KR102884391B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 기판을 지지 및 회전 가능한 스핀 척과; 상기 스핀 척에 의해 지지된 상기 기판의 상면에 액을 공급하는 노즐 유닛; 및 상기 스핀 척 및 상기 노즐 유닛을 제어하는 제어기;를 포함하고, 상기 노즐 유닛은, 헤드; 상기 헤드에 제공되고 상기 기판의 상면에 프리 웨팅액을 토출하는 프리 웨팅 노즐; 상기 헤드에 제공되고 상기 기판의 상면에 처리액을 토출하는 제1 처리액 노즐;을 포함하며, 상기 프리 웨팅 노즐은 상기 기판의 상면에 경사진 각도에서 상기 처리액을 토출하도록 상기 제1 처리액 노즐을 향하는 방향으로 하향 경사지게 제공될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING A SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 소자 또는 평판표시패널을 제조하기 위해 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정, 그리고 세정 공정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 기판의 표면에는 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하여 막을 형성하는 도포 공정, 기판에 형성된 막에 회로 패턴을 전사하는 노광 공정, 그리고 노광 처리된 영역 또는 그 반대 영역에서 선택적으로 기판 상에 형성된 막을 제거하는 현상 공정을 포함한다. 또한, 이들 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정이 수행되기 전 및 후에는 열 처리 공정이 수행된다.

일반적으로 현상 공정은 노광 처리된 기판에 현상액을 공급하여 진행한다. 이러한 현상 공정은 프리 웨팅 단계 및 액 처리 단계를 포함한다. 프리 웨팅 단계에는 소수성인 기판의 표면을 친수성으로 변화시키기 위한 단계로, 친수성인 현상액과 기판 간에 반응 효율을 향상시킨다. 프리 웨팅 단계에는 순수와 같은 프리 웨팅 액을 공급한다.

현상 공정에 사용되는 노즐은 크게 스트림 노즐과 슬릿 노즐이 있을 수 있다. 슬릿 노즐을 이용한 액 커튼 방식으로 기판을 액 처리하기 이전에, 스트림 방식으로 기판을 액 처리하여 액막을 형성할 수 있다. 기판의 중심에 프리 웨팅액을 공급한 후, 스트림 방식으로 기판을 액 처리하는 과정에서 기판에 수직한 방향으로 액을 토출함에 따라 노즐의 이동이 필수적으로 수반되는데, 노즐이 이동하는 동안 액 공급이 정지되거나 비정상적으로 공급될 수 있고, 이에 따라 기판에서 계면이 고정되는 현상이 발생하거나 기판 중심 영역에서의 유동 정체가 발생함에 따라 기판이 오염되는 문제가 있다.

본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 노즐 유닛의 이동을 최소화하면서 기판을 액 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 액 처리 과정에서 기판이 오염되는 것을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 기판을 지지 및 회전 가능한 스핀 척과; 상기 스핀 척에 의해 지지된 상기 기판의 상면에 액을 공급하는 노즐 유닛; 및 상기 스핀 척 및 상기 노즐 유닛을 제어하는 제어기;를 포함하고, 상기 노즐 유닛은, 헤드; 상기 헤드에 제공되고 상기 기판의 상면에 프리 웨팅액을 토출하는 프리 웨팅 노즐; 상기 헤드에 제공되고 상기 기판의 상면에 처리액을 토출하는 제1 처리액 노즐;을 포함하며, 상기 프리 웨팅 노즐은 상기 기판의 상면에 경사진 각도에서 상기 처리액을 토출하도록 상기 제1 처리액 노즐을 향하는 방향으로 하향 경사지게 제공될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 노즐 유닛은 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하는 제2 처리액 노즐을 더 포함하고, 상기 헤드와 상기 제2 처리액 노즐은 동일 아암에 장착될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제1 처리액 노즐은 상기 기판의 상면에 수직한 각도에서 상기 처리액을 토출하도록 제공될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제1 처리액 노즐과 상기 제2 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 기판 상의 탄착 지점은 중첩되도록 제공될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 프리 웨팅 노즐이 상기 기판의 중심으로부터 소정 거리 떨어진 지점으로 상기 프리 웨팅액의 토출을 개시하도록 상기 프리 웨팅 노즐을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 프리 웨팅 노즐이 상기 프리 웨팅액의 토출을 개시한 다음, 상기 제1 처리액 노즐이 상기 기판의 중심으로 상기 처리액의 토출을 개시하도록 상기 제1 처리액 노즐을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프리 웨팅액은 순수이고, 상기 처리액은 현상액일 수 있다.

