KR20230017430A

KR20230017430A - 공조 장치 및 그것을 갖는 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20230017430A
Application number: KR1020210098884A
Authority: KR
Inventors: 엄기상; 강종화; 이우람; 박동운
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-02-06

Abstract

본 발명은, 공조 장치를 제공한다. 일 예에서, 공조 장치는, 일측에 공기가 유입되는 유입구를 갖고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 다운 플로우되는 개구부들을 갖는 케이스; 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 내부 공간에 균일하게 제공되도록 상기 내부공간을 구획하는 격벽을 포함하되; 상기 격벽은 공기가 상기 케이스의 내부공간에서 선회하는 유로를 제공할 수 있다. 하는 공조 장치.

Description

공조 장치 및 그것을 갖는 기판 처리 장치{AIR CONDITIONER AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE THE SAME}

본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 포토 리소그래피, 에칭, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 패턴을 형성하기 위해 수행되는 포토 리소그래피 공정은 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.

포토리소그래피 공정은 실리콘으로 이루어진 반도체 기판 상에 포토레지스트패턴을 형성하기 위해 수행된다. 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 코팅 및 소프트 베이크 공정, 포토레지스트 막으로부터 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 및 현상 공정, 상기 포토레지스트 막 또는 패턴의 에지 부위를 제거하기 위한 에지 비드 제거(edge bead removal; 이하 'EBR'라 한다) 공정 및 에지 노광(edgeexposure of wafer; 이하 'EEW'라 한다) 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 안정화 및 치밀화시키기 위한 하드 베이크 공정 등을 포함한다.

이러한 포토리소그래피 공정을 수행하는 기판 처리 장치중에는 하나의 챔버에 다수의 처리 유닛들이 배치된 멀티 유닛 배치 방식이 사용되고 있고, 이러한 멀티 유닛 배치 방식의 기판 처리 장치는 필터 유닛(filterunit; FFU)과 같은 공조 장치를 챔버 상부에 설치하고, 공조 장치로부터 공기의 다운 플로우 상태에서 기판 처리를 실시하게 된다.

그러나, 현재 필터 유닛의 기체공급 구조는 편심으로 공급이 되어 필터를 거쳐 수직으로 기류가 전환되게 되는데 문제는 필터 유닛의 상단에 위치한 다른 공정 챔버에 존재하는 가열체들로 인해 상단 베이스 ?a레이트가 가열이 되고 이는 아래에 위치한 필터 유닛에 열전달을 시키게 됩니다.

이때, 열전달된 필터 유닛의 케이스는 기체가 측면에서 들어오면서 기체가 열을 머금으면서 케이스의 가장 먼 곳까지 도달하게 되는데 공급단에서 멀어멀수록 기체온도가 상승을 하게 되어 필터 유닛 하단에 위치한 공정 챔버 환경온도가 편차를 형성하게 됩니다. 이는 기판처리 후 환경온도 편차에 의해 두께 편차를 유발하는 원인으로 작용하게 된다.

본 발명의 목적은 일 측면으로부터 공급되는 기체를 상하 좌우 고르게 분산시킬 수 있는 공조 장치 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 기판 처리 유닛이 배치된 공정 챔버에 균일한 온도의 기류를 제공할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 일측에 공기가 유입되는 유입구를 갖고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 다운 플로우되는 개구부들을 갖는 케이스; 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 내부 공간에 균일하게 제공되도록 상기 내부공간을 구획하는 격벽을 포함하되; 상기 격벽은 공기가 상기 케이스의 내부공간에서 선회하는 유로를 제공하는 공조 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 격벽은 상기 케이스의 내부공간의 가장자리부터 시작하여 빙글빙글 돌아 중앙부로 흐르는 회오리 유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 격벽은 상기 케이스의 내부공간의 중앙부를 가로지르는 중앙 유로와, 상기 중앙 유로에서 좌측과 우측으로 분할되고 외측에서 내측으로 빙글빙글 흐르는 좌측 회오리 유로와 우측 회오리 유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 격벽은 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 케이스의 타측까지 흐르는 제1기류과, 상기 케이스의 타측에서 상기 케이스의 일측으로 흐르는 제2기류가 반복하여 생성되는 유로를 제공할 수 있다.

