KR20200045071A - 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액 공급 노즐 및 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 액 공급 노즐은, 상기 제1노즐 내부에 형성되며 상기 처리액이 흐르는 제1유로와; 상기 제1유로와 연통되고 상기 노즐의 토출단에 연결되는 제2유로를 포함하되, 상기 제2유로의 폭은 상기 제1유로의 폭보다 넓게 제공되고, 상기 제1유로의 중심축과 상기 제2유로의 중심축은 일직선으로 연결될 수 있다.

Description

액 공급 노즐 및 기판 처리 장치{Liquid supply nozzle and substrate processing apparatus}
본 발명은 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 처리액을 공급하는 액 공급 노즐 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 및 평판표시패널의 제조를 위해 사진, 식각, 애싱, 박막 증착, 그리고 세정 공정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 도포, 노광, 그리고 현상 단계를 순차적으로 수행한다. 도포 공정은 기판의 표면에 레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정이다. 노광 공정은 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이다. 현상 공정에는 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다. 현상 공정은 현상액 공급 단계, 린스액 공급 단계, 그리고 건조 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 현상액을 공급하는 종래의 액 공급 노즐의 단면도이고, 도 2는 도 1의 액 공급 노즐이 현상액을 토출하는 모습을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면을 보여주는 도면이다. 도 1 내지 3을 참조하면, 현상액을 공급하는 종래의 액 공급 노즐(100)은 바디(110), 원형 관로(130), 그리고 슬릿 관로(150)를 가진다. 원형 관로(130)는 일반적으로 바디(110)의 상단에서 수직하게 아래 방향으로 형성된다. 슬릿 관로(150)는 원형 관로(130)의 수직축에 비스듬한 방향으로 원형 관로(130)와 연통되도록 형성된다. 원형 관로(130)로 유입된 현상액은 슬릿 관로(150)를 거쳐 액 커튼 방식으로 토출된다.
그러나, 액 공급 노즐(100)로 유입된 현상액이 원형 관로(130)의 상단으로부터 아래 방향으로 수직하게 흐르면서 원형 관로(130)의 하단에서 충돌한다. 이에 원형 관로(130)의 하단에서는 현상액의 와류가 발생한다. 이러한 와류는 현상액 내에 기포를 발생시킨다. 현상액 내에서 발생된 기포는 현상 공정의 불량을 발생시킨다.
또한, 현상액과 원형 관로(130) 하단의 충돌로 현상액에 전달되는 토출압은 저감된다. 이에, 도 2에서 도시된 바와 같이 토출되는 현상액의 액 커튼 좌우 폭은 액 공급 노즐(100)의 토출단에서 멀어질수록 점진적으로 좁아진다. 이 경우, 기판에 전달되는 현상액의 폭이 좁아져 현상 공정을 수행하는데 소요되는 시간이 증가한다.
또한, 도 3을 참조하여 토출되는 현상액의 액 커튼의 단면도를 살펴보면, 토출되는 현상액에 양쪽 몰림 현상이 발생하는 것을 알 수 있다. 즉, 현상액의 액 커튼 상하 폭이 불균일하다. 이는 원형 관로(130)에서의 현상액 충돌로 인해 관로 내 처리액의 유동이 안정화가 되지 않아 약액 토출시 액 커튼의 상하 폭이 임의적으로 변화되기 때문이다. 이 경우, 기판의 영역마다 현상액의 공급량이 달라진다. 이에, 기판에 대한 현상 처리가 불균일하게 이루어 지고, 이는 기판에 형성된 패턴과 패턴과의 거리(CD : Critical Dimension)의 균일도 하락에 영향을 끼친다.
