KR20230149541A - 기판처리장치 - Google Patents

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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판처리장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 기판이 수용되는 처리 유닛이 배치되는 처리 챔버; 상기 처리 챔버의 상부에 배치되며 온습도 제어기에 연결되어 온습도가 조절된 기체가 상기 처리 챔버 내부로 공급되는 공급유로를 포함하는 팬 필터 유닛; 및 상기 팬 필터 유닛의 상부에서 상기 공급유로의 연장방향을 따라 배치되며 내부에 액이 순환되는 액 순환유로가 포함되는 액 순환부 및 상기 공급유로와 상기 액 순환유로 사이에 연결 배치되며 상기 액 순환유로의 액 중 수분을 상기 공급유로로 통과시키는 제1 필터를 포함하는 습도 조절 유닛;을 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 팬 필터 유닛의 상부에 배치된 습도 조절 유닛을 통해 처리 챔버로 공급되는 기체의 습도를 독립적으로 조절할 수 있다.

Description

기판처리장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 다양한 공정들을 진행하여 기판 상에 원하는 전자회로를 형성하는 것으로, 반도체 제조 공정 중 포토 리소그래피 공정은 감광액을 사용한 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정 등으로 이루어진다. 이러한 포토 리소그래피 공정은 기판 상의 회로 패턴의 미세화에 따라 소자의 특성 및 생산수율이 온도 및 습도에 더욱 민감하게 작용한다. 따라서, 기판처리장치는 포토 리소그래피 공정이 적합한 온도 및 습도에서 수행되도록 기판처리장치에 온도 및 습도를 조절한 기체를 공급하기 위한 기체 공급장치가 사용된다. 이러한 기체 공급장치는 통상적으로 온습도 제어기(Temperature Humidity Controller, THC)를 사용할 수 있으며, 기체 공급장치에서 공급되는 기체는 기판처리장치로부터 연장된 배관을 통해 기판처리장치로 공급된다. 또한, 기체 공급장치는 외부에서 공급되는 기체의 온도 및 습도를 조절하여 기판처리장치의 필요한 공정 모듈의 처리 챔버 내로 공급한다.
그러나, 기판처리장치 중 특정 모듈의 처리 챔버 내로 다른 챔버들과 다른 습도환경이 요구될 경우, 각각의 모듈에서 처리하고자 하는 공정에 따라 기체의 온습도에 대한 요구가 다르기 때문에 특정 모듈 내의 처리 챔버의 온습도를 조절하고자 할 경우, 온습도 제어기에서 온도 값이나 습도 값을 변경해야 하며 이러한 변경을 진행할 경우 안정화까지 오랜 시간이 소요되는 문제가 있으며, 또한 특정 모듈의 처리 챔버의 온습도를 별도로 조절하기 어렵기 때문에 기체의 온습도 조절이 필요한 모듈 이외에도, 다른 모듈의 처리 챔버로 공급되는 기체의 온도나 습도에도 영향을 주는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허번호 10-2004-0006821(2004.01.24)
본 발명은 처리 챔버로 공급되는 기체의 습도를 독립적으로 조절할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판이 수용되는 처리 유닛이 배치되는 처리 챔버; 상기 처리 챔버의 상부에 배치되며 온습도 제어기에 연결되어 온습도가 조절된 기체가 상기 처리 챔버 내부로 공급되는 공급유로를 포함하는 팬 필터 유닛; 및 상기 팬 필터 유닛의 상부에서 상기 공급유로의 연장방향을 따라 배치되며 내부에 액이 순환되는 액 순환유로가 포함되는 액 순환부 및 상기 공급유로와 상기 액 순환유로 사이에 연결 배치되며 상기 액 순환유로의 액 중 수분을 상기 공급유로로 통과시키는 제1 필터를 포함하는 습도 조절 유닛;을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 팬 필터 유닛의 상부에 배치된 습도 조절 유닛을 구비함으로써 습도 조절 유닛의 액 순환부의 액 순환유로 내에서 액이 순환되는 과정에서 제1 필터를 통해 액 중의 수분이 팬 필터 유닛의 공급유로로 보충될 수 있으므로 습도가 조절된 기체를 처리 챔버 내로 공급시킬 수 있어, 습도 조절이 필요로 하는 처리 챔버로 공급되는 기체의 습도를 독립적으로 조절할 수 있는 효과를 발생시킬 수 있다.
