KR20220062205A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이크 유닛을 제공한다. 베이크 유닛은 서로 조합되어 기판을 열처리하는 처리 공간을 제공하는 상부 커버 및 하부 프레임을 가지는 하우징; 상기 처리 공간 내에 위치되고 기판이 위치되는 히터; 및 상기 히터를 둘러싸도록 제공되는 히터 컵을 포함하되; 상기 하부 프레임과 상기 히터 컵 사이의 틈새를 통한 외부 공기의 유입을 차단하는 제1퍼지가스 흐름을 제공하는 제1퍼지가스 공급부를 포함할 수 있다. 하는 베이크 유닛.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 가열 처리하는 장치에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 식각, 증착, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진공정은 패턴을 형성하기 위해 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.

사진공정은 크게 도포공정, 노광공정, 그리고 현상공정으로 이루어지며, 노광공정이 진행되기 전후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열처리하는 과정으로, 가열플레이트에 기판이 놓이면, 가열 플레이트의 내부에 제공된 히터를 통해 그 기판을 열 처리한다.

이러한 베이크 공정에서는 처리하고자 하는 기판 주변의 산소 농도는 식각비(Etch Rate) 상승에 중요한 요인중에 하나이다.

특히, 베이크 유닛에서 챔버 내부와 외부의 산소 농도 차이가 클 경우 공정 중 챔버 내부의 산소 농도 안정화에 필요한 시간이 길어지고, 베이킹 공정 후 나오는 기판의 산화 문제에 원인이 된다.

본 발명의 일 과제는 베이크 공정시 산소 농도 안정화 시간을 단축시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 과제는 베이크 챔버 내의 산소 농도를 개선할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 제공되고, 기판 베이크 처리 공정이 진행되는 열처리 공간을 제공하는 베이크 유닛; 상기 베이크 유닛의 일측에 제공되고, 기판을 냉각하는 냉각 유닛; 상기 챔버 내에 제공되고 상기 내부 공간의 산소 농도를 낮추기 위한 퍼지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 퍼지 유닛은 상기 챔버의 상부에 제공되고 상기 내부 공간으로 퍼지 가스를 분사하는 노즐부재; 및 상기 노즐부재에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 노즐 부재는 상기 챔버의 가장자리를 따라 제공되는 링 형상으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 베이크 유닛은 서로 조합되어 기판을 열처리하는 처리 공간을 제공하는 상부 커버 및 하부 프레임를 가지는 하우징; 상기 처리 공간 내에 위치되고 기판이 위치되는 히터; 상기 내부 공간의 분위기를 배기하기 위해 상기 하우징과 연결되는 배기라인; 및 상기 배기라인 상에 설치되고 상기 내부 공간 내의 산소 농도를 측정하는 산소 측정부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 베이크 공정시 산소 농도 안정화 시간을 단축시킬 수 있다.

본 실시예에 의하면, 베이크 유닛 내의 산소 농도를 개선할 수 있다.

발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 열처리 챔버의 평면도이다.
도 5는 열처리 챔버의 측단면도이다.
도 6은 퍼지 유닛을 보여주는 도면이다.
도 7은 가열 처리 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 배기 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 장치(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다. 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 제공될 수 있다. 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.

이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 한다. 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(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 일 예로 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), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)에 대해 설명한다.

로드 포트(100)는 기판들(W)이 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 제공된다.

인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공된다. 프레임(210)은 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조이다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 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.

버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 포함한다. 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 제공된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.

제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220)과 제 1 버퍼 로봇(360)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향과 제 1 버퍼 로봇(360)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 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.

제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 포함한다. 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 상부 또는 하부 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.

냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 포함한다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.

도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 액처리 챔버(410), 열처리 챔버(500), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 액처리 챔버(410), 열처리 챔버(500), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 액처리 챔버(410)는 기판(W)DP 레지스트 도포 공정을 수행하는 레지스트 도포 챔버(410)로 제공될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 열처리 챔버(500)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.

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 열처리 챔버(500)들, 레지스트 도포 챔버들(410), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.

