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KR20190080326A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20190080326A
KR20190080326A KR1020170182713A KR20170182713A KR20190080326A KR 20190080326 A KR20190080326 A KR 20190080326A KR 1020170182713 A KR1020170182713 A KR 1020170182713A KR 20170182713 A KR20170182713 A KR 20170182713A KR 20190080326 A KR20190080326 A KR 20190080326A
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김기훈
이종구
최철민
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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 지지하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 지지하는 장치는 기판이 놓이는 안착면을 가지는 지지판, 상기 안착면에 놓인 기판과 상기 안착면 사이의 공간을 감압하는 감압 유닛, 그리고 상기 안착면에 형성된 삽입홈 내에 배치되는 핀 부재를 포함하되, 상기 핀 부재는 기판을 지지하는 지지핀 및 상기 지지핀에 결합되는 탄성 부재를 포함한다. 이로 인해 기판과 안착면 사이에 기류가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 지지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 액막을 형성하는 공정으로 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 액막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크하는 베이크 처리 공정이 진행된다. 베이크 처리 공정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 액막 상에 유기물을 날려 액막을 안정화시킨다. 이러한 베이크 처리 공정은 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열해야 한다.
도 1은 일반적인 베이크 장치에 놓여진 기판을 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판과 안착면 사이에 유입되는 기류를 보여주는 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 지지판(2)의 상면은 기판(W)이 놓여지는 안착면(2a)으로 제공되며, 안착면(2a)에는 복수 개의 지지핀들(4) 및 진공홀들(6)이 고정 설치된다. 지지핀들(4)은 기판(W)과 안착면(2a)을 소정 이격시킨다. 진공홀(6)에는 감압 부재(8)가 설치되어 안착면(2a)과 기판(W)의 사이 공간을 감압한다. 이에 따라 기판(W)은 안착면(2a)에 진공 흡착되어 지지판(2)에 고정된다.
그러나 기판(W)과 안착면(2a)의 사이 공간이 감압됨에 따라 그 사이 공간에는 기류가 계속적으로 유입된다. 이로 인해 기류가 다량으로 접촉되는 영역은 이보다 소량으로 접촉되는 영역에 비해 온도가 낮으며, 이는 기판(W)의 불균일한 베이크 처리를 발생시킨다. 또한 이는 기판(W)을 공정 온도보다 낮은 온도로 베이크 처리하게 되며 베이크 불량을 야기시킨다.
또한 이러한 기판(W)의 진공 흡착 지지 방식은 기판(W)의 워페이지(Warpage)를 발생시킨다. 예컨대, 진공홀(6)은 기판(W)의 가장자리 영역에 비해 중앙 영역에 더 가깝게 위치되며, 기판(W)은 가장자리 영역이 중앙 영역에 비해 높게 위치되는 휘어짐을 가진다. 이로 인해 기판(W)은 영역 별로 불균일하게 가열되며, 이는 베이크 불량을 발생시킨다.
한국 등록 특허 10-07843890000
본 발명은 기판의 전체 영역을 균일하게 열 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 휘어짐이 발생되는 기판을 균일하게 열 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 기판과 안착면 사이에 기류가 유입되는 문제로 인해 기판이 불균일하게 열 처리되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 지지하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 지지하는 장치는 기판이 놓이는 안착면을 가지는 지지판, 상기 안착면에 놓인 기판과 상기 안착면 사이의 공간을 감압하는 감압 유닛, 그리고 상기 안착면에 형성된 삽입홈 내에 배치되는 핀 부재를 포함하되, 상기 핀 부재는 기판을 지지하는 지지핀 및 상기 지지핀에 결합되는 탄성 부재를 포함한다.
상기 지지핀은 상기 공간의 감압에 의해 하강 가능하고, 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 승강 가능하게 제공될 수 있다. 상기 탄성력은 상기 감압 유닛의 감압력보다 작고, 상기 안착면에 놓이는 기판의 무게보다 클 수 있다.
