KR20220093563A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20220093563A
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장호진
서경진
박재훈
이대운
윤교상
김기훈
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 예에서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와; 처리 공간 내에 제공되며 기판을 지지 하는 지지 유닛; 및 지지 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지 플레이트와; 지지 플레이트에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재와; 지지 플레이트 상에서 기판을 제1위치와 제2위치 간으로 승하강시키는 리프트 핀; 및 리프트 핀을 구동하는 구동 부재를 포함하고, 제어기는, 기판을 제1위치에서 제1시간 동안 가열하고 이후에 기판을 제2위치에서 제2시간 동안 가열하도록 지지 유닛을 제어할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND MEHTOD FOR TREATING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 가열 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 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. 각각의 공정은 서로 상이한 장치에서 진행되며, 기판 처리 장치에 구비된 로봇은 기판을 각각의 장치 간에 반송한다. 또한 각각의 장치에는 로봇으로부터 기판을 인수받거나 인계하는 핀 어셈블리가 제공된다. 이때 핀 어셈블리에는 기판을 로봇으로부터 인수받거나 로봇으로 인계하기 위한 리프트 핀이 제공된다.
기판 상에 액막을 형성한 후에는 기판을 가열하는 베이크 공정이 진행된다. 베이크 공정은 상온에 비해 매우 높은 온도에서 진행되며, 이를 위해 기판을 가열하는 히터가 이용된다. 히터는 기판을 지지하는 지지 플레이트 내에 제공된다. 지지 플레이트에는 이를 상하방향으로 관통하는 핀홀들이 형성된다. 핀홀들 각각에는 리프트 핀이 제공되며, 이는 승하강 이동하여 기판을 지지 플레이트에 안착시킨다. 기판이 지지 플레이트에 안착된 뒤에는, 지지 플레이트 상에 제공되어 기판의 측방향 이동을 방지하는 가이드 핀과 같은 부재에 의해 움직임이 방지된다.
다만, 기판 상에 액막이 미처 마르지 않은 채 베이크 공정이 시작되어 액막이 기판의 외측으로 흐르는 문제가 있다. 기판 밖으로 흐른 액막은 지지 플레이트에 제공된 가이드 핀과 같은 부재를 오염시킨다. 반복된 공정으로 가이드 핀이 계속해서 오염되면 기판이 원하는 위치에 안착되지 못하는 문제가 있다.
본 발명은, 지지 유닛의 오염을 방지하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 기판을 베이크 처리하기 전에 액막을 건조시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 예에서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와; 처리 공간 내에 제공되며 기판을 지지 하는 지지 유닛; 및 지지 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지 플레이트와; 지지 플레이트에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재와; 지지 플레이트 상에서 기판을 제1위치와 제2위치 간으로 승하강시키는 리프트 핀; 및 리프트 핀을 구동하는 구동 부재를 포함하고, 제어기는, 기판을 제1위치에서 제1시간 동안 가열하고 이후에 기판을 제2위치에서 제2시간 동안 가열하도록 지지 유닛을 제어할 수 있다.
일 예에서, 제1위치는 제2위치보다 지지 플레이트로부터 먼 위치로 제공될 수 있다.
일 예에서, 제2시간은 제1시간 보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
일 예에서, 지지 유닛은, 제2위치에서 기판을 지지하는 프록시미티 핀을 더 포함할 수 있다.
일 예에서, 지지 유닛은, 지지 플레이트에 놓인 기판의 외주면을 감싸도록 제공되는 가이드 핀을 더 포함할 수 있다.
일 예에서, 기판은 처리 공간 내에서 베이크 처리될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 예에서, 기판 처리 방법은, 액이 도포된 기판을 지지 유닛 상에서 가열 처리하되, 기판을 제1위치에서 제1시간 동안 가열하는 제1가열 단계; 및 제1가열 단계 이후에 기판을 제2위치에서 제2시간 동안 가열하는 제2가열 단계를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1위치는 제2위치보다 지지 유닛으로부터 먼 위치로 제공될 수 있다.
일 예에서, 제2시간은 제1시간 보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
일 예에서, 기판의 처리는 베이크 처리일 수 있다.
일 예에서, 액은 고점도의 액일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 리프트 핀의 동작 시 스퀴즈 이펙트가 발생되는 것을 최소화되는 이점이 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 열처리 챔버의 평면도이다.
도 6은 도 3의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 유닛의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지 유닛을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 9 내지 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 순차적으로 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 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 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 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 1의 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 3을 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 포토 레지스트막 또는 반사 방지막일 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 기판(W)을 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.
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.
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)라칭한다. 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 제공된다. 다만, 현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판(W)을 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, 3424)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, 3424)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.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4를 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 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 3의 열처리 챔버의 정면도이다. 도 5 및 도 6을 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 기판(W)을 상온보다 높은 온도로 가열하는 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(3230)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다.
