KR20230029507A - 기판 처리 장치 및 반도체 장치 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 관리 성능이 향상된 기판 처리 장치와 그를 이용한 반도체 장지 제조 방법이 제공된다. 기판 처리 장치는, 기판에 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛, 포토레지스트 막에 광을 조사하는 노광 유닛 및 코팅 유닛과 노광 유닛 사이에 배치되고, 기판이 노출되는 수분량을 상승시키는 제1 습도 제어 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 반도체 장치 제조 방법{Substrate processing apparatus and method for processing semiconductor devise using the same}
본 발명은 기판 처리 장치 및 그를 이용한 반도체 장치 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 메모리 소자 및 반도체 논리 소자 등이 점점 더 고집적화됨에 따라 각 소자를 구성하는 각종 패턴들의 크기는 더욱 미세화되고 있다. 이러한 반도체 소자 패턴의 미세화 추세와는 반대로 생산성의 향상이라는 측면에서 반도체 웨이퍼의 크기는 점점 대형화되어 가고 있다. 패턴의 미세화에도 불구하고 반도체 웨이퍼 및 포토마스크 등의 기판의 크기는 더욱 대형화되어 가고 있기 때문에, 대형화된 반도체 웨이퍼 또는 포토마스크의 내부에서 반복적으로 형성되는 소자 패턴들의 임계 치수(CD, Critical Dimension)를 기판의 전체 위치에서 균일하게 형성 및 관리하는 것의 중요성은 점차 증가하고 있다.
균일하고 미세한 패턴을 형성하기 위해서는 기판의 습도에 대한 엄격한 관리가 요구되고 있다. 예를 들어, 금속 포토레지스트는 수분과 결합하여 포토 레지스트를 쉽게 변성(denaturalize)시키기 때문에 습도에 대한 엄격한 관리가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기판 관리 성능이 향상된 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기판 관리 성능이 향상된 기판 처리 장치를 이용한 반도체 장치 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛, 포토레지스트 막에 광을 조사하는 노광 유닛 및 코팅 유닛과 노광 유닛 사이에 배치되고, 기판이 노출되는 수분량을 상승시키는 제1 습도 제어 유닛을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 금속 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛, 금속 포토레지스트 막에 광을 조사하는 노광 유닛, 노광 유닛에 의해 광이 조사된 기판을 현상하는 현상 유닛, 기판을 베이킹 하는 베이킹 유닛 및 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 저습 유닛을 포함하고, 저습 유닛은 코팅 유닛, 노광 유닛, 현상 유닛 및 베이킹 유닛과 공간적으로 분리된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛, 포토레지스트 막에 EUV를 조사하는 노광 유닛, 노광 유닛에 의해 노광된 기판을 현상하는 현상 유닛, 기판을 베이킹하는 베이킹 유닛, 기판이 노출되는 수분량을 상승시키는 제1 습도 제어 유닛 및 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 제2 습도 제어 유닛을 포함하고, 베이킹 유닛은 코팅 유닛과 대향하고, 기판을 베이킹 하는 복수의 베이킹 챔버를 포함하고, 제1 습도 제어 유닛은 복수의 베이킹 챔버와 적층되고, 제2 습도 제어 유닛은 코팅 유닛과 노광 유닛 사이에 배치된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법은, 기판 처리 장치에 기판을 로딩하고, 기판 상에 금속 포토레지스트 막을 도포하고, 금속 포토레지스트 막이 도포된 기판을 노광하고, 기판이 노출되는 수분량을 제어하는 것을 포함하고, 기판 처리 장치는, 기판 상에 금속 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛과, 금속 포토레지스트 막에 광을 조사하는 노광 유닛과, 노광 유닛에 의해 광이 조사된 기판을 현상하는 현상 유닛과, 기판을 베이킹하는 베이킹 유닛과, 기판이 노출되는 수분량을 상승시키는 제1 습도 제어 유닛과, 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 제2 습도 제어 유닛을 포함하고, 기판이 노출되는 수분량을 제어하는 것은, 기판을 노광하기 전, 제1 습도 제어 유닛에서 기판이 노출되는 수분량을 상승시키고, 기판을 노광한 후, 제1 습도 제어 유닛에서 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 펀칭 플레이트와 기판을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 이송 속도 제어 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다.
도 9은 도 8의 이송 유닛과 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 이송 유닛과 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 측면도이다.
도 13은 도 11의 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 15 내지 16은 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 17은 도 16의 기판 처리 장치를 도시한 측면도이다.
도 18은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 19 내지 도 23은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계의 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 유닛(100), 공정 처리부(150), 인터페이스 유닛(500), 노광 유닛(600), 습도 제어 유닛(700) 및 이송 속도 제어 유닛(800)을 포함한다. 공정 처리부(150)는 스핀 유닛(200), 베이킹 유닛(300), 이송 유닛(400)을 포함한다.
인덱스 유닛(100)은 복수의 로드 포트(110), 인덱스 로봇(120) 및 제1 버퍼 모듈(130)을 포함할 수 있다.
로드 포트(110)는 기판이 수납된 카세트가 놓이는 재치대를 가질 수 있다. 로드 포트(110)는 복수의 재치대를 포함할 수 있다. 복수의 재치대는 제2 방향(Y)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 도 2에서는 로드 포트(110)가 4개의 재치대를 포함하는 것으로 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 로드 포트(110)가 포함하는 재치대의 수량은 실시예에 따라 변경될 수 있다.
인덱스 로봇(120)은 로드 포트(110)와 제1 버퍼 모듈(130) 사이에서 기판(W)을 이송할 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 프레임, 이송 로봇 및 가이드 레일을 포함할 수 있다. 프레임은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(110)와 제1 버퍼 모듈(130) 사이에 배치될 수 있다. 이송 로봇과 가이드 레일은 프레임 내에 배치될 수 있다. 이송 로봇은 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동 이 가능한 구조를 포함할 수 있다.
제1 버퍼 모듈(130)은 복수의 기판(W)을 일시적으로 보관할 수 있는 내부가 빈 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 제1 버퍼 모듈(130)은 인덱스 로봇(120)과 스핀 유닛(200), 베이킹 유닛(300), 이송 유닛(400)을 포함하는 공정처리부와 인덱스 로봇(120) 사이에 배치될 수 있다.
스핀 유닛(200)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 코팅하는 공정을 진행하는 코팅 유닛(210)과 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 진행하는 현상 유닛(220)을 포함할 수 있다. 코팅 유닛(210)과 현상 유닛(220)은 서로 층으로 구별되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 코팅 유닛(210)은 현상 유닛(220)의 상부에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 코팅 유닛(210)은 현상 유닛(220)의 하부에 배치될 수 있다.