또한, 상기 개구부에 설치되는 플레이트 형태의 필터; 및 상기 필터 하단에 설치되는 타공 플레이트를 더 포함할 수 있다.

또한, 처리 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버의 처리 공간에 제1방향을 따라 일렬로 배치되는 기판 처리 유닛들; 상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 챔버의 처리 공간으로 하강 기류가 제공하는 공조 장치를 포함하되; 상기 공조 장치는 일측에 공기가 유입되는 유입구를 갖고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 다운 플로우되는 개구부들을 갖는 케이스; 및 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 내부 공간에서 상기 일측에서 타측으로 흐르는 제1기류와 상기 타측에서 상기 일측으로 흐르는 제2기류가 반복하여 제공되도록 상기 내부공간을 구획하는 격벽을 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 유로는 상기 케이스의 내부공간의 중앙부를 가로지르는 중앙 유로와, 상기 중앙 유로에서 좌측과 우측으로 분할되고 외측에서 내측으로 빙글빙글 흐르는 좌측 회오리 유로와 우측 회오리 유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기판 처리 유닛은 기판 상에 포토 레지스트를 도포할 수 있다.

또한, 상기 챔버는 복수개가 적층되도록 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 입구를 통해 공급되는 기체가 케이스 내부에 형성된 유로를 통해 회전을 일으켜 열이 편심되는 것을 방지함으로써, 균일한 온도의 기류를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 에어가 케이스 내부의 좁은 유로를 통해 일측에서 타측까지 그리고 다시 타측에서 일측까지 왕복 이동하게 되고, 이렇게 왕복 이동하는 과정에서 개구부를 통해 액처리 챔버로 다운플로우 됩니다. 즉, 에어는 케이스 내부의 격벽 구조를 통해 기류 순환이 이루어지면서 액처리 챔버로 공급될 때 온도평준화를 기대할 수 있는 것입니다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 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 블록 또는 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 열 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 열 처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 액 처리 챔버의 평면도이다.
도 9는 도 3의 반송 로봇의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 7에 도시된 공조 장치를 보여주는 사시도이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10에 도시된 케이스를 보여주는 도면들들이다.
도 12는 적층된 액처리 챔버에 공조 장치가 설치된 예를 보여주는 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 케이스의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 14는 공조 장치를 작용하였을 때 액처리 챔버 내부의 온도 분포를 보여주는 도면이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 '구비한다', '갖는다' 등도 이와 동일하게 해석되어야 한다.

본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용되는 것으로 설명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고 본 발명은 기판을 처리하기 위해 기판을 이송하는 로봇을 포함하는 다른 장치에도 사용될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블록 또는 현상 블록을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 인덱스 모듈(100, index module), 처리 모듈(300, processing module), 그리고 인터페이스 모듈(500, interface module)을 포함한다.

일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하에서 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)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)으로 정의한다.

인덱스 모듈(100)은 기판(W)이 수납된 용기(F)로부터 기판(W)을 처리 모듈(300)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(F)로 수납한다. 인덱스 모듈(100)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(100)은 로드 포트(110)와 인덱스 프레임(130)을 가진다. 인덱스 프레임(130)을 기준으로 로드 포트(110)는 처리 모듈(300)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(F)는 로드 포트(110)에 놓인다. 로드 포트(110)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드 포트(110)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.

용기(F)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(F)가 사용될 수 있다. 용기(F)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 로드 포트(110)에 놓일 수 있다.

인덱스 프레임(130)의 내부에는 인덱스 로봇(132)이 제공된다. 인덱스 프레임(130) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(136)이 제공되고, 인덱스 로봇(132)은 가이드 레일(136) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(132)은 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.

처리 모듈(300)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(300)은 용기(F)에 수납된 기판(W)을 전달받아 기판 처리 공정을 수행할 수 있다. 처리 모듈(300)은 도포 블록(300a) 및 현상 블록(300b)을 가진다. 도포 블록(300a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블록(300b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블록(300a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블록(300b)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 도 1의 실시 예에 의하면, 도포 블록(300a)과 현상 블록(300b)는 각각 2개씩 제공된다. 도포 블록(300a)들은 현상 블록(300b)들의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블록(300a)들은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블록(300b)들은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.