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, 3424)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 반송 플레이트(3240) 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.
이하, 본 발명의 지지 유닛(1300)은 베이크 처리를 수행하는 열처리 챔버(3200) 내에 제공되는 것으로 설명한다. 그러나, 이와 달리 본 발명의 지지 유닛(1300)은 기판을 처리하기 위해 기판을 지지하는 수단을 갖는 다른 처리 장치에도 이용될 수 있다.
도 7는 도 6의 가열 유닛을 보여주는 단면도이고, 도 8은 지지 유닛을 상부에서 바라본 평면도이다. 도 7 내지 도 8을 참조하면, 가열 유닛(3230)은 챔버(1120), 지지 유닛(1300), 리프트 핀(1340), 구동 부재(1346), 가열 부재(1420), 그리고 제어기(1500)를 포함한다. 챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다.
지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(1300)은 지지 플레이트(1320), 리프트 핀(1340), 구동 부재(1346), 프록시미티 핀(1350), 가이드 핀(1600), 가열 부재(1420) 그리고 가이드 핀(1600)을 포함한다. 지지 플레이트(1320)는 히터 유닛(1400)으로부터 발생된 열을 기판(W)으로 전달한다. 일 예에서, 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 안착면으로 기능한다. 안착면에는 복수의 리프트 홀(1341)들이 형성된다.
리프트 핀(1340)은 지지 플레이트(1320) 상에서 기판(W)을 승하강시킨다. 일 예에서, 리프트 핀(1340)은 복수 개로 제공되며, 각각은 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 제공된다. 리프트 핀(1340)은 단일의 플레이트(1342)에 장착될 수 있다. 각각의 리프트 홀(1341)에는 리프트 핀(1340)이 위치된다.
구동 부재(1346)는 각각의 리프트 핀들(1342)을 승강 위치와 하강 위치 간에 이동시킨다. 여기서 승강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면보다 높은 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면과 동일하거나 이보다 낮은 위치로 정의한다. 일 예에서, 구동 부재(1346)은 리프트 핀(1340)을 제1위치와 제2위치 간으로 승하강시킨다. 일 예에서, 제1위치는 제2위치보다 지지 플레이트(1320)으로부터 먼 위치로 제공된다. 일 예에서, 제1위치는 리프트 핀(1340)이 반송 플레이트(3240)로부터 기판(W)을 인수받기 위해 승강한 위치이다. 일 예에서, 제2위치는 기판(W)을 프록시미티 핀(1350) 상에 놓기 위해 기프트 핀(1340)이 하강한 위치이다. 즉, 제2위치에서 기판(W)이 프록시미티 핀(1350) 상에 놓인다. 일 예예서, 구동 부재(1346)는 챔버(1100)의 외부에 위치될 수 있다. 일 예에서, 구동 부재(1346)는 모터일 수 있다.
프록시미티 핀(1350)은 기판(W)이 지지 플레이트(1320)에 직접적으로 접촉되는 것을 방지한다. 프록시미티 핀(1350)은 리프트 핀(1340)과 평행한 길이 방향을 가지는 핀 형상으로 제공된다. 프록시미티 핀(1350)은 복수 개로 제공된다. 일 예에서, 각각은 지지 플레이트(1320)의 안착면에 고정 설치된다. 프록시미티 핀(1350)은 안착면으로부터 위로 돌출되게 위치된다. 프록시미티 핀(1350)의 상단은 기판(W)의 저면에 직접 접촉되는 접촉면으로 제공되며, 접촉면은 위로 볼록한 형상을 가진다. 이에 따라 프록시미티 핀(1350)과 기판(W) 간의 접촉 면적을 최소화할 수 있다.
가이드 핀(1600)은, 지지 플레이트(1320) 상에 놓이는 기판(W)의 로딩 위치를 가이드해준다. 이에, 지지 플레이트(1320) 상에서 기판(W)이 처리되는 동안 기판(W)이 기 설정된 위치에서 벗어나는 것을 방지한다. 예컨대, 가이드 핀(1600)은 기판(W)이 지지 플레이트(1320)의 안착면과 나란한 방향으로 이동되는 것을 방지한다. 일 예에서, 가이드 핀(1600)은 지지 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)의 외주면을 따라 배치된다. 가이드 핀(1600)은 기판(W)의 외주면과 접촉 가능하게 제공되거나 또는 기판(W)의 외주면과 소정의 간격을 두고 배치된다. 일 예에서, 가이드 핀(1600)은 링 형상으로 제공된다. 선택적으로, 가이드 핀(1600)은 리프트 핀(1340) 또는 프록시미티 핀(1350)과 마찬 가지로 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 복수 개 제공될 수 있다.