코팅 유닛(210)은 기판(W)에 대해 포토 레지스트와 같은 감광액을 코팅하는 공정을 수행한다. 예를 들어, 코팅 유닛(210)은 기판(W) 상에 금속 포토 레지스트를 도포할 수 있다.
코팅 유닛(210)은 복수의 코팅 챔버(211)를 포함할 수 있다. 코팅 유닛(210)의 코팅 챔버(211)들은 제1 방향(X)을 따라 연속적으로 배치되고, 제3 방향(Z)따라 적층 되어 배치될 수 있다. 복수의 코팅 챔버(211)는 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 각각의 코팅 챔버(211)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 코팅 챔버(211)가 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)을 따라 3개씩 배치되는 것으로 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)을 따라 배치되는 코팅 챔버(211)의 수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
현상 유닛(220)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정을 수행할 수 있다. 현상 유닛(220)은 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거할 수 있다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상 유닛(220)은 복수의 현상 챔버(221)를 포함할 수 있다. 현상 유닛(220)의 현상 챔버(221)들은 제1 방향(X)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 현상 유닛(220)의 현상 챔버(221)들은 제3 방향(Z)따라 적층 되어 배치될 수 있다. 복수의 현상 챔버(221)는 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 각각의 현상 유닛(220)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 현상 챔버(221)가 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)을 따라 3개씩 배치되는 것으로 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)을 따라 배치되는 현상 챔버(221)의 수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
베이킹 유닛(300)은 기판(W)을 가열 또는 냉각하는 열처리 공정을 수행한다. 베이킹 유닛(300)은 포토 레지스트를 코팅하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(pre-bake) 공정, 포토 레지스트를 기판(W) 상에 코팅한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정, 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크(post-bake) 공정, 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크(hard bake) 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 웨이퍼를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행할 수 있다.
베이킹 유닛(300)은 복수의 베이킹 챔버(310)를 포함할 수 있다. 베이킹 유닛(300)의 베이킹 챔버(310)들은 제1 방향(X)을 따라 연속적으로 배치되고, 제3 방향(Z)따라 적층 되어 배치될 수 있다. 도 2 및 도 12에서는 베이킹 챔버(310)가 제1 방향(X)을 따라 3개씩 배치되고, 제3 방향(Z)을 따라 6개씩 적층 되는 것으로 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)을 따라 배치되는 베이킹 챔버(310)의 수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
베이킹 챔버(310)는 냉각 플레이트 또는 가열 플레이트를 가질 수 있다. 냉각 플레이트에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공될 수 있다. 가열 플레이트에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단이 제공될 수 있다. 복수의 베이킹 챔버(310) 중 일부는 냉각 플레이트만을 구비하고, 다른 베이킹 챔버(310)는 가열 플레이트만을 구비할 수 있다. 또한 하나의 베이킹 챔버(310)가 냉각 플레이트와 가열 플레이트를 모두 구비할 수 있다.
이송 유닛(400)은 제1 버퍼 모듈(130) 및 제2 버퍼 모듈(510)과 제1 방향(X)으로 나란하게 배치될 수 있다. 이송 유닛(400) 내에는 공정 처리부 로봇과 가이드 레일이 배치될 수 있다. 이송 유닛(400)은 직사각의 형상을 가질 수 있다. 공정 처리부 로봇은 제1 버퍼 모듈(130), 코팅 유닛(210), 현상 유닛(220), 베이킹 유닛(300) 및 제2 버퍼 모듈(510) 간에 기판(W)을 이송할 수 있다. 가이드 레일은 제1 방향(X)을 따라 연장될 수 있다. 가이드 레일은 공정 처리부 로봇이 제1 방향(X)으로 직선 이동되도록 가이드할 수 있다.
스핀 유닛(200), 이송 유닛(400) 및 베이킹 유닛(300)은 제2 방향(Y)을 따라 배치될 수 있다. 즉, 코팅 유닛(210)과 현상 유닛(220)은 이송 유닛(400)을 사이에 두고 베이킹 유닛(300)과 마주보게 배치될 수 있다.
인터페이스 유닛(500)은 스핀 유닛(200), 베이킹 유닛(300) 및 이송 유닛(400)을 포함하는 공정 처리부(150)와 노광 유닛(600) 사이에서 기판(W)을 이송할 수 있다. 인터페이스 유닛(500)은 제2 버퍼 모듈(510)과 인터페이스 로봇(520)을 가질 수 있다.
인터페이스 유닛(500)은 공정 처리부(150)와 노광 유닛(600) 사이에서 기판(W)을 일시적으로 저장할 수 있다. 인터페이스 유닛(500)은 기판(W)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 유닛(500)은 플레이트로 기판(W)을 지지하여 기판(W)의 온도를 낮출 수 있다. 다른 예를 들어, 인터페이스 유닛(500)은 플레이트로 기판(W)을 지지하여 기판(W)의 온도를 높일 수 있다.
제2 버퍼 모듈(510)은 기판(W)을 일시적으로 저장할 수 있다. 제2 버퍼 모듈(510)은 기판(W)을 수용하는 복수의 챔버("제1 버퍼 챔버" 및 "제2 버퍼 챔버"에 대응)를 포함할 수 있다.
제1 버퍼 챔버는 공정 처리부(150) 로부터 노광 유닛(600)으로 이송되는 기판(W)을 일시적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 버퍼 챔버는 코팅 유닛(210)로부터 노광 유닛(600)으로 이송되는 기판(W)을 일시적으로 저장할 수 있다.
제2 버퍼 챔버는 노광 유닛(600)으로부터 공정 처리부(150)로 이송되는 기판(W)을 일시적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 제2 버퍼 챔버는 노광 유닛(600)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 이송되는 기판(W)을 일시적으로 저장할 수 있다.
제1 버퍼 챔버와 제2 버퍼 챔버가 제2 버퍼 모듈(510) 내에서 배치되는 형태는 실시예에 따라 변형될 수 있다. 예를 들어, 제1 버퍼 챔버와 제2 버퍼 챔버는 제2 버퍼 모듈(510) 내에서 제3 방향(Z)을 따라 적층될 수 있다. 즉, 제2 버퍼 챔버가 제1 버퍼 챔버의 상부에 배치될 수 있다.
다른 예를 들어, 제1 버퍼 챔버와 제2 버퍼 챔버는 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 나란히 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 복수의 제1 버퍼 챔버가 적층 되어 제1 버퍼 타워를 형성하고, 복수의 제2 버퍼 챔버가 적층 되어 제2 버퍼 타워를 형성할 수 있다. 즉, 제1 버퍼 타워와 제2 버퍼 타워가 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 나란히 배치될 수 있다.
