위치된다. 안내판(1520)은 하부 바디(1140)보다 높게 위치된다. 일 예에 의하면, 안내판(1520)은 상부 바디(1120)와 마주하는 높이에 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 안내판(1520)은 유입홀(1124)과 중첩되게 위치되고, 상부 바디(1120)의 내측면과 이격되는 직경을 가진다. 이에 따라 안내판(1520)의 측단과 상부 바디(1120)의 내측면 간에는 틈이 발생되며, 이 틈은 유입홀(1124)을 통해 유입된 기류가 기판(W)으로 공급되는 흐름 경로로 제공된다.
측정 유닛(1800)은 기판 지지 유닛(1300)에 놓인 기판(W)의 온도를 측정한다. 측정 유닛(1800)은 다양한 방식으로 기판(W)의 온도를 측정한다. 일 예에 의하면, 측정 유닛(1800)은 접촉 방식으로 기판(W)의 온도를 측정하거나, 비접촉 방식으로 기판(W)의 온도를 측정한다. 여기서 접촉 방식은 기판(W)의 온도를 간접 측정하는 방식이고, 비접촉 방식은 기판(W)의 온도를 직접 측정하는 방식일 수 있다. 측정 유닛(1800)은 제1측정기(1820) 및 제2측정기(1840)를 포함한다.
제1측정기(1820)는 접촉 방식으로 기판(W)의 온도를 측정한다. 제1측정기(1820)는 히터 유닛(1420)의 온도를 직접 측정한다. 제1측정기(1820)에 의해 측정된 제1측정값은 제어기(1900)로 전달되고, 제어기(1900)는 제1측정값을 근거로 기판(W)의 온도를 판단한다. 예컨대, 제1측정기(1820)는 지지 플레이트(1320)에서 중앙 영역에 제공된 히터(1420)와 가장자리 영역에 제공된 히터(1420) 각각의 온도를 측정할 수 있다.
제2측정기(1840)는 비접촉 방식으로 기판(W)의 온도를 측정한다. 제2측정기(1840)는 파이로미터(pyrometer) 일 수 있다. 제2측정기(1840)는 기판(W)의 방사율 또는 복사율을 근거로 기판의 온도를 측정할 수 있다. 제2측정기(1840)는 복수 개로 제공되며, 기판(W)의 서로 다른 영역을 측정할 수 있다. 제2측정기들(1840)은 상부 바디(1120)의 천장면에 동일 높이를 가지도록 설치되며, 상부 바디(1120)의 중심축과 서로 다른 거리를 가지도록 이격되게 위치될 수 있다. 따라서 제2측정기(1840)는 제1측정기(1820)에 비해 히터(1420)로부터 멀리 이격되게 위치되며, 기판(W)의 온도를 측정함에 있어서, 히터(1420)의 열 온도 영향을 덜 받는다.
선택적으로 제2측정기(1840)는 열화상 카메라일 수 있다.
제어기(1900)는 측정 유닛(1800)으로부터 측정된 값을 근거로 히터 유닛(1420)을 제어한다. 처리 공간(1110) 내에 기판(W)의 반입 여부에 따라 제1측정기(1820)와 제2측정기(1840) 중 선택된 측정기의 측정값을 근거로 히터 유닛(1420)을 제어한다. 일 예에 의하면, 제어기(1900)는 처리 공간(1110)에 기판(W)이 반입되기 전에는 제1측정값으로 히터 유닛(1420)을 제어하고, 처리 공간(1110)에 기판(W)이 반입된 후에는 제2측정값으로 히터 유닛(1420)을 제어할 수 있다. 히터 유닛(1420)을 제어하기 위한 근거가 제1측정값에서 제2측정값으로 전환되는 시점에 대해, 제어기(1900)는 처리 공간(1110)에 기판(W)이 반입된 직후에는 기판(W)의 온도를 제1측정기(1820)와 제2측정기(1840) 각각으로부터 측정하고, 제1측정값에 의한 기판의 온도와 제2측정값에 의한 기판의 온도 편차가 일정 범위에 포함되면, 제1측정기(1820)의 제1측정값 없이 제2측정값을 근거로 히터 유닛(1420)을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 일정 범위는 5 내지 15 퍼센테이지(%)일 수 있다.
선택적으로 기판의 온도 편차는 10 퍼센테이지(%) 이하이면, 제1측정값없이 제2측정값을 근거로 히터 유닛(1420)을 제어할 수 있다.