또한 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은, 회전하는 기판 상에 프리 웨팅액을 공급하는 프리 웨팅 단계와, 상기 프리 웨팅 단계 이후에 회전하는 상기 기판 상에 스트림 방식으로 처리액을 공급하는 전처리 단계를 포함하되, 상기 프리 웨팅 단계에서는 상기 프리 웨팅액이 하향 경사지게, 그리고 상기 기판의 중심에서 이격된 지점으로 토출되고, 상기 전처리 단계에서는 상기 처리액이 기판의 표면에 수직한 방향으로, 그리고 상기 기판의 중심을 향해 토출될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 전처리 단계 이후에, 회전하는 상기 기판 상에 액 커튼 방식으로 처리액을 공급하는 메인 처리 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프리 웨팅 단계와 상기 전처리 단계에서, 상기 프리 웨팅액 및 상기 처리액을 토출하는 노즐 유닛이 이동하지 않고 상기 프리 웨팅액 및 상기 처리액을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 노즐을 통한 액 공급 시 과도한 노즐의 움직임으로 인한 액 비산이나 비정상적인 액 토출을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 액 처리 과정에서 기판이 오염되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 노즐 유닛의 이동을 최소화하면서 기판을 액 처리할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 비제한적인 실시예의 다양한 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 상세한 설명을 검토하면 더욱 명백해질 수 있다. 첨부된 도면은 단지 예시의 목적으로 제공되며 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 언급되지 않는 한 축척에 맞게 그려진 것으로 간주되지 않는다. 명확성을 위해 도면의 다양한 치수는 과장되었을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 정면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치에서 도포 블록의 평면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치에서 현상 블록의 평면도이다.
도 5는 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3 또는 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 8은 도 3 또는 도 4의 액 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 정면도이다.
도 9는 도 8의 액 처리 챔버를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 8의 노즐 유닛의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 11 내지 도 14는 도 8의 액 처리 챔버에서 노즐 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 과정들을 개략적으로 나타낸 것이다.

예시적인 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이제 더 완전하게 설명될 것이다. 예시적인 실시예는 본 개시내용이 철저할 수 있도록 제공되며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 그 범위를 충분히 전달할 것이다. 본 개시내용의 실시예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 구성요소, 장치 및 방법의 예와 같은 다수의 특정 세부사항이 제시된다. 특정 세부사항이 이용될 필요가 없고, 예시적인 실시예가 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고 둘 다 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 예시적인 실시예에서, 공지된 프로세스, 공지된 장치 구조 및 공지된 기술은 상세하게 설명되지 않는다.

여기서 사용되는 용어는 단지 특정 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 예시적인 실시예들을 제한하기 위한 것이 아니다. 여기서 사용된 것과 같은, 단수 표현들 또는 단복수가 명시되지 않은 표현들은, 문맥상 명백하게 다르게 나타나지 않는 이상, 복수 표현들을 포함하는 것으로 의도된다. 용어, "포함한다", "포함하는", "구비하는", "가지는"은 개방형 의미이며 따라서 언급된 특징들, 구성들(integers), 단계들, 작동들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 특징들, 구성들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성요소들 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 방법 단계들, 프로세스들 및 작동들은, 수행하는 순서가 명시되지 않는 한, 논의되거나 설명된 특정 순서로 반드시 수행되는 것으로 해석되는 것은 아니다. 또한 추가적인 또는 대안적인 단계들이 선택될 수 있다.

요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에", "연결된", "결합된", "부착된", "인접한" 또는 "덮는"으로 언급될 때, 이는 직접적으로 상기 다른 요소 또는 층 상에 있거나, 연결되거나, 결합되거나, 부착되거나, 인접하거나 또는 덮거나, 또는 중간 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다. 반대로, 요소가 다른 요소 또는 층의 "직접적으로 상에", "직접적으로 연결된", 또는 "직접적으로 결합된"으로 언급될 때, 중간 요소들 또는 층들이 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 요소를 지칭한다. 본원발명에서 사용된 용어 "및/또는"은 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 모든 조합들 및 부조합들을 포함한다.

비록 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본원발명에서 다양한 요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 이 요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들은 이들 용어들에 의해 제한되어서는 아니 되는 것으로 이해되어야 한다. 이들 용어는 어느 한 요소, 영역, 층, 또는 섹션을 단지 다른 요소, 영역, 층 또는 섹션과 구분하기 위해 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 제1 영역, 제1 층, 또는 제1 섹션은 예시적인 실시예들의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 제2 영역, 제2 층, 또는 제2 섹션으로 지칭될 수 있다.