도 1은 기판처리장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛과 습도 조절 유닛이 배치된 처리 챔버를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 유닛의 상부에 배치되는 팬 필터 유닛과 습도 조절 유닛의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛과 습도 조절 유닛이 배치된 처리 챔버를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 기판처리장치를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 기판처리장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판처리장치(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 퍼지 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(600)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다. 퍼지 모듈(700)은 인터페이스 모듈(600) 내에 제공될 수 있다. 이와 달리 퍼지 모듈(700)은 인터페이스 모듈(600) 후단의 노광 장치가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(600)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(600)이 배치된 방향을 제 1 방향(Y)이라 하며, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(Y)과 수직한 방향을 제 2 방향(X)이라 하고, 제 1 방향(Y) 및 제 2 방향(X)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(Z)이라 한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 일 예로 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(600) 그리고 퍼지 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 기판(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(120)은 제 2 방향(X)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 4개의 재치대(120)가 제공된 예가 도시되었으나, 그 수는 변경될 수 있다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(Y), 제 2 방향(X), 제 3 방향(Z)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 제공된다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(Z)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(X)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.
버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330) 및 냉각 챔버(340)를 포함한다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330) 및 냉각 챔버(340)는 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(340), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(Z)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(340)는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 제공된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(320)는 하우징(321)과 복수의 지지대들(322)을 가진다. 제1 버퍼(320)에서 지지대들(322)은 하우징(321) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(Z)을 따라 이격되게 제공된다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 제 2 버퍼(330)에서 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(Z)을 따라 이격되게 제공된다. 제1 버퍼(320)의 각각의 지지대(322) 및 제2 버퍼(330)의 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220) 이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(421)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.
냉각 챔버(340)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(340)는 하우징(341)과 냉각 플레이트(342)를 포함한다. 냉각 플레이트(342)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(343)을 가진다. 냉각 수단(343)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(340)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(342) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다. 하우징(341)은 인덱스 로봇(220) 및 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇이 냉각 플레이트(342)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(340)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 도포 챔버(410), 베이크 챔버부(500), 그리고 반송 챔버(420)를 가진다. 도포 챔버(410), 반송 챔버(420), 베이크 챔버부(500)는 제 2 방향(X)을 따라 순차적으로 배치된다. 즉, 반송 챔버(420)를 기준으로, 반송 챔버(420)의 일측에는 도포 챔버(410)가 구비되고, 반송 챔버(420)의 타측에는 베이크 챔버부(500)가 구비된다.
도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 3 방향(Z)으로 각각 복수 개로 제공된다. 또한, 도포 챔버(410)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 방향(Y)으로 하나가 제공되거나, 제 1 방향(Y)으로 복수 개로 제공될 수도 있다. 베이크 챔버부(500)는 복수개의 베이크 챔버(510)를 포함하고, 복수의 베이크 챔버(510)는 제 1 방향(Y) 및 제 3 방향(Z)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 반송 챔버(420)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(420) 내에는 도포부 로봇(421)과 가이드 레일(422)이 위치된다. 반송 챔버(420)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(421)은 베이크 챔버(510), 도포 챔버(410), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)간에 기판(W)을 이송한다.
가이드 레일(422)은 그 길이 방향이 제 1 방향(Y)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(422)은 도포부 로봇(421)이 제 1 방향(Y)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(421)은 핸드(423), 아암(424), 지지대(425), 그리고 받침대(426)를 가진다. 핸드(423)는 아암(424)에 고정 설치된다. 아암(424)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(423)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(425)는 그 길이 방향이 제 3 방향(Z)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(424)은 지지대(425)를 따라 제 3 방향(Z)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(425)에 결합된다. 지지대(425)는 받침대(426)에 고정 결합되고, 받침대(426)는 가이드 레일(422)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(422)에 결합된다.
도포 챔버(410)는 모두 동일한 구조를 가질 수 있으나, 각각의 도포 챔버(410)에서 사용되는 약액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 약액으로는 포토 레지스트막이나 반사 방지막의 형성을 위한 약액이 사용될 수 있다.
도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 약액을 도포한다. 도포 챔버(410)는 컵(411), 기판 지지부(412) 및 노즐(413)을 가진 복수 개의 처리 유닛(410a)을 포함하는 멀티 유닛 배치 구조를 갖는다.