본 발명은 처리액을 공급하여 수행하는 기판 처리 효율을 높이는 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 노즐의 내부에 형성되는 유로에서 발생되는 와류를 최소화할 수 있는 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 처리액을 균일하게 토출할 수 있는 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 기판을 지지하는 안착면이 형성된 지지판을 갖는 지지 유닛과; 기판에 제1처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은, 상기 제1처리액을 토출하는 제1노즐을 포함하고, 상기 제1노즐은, 상기 제1노즐 내부에 형성되며 상기 제1처리액이 흐르는 제1유로와; 상기 제1유로와 연통되고 상기 제1노즐의 토출단에 연결되는 제2유로를 포함하되, 상기 제2유로의 폭은 상기 제1유로의 폭보다 넓게 제공되고, 상기 제1유로의 중심축과 상기 제2유로의 중심축은 일직선으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1유로는 그 길이방향에 수직한 단면이 원형으로 제공되고, 상기 제2유로는 상기 처리액이 흐르는 방향에 수직한 단면이 슬릿 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로는 상기 제1유로로부터 상기 토출단을 향하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 넓어지게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1유로는, 그 길이방향에 수직한 단면적이 동일한 상부 유로와; 상기 상부 유로로부터 연장되며, 그 길이방향에 수직한 단면적이 점진적으로 작아지는 하부 유로를 포함하고, 상기 하부 유로의 하단은 상기 제2유로의 상단보다 하류에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로의 상단은 상기 하부 유로의 상단과 일치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하부 유로는, 역 깔대기 형상을 가지고, 그 중심축은 상기 제1유로의 중심축 및 상기 제2유로의 중심축과 일치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하부 유로의 종단면을 바라볼 때, 상기 하부 유로와 상기 제2유로가 접하는 부분이 이루는 각도가 예각일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로는 호 형상으로 제공되고, 상기 호의 중심은 상기 제1유로의 중심축 상에 있을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 호의 중심각은 예각으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 토출단은 상기 처리액의 토출 방향을 향해 볼록하도록 라운드(Round)진 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 공급 유닛은, 상기 제1처리액과 상이한 제2처리액을 토출하는 제2노즐과; 상기 제1노즐과 동일한 제1처리액을 토출하는 제3노즐을 포함하고, 상기 제2노즐과 상기 제3노즐은 스트림 방식으로 처리액을 토출하고, 상기 제1처리액은 케미칼이고, 상기 제2처리액은 순수일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1노즐은, 상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면에 사선 방향으로 상기 처리액을 토출할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 처리액을 공급하는 노즐을 제공한다. 기판을 처리하는 처리액을 공급하는 노즐은, 상기 노즐 내부에 형성되며 상기 처리액이 흐르는 제1유로와; 상기 제1유로와 연통되고 상기 노즐의 토출단에 연결되는 제2유로를 포함하되, 상기 제2유로의 폭은 상기 제1유로의 폭보다 넓게 제공되고, 상기 제1유로의 중심축과 상기 제2유로의 중심축은 일직선으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1유로는 그 길이방향에 수직한 단면이 원형으로 제공되고, 상기 제2유로는 상기 처리액이 흐르는 방향에 수직한 단면이 슬릿 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로는 상기 제1유로로부터 상기 토출단을 향하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 넓어지게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1유로는, 그 길이방향에 수직한 단면적이 동일한 상부 유로와; 상기 상부 유로로부터 연장되며, 그 길이방향에 수직한 단면적이 점진적으로 작아지는 하부 유로를 포함하고, 상기 하부 유로의 하단은 상기 제2유로의 상단보다 하류에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로의 상단은 상기 하부 유로의 상단과 일치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하부 유로는, 역 깔대기 형상을 가지고, 그 중심축은 상기 제1유로의 중심축 및 상기 제2유로의 중심축과 일치할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하부 유로의 종단면을 바라볼 때, 상기 하부 유로와 상기 제2유로가 접하는 부분이 이루는 각도가 예각일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2유로는 호 형상으로 제공되고, 상기 호의 중심은 상기 제1유로의 중심축 상에 있을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 호의 중심각은 예각으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 토출단은 상기 처리액의 토출 방향을 향해 볼록하도록 라운드(Round)진 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 액 공급 노즐을 가공하는 방법을 제공한다. 액 공급 노즐을 가공하는 방법은, 상기 제1유로는 상기 노즐의 상단에서 상기 처리액이 흐르는 방향으로 드릴 가공되어 형성되고, 상기 제2유로는 상기 토출단에서 상기 제1유로가 가공되는 방향의 대칭되는 방향으로 슬릿 가공되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 슬릿 가공은, 상기 하부 유로가 시작되는 단까지 가공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 처리액이 액 공급 노즐의 내부 유로에 흐르면서 발생하는 와류를 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판에 공급되는 처리액을 균일하게 토출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 액 공급 노즐의 가공을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 현상액을 공급하는 종래의 액 공급 노즐의 단면도이다.
도 2는 도 1의 액 공급 노즐이 현상액을 토출하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 6은 도 4의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 7은 도 6의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이다.
도 9는 도 8의 열처리 챔버의 정단면도이다.
도 10은 도 5의 현상 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 10의 현상 챔버를 보여주는 평면도이다.
도 12는 도 10의 다른 실시예의 현상 챔버를 보여주는 평면도이다.
도 13은 도 11의 노즐 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 14는 도 13의 액 공급 노즐 중 제1노즐의 정단면도이다.
도 15는 도 13의 액 공급 노즐 중 제1노즐의 측단면도이다.