도 3을 참조하면, 도포 블록(300a)은 열 처리 챔버(320), 반송 챔버(350), 액 처리 챔버(360), 그리고 버퍼 챔버(312, 316)를 가진다. 열 처리 챔버(320)는 기판(W)에 대해 열 처리 공정을 수행한다. 열 처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액 처리 챔버(360)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액 막을 형성한다. 액 막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(350)는 도포 블록(300a) 내에서 열 처리 챔버(320)와 액 처리 챔버(360) 간에 기판(W)을 반송한다.

반송 챔버(350)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(350)에는 반송 로봇(900)이 제공된다. 반송 로봇(900)은 열 처리 챔버(320), 액 처리 챔버(360), 그리고 버퍼 챔버(312, 316) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(900)은 기판(W)이 놓이는 핸드를 가지며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(350) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(356)이 제공되고, 반송 로봇(900)은 가이드 레일(356) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.

도 4는 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 핸드(910)는 핸드 본체(910a)와 지지 핑거(910b)들을 포함한다. 핸드 본체(910a)는 기판의 직경보다 큰 내경을 갖는 대략 말굽 형상으로 형성된다. 단, 핸드 본체(910a)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 핸드 본체(910a)의 선단부를 포함한 4곳에는 지지 핑거(910b)들이 내측 방향으로 설치된다. 핸드 본체(910a)는 내부에 진공유로(미도시됨)가 형성된다. 진공유로(미도시됨)는 진공 라인을 통해 진공 펌프와 연결된다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 열 처리 챔버(320)는 복수 개로 제공된다. 열 처리 챔버(320)들은 제1 방향(12)을 따라 배치된다. 열처리 챔버(320)들은 반송 챔버(350)의 일 측에 위치된다.

도 5는 도 3의 열 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 열 처리 챔버의 정면도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 열 처리 챔버(320)는 하우징(321), 냉각 유닛(322), 가열 유닛(323), 그리고 반송 플레이트(324)를 가진다.

하우징(321)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(321)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(미도시)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(322), 가열 유닛(323), 그리고 반송 플레이트(324)는 하우징(321) 내에 제공된다. 냉각 유닛(322) 및 가열 유닛(323)은 제2 방향(14)을 따라 배열된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(322)은 가열 유닛(323)에 비해 반송 챔버(350)에 더 가깝게 위치될 수 있다.

냉각 유닛(322)은 냉각 판(322a)을 가진다. 냉각 판(322a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각 판(322a)에는 냉각 부재(322b)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 부재(322b)는 냉각 판(322a)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.

가열 유닛(323)은 가열 판(323a), 커버(323c), 그리고 히터(323b)를 가진다. 가열 판(323a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열 판(323a)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열 판(323a)에는 히터(323b)가 설치된다. 히터(323b)는 전류가 인가되는 발열 저항체로 제공될 수 있다. 가열 판(323a)에는 제3 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(323e)들이 제공된다. 리프트 핀(323e)은 가열 유닛(323) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열 판(323a) 상에 내려놓거나 가열 판(323a)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(323) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(323e)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(323c)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다.

커버(323c)는 가열 판(323a)의 상부에 위치되며 구동기(3236d)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(323c)가 이동되어 커버(323c)와 가열 판(323a)이 형성하는 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.

반송 플레이트(324)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(324)의 가장자리에는 노치(324b)가 형성된다. 노치(324b)는 상술한 반송 로봇(352)의 핸드(354)에 형성된 돌기(3543)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(324b)는 핸드(354)에 형성된 돌기(3543)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3543)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(354)와 반송 플레이트(324)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(354)와 반송 플레이트(324)의 상하 위치가 변경하면 핸드(354)와 반송 플레이트(324) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(324)는 가이드 레일(324d) 상에 장착되고, 구동기(324c)에 의해 가이드 레일(324d)을 따라 제1영역(3212)과 제2영역(3214) 간에 이동될 수 있다. 반송 플레이트(324)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(324a)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(324a)은 반송 플레이트(324)의 끝 단에서 반송 플레이트(324)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(324a)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(324a)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(324a)은 반송 플레이트(324)와 가열 유닛(323) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(324)와 리프트 핀(323e)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.

기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(324)가 냉각 판(322a)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각 판(322a)과 기판(W) 간에 열 전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(324)는 열 전도성이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(324)는 금속 재질로 제공될 수 있다.