레지스트 도포 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(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 액처리 챔버(460), 열처리 챔버(500), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 액처리 챔버(460), 열처리 챔버(500), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 액처리 챔버(460)는 현상 챔버로 제공될 수 있다. 현상 챔버(460)와 열처리 챔버(500)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.

반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 유닛들(500), 현상 챔버들(460), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 간에 기판(W)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(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.

현상 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(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.

현상 모듈(402)에 제공되는 열처리 챔버는 전술한 베이크 유닛(500)과 대체로 동일하게 제공된다.

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.

인터페이스 모듈(700)은 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 포함한다. 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 적층되게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다.

인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다.

제 1 버퍼(720)는 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.

도 4는 열처리 챔버를 보여주는 평면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 열처리 챔버를 보여주는 측단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 열처리 챔버(500)는 챔버(510), 냉각 유닛(530), 가열 처리 유닛(1000) 그리고 퍼지 유닛(590)을 포함할 수 있다.

챔버(510)는 내부 공간을 제공한다. 챔버(510)는 직육면체 형상으로 제공된다. 챔버(510)는 제1측벽(511), 제2측벽(513) 그리고 출입구(512)를 포함한다. 하우징 내에는 냉각 유닛(530)과 가열 처리 유닛(1000)이 나라히 배치된다.

제1측벽(511)은 챔버(510)의 일측면에 제공된다. 제2측벽(512)은 제1측벽(511)과 맞은편에 제공된다. 챔버(510)의 제1측벽(511)에는 기판(W)이 출입되는 출입구(512)가 형성된다. 출입구(512)는 기판(W)이 이동하는 통로를 제공한다.

냉각 유닛(530)은 베이크 유닛에서 처리가 끝난 기판(W)을 냉각시킨다. 냉각 유닛(530)은 쿨링 플레이트(531)와 쿨링 플레이트(531)를 이동시키는 반송부(540)를 포함할 수 있다. 일 예로 쿨링 플레이트(531)는 내부에 냉각 유로가 제공될 수 있다. 냉각 유로에는 냉각수가 공급되어 기판(W) 및 쿨링 플레이트(531)를 냉각할 수 있다. 반송부(540)는 챔버(510) 내에서 쿨링 플레이트(531)를 반송한다. 쿨링 플레이트(531)는 반송부(540)에 의해 대기 위치와 쿨링 위치로 이동될 수 있다. 대기 위치는 출입구와 인접한 위치(도 4에 도시된 위치)일 수 있고, 쿨링 위치는 가열 플레이트 상부에 해당되는 위치일 수 있다.

쿨링 플레이트(531)에는 기판(W)이 놓인다. 쿨링 플레이트(531)는 원형의 형상으로 제공된다. 쿨링 플레이트(531)는 기판(W)과 동일한 크기로 제공된다. 쿨링 플레이트(531)는 열전도도가 좋은 금속의 재질로 제공된다. 쿨링 플레이트(531)에는 가이드 홀(535)이 형성되어 있다. 가이드 홀(535)은 쿨링 플레이트(531)의 외측면으로부터 그 내측으로 연장되어 제공된다. 가이드 홀(535)은 쿨링 플레이트(531)의 이동 시 리프트 핀(553)과 간섭 또는 충돌이 일어나지 않도록 한다. 쿨링 플레이트(531) 내에는 쿨링 냉매가 흐르는 유로가 제공될 수 있다.

아암(532)은 쿨링 플레이트(531)와 고정결합된다. 아암(532)은 쿨링 플레이트(531)와 반송부(540) 사이에 제공된다.

반송부(540)는 쿨링 플레이트(531)를 구동시킨다. 반송부(540)는 쿨링 플레이트(531)를 수평 운동 또는 상하 이동시킨다. 반송부(540)는 쿨링 플레이트(531)를 제1위치와 제2위치로 이동시킬 수 있다. 제1위치는 쿨링 플레이트(531)가 제1측벽(511)에 인접한 위치이다. 제2위치는 제2측벽(513)에 근접하며 가열 플레이트의 상부 위치이다.