일 예로, 도포 챔버(410)에는 제1방향(Y)을 따라 2 개의 처리 유닛(410a)이 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 3개 이상의 처리 유닛(410a)이 배치될 수 있음은 물론이다. 각각의 처리 유닛(410a)은 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 다만, 각각의 처리 유닛(410a)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다.
도포 챔버(410)의 컵(411)은 상부가 개방된 형상을 가진다. 기판 지지부(412)는 컵(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 기판 지지부(412)에 놓인 기판(W) 상으로 약액을 공급한다. 약액은 스핀 코트 방식으로 기판(W)에 도포된다. 또한, 도포 챔버(410)에는 약액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수(DIW)와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414) 및 기판(W)의 하면을 세정하기 위한 백 린스 노즐(미도시)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(510)는 기판 지지부(511)와 기판 지지부(511) 내부의 히터(미도시)를 포함하며, 도포부 로봇(421)은 기판 지지부(511)에 기판(W)이 안착되면 기판(W)을 열처리한다.
인터페이스 모듈(600)은 도포 및 현상 모듈(400)을 외부의 노광 장치(800)와 연결한다. 인터페이스 모듈(600)은 인터페이스 프레임(610), 제 1 인터페이스 버퍼(620), 제 2 인터페이스 버퍼(630) 및 반송 로봇(640)을 포함하며, 반송 로봇(640)은 도포 및 현상 모듈(400)이 종료되어 제 1 및 제 2 인터페이스 버퍼(620, 630)로 반송된 기판을 노광 장치(800)로 반송한다. 제 1 및 제 2 인터페이스 버퍼(620)는 하우징(621)과 지지대(622)를 포함하며, 반송 로봇(640), 도포부 로봇(421)이 지지대(622)에 기판(W)을 반입/반출한다.
이러한 도포 모듈(401), 현상 모듈(402), 인터페이스 모듈(600) 등 모듈에서 처리 챔버 내의 환경조건이 일정 처리조건에 만족시키기 위해, 처리 챔버의 상부에는 온습도 제어기(Temperature Humidity Controller, THC)에 연결되는 팬 필터 유닛(Fan filter unit, FFU)이 배치되어 온습도 제어기에 의해 상기 각 모듈의 처리 챔버 내로 온습도가 조절된 기체를 공급한다.
일 예로, 포토리소그래피 공정은 기판 상의 회로 패턴이 미세화됨에 따라, 소자의 특성 및 생산수율이 온도 및 습도에 더욱 민감하게 작용한다. 따라서 기판 처리 장치에는 포토리소그래피 공정이 적합한 온도 및 습도에서 수행되도록 기판 처리 장치에 기체를 공급하는 온습도 제어기가 연결되어 온습도가 조절된 기체를 처리 챔버 내로 공급한다.
그러나, 각각의 모듈에서 처리하고자 하는 공정에 따라 기체의 온습도에 대한 요구가 다르기 때문에 특정 모듈 내의 처리 챔버의 온습도를 조절하고자 할 경우, 온습도 제어기에서 온도 값이나 습도 값을 변경해야 하며 이러한 변경을 진행할 경우 안정화까지 오랜 시간이 소요되는 문제가 있으며, 또한 특정 모듈의 처리 챔버의 온습도를 별도로 조절하기 어렵기 때문에 기체의 온습도 조절이 필요한 모듈 이외에도, 다른 모듈의 처리 챔버로 공급되는 기체의 온도나 습도에도 영향을 주는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 별도로 처리 유닛의 챔버 내로 공급되는 기체의 습도를 조절할 수 있는 습도 조절 유닛이 포함되는 기판처리장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 아래에서 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛과 습도 조절 유닛이 배치된 처리 챔버를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 유닛의 상부에 배치되는 팬 필터 유닛과 습도 조절 유닛의 분해도이며, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛과 습도 조절 유닛이 배치된 처리 챔버를 나타낸 예시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)는 처리 챔버(1100), 팬 필터 유닛(1200) 및 습도 조절 유닛(1300)을 포함한다.
처리 챔버(1100)는 기판(W)이 수용되는 처리 유닛(1110)이 배치된다. 이러한 처리 챔버(1100)는 다양한 실시형태로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 이상에서 설명한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 기판처리장치(1)의 도포 및 현상 모듈, 인터페이스 모듈 등 모듈 중 개별적으로 챔버로 공급되는 기체의 습도에 대한 조절이 필요한 모듈의 처리 챔버(1100)일 수 있다.