열 처리 챔버(320)들 중 일부의 열처리 챔버(320)에 제공된 가열 유닛(323)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 기판 상에 포토레지스트의 부착율을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(HMDS, hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 액 처리 챔버(360)는 복수 개로 제공된다. 액 처리 챔버(360)들 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 일 예로, 액 처리 챔버(360)는 하나의 챔버에 다수의 도포 유닛들이 배치된 멀티 유닛 배치 구조를 갖는다. 멀티 유닛 배치 방식의 액 처리 챔버는 상부에 공조 장치(800)가 설치되며, 공조 장치(800)로부터 공기의 다운 플로우 상태에서 공정을 실시하게 된다.

액 처리 챔버(360)들은 반송 챔버(350)의 일 측에 배치된다. 액 처리 챔버(360)들은 제1 방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버(360)들 중 어느 일부는 인덱스 모듈(100)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 인덱스 모듈(100)에 인접하게 위치한 액 처리 챔버(360)를 전단 액 처리 챔버(362)(front liquid processing chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버(360)들 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(500)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 인터레이스 모듈(500)에 인접하게 위치한 액 처리 챔버(360)를 후단 액처리 챔버(364)(rear heat processing chamber)라 칭한다.

전단 액 처리 챔버(362)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액 처리 챔버(364)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사 방지막일 수 있다. 이 경우, 반사 방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.

현상 블록(300b)은 도포 블록(300a)과 동일한 구조를 가지며, 현상 블록(300b)에 제공된 액 처리 챔버는 기판 상에 현상액을 공급한다.

인터페이스 모듈(500)은 처리 모듈(300)을 외부의 노광 장치(700)와 연결한다. 인터페이스 모듈(500)은 인터페이스 프레임(510), 부가 공정 챔버(520), 인터페이스 버퍼(530), 그리고 인터페이스 로봇(550)을 가진다.

인터페이스 프레임(510)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(520), 인터페이스 버퍼(530), 그리고 인터페이스 로봇(550)은 인터페이스 프레임(510)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(520)는 도포 블록(300a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(700)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(520)는 노광 장치(700)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블록(300b)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(520)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(520)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(520)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.

인터페이스 버퍼(530)는 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 노광 장치(700), 그리고 현상 블록(300b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(530)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼(530)들은 서로 적층되게 제공될 수 있다.

일 예에 의하면, 반송 챔버(350)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(520)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(530)가 배치될 수 있다.

인터페이스 로봇(550)은 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 노광 장치(700), 그리고 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송한다. 인터페이스 로봇(550)은 기판(W)을 반송하는 반송 핸드를 가질 수 있다. 인터페이스 로봇(550)은 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 인터페이스 로봇(550)은 제1로봇(552) 및 제2로봇(554)을 가진다. 제1로봇(552)은 도포 블록(300a), 부가 공정 챔버(520), 그리고 인터페이스 버퍼(530) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(554)은 인터페이스 버퍼(530)와 노광 장치(700) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(530)와 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.

제1로봇(552) 및 제2로봇(554)은 각각 기판(W)이 놓이는 반송 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.

이하에서는, 액 처리 챔버의 구조에 대해서 상세히 설명한다. 아래에서는 도포 블록에 제공된 액 처리 챔버를 예로 들어 설명한다. 또한, 액 처리 챔버는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 챔버인 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 액 처리 챔버는 기판(W)에 보호막 또는 반사 방지막과 같은 막을 형성하는 챔버일 수 있다. 또한, 액 처리 챔버는 기판(W)에 현상액을 공급하여 기판(W)을 현상 처리하는 챔버일 수 있다.

도 7은 회전하는 기판(W)에 처리액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 챔버의 일 실시예를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 7의 액 처리 챔버의 평면도이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 액 처리 챔버(1000)는 하우징(1100), 제1 처리 유닛(1201a), 제2 처리 유닛(1201b), 액 공급 유닛(1400), 배기 유닛(1600), 그리고 제어기(1800)를 포함한다.

하우징(1100)은 내부 공간을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(1100)의 일측에는 개구(1101a, 1101b)가 형성된다. 개구(1101a, 1101b)는 기판(W)이 반출입되는 통로로 기능한다. 개구(1101a, 1101b)에는 도어(1103a, 1103b)가 설치되며, 도어(1103a, 1103b)는 개구(1101a, 1101b)를 개폐한다.

