KR20220067619A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20220067619A
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supercritical
cleaning
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KR1020200153398A
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최기훈
김응수
허필균
성진영
최해원
커랴킨
원준호
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 상기 기판의 비패턴면을 세정 처리하는 이면 세정 챔버와; 처리액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하는 습식 처리 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 처리 챔버와; 상기 이면 세정 챔버, 상기 습식 처리 챔버 및 상기 초임계 처리 챔버 사이에서 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함하는 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 사진, 식각, 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진 공정은 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정을 포함한다. 도포 공정은 기판 상에 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정이다. 노광 공정은 도포된 포토레지스트막 위에 포토 마스크를 통해 광원의 빛을 노출시켜 기판 상에 회로 패턴을 노광하는 공정이다. 그리고 현상 공정은 기판의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정이다.
현상 공정은 일반적으로 현상액 공급 단계, 린스액 공급 단계, 그리고 건조 단계를 포함한다. 건조 단계에는 기판을 지지하는 스핀척을 회전시키고, 스핀척이 기판에 가하는 원심력을 이용하여 기판에 잔류하는 현상액 또는 린스액을 건조하는 스핀 건조를 수행한다.
최근, 기판에 형성된 패턴과 패턴과의 거리(CD:Critical Dimension)가 미세화됨에 따라, 상술한 스핀 건조를 수행하는 경우 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상이 발생된다. 이러한 문제는 기존 사진 공정을 수행하는 설비의 한계로 지적된다.
본 발명은 현상 처리를 효율적으로 수행할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 현상 공정 그리고 초임계 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치의 플랫폼(Platform)을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기판의 비패턴면 세정이 가능한 기판 처리 장치의 플랫폼을 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. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기판의 비패턴면을 세정 처리하는 이면 세정 챔버와; 처리액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하는 습식 처리 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 처리 챔버와; 상기 이면 세정 챔버, 상기 습식 처리 챔버 및 상기 초임계 처리 챔버 사이에서 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판에 대하여 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 이면 세정 챔버는, 내부에 처리 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판의 상기 비패턴면이 위를 향하도록 상기 기판을 반전시키는 반전 유닛; 및 상기 기판 지지 유닛에 반전된 상태로 지지되는 상기 기판의 상기 비패턴면을 세정하는 세정 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리액은 현상액을 포함하고, 상기 습식 처리 챔버는, 상기 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 상기 현상액을 공급하는 현상액 공급 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 습식 처리 챔버는 상기 기판의 상기 비패턴면을 세정하는 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재를 더 포함하고, 상기 세정액은 신너(Thinner)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 습식 처리 챔버는 상기 현상액을 상기 기판의 패턴면으로 공급하여 상기 기판을 처리하고, 상기 반송 유닛은 상기 습식 처리 챔버에서 처리가 완료된 상기 기판을 상기 초임계 처리 챔버로 반송하고, 상기 초임계 처리 챔버는 상기 기판 상에 잔류하는 상기 현상액을 제거하고, 상기 반송 유닛은 상기 현상액이 제거된 상기 기판을 상기 열처리 챔버로 반입할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판이 상기 습식 처리 챔버로 반입된 후 상기 초임계 처리 챔버로 반입되도록 상기 반송 유닛을 제어하고, 상기 기판은 상기 습식 처리 챔버에서 상기 처리액에 의해 액 처리되고, 상기 기판은 상기 초임계 처리 챔버에서 상기 기판 상에 잔류하는 상기 처리액이 제거될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 습식 처리 챔버는 상기 반송 챔버의 일측에 배치되고, 상기 이면 세정 챔버와 상기 열처리 챔버는 상기 반송 챔버의 타측에 배치되고, 상기 초임계 처리 챔버는 상기 반송 챔버의 양측에 배치되고, 상기 이면 세정 챔버와 상기 열처리 챔버는 상하로 적층되어 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 초임계 처리 챔버는, 내부에 처리 공간을 가지는 하우징과; 상기 처리 공간에서 상기 기판의 가장자리 영역을 지지하는 지지 유닛과; 상기 처리 공간으로 상기 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 더 포함하고, 상기 지지 유닛은 상기 기판의 패턴면과 상기 기판의 비패턴면이 상기 처리 공간에 노출되도록 상기 기판의 가장자리 영역을 지지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리액은 케미컬을 포함하고, 상기 습식 처리 챔버는, 상기 기판에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬 공급 부재와, 상기 기판에 순수를 제공하는 순수 공급 부재와, 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판이 상기 습식 처리 챔버로 반입된 후 상기 초임계 처리 챔버로 반입되도록 상기 반송 유닛을 제어하고, 상기 기판은 상기 습식 처리 챔버에서 상기 기판의 패턴면이 세정 처리되고, 상기 기판은 상기 초임계 처리 챔버에서 상기 기판 상에 잔류하는 상기 유기 용제가 제거될 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 의하면, 상기 기판이 수납되는 용기를 포함하는 인덱스 모듈과; 상기 기판에 공정을 수행하는 처리 모듈을 포함하고, 상기 처리 모듈은, 상기 기판을 일시적으로 보관하는 버퍼 챔버와; 상기 기판의 비패턴면을 세정하는 이면 세정 챔버와; 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버와; 현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 습식 처리 챔버와; 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 처리 챔버와; 상기 이면 세정 챔버, 상기 습식 처리 챔버 및 상기 초임계 처리 챔버 사이에서 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판에 대하여 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버를 더 포함하고, 상기 습식 처리 챔버는, 상기 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 상기 현상액을 공급하는 현상액 공급 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반송 유닛은 상기 습식 처리 챔버에서 처리가 완료된 상기 기판을 상기 초임계 처리 챔버로 반송하고, 상기 초임계 처리 챔버는 상기 기판 상에 잔류하는 상기 현상액을 제거하고, 상기 반송 유닛은 상기 현상액이 제거된 상기 기판을 상기 열처리 챔버로 반입할 수 있다.