일 예로, 상기 처리 챔버(1100)는 기판(W)을 도포 및 현상 처리하는 도포 및 현상 모듈(400) 및 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 모듈(800) 사이에 연결되는 인터페이스 모듈(600) 중 적어도 하나에 포함되는 챔버일 수 있다.
구체적인 예로, 처리 챔버(1100)는 이상에서 설명한 도포 및 현상 모듈(400)에서 기판(W) 상에 약액을 도포하는 도포 모듈(401)의 도포 챔버(410)일 수 있으며, 이 경우, 처리 유닛(1110)은 도포 챔버(410) 내에 포함되는 복수 개의 도포 유닛(410a)일 수 있다. 도 3 및 도 5에서 기판처리장치(1000)는 처리 챔버(1100) 내에 2 개의 도포 유닛(1110)이 배치된 구조를 나타내고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 처리 챔버 내에 필요에 따라 하나 또는 3 개 이상의 도포 유닛이 배치될 수 있음은 물론이다. 각각의 처리 유닛(1110)은 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 다만, 각각의 처리 유닛(1110)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다.
처리 챔버(1100)의 처리 유닛(1110)는 컵(1111), 기판 지지부(1112) 및 노즐(미도시)을 가질 수 있다.
처리 유닛(1110)의 컵(1111)은 상부가 개방된 형상을 가진다. 기판 지지부(1112)는 컵(1111) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부(1112)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐은 기판 지지부(1112)에 놓인 기판(W) 상으로 약액을 공급한다. 약액은 스핀 코트 방식으로 기판(W)에 도포된다.
또한, 도포 챔버(1110)에는 약액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(미도시) 및 기판(W)의 하면을 세정하기 위한 백 린스 노즐(미도시)이 더 제공될 수 있다.
팬 필터 유닛(1200)은 처리 챔버(1100)의 상부에 배치되어 처리 챔버(1100) 내로 온습도가 조절된 기체를 공급한다. 구체적으로 이러한 팬 필터 유닛(1200)은 처리 챔버(1100)의 상부에 배치되는 공급유로(1210)를 포함한다. 공급유로(1210)는 온습도 제어기(2000)에 연결되어 온습도가 조절된 기체가 처리 챔버(1100) 내부로 공급된다.
구체적인 예로, 팬 필터 유닛(1200)은 본체(1240), 제2 필터(1220) 및 타공판(1230)을 포함할 수 있다.
팬 필터 유닛(1200)의 본체(1240)는 내부에 상기 공급유로(1210)가 형성된다. 본체(1240)의 상부에는 상부 개구부(1250)가 형성되어 상부 개구부(1250)에 습도 조절 유닛(1300)(구체적으로 습도 조절 유닛(1300)의 후술될 제1 필터(1500))이 배치될 수 있다. 본체(1240)의 하부에는 하부 개구부(1260)가 형성되어 하부 개구부(1260)에 상기 제2 필터(1220)가 배치될 수 있다. 또한, 본체(1240)의 일측 단부에는 온습도 제어기(2000)에 연결된 공급관(2100)이 연결되는 유입관(1270)이 일체로 결합 배치될 수 있다. 이러한 유입관(1270)과 본체(1240) 사이에는 공급유로(1210)로 공급되는 기체의 유량을 조절하는 댐퍼가 배치될 수 있다.
팬 필터 유닛(1200)의 제2 필터(1220)는 본체(1240)의 하부 개구부(1260)에 배치되며 처리 챔버(1100) 내로 공급되는 상기 기체 중 이물질을 필터링하는 역할을 한다. 이러한 제2 필터(1220)는 헤파 필터로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 울파 필터 등 다양한 형태의 필터로 구현될 수도 있다.
팬 필터 유닛(1200)의 타공판(1230)은 제2 필터(1220)의 하부에 배치되며 처리 챔버(1100)의 상부에 배치되어 처리 챔버(1100) 내로 기체가 통과하는 타공홀(1231)이 배치될 수 있다. 이러한 타공판(1230)의 타공홀(1231)은 다양한 배치형태로 구성될 있다. 일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이 타공판(1230)에서 균일한 간격으로 이격 배치될 수 있다. 다른 일 예로, 처리 챔버(1100) 내에 복수 개의 처리 유닛(1110)이 수용될 경우, 상기 처리 유닛(1110)의 상방에 위치하는 타공판(1230)의 부위에 집중적으로 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 타공홀(1231)이 형성될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 타공판(1230)의 타공홀(1231)은 실제 처리 챔버(1100)의 형태나 내부에 수용되는 처리 유닛(1110)의 개수나 배치위치 등에 따라 적절하게 배치될 수 있으며, 또한 타공홀(1231)의 사이즈도 다양하게 구현될 수 있다.