하우징(1100)의 상벽에는 그 내부 공간으로 하강기류를 공급하는 필터 박스를 갖는 공조 장치(800)가 배치된다. 공조 장치(800)는 외부의 공기를 내부 공간으로 도입하여 여과하는 필터를 가진다.

하우징(1100)의 내부 공간에는 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b)이 제공된다. 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b)은 일 방향을 따라 배열된다.

제1 처리 유닛(1201a)은 제1 처리 용기(1220a)와 제1 지지 유닛(1240a)을 가진다.

제1 처리 용기(1220a)는 제1 내부 공간(1222a)을 가진다. 제1 내부 공간(1222a)은 상부가 개방되도록 제공된다.

제1 지지 유닛(1240a)은 제1 처리 용기(1220a)의 제1 내부 공간(1222a)에서 기판(W)을 지지한다. 제1 지지 유닛(1240a)은 제1 지지판(1242a), 제1 구동축(1244a), 그리고 제1 구동기(1246a)를 가진다. 제1 지지판(1242a)은 그 상부면이 원형으로 제공된다. 제1 지지판(1242a)은 기판(W)보다 작은 직경을 가진다. 제1 지지판(1242a)은 진공압에 의해 기판(W)을 지지하도록 제공된다. 선택적으로 제1 지지판(1242a)은 기판(W)을 지지하는 기계적 클램핑 구조를 가질 수 있다. 제1 지지판(1242a)의 저면 중앙에는 제1 구동축(1244a)이 결합되고, 제1 구동축(1244a)에는 제1 구동축(1244a)에 회전력을 제공하는 제1 구동기(1246a)가 제공된다. 제1 구동기(1246a)는 모터일 수 있다.

제2 처리 유닛(1201b)은 제2 처리 용기(1220b)와 제2 지지 유닛(1240b)을 가지고, 제2 지지 유닛(1240b)은 제2 지지판(1242b), 제2 구동축(1244b), 그리고 제2 구동기(1246b)를 가진다. 제2 처리 용기(1220b) 및 제2 지지 유닛(1240b)은 제1 처리 용기(1220a) 및 제1 지지 유닛(1240a)과 대체로 동일한 구조를 가진다.

액 공급 유닛(1400)은 기판(W) 상에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(1400)은 제1 노즐(1420a), 제2 노즐(1420b), 그리고 처리액 노즐(1440)을 포함한다. 제1 노즐(1420a)은 제1 지지 유닛(1240a)에 제공된 기판(W)에 액을 공급하고, 제2 노즐(1420b)은 제2 지지 유닛(1240b)에 제공된 기판(W)에 액을 공급한다. 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 동일한 종류의 액을 공급하도록 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 기판(W)을 세정하는 린스액을 공급할 수 있다. 예컨대, 린스액은 물(water)일 수 있다. 다른 예에 의하면, 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 기판(W)의 에지 영역에서 포토레지스트를 제거하는 제거액을 공급할 수 있다. 예컨대, 제거액은 시너(thinner)일 수 있다. 제1 노즐(1420a)과 제2 노즐(1420b)은 각각 그 회전축을 중심으로 공정 위치와 대기 위치 간에 회전될 수 있다. 공정 위치는 기판(W) 상에 액을 토출하는 위치이고, 대기 위치는 기판(W) 상에 액의 토출 없이 제1 노즐(1420a) 및 제2 노즐(1420b)이 각각 대기하는 위치이다.

처리액 노즐(1440)은 제1 지지 유닛(1240a)에 제공된 기판(W) 및 제2 지지 유닛(1240b)에 제공된 기판(W)에 처리액을 공급한다. 처리액은 포토 레지스트일 수 있다. 처리액 노즐(1440)이 가이드(1442)를 따라서 제1공정 위치, 대기 위치, 그리고 제2공정 위치 간에 이동되도록 노즐 구동기(1448)은 처리액 노즐(1440)을 구동한다. 제1공정 위치는 제1 지지 유닛(1240a)에 지지된 기판(W)으로 처리액을 공급하는 위치이고, 제2공정 위치는 제2 지지 유닛(1240b)에 지지된 기판(W)으로 처리액을 공급하는 위치이다. 대기 위치는 처리액 노즐(1440)로부터 포토레지스트의 토출이 이루어지지 않을 때 제1 처리 유닛(1201a)과 제2 처리 유닛(1201b) 사이에 위치된 대기 포트(1444)에서 대기하는 위치이다.