상기 지지핀은 상단이 상기 안착면보다 높게 위치되는 돌출 위치와 상단이 상기 안착면과 동일하거나 이보다 낮게 위치되는 삽입 위치 간에 이동 가능하도록 제공될 수 있다.
상기 감압 유닛은 상기 지지판에 제공되는 진공홀과 연결되는 진공 라인을 더 포함하고, 상기 진공홀은 상기 삽입홈과 이격되게 위치될 수 있다.
선택적으로 상기 감압 유닛은 상기 삽입홈에 연결되는 진공 라인을 포함할 수 있다.
상기 장치는 기판을 승하강시키는 리프트 부재를 더 포함하되, 상기 리프트 부재는 상기 안착면에 형성되는 리프트 홀에 위치되는 리프트 핀 및 상기 리프트 핀을 상기 돌출 위치보다 높은 승강 위치와 상단이 상기 안착면과 동일하거나 이보다 낮게 위치되는 하강 위치 간에 이동시키는 구동 부재를 포함할 수 있다.
또한 기판을 열 처리하는 장치는 기판이 놓이는 안착면을 가지는 지지판, 상기 지지판에 제공되며, 상기 지지판을 가열하는 히터, 상기 안착면에 놓인 기판과 상기 안착면 사이의 공간을 감압하는 감압 유닛, 그리고 상기 안착면에 형성된 삽입홈 내에 배치되는 핀 부재를 포함하되, 상기 핀 부재는 기판을 지지하는 지지핀 및 상기 지지핀에 결합되는 탄성 부재를 포함한다.
상기 지지핀은 상기 공간의 감압에 의해 하강 가능하고, 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 승강 가능하게 제공되며, 상기 탄성력은 상기 감압 유닛의 감압력보다 작고, 상기 안착면에 놓이는 기판의 무게보다 클 수 있다. 상기 장치는 상기 지지판의 상면에 위치되며, 상기 안착면을 감싸는 링 형상을 가지는 가이드를 더 포함할 수 있다.
또한 상술한 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법으로는, 상기 안착면으로부터 돌출된 리프트 핀이 상기 기판을 지지한 채로 하강 이동하는 제1하강 단계, 상기 안착면으로부터 돌출된 상기 지지핀이 상기 리프트 핀으로부터 상기 기판을 인수받고, 돌출된 상태로 상기 기판을 유지하여 상기 기판을 예비 가열(Pre-heating)하는 단계, 상기 공간을 감압하여 상기 기판을 상기 안착면 상에 밀착시키는 제2하강 단계, 그리고 상기 안착면에 밀착된 상기 기판을 공정 온도로 가열하는 처리 단계를 포함한다.
상기 제2하강 단계는 상기 예비 가열하는 단계에서 상기 기판이 예비 가열 온도에 도달하면 진행될 수 있다. 상기 예비 가열하는 단계와 상기 처리 단계에서 상기 히터의 온도는 동일할 수 있다. 상기 처리 단계가 완료되면, 상기 감압을 제거하여 상기 지지핀이 상기 기판을 상기 안착면으로부터 들어올리는 제1승강 단계 및 상기 리프트 핀이 상기 지지핀으로부터 상기 기판을 인수받도록 승강 이동되는 제2승강 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상술한 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법으로는, 상기 안착면에 밀착된 상기 기판을 공정 온도로 가열하는 처리 단계, 상기 감압을 제거하여 상기 지지핀이 상기 기판을 상기 안착면으로부터 들어올리는 제1승강 단계, 그리고 상기 지지판 내에 위치된 리프트 핀이 돌출되어 상기 지지핀으로부터 상기 기판을 인수받도록 승강 이동되는 제2승강 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판은 안착면에 밀착된 상태에서 열 처리된다. 이로 인해 기판과 안착면 사이에 기류가 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 기판을 균일하게 열 처리할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 전체 영역은 안착면에 밀착되므로, 기판의 휘어짐을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 베이크 장치에 놓여진 기판을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판과 안착면 사이에 유입되는 기류를 보여주는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 7의 핀 부재를 확대해 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 베이크 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 11 내지 도 16은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 베이크 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 17은 도 9의 감압 유닛의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 그러나 본 실시예는 밀폐된 기판 처리 공간에 기류가 형성되는 장치라면 다양하게 적용 가능하다. 아래에서는 기판으로 원형의 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이며, 도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 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), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 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(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 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(16)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(14)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.