본 발명은 상기 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 상기 기판의 비패턴면을 세정하는 이면 세정 단계;
상기 기판에 처리액을 공급하여 액 처리하는 액 처리 단계; 및 상기 기판에 초임계 유체를 공급하여 초임계 처리하는 초임계 처리 단계를 포함하고, 상기 액 처리 단계는 상기 초임계 처리 단계 이전에 수행되고, 상기 이면 세정 단계는 상기 초임계 처리 단계 이전에 수행될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 초임계 처리 단계는, 상기 기판에 잔류하는 상기 처리액을 제거하는 건조 처리일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 처리액은 현상액을 포함하고, 상기 방법은, 상기 초임계 처리 단계 이후에 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 처리 단계는, 상기 기판에 상기 현상액을 공급하는 현상 처리 단계와, 상기 현상 처리 이후 상기 기판에 세정액을 공급하는 세정 처리 단계를 포함하고, 상기 초임계 처리 단계는, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 세정액을 건조할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 액 처리 단계는, 상기 기판에 케미컬을 공급하는 케미컬 처리 단계; 상기 기판에 순수를 공급하여 상기 기판에 잔류하는 상기 케미컬을 세정하는 린스 단계; 및 상기 기판에 유기 용제를 공급하여 상기 기판에 잔류하는 상기 순수를 상기 유기 용제로 치환하는 유기 용제 처리 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 초임계 처리 단계는, 상기 기판에 잔류하는 상기 유기 용제를 제거하는 건조 처리일 수 있다.
본 발명은 현상 처리를 효율적으로 수행할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 방지할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 현상 공정 그리고 초임계 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치의 플랫폼(Platform)을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판의 비패턴면 세정이 가능한 기판 처리 장치의 플랫폼을 제공할 수 있다.
또한, 기판의 비패턴면에 오염물로 인한 역오염의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포 공정이 수행되는 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 공정이 수행되는 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상 공정이 수행되는 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 일 방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 3의 기판 처리 장치를 일 방향의 반대 방향에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 3의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 7은 도 6의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이다.
도 9은 도 8의 열처리 챔버의 정단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 이면 세정 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 초임계 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 습식 처리 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치와 비교예에 따른 기판 처리 장치의 파티클 정도를 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포 공정이 수행되는 기판 처리 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 공정이 수행되는 기판 처리 장치를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상 공정이 수행되는 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명은 도포 공정, 노광 공정 및 현상 공정은 각각 서로 다른 장치에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 도 1의 도포 공정이 수행되는 기판 처리 장치에서 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하여 액막을 형성할 수 있다. 도포 공정이 수행되는 기판 처리 장치에서는, 기판(W) 상에 액막을 형성하기 전후에 기판을 베이크 처리하는 베이크 공정이 진행될 수 있다. 베이크 공정은 밀폐된 공간에서 기판(W)을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 공정일 수 있다. 기판(W) 상에 막을 형성한 이후에 수행되는 베이크 공정은 기판 상에 도포된 포토레지스트 막 등을 가열하고 휘발시켜 막 두께를 설정 두께로 조절할 수 있다. 도포 공정 이후에는, 기판(W)은 도 2의 노광 공정이 수행되는 기판 처리 장치로 반송될 수 있다. 노광 공정은 포토레지스트 막이 형성된 기판(W) 상에 회로 패턴을 노광하는 공정일 수 있다. 노광 공정에서는 기판(W) 상에 노광 빔을 조사하여 수행될 수 있다. 노광 공정은 기판(W)의 중심부를 노광하는 공정과, 기판(W)의 엣지를 노광하는 엣지 노광 공정이 수행될 수 있다. 노광 공정이 수행된 이후에, 기판(W)은 도 3의 현상 공정이 수행되는 기판 처리 장치로 반송될 수 있다. 현상 공정은 기판(W)의 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상하는 공정일 수 있다. 이하에서는, 현상 공정이 수행되는 기판 처리 장치에 대하여 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 도 3의 기판 처리 장치를 일 방향에서 바라본 단면도이고, 도 5는 도 3의 기판 처리 장치를 일 방향의 반대 방향에서 바라본 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20,index module), 처리 모듈(30, treating module)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30)은 순차적으로 일렬로 배치될 수 있다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30)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 수납할 수 있다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 Y축 방향(14)으로 제공될 수 있다. 인덱스 모듈(20)은 로드포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 포함할 수 있다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치될 수 있다. 기판(W)들이 수납된 용기(10)는 로드포트(22)에 놓일 수 있다. 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 제공될 수 있다. 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.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 처리 모듈(30)은 기판(W)에 대하여 처리 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 습식 처리 공정, 열처리 공정, 이면 세정 공정 그리고 초임계 공정을 수행할 수 있다.
처리 모듈(30)은 처리 블록(30a)을 포함한다. 처리 블록(30a)은 기판(W)에 대해 처리 공정을 수행할 수 있다. 처리 블록(30a)은 복수개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공될 수 있다. 도 3의 실시 예에 의하면, 처리 블록(30a)들은 3개가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 3개의 처리 블록(30a)들은 서로 동일한 공정을 수행할 수 있으며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 처리 블록(30a)은 반송 챔버(3100), 습식 처리 챔버(3200), 이면 세정 챔버(3300), 열처리 챔버(3400), 초임계 챔버(3500), 그리고 버퍼 챔버(3600)를 포함할 수 있다.