제1 처리 용기(1220a)의 내부 공간(1201a)에는 기액 분리판(1229a)이 제공될 수 있다. 기액 분리판(1229a)는 제1 처리 용기(1220a)의 바닥벽으로부터 상부로 연장되게 제공될 수 있다. 기액 분리판(1229a)은 링 형상으로 제공될 수 있다.

일 예에 의하면, 기액 분리판(1229a)의 외측은 액 배출을 위한 배출 공간으로 제공되고, 기액 분리판(1229a)의 내측은 분위기 배기를 위한 배기 공간으로 제공될 수 있다. 제1 처리 용기(1220a)의 바닥벽에는 처리액을 배출하는 배출관(1228a)이 연결된다. 배출관(1228a)은 제1 처리 용기(1220a)의 측벽과 기액 분리판(1229a) 사이로 유입된 처리액을 제1 처리 용기(1220a)의 외부로 배출한다. 제1 처리 용기(1220a)의 측벽과 기액 분리판(1229a) 사이의 공간으로 흐르는 기류는 기액 분리판(1229a)의 내측으로 유입된다. 이 과정에서 기류 내에 함유된 처리액은 배출 공간에서 배출관(1228a)을 통해 제1 처리 용기(1220a)의 외부로 배출되고, 기류는 제1 처리 용기(1220a)의 배기 공간으로 유입된다.

도시하지 않았으나, 제1 지지판(1242a)과 제1 처리 용기(1220a)의 상대 높이를 조절하는 승강 구동기가 제공될 수 있다.

도 9는 도 3의 반송 로봇의 일 예를 보여주는 사시도이다.

이하, 도 9의 로봇(900)은, 도 3의 반송 로봇인 것으로 설명한다. 그러나 이와 달리, 반송 로봇은 인덱스 로봇일 수 있고, 선택적으로 기판 처리 장치(1) 내에 제공되는 다른 로봇일 수 있다.

도 9를 참조하면, 반송 로봇(900)은 로봇 본체(902), 수평 구동부(930), 수직 구동부(940)를 포함할 수 있다.

로봇 본체(902)는 기판을 지지하여 진퇴(X 방향) 동작과 회전 동작(θ방향)이 가능한 핸드(910)와 핸드(910)를 지지하는 베이스를 포함하는 핸드 구동부(920)를 포함할 수 있다.

핸드 구동부(920)는 핸드(910)를 각각 수평 이동시키며, 핸드(910)는 핸드 구동부(920)에 의해 개별 구동된다. 핸드 구동부(920)에는 내부의 구동부(미도시됨)와 연결된 연결암(912)을 포함하며, 연결암(912)의 단부에는 핸드(910)가 설치된다. 본 실시예에 있어서, 반송 로봇(900)은 2개의 핸드(910)를 구비하나, 핸드(910)의 개수는 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율에 따라 증가할 수도 있다. 핸드 구동부(920)의 아래에는 회전부(미도시됨)가 설치된다. 회전부는 핸드 구동부(920)와 결합하고, 회전하여 핸드 구동부(920)를 회전시킨다. 이에 따라, 핸드(910)들이 함께 회전한다.

수평 구동부(930)와 수직 구동부(940)는 하나의 몸체 프레임(990)에 장착된다.

몸체 프레임(990)은 수개의 프레임이 서로 결합된 형태로 제공될 수 있다. 몸체 프레임(990)은 로봇 본체를 Y 방향으로 안내하는 상부 수평 구동부(930a)와 하부 수평 구동부(930b), 상하부 수평 구동부(930a,930b) 사이에 수직 방향으로 세워진 수직 보조 프레임(992), 하부 수평 구동부(930b)와는 평행하게 연장되어 몸체 프레임(990) 형태를 만드는 수평 보조 프레임(993), 상하부 수평 구동부(930a,930b)와 수평 보조 프레임(993)의 끝단을 서로 결합되도록 하여 몸체 프레임(990)의 측부 형태를 만드는 결합 보조 프레임(994)으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 몸체 프레임(990)은 다수개의 보조 프레임(992,993,994)에 의해 결합되어 있으므로 그 강성이 강화되고, 이에 따라 장시간 사용시에도 그 형태를 온전히 유지할 수 있는 등 내구성이 강화된다.