제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 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), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 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 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)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.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.
냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 유닛(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 유닛(410)과 베이크 유닛(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 유닛(410)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 유닛(410)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)는 더 많거나 더 적은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 유닛들(420), 레지스트 도포 유닛들(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.
레지스트 도포 유닛들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 유닛(410)에서 사용되는 감광액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 감광액으로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 유닛(410)은 기판(W) 상에 감광액을 도포한다. 레지스트 도포 유닛(410)은 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 감광액을 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 감광액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 유닛(410)에는 감광액이 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(800)은 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(800)는 감광액을 도포하기 전후 각각에 기판(W)을 열 처리한다. 베이크 유닛(800)은 감광액을 도포하기 전의 기판(W)의 표면 성질이 변화시키도록 기판(W)을 소정의 온도로 가열하고, 그 기판(W) 상에 점착제와 같은 처리액막을 형성할 수 있다. 베이크 유닛(800)은 감광액이 도포된 기판(W)을 감압 분위기에서 감광액막을 열 처리할 수 있다. 감광액막에 포함된 휘발성 물질을 휘발시킬 수 있다. 본 실시예에는 베이크 유닛(800)이 감광액막을 열 처리하는 유닛으로 설명한다.
베이크 유닛(800)은 냉각 플레이트(820) 및 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이트(820)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(820)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(820)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(820)에 놓여진 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.
가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열 처리하는 기판 처리 장치(1000)로 제공된다. 도 7은 도 3의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 히터 유닛(1400), 배기 유닛(1500), 감압 유닛(1600), 핀 부재(1700), 그리고 가이드(1800)를 포함한다.
챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다. 챔버(1100)은 상부 바디(1120), 하부 바디(1140), 그리고 실링 부재(1160)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 상부 바디(1120)의 상면에는 중심홀(1122) 및 주변홀(1124)이 형성된다. 중심홀(1122)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 중심홀(1122)은 처리 공간(1110)의 분위기가 배기되는 배기홀(1122)로 기능한다. 주변홀(1124)은 복수 개로 제공되며, 상부 바디(1120)의 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 주변홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀(1124)로 기능한다. 주변홀들(1124)은 중심홀(1122)을 감싸도록 위치된다. 주변홀들(1124)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 주변홀(1124)은 4 개일 수 있다. 외부의 기류는 에어일 수 있다.
선택적으로, 주변홀들(1124)은 3 개 또는 5 개 이상으로 제공될 수 있다. 또한 외부의 기류는 비활성 가스일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 바디(1140)의 상단은 상부 바디(1120)의 하단과 대향되게 위치될 수 있다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140) 중 하나는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치와 차단 위치로 이동되고, 다른 하나는 그 위치가 고정된다. 본 실시예에는 하부 바디(1140)의 위치가 고정되고, 상부 바디(1120)는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치 및 차단 위치 간에 이동되는 것으로 설명한다. 여기서 개방 위치는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 서로 이격되어 처리 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 처리 공간(1110)이 외부로부터 밀폐되는 위치이다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상을 가지는 오링 부재(1160)일 수 있다. 실링 부재(1160)는 하부 바디(1140)의 상단에 고정 결합될 수 있다.