제2 버퍼 모듈(510)은 기판(W)을 수용하지 않은 챔버를 포함할 수 있다. 또한, 제2 버퍼 모듈(510)에는 제1 습도 제어 유닛(700)이 배치될 수 있다. 이에 대해서는, 아래에서 상세히 설명한다.
인터페이스 로봇(520)은 제2 버퍼 모듈(510)과 노광 유닛(600) 사이에서 기판(W)을 이송할 수 있다.
노광 유닛(600)은 스텝퍼(stepper)를 사용하여 포토 레지스트 막이 형성된 기판(W)에 광을 조사하여, 기판(W) 상에 회로 패턴을 형성할 수 있다. 노광 유닛(600)은 EUV(extreme ultraviolet, 극자외선)를 조사할 수 있다.
제1 습도 제어 유닛(700)은 기판(W)이 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과하는 경우, 기판(W)이 노출되는 수분량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제1 습도 제어 유닛(700)은 증기를 공급하여, 기판(W)이 제1 습도 제어 유닛(700) 내에서 노출되는 총 수분량을 증가시킬 수 있다. 제1 습도 제어 유닛(700)은 가습 유닛으로 지칭될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 습도 제어 유닛(700)은 인터페이스 유닛(500)의 제2 버퍼 모듈(510)에 배치될 수 있다. 즉, 제1 습도 제어 유닛(700)은 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 습도 제어 유닛(700)은 제3 방향(Z)으로 제2 버퍼 모듈(510)의 제1 버퍼 챔버와 제2 버퍼 챔버와 적층 되어 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 습도 제어 유닛(700)은 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)을 따라 제2 버퍼 모듈(510)의 제1 버퍼 챔버와 제2 버퍼 챔버의 사이에 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 제1 습도 제어 유닛(700)은 스핀 유닛(200)으로부터 노광 유닛(600)으로 제공되는 기판(W)이 노출되는 총 수분량을 제어할 수 있다. 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과하기 전과 비교하여, 기판(W)이 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과할 때 기판(W)이 노출되는 수분량이 급격히 증가할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 금속 포토 레지스트가 도포된 기판(W)은 제1 습도 제어 유닛(700) 내에서 증가한 양의 수분에 노출될 수 있다. 수분에 노출된 기판(W)의 금속 포토 레지스트의 반응성이 향상될 수 있다. 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과하지 않아 증가한 양의 수분에 노출되지 않은 기판(W)과 비교할 때, 노광 유닛(600)은 제1 습도 제어 유닛(700)으로부터 제공받은 기판(W)에 적은 양의 에너지로 기판(W) 상에 회로 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 금속 포토 레지스트가 도포된 기판(W)이 제1 습도 제어 유닛(700) 내에서 증가한 양의 수분에 노출될 때, 금속 포토 레지스트가 노출되는 수분량을 포화(saturation)시킴으로써, CD(critical dimension)의 편차를 감소시킬 수 있다.
제1 습도 제어 유닛(700)에 대해서는, 이하 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판 처리 장치(1) 내에서 인덱스 로봇(120), 이송 유닛(400) 및 인터페이스 로봇(520)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 이송 유닛(400)을 통해서 스핀 유닛(200)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 이송되는 경우, 기판(W)의 이송 속도를 제어할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)에 대해서는, 이하 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다. 도 5는 도 4의 펀칭 플레이트와 기판을 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 습도 제어 유닛(700)은 챔버(701), 기판 지지부(702), 증기 공급부(710), 유량 제어부(720), 온도 제어부(730), 펀칭 플레이트(740) 및 습도 센서(750)를 포함할 수 있다. 제1 습도 제어 유닛(700)은 증기를 공급하여 기판(W)이 노출되는 수분량을 증가시킬 수 있다.
챔버(701)는 기판(W)이 수용되는 내부 공간을 정의할 수 있다.
기판 지지부(702)는 챔버(701)의 하부면에 배치되어 기판(W)을 지지할 수 있다.
증기 공급부(710)는 기판(W)이 노출되는 공간의 습도를 증가시키기 위해 제공되는 증기를 저장하고, 증기를 챔버(701)의 내부로 공급할 수 있다.
유량 제어부(720)는 증기 공급부(710)로부터 공급되는 증기의 유량을 제어할 수 있다.
온도 제어부(730)는 기판(W)이 노출되는 공간의 온도를 제어할 수 있다. 온도 제어부(730)는 기판 지지부(702) 내부에 배치될 수 있다. 온도 제어부(730)는 타겟 상대 습도에 따라 기판(W)이 노출되는 공간의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제공되는 증기량이 일정할 때, 상대 습도를 증가시키는 경우, 온도 제어부(730)는 기판(W)이 노출되는 공간의 온도를 낮출 수 있다. 다른 예를 들어, 제공되는 증기량이 일정할 때, 기판(W)이 노출되는 공간의 상대 습도를 감소시키는 경우, 온도 제어부(730)는 기판(W)이 노출되는 공간의 온도를 증가시킬 수 있다. 온도 제어부(730)는 기판(W)을 가열하는 플레이트를 포함할 수 있다.
펀칭 플레이트(740)는 증기가 기판(W)에 균일하게 공급되도록 할 수 있다. 펀칭 플레이트(740)는 기판(W)의 상면에 배치되어 기판(W)과 중첩된다. 펀칭 플레이트(740)는 플레이트에 복수의 홀을 포함하여 홀을 통해 증기가 기판(W) 상에 분사되도록 할 수 있다.
습도 센서(750)는 챔버(701) 내부의 습도를 센싱할 수 있다. 습도 센서(750)는 센싱한 챔버(701)의 내부 습도를 제어부(760)에 제공할 수 있다. 제어부(760)는 습도 센서(750)로부터 제공받은 챔버(701)의 내부 습도에 기초하여, 챔버(701) 내부로 공급되는 증기의 양을 유량 제어부(720)를 통해 제어하고, 기판(W)이 노출되는 공간(예를 들어, 챔버(701))의 상대 습도를 온도 제어부(730)를 통해 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 도시한 측면도이다. 설명의 편의를 위해 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 6을 참조하면, 제1 습도 제어 유닛(700)은 챔버(701)에 배치된 증기 출입홀(760)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 제1 습도 제어 유닛에서 기판(W)이 펀칭 플레이트를 통과한 증기를 제공받는 것과 달리, 도 6 및 도 7에 도시된 제1 습도 제어 유닛(700)에서 기판(W)은 증기 출입홀(760)을 통해 챔버(701) 내부로 주입되는 증기를 제공받을 수 있다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 이송 속도 제어 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 각 유닛에 제공되는 시간과 각 유닛 사이에서 기판(W)이 이송되는 거리를 기반으로 기판(W)의 이송 속도를 제어할 수 있다.