수평 구동부(930a,930b)는 상술한 바와 같이 로봇 본체(902)를 Y 방향으로 이동시키기 위한 주행 가이드로서, 수직 구동부(940)의 양 선단부와 결합된다. 수평 구동부(930a,930b) 중에서 특히 하부 수평 구동부(930b)의 내면에는 이송 벨트를 포함하는 수평 방향 구동부(미도시됨)가 내장된다. 따라서, 이송 벨트의 구동에 의해 로봇 본체(902)는 수평 구동부(930a,930b)를 따라 수평 이동된다.

수직 구동부(940)는 로봇 본체(902)를 Z 방향으로 이동시키기 위한 일종의 주행 구동부로서, 상하부 수평 구동부(930b,930a)와 결합된다. 따라서, 로봇 본체(902)는 수평 구동부(930b,930a)에 의해 안내되어 Y 방향으로 이동되는 동시에 수직 구동부(940)에 의해 안내되어 Z 방향으로도 이동될 수 있다. 즉, 로봇 본체(902)는 Y 방향과 Z 방향의 합에 상당하는 사선 방향으로 이동될 수 있는 것이다.

한편, 수직 구동부(940)는 서로 이격된 복수개, 예를 들어, 두개의 수직한 프레임으로 구성되는 바, 두개의 프레임 사이의 이격된 공간으로 로봇 본체(902)는 자유로이 드나들 수 있다.

수직 구동부(940)의 수직 프레임(950) 내부에는 이송 벨트를 포함하는 수직 방향 구동부(이하 수직 구동부라 함)가 내장된다.

도 10은 도 7에 도시된 공조 장치를 보여주는 사시도이고, 도 11a 내지 도 11c는 도 10에 도시된 케이스를 보여주는 도면들들이며, 도 12는 적층된 액처리 챔버에 공조 장치가 설치된 예를 보여주는 도면이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 공조 장치(800)는 케이스(810), 격벽(820)을 포함할 수 있다.

케이스(810)는 그 내부로 주입된 공기가 확산될 수 있는 내부 공간(814)이 형성된다. 예를 들면, 케이스(810)는 바닥부와, 바닥부의 마주보는 단부들로부터 바닥부와 수직으로 연장된 측벽들 및 측벽들을 덮는 덮개를 포함하는 박스 형상을 가질 수 있다. 케이스(810)의 면적은 액 처리 챔버(1000)의 제1방향을 따라 배치된 2개의 처리 유닛들이 차지하는 면적과 같거나 또는 넓게 제공될 수 있다. 케이스(810)는 액처리 챔버의 상부에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 케이스(810)의 일측에는 공기가 유입되는 유입구(812)를 갖는다.

케이스(810)의 유입구(812)는 공급 덕트(801)를 통해 공기를 공급받는다. 공급 덕트(801)는 다단으로 적층된 액처리 챔버(1000)의 공조 장치 각각으로 공기를 공급한다. 공급 덕트(801)에는 댐퍼(미도시됨)들이 설치되며, 댐퍼는 공조 장치(800)로 공급되는 공기 유량을 조절한다.

케이스(810)의 바닥부에는 내부 공간(814)으로 유입된 공기가 다운 플로우되는 개구부(816)들을 갖는다. 개구부(816)에는 플레이트 형상의 필터(890)들이 설치된다. 필터(890)의 저면에는 타공 플레이트(892)가 설치된다.

케이스(810)에는 격벽(920)이 설치된다. 격벽(820)은 유입구를 통해 유입된 공기가 내부 공간에서 일측에서 타측으로 흐르는 제1기류(808)와, 타측에서 일측으로 흐르는 제2기류(809)가 반복하여 제공되도록 내부공간을 구획한다. 일 예로, 격벽(820)은 케이스(810)의 내부공간의 가장자리부터 시작하여 빙글빙글 돌아 중앙부로 흐르는 회오리 유로를 제공하도록 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 공조 장치(800)의 케이스(810)는 유입구(812)를 통해 유입된 공기가 일방향으로만 흐르지 않고 제1기류와 제2기류를 반복하여 제공함으로써 케이스 상부에 위치한 액처리 챔버(1000)로부터 전달되는 열이 편심되는 것을 방지할 수 있다.