기판 지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 기판 지지 유닛(1300)은 지지판(1320) 및 리프트 부재를 포함한다. 도 8은 도 7의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다. 도 7 및 도 8 참조하면, 지지판(1320)은 히터 유닛(1400)으로부터 발생된 열을 기판(W)으로 전달한다. 지지판(1320)은 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지판(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지판(1320)의 상면은 기판(W)이 놓이는 안착면(1320a)으로 기능한다. 안착면(1320a)에는 복수의 리프트 홀들(1322), 삽입홈들(1324), 그리고 진공홀들(1326)이 형성된다. 리프트 홀들(1322), 삽입홈들(1324), 그리고 진공홀들(1326)은 서로 상이한 영역에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 리프트 홀들(1322) 및 진공홀들(1326)은 각각 지지판(1320)의 상면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 리프트 홀들(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 각각의 진공홀들(1326)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 예컨대, 리프트 홀들(1322) 및 진공홀들(1326)은 서로 조합되어 환형의 링 형상을 가지도록 배열될 수 있다. 리프트 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치되고, 진공홀들(1326)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다. 삽입홈들(1324)은 리프트 홀들(1322) 및 진공홀(1326)과 다르게 배열된다. 삽입홈들(1324)은 안착면(1320a)의 전체 영역에 균등하게 배열될 수 있다.
예컨대, 리프트 홀들(1322) 및 진공홀(1326)은 각각 3 개로 제공될 수 있다. 지지판(1320)는 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
리프트 부재(1340)는 지지판(1320) 상에서 기판(W)을 승하강시킨다. 리프트 부재(1340)는 리프트 핀(1342) 및 구동 부재(미도시)를 포함한다. 리프트 핀(1342)은 복수 개로 제공되며, 각각은 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 제공된다. 각각의 리프트 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 위치된다. 구동 부재(미도시)는 각각의 리프트 핀들(1342)을 승강 위치와 하강 위치 간에 이동시킨다. 여기서 승강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면(1320a)보다 높은 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면(1320a)과 동일하거나 이보다 낮은 위치로 정의한다. 구동 부재(미도시)는 챔버(1100)의 외부에 위치될 수 있다. 구동 부재(미도시)는 실린더일 수 있다.
히터 유닛(1400)은 지지판(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 히터 유닛(1400)은 지지판(1320)에 놓여진 기판(W)보다 아래에 위치된다. 히터 유닛(1400)은 복수 개의 히터들(1420)을 포함한다. 히터들(1420)은 지지판(1320) 내에 위치된다. 선택적으로 히터들(1420)은 지지판(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다. 히터들(1420)은 지지면의 서로 상이한 영역을 가열한다. 상부에서 바라볼 때 각 히터(1420)에 대응되는 지지판(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 히터(1420)는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다. 각 히팅존은 측정 부재(미도시)에 의해 온도가 측정된다. 히터(1400)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다.
배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110)에 유입된 기류의 흐름을 안내한다. 또한 배기 유닛(1500)은 처리 공간(1110)의 분위기를 배기한다. 배기 유닛(1500)은 배기관(1530) 및 안내판(1540)을 포함한다. 배기관(1530)는 길이 방향이 수직한 상하 방향을 향하는 관 형상을 가진다. 배기관(1530)는 상부 바디(1120)의 상벽을 관통하도록 위치된다. 일 예에 의하면, 배기관(1530)는 중심홀(1122)에 삽입되게 위치될 수 있다. 즉, 배기관(1530)의 하단은 처리 공간(1110) 내에 위치되고, 배기관(1530)의 상단은 처리 공간(1110)의 외부에 위치된다. 배기관(1530)의 상단에는 감압 부재(1560)가 연결된다. 감압 부재(1560)는 배기관(1530)를 감압한다. 이에 따라 처리 공간(1110)의 분위기는 통공(1542) 및 배기관(1530)를 순차적으러 거쳐 배기된다.