반송 챔버(3100)는 처리 블록(30a) 내에서 습식 처리 챔버(3200), 이면 세정 챔버(3300), 열처리 챔버(3400), 초임계 챔버(3500) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 반송 챔버(3100)는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3100)에는 반송 유닛(3120)이 제공될 수 있다. 반송 유닛(3120)은 습식 처리 챔버(3200), 이면 세정 챔버(3300), 열처리 챔버(3400), 초임계 챔버(3500) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 유닛(3120)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(3100) 내에는 그 길이 방향이 X축 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3140)이 제공되고, 반송 유닛(3140)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 7은 도 6의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 핸드(A)는 베이스(3128) 및 지지 돌기(3129)를 포함할 수 있다. 베이스(3128)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(3128)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 지지 돌기(3129)는 베이스(3128)로부터 그 내측으로 연장될 수 있다. 지지 돌기(3129)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 일 예에 의하며, 지지 돌기(3129)는 등 간격으로 4개가 제공될 수 있다.
습식 처리 챔버(3200)는 처리액을 공급하여 기판(W)에 대하여 액처리 공정을 수행할 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행할 수 있다. 이때, 습식 처리 챔버(3200)에서 토출되는 처리액은 현상액일 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 기판(W)의 패턴면에 대하여 현상액을 토출할 수 있다.
습식 처리 챔버(3200)는 반송 챔버(3100)의 일측에 배치될 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 복수의 습식 처리 챔버(3200)를 포함할 수 있다. 복수의 습식 처리 챔버(3200)는 서로 적층되어 배치될 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 반송 챔버(3100)를 사이에 두고 이면 세정 챔버(3300) 또는 열처리 챔버(3400)과 마주하게 배치될 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 인덱스 모듈(20)과 초임계 챔버(3500) 사이에 배치될 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 초임계 챔버(3500)와 대응되는 수로 제공될 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 이면 세정 챔버(3300) 보다 많은 수로 제공될 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 열처리 챔버(3400) 보다 많은 수로 제공될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 장치의 풋 프린트, 공정 효율 등을 고려하여 변경될 수 있다.
앞서 설명한 내용을 참고하면, 습식 처리 챔버(3200)에서 현상 처리된 기판(W)에 대하여 세정 처리 없이 초임계 챔버(3500)에서 건조 처리되는 것으로 설명하였다. 그러나, 변형례로써, 습식 처리 챔버(3200)는 기판(W)의 비패턴면을 세정하는 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재를 더 포함할 수 있다. 이때, 세정액은 신너(Thinner)를 포함할 수 있다. 이 경우, 초임계 챔버(3500)는 기판(W) 상 잔류하는 신너를 건조 처리할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 습식 처리 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 12를 참고하면, 습식 처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대하여 현상액을 도포하여 기판(W)을 현상 처리할 수 있다. 하우징(미도시), 지지 유닛(3210), 처리액 공급 부재(3220), 회수 부재(3230)를 포함할 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)는 하우징은 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간을 제공할 수 있다.
지지 유닛(3210)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 지지 부재(3100)는 지지된 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 지지 유닛(3210)은 지지 플레이트(3211), 지지 핀(3212), 척 핀(3213), 회전축(3214), 그리고 회전 구동기(3215)를 포함할 수 있다. 지지 플레이트(3211)는 기판(W)과 동일 또는 유사한 형상의 상면을 가질 수 있다. 지지 플레이트(3211)의 상면에는 지지 핀(3212)과 척 핀(3213)이 제공될 수 있다. 지지 핀(3212)은 기판(W)의 저면을 지지할 수 있다. 지지 핀(3212)은 지지 플레이트(3211)의 상면으로부터 위로 돌출될 수 있다. 척 핀(3213)은 지지된 기판(W)을 고정할 수 있다. 척 핀(3213)은 지지된 기판(W)의 측부를 지지할 수 있다. 이를 통해, 회전하는 기판(W)이 회전력에 의해 측 방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 지지 플레이트(3212)의 하부에는 회전축(3214)이 연결될 수 있다. 회전축(3214)은 회전 구동기(3215)로부터 회전력을 전달받아 지지 플레이트(3211)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라 지지 플레이트(3211)에 안착된 기판(W)이 회전될 수 있다. 척 핀(3213)은 기판(W)이 정 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
공급 부재(3220)는 기판(W)에 처리액을 분사할 수 있다. 처리액은 현상액을 포함할 수 있다. 공급 부재(3220)는 노즐(3221), 노즐 바(3222), 노즐 축(3223) 그리고 노즐 축 구동기(3224)를 포함할 수 있다. 노즐(3221)은 지지 플레이트(3211)에 안착된 기판(W)에 현상액을 공급할 수 있다. 노즐(3221)은 노즐 바(3222)의 일단의 저면에 형성될 수 있다. 노즐 바(3222)는 노즐 축(3223)에 결합될 수 있다. 노즐 축(3223)은 승강 또는 회전할 수 있도록 제공될 수 있다. 노즐 축 구동기(3224)는 노즐 축(3223)을 승강 또는 회전시켜 노즐(3221)의 위치를 조절할 수 있다. 노즐(3221)은 현상액 공급 라인(미도시)과 연결될 수 있다. 현상액 공급 라인은 현상액 공급원(미도시)에 연결될 수 있다. 현상액 공급 라인에는 밸브가 설치될 수 있다.