기판(W)은 T1 시점에 코팅 유닛(210)에 제공되어 포토 레지스트 막이 코팅된다. 기판(W)은 코팅 유닛(210)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 D1 거리만큼 이송되어 제공된다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 코팅 유닛(210)에 제공되는 T1 시점을 기준으로, 기판(W)이 베이킹 유닛(300)에 제공되는 T2 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 코팅 유닛(210)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 기판(W)이 이송되는 D1 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 코팅 유닛(210)의 복수의 코팅 챔버(211)와, 기판(W)을 제공받는 베이킹 유닛(300)의 복수의 베이킹 챔버(310) 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 복수의 베이킹 챔버(221) 중 이용 불가능한 베이킹 챔버(221)를 고려하여 D1 거리를 계산하고, T1 시점과 T2 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이어서, 기판(W)은 T2 시점에 베이킹 유닛(300)에 제공되어 코팅된 포토 레지스트 막이 소프트 베이크 처리될 수 있다. 기판(W)은 베이킹 유닛(300)으로부터 D2 거리만큼 이송되어 T3 시점에 인터페이스 유닛(500)으로 제공된다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 베이킹 유닛(300)에 제공되는 T2 시점을 기준으로, 기판(W)이 인터페이스 유닛(500)에 제공되는 T3 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 베이킹 유닛(300)으로부터 인터페이스 유닛(500)으로 기판(W)이 이송되는 D2 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 베이킹 유닛(300)의 복수의 베이킹 챔버(310)와, 기판(W)을 제공받는 인터페이스 유닛(500)에 포함된 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버 중 이용 불가능한 챔버를 고려하여 D2 거리를 계산하고, T2 시점과 T3 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이어서, 기판(W)은 인터페이스 유닛(500)으로부터 D3 거리만큼 이송되어 T4 시점에 제1 습도 제어 유닛(700)으로 제공될 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 인터페이스 유닛(500)에 제공되는 T3 시점을 기준으로, 기판(W)이 제1 습도 제어 유닛(700)에 제공되는 T4 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 인터페이스 유닛(500)으로부터 제1 습도 제어 유닛(700)으로 기판(W)이 이송되는 D3 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 인터페이스 유닛(500)에 포함된 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버와, 기판(W)을 제공받는 제1 습도 제어 유닛(700)의 챔버(701) 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 제1 습도 제어 유닛(700)의 챔버(701) 중 이용 불가능한 챔버를 고려하여 D3 거리를 계산하고, T3 시점과 T4 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이어서, 기판(W)은 제1 습도 제어 유닛(700)에서 증가한 수분량에 노출된 후, 제1 습도 제어 유닛(700)으로부터 D4 거리만큼 이송되어 T5 시점에 노광 유닛(600)에 제공될 수 있다. 노광 유닛(600)에서 기판(W)에 코팅된 포토 레지스트 막에 광이 조사될 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 제1 습도 제어 유닛(700)에 제공되는 T4 시점을 기준으로, 기판(W)이 노광 유닛(600)에 제공되는 T5 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 제1 습도 제어 유닛(700)으로부터 노광 유닛(600)으로 기판(W)이 이송되는 D4 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 제1 습도 제어 유닛(700)의 챔버(701)와, 기판(W)을 제공받는 노광 유닛(600)의 챔버 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 제1 습도 제어 유닛(700)의 챔버(701) 중 이용 불가능한 챔버를 고려하여 D4 거리를 계산하고, T4 시점과 T5 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이어서, 노광 유닛(600)으로부터 D5 거리만큼 이송되어 T6 시점에 인터페이스 유닛(500)으로 제공될 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 노광 유닛(600)에 제공되는 T5 시점을 기준으로, 기판(W)이 인터페이스 유닛(500)에 제공되는 T6 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 노광 유닛(600)으로부터 인터페이스 유닛(500)으로 기판(W)이 이송되는 D5 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 노광 유닛(600)의 챔버와, 기판(W)을 제공받는 인터페이스 유닛(500)에 포함된 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버 중 이용 불가능한 챔버를 고려하여 D5 거리를 계산하고, T5 시점과 T6 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이어서, 기판(W)은 인터페이스 유닛(500)으로부터 D6 거리만큼 이송되어 T7 시점에 베이킹 유닛(300)으로 제공될 수 있다. 베이킹 유닛(300)에서 기판(W)은 하드 베이크 처리될 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 인터페이스 유닛(500)에 제공되는 T6 시점을 기준으로, 기판(W)이 베이킹 유닛(300)에 제공되는 T7 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 인터페이스 유닛(500)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 기판(W)이 이송되는 D6 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 인터페이스 유닛(500)에 포함된 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버와, 기판(W)을 제공받는 베이킹 유닛(300)의 복수의 베이킹 챔버(310) 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 제2 버퍼 모듈(510)의 복수의 챔버 중 이용 불가능한 챔버를 고려하여 D6 거리를 계산하고, T6 시점과 T7 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이어서, 베이킹 유닛(300)으로부터 D7 거리만큼 이송되어 T8 시점에 현상 유닛(220)으로 제공될 수 있다. 현상 유닛(220)에서 기판(W)은 광이 조사되고 하드 베이크 처리된 포토 레지스트 막이 현상 처리될 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)이 베이킹 유닛(300)에 제공되는 T7 시점을 기준으로, 기판(W)이 현상 유닛(220)에 제공되는 T8 시점을 시뮬레이션 할 수 있다. 이송 속도 제어 유닛(800)은 베이킹 유닛(300)으로부터 현상 유닛(220)으로 기판(W)이 이송되는 D7 거리를 계산하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 이송 속도 제어 유닛(800)은 기판(W)을 제공하는 베이킹 유닛(300)의 복수의 베이킹 챔버(310)와, 기판(W)을 제공받는 현상 유닛(220)의 복수의 현상 챔버(221) 간의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 이송 속도 제어 유닛(800)은 복수의 현상 챔버(221) 중 이용 불가능한 챔버를 고려하여 D7 거리를 계산하고, T7 시점과 T8 시점 사이의 시간을 시뮬레이션할 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 T1 내지 T8 시점 사이의 각 이송 시간들을 계산하여 각 유닛에서 기판(W)이 정상 흐름(steady flow)으로 공정 처리가 가능한지 판단할 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)은 D1 내지 D7의 기판(W)의 각 이송 거리를 계산하여 거리의 차이를 보상하여 이송 유닛(400)이 기판(W)을 이송하는 시간을 균일화할 수 있다. 예를 들어, D1이 D2 보다 큰 경우, 이송 속도 제어 유닛(800)은 이송 유닛(400)이 기판(W)을 D2 거리만큼 이송할 때보다 더 빠른 이송 속도로 기판(W)을 D1 거리만큼 이송하도록 제어할 수 있다.