안내판(1540)는 중심에 통공(1542)을 가지는 판 형상을 가진다. 안내판(1540)는 배기관(1530)의 하단으로부터 연장된 원형의 판 형상을 가진다. 안내판(1540)는 통공(1542)과 배기관(1530)의 내부가 서로 통하도록 배기관(1530)에 고정 결합된다. 안내판(1540)는 지지판(1320)의 상부에서 지지판(1320)의 지지면과 마주하게 위치된다. 안내판(1540)는 하부 바디(1140)보다 높게 위치된다. 일 예에 의하면, 안내판(1540)는 상부 바디(1120)와 마주하는 높이에 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 안내판(1540)는 주변홀(1124)과 중첩되게 위치되고, 상부 바디(1120)의 내측면과 이격되는 직경을 가진다. 이에 따라 안내판(1540)의 측단과 상부 바디(1120)의 내측면 간에는 틈이 발생되며, 이 틈은 주변홀(1124)을 통해 유입된 기류가 기판(W)으로 공급되는 흐름 경로로 제공된다.
감압 유닛(1600)은 진공홀(1326)에 연결된다. 감압 유닛(1600)은 진공홀(1326)을 감압하여 기판(W)과 안착면(1320a)의 사이 공간(1330)을 감압할 수 있다. 감압 유닛(1600)은 진공 라인(1620), 감압 부재(1640), 그리고 밸브(1660)를 포함한다. 진공 라인(1620)은 하나의 라인으로부터 분기되어 각 진공홀(1326)에 연결되는 라인으로 제공된다. 감압 부재(1640)는 진공 라인(1620)에 설치되어 진공홀(1326)들 각각을 동일한 힘으로 감압한다. 예컨대, 감압 부재(1640)는 펌프일 수 있다. 밸브(1660)는 진공 라인(1620)을 개폐한다.
핀 부재(1700)는 지지핀(1720) 및 탄성 부재(1740)를 포함한다. 도 9는 도 7의 핀 부재를 확대해 보여주는 단면도이다. 도 9를 참조하면, 지지핀(1720)은 리프트 핀(1342)에 비해 짧은 길이를 가진다. 지지핀(1720)은 리프트 핀(1342)과 평행한 길이 방향을 가진다. 삽입홈(1324)들 각각에는 지지핀(1720)이 위치된다. 지지핀(1720)들은 감압 부재(1640) 및 탄성 부재(1740)에 의해 돌출 위치 또는 삽입 위치 간에 이동 가능한다. 여기서 돌출 위치는 지지핀(1720)의 상단이 안착면(1320a)의 위로 돌출되는 위치이고, 삽입 위치는 지지핀(1720)의 상단이 안착면(1320a)과 동일하거나 이보다 낮은 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 돌출 위치의 지지핀(1720)의 상단은 승강 위치의 리프트 핀(1342)의 상단보다 낮을 수 있다. 탄성 부재(1740)는 지지핀(1720)에 결합되어 지지핀(1720)에 탄성력을 제공한다. 탄성 부재(1740)는 지지핀(1720)이 돌출 위치에 위치되도록 탄성력을 제공한다. 일 예에 의하면, 탄성력은 기판(W)의 무게보다 크게 제공될 수 있다. 또한 탄성력은 감압 부재(1640)의 감압력보다 작을 수 있다. 이로 인해 감압 부재(1640)의 감압력에 의해 지지핀(1720)은 삽입 위치로 이동될 수 있다. 탄성 부재(1740)는 스프링일 수 있다.
가이드(1800)는 기판(W)이 정 위치에 놓여지도록 기판(W)을 가이드한다. 가이드는 안착면(1320a)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 가이드(1800)는 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가이드(1800)의 내측면은 지지판(1320)의 중심축에 가까워질수록 하향 경사진 형상을 가진다. 이에 따라 가이드(1800)의 내측면에 걸친 기판(W)은 그 경사면을 타고 정위치로 이동된다. 또한 가이드(1800)는 기판과 안착면의 사이에 유입되는 기류를 소량 방지할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 베이크 처리하는 방법에 대해 설명한다. 도 10은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 베이크 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 11 내지 도 16은 도 7의 장치를 이용하여 기판을 베이크 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 10 내지 도 16을 참조하면, 기판(W)을 처리하는 방법으로는 제1하강 단계(S100), 예비 가열 단계(S200, Pre-heating), 제2하강 단계(S300), 처리 단계(S400), 제1승강 단계(S500), 그리고 제2승강 단계(S600)를 포함한다.
