KR20230125646A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 수납된 용기로부터 기판을 이송하기 위한 인덱스 모듈과, 상기 인덱스 모듈로부터 이송된 상기 기판에 대해서 코팅 공정 및 현상 공정을 수행하기 위한 공정 모듈과, 상기 공정모듈과 노광 장치 사이에서 상기 기판을 주고받기 위한 인터페이스 모듈을 포함하고, 상기 공정 모듈 내에는, 상기 기판의 전처리를 위한 전처리 장치가 설치되고, 상기 전처리 장치는, 제 1 열로 수직 적층된 복수의 제 1 전처리 유닛들과, 제 2 열로 수직 적층된 복수의 제 2 전처리 유닛들과, 상기 복수의 제 1 전처리 챔버들 및 상기 복수의 제 2 전처리 챔버들로 기판을 로딩하기 위한 로딩 로봇을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 코팅 공정 및 현상 공정을 수행하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조를 위해서 다양한 공정을 수행하기 위한 다양한 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 이러한 반도체 공정 중 포토리소그래피 공정(photo-lithography process)은 기판 상에 소정의 포토레지스트 패턴(photoresist pattern)을 형성시키는 공정이다. 이러한 포토리소그래피 공정은 주요하게 코팅 공정, 열처리 공정, 노광 공정(exposure process), 및 현상 공정(develop process)을 포함할 수 있고, 복수의 장치들을 이용해서 수행되고 있다. 이러한 포토리소그래피 공정은 반도체 소자의 집적도를 결정해주기 때문에 반도체 제조 공정 능력을 판단할 수 있는 기준으로 평가되고 있다.
최근, 반도체 소자의 고집적화와 생산성 향상을 위하여, 코팅 공정, 열처리 공정, 및 현상 공정이 하나의 포토 트랙(photo track) 장치에 결합되어 자동화되고 있다. 나아가, 노광 장치도 이러한 포토 트랙 장치와 인-라인으로 배치되어 전술한 공정들이 연속적으로 수행될 수 있도록 구성됨에 따라서, 생산성이 크게 향상되었다.
기판의 대구경화와 더불어, 포토 트랙 장치 내에서 코팅 공정을 수행하기 위한 기판들을 이송하는 로봇과 현상 공정을 수행하기 위한 기판들이 서로 간섭됨에 따라서 처리 효율성이 저하되고 있다. 이에 따라, 이러한 간섭을 줄이기 위하여, 코팅 공정과 현상 공정을 층으로 분리하는 다층 구조의 포토 트랙 설비가 개발되고 있다.
하지만, 전술한 다층 구조의 포토 트랙 설비에서 생산성을 더욱 늘이기 위해서는 층수를 더 높여야 하지만, 제조 공장의 높이 제한에 따라서 그 한계가 있다. 예를 들어, 코팅 공정 시 포토레지스트의 접착력 향상을 위하여 수행하는 전처리 장치의 경우, 종래 단일 열의 적층 구조로 형성되어 있어서, 생산성 향상을 더욱 높이는 데 제약 요소로 작용하고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전처리 장치의 적층 높이 제한에 의한 생산성 제한을 해결할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 수납된 용기로부터 기판을 이송하기 위한 인덱스 모듈과, 상기 인덱스 모듈로부터 이송된 상기 기판에 대해서 코팅 공정 및 현상 공정을 수행하기 위한 공정 모듈과, 상기 공정모듈과 노광 장치 사이에서 상기 기판을 주고받기 위한 인터페이스 모듈을 포함하고, 상기 공정 모듈 내에는, 상기 기판의 전처리를 위한 전처리 장치가 설치되고, 상기 전처리 장치는, 제 1 열로 수직 적층된 복수의 제 1 전처리 유닛들과, 제 2 열로 수직 적층된 복수의 제 2 전처리 유닛들과, 상기 복수의 제 1 전처리 챔버들 및 상기 복수의 제 2 전처리 챔버들로 기판을 로딩하기 위한 로딩 로봇을 포함한다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 공정 모듈은, 상기 기판에 대해서 코팅 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 코팅 블록과, 상기 기판에 대해서 현상 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 현상 블록을 포함하고, 상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 적층 배치되고, 상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 상기 인덱스 모듈로부터 상기 기판을 이송받아 수용하기 위한 전단 버퍼 챔버를 각각 포함하고, 상기 로딩 로봇은 상기 전단 버퍼 챔버 내에 배치될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 복수의 제 1 전처리 유닛들은 상기 코팅 블록 내 상기 전단 버퍼 챔버들 내 각각 배치될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 복수의 제 1 전처리 유닛들 각각은 별도의 냉기부를 통하지 않고 상기 기판이 내부에 안착되는 단독 타입으로 구성될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 전단 버퍼 챔버들 각각에는 상기 기판을 냉각시키기 