이송 속도 제어 유닛(800)이 기판(W)이 이송되는 거리에 따라 기판(W)의 이송 속도를 제어함으로써, 기판 처리 장치(1) 내에서 특정 유닛에서 기판(W)에 대한 공정을 완료한 이후 지연이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 노광 유닛(600)에서 기판(W)에 대한 노광 공정이 수행된 이후에 베이킹 유닛(300)으로 이송될 수 있다. 하지만, 베이킹 유닛(300)에 다른 기판(W)에 대한 공정이 수행 중인 경우에 노광 유닛(600)과 베이킹 유닛(300) 사이에서 기판(W)이 이송되지 못하고 정체가 발생할 수 있다.
특정 구간에서 기판(W)이 이송되지 않고 정체되면, 복수의 기판(W)이 각각 다른 환경에 다른 시간동안 노출되어 공정 수율이 감소할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 이송 속도를 제어함으로써 기판(W)이 기판 처리 장치(1) 내에서 다른 환경에 노출되는 시간의 편차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 이송 속도 제어 유닛(800)이 기판(W)이 이송되는 거리에 따라 기판(W)의 이송 속도를 제어함으로써, 복수의 기판(W)의 이송 시간을 균일화할 수 있다.
도 7에서는, 기판(W)이 코팅 유닛(210), 베이킹 유닛(300), 인터페이스 유닛(500), 제1 습도 제어 유닛(700), 노광 유닛(600), 인터페이스 유닛(500), 베이킹 유닛(300) 및 현상 유닛(220)에서 차례로 처리되는 과정을 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 기판(W)은 코팅 유닛(210)에서 처리된 이후에 베이킹 유닛(300)을 거치지 않고 곧바로 인터페이스 유닛(500)으로 제공될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다. 도 9는 도 8의 이송 유닛과 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다. 도 10은 다른 실시예에 따른 이송 유닛과 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 기판 처리 장치(2)는 이송 유닛(400)이 포함된 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함할 수 있다.
제2 습도 제어 유닛(900)은 인클로저(901), 가스 공급부(910), 필터(920), 유량 제어부(930), 노즐(940), 습도 센서(950), 가스 배기홀(960) 및 제어부(970)를 포함할 수 있다.
가스 공급부(910)는 기판(W)이 노출되는 공간의 습도를 감소시키기 위해 제공되는 가스를 저장하고, 가스를 인클로저(901) 내부로 공급할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가스 공급부(910)는 불활성 가스 또는 CDA(Clean Dry Air)를 인클로저(901) 내부로 공급할 수 있다. 가스 공급부(910)에 의해 제공되는 불활성 가스(예를 들어, N2)는 수분을 함유하고 있지 않아 기판(W)이 노출되는 수분량을 낮출 수 있다. 가스 공급부(910)에 의해 제공되는 CDA는 이슬점이 높아 기판(W)이 노출되는 수분량을 낮게 제어할 수 있다.
필터(920)는 가스 공급부(910)로부터 제공되는 가스에 포함된 불순물을 필터링할 수 있다. 예를 들어, 필터(920)는 팬 필터 유닛(FFU)을 포함할 수 있다.
유량 제어부(930)는 인클로저(901) 내부로 공급되는 가스의 유량을 제어할 수 있다.
노즐(940)은 가스 공급부(910)로부터 공급받은 가스를 인클로저(901)의 내부로 주입할 수 있다. 도 10에서는 노즐(940)이 가스를 인클로저(901)의 내부로 주입하는 것으로 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 가스를 인클로저(901)의 내부로 주입하는 부품은 노즐이 아닌 슬릿, 홀 또는 샤워헤드 등과 같이 다양한 타입의 구성을 포함할 수 있다.
습도 센서(950)는 인클로저(901) 내부의 습도를 센싱할 수 있다. 습도 센서(750)는 센싱한 인클로저(901)의 내부 습도를 제어부(970)에 제공할 수 있다.
가스 배기홀(960)은 인클로저(901) 내부의 가스를 배기할 수 있다. 가스 배기홀(960)이 인클로저(901) 내부의 가스를 배기함으로써, 인클로저(901) 내부의 가스가 제2 습도 제어 유닛(900) 외부로 확산되는 것을 최소화할 수 있다. 가스 배기홀(960)은 슬릿, 홀 또는 덕트 등과 같이 다양한 타입의 구성을 포함할 수 있다.
제어부(970)는 습도 센서(950)로부터 제공받은 인클로저(901)의 내부 습도에 기초하여, 인클로저(901) 내부로 공급되는 가스의 양을 유량 제어부(930)를 통해 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(970)는 습도 센서(950)로부터 제공받은 인클로저(901)의 내부 습도가 임계치보다 낮다고 판단하면, 유량 제어부(930)를 제어하여 인클로저(901)의 내부로 주입되는 가스의 유량을 감소시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(970)는 습도 센서(950)로부터 제공받은 인클로저(901)의 내부 습도가 임계치보다 높다고 판단하면, 유량 제어부(930)를 제어하여 인클로저(901)의 내부로 주입되는 가스의 유량을 증가시킬 수 있다.
제2 습도 제어 유닛(900)은 기판(W)의 성능이 감소되지 않도록 기판(W)이 기판 처리 장치(2) 내에서 노출되는 수분량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제2 습도 제어 유닛(900)은 불활성 기체 또는 CDA(Clean Dry Air)를 공급하여, 기판(W)이 기판 처리 장치(2) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(2)가 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함하는 경우를 기판 처리 장치(2)가 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함하지 않는 경우와 비교하면, 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과하는 기판(W)이 기판 처리 장치(2) 내에서 노출되는 총 수분량은, 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과하지 않은 기판(W)이 기판 처리 장치 내에서 노출되는 총 수분량보다 적을 수 있다. 제2 습도 제어 유닛(900)은 저습 유닛으로 지칭될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 습도 제어 유닛(900)은 이송 유닛(400)을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 제2 습도 제어 유닛(900)은 노광 유닛(600)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 제공되는 기판(W)이 기판 처리 장치(2) 내에서 노출되는 총 수분량을 제어할 수 있다. 또한 제2 습도 제어 유닛(900)은 스핀 유닛(200)과 베이킹 유닛(300) 사이에서 이송되는 기판(W)이 기판 처리 장치(2) 내에서 노출되는 총 수분량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함하지 않는 기판 처리 장치 내에서 기판(W)이 노광 유닛(600)과 베이킹 유닛(300) 사이 또는 스핀 유닛(200)과 베이킹 유닛(300) 사이에서 이송될 때 노출되는 총 수분량과 비교하여, 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함하는 기판 처리 장치(2) 내에서 기판(W)이 노광 유닛(600)과 베이킹 유닛(300) 사이 또는 스핀 유닛(200)과 베이킹 유닛(300) 사이에서 이송될 때 노출되는 총 수분량은 적을 수 있다.