도 16은 도 13의 액 공급 노즐 중 제1노즐의 제2유로와 토출단의 구조를 설명하기 위한 정단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 노즐이 처리액을 토출하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 18은 도 17의 B-B' 단면을 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 6은 도 4의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 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 X축 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 X축 방향(12)과 수직한 방향을 Y축 방향(14)이라 하고, X축 방향(12) 및 Y축 방향(14)에 모두 수직한 방향을 Z축 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 Y축 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 Y축 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 GuidedVehicle)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 Y축 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, Z축 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 Z축 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 3의 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 6을 참조하면, 도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 도포 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. 도포 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 도포 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
현상 블럭(30b)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 현상 챔버(3700), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 가진다. 열 처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 현상 챔버(3700)는 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트막의 일부를 제거하는 현상 공정을 수행한다. 예컨대, 현상 챔버(3700)는 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거할 수 있다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다. 이후, 현상 챔버(3700)는 기판을 가열하여 열처리 공정을 수행한다. 반송 챔버(3400)는 현상 블록(30b) 내에서 열처리 챔버(3200)와 현상 챔버(3700)간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 유닛(3420)이 제공된다. 반송 유닛(3420)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 유닛(3420)은 기판(W)이 놓이는 핸드(A)를 가지며, 핸드(A)는 전진 및 후진 이동, Z축 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 유닛(3420)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 7은 도 6의 반송 유닛의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 핸드(A)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.
다시 도 5와 도 6을 참조하면, 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 8은 도 6의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이고, 도 9은 도 6의 열처리 챔버의 정단면도이다. 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 Y축 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 가열판(3232), 커버(3234), 그리고 히터(3233)를 가진다. 가열판(3232)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열판(3232)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열판(3232)에는 히터(3233)가 설치된다. 히터(3233)는 전류가 인가되는 발열저항체로 제공될 수 있다. 가열판(3232)에는 Z축 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(3238)들이 제공된다. 리프트 핀(3238)은 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열판(3232) 상에 내려놓거나 가열판(3232)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(3238)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(3234)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다. 커버(3234)는 가열판(3232)의 상부에 위치되며 구동기(3236)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(3234)가 가열판(3232)에 접촉되면, 커버(3234)와 가열판(3232)에 의해 둘러싸인 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.
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(3420)의 핸드(A)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(A)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(A)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(A)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(A)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 이동된다. 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 Y축 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 X축 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 핀이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 히터 유닛(1200) 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)는 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)는 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.
다시 도 5와 도 6을 참조하면, 도포 챔버(3600)와 현상 챔버(3700)는 복수 개로 제공된다. 도포 챔버(3600)와 현상 챔버(3700) 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 도포 챔버(3600)들과 현상 챔버(3700)들은 반송 챔버(3420)의 일측에 배치된다. 도포 챔버(3600)들과 현상 챔버(3700)들은 제1방향(12)을 따라 나란히 배열된다.
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(3420)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3420) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다.
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, Z축 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 Z축 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
이하에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 현상 챔버(3700)에 대하여 설명한다. 도 10은 도 5의 현상 챔버를 보여주는 단면도이고, 도 11은 도 10의 현상 챔버를 보여주는 평면도이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 현상 챔버(3700)는 지지 유닛(3710), 처리 용기(3720), 승강 유닛(3740), 액 공급 유닛(3750), 그리고 제어기(3790)를 포함한다.
지지 유닛(3710)은 기판(W)을 지지 및 회전시킨다. 기판 지지 유닛(3710)은 지지판(3712), 회전 구동 부재(3714, 3715), 그리고 진공 부재(3718)를 포함한다. 지지판(3712)은 기판을 지지한다. 지지판(3712)은 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지판(3712)은 상면이 저면보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(3712)의 상면 및 저면을 잇는 측면은 중심축에 가까워질수록 하향 경사진 방향을 향할 수 있다. 지지판(3712)의 상면은 기판(W)이 안착되는 안착면으로 제공된다. 안착면은 기판(W)보다 작은 면적을 가진다. 안착면은 기판(W)의 중심 영역을 지지한다. 안착면에는 복수의 흡착홀들(3716)이 형성된다. 흡착홀(3716)은 안착면에 놓인 기판을 감압하여 기판을 흡착시키는 홀(3716)일 수 있다. 흡착홀(3716)에는 진공 부재(3718)가 연결된다. 일 예에 의하면, 안착면의 직경은 기판(W)의 반경보다 작을 수 있다. 진공 부재(3718)는 흡착홀(3716)을 감압하는 펌프일 수 있다.
회전 구동 부재(3714, 3715)는 지지판(3712)을 회전시킨다. 회전 구동 부재(3714, 3715)는 회전축(3714) 및 구동기(3715)를 포함한다. 회전축(3714)은 그 길이방향이 상하 방향을 향하는 통 형상을 가지도록 제공된다. 회전축(3714)은 지지 판(3712)의 저면에 결합된다. 구동기(3715)는 회전축(3714)에 회전력을 전달한다. 회전축(3714)은 구동기(3715)로부터 제공된 회전력에 의해 중심축을 중심으로 회전 가능하다. 지지판(3712)은 회전축(3714)과 함께 회전 가능하다. 회전축(3714)은 구동기(3715)에 의해 그 회전 속도가 조절되어 기판(W)의 회전 속도를 조절 가능하다. 예컨대, 구동기(3715)는 모터일 수 있다.