위한 냉각부가 설치되고, 상기 코팅 블록 내 상기 로딩 로봇은 상기 냉각부, 상기 복수의 제 1 전처리 유닛들 및 상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 사이에서 상기 기판을 이송할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 코팅 블록은 상기 전단 버퍼 챔버에 인접하게 배치된 적어도 하나의 열처리 챔버를 각각 포함하고, 상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 각각은 상기 열처리 챔버에 설치될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 각각은 별도의 냉기부를 통하지 않고 상기 기판이 안착되는 단독 타입으로 구성될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 각각은 상기 로딩 로봇으로부터 상기 기판을 전달받고 상기 기판에 대한 냉각 처리가 가능한 냉기부 및 상기 냉기부를 통해서 상기 기판을 전달받고 상기 기판에 대해서 전처리 가스를 분사하기 위한 전처리부를 포함하는 냉기 타입(chill type)으로 구성될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에 따르면, 상기 전처리 장치는 상기 기판 상에 포토레지스트 코팅 전에 전처리 가스를 공급할 수 있고, 상기 전처리 가스는 상기 기판을 소수성 처리하기 위한 헥사메틸사일렌(Hexamethyldisilazane, HMDS) 가스를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 수납된 용기로부터 기판을 이송하기 위한 인덱스 모듈과, 상기 기판에 대해서 코팅 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 코팅 블록 및 상기 기판에 대해서 현상 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 현상 블록을 포함하는 공정 모듈과, 상기 공정모듈과 노광 장치 사이에서 상기 기판을 주고받기 위한 인터페이스 모듈을 포함하고, 상기 공정 모듈 내에는, 상기 기판 상에 포토레지스트 코팅 전에 전처리 가스를 공급하기 위한 전처리 장치가 설치되고, 상기 전처리 장치는, 적어도 두 열로 각각 수직 적층된 전처리 유닛들과, 상기 전처리 유닛들로 기판을 로딩하기 위한 로딩 로봇을 포함하고, 상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 적층 배치되고, 상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 상기 인덱스 모듈로부터 상기 기판을 이송받아 수용하기 위한 전단 버퍼 챔버를 각각 포함하고, 상기 로딩 로봇은 상기 전단 버퍼 챔버 내에 배치되고, 상기 전처리 유닛들 중 적어도 한 열은 상기 전단 버퍼 챔버들에 배치되고, 상기 전처리 유닛들 중 적어도 다른 한 열은 상기 코팅 블록 내의 상기 전단 버퍼 챔버에 인접한 열처리 챔버에 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 전처리 유닛을 적어도 두 줄로 형성하여 전처리 효율을 높이고 생산성을 높일 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치에서 전처리 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 5는 4의 전처리 장치에 대한 개념적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전처리 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 전처리 장치의 전처리 유닛을 보여주는 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치(100)의 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(100)의 개략적인 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 인덱스 모듈(index module, 110), 공정 모듈(processing module, 120) 및 인터페이스 모듈(interface module, 140)을 포함한다.
일부 실시예에서, 인덱스 모듈(100), 공정 모듈(120) 및 인터페이스 모듈(140)은 순차적으로 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들어, 인덱스 모듈(110), 공정 모듈(120) 및 인터페이스 모듈(140)이 x축 방향으로 일렬 배치되고, 평면 상에서 폭 방향이 y축 방향이 되고, 수직 방향이 z축 방향이 될 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 인덱스 모듈(110)은 기판(S)이 수납된 용기(10)로부터 기판(S)을 이송하기 위해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 인덱스 모듈(110)에서 기판(S)은 용기(10)로부터 로딩되어 공정 모듈(120)로 이송되고, 처리가 완료된 기판(S)은 용기(10)로 다시 수납될 수 있다.