여기서 본 발명에서 타공홀(1231)이 구비된 타공판(1230)을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 이러한 타공판(1230)의 구성을 대체하여 기체가 통과하는 메쉬 플레이트 등 다른 구성을 배치할 수도 있음은 물론이다.
습도 조절 유닛(1300)은 팬 필터 유닛(1200)의 상부에 배치되는 것으로, 액 순환부(1400) 및 제1 필터(1500)를 포함할 수 있다.
습도 조절 유닛(1300)의 액 순환부(1400)는 팬 필터 유닛(1200)의 상부에서 공급유로(1210)의 연장방향을 따라 배치된다. 액 순환부(1400)는 내부에 액이 순환되는 액 순환유로(1410)가 포함된다.
제1 필터(1500)는 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)와 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환유로(1410) 사이에 연결 배치되며 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환유로(1410)의 액 중 수분을 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)로 통과시키는 역할을 한다.
구체적인 일 예로, 습도 조절 유닛(1300)에서, 액 순환부(1400)는 내부에 액 순환유로(1410)가 형성된 하우징(1440)을 포함한다. 이러한 하우징(1440)의 하부에는 팬 필터 유닛(1200)의 상부 개구부(1250)에 대응되는 개구부(1450)가 형성된다. 따라서, 습도 조절 유닛(1300)이 팬 필터 유닛(1200)의 상부에 배치된 경우, 제1 필터(1500)가 팬 필터 유닛(1200)의 상부 개구부(1250)에 배치되고, 액 순환부(1400)의 개구부(1450)는 상기 제1 필터(1500) 또는 팬 필터 유닛(1200)의 본체(1240)에 의해 밀폐되므로, 액 순환부(1400)는 밀폐된 공간을 이루어 액이 밀폐된 공간에서 순환된다. 따라서, 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410)와 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210) 사이에 배치된 제1 필터(1500)에 의해 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410) 내에서 순환되는 액 중의 수분을 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)로 공급시킬 수 있다.
또한, 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410)는 일 예로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 팬 필터 유닛(1200)의 상부에서 평탄한 형태로 일직선 상으로 연장되어 구성될 수 있다.
다른 일 예로, 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 필터(1500)를 사이에 두고 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)의 상부에 각각 배치되며 서로 이격되는 2 개의 제1 순환유로(1411) 및 2 개의 제1 순환유로(1411)를 서로 연결하는 제2 순환유로(1412)를 포함할 수 있다. 여기서, 도면에서 액 순환유로(1410)가 2 개의 순환유로(1411)를 포함하는 구조가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제1 순환유로(1411)의 개수는 처리 챔버(1100) 내의 처리 유닛(1110)의 개수에 대응되며 각각의 처리 유닛(1110)의 상방에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
나아가, 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410)에서 순환되는 액은 탈이온수일 수 있다. 이러한 경우, 액 순환부(1400)는 현상 모듈(402)로 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급원(S)에 연결되는 액 공급구(1420) 및 상기 액 순환유로(1410)를 통과하는 액을 배출하는 액 배출구(1430)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 액 공급구(1420)는 제1 필터(1500)와 대향되는 하우징(1440)의 상부에서 일측에 구비될 수 있고, 액 배출구(1430)는 제1 필터(1500)와 대향되는 하우징(1440)의 상부에서 타측에 구비될 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 액 순환부(1400)는 탈이온수 공급원(S)이 아닌 별도의 액 공급원에 연결되어 탈이온수 등 액을 공급받을 수도 있다.