회수 부재(3230)는 회수통(3231), 회수 라인(3232), 승강바(3233) 그리고 승강 구동기(3234)를 포함할 수 있다. 회수통(3231)은 지지 플레이트(3211)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 회수통(3231)은 복수로 제공될 수 있다. 복수의 회수통(3231)은 상부에서 볼 때 차례로 지지 플레이트(3211)로부터 멀어지는 링 형상으로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(3211)로부터 먼 거리에 있는 회수통(3231)일수록 그 높이가 높게 제공될 수 있다. 회수통(3231) 사이의 공간에는 기판(W)으로부터 비산되는 현상액이 유입되는 회수구(323ㅈ)가 형성될 수 있다. 회수통(3231)의 하면에는 회수 라인(3233)이 형성될 수 있다. 승강바(3234)는 회수통(3231)에 연결될 수 있다. 승강바(3231)는 승강 구동기(3235)로부터 동력을 전달받아 회수통(3231)을 상하로 이동시킬 수 있다. 승강바(3233)는 회수통(3231)이 복수인 경우 최외곽에 배치된 회수통(3231)에 연결될 수 있다. 승강 구동기(3235)는 승강바(3234)를 통해 회수통(3231)을 승강시켜 복수의 회수구(3232) 중 비산하는 처리액이 유입되는 회수구(3232)를 조절할 수 있다.
다른 실시예로, 습식 처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행할 수 있다. 이때, 습식 처리 챔버(3200)에서 토출되는 처리액은 세정액일 수 있다. 세정액은 케미컬(chemical), 순수(DIW), 그리고 유기 용제를 포함할 수 있다. 유기 용제는 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol, IPA)을 포함할 수 있다. 이 경우, 습식 처리 챔버(3200)의 노즐 부재(3220)는 케미컬 공급 부재, 순수 공급 부재, 유기 용제 공급 부재를 각각 포함할 수 있다. 습식 처리 챔버(3200)에서는 기판(W)의 패턴면을 세정할 수 있다. 이 경우, 기판 처리 장치는 열처리 챔버(3400)를 포함하지 않는다. 따라서, 습식 처리 챔버(3200)와 이면 세정 챔버(3300)는 서로 대응되는 수로 제공될 수 있다.
이면 세정 챔버(3300)는 기판(W)의 비패턴면을 세정할 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 반송 챔버(3100)의 일측에 배치될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 복수의 이면 세정 챔버(3300)를 포함할 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 열처리 챔버(3400)과 상하 방향으로 적층될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 반송 챔버(3100)를 사이에 두고 습식 처리 챔버(3200)와 마주하게 배치될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 인덱스 모듈(20)과 초임계 챔버(3500) 사이에 배치될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 초임계 챔버(3500)보다 적은 수로 제공될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 습식 처리 챔버(3200) 보다 적은 수로 제공될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 열처리 챔버(3400)와 대응되는 수로 제공될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 장치의 풋 프린트, 공정 효율 등을 고려하여 변경될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 이면 세정 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 이면 세정 챔버(3300)는 하우징(3310), 처리 용기(3320), 기판 지지 유닛(3330), 반전 유닛(3340), 세정 유닛(3350)을 포함할 수 있다.
하우징(3310)은 내부에 기판(W)의 비패턴면이 세정되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 처리 용기(3320)은 하우징(3310) 내부에 배치될 수 있다. 처리 용기(3320)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 기판(W)을 처리하기 위한 처리 공간을 제공할 수 있다. 처리 용기(3320)의 개구된 상면은 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공될 수 있다. 처리 용기(3320) 내측에는 기판 지지 유닛(3330)이 위치될 수 있다. 기판 지지 유닛(3330)은 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판을 회전시킬 수 있다.
기판 지지 유닛(3330)은 처리 용기(3320)의 내측에 설치될 수 있다. 기판 지지 유닛(3330)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 유닛(3330)은 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(3332)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 유닛(3330)는 스핀 헤드(3334), 지지축(3336), 구동부(3332)를 포함할 수 있다.
스핀 헤드(3334)는 원형의 상부면을 포함할 수 있다. 스핀 헤드(3334)의 하부에는 스핀 헤드(3334)를 지지하는 지지축(3336)이 연결될 수 있다. 지지축(3336)은 그 하단에 연결된 구동부(3332)에 의해 회전될 수 있다. 구동부(3332)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(3336)이 회전함에 따라 스핀 헤드(3334) 및 기판(W)이 회전될 수 있다.
반전 유닛(3340)은 처리 용기(3320)의 상부에 위치될 수 있다. 반전 유닛(3340)은 기판의 비패턴면이 위를 향하도록 기판(W)을 반전해서 스핀 헤드(3334)에 로딩시킬 수 있다. 반전 유닛(3340)은 피처리체인 기판(W)이 로딩되는 홀딩부(3342), 홀딩부(3342)를 반전시키기 위한 반전부(3344), 반전부(3344)를 승강시키기 위한 승강부(3346)를 포함할 수 있다. 이때, 반전부(3344)는 홀딩부(3342)를 180도 반전시키기 위한 것으로 모터와 같은 구동 장치(3348)가 사용될 수 있다. 승강부(3346)는 반전부(3344)를 수직 방향(지지축(3336)의 축방향과 나란한 방향)으로 승강시키기 위한 것으로, 실린더 또는 리니어 모터, 모터를 이용한 리드 스크류와 같은 직선 구동 장치가 사용될 수 있다.
반전 유닛(3340)의 홀딩부(3342)에는 반전하고자 하는 기판(W)뿐만 아니라 일시적으로 대기하고자 하는 기판(W)이 놓여질 수 있는 버퍼 기능을 동시에 수행할 수 있다.
세정 유닛(3350)은 반전 유닛(3340)에 의해 비패터면이 상부로 노출된 기판(W)에 대하여 세정 유체를 공급할 수 있다. 세정 유닛(3350)은 기판(W)의 비패턴면을 향하여 세정 유체를 토출할 수 있다. 다른 예로, 세정 유닛(3350)은 기판(W)의 비패턴면에 브러쉬 등을 사용하여 물리적 세정을 수행할 수 있다. 세정 유닛(3350)은 세정 유체를 토출하는 노즐(3352), 노즐(3352)을 지지하는 노즐 암(3354), 노즐 암(3354)을 지지하고 노즐암(3354)을 이동시키는 지지축(3356), 지지축(3356)에 구동력을 인가하는 구동부(3258)을 포함할 수 있다.