인덱스 모듈(110)은 로딩 포트(112)와 인덱스 프레임(114)을 포함할 수 있다. 로딩 포트(112)는 인덱스 모듈(110)의 전단에 위치되어, 기판(S)의 로딩 및/또는 언로딩을 위해서 기판(S)이 수납된 용기(10)가 놓이는 포트로 이용될 수 있다. 로딩 포트(122)는 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어 복수의 로딩 포트들(122)이 y축 방향으로 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 타입이 사용될 수 있다. 용기(10) 안에는 복수의 기판들(S), 예컨대 웨이퍼들이 수납될 수 있다. 용기(10)는 공장 내 오버헤드 트랜스퍼(Overhead transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic guided vehicle)과 같은 이송 장치(미도시), 로봇 또는 작업자에 의해 로딩 포트(112)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(114)의 내부에는 인덱스 로봇(1144)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 인덱스 로봇(1144)는 인덱스 프레임(114) 내에 설치된 가이드 레일(1142) 상에서 이동될 수 있다. 인덱스 로봇(1144)은 전진, 후진, 회전, 상승 및/또는 하강 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
공정 모듈(120)은 기판(S)에 대해 코팅 공정(coating process) 및 현상 공정(develop process)을 수행하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 공정 모듈(120)은 기판(S)에 대해 코팅 공정이 수행되는 코팅 블록(120a) 및 기판(S)에 대해 현상 공정이 수행되는 현상 블록(120b)을 포함할 수 있다.
코팅 블록(120a)은 적어도 한 층으로 제공되며, 일부 실시예에서 복수의 코팅 블록들(120a)이 서로 적층된 복수의 층으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 코팅 블록들(120a)은 실질적으로 동일한 공정을 수행하도록 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 현상 블록(120b)은 적어도 한 층으로 제공되며, 일부 실시예에서 복수의 현상 블록들(120b)이 서로 적층된 복수의 층으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 현상 블록들(120b)은 실질적으로 동일한 공정을 수행하도록 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.
나아가, 코팅 블록들(120a) 및 현상 블록들(120b)은 서로 적층될 수 있다. 예를 들어, 현상 블록들(120b)은 코팅 블록들(120a) 상에 적층될 수 있다. 다른 예로, 코팅 블록들(120a)이 현상 블록들(120b) 상에 적층되는 것도 가능하고, 코팅 블록들(120a) 및 현상 블록들(120b)이 교대로 적층되는 것도 가능하다.
일부 실시예에서, 코팅 블록(120a) 및 현상 블록(120b)은 전단 버퍼 챔버(122), 액처리 챔버(124), 이송 챔버(125), 열처리 챔버(126), 및/또는 후단 버퍼 챔버(128)를 각각 포함할 수 있다. 열처리 챔버(126)는 기판(S)에 대해 열처리 공정을 수행하기 위해서 제공될 수 있다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 코팅 블록(120a) 및 현상 블록(120b)은 대체로 유사한 구조로 구성될 수 있으나, 그 세부 기능에 따라서 서로 다르게 구성되는 것도 가능하다.
코팅 블록(120a)에서 액처리 챔버(124)는 기판(S) 상에 액을 공급하여 코팅층을 형성하기 위해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 코팅층은 포토레지스트층 또는 반사방지층 등을 포함할 수 있다. 현상 블록(120b)에서 액처리 챔버(124)는 기판(S) 상에 현상액을 공급하여 포토레지스트층의 일부를 식각하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 데 이용될 수 있다.
이송 챔버(125)는 코팅 블록(120a) 및 현상 블록(120b) 내에서 열처리 챔버(126)와 액처리 챔버(124) 간에 기판(S)을 이송하기 위해서 열처리 챔버(126)와 액처리 챔버(124) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이송 챔버(125)는 그 길이 방향이 x축 방향과 평행하게 배치될 수 있다.