처리 용기(3720)는 내부에 현상 공정 및 베이크 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(3720)는 현상 공정에서 사용된 액을 회수한다. 또한 처리 용기(3720)는 베이크 공정 중 발생되는 흄을 배출할 수 있다. 처리 용기(3720)는 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 처리 용기(3720)는 내부 회수통(3722) 및 외부 회수통(3726)을 포함한다. 각각의 회수통(3722, 3726)은 공정에 사용된 액 중 서로 상이한 종류의 액을 회수한다. 내부 회수통(3722)은 지지 부재(3710)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부 회수통(3726)은 내부 회수통(3722)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부 회수통(3722)의 내측 공간(3722a) 및 외부 회수통(3726)과 내부 회수통(3722)의 사이 공간(3726a) 각각은 내부 회수통(3722) 및 외부 회수통(3726) 각각으로 액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(3722, 3726)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(3722b, 3726b)이 연결된다. 각각의 회수라인(3722b, 3726b)은 각각의 회수통(3722, 3726)을 통해 유입된 액을 분리 배출한다. 배출된 액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
승강 유닛(3740)은 처리 용기(3720)와 지지 유닛(3710) 간의 상대 높이를 조절한다. 일 예로, 승강 유닛(3740)은 처리 용기(3720)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 승강 유닛(3740)은 브라켓(3742), 이동축(3744), 그리고 구동기(3746)를 포함한다. 브라켓(3742)은 처리 용기(3720)와 이동축(3744)을 연결한다. 브라켓(3742)은 처리 용기(3720)의 수직벽(3722)에 고정 설치된다. 이동축(3744)은 그 길이방향이 상하 방향을 향하도록 제공된다. 이동축(3744)의 상단은 브라켓(3742)에 고정 결합된다. 이동축(3744)은 구동기(3746)에 의해 상하 방향으로 이동되고, 처리 용기(3720)는 이동축(3744)과 함께 승강 이동이 가능하다. 예컨대, 구동기(3746)는 실린더 또는 모터일 수 있다.
액 공급 유닛(3750)은 지지 유닛(3710)에 지지된 기판(W) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(3750)은 노즐 이동 부재(3760), 그리고 노즐 유닛(3770)을 포함한다. 노즐 이동 부재(3760)는 노즐 유닛(3770)을 공정 위치와 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 각 노즐 유닛(3770)이 기판(W)과 상하 방향으로 대향되는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치이다. 노즐 이동 부재(3760)는 노즐 유닛(3770)을 직선 이동시킨다. 일 예에 의하면, 노즐 유닛(3770)은 제1방향(12)으로 직선 이동될 수 있다.
노즐 이동 부재(3760)는 가이드 레일(3762) 및 지지 아암(3764)을 포함한다. 가이드 레일(3762)은 처리 용기의 일측에 위치된다. 가이드 레일(3762)은 각 노즐 유닛(3770, 3780)의 이동 방향과 평행한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대, 가이드 레일(3762)의 길이 방향은 제1방향(12)을 향하도록 제공될 수 있다. 지지 아암(3764)은 바 형상을 가지도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 지지 아암(3764)은 가이드 레일(3762)과 수직한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대. 지지 아암(3764)의 길이 방향은 제2방향(14)을 향하도록 제공될 수 있다. 지지 아암(3764)의 일단에는 노즐 유닛(3770)이 결합된다. 지지 아암(3764)의 타단은 가이드 레일(3762)에 설치된다. 따라서 지지 아암(3764) 및 노즐 유닛(3770)은 가이드 레일(3762)의 길이 방향을 따라 함께 이동 가능하다.
상술한 예에서는, 가이드 레일(3762)의 길이 방향이 제1방향(12)을 향하도록 제공되고, 지지 아암(3764)의 길이 방향이 제2방향(14)을 향하도록 제공되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 12와 같이 가이드 레일(3762)의 길이 방향이 제2방향(14)을 향하도록 제공되고, 지지 아암(3764)의 길이 방향이 제1방향(12)을 향하도록 제공될 수 있다.
도 13은 도 11의 노즐 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 노즐 유닛(3770)은 바디(3772), 그리고 액 공급 노즐(4000, 3774, 3776)들을 포함한다. 노즐 유닛(3770)은 처리액을 토출할 수 있다.