열처리 챔버(3400)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행할 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 반송 챔버(3100)의 일측에 배치될 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 복수의 열처리 챔버(3400)를 포함할 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 이면 세정 챔버(3300)과 상하 방향으로 적층될 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 반송 챔버(3100)를 사이에 두고 습식 처리 챔버(3200)와 마주하게 배치될 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 인덱스 모듈(20)과 초임계 챔버(3500) 사이에 배치될 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 초임계 챔버(3500)보다 적은 수로 제공될 수 있다. 이면 세정 챔버(3300)는 습식 처리 챔버(3200) 보다 적은 수로 제공될 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 이면 세정 챔버(3300)와 대응되는 수로 제공될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 장치의 풋 프린트, 공정 효율 등을 고려하여 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평단면도이고, 도 9은 도 8의 열처리 챔버의 정단면도이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 열처리 챔버(3400)는 하우징(3410), 냉각 유닛(3420), 가열 유닛(3430), 그리고 반송 플레이트(3440)를 포함할 수 있다. 열처리 챔버(3400)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행할 수 있다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다.
하우징(3410)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공될 수 있다. 하우징(3410)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3420), 가열 유닛(3430), 그리고 반송 플레이트(3440)는 하우징(3410) 내에 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3420) 및 가열 유닛(3430)은 Y축 방향(14)을 따라 나란히 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3420)은 가열 유닛(3430)에 비해 반송 챔버(3100)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3420)은 냉각판(3422)을 포함할 수 있다. 냉각판(3422)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3422)에는 냉각부재(3424)가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3424)는 냉각판(3422)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3430)은 가열판(3432), 커버(3434), 그리고 히터(3433)를 포함할 수 있다. 가열판(3432)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 포함할 수 있다. 가열판(3432)은 기판(W)보다 큰 직경을 포함할 수 있다. 가열판(3432)에는 히터(3433)가 설치될 수 있다. 히터(3433)는 전류가 인가되는 발열저항체로 제공될 수 있다. 가열판(3432)에는 Z축 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(3438)들이 제공될 수 있다. 리프트 핀(3438)은 가열 유닛(3430) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열판(3432) 상에 내려놓거나 가열판(3432)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(3430) 외부의 반송 수단으로 인계할 수 있다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(3438)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(3434)는 내부에 하부가 개방된 공간을 포함할 수 있다. 커버(3434)는 가열판(3432)의 상부에 위치되며 구동기(3436)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 커버(3434)가 가열판(3432)에 접촉되면, 커버(3434)와 가열판(3432)에 의해 둘러싸인 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공될 수 있다.
반송 플레이트(3440)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 포함할 수 있다. 반송 플레이트(3440)의 가장자리에는 노치(3444)가 형성될 수 있다. 노치(3444)는 상술한 반송 로봇(3120)의 핸드(A)에 형성된 돌기(3129)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3444)는 핸드(A)에 형성된 돌기(3129)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3129)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 핸드(A)와 반송 플레이트(3440)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(A)와 반송 플레이트(3440)의 상하 위치가 변경하면 핸드(A)와 반송 플레이트(3440) 간에 기판(W)의 전달이 이루어질 수 있다. 반송 플레이트(3440)는 가이드 레일(3449) 상에 장착되고, 구동기(3446)에 의해 가이드 레일(3449)을 따라 이동될 수 있다. 반송 플레이트(3440)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3442)이 복수 개 제공될 수 있다. 가이드 홈(3442)은 반송 플레이트(3440)의 끝단에서 반송 플레이트(3440)의 내부까지 연장될 수 있다. 가이드 홈(3442)은 그 길이 방향이 Y축 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3442)들은 X축 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치될 수 있다. 가이드 홈(3442)은 반송 플레이트(3440)와 가열 유닛(3430) 간에 기판(W)의 인수 인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3440)와 리프트 핀이 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 가열 유닛(3430) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3440)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3422)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3440)는 열전달율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3440)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
초임계 챔버(3500)는 기판(W)에 초임계 유체를 공급하여 기판(W)을 처리한다. 일 예로, 초임계 챔버(3500)는 기판(W)에 초임계 유체를 공급하여 기판(W)을 건조 처리할 수 있다. 초임계 챔버(3500)는 습식 처리 챔버(3200)에서 처리된 기판(W)에대 건조 공정을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 초임계 챔버(3500)는 습식 처리 챔버(3200)에서 현상 처리된 기판(W)에 대해 건조 공정을 수행할 수 있다. 이때, 초임계 챔버(3500)에서는 기판(W)에 잔류된 현상액을 건조할 수 있다. 일 실시예에서, 초임계 챔버(3500)는 습식 처리 챔버(3200)에서 세정 처리된 기판(W)에 대해 건조 공정을 수행할 수 있다. 이때, 초임계 챔버(3500)에서는 기판(W)에 잔류하는 유기 용제를 건조할 수 있다.
초임계 챔버(3500)는 반송 챔버(3100)의 양측에 배치될 수 있다. 초임계 챔버(3500)는 복수의 초임계 챔버(3500)를 포함할 수 있다. 복수의 초임계 챔버(3500)는 서로 상하 방향으로 적층될 수 있다. 초임계 챔버(3500)는 제2방향(14)으로 습식 처리 챔버(3200), 이면 세정 챔버(3300), 열처리 챔버(3400)보다 외측에 배치될 수 있다. 반송 챔버(3100)의 일측 및 타측에 각각 배치되는 초임계 챔버(3500)는 상부에서 바라볼 때 반송 챔버(3100)를 기준으로 서로 대향되게 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 장치의 풋 프린트, 공정 효율 등을 고려하여 변경될 수 있다.