이송 챔버(125)에는 이송 로봇(1254)가 배치되고, 이송 로봇(1254)은 가이드 레일(1252) 상에서 이동 가능하게 배치될 수 있다. 이송 로봇(1254)은 전단 버퍼 챔버(122), 액처리 챔버(124), 이송 챔버(125), 열처리 챔버(126), 및/또는 후단 버퍼 챔버(128) 사이에서 기판(S)을 이송할 수 있다. 예를 들어, 이송 로봇(1254)은 전진, 후진, 회전, 상승 및/또는 하강 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 액처리 챔버(124)는 복수개로 제공될 수 있다. 액처리 챔버들(124)은 공정 모듈(120)의 길이 방향, 예컨대 x축 방향으로 배열될 수 있다. 액처리 챔버들(124)의 적어도 일부는 서로 다른 액처리 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 액처리 챔버들(124) 각각에는 액처리 유닛(1242)이 설치될 수 있고, 액처리 유닛(1242)은 기판(S)을 지지하면서 회전시기키기 위한 기판 지지부와 기판(S) 상에 액을 분사할 수 있는 액 분사부를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 열처리 챔버(126)는 복수개로 제공될 수 있다. 열처리 챔버들(126)은 공정 모듈(120)의 길이 방향, 예컨대 x축 방향으로 배열될 수 있다. 열처리 챔버들(126)의 적어도 일부는 서로 다른 액처리 공정을 수행할 수 있다. 열처리 챔버들(126의 적어도 일부는 하우징 내에 냉각 유닛(1261) 및 가열 유닛(1264)을 포함할 수 있다. 나아가, 열처리 챔버들(126)의 일부에는 냉각 유닛(1261) 및 가열 유닛(1264) 사이에서 기판(S)을 이송하기 위한 이송 플레이트(미도시)가 설치될 수도 있다.
전단 버퍼 챔버(122)는 인덱스 모듈(110)로부터 기판(S)을 이송받아 수용할 수 있도록 코팅 블록(120a) 및 현상 블록(120b) 내에 각각 제공될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전단 버퍼 챔버들(122)은 공정 모듈(120) 내에 적층 배치될 수 있다. 각 전단 버퍼 챔버(122) 내에는 인덱스 모듈(110)로부터 이송된 기판(S)이 수용되거나 냉각되는 냉각부(1222)가 구비될 수 있다. 나아가, 전단 버퍼 챔버(122) 내에는 기판(S)의 로딩 및/또는 언로딩을 위한 로딩 로봇(1224)이 배치될 수 있다.
냉각부(1222) 내에는 복수의 안착 플레이트 또는 냉각 플레이트가 배치될 수 있다. 예를 들어, 인덱스 프레임(114)의 인덱스 로봇(1144)은 용기(10)로부터 기판(S)을 로딩하여 냉각부(1222) 내로 안치시킬 수 있다. 냉각부(1222)는 기판(S)의 냉각 외에 기판(S)의 임시 보관 기능을 부여할 수 있고, 따라서 버퍼부로 불릴 수도 있다.
후단 버퍼 챔버(128)은 공정 모듈(120)과 인터페이스 모듈(140) 사이에서 기판(S)을 임시 보관하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 복수의 후단 버퍼 챔버들(128)은 공정 모듈(120) 내에 적층 배치될 수 있다. 각 후단 버퍼 챔버(128)에는 기판(S)이 안착되는 버퍼부(1282)와 기판(S)의 이송을 위한 버퍼 로봇(1284)이 배치될 수 있다.
인터페이스 모듈(140)은 공정 모듈(120)을 외부의 노광 장치(50)와 연결하여, 공정 모듈(120)과 노광 장치(50) 사이에서 기판(S)을 주고받기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 모듈(140)은 내부에 부가 챔버(1484), 인터페이스 버퍼(1485), 이송 로봇들(1482, 1483)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 부가 챔버(1484)는 코팅 블록(120a)에서 공정이 완료된 기판(S)이 노광 장치(50)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행하거나 또는 노광 장치(50)에서 공정이 완료된 기판(S)이 현상 블록(120b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 부가 공정은 기판(S)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(S)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(S)의 하면을 세정하는 하면 세정 공정을 포함할 수 있다. 나아가, 인테페이스 모듈(140)의 상단에는 내부에 하강 기류를 형성하는 팬필터 유닛(미도시)이 부가될 수 있다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치(100)에서 전처리 장치(121)를 보여주는 개략적인 평면도이고, 도 5는 4의 전처리 장치(121)에 대한 개념적인 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 같이 참조하면, 전처리 장치(121)는 기판(S)의 전처리를 위해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 전처리 장치(121)는 기판(S) 상에 포토레지스트 코팅 전에 전처리 가스를 공급하기 위해서 공정 모듈(120) 내에 설치될 수 있다. 나아가, 전처리 가스는 기판(S)을 소수성 처리하기 위한 헥사메틸사일렌(Hexamethyldisilazane, HMDS) 가스를 포함할 수 있다. 이러한 전처리 가스는 기판(S)의 표면을 친수성에서 소수성으로 변화시켜, 포토레지스트 액이 기판(S) 상에 잘 접착되도록 도와주는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 전처리 장치(121)는 코팅 블록(120a) 내에 설치될 수 있다.