바디(3772)는 액 공급 노즐(4000, 3774, 3776)들을 지지한다. 예컨대, 바디(3772)는 제1노즐(4000), 제2노즐(3774), 그리고 제3노즐(3776)을 지지한다. 바디(3772)는 지지 아암(3764)의 일단 저면에 고정 결합된다. 바디(3772)의 저면에는 제1노즐(4000), 제2노즐(3774), 그리고 제3노즐(3776) 각각이 결합될 수 있다.
제1노즐(4000)은 바디(3772)의 끝 단에서 제3방향(16)으로 연장된 바디(3772)의 돌출단(3773)에 결합될 수 있다. 예컨대, 제1노즐(4000)은 제1노즐(4000)의 별도의 결합 부재(3779)에 의해 돌출단(3773)에 고정 결합될 수 있다. 또한, 제1노즐(4000)은 제1노즐(4000)의 처리액 토출 각도를 조절할 수 있도록 돌출단(3773)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다.
제1노즐(4000)은 액 커튼 방식으로 처리액을 토출한다. 예컨대, 제1노즐(4000)은 제1처리액을 토출할 수 있다. 제1처리액은 케미칼일 수 있다. 일 예로, 제1처리액은 현상액일 수 있다. 제1노즐(4000)은 슬릿 형상의 슬릿 토출구를 가진다. 슬릿 토출구는 가이드 레일(3762)과 평행한 길이 방향을 가질 수 있다. 슬릿 토출구는 제1방향(12)을 향하는 길이 방향을 가질 수 있다. 슬릿 토출구는 하향 경사진 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 이에 제1노즐(4000)은 지지 유닛(3710)에 지지된 기판(W)의 상면에 사선 방향으로 처리액을 토출할 수 있다. 예컨대, 제1노즐(4000)은 제3노즐(3776)과 동일 지점에 액이 토출되도록 하향 경사지게 제공될 수 있다. 슬릿 토출구는 기판(W)의 반경보다 짧은 길이를 가지도록 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 슬릿 토출구는 제1노즐(4000)에서 제3노즐(3776)에 가까워질수록 하향 경사진 방향을 향하게 제공될 수 있다. 제1노즐(4000)은 제3노즐(3776)의 일측에 위치될 수 있다. 제1노즐(4000)은 제3노즐(3776)에 대향되게 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 제1노즐(4000)과 제3노즐(3776)은 제2방향(14)을 따라 배열될 수 있다.
제2노즐(3774)은 스트림 방식으로 처리액을 토출할 수 있다. 예컨대, 처리액은 제1처리액과 상이한 제2처리액일 수 있다. 제2처리액은 린스액일 수 있다. 린스액은 순수(DIW)일 수 있다. 제2노즐(3774)은 제1노즐(4000) 및 제3노즐(3776)에 인접하게 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 제2노즐(3774)과 제1노즐(4000)은 제1방향(12)을 따라 배열될 수 있다. 제2노즐(3774)은 원 형상의 스트림 토출구를 가질 수 있다. 스트림 토출구는 수직한 아래 방향을 향하도록 제공될 수 있다.
제3노즐(3776)은 스트림 방식으로 처리액을 토출할 수 있다. 제3노즐(3776)은 제1노즐(4000)과 동일한 지점에 처리액을 토출할 수 있다. 제3처리 노즐(3776)은 원 형상의 스트림 토출구를 가질 수 있다. 스트림 토출구는 수직한 아래 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 제1노즐(4000)과 제3노즐(3776)이 토출하는 처리액은 동일한 종류의 액일 수 있다. 예컨대, 제3노즐(3776)이 토출하는 처리액은 제1처리액일 수 있다. 제1처리액은 케미칼일 수 있다. 제1처리액은 현상액일 수 있다.
도 14는 도 13의 액 공급 노즐 중 제1노즐의 정단면도이고, 도 15는 도 13의 액 공급 노즐 중 제1노즐의 측단면도이고, 도 16은 도 13의 액 공급 노즐 중 제1노즐의 제2유로와 토출단의 구조를 설명하기 위한 정단면도이다. 도 14 내지 도 16을 참조하면, 제1노즐(4000)은 제1유로(4100), 제2유로(4200), 그리고 토출단(4300)을 포함할 수 있다.
제1유로(4100)는 제1노즐(4000)의 내부에 형성되며 처리액이 흐르는 유로이다. 제1유로(4100)는 그 길이방향에 수직한 단면이 원형으로 제공될 수 있다.