도 6은 퍼지 유닛을 보여주는 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 퍼지 유닛(590)은 챔버(510)의 내부 공간 상부에 제공된다. 퍼지 유닛(590)은 사각틀 형상으로 제공되는 분사 라인(592) 및 분사 라인(592)에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급원(594)을 포함할 수 있다. 분사 라인(592)에는 퍼지가스가 분사되는 분사홀(593)들을 갖는다.

상기 챔버 내부를 질소 가스로 퍼지하여 산소 농도를 낮춤으로써, 가열 처리 유닛의 처리 공간 내의 산소 농도를 개선할 수 있다.

도 7은 가열 처리 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

가열 처리 유닛(1000)은 기판(W)을 열처리한다. 가열 처리 유닛(1000)은 감광액을 도포하기 전후 각각에 기판(W)을 열처리한다. 가열 처리 유닛(1000)은 감광액을 도포하기 전의 기판(W)의 표면 성질이 변화시키도록 기판(W)을 소정의 온도로 가열하고, 그 기판(W) 상에 점착제와 같은 처리액막을 형성할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 가열 처리 유닛(1000)은 기판(W)을 설정 온도로 가열한다.

가열 처리 유닛(1000)은 기판을 가열 처리한다. 가열 처리 유닛(1000)은 하우징(1160), 가열 플레이트(1110), 가열부재(1130), 외부 기체 공급부(1150), 배기유닛(1170)을 포함할 수 있다.

하우징(1160)은 기판(W)의 가열 처리 공정이 진행되는 처리 공간(1102)을 제공한다. 하우징(1160)은 하부 바디(1162), 상부 바디(1164), 구동기(1168)를 포함할 수 있다.

하부 바디(1162)는 상측이 개방된 통 형상으로 제공될 수 있다. 하부 바디(1162)에는 가열 플레이트(1110)와 가열부재(1130)가 위치될 수 있다. 하부 바디(1162)는 가열 플레이트(1110)의 주변에 위치한 장치들이 열 변형되는 것을 방지하기 위해 단열 커버들을 포함할 수 있다.

상부 바디(1164)는 하부가 개방된 통 형상을 가진다. 상부 바디(1164)는 하부 바디(1162)와 조합되어 내부에 처리 공간(1102)을 형성한다. 상부 바디(1164)는 하부 바디(1162)보다 큰 직경을 가진다. 상부 바디(1164)는 하부 바디(1162)의 상부에 위치된다.

상부 바디(1164)는 구동기(1168)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하다. 상부 바디(1164)는 상하 방향으로 이동되어 승강(UP) 위치 및 하강(Down) 위치로 이동 가능하다. 여기서 승강 위치되는 상부 바디(1164)가 하부 바디(1162)와 이격되는 위치이고, 하강 위치는 상부 바디(1164)가 하부 바디(1162)에 접촉되게 제공되는 위치이다. 구동기(1168)는 제어부에 의해 제어된다.

가열 플레이트(1110)는 처리 공간(1102) 내에 위치된다. 가열 플레이트(1110)는 쿨링 플레이트(531)의 일측에 위치될 수 있다. 가열 플레이트(1110)는 원형의 판 형상으로 제공될 수 있다. 가열 플레이트(1110)의 상면은 기판(W)이 놓이는 지지 영역으로 제공된다.

가열 플레이트(1110)의 상면에는 복수 개의 핀 홀들(1112)이 형성된다. 예컨대, 핀 홀(1112)들은 3개로 제공될 수 있다. 각각의 핀 홀(1112)은 가열 플레이트(1110)의 원주방향을 따라 이격되게 위치된다. 핀 홀(1112)들은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다. 각각의 핀 홀(1112)에는 리프트핀(1142)이 제공된다. 리프트핀(1142)은 핀구동부재(1144)에 의해 상하방향으로 이동 가능한다.