제1하강 단계(S100)에는 리프트 핀(1342)이 승강 위치에서 도포부 로봇(432)으로부터 기판(W)을 인수받아 하강 위치로 하강 이동한다. 기판(W)은 리프트 핀(1342)에서 돌출 위치에 위치된 지지핀(1720)으로 인계된다. 기판(W)이 지지핀(1720)에 놓여지면 예비 가열 단계(S200)가 진행된다.
예비 가열 단계(S200)에는 지지핀(1720)에 놓여진 기판(W)이 히터(1420)에 의해 가열 처리된다. 기판(W)이 제1온도에 도달되면, 제2하강 단계(S300)가 진행된다. 예컨대, 제1온도는 예비 가열 온도일 수 있다.
제2하강 단계(S300)가 진행되면, 감압 부재(1640)는 기판(W)과 안착면(1320a)의 사이 공간(1330)을 감압한다. 감압 부재(1640)의 감압력에 의해 지지핀(1720)은 돌출 위치에서 삽입 위치로 이동되고, 기판(W)은 안착면(1320a)에 밀착되게 위치된다. 기판(W)이 안착면(1320a)에 진공 흡착되면, 처리 단계(S400)를 수행한다.
처리 단계(S400)에는 안착면(1320a)에 밀착된 기판(W)이 제2온도로 가열된다. 예컨대, 제2온도는 공정 온도일 수 있다. 제2온도는 제1온도보다 높은 온도일 수 있다. 예비 가열 단계(S200)와 처리 단계(S400)가 진행되는 중에 히터(1420)의 온도는 동일하게 제공된다. 기판(W)은 안착면(1320a) 간의 거리가 가까워짐에 따라 제2온도로 가열될 수 있다. 처리 단계(S400)가 완료되면, 제1승강 단계(S500)가 진행된다.
제1승강 단계(S500)가 진행되면, 기판(W)과 안착면(1320a)의 사이 공간(1330)에 제공된 감압력을 제거한다. 이에 따라 지지핀(1720)은 돌출 위치로 이동되고, 기판(W)은 안착면(1320a)으로부터 소정 이격되게 위치된다.
이후 제2승강 단계(S600)가 진행되어 리프트 핀(1342)은 하강 위치에서 승강 위치로 이동되고, 기판(W)은 지지핀(1720)에서 리프트 핀(1342)으로 인계된다. 리프트 핀(1342)이 기판(W)을 지지한 상태에서 승강 위치로 이동되면, 도포부 로봇(432)은 리프트 핀(1342)으로부터 기판(W)을 인계한다.
상술한 실시예에는 처리 단계(S400)가 진행되기 전에 예비 가열 단계(S200)를 수행한다. 이로 인해 기판(W)의 온도가 급격히 상승되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한 처리 단계(S400)와 제2승강 단계(S600) 사이에는 제1승강 단계(S500)가 수행된다. 이는 기판(W)과 안착면(1320a)의 사이 공간(1330)과 처리 공간(1110)의 압력차로 인해 기판(W)을 강제로 들어올릴 시 기판(W)이 휘어지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에는 안착면(1320a)에 진공홀(1326) 및 삽입홈(1324)이 서로 상이한 영역에 위치되고, 진공 라인(1620)이 진공홀(1326)에 연결되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 17과 같이, 안착면(1320a)에는 진공홀(1326)이 제공되지 않고, 진공 라인(1620)은 삽입홈(1324)에 설치되어 지지핀(1720)을 돌출 위치와 하강 위치로 이동시키는 동시에 기판(W)을 안착면(1320a)에 밀착시킬 수 있다. 이 경우 삽입홈(1324)의 직경은 지지핀(1720)의 직경보다 크게 제공될 수 있다.
다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 유닛(460), 베이크 유닛(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 유닛(460)과 베이크 유닛(470)은 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 유닛(460)은 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 유닛(460)이 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(470)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(470)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(470)은 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 유닛들(470), 현상 유닛들(460), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다.