도 14는 공조 장치를 작용하였을 때 액처리 챔버 내부의 온도 분포를 보여주는 것으로, 좌측과 우측의 온도 편차가 현저하게 감소되었음을 알 수 있다.

도 13a 내지 도 13c는 케이스의 다른 예를 보여주는 도면으로, 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 케이스(810a) 내에 제공되는 격벽(820a)은 케이스(810a)의 내부공간의 중앙부를 가로지르는 중앙 유로(822)와, 중앙 유로(822)에서 좌측과 우측으로 분할되고 외측에서 내측으로 빙글빙글 흐르는 좌측 회오리 유로(824)와 우측 회오리 유로(826)가 형성되도록 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 공조 장치는 에어가 케이스 내부의 좁은 유로를 통해 일측에서 타측까지 그리고 다시 타측에서 일측까지 왕복 이동하게 되고, 이렇게 왕복 이동하는 과정에서 개구부를 통해 액처리 챔버로 다운플로우됩니다. 즉, 에어는 케이스 내부의 격벽 구조를 통해 기류 순환이 이루어지면서 액처리 챔버로 공급될 때 온도평준화를 기대할 수 있는 것입니다.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

100 : 인덱스 모듈 300 : 처리 모듈
500 : 인터페이스 모듈 900 : 반송 로봇
800 : 공조 장치 810 : 케이스
820 : 격벽

Claims

일측에 공기가 유입되는 유입구를 갖고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 다운 플로우되는 개구부들을 갖는 케이스;
상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 내부 공간에 균일하게 제공되도록 상기 내부공간을 구획하는 격벽을 포함하되;
상기 격벽은
공기가 상기 케이스의 내부공간에서 선회하는 유로를 제공하는 공조 장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
상기 케이스의 내부공간의 가장자리부터 시작하여 빙글빙글 돌아 중앙부로 흐르는 회오리 유로를 포함하는 공조 장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
상기 케이스의 내부공간의 중앙부를 가로지르는 중앙 유로와, 상기 중앙 유로에서 좌측과 우측으로 분할되고 외측에서 내측으로 빙글빙글 흐르는 좌측 회오리 유로와 우측 회오리 유로를 포함하는 공조 장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 케이스의 타측까지 흐르는 제1기류과, 상기 케이스의 타측에서 상기 케이스의 일측으로 흐르는 제2기류가 반복하여 생성되는 유로를 제공하는 공조 장치.
제1항에 있어서,
상기 개구부에 설치되는 플레이트 형태의 필터; 및
상기 필터 하단에 설치되는 타공 플레이트를 더 포함하는 공조 장치.
처리 공간을 갖는 챔버;
상기 챔버의 처리 공간에 제1방향을 따라 일렬로 배치되는 기판 처리 유닛들;
상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 챔버의 처리 공간으로 하강 기류가 제공하는 공조 장치를 포함하되;
상기 공조 장치는
일측에 공기가 유입되는 유입구를 갖고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 다운 플로우되는 개구부들을 갖는 케이스; 및
상기 유입구를 통해 유입된 공기가 상기 내부 공간에서 상기 일측에서 타측으로 흐르는 제1기류와 상기 타측에서 상기 일측으로 흐르는 제2기류가 반복하여 제공되도록 상기 내부공간을 구획하는 격벽을 포함하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 격벽은
상기 케이스의 내부공간의 가장자리부터 시작하여 빙글빙글 돌아 중앙부로 흐르는 회오리 유로를 포함하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 유로는
상기 케이스의 내부공간의 중앙부를 가로지르는 중앙 유로와, 상기 중앙 유로에서 좌측과 우측으로 분할되고 외측에서 내측으로 빙글빙글 흐르는 좌측 회오리 유로와 우측 회오리 유로를 포함하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 개구부에 설치되는 플레이트 형태의 필터; 및
상기 필터 하단에 설치되는 타공 플레이트를 더 포함하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 기판 처리 유닛은 기판 상에 포토 레지스트를 도포하는 기판 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 챔버는 복수개가 적층되도록 제공되는 기판 처리 장치.