가열 부재(1130)는 가열 플레이트(1110)에 놓인 기판(W)을 기설정 온도로 가열한다. 가열 부재(1130)는 복수 개의 발열체를 포함할 수 있. 가열 부재(1130)는 가열 플레이트(1110)의 내부에 위치될 수 있다. 각각의 발열체는 가열 플레이트(1110)의 서로 상이한 영역을 가열할 수 있다. 가열 플레이트(1110)의 서로 상이한 영역은 각 발열체에 의해 가열되는 히팅존으로 제공된다. 각 히텅존은 발열체들과 일대일 대응되도록 제공된다. 예컨대, 가열 부재(1130)는 열전 소자 또는 열선 또는 면상 발열체일 수 있다.

외부 기체 공급부(1150)는 처리 공간으로 외부 기체를 공급한다. 외부 기체 공급부(1150)는 상부 바디(1164)의 저면에 형성된 복수의 분사공(1152)들을 포함할 수 있다. 외부 기체는 상부 바디(1164)의 상면에 형성된 공급 포트(1154)를 통해 유입되어 상부 바디(1164) 내에 제공되는 공급 유로를 통해 분사공(1152)들로 공급될 수 있다. 외부 기체 공급부를 통해 처리 공간으로 유입된 외부 기체는 기판 상에서 발생되는 퓸과 함께 배기 유닛(1170)을 통해 배기될 수 있다.

도 8은 배기 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 배기 유닛(1170)은 처리 공간(1102)의 분위기를 배기한다. 공정 진행 중에 발생되는 부산물 및 처리 공간(1102) 내에 머무르는 가스는 배기 유닛(1170)을 통해 외부로 배출된다. 배기 유닛(1170)은 배기라인(1172)을 포함하고, 배기 라인(1172)의 일단은 배기압을 제공하는 설비의 메인 덕트(D)에 연결되고, 타단은 처리 공간(1102)의 중앙 영역과 가장자리 영역에 각각 대향되도록 상부 바디(1164)에 제공된 배기홀(1181)들과 연결될 수 있다.

한편, 배기 라인(1172) 상에는 산소 측정부(580)가 제공된다. 산소 측정부(580)는 내부 공간 내의 산소 농도를 측정한다. 산소 측정부(580)는 센서(582) 및 흄 트랩(584)을 포함할 수 있다. 센서(582)는 흄 트랩(584) 내에 설치될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 열처리 챔버는 내부 공간에 질소 가스를 퍼지하여 산소 농도를 낮추고, 낮아진 산소 농도를 상시 측정하여 포토레지스트 소재별로 적절한 식각비(Etch Rate)를 가지는 산소 농도 범위를 찾아낼 수 있다.

또한, 본 발명은 열처리 챔버 내에 퍼지가스를 공급하여 베이크 공정시 기판에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 외부 기류를 Non-Oxidation Gas로 대처함으로써 식각율(Etch Rate)을 향상을 기대할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000 : 베이크 유닛 1100 : 하우징
1200 : 히터 1300 : 히터컵
1400 : 단열컵 1500 : 제1퍼지가스 공급부
1600 : 제2퍼지가스 공급부 1700 : 배플 유닛

Claims (4)

1. 내부 공간을 갖는 챔버;
   상기 챔버 내에 제공되고, 기판 베이크 처리 공정이 진행되는 열처리 공간을 제공하는 베이크 유닛;
   상기 베이크 유닛의 일측에 제공되고, 기판을 냉각하는 냉각 유닛;
   상기 챔버 내에 제공되고 상기 내부 공간의 산소 농도를 낮추기 위한 퍼지 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 퍼지 유닛은
   상기 챔버의 상부에 제공되고 상기 내부 공간으로 퍼지 가스를 분사하는 노즐부재; 및
   상기 노즐부재에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 노즐 부재는
   상기 챔버의 가장자리를 따라 제공되는 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이크 유닛은
   서로 조합되어 기판을 열처리하는 처리 공간을 제공하는 상부 커버 및 하부 프레임를 가지는 하우징;
   상기 처리 공간 내에 위치되고 기판이 위치되는 히터;
   상기 내부 공간의 분위기를 배기하기 위해 상기 하우징과 연결되는 배기라인; 및
   상기 배기라인 상에 설치되고 상기 내부 공간 내의 산소 농도를 측정하는 산소 측정부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
   

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