제1유로(4100)는 상부 유로(4120)와 하부 유로(4140)를 포함할 수 있다. 상부 유로(4120)는 그 길이방향에 수직한 단면적이 동일할 수 있다. 하부 유로(4140)는 상부 유로(4120)로부터 연장되며, 그 길이 방향에 수직한 단면적이 점진적으로 작아질 수 있다. 예컨대, 상부 유로(4120)는 원통의 형상을 가지고, 하부 유로(4140)는 역 깔대기 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 하부 유로(4140)는 역 깔대기 형상을 가지되, 후술하는 슬릿 형상의 제2유로(4200)가 상기 역 깔대기의 꼭지점을 관통하여 하부 유로(4140)와 제2유로(4200)가 연통될 수 있다. 상기 역 깔대기의 형상을 가지는 하부 유로(4140)는 그 형상에 따라 하부 유로의 상단(4142)과 하부 유로의 하단(4143)으로 구분될 수 있다. 하부 유로의 하단(4143)은 후술하는 제2유로(4300)의 상단(4202)보다 하류에 위치될 수 있다. 또한, 하부 유로의 하단(4143)이 이루는 각도(θ1)는 일정한 각도를 가질 수 있다. 예컨대, 하부 유로의 하단(4143)이 이루는 각도(θ1)는 예각일 수 있다. 다시 말해, 하부 유로(4140)의 종단면을 바라볼 때, 하부 유로(4140)와 후술하는 제2유로(4200)가 접하는 부분이 이루는 각도(θ1)가 예각일 수 있다. 상부 유로(4120)의 중심축과 하부 유로(4140)의 중심축은 서로 일치될 수 있다.
제2유로(4200)는 처리액이 흐르는 방향에 수직한 단면이 슬릿 형상으로 제공될 수 있다. 제2유로(4200)는 그 끝 단이 제1노즐(4000)의 토출단(4300)에 연결되어 처리액이 토출하는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 제2유로(4200)는 제1유로(4100)와 연통될 수 있다. 예컨대, 제2유로(4200)는 제1유로(4100)로부터 연장될 수 있다. 또한, 제2유로(4200)가 시작되는 지점을 연결한 직선인 제2유로(4200)의 상단(4202)은 하부 유로(4140)의 상단(4142)과 일치되도록 제공될 수 있다.
제2유로(4200)의 폭은 제1유로(4100)의 폭보다 넓게 제공될 수 있다. 일 예로, 제2유로(4200)의 폭은 제1유로(4100)의 폭보다 점진적으로 넓어지게 제공될 수 있다. 제2유로(4200)는 토출단(4300)을 향하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 넓어지게 제공될 수 있다. 제2유로(4200)는 제1노즐(4000)의 정단면도를 상부에서 바라보았을 때 호 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2유로(4200)의 상기 호의 중심각(θ2)은 일정한 각도를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제2유로(4200)의 상기 호의 중심각(θ2)은 예각을 가질 수 있다. 상기 호의 라운드(Round)진 부분을 연장하여 그려지는 원을 상정하였을 때, 해당 원의 중심점(C)은 제1유로(4100)의 중심축 상에 있을 수 있다. 또한, 중심점(C)은 제1유로(4100) 상에 위치될 수 있다. 또한 제1유로(4100)의 중심축과 제2유로(4200)의 중심축은 일직선으로 연결되도록 제공될 수 있다.
토출단(4300)은 제2유로(4200)와 연통되어 제1노즐(4000)로부터 처리액이 토출되는 부분이다. 토출단(4300)은 라운드(Round)진 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 토출단(4300)은 제2유로(4200)의 끝단과 그 형상이 동일할 수 있다. 예컨대, 토출단(4300)은 처리액의 토출 방향을 향해 볼록하도록 라운드(Round)진 형상을 가질 수 있다.
상술한 제1노즐(4000)을 가공하는 방법에 대하여 설명하면, 노즐 가공 방법은, 드릴 가공 단계, 슬릿 가공 단계를 포함할 수 있다.
드릴 가공 단계는 제1유로(4100)를 형성하는 단계이다. 드릴 가공 단계에는 제1노즐(4000)의 상단에서 처리액이 흐르는 방향으로 드릴 가공한다. 드릴 가공 단계에는 제1유로(4120)의 상부 유로(4120)와 하부 유로(4142)를 함께 형성한다.
슬릿 가공 단계는 제2유로(4200)를 형성하는 단계이다. 슬릿 가공 단계는 드릴 가공 단계 이후에 수행된다. 슬릿 가공 단계는 토출단(4300)에서 제1유로(4100)가 가공되는 방향의 대칭되는 방향으로 수행된다. 또한, 슬릿 가공은 상술한 하부 유로(4140)가 시작되는 하부 유로의 상단(4142)까지 가공된다.