다른 예를 들어, 기판(W)이 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함하는 이송 유닛(400)에 의해 베이킹 유닛(300)으로부터 스핀 유닛(200)의 현상 유닛(220)으로 제공되는 경우, 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함하는 기판 처리 장치(2) 내에서 베이킹 유닛(300)으로부터 스핀 유닛(200)의 현상 유닛(220)으로 제공될 때 기판(W)이 노출되는 총 수분량은, 이송 유닛(400)에 의해 베이킹 유닛(300)으로부터 스핀 유닛(200)의 현상 유닛(220)으로 제공될 때 기판(W)이 노출되는 총 수분량보다 적을 수 있다.
즉, 기판 처리 장치(2) 내에서 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과한 기판(W)이 노출되는 수분량은 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과하지 않는 기판(W)이 노출되는 수분량보다 낮다.
도 10을 참조하면, 도 9와 달리 제2 습도 제어 유닛(900)이 이송 유닛(400)의 일부를 포함한다. 예를 들어, 제2 습도 제어 유닛(900)은 이송 유닛(400) 전체를 포함하지 않고, 제2 습도 제어 유닛(900)은 이송 유닛(400)의 공정 처리부 로봇이 통과하는 일부 영역일 수 있다. 이와 같은 경우, 이송 유닛(400)에 의해 이송되는 기판(W)은 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과함으로써 기판(W)이 노출되는 수분량이 감소하게 된다.
도 11은 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다. 도 12는 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 측면도이다. 도 13은 도 11의 습도 제어 유닛을 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 기판 처리 장치(3)는 베이킹 유닛(300)의 내부에 배치된 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함할 수 있다.
베이킹 유닛(300)은 복수의 베이킹 챔버(310)를 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 베이킹 유닛(300)은 복수의 베이킹 챔버(310)가 제3 방향(Z)으로 적층 되어 총 6개의 층으로 형성될 수 있다. 또한, 베이킹 유닛(300)은 복수의 베이킹 챔버(310)가 제1 방향(X)으로 연속적으로 배치될 수 있다.
제2 습도 제어 유닛(900)은 복수의 베이킹 챔버(310)와 함께 적층 되어 베이킹 유닛(300)에 포함될 수 있다. 즉, 제2 습도 제어 유닛(900)은 복수의 베이킹 챔버(310)와 정렬될 수 있다. 예를 들어, 제2 습도 제어 유닛(900)은 복수의 베이킹 챔버(310)와 함께 적층될 수 있다. 베이킹 유닛(300)에는 베이크 공정이 진행되는 복수의 베이킹 챔버(310) 이외에 별도의 공정이 진행되지 않는 블랭크(blank) 챔버가 포함될 수 있다. 제2 습도 제어 유닛(900)은 베이킹 유닛(300)의 블랭크 챔버에 배치될 수 있다.
베이킹 유닛(300)에 배치되는 제2 습도 제어 유닛(900)은 실시예에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 습도 제어 유닛(900)은 기판 처리 장치(3)의 하면으로부터 제3 방향(Z)으로 두번째 층에서 제1 방향(X)으로 두번째 블랭크 챔버에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 습도 제어 유닛(900)은 베이킹 유닛(300)의 모든 층마다 하나의 블랭크 챔버에 배치될 수 있다. 베이킹 유닛(300)에 배치되는 제2 습도 제어 유닛(900)의 위치와 개수는 실시예에 따라 변경될 수 있다.
제2 습도 제어 유닛(900)은 노광 유닛(600)에서 광을 조사한 기판(W)을 베이킹 유닛(300)에서 포스트 베이크 처리하기 전에 기판(W)이 노출되는 수분량을 감소시킬 수 있다. 제2 습도 제어 유닛(900)은 불활성 가스 또는 CDA를 공급하여 기판(W)이 기판 처리 장치(3) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다.
제2 습도 제어 유닛(900)은 챔버(901), 가스 공급부(910), 필터(920), 유량 제어부(930), 노즐(940), 습도 센서(950), 가스 배기홀(960) 및 제어부(970)를 포함할 수 있다.
챔버(901)는 베이킹 유닛(300)의 블랭크 챔버를 포함할 수 있다. 챔버(901)는 셔터(미도시)를 포함할 수 있다. 셔터는 제2 습도 제어 유닛(900)에 기판(W)이 출입할 수 있도록 챔버(901)를 개폐할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 도 2, 도 8 및 도 11을 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 14를 참조하면, 기판 처리 장치(4)는 제2 버퍼 모듈(510)에 배치된 제1 습도 제어 유닛(700)과 이송 유닛(400)의 내부에 배치된 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함할 수 있다.
제1 습도 제어 유닛(700)은 증기를 공급함으로써, 기판(W)이 기판 처리 장치(4) 내에서 노출되는 총 수분량을 증가시킬 수 있다. 제2 습도 제어 유닛(900)은 불활성 가스 또는 CDA를 공급함으로써, 기판(W)이 기판 처리 장치(4) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판 처리 장치(4)는 스핀 유닛(200)의 코팅 유닛(210)에서 기판(W)에 포토 레지스트 막을 코팅하고, 베이킹 유닛(300)에서 소프트 베이크 처리한 기판(W)을 노광 유닛(600)에 제공하기 전에 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과하도록 할 수 있다. 즉, 노광 유닛(600)에서 기판(W)에 광을 조사하기 전에 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과시켜 기판(W)이 노출되는 수분량을 증가시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판 처리 장치(4)는 노광 유닛(600)에서 광을 조사한 기판(W)을 베이킹 유닛(300)에 제공하기 전에 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과하도록 할 수 있다. 즉, 베이킹 유닛(300)에서 기판(W)을 포스트 베이크 처리하기 전에 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과시켜 기판(W)이 기판 처리 장치(4) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다. 이 때, 노광 유닛(600)으로부터 제공되는 기판(W)이 이송 유닛(400)을 통해 베이킹 유닛(300)으로 이송되는 과정에서, 이송 유닛(400)에 포함된 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과함으로써, 기판(W)이 노출되는 수분량이 감소할 수 있다.