현상 유닛들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 유닛(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 유닛(460)은 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상 유닛(460)은 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 유닛(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 유닛들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 유닛(470)은 냉각 플레이트(471) 또는 가열 유닛(472)을 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 유닛(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 유닛(472)는 하나의 베이크 유닛(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 유닛(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 유닛(470)은 도포 모듈(401)의 베이크 유닛(800)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제 2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 제 2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 제 3 방향(16)을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 제 1 방향(12)을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제 1 냉각 챔버(530)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 배치된다.
제 2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 기판(W)을 운반한다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 제 1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제 1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 기판들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 전처리 모듈(601)은 후처리 모듈(602)의 상부에 위치된다. 전처리 모듈(601)은 도포 모듈(401)과 동일한 높이로 제공된다. 후처리 모듈(602)은 현상 모듈(402)과 동일한 높이로 제공된다. 전처리 모듈(601)은 보호막 도포 유닛(610), 베이크 유닛(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 유닛(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 유닛(620)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 유닛(610)과 베이크 유닛(620)은 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 유닛(610)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 유닛(610)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 유닛(620)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 유닛(620)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(630)는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 반송 챔버(630)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 전처리 로봇(632)은 보호막 도포 유닛들(610), 베이크 유닛들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 이송한다. 전처리 로봇(632)은 핸드(633), 아암(634), 그리고 지지대(635)를 가진다. 핸드(633)는 아암(634)에 고정 설치된다. 아암(634)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 아암(634)은 지지대(635)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(635)에 결합된다.
보호막 도포 유닛(610)은 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 유닛(610)은 하우징(611), 지지 플레이트(612), 그리고 노즐(613)을 가진다. 하우징(611)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(612)는 하우징(611) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(613)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(612)는 고정된 상태로 제공될 수 있다. 보호액은 발포성 재료를 포함한다. 보호액은 포토 레지스터 및 물과의 친화력이 낮은 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 보호액은 불소계의 용제를 포함할 수 있다. 보호막 도포 유닛(610)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 유닛(620)은 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 유닛(620)은 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 가열 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 유닛(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 유닛들(620) 중 일부는 가열 플레이트(622) 만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(621) 만을 구비할 수 있다.
후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 유닛(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 유닛(670)은 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 유닛(670)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(680)는 상부에서 바라볼 때 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(680)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 반송 챔버(680) 내에는 후처리 로봇(682)이 위치된다. 후처리 로봇(682)은 세정 챔버들(660), 노광 후 베이크 유닛들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 운반한다. 후처리 모듈(602)에 제공된 후처리 로봇(682)은 전처리 모듈(601)에 제공된 전처리 로봇(632)과 동일한 구조로 제공될 수 있다.
세정 챔버(660)는 노광 공정 이후에 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 유닛(670)은 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 유닛(670)은 그 내부에 냉각 플레이트(671)를 더 구비할 수 있다. 냉각 플레이트(671)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(673)이 제공된다. 또한, 선택적으로 냉각 플레이트(671)만을 가진 베이크 유닛이 더 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다. 또한, 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(680)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 보호막 도포 유닛(610)과 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 유닛(620)와 노광 후 베이크 유닛(670)은 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.
인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 2 버퍼 로봇(560)과 대체로 유사한 구조를 가진다.