한편, 제1 필터(1500)는 예를 들어 고어텍스 필터로 이루어질 수 있다. 고어 텍스 필터는 소재 특성 상 일 측과 타 측이 구분되어 일 측에서 타 측 방향으로 수분 및 열이 전달되지만, 타 측에서 일 측으로는 수분 및 열이 전달되지 않는다. 즉, 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)와 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환유로(1410) 사이에 연결 배치된 고어 텍스 필터는 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환유로(1410) 측에서 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210) 측으로 수분 및 열이 전달되지만, 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210) 측에서 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환유로(1410) 측으로 수분 및 열이 전달되지 않는다. 따라서, 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환유로(1410) 내에서 액이 순환하는 과정에서 이러한 고어 텍스 필터로 이루어진 제1 필터(1500)를 통해 액 중의 수분이 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)로 보충되어 습도가 조절된 기체를 처리 챔버(1100) 내로 공급시킬 수 있다. 나아가, 이러한 고어 텍스 필터는 소재 자체를 구성하는 홀의 크기를 조절하는 것을 통해 통과하는 입자의 크기를 조절할 수 있다.
본 발명에서 제1 필터(1500)가 고어 텍스 필터로 이루어진 실시예로 설명하였으나, 제1 필터(1500)는 이에 한정되지 않는다. 다른 일 예로, 제1 필터는 테트라텍스 소재로 이루어진 필터 등 다양한 필터일 수도 있음은 물론이다.
나아가, 이러한 습도 조절 유닛(1300)은 액 순환부(1400) 내에 유동하는 액의 유속을 조절하는 유속 조절부(1600)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 기판처리장치(1000)는 습도 조절 유닛(1300), 구체적으로 습도 조절 유닛(1300)의 상기 유속 조절부(1600)에 연결되어 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410) 내로 순환되는 액의 유속을 조절하도록 유속 조절부(1600)를 제어하는 제어 유닛(1700)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 제어 유닛(1700)은 유속 조절부(1600)를 제어하여 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410) 내로 순환되는 액이 느린 유속으로 유동하게 할 경우, 제1 필터(1500)에 걸리는 압력이 증가되어 제1 필터(1500)를 통과하는 수분량이 많아지게 되므로 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)로의 수분 보충이 이루어지는 효과를 발생할 수 있다.
반면, 제어 유닛(1700)은 유속 조절부(1600)를 제어하여 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410) 내로 순환되는 액이 빠른 유속으로 유동하게 할 경우, 제1 필터(1500)에 걸리는 압력이 감소되어 제1 필터(1500)를 통과하는 수분량이 적어지게 되므로 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)로의 수분 보충이 거의 없는 효과를 발생할 수 있다.
여기서, 제어 유닛(1700)은 추가로 팬 필터 유닛(1200)의 유입관(1270)과 본체(1240) 사이에 배치된 댐퍼에 연결되어 공급유로(1210)로 공급되는 기체의 유량을 조절하도록 댐퍼를 제어할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 습도 조절 유닛(1300)을 통해 액 순환(1400)의 액 순환유로(1410)를 지나는 액 중 수분이 제1 필터(1500)를 통과하여 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210) 내에서 처리 챔버(1100) 내로 유동하는 기체에 공급됨으로써 처리 챔버(1100) 내로 공급되는 기체의 습도상태를 별도로 정밀하게 제어함으로써 기판 상의 회로 패턴의 형태를 제어할 수 있다.
일 예로, 처리 챔버(1100)가 도포 챔버일 경우, 습도 조절 유닛(1300)을 통해 도포 챔버 내의 기체의 습도상태를 제어함으로써, 레지스트 액의 도포 과정에서 노출되는 기체 중 수분에 의해 레지스트 액의 감도가 변화됨에 따라 레지스트 패턴의 선폭에 대해 노광기가 아닌 액을 처리하는 기판처리장치의 도포 챔버에서 결정 또는 조절할 수 있다.
다시 말해, 기판(W) 상의 레지스트 패턴의 선폭을 좁히고자 할 경우, 습도 조절 유닛(1300)를 통해 도포 챔버 내로 공급되는 기체의 습도를 낮추도록 조절하는 것을 통해 레지스트 액의 감도를 향상시켜 레지스트 패턴의 선폭을 좁히는 효과를 구현할 수 있다. 이에 반해, 기판(W) 상의 레지스트 패턴의 선폭을 ?히고자 할 경우, 습도 조절 유닛(1300)를 통해 구 도포 챔버 내로 공급되는 기체의 습도를 높이도록 조절하는 것을 통해 레지스트 액의 감도를 저하시켜 레지스트 패턴의 선폭을 넓히는 효과를 구현할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)는 팬 필터 유닛(1200)의 상부에 배치된 습도 조절 유닛(1300)을 구비함으로써 습도 조절 유닛(1300)의 액 순환부(1400)의 액 순환유로(1410) 내에서 액이 순환되는 과정에서 제1 필터(1500)를 통해 액 중의 수분이 팬 필터 유닛(1200)의 공급유로(1210)로 보충될 수 있으므로 습도가 조절된 기체를 처리 챔버(1100) 내로 공급시킬 수 있어, 습도 조절이 필요로 하는 처리 챔버로 공급되는 기체의 습도를 독립적으로 조절할 수 있는 효과를 발생시킬 수 있다.