가열 부재는, 지지 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)을 가열 처리한다. 일 예에서 가열 부재는 복수 개의 히터들(1420)으로 제공된다. 일 예에서, 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)보다 아래에 위치된다. 히터들(1420)은 각각 지지 플레이트(1320) 내에 위치된다. 선택적으로 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 일 예에서, 각 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다.
이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 기판 처리 방법에 대해 자세히 서술한다. 도 9는 본 발명의 기판 처리 방법의 순서도이고, 도 10 내지 도 11은 본 발명의 기판 처리 방법에 따라 기판을 처리하는 방법을 순서대로 나열한 도면이다. 제어기(1500)는 본 발명의 기판 처리 방법을 수행하기 위해 구동 부재(1346) 그리고 가열 부재를 제어한다. 기판(W)을 처리하는 동안, 리프트 핀(1340)은 리프트 홀(1341) 내에 위치된다. 또한, 리프트 핀(1340)은 기판(W)을 열처리 챔버(3200)로부터 반출하거나, 냉각 유닛(3220)으로 반송하기 위해 기판(W)을 지지 플레이트(1320)의 안착면 밖으로 돌출된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 기판 처리 방법은 제1 가열 단계(S10)와 제2 가열 단계(S20)를 포함한다. 일 예에서, 본 발명의 기판 처리 방법은, 기판(W) 상에 포토 레지스트 액을 도포한 후 기판(W)을 베이크 처리하는 것이다. 일 예에서, 기판(W) 상에 도포된 포토 레지스트 액은 고점도 액이다.
제1 가열 단계(S10)에서, 도 10에 도시된 바와 같이 기판(W)을 제1위치에서 제1시간 동안 가열한다. 예컨대, 제1위치는 기판(W)이 지지 플레이트(1320)의 안착면으로부터 D1 만큼 이격된 위치이다. 제1 가열 단계(S10) 이후에 제2 가열 단계(S20)가 시작된다. 제1 가열 단계(S10)가 완료되면, 기판(W)을 지지 플레이트(1320)의 안착면으로부터 D2만큼 이격된 위치로 하강시킨다. 예컨대, 기판(W)을 지지 플레이트(1320)의 안착면으로부터 D2만큼 이격된 거리를 제2위치라 칭한다. 일 예에서, 제2위치는 기판(W)이 프록시미티 핀(1350)에 놓인 위치이다. 기판(W)이 제2위치에 놓이면 기판(W)을 제2시간 동안 가열한다. 일 예에서, 제2시간은 제1시간보다 25배 내지 35배 긴 시간으로 제공된다. 예컨대, 제1시간은 3초 내지 7초이고, 제2시간은 125초 내지 175초로 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판을 베이크 처리할 시에, 반송 플레이트로부터 기판을 리프트 핀에 승계한 상태에서 기판을 가열한다. 즉, 본 발명은 기판을 지지 플레이트(1320)에 안착시키기 이전에 제1위치에서 기판을 가열한다. 이에 제1위치에서 기판 상에 액막이 건조되고, 이후에 기판을 제2위치로 하강하여 베이크 처리할 시에 기판의 밖으로 액이 흘러나와 기판 주변의 부재를 오염시키는 것을 방지한다.
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.
1300: 지지 유닛
1320: 지지 플레이트
1340: 리프트 핀
1346: 구동 부재

Claims (11)

  1. 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간 내에 제공되며 기판을 지지 하는 지지 유닛; 및
    상기 지지 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    상기 기판이 놓이는 지지 플레이트와;
    상기 지지 플레이트에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재와;
    상기 지지 플레이트 상에서 상기 기판을 제1위치와 제2위치 간으로 승하강시키는 리프트 핀; 및
    상기 리프트 핀을 구동하는 구동 부재를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판을 상기 제1위치에서 제1시간 동안 가열하고 이후에 상기 기판을 상기 제2위치에서 제2시간 동안 가열하도록 상기 지지 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1위치는 상기 제2위치보다 상기 지지 플레이트로부터 먼 위치로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2시간은 상기 제1시간 보다 긴 시간으로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 제2위치에서 상기 기판을 지지하는 프록시미티 핀을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 지지 플레이트에 놓인 상기 기판의 외주면을 감싸도록 제공되는 가이드 핀을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판은 상기 처리 공간 내에서 베이크 처리되는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    액이 도포된 기판을 지지 유닛 상에서 가열 처리하되,
    상기 기판을 제1위치에서 제1시간 동안 가열하는 제1가열 단계; 및
    상기 제1가열 단계 이후에 상기 기판을 제2위치에서 제2시간 동안 가열하는 제2가열 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1위치는 상기 제2위치보다 상기 지지 유닛으로부터 먼 위치로 제공되는 기판 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2시간은 상기 제1시간 보다 긴 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 베이크 처리인 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액은 고점도의 액인 기판 처리 방법.
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