종래에는 현상 처리 이후 기판(W)을 건조하는 경우, 기판(W)을 회전시켜 건조하는 스핀 건조 방식을 사용하였다. 그러나, 기판에 형성되는 패턴이 미세해짐에 따라, 기존의 스핀 건조 방식은 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 발생시킨다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)에 대하여 현상 처리를 수행한 이후, 곧바로 기판(W)에 현상액 또는 세정액이 잔류한 상태로 초임계 챔버(3500)로 기판(W)이 반송된다. 초임계 챔버(3500)에서는 초임계 유체를 기판에 공급하여 건조 처리 하므로, 상술한 리닝(Leaning) 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 기판(W)에 현상액 또는 세정액이 잔류된 상태로 기판(W)이 반송되므로, 기판이 반송되는 도중 건조되어 품질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 초임계 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다.
초임계 챔버(3500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 초임계 챔버(3500)는 바디(3520), 지지체(3540), 유체 공급 유닛(3560), 그리고 차단 플레이트(3580)를 가진다. 바디(3520)는 건조 공정이 수행되는 내부 공간(3502)을 제공한다. 바디(3520)는 상체(3522, upper body)와 하체(3524, lower body)를 가지며, 상체(3522)와 하체(3524)는 서로 조합되어 상술한 내부 공간(3502)을 제공한다. 상체(3522)는 하체(3524)의 상부에 제공된다. 상체(3522)는 그 위치가 고정되고, 하체(3524)는 실린더와 같은 구동부재(3590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(3524)가 상체(3522)로부터 이격되면 내부 공간(3502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하체(3524)가 상체(3522)에 밀착되어 내부 공간(3502)이 외부로부터 밀폐된다. 건조 챔버(3500)는 히터(3570)를 가진다. 일 예에 의하면, 히터(3570)는 바디(3520)의 벽 내부에 위치된다. 히터(3570)는 바디(3520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(3520)의 내부 공간(3502)을 가열한다. 지지체(3540)는 바디(3520)의 내부 공간(3502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 지지체(3540)는 고정 로드(3542)와 거치대(3544)를 가진다. 고정 로드(3542)는 상체(3522)의 저면으로부터 아래로 돌출되도록 상체(3522)에 고정 설치된다. 고정 로드(3542)는 그 길이방향이 상하 방향으로 제공된다. 고정 로드(3542)는 복수 개 제공되며 서로 이격되게 위치된다. 고정 로드(3542)들은 이들에 의해 둘러싸인 공간으로 기판(W)이 반입 또는 반출될 때, 기판(W)이 고정 로드(3542)들과 간섭하지 않도록 배치된다. 각각의 고정 로드(3542)에는 거치대(3544)가 결합된다. 거치대(3544)는 고정 로드(3542)의 하단으로부터 고정 로드(3542)들에 의해 둘러싸인 공간을 향하는 방향으로 연장된다. 상술한 구조로 인해, 바디(3520)의 내부 공간(3502)으로 반입된 기판(W)은 그 가장자리 영역이 거치대(3544) 상에 놓이고, 기판(W)의 상면 전체 영역, 기판(W)의 저면 중 중앙 영역, 그리고 기판(W)의 저면 중 가장자리 영역의 일부는 내부 공간(3502)으로 공급된 건조용 유체에 노출된다. 유체 공급 유닛(3560)은 바디(3520)의 내부 공간(3502)으로 건조용 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 건조용 유체는 초임계 상태로 내부 공간(3502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 건조용 유체는 가스 상태로 내부 공간(3502)으로 공급되고, 내부 공간(3502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다. 일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(3560)은 메인 공급 라인(3562), 상부 분기 라인(3564), 그리고 하부 분기 라인(3566)을 가진다. 상부 분기 라인(3564)과 하부 분기 라인(3566)은 메인 공급 라인(3562)으로부터 분기된다. 상부 분기 라인(3564)은 상체(3522)에 결합되어 지지체(3540)에 놓인 기판(W)의 상부에서 건조용 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 상부 분기 라인(3564)은 상체(3522)의 중앙에 결합된다. 하부 분기 라인(3566)은 하체(3524)에 결합되어 지지체(3540)에 놓인 기판(W)의 하부에서 건조용 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 하부 분기 라인(3566)은 하체(3524)의 중앙에 결합된다. 하체(3524)에는 배기 라인(3550)이 결합된다. 바디(3520)의 내부 공간(3502) 내의 초임계 유체는 배기 라인(3550)을 통해서 바디(3520)의 외부로 배기된다. 바디(3520)의 내부 공간(3502) 내에는 차단 플레이트(3580)(blocking plate)가 배치될 수 있다. 차단 플레이트(3580)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 차단 플레이트(3580)는 바디(3520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(3582)에 의해 지지된다. 지지대(3582)는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개
가 배치된다. 상부에서 바라볼 때 차단 플레이트(3580)는 하부 분기 라인(3566)의 토출구 및 배기 라인(3550)의 유입구와 중첩되도록 제공될 수 있다. 차단 플레이트(3580)는 하부 분기 라인(3566)을 통해서 공급된 건조용 유체가 기판(W)을 향해 직접 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
버퍼 챔버(3600)는 복수 개로 제공될 수 있다. 버퍼 챔버들(3600) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 반송 챔버(3100) 사이에 배치될 수 있다. 이하, 이들 버퍼 챔버를 전단 버퍼(3602)(front buffer)라 칭한다. 전단 버퍼들(3602)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 버퍼 챔버들(3602, 3604) 중 다른 일부는 반송 챔버(3100)보다 제2방향(12)으로 외측에 배치될 수 있다 이하. 이들 버퍼 챔버를 후단 버퍼(3604)(rear buffer)라 칭한다. 후단 버퍼들(3604)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치될 수 있다. 전단 버퍼들(3602) 및 후단 버퍼들(3604) 각각은 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관할 수 있다. 전단 버퍼(3602)에 보관된 기판(W)은 인덱스 로봇(2200) 및 반송 로봇(3120)에 의해 반입 또는 반출될 수 있다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3120)에 의해 반입 또는 반출될 수 있다.