예를 들어, 전처리 장치(121)는 제 1 열로 수직 적층된 복수의 제 1 전처리 유닛들(1226)과, 제 2 열로 수직 적층된 복수의 제 2 전처리 유닛들(1228)과, 제 1 전처리 챔버들(1226) 및 제 2 전처리 챔버들(1228)로 기판(S)을 로딩하기 위한 로딩 로봇(1224)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 로딩 로봇(1224)은 전단 버퍼 챔버(122) 내에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228) 중 적어도 하나의 그룹은 코팅 블록(120a) 내 로딩 로봇(1224)이 배치된 전단 버퍼 챔버(122) 내에 배치될 수 있다. 전단 버퍼 챔버(122) 내 공간이 충분한 경우, 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228)이 모두 전단 버퍼 챔버(122) 내에 배치되는 것도 고려해 볼 수 있으나, 전단 버퍼 챔버(122) 내 공간이 충분하지 않은 경우 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228) 중 하나의 그룹만 전단 버퍼 챔버(122) 내에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 제 1 전처리 유닛들(1226)은 전단 버퍼 챔버(122) 내에 배치되고, 제 2 전처리 유닛들(1228)은 열처리 챔버(126)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 코팅 블록(120a)은 복수의 열처리 챔버들(126)을 포함할 수 있고, 제 2 전처리 유닛들(1228)은 열처리 챔버들(126) 중 전단 버퍼 챔버(122)에 인접한 적어도 하나의 열처리 챔버(126)에 배치될 수 있다.
나아가, 제 2 전처리 유닛들(1228)이 배치되는 열처리 챔버(126)는 전단 버퍼 챔버(122) 내 로딩 로봇(1224)의 동작 범위에 있을 수 있다. 이에 따라, 코팅 블록(120a) 내 로딩 로봇(1224)은, 냉각 챔버(1222), 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228) 사이에서 기판(S)을 이송할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228)은 이송 편의를 위해서 로딩 로봇(1224)을 기준으로 서로 90도 각도로 배치될 수도 있다.
제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228)은 전처리 가스 분사가 가능한 다양 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228)은 별도의 냉기부를 통하지 않고 기판(S) 내부에 안착되는 단독 타입으로 구성될 수 있다. 이 경우, 열처리 챔버(126)에서 제 2 전처리 유닛들(1228)이 배치된 공간 뒤에 빈 공간은 다른 용도로 활용될 수 있다. 예를 들어, 가스의 유량을 제어하기 위한 밸브들 또는 압력을 측정하기 위한 게이지 등이 이 빈 공간에 배치될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전처리 장치(121a)를 보여주는 개략적인 평면도이다. 전처리 장치(121a)는 도 4의 전처리 장치(121)에서 일부 구성이 부가되거나 변형된 것으로서 실시예들은 서로 참조될 수 있는 바 중복된 설명은 생략된다.