상술한 예에서는 드릴 가공 단계 이후에 슬릿 가공 단계가 수행되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상술한 예와는 역순으로 슬릿 가공 단계 이후 드릴 가공 단계를 수행할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 노즐이 처리액을 토출하는 모습을 보여주는 도면이고, 도 18은 도 16의 B-B' 단면을 보여주는 도면이다. 도 17과 도 18을 참조하면, 제1노즐(4000)에서 토출되는 처리액은 그 액 커튼의 폭이 토출단에서 멀어질수록 넓어진다. 제1노즐(4000)에서 토출되는 처리액의 액 커튼의 단면을 참조하면, 양측으로의 액 몰림 현상이 완화된다.
종래의 액 공급 노즐은 원통 유로와 슬릿 유로가 서로 경사지게 연통되었다. 이에 원통 유로로 유입된 처리액은 원통 유로의 끝단과 충돌하여 와류를 발생시켰다. 이러한 와류는 처리액 내에 기포를 발생시킨다. 처리액 내에 발생된 기포는 기판 처리 공정의 불량을 야기하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 원통 형상의 제1유로(4100)의 중심축과 슬릿 형상의 제2유로(4200)의 중심축이 일직선으로 연결되도록 제공된다. 이에, 노즐 내의 유로에서 처리액이 충돌하는 것을 최소화 할 수 있다. 또한 유로 내에 흐르는 처리액에 와류가 발생하는 것을 최소화하고, 처리액 내에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이는 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 공정이 원활히 이루어 질 수 있도록 한다.
또한, 제1유로(4100)의 중심축과 제2유로(4200)의 중심축이 일직선으로 연결되도록 제공되기 때문에, 유로 내에서 처리액 충돌을 최소화 하고 유로 내 처리액의 유동을 안정화 할 수 있다. 이에, 토출단에서 토출되는 처리액이 토출단에서 멀어질수록 액 커튼의 폭이 좁아지는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 유로 내에서 처리액 유동이 안정화됨과 더불어 제1유로(4100)의 하부 유로(4120)의 하단(4143)이 이루는 각도(θ1)가 예각으로 제공된다. 제2유로(4200)에 흐르는 처리액의 유속은 상대적으로 일정한 크기를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1유로(4100)와 제2유로(4200)는 그 단면의 형상이 서로 상이하다. 이에 제1유로(4100)에 흐르는 처리액이 제2유로(4200)로 유입되면, 처리액의 유속은 변화한다. 본 발명의 일 실시예와 같이 하부 유로(4120)의 하단(4143)이 이루는 각도(θ1)가 예각으로 제공되는 경우, 제1유로(4100)에서 제2유로(4200)로 유입되는 과정에서 처리액이 하부 유로(4140)에 흐르는 경로가 길어진다. 하부 유로(4140)는 역 깔대기 형상으로 그 단면의 폭이 점진적으로 작아지는데, 하부 유로(4140)에 흐르는 처리액의 경로가 길어지면, 하부 유로(4140)의 단면의 단위거리당 폭 변화량도 작아진다. 이에, 제1유로(4100)에서 흐르는 처리액이 제2유로(4200)로 유입되면서 발생하는 처리액의 단위 시간당 유속 변화가 작아진다. 이에 제2유로(4200)에 유입되는 처리액은 그 유속의 차이가 작아진다. 이에 토출단(4300)에서 토출되는 처리액의 단면을 바라보았을 때, 그 양쪽에서 처리액이 몰리는 현상이 완화되고, 처리액이 균일하게 기판에 공급된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 유로 내에서 처리액 유동이 안정화됨과 더불어 토출단(4300)이 처리액의 토출 방향을 향해 볼록하도록 라운드(Round)진 형상을 가진다. 즉, 토출단(4300)의 중앙 영역에서 토출되는 처리액이 토출단(4300)의 가장자리 영역에서 토출되는 처리액보다 더 긴 경로로 제2유로(4200)에서 흐른다. 이 경우, 토출단(4300)의 중앙 영역에서 토출되는 처리액은 토출단(4300)의 가장자리 영역에서 토출되는 처리액보다 공기에 마찰되는 시간이 줄어든다. 이에 토출단(4300)의 중앙 영역에서 토출되는 처리액은 토출단(4300)의 가장자리 영역에서 토출되는 처리액보다 더 용이하게 기판(W)에 도달한다. 이에 상술한 처리액 몰림 현상을 더욱 완화할 수 있다.
이상 상세한 설명은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 바탕으로 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 기판을 처리하는 모든 장치에 적용 가능하다.