기판 처리 장치는 반송 유닛을 제어하는 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는 기판(W)이 습식 처리 챔버(3200)로 반입된 후 초임계 챔버(3500)로 반입되도록 반송 유닛을 제어할 수 있다. 기판(W)은 습식 처리 챔버(3200)에서 현상액에 의해 현상 처리되고, 기판(W)은 초임계 챔버(3500)에서 기판(W) 상에 잔류하는 현상액이 제거될 수 있다.
다른 실시예에서, 제어기는 제어기는 기판(W)이 습식 처리 챔버(3200)로 반입된 후 초임계 챔버(3500)로 반입되도록 반송 유닛을 제어할 수 있다. 이 경우, 기판(W)은 습식 처리 챔버(3200)에서 기판(W)의 패턴면이 세정 처리되고, 기판(W)은 초임계 처리 챔버(3500)에서 기판(W) 상에 잔류하는 유기 용제가 제거될 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하며 본 발명에 따른 기판 처리 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 일시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 13은 습식 처리 챔버(3200)에서 현상 처리 공정이 진행될 경우의 기판 처리 방법을 도시한 것이고, 도 14는 습식 처리 챔버(3200)에서 세정 공정이 진행될 경우의 기판 처리 방법을 도시한 것이다.
도 13을 참고하면, 기판 처리 방법은 이면 세정 챔버(3300)로 기판(W)을 투입하는 단계(S100), 기판(W)의 비패턴면을 세정하는 이면 세정 단계(S200), 기판(W)에 현상액을 공급하여 액 처리하는 현상 처리 단계(S300), 기판(W)에 초임계 유체를 공급하여 초임계 처리하는 초임계 처리 단계(S400), 기판(W)에 열처리를 수행하는 열처리 단계(S500) 및 기판(W)을 배출하는 단계(S600)를 포함할 수 있다. 이‹š, 현상 처리 단계(S300)는 초임계 처리 단계(S400) 이전에 수행되고, 이면 세정 단계(S200)는 초임계 처리 단계(S400) 이전에 수행될 수 있다.
도 14를 참고하면, 기판 처리 방법은 이면 세정 챔버(3300)로 기판(W)을 투입하는 단계(S100), 기판(W)의 비패턴면을 세정하는 이면 세정 단계(S200), 기판(W)에 세정액을 공급하여 액 처리하는 세정 처리 단계(S300), 기판(W)에 초임계 유체를 공급하여 초임계 처리하는 초임계 처리 단계(S400), 및 기판(W)을 배출하는 단계(S600)를 포함할 수 있다. 이때, 세정 처리 단계(S300)는 초임계 처리 단계(S400) 이전에 수행되고, 이면 세정 단계(S200)는 초임계 처리 단계(S400) 이전에 수행될 수 있다.
도 13 및 도 14에서는 이면 세정 단계(S200)가 습식 처리 단계(S300)보다 먼저 수행되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이면 세정 단계(S200)가 습식 처리 단계(S300) 사이에 순서는 중요하지 않을 수 있다. 즉, 습식 처리 단계(S300)가 이면 세정 단계(S200)보다 먼저 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 현상 처리를 효율적으로 수행할 수 있는 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 패턴들이 무너지거나 휘어지는 리닝(Leaning) 현상을 방지할 수 있는 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 현상 공정 그리고 초임계 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치의 플랫폼(Platform)을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판의 비패턴면 세정이 가능한 기판 처리 장치의 플랫폼을 제공할 수 있다. 또한, 기판의 비패턴면에 오염물로 인한 역오염의 발생을 방지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치와 비교예에 따른 기판 처리 장치의 파티클 정도를 도시한 그래프이다. 도 15의 A는 비패턴면이 오염된 기판(W)의 초임계 공정시 파티클 발생 정도를 나타내고, 도 15의 B는 비패턴면의 세정 처리 후 기판(W)의 초임계 공정시 파티클 발생 정도를 나타낸다. 실험은 6개의 기판 각각에 대하여 수행되었다. 도 15를 참고하면, 초임계 공정 전에 기판의 비패턴면에 대하여 세정 처리 공정을 진행한 경우, 비패턴면에 대하여 세정 처리 공정을 진행하지 않은 경우에 비하여 오염 발생 정도가 현저히 줄어든 것을 확인할 수 있다. 초임계 공정의 경우, 일반적으로 기판의 전면, 즉 패턴면과 비패턴면에 대하여 수행되므로, 비패턴면이 초임계 유체에 노출되도록 지지된다. 이때, 기판의 비패턴면에서 발생된 파티클, 오염물들이 초임계 유체의 유동에 따라 기판의 패턴면으로 올라오면서 기판을 오염시키는 문제가 발생된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상술한 문제를 해소할 수 있는 현저한 효과가 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.