도 6을 참조하면, 전처리 장치(121a)에서 제 2 전처리 유닛들(1228)은 냉기(chill) 타입으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전처리 유닛들(1228) 각각은 로딩 로봇(1224)으로부터 기판(S)을 전달받고 기판(S)에 대한 냉각 처리가 가능한 냉기부(1227), 및 냉기부(1227)를 통해서 기판(S)을 전달받고 기판(S)에 대해서 전처리 가스를 분사하기 위한 전처리부(1229)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉긱부(1227)는 기판(S)에 대한 처리가 정체되는 경우 기판(S)을 임시 보관하는 역할을 할 뿐만 아니라, 슬라이딩 동작으로 기판(S)을 전처리부(1229)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전처리 장치들(121, 121a)은 적어도 두 열로 각각 수직 적층된 전처리 유닛들, 예컨대 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228, 1228a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전처리 유닛들(1226)이 코팅 블록(120a) 내의 전단 버퍼 챔버(122) 내에 한 열 또는 복수의 열로 배치되고, 제 2 전처리 유닛들(1228, 1228a)이 코팅 블록(120a) 내의 전단 버퍼 챔버(122)에 인접한 열처리 챔버(126)에 한 열 또는 복수의 열로로 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 전처리 장치의 제 1 전처리 유닛(1226)을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제 1 전처리 유닛(1226)은 챔버(2010), 기판 지지부(2020) 및 가스 공급 라인(2030)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 챔버(2010)는 내부에 처리 공간을 한정하고, 밀폐된 구조를 형성할 수 있다. 챔버(2010)는 하나의 구조로 형성되거나 또는 상부와 하부가 결합된 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상부 또는 하부를 구동하여 챔버(2010)를 개방하거나 밀폐할 수도 있다. 나아가, 챔버(2010)에는 처리 가스의 배기를 위한 배기 라인(2012)이 형성될 수 있다. 이러한 배기 라인(2012)은 감압 부재, 예컨대 펌프에 연결되어 챔버(2010) 내 처리 가스를 배기하는 데 이용될 수 있다.
기판 지지부(2020)는 챔버(2010) 내부에서 기판(S)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 기판 지지부(2020)의 상부에는 리프트핀들(2024)이 승하강되도록 결합되어, 기판(S)의 로딩 및 언로딩 시 기판(S)을 지지할 수 있다. 나아가, 기판 지지부(2020)에는 기판(S)의 가열을 위하여 히터(2022)가 결합될 수 있다.
가스 공급 라인(2030)은 챔버(2010)에 결합되어 기판 지지부(2020) 상의 기판(S) 상으로 처리 가스를 공급하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 처리 가스는 전처리 가스로 헥사메틸사일렌(HMDS) 가스를 포함할 수 있다. 가스 공급 라인(2030)에는 가스 분사 장치가 더 연결되어, 처리 가스가 분사되어 기판(S) 상에 공급될 수도 있다.
가스 분사 라인(2030)은 약액 탱크(2042)에 연결되어, 약액 탱크(2042) 내 약액을 기화시켜 가스 라인을 통해서 제공받을 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스 라인(2044)을 통해서 캐리어 가스를 약액 탱크(2042) 내에 제공하여, 기화된 처리 가스가 캐리어 가스와 함께 가스 분사 라인(2030)을 통해서 챔버(2010) 내로 제공될 수 있다. 약액 탱크(2042)에는 가스의 배출을 위하여 벤트 라인(2046)이 더 연결될 수 있다. 약액 탱크(2042)는 제 1 전처리 유닛(1226) 내 일부 파트로 결합되거나 또는 기판 처리 장치(100) 외부에 별도로 제공될 수도 있다.
전술한 제 1 전처리 유닛(1226)에 대한 설명은 제 2 전처리 유닛(1226)에도 그대로 적용될 수 있다. 다만, 제 2 전처리 유닛(1226)이 냉기 타입으로 구성되는 경우, 냉기부(1227)가 더 부가되는 점에서 일부 차이점이 있을 수 있다.
전술한 기판 처리 장치(100)에 따르면, 전처리 장치들(121, 121a) 내 적어도 두 열의 제 1 전처리 유닛들(1226) 및 제 2 전처리 유닛들(1228, 1228a)을 배치하여, 반도체 소자의 고집적화와 생산성 향상에 대응할 수 있다. 나아가, 전처리 장치들(121, 121a)은 전단 버퍼 챔버(122) 내의 공간이 여유가 없는 경우에도, 전단 버퍼 챔버(122)에 인접한 열처리 챔버(126)를 이용하여 제 2 전처리 유닛들(1228, 1228a)을 배치할 수 있어서, 기존 설비의 레이아웃이나 크기 등을 거의 변경하지 않고도 전처리 공정에 대한 생산성을 늘릴 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판 처리 장치
110: 인덱스 모듈
120: 공정 모듈
120a: 코팅 블록
120b: 현상 블록
121: 전처리 장치