또한 이와 유사하게, 제어기(1900)는 처리 공간(1110)에 기판(W)의 유무에 따라 히터 유닛(1420)을 제어할 수 있다. 기판(W)이 처리 공간(1110)에 미제공된 경우에는 제1측정값으로 히터 유닛(1420)을 제어하고, 처리 공간(1110)에 제공된 경우에는 제2측정값으로 히터 유닛(1420)을 제어할 수 있다.
다음은 상술한 가열 유닛(1000)으로 기판(W)을 가열하여 베이크 처리하는 방법을 설명한다. 기판(W)을 베이크 처리하는 방법으로는, 예열 단계, 안정화 단계, 그리고 가열 단계를 포함한다.
도 10은 도 8의 가열 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 11은 도 10에서 제1측정값과 제2측정값을 보여주는 그래프이며, 도 12 내지 도 14는 도 10의 플로우 차트에 따른 기판 처리 단계를 보여주는 도면들이다. 도 10 내지 도 14를 참조하면, 예열 단계에는 기판(W)이 처리 공간(1110)에 반입되기 전 단계로써, 지지 플레이트(1320)를 공정 온도 또는 그 이상로 가열한다. 예열 단계에는 제1측정기(1820)가 활성화되고 제2측정기(1840)가 비활성화된다. 도 12 내지 도 14에서 도시된 실선은 제어기(1900)에 의해 활성화된 측정기이고, 도시된 점선은 제어기(1900)에 의해 비활성화된 측정기이다. 제1측정기(1820)가 지지 플레이트(1320)의 온도를 측정하여 제1측정값을 산출하고, 제1측정값을 기초로 하여 히터(1420)의 온도를 조절한다. 챔버(1100)가 개방되면, 기판(W)이 처리 공간(1110)에 반입되고, 리프트 핀(1340)은 승강 이동되어 기판(W)을 지지한다. 이때 제1측정값은 챔버(1100)의 외부에 의해 하락된다. 리프트 핀(1340)은 하강 이동되어 기판(W)을 지지 플레이트(1320)에 안착시킨다. 기판(W)이 지지 플레이트(1320)에 안착되면 처리 공간(1110)은 밀폐되고, 안정화 단계가 수행된다.
안정화 단계가 수행되면, 제1측정기(1820)와 제2측정기(1840)는 각각 활성화된다. 안정화 단계에는 제1측정값과 제2측정값 각각에 의한 기판(W)의 온도가 각각 산출된다. 기판(W)은 처리 공간에 반입된 직후이므로, 제1측정값에 의한 온도값(T1)은 제2측정값에 의한 온도값(T2)에 비해 높게 산출된다. 시간이 지남에 따라 온도값(T2)은 온도값(T1)에 가까워지며, 온도값(T1)과 온도값(T2)의 편차는 줄어든다. 온도값(T1)과 온도값(T2)의 편차가 5 내지 15 퍼센테이지(%) 이내로 줄어들면, 가열 단계를 진행한다. 선택적으로 상기 편차가 10 퍼센테이지(%) 또는 그 이하이면, 가열 단계를 진행할 수 있다.
가열 단계가 진행되면, 제1측정기(1820)가 비활성화되고 제2측정기(1840)가 활성화된다. 제2측정기(1840)는 기판(W)의 온도를 측정하여 제2측정값을 산출한다. 산출된 제2측정값을 기초로 하여 히터(1420)의 온도를 조절한다. 예컨대, 제2측정값이 공정 온도보다 높을 경우에는 히터(1420)의 온도를 낮추고, 제2측정값이 공정 온도보다 낮을 경우에는 히터(1420)의 온도를 높일 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 가열 유닛(1000)은 비접촉 측정 방식과 접촉 측정 방식을 혼용하되, 기판(W)이 처리 공간(1110)에 반입되기 전에는 접촉 방식으로 지지 플레이트(1320)의 온도를 측정하고, 기판(W)이 반입된 후에는 비접촉 방식으로 기판(W)의 온도를 측정한다. 이로 인해 접촉 방식만을 사용하는 경우에 기판(W)의 온도를 부정확하게 측정하는 문제점을 해결할 수 있고, 비접촉 방식만을 사용하는 경우에 기판(W)이 반입되는 과정에서 기판(W)의 온도 측정값이 헌팅되는 것을 방지하여 기판(W)의 온도 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한 예열 단계와 가열 단계 사이에 수행되는 안정화 단계에는, 기판(W)의 온도 측정 방식을 접촉 방식에서 비접촉 방식으로 전환하는 시점이 제1측정기(1820)와 제2측정기(1840)에 의한 측정 온도 편차가 최소화될 때이다. 이로 인해 기판(W)의 온도 측정 방식이 접촉 방식에서 비접촉 방식으로 전환되는 중에 그 온도 측정값이 헌팅되는 것을 방지할 수 있다.