도 15 내지 16은 본 발명의 또다른 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다. 도 17은 도 16의 기판 처리 장치를 도시한 측면도이다. 설명의 편의를 위해 도 9 내지 도 14를 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 15를 참조하면, 기판 처리 장치(5)는 베이킹 유닛(300)에 배치된 제1 습도 제어 유닛(700)과 제2 버퍼 모듈(510)에 배치된 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함할 수 있다.
제1 습도 제어 유닛(700)은 증기를 공급함으로써 기판(W)이 기판 처리 장치(5) 내에서 노출되는 총 수분량을 증가시킬 수 있다. 제2 습도 제어 유닛(900)은 불활성 가스 또는 CDA를 공급함으로써, 기판(W)이 기판 처리 장치(5) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판 처리 장치(5)는 베이킹 유닛(300)에서 기판(W)을 소프트 베이크 후 노광 유닛(600)에서 광을 조사하기 전에 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과하도록 할 수 있다. 즉, 소프트 베이크 처리된 기판(W)을 노광 처리하기 전에 제1 습도 제어 유닛(700)을 통과시켜 기판(W)이 노출되는 수분량을 증가시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판 처리 장치(5)는 노광 유닛(600)에서 광을 조사한 기판(W)을 베이킹 유닛(300)에 제공하기 전에 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과하도록 할 수 있다. 즉, 베이킹 유닛(300)에서 기판(W)을 포스트 베이크 처리하기 전에 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과시켜 기판(W)이 기판 처리 장치(5) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다. 이 때, 노광 유닛(600)으로부터 제2 버퍼 모듈(510)을 통해 베이킹 유닛(300)으로 이송되는 과정에서, 제2 버퍼 모듈(510)에 배치된 제2 습도 제어 유닛(900)을 통과함으로써, 기판(W)이 노출되는 수분량이 감소할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 기판 처리 장치(6)는 제2 버퍼 모듈(510)에 배치된 제1 습도 제어 유닛(700)과 제2 버퍼 모듈(510)에 배치된 제2 습도 제어 유닛(900)을 포함할 수 있다.
제1 습도 제어 유닛(700)은 스핀 유닛(200)으로부터 노광 유닛(600)으로 이송되는 기판(W)이 기판 처리 장치(6) 내에서 노출되는 총 수분량을 증가시킬 수 있다. 제1 습도 제어 유닛(700)은 증기를 공급함으로써 기판(W)이 기판 처리 장치(6) 노출되는 총 수분량을 증가시킬 수 있다.
제2 습도 제어 유닛(900)은 노광 유닛(600)으로부터 베이킹 유닛(300)으로 이송되는 기판(W)이 기판 처리 장치(6) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다. 제2 습도 제어 유닛(900)은 불활성 가스 또는 CDA를 공급함으로써 기판(W)이 기판 처리 장치(6) 내에서 노출되는 총 수분량을 감소시킬 수 있다.
제1 및 제2 습도 제어 유닛(700, 900)은 제2 버퍼 모듈(510)에서 적층 되어 배치될 수 있다.
도 18은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 19 내지 도 23은 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계의 도면들이다. 참고적으로, 도 18은 예시적인 순서도이며, 반도체 장치를 제조하는 방법은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, S100 내지 S700 단계의 사이에 다른 공정 단계가 추가될 수 있다.
도 18을 참조하면, 기판(W) 상에 포토레지스트 막(10)을 도포한다(S100).
도 19를 참조하면, 코팅 유닛(210)에서 기판(W) 상에 포토레지스트 막(10)이 도포될 수 있다. 포토레지스트 막(10)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 즉, 포토레지스트 막(10)은 금속 포토레지스트를 포함할 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 기판(W)을 소프트 베이킹 한다(S200).
도 20을 참조하면, 베이킹 챔버(310)에서 기판(W)이 베이킹 될 수 있다. 베이킹 챔버(310)는 가열 플레이트(315)를 포함할 수 있다. 베이킹 챔버(310)의 가열 플레이트(315) 상에서 포토레지스트 막(10)이 도포된 기판(W)을 가열할 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 기판(W)이 노출되는 수분량을 증가시킨다(S300).
도 21을 참조하면, 제1 습도 제어 유닛(700)에서 기판(W) 상에 증기가 공급될 수 있다. 제1 습도 제어 유닛(700) 내에서 기판(W)은 상대적으로 증가한 양의 수분에 노출될 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 기판(W)을 노광한다(S400).
도 22를 참조하면, 노광 유닛(600)에서 기판(W) 상에 광이 조사된다. 노광 유닛(600)은 광원(610), 광학계(620), EUV 소스(630)를 포함할 수 있다. 노광 유닛(600)은 광원(610), 광학계(620), EUV 소스(630)를 이용하여 기판(W) 상에 EUV를 조사할 수 있다.
EUV 소스(630)는 챔버의 일측에 배치될 수 있다. EUV 소스(630)는 EUV 빔(601)을 생성할 수 있다. EUV 빔(601)은 플라즈마 빔일 수 있다. 예를 들어, EUV 소스(630)는 주석(Sn), 제논(Xe) 가스, 티타늄(Ti), 또는 리튬(Li)의 금속 액체 방울에 펌프 광을 제공하여 EUV 빔(601)을 생성시킬 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 노광된 기판(W)을 베이킹한다(S500).
도 20을 참조하면, 베이킹 챔버(310)에서 기판(W)이 가열될 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 기판(W)이 노출되는 수분량을 감소시킨다(S600).
도 23을 참조하면, 제2 습도 제어 유닛(900)에서 기판(W)이 상대적으로 적은 양의 수분에 노출될 수 있다. 예를 들어, 제2 습도 제어 유닛(900)에서 기판(W) 상에 불활성 가스 또는 CDA(Clean Dry Air)가 공급될 수 있다.