제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 후처리 모듈(602)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 2 버퍼(730)의 하우징(4531)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
1320: 지지판 1320a: 안착면
1322: 리프트 홀 1324: 삽입홈
1326: 진공홀 1330: 사이 공간
1342: 리프트 핀 1420: 히터
1600: 감압 유닛 1720: 지지핀
1740: 탄성 부재

Claims (15)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛에 있어서,
    기판이 놓이는 안착면을 가지는 지지판과;
    상기 안착면에 놓인 기판과 상기 안착면 사이의 공간을 감압하는 감압 유닛과;
    상기 안착면에 형성된 삽입홈 내에 배치되는 핀 부재를 포함하되,
    상기 핀 부재는,
    기판을 지지하는 지지핀과;
    상기 지지핀에 결합되는 탄성 부재를 포함하는 기판 지지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 공간의 감압에 의해 하강 가능하고,
    상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 승강 가능하게 제공되는 기판 지지 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성력은 상기 감압 유닛의 감압력보다 작고, 상기 안착면에 놓이는 기판의 무게보다 큰 기판 지지 유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 지지핀은 상단이 상기 안착면보다 높게 위치되는 돌출 위치와 상단이 상기 안착면과 동일하거나 이보다 낮게 위치되는 삽입 위치 간에 이동 가능하도록 제공되는 기판 지지 유닛.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감압 유닛은 상기 지지판에 제공되는 진공홀과 연결되는 진공 라인을 더 포함하고,
    상기 진공홀은 상기 삽입홈과 이격되게 위치되는 기판 지지 유닛.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감압 유닛은 상기 삽입홈에 연결되는 진공 라인을 포함하는 기판 지지 유닛.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 유닛은,
    기판을 승하강시키는 리프트 부재를 더 포함하되,
    상기 리프트 부재는,
    상기 안착면에 형성되는 리프트 홀에 위치되는 리프트 핀과;
    상기 리프트 핀을 상기 돌출 위치보다 높은 승강 위치와 상단이 상기 안착면과 동일하거나 이보다 낮게 위치되는 하강 위치 간에 이동시키는 구동 부재를 포함하는 기판 지지 유닛.
  8. 기판을 열 처리하는 장치에 있어서,
    기판이 놓이는 안착면을 가지는 지지판과;
    상기 지지판에 제공되며, 상기 지지판을 가열하는 히터와;
    상기 안착면에 놓인 기판과 상기 안착면 사이의 공간을 감압하는 감압 유닛과;
    상기 안착면에 형성된 삽입홈 내에 배치되는 핀 부재를 포함하되,
    상기 핀 부재는,
    기판을 지지하는 지지핀과;
    상기 지지핀에 결합되는 탄성 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 공간의 감압에 의해 하강 가능하고,
    상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 승강 가능하게 제공되며,
    상기 탄성력은 상기 감압 유닛의 감압력보다 작고, 상기 안착면에 놓이는 기판의 무게보다 큰 기판 처리 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 지지판의 상면에 위치되며, 상기 안착면을 감싸는 링 형상을 가지는 가이드를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제8항의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 안착면으로부터 돌출된 리프트 핀이 상기 기판을 지지한 채로 하강 이동하는 제1하강 단계와;
    상기 안착면으로부터 돌출된 상기 지지핀이 상기 리프트 핀으로부터 상기 기판을 인수받고, 돌출된 상태로 상기 기판을 유지하여 상기 기판을 예비 가열(Pre-heating)하는 단계와;
    상기 공간을 감압하여 상기 기판을 상기 안착면 상에 밀착시키는 제2하강 단계와;
    상기 안착면에 밀착된 상기 기판을 공정 온도로 가열하는 처리 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2하강 단계는 상기 예비 가열하는 단계에서 상기 기판이 예비 가열 온도에 도달하면 진행되는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 예비 가열하는 단계와 상기 처리 단계에서 상기 히터의 온도는 동일한 기판 처리 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계가 완료되면, 상기 감압을 제거하여 상기 지지핀이 상기 기판을 상기 안착면으로부터 들어올리는 제1승강 단계와;
    상기 리프트 핀이 상기 지지핀으로부터 상기 기판을 인수받도록 승강 이동되는 제2승강 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제8항의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 안착면에 밀착된 상기 기판을 공정 온도로 가열하는 처리 단계와;
    상기 감압을 제거하여 상기 지지핀이 상기 기판을 상기 안착면으로부터 들어올리는 제1승강 단계와;
    상기 지지판 내에 위치된 리프트 핀이 돌출되어 상기 지지핀으로부터 상기 기판을 인수받도록 승강 이동되는 제2승강 단계를 포함하는 기판 처리 방법.


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