또한 상술한 실시예에는 처리 공간(1110)에 기판(W) 반입 여부에 따라 제1측정기(1820)와 제2측정기(1840) 중 선택된 측정기로 기판(W)의 온도를 측정하는 것을 설명하였다.
그러나 기판(W)이 반입되기 전에는 제1측정기(1820)에 의한 온도 측정이 실시되고, 기판(W)이 반입된 후에는 제1측정기(1820)와 제2측정기(1840) 중 선택된 측정기에 의한 온도 측정이 실시될 수 있다. 도 15는 도 8의 가열 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 다른 실시예의 플로우 차트이고, 도 16 및 도 17은 도 15의 플로우 차트에 따른 기판 처리 단계를 보여주는 도면들이다. 도 16 내지 도 17을 참조하면, 기판(W)이 지지 플레이트(1320)에 놓여진 후에 히터(1420)에 의해 가열된다. 이때 기판(W)이 지지 플레이트(1320)에 놓여진 직후에는 제1측정기(1820)에 의해 기판(W)의 온도가 측정된다. 이후 기판(W)이 온도가 계속적으로 상승하여 설정 온도를 넘어가면, 기판(W)의 온도 측정은 제1측정기(1820)에서 제2측정기(1840)로 전환된다. 예컨대, 설정 온도는 500 내지 600 도 일 수 있다.
이는 기판(W)의 측정 온도가 설정 온도보다 낮은 경우에는, 그 측정 온도와 실제 온도 간의 오차가 허용 범위 내에 포함된다. 이와 달리, 기판(W)의 측정 온도가 설정 온도보다 높은 경우에는, 그 측정 온도와 실제 온도 간의 오차가 허용 범위를 벗어나게 된다. 이로 인해 설정 온도를 기준으로, 측정 온도가 이보다 낮을 때에는 접촉 방식의 제1측정기(1820)에 의한 기판(W) 온도 측정이 실시되고, 측정 온도가 설정 온도보다 높을 때에는 비접촉 방식의 제2측정기(1840)에 의한 기판(W) 온도 측정이 실시되어 기판(W)의 온도 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 반송 플레이트(3240)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(3240)의 가장자리에는 노치(3244)가 형성된다. 노치(3244)는 상술한 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(3240)는 가이드 레일(3249) 상에 장착되고, 구동기(3246)에 의해 가이드 레일(3249)을 따라 제1영역(3212)과 제2영역(3214) 간에 이동될 수 있다. 반송 플레이트(3240)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3242)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)의 끝단에서 반송 플레이트(3240)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(3242)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)와 가열 유닛(3230) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3240)와 리프트 핀(1340)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 지지 플레이트(1320) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3240)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3222)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3240)은 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)은 금속 재질로 제공될 수 있다.
열처리 챔버들(3200) 중 일부의 열처리 챔버에 제공된 가열 유닛(3230)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착률을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
액처리 챔버(3600)는 복수 개로 제공된다. 액처리 챔버들(3600) 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 액 처리 챔버들(3600)은 반송 챔버(3402)의 일측에 배치된다. 액 처리 챔버들(3600)은 제1방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버들(3600) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 전단 액처리 챔버(3602)(front liquid treating chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버들(3600)은 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(40)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 후단 액처리 챔버(3604)(rear heat treating chamber)라 칭한다.
전단 액처리 챔버(3602)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액처리 챔버(3604)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사방지막일 수 있다. 이 경우, 반사방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
도 18은 도 4의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 18을 참조하면, 액 처리 챔버(3602, 3604)는 하우징(3610), 컵(3620), 지지유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(3660)을 가진다. 하우징(3610)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3610)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 도어(도시되지 않음)에 의해 개폐될 수 있다. 컵(3620), 지지유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(3660)은 하우징(3610) 내에 제공된다. 하우징(3610)의 상벽에는 하우징(3260) 내에 하강 기류를 형성하는 팬필터유닛(3670)이 제공될 수 있다. 컵(3620)은 상부가 개방된 처리 공간을 가진다. 지지유닛(3640)은 처리 공간 내에 배치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지유닛(3640)은 액처리 도중에 기판(W)이 회전 가능하도록 제공된다. 액 공급유닛(3660)은 지지유닛(3640)에 지지된 기판(W)으로 액을 공급한다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 버퍼 챔버(3800)는 복수 개로 제공된다. 버퍼 챔버들(3800) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 반송 챔버(3400) 사이에 배치된다. 이하, 이들 버퍼 챔버를 전단 버퍼(3802)(front buffer)라 칭한다. 전단 버퍼들(3802)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 버퍼 챔버들(3802, 3804) 중 다른 일부는 반송 챔버(3400)와 인터페이스 모듈(40) 사이에 배치된다 이하. 이들 버퍼 챔버를 후단 버퍼(3804)(rear buffer)라 칭한다. 후단 버퍼들(3804)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 전단 버퍼들(3802) 및 후단 버퍼들(3804) 각각은 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)은 인덱스 로봇(2200) 및 반송 로봇(3422)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3422) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다.