다시 도 18을 참조하면, 기판(W)을 현상한다(S700).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
210: 코팅 유닛 220: 현상 유닛
300: 베이킹 유닛 400: 이송 유닛
500: 인터페이스 유닛 600: 노광 유닛
700: 제1 습도 제어 유닛 800: 이송 속도 제어 유닛
900: 제2 습도 제어 유닛

Claims (20)

  1. 기판에 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛;
    상기 포토레지스트 막에 광을 조사하는 노광 유닛; 및
    상기 코팅 유닛과 상기 노광 유닛 사이에 배치되고, 상기 기판이 노출되는 수분량을 상승시키는 제1 습도 제어 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노광 유닛은 상기 기판에 EUV(extreme ultraviolet)을 조사하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅 유닛과 상기 노광 유닛 사이에 배치되는 인터페이스 유닛을 더 포함하고,
    상기 제1 습도 제어 유닛은 상기 인터페이스 유닛 내에 배치되는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 인터페이스 유닛은,
    상기 코팅 유닛으로부터 제공되는 기판을 일시적으로 저장하는 제1 버퍼 타워와,
    상기 노광 유닛으로부터 제공되는 노광된 기판을 일시적으로 저장하는 제2 버퍼 타워를 포함하고,
    상기 제1 습도 제어 유닛은 상기 제1 버퍼 타워와 상기 제2 버퍼 타워 사이에 배치되는, 기판 처리 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 인터페이스 유닛은,
    상기 코팅 유닛으로부터 제공되는 기판을 일시적으로 저장하는 제1 버퍼 챔버와,
    상기 노광 유닛으로부터 제공되는 노광된 기판을 일시적으로 저장하는 제2 버퍼 챔버를 포함하고,
    상기 제1 습도 제어 유닛과 상기 제1 버퍼 챔버는 서로 적층되어 배치되는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 노광 유닛으로부터 제공되는 노광된 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 제2 습도 제어 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코팅 유닛과 상기 노광 유닛 사이에 배치되는 인터페이스 유닛을 더 포함하고,
    상기 인터페이스 유닛은
    상기 코팅 유닛으로부터 제공되는 기판을 일시적으로 저장하는 제1 버퍼 챔버와,
    상기 노광 유닛으로부터 제공되는 노광된 기판을 일시적으로 저장하는 제2 버퍼 챔버를 포함하고,
    상기 제2 습도 제어 유닛과 상기 제2 버퍼 챔버는 서로 적층되어 배치되는, 기판 처리 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 코팅 유닛과 대향하고, 상기 코팅 유닛에서 제공되는 기판을 베이킹하는 복수의 베이킹 챔버를 더 포함하고,
    상기 제2 습도 제어 유닛은, 상기 복수의 베이킹 챔버와 적층되는, 기판 처리 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 코팅 유닛과 대향하는 베이킹 유닛; 및
    상기 코팅 유닛과 상기 베이킹 유닛과 상기 노광 유닛 사이에서 상기 기판을 이송하는 이송 유닛을 더 포함하고,
    상기 제2 습도 제어 유닛은,
    상기 이송 유닛 내에 배치되는, 기판 처리 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅 유닛과 대향하고, 상기 코팅 유닛에서 제공되는 기판을 베이킹 하는 복수의 베이킹 챔버를 더 포함하고,
    상기 제1 습도 제어 유닛은 상기 복수의 베이킹 챔버와 적층되고,
    상기 제1 습도 제어 유닛은 상기 기판을 가열하는 플레이트를 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 노광 유닛으로부터 제공되는 노광된 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 제2 습도 제어 유닛;
    상기 제2 습도 제어 유닛으로부터 제1 거리로 이격되는 제1 베이킹 챔버와, 상기 제2 습도 제어 유닛으로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리로 이격되는 제2 베이킹 챔버를 포하하고, 상기 노광된 기판을 베이킹하는 베이킹 유닛;
    상기 제2 습도 제어 유닛으로부터 상기 베이킹 유닛으로 상기 기판을 이송하는 이송 유닛; 및
    상기 이송 유닛의 이송 속도를 제어하는 이송 속도 제어부를 더 포함하고,
    상기 이송 속도 제어부는,
    상기 이송 유닛이 상기 기판을 상기 제2 습도 제어 유닛으로부터 제1 속도로 상기 제1 베이킹 챔버로 이송하고,
    상기 기판을 상기 제2 습도 제어 유닛으로부터 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 상기 제2 베이킹 챔버로 이송하도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  12. 기판에 금속 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛;
    상기 금속 포토레지스트 막에 광을 조사하는 노광 유닛;
    상기 노광 유닛에 의해 광이 조사된 상기 기판을 현상하는 현상 유닛;
    상기 기판을 베이킹 하는 베이킹 유닛; 및
    상기 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 저습 유닛을 포함하고,
    상기 저습 유닛은 상기 코팅 유닛, 상기 노광 유닛, 상기 현상 유닛 및 상기 베이킹 유닛과 공간적으로 분리되는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 베이킹 유닛은 복수의 베이킹 챔버를 포함하고,
    상기 저습 유닛은 상기 복수의 베이킹 챔버와 적층되는, 기판 처리 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 코팅 유닛과 상기 현상 유닛은 제1 영역에 배치되고,
    상기 베이킹 유닛은 상기 제1 영역과 마주보는 제2 영역에 배치되고,
    상기 저습 유닛은, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 배치되는, 기판 처리 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 배치되고, 이송 로봇을 이용하여 기판을 이송시키는 이송 유닛을 더 포함하고,
    상기 이송 로봇은 상기 저습 유닛을 통과하는, 기판 처리 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 노광 유닛은 상기 기판이 EUV를 조사하는, 기판 처리 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 코팅 유닛, 상기 현상 유닛 및 상기 베이킹 유닛을 포함하는 공정 처리부와 상기 노광 유닛 사이에 배치되는 인터페이스 유닛을 더 포함하고,
    상기 저습 유닛은 상기 인터페이스 유닛 내에 배치되는, 기판 처리 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 인터페이스 유닛은,
    상기 기판을 냉각하는 쿨링 플레이트를 포함하는, 기판 처리 장치.
  19. 기판에 포토레지스트 막을 도포하는 코팅 유닛;
    상기 포토레지스트 막에 EUV를 조사하는 노광 유닛;
    상기 노광 유닛에 의해 노광된 상기 기판을 현상하는 현상 유닛;
    상기 기판을 베이킹하는 베이킹 유닛;
    상기 기판이 노출되는 수분량을 상승시키는 제1 습도 제어 유닛; 및
    상기 기판이 노출되는 수분량을 감소시키는 제2 습도 제어 유닛을 포함하고,
    상기 베이킹 유닛은 상기 코팅 유닛과 대향하고, 기판을 베이킹 하는 복수의 베이킹 챔버를 포함하고,
    상기 제1 습도 제어 유닛은 상기 복수의 베이킹 챔버와 적층되고,
    상기 제2 습도 제어 유닛은 상기 코팅 유닛과 상기 노광 유닛 사이에 배치되는, 기판 처리 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1 습도 제어 유닛은 상기 기판을 가열하는 가열 플레이트를 포함하는, 기판 처리 장치.
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