액 공급 유닛 : 3750
노즐 유닛 : 3770
제1노즐 : 4000
제1유로 : 4100
제2유로 : 4200
토출단 : 4300

Claims (24)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 안착면이 형성된 지지판을 갖는 지지 유닛과;
    기판에 제1처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 제1처리액을 토출하는 제1노즐을 포함하고,
    상기 제1노즐은,
    상기 제1노즐 내부에 형성되며 상기 제1처리액이 흐르는 제1유로와;
    상기 제1유로와 연통되고 상기 제1노즐의 토출단에 연결되는 제2유로를 포함하되,
    상기 제2유로의 폭은 상기 제1유로의 폭보다 넓게 제공되고,
    상기 제1유로의 중심축과 상기 제2유로의 중심축은 일직선으로 연결되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1유로는 그 길이방향에 수직한 단면이 원형으로 제공되고,
    상기 제2유로는 상기 처리액이 흐르는 방향에 수직한 단면이 슬릿 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2유로는 상기 제1유로로부터 상기 토출단을 향하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 넓어지게 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1유로는,
    그 길이방향에 수직한 단면적이 동일한 상부 유로와;
    상기 상부 유로로부터 연장되며, 그 길이방향에 수직한 단면적이 점진적으로 작아지는 하부 유로를 포함하고,
    상기 하부 유로의 하단은 상기 제2유로의 상단보다 하류에 배치되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2유로의 상단은 상기 하부 유로의 상단과 일치하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 유로는,
    역 깔대기 형상을 가지고,
    그 중심축은 상기 제1유로의 중심축 및 상기 제2유로의 중심축과 일치하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 유로의 종단면을 바라볼 때, 상기 하부 유로와 상기 제2유로가 접하는 부분이 이루는 각도가 예각인 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2유로는 호 형상으로 제공되고,
    상기 호의 중심은 상기 제1유로의 중심축 상에 있는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 호의 중심각은 예각으로 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출단은 상기 처리액의 토출 방향을 향해 볼록하도록 라운드(Round)진 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 제1처리액과 상이한 제2처리액을 토출하는 제2노즐과;
    상기 제1노즐과 동일한 제1처리액을 토출하는 제3노즐을 포함하고,
    상기 제2노즐과 상기 제3노즐은 스트림 방식으로 처리액을 토출하고,
    상기 제1처리액은 케미칼이고,
    상기 제2처리액은 순수인 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1노즐은,
    상기 지지 유닛에 지지된 기판의 상면에 사선 방향으로 상기 처리액을 토출하는 기판 처리 장치.
  13. 기판을 처리하는 처리액을 공급하는 노즐에 있어서,
    상기 노즐 내부에 형성되며 상기 처리액이 흐르는 제1유로와;
    상기 제1유로와 연통되고 상기 노즐의 토출단에 연결되는 제2유로를 포함하되,
    상기 제2유로의 폭은 상기 제1유로의 폭보다 넓게 제공되고,
    상기 제1유로의 중심축과 상기 제2유로의 중심축은 일직선으로 연결되는 액 공급 노즐.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1유로는 그 길이방향에 수직한 단면이 원형으로 제공되고,
    상기 제2유로는 상기 처리액이 흐르는 방향에 수직한 단면이 슬릿 형상으로 제공되는 액 공급 노즐.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2유로는 상기 제1유로로부터 상기 토출단을 향하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 넓어지게 제공되는 액 공급 노즐
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1유로는,
    그 길이방향에 수직한 단면적이 동일한 상부 유로와;
    상기 상부 유로로부터 연장되며, 그 길이방향에 수직한 단면적이 점진적으로 작아지는 하부 유로를 포함하고,
    상기 하부 유로의 하단은 상기 제2유로의 상단보다 하류에 배치되는 액 공급 노즐.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2유로의 상단은 상기 하부 유로의 상단과 일치하는 액 공급 노즐.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하부 유로는,
    역 깔대기 형상을 가지고,
    그 중심축은 상기 제1유로의 중심축 및 상기 제2유로의 중심축과 일치하는 액 공급 노즐.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하부 유로의 종단면을 바라볼 때, 상기 하부 유로와 상기 제2유로가 접하는 부분이 이루는 각도가 예각인 액 공급 노즐.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제2유로는 호 형상으로 제공되고,
    상기 호의 중심은 상기 제1유로의 중심축 상에 있는 액 공급 노즐.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 호의 중심각은 예각으로 제공되는 액 공급 노즐.
  22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출단은 상기 처리액의 토출 방향을 향해 볼록하도록 라운드(Round)진 형상을 가지는 액 공급 노즐.
  23. 제16항 내지 제21중 어느 한 항의 액 공급 노즐을 가공하는 방법에 있어서,
    상기 제1유로는 상기 노즐의 상단에서 상기 처리액이 흐르는 방향으로 드릴 가공되어 형성되고,
    상기 제2유로는 상기 토출단에서 상기 제1유로가 가공되는 방향의 대칭되는 방향으로 슬릿 가공되어 형성되는 노즐 가공 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 슬릿 가공은,
    상기 하부 유로가 시작되는 단까지 가공되는 노즐 가공 방법.
KR1020180125479A 2018-10-19 2018-10-19 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치 KR102234619B1 (ko)

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