현상 블럭(30b)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)를 가진다. 현상 블럭(30b)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)는 도포 블럭(30a)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)와 대체로 유사한 구조 및 배치로 제공되므로, 이에 대한된다. 다만, 현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 현상 챔버(3600)로 제공된다.
인터페이스 모듈(40)은 처리 모듈(30)을 외부의 노광 장치(50)와 연결한다. 인터페이스 모듈(40)은 인터페이스 프레임(4100), 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)를 가진다.
인터페이스 프레임(4100)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)는 인터페이스 프레임(4100)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(4200)는 도포 블럭(30a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(50)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)는 노광 장치(50)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블럭(30b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(4400)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(4400)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼들(4400)은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(3400)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(4200)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(4400)가 배치될 수 있다.
반송 부재(4600)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 부재(4600)는 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 부재(4600)는 제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)을 가진다. 제1로봇(4602)은 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 그리고 인터페이스 버퍼(4400) 간에 기판(W)을 반송하고, 인터페이스 로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)와 노광 장치(50) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(4400)와 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)은 각각 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
인덱스 로봇(2200), 제1로봇(4602), 그리고 제2 로봇(4606)의 핸드는 모두 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 열처리 챔버의 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받는 로봇의 핸드는 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공되고, 나머지 로봇의 핸드는 이와 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 인덱스 로봇(2200)은 도포 블럭(30a)에 제공된 전단 열처리 챔버(3200)의 가열 유닛(3230)과 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공된다.
또한, 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)에 제공된 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에 위치된 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공될 수 있다.
다음에는 상술한 기판 처리 장치(1)를 이용하여 기판을 처리하는 방법의 일 실시예에 대해 설명한다.
기판(W)에 대해 도포 처리 공정(S20), 에지 노광 공정(S40), 노광 공정(S60), 그리고 현상 처리 공정(S80)이 순차적으로 수행된다.
도포 처리 공정(S20)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S21), 전단 액처리 챔버(3602)에서 반사방지막 도포 공정(S22), 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S23), 후단 액처리 챔버(3604)에서 포토레지스트막 도포 공정(S24), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S25)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 용기(10)에서 노광 장치(50)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다.
인덱스 로봇(2200)은 기판(W)을 용기(10)에서 꺼내서 전단 버퍼(3802)로 반송한다. 반송 로봇(3422)은 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)을 전단 열처리 챔버(3200)로 반송한다. 기판(W)은 반송 플레이트(3240)에 의해 가열 유닛(3230)에 기판(W)을 반송한다. 가열 유닛(3230)에서 기판의 가열 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)는 기판을 냉각 유닛(3220)으로 반송한다. 반송 플레이트(3240)는 기판(W)을 지지한 상태에서, 냉각 유닛(3220)에 접촉되어 기판(W)의 냉각 공정을 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)가 냉각 유닛(3220)의 상부로 이동되고, 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출하여 전단 액처리 챔버(3602)로 반송한다.
전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W) 상에 반사 방지막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 반출하여 후단 액처리 챔버(3604)로 반송한다.
이후, 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W) 상에 포토레지스트막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)으로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 후단 버퍼(3804)로 반송한다. 인터페이스 모듈(40)의 제1로봇(4602)이 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 보조 공정챔버(4200)로 반송한다.
보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)에 대해 에지 노광 공정이 수행된다.
이후, 제1로봇(4602)이 보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제2로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 노광 장치(50)로 반송한다.
현상 처리 공정(S80)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S81), 액처리 챔버(3600)에서 현상 공정(S82), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S83)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 노광 장치(50)에서 용기(10)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다,
제2로봇(4606)이 노광 장치(50)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제1로봇(4602)이 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 후단 버퍼(3804)로 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(3422)은 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반송한다. 열처리 챔버(3200)에는 기판(W)의 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)로 반송한다.
현상 챔버(3600)에는 기판(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다.