3100: 반송 챔버
3200: 습식 처리 챔버
3300: 이면 세정 챔버
3400: 열처리 챔버
3500: 초임계 챔버
3600: 버퍼 챔버

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    상기 기판의 비패턴면을 세정 처리하는 이면 세정 챔버와;
    처리액을 공급하여 상기 기판을 액 처리하는 습식 처리 챔버와;
    초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 처리 챔버와;
    상기 이면 세정 챔버, 상기 습식 처리 챔버 및 상기 초임계 처리 챔버 사이에서 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 대하여 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이면 세정 챔버는,
    내부에 처리 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
    상기 기판의 상기 비패턴면이 위를 향하도록 상기 기판을 반전시키는 반전 유닛; 및
    상기 기판 지지 유닛에 반전된 상태로 지지되는 상기 기판의 상기 비패턴면을 세정하는 세정 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 처리액은 현상액을 포함하고,
    상기 습식 처리 챔버는,
    상기 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 상기 현상액을 공급하는 현상액 공급 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 습식 처리 챔버는 상기 기판의 상기 비패턴면을 세정하는 세정액을 공급하는 세정액 공급 부재를 더 포함하고,
    상기 세정액은 신너(Thinner)를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 습식 처리 챔버는 상기 현상액을 상기 기판의 패턴면으로 공급하여 상기 기판을 처리하고,
    상기 반송 유닛은 상기 습식 처리 챔버에서 처리가 완료된 상기 기판을 상기 초임계 처리 챔버로 반송하고,
    상기 초임계 처리 챔버는 상기 기판 상에 잔류하는 상기 현상액을 제거하고,
    상기 반송 유닛은 상기 현상액이 제거된 상기 기판을 상기 열처리 챔버로 반입하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 기판이 상기 습식 처리 챔버로 반입된 후 상기 초임계 처리 챔버로 반입되도록 상기 반송 유닛을 제어하고,
    상기 기판은 상기 습식 처리 챔버에서 상기 처리액에 의해 액 처리되고,
    상기 기판은 상기 초임계 처리 챔버에서 상기 기판 상에 잔류하는 상기 처리액이 제거되는 기판 처리 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 습식 처리 챔버는 상기 반송 챔버의 일측에 배치되고,
    상기 이면 세정 챔버와 상기 열처리 챔버는 상기 반송 챔버의 타측에 배치되고,
    상기 초임계 처리 챔버는 상기 반송 챔버의 양측에 배치되고,
    상기 이면 세정 챔버와 상기 열처리 챔버는 상하로 적층되어 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초임계 처리 챔버는,
    내부에 처리 공간을 가지는 하우징과;
    상기 처리 공간에서 상기 기판의 가장자리 영역을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 처리 공간으로 상기 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 더 포함하고,
    상기 지지 유닛은 상기 기판의 패턴면과 상기 기판의 비패턴면이 상기 처리 공간에 노출되도록 상기 기판의 가장자리 영역을 지지하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 처리액은 케미컬을 포함하고,
    상기 습식 처리 챔버는,
    상기 기판에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬 공급 부재와,
    상기 기판에 순수를 제공하는 순수 공급 부재와,
    상기 기판에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반송 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 기판이 상기 습식 처리 챔버로 반입된 후 상기 초임계 처리 챔버로 반입되도록 상기 반송 유닛을 제어하고,
    상기 기판은 상기 습식 처리 챔버에서 상기 기판의 패턴면이 세정 처리되고,
    상기 기판은 상기 초임계 처리 챔버에서 상기 기판 상에 잔류하는 상기 유기 용제가 제거되는 기판 처리 장치.
  12. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    상기 기판이 수납되는 용기를 포함하는 인덱스 모듈과;
    상기 기판에 공정을 수행하는 처리 모듈을 포함하고,
    상기 처리 모듈은,
    상기 기판을 일시적으로 보관하는 버퍼 챔버와;
    상기 기판의 비패턴면을 세정하는 이면 세정 챔버와;
    상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버와;
    현상액을 공급하여 상기 기판을 현상 처리하는 습식 처리 챔버와;
    초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 처리하는 초임계 처리 챔버와;
    상기 이면 세정 챔버, 상기 습식 처리 챔버 및 상기 초임계 처리 챔버 사이에서 상기 기판을 반송하는 반송 유닛을 가지는 반송 챔버를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판에 대하여 열처리 공정을 수행하는 열처리 챔버를 더 포함하고,
    상기 습식 처리 챔버는,
    상기 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 지지 유닛에 지지된 상기 기판으로 상기 현상액을 공급하는 현상액 공급 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 반송 유닛은 상기 습식 처리 챔버에서 처리가 완료된 상기 기판을 상기 초임계 처리 챔버로 반송하고,
    상기 초임계 처리 챔버는 상기 기판 상에 잔류하는 상기 현상액을 제거하고,
    상기 반송 유닛은 상기 현상액이 제거된 상기 기판을 상기 열처리 챔버로 반입하는 기판 처리 장치.
  15. 제1항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판의 비패턴면을 세정하는 이면 세정 단계;
    상기 기판에 처리액을 공급하여 액 처리하는 액 처리 단계; 및
    상기 기판에 초임계 유체를 공급하여 초임계 처리하는 초임계 처리 단계를 포함하고,
    상기 액 처리 단계는 상기 초임계 처리 단계 이전에 수행되고,
    상기 이면 세정 단계는 상기 초임계 처리 단계 이전에 수행되는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초임계 처리 단계는,
    상기 기판에 잔류하는 상기 처리액을 제거하는 건조 처리인 기판 처리 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 처리액은 현상액을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 초임계 처리 단계 이후에 상기 기판에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 액 처리 단계는,
    상기 기판에 상기 현상액을 공급하는 현상 처리 단계와,
    상기 현상 처리 이후 상기 기판에 세정액을 공급하는 세정 처리 단계를 포함하고,
    상기 초임계 처리 단계는,
    상기 기판 상에 잔류하는 상기 세정액을 건조하는 기판 처리 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 액 처리 단계는,
    상기 기판에 케미컬을 공급하는 케미컬 처리 단계;
    상기 기판에 순수를 공급하여 상기 기판에 잔류하는 상기 케미컬을 세정하는 린스 단계; 및
    상기 기판에 유기 용제를 공급하여 상기 기판에 잔류하는 상기 순수를 상기 유기 용제로 치환하는 유기 용제 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 초임계 처리 단계는,
    상기 기판에 잔류하는 상기 유기 용제를 제거하는 건조 처리인 기판 처리 방법.
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