1226, 1228: 전처리 유닛
1224: 로딩 로봇
140: 인터페이스 모듈

Claims (10)

  1. 기판이 수납된 용기로부터 기판을 이송하기 위한 인덱스 모듈;
    상기 인덱스 모듈로부터 이송된 상기 기판에 대해서 코팅 공정 및 현상 공정을 수행하기 위한 공정 모듈; 및
    상기 공정 모듈과 노광 장치 사이에서 상기 기판을 주고받기 위한 인터페이스 모듈을 포함하고,
    상기 공정 모듈 내에는, 상기 기판의 전처리를 위한 전처리 장치가 설치되고,
    상기 전처리 장치는,
    제 1 열로 수직 적층된 복수의 제 1 전처리 유닛들;
    제 2 열로 수직 적층된 복수의 제 2 전처리 유닛들; 및
    상기 복수의 제 1 전처리 챔버들 및 상기 복수의 제 2 전처리 챔버들로 기판을 로딩하기 위한 로딩 로봇을 포함하는,
    기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 모듈은,
    상기 기판에 대해서 코팅 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 코팅 블록; 및
    상기 기판에 대해서 현상 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 현상 블록을 포함하고,
    상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 적층 배치되고,
    상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 상기 인덱스 모듈로부터 상기 기판을 이송받아 수용하기 위한 전단 버퍼 챔버를 각각 포함하고,
    상기 로딩 로봇은 상기 전단 버퍼 챔버 내에 배치되는,
    기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 전처리 유닛들은 상기 코팅 블록 내 상기 전단 버퍼 챔버 내 배치되는,
    기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 전처리 유닛들 각각은 별도의 냉기부를 통하지 않고 상기 기판이 내부에 안착되는 단독 타입으로 구성되는,
    기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전단 버퍼 챔버들 각각에는 상기 기판을 냉각시키기 위한 냉각부가 설치되고,
    상기 코팅 블록 내 상기 로딩 로봇은 상기 냉각부, 상기 복수의 제 1 전처리 유닛들 및 상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 사이에서 상기 기판을 이송하는,
    기판 처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅 블록은 상기 전단 버퍼 챔버에 인접하게 배치된 적어도 하나의 열처리 챔버를 각각 포함하고,
    상기 복수의 제 2 전처리 유닛들은 상기 열처리 챔버에 설치되는,
    기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 각각은 별도의 냉기부를 통하지 않고 상기 기판이 안착되는 단독 타입으로 구성되는,
    기판 처리 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 전처리 유닛들 각각은 상기 로딩 로봇으로부터 상기 기판을 전달받고 상기 기판에 대한 냉각 처리가 가능한 냉기부 및 상기 냉기부를 통해서 상기 기판을 전달받고 상기 기판에 대해서 전처리 가스를 분사하기 위한 전처리부를 포함하는 냉기 타입(chill type)으로 구성되는,
    기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전처리 장치는 상기 기판 상에 포토레지스트 코팅 전에 전처리 가스를 공급할 수 있고,
    상기 전처리 가스는 상기 기판을 소수성 처리하기 위한 헥사메틸사일렌(HMDS) 가스를 포함하는,
    기판 처리 장치.
  10. 기판이 수납된 용기로부터 기판을 이송하기 위한 인덱스 모듈;
    상기 기판에 대해서 코팅 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 코팅 블록 및 상기 기판에 대해서 현상 공정을 수행하기 위한 적어도 한 층의 현상 블록을 포함하는 공정 모듈; 및
    상기 공정모듈과 노광 장치 사이에서 상기 기판을 주고받기 위한 인터페이스 모듈을 포함하고,
    상기 공정 모듈 내에는, 상기 기판 상에 포토레지스트 코팅 전에 전처리 가스를 공급하기 위한 전처리 장치가 설치되고,
    상기 전처리 장치는,
    적어도 두 열로 각각 수직 적층된 전처리 유닛들; 및
    상기 전처리 유닛들로 기판을 로딩하기 위한 로딩 로봇을 포함하고,
    상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 적층 배치되고,
    상기 코팅 블록 및 상기 현상 블록은 상기 인덱스 모듈로부터 상기 기판을 이송받아 수용하기 위한 전단 버퍼 챔버를 각각 포함하고,
    상기 로딩 로봇은 상기 전단 버퍼 챔버 내에 배치되고,
    상기 전처리 유닛들 중 적어도 한 열은 상기 전단 버퍼 챔버에 배치되고,
    상기 전처리 유닛들 중 적어도 다른 한 열은 상기 코팅 블록 내의 상기 전단 버퍼 챔버에 인접한 열처리 챔버에 배치되는,
    기판 처리 장치.
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