기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)에서 반출되어 열처리 챔버(3200)로 반입된다. 기판(W)은 열처리 챔버(3200)에서 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행된다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출되어 전단 버퍼(3802)로 반송한다.
이후, 인덱스 로봇(2200)이 전단 버퍼(3802)에서 기판(W)을 꺼내어 용기(10)로 반송한다.
상술한 기판 처리 장치(1)의 처리 블럭은 도포 처리 공정과 현상 처리 공정을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 기판 처리 장치(1)는 인터페이스 모듈 없이 인덱스 모듈(20)과 처리 블럭(37)만을 구비할 수 있다. 이 경우, 처리 블럭(37)은 도포 처리 공정만을 수행하고, 기판(W) 상에 도포되는 막은 스핀 온 하드마스크막(SOH)일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 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.
1320: 지지 플레이트 1340: 리프트 핀
1420: 히터 1800: 측정 유닛
1820: 제1측정기 1840: 제2측정기
1900: 제어기

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 제공되며, 기판을 가열하는 히터 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판의 온도를 측정하는 측정 유닛과;
    상기 측정 유닛으로부터 측정된 값을 근거로 상기 히터 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 측정 유닛은.
    접촉 방식으로 기판의 온도를 측정하는 제1측정기와;
    비접촉 방식으로 기판의 온도를 측정하는 제2측정기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 처리 공간 내에 기판의 반입 여부에 따라 상기 제1측정기와 상기 제2측정기 중 하나를 선택하고, 선택된 측정기의 측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 처리 공간에 기판이 반입되기 전에 상기 제1측정기로부터 측정된 제1측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하고, 상기 처리 공간에 기판이 반입된 후에 상기 제2측정기로부터 측정된 제2측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 처리 공간에 기판이 반입된 직후에 상기 제1측정값과 상기 제2측정값을 각각 전달받고, 상기 제1측정값에 의한 기판의 온도와 상기 제2측정값에 의한 기판의 온도의 편차가 일정 범위에 포함되면, 상기 제1측정값 없이 상기 제2측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일정 범위는 5 내지 15 퍼센테이지(%)를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 측정 유닛으로부터 측정된 온도를 기준으로 상기 제1측정기와 상기 제2측정기 중 하나를 선택하고, 선택된 측정기의 측정값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 측정된 온도가 설정 온도보다 낮으면 상기 제1측정기로 측정된 값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하고, 상기 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 높으면 상기 제2측정기로 측정된 값에 따라 상기 히터 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1측정기는 상기 제2측정기에 비해 상기 히터 유닛에 더 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 기판에 대해 베이크 공정을 수행하는 장치인 기판 처리 장치.
  10. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판은 히터 유닛에 의해 가열 처리되되,
    상기 기판의 온도는 접촉 방식으로 측정된 값과 비접촉 방식으로 측정된 값 중 선택된 측정값에 기초하여 조절되는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 것은,
    기판 지지 유닛에 상기 기판이 놓이기 전에, 상기 기판 지지 유닛에 제공된 상기 히터 유닛이 상기 기판 지지 유닛을 가열하는 예열 단계와;
    상기 기판 지지 유닛에 상기 기판이 놓인 이후에, 가열하는 가열 단계를 포함하되,
    상기 예열 단계에서는 상기 기판의 온도를 상기 접촉 방식으로 측정하고,
    상기 가열 단계에서는 상기 기판의 온도를 상기 비접촉 방식으로 측정하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 것은,
    상기 예열 단계와 상기 가열 단계의 사이에, 상기 기판의 온도를 안정화하는 안정화 단계를 더 포함하되,
    상기 안정화 단계에는 상기 기판의 온도를 상기 접촉 방식과 상기 비접촉 방식 각각으로 측정하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 안정화 단계에서 상기 접촉 방식으로 측정된 상기 기판의 온도와 상기 비접촉 방식으로 측정된 상기 기판의 온도의 편차가 일정 범위에 포함되면, 상기 가열 단계를 수행하되,
    상기 일정 범위는 5 내지 15 퍼센테이지(%)를 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 기판의 온도는 설정 온도보다 낮으면 상기 접촉 방식으로 측정된 값을 기초로하여 조절되고, 상기 설정 온도보다 높으면 상기 비접촉 방식으로 측정된 값을 기초로하여 조절되는 기판 처리 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉 방식으로 측정하는 것은,
    상기 기판의 온도에 따라 변화되는 상기 기판의 방사율 또는 복사율을 근거로 상기 기판의 온도를 측정하는 기판 처리 방법.


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