이상의 본 발명에서 습도 조절 유닛이 도포 챔버에 적용된 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 기판처리장치의 다양한 챔버에 적용될 수 있으며, 예로, 도포 및 현상 모듈의 현상 챔버, 인터페이스 모듈 등에 적용될 수도 있고, 이러한 실시예도 모두 본 발명에 속한다.
또한, 본 발명에서 습도 조절 유닛을 통해 액 순환부의 액 순환유로 내에서 순환되는 액 중의 수분을 팬 필터 유닛의 공급유로 내의 기체로 공급하여 기체의 습도를 조절하는 경우를 예로 설명하였으나, 추가로 습도 조절 유닛의 액 순환부와 액 공급원과의 공급라인에 가열수단 등 온도조절부를 설치하여 액 순환부의 액 순환유로 내에서 순환되는 액의 온도를 조절함으로써 열전달작용을 통해 팬 필터 유닛의 공급유로 내의 기체의 온도를 조절할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
1,1000 기판처리장치 1100 처리 챔버
1110 처리 유닛 1111 컵
1112 기판 지지부 1200 팬 필터 유닛
1210 공급유로 1220 제2 필터
1230 타공판 1231 타공홀
1240 본체 1250 상부 개구부
1260 하부 개구부 1270 유입관
1300 습도 조절 유닛 1400 액 순환부
1410 액 순환유로 1411 제1 순환유로
1412 제2 순환유로 1420 액 공급구
1430 액 배출구 1440 하우징
1450 개구부 1500 제1 필터
1600 유속 조절부 1700 제어 유닛
2000 온습도 제어기 2100 공급관
W 기판

Claims (8)

  1. 기판이 수용되는 처리 유닛이 배치되는 처리 챔버;
    상기 처리 챔버의 상부에 배치되며 온습도 제어기에 연결되어 온습도가 조절된 기체가 상기 처리 챔버 내부로 공급되는 공급유로를 포함하는 팬 필터 유닛; 및
    상기 팬 필터 유닛의 상부에서 상기 공급유로의 연장방향을 따라 배치되며 내부에 액이 순환되는 액 순환유로가 포함되는 액 순환부 및 상기 공급유로와 상기 액 순환유로 사이에 연결 배치되며 상기 액 순환유로의 액 중 수분을 상기 공급유로로 통과시키는 제1 필터를 포함하는 습도 조절 유닛;을 포함하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터는 고어 텍스 필터로 이루어진, 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액 순환유로는 상기 제1 필터를 사이에 두고 상기 공급유로의 상부에 각각 배치되며 서로 이격되는 복수 개의 제1 순환유로 및 상기 복수 개의 제1 순환유로를 서로 연결하는 제2 순환유로를 포함하는, 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액 순환부는 현상 모듈로 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급원에 연결되는 액 공급구 및 상기 액 순환유로를 통과하는 액을 배출하는 액 배출구를 포함하는, 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 습도 조절 유닛은 상기 액 순환부 내에 유동하는 액의 유속을 조절하는 유속 조절부를 포함하는, 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 팬 필터 유닛은 내부에 상기 공급유로가 형성되고 상부에 상기 습도 조절 유닛이 배치되는 상부 개구부가 형성되며 하부에 하부 개구부가 형성되는 본체; 상기 하부 개구부에 배치되며 상기 처리 챔버 내로 공급되는 상기 기체 중 이물질을 필터링하는 제2 필터; 및 상기 제2 필터의 하부에 배치되며 상기 처리 챔버의 상부에 배치되어 상기 처리 챔버 내로 상기 기체가 통과하는 타공홀이 배치되는 타공판을 포함하는, 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 필터는 헤파 필터로 이루어진, 기판처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리 유닛은 기판을 도포 및 현상 처리하는 처리 모듈 및 상기 처리 모듈과 노광 모듈 사이에 연결되는 인터페이스 모듈 중 적어도 하나에 포함되는, 기판처리장치.
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