공간적으로 상대적인 용어들(예를 들어, "아래에", "밑에", "하부", "위에", "상단" 등)은 도면에 도시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계를 설명하기 위해 설명의 편의를 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동 중인 장치의 다른 배향들을 포함하도록 의도된다는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면 내의 상기 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소들 또는 특징들의 "밑에" 또는 "아래에"로 설명된 요소들은 다른 요소들 또는 특징들의 "위에" 배향될 것이다. 따라서, 상기 "아래에" 용어는 위 및 아래의 배향을 모두 포함할 수 있다. 상기 장치는 다르게 배향될 수 있고(90도 회전되거나, 다른 배향으로), 본원발명에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어구는 그에 맞춰 해석될 수 있다.

실시예들의 설명에서 "동일" 또는 "같은"이라는 용어를 사용할 경우, 약간의 부정확함이 존재할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 한 요소 또는 값이 다른 요소 또는 값과 동일한 것으로 언급될 경우, 해당 요소 또는 값이 제조 또는 작동 오차 (예를 들어 ±10 %) 내의 다른 요소 또는 값과 동일하다는 것을 이해해야 한다

수치와 관련하여 본 명세서에서 "대략" 또는 "실질적으로"라는 단어를 사용하는 경우, 당해 수치는 언급된 수치의 제조 또는 작동 오차(예를 들어 ±10%)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 기하학적 형태와 관련하여 "일반적으로"와 "실질적으로"라는 단어를 사용할 경우 기하학적 형태의 정확성이 요구되지는 않지만 형태에 대한 자유(latitude)는 개시 범위 내에 있음을 이해해야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 본원발명에서 사용되는 모든 용어들(기술적 및 과학적 용어를 포함하는)은 예시적인 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들을 포함하여, 용어들은 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본원발명에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이상적이거나 지나치게 공식적인 의미로 해석되지 않을 것으로 이해될 것이다.

본 실시예에서는 처리가 이루이지는 대상물로 웨이퍼를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 처리 대상물로서 웨이퍼 이외에 다른 종류의 기판 처리에 사용되는 장치에도 적용될 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 정면도이다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치에서 도포 블록의 평면도이고, 도 4는 도 1의 기판 처리 장치에서 현상 블록의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 인덱스 모듈(100, index module), 처리 모듈(300, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(500, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(100), 처리 모듈(300), 그리고 인터페이스 모듈(500)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)으로 정의한다.

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

일 예에 의하면, 용기(F)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod, FOUP)와 같은 밀폐용 용기(F)가 사용될 수 있다. 용기(F)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드 포트(110)에 놓일 수 있다.

인덱스 프레임(130)의 내부에는 인덱스 로봇(132)이 제공된다. 인덱스 프레임(130) 내에는 가이드 레일(136)이 제공된다. 가이드 레일(136)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 로봇(132)은 가이드 레일(136)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(136)에 장착된다. 인덱스 로봇(132)은 기판(W)이 놓이는 핸드(132a)를 포함한다. 핸드(132a)는 전진 및 후진 이동, 제3방향을 따른 직선 이동, 그리고 제3 방향(16)을 축으로 한 회전 이동 가능하게 제공될 수 있다.

처리 모듈(300)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(300)은 도포 블록(300a) 및 현상 블록(300b)을 가진다.

도포 블록(300a)은 노광 공정이 진행되기 전의 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행한다. 현상 블록(300b)은 노광 공정이 진행된 후의 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블록(300a)은 복수 개가 제공된다. 복수의 도포 블록(300a)은 서로 적층 되게 제공될 수 있다. 현상 블록(300b)은 복수 개가 제공된다. 복수의 현상 블록(300b)은 서로 적층 되게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 도포 블록(300a)은 2개가 제공되고, 현상 블록(300b)은 2개가 제공된다. 복수의 도포 블록(300a)은 현상 블록(300b)의 아래에 위치될 수 있다.

일 예에 의하면, 복수의 도포 블록(300a)은 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 복수의 도포 블록(300a) 각각에서 기판(W)에 도포되는 막은 동일한 종류의 막일 수 있다. 선택적으로 도포 블록(300a)에 따라 기판(W)에 도포되는 막은 서로 상이한 종류의 막일 수 있다. 기판(W)에 도포되는 막은 포토 레지스터 막을 포함한다. 기판(W)에 도포되는 막은 반사 방지막을 더 포함할 수 있다. 선택적으로 기판(W)에 도포되는 막은 보호막을 더 포함할 수 있다.

또한, 2개의 현상 블록들(300b)은 서로 동일한 동구조로 제공될 수 있다. 복수의 현상 블록(300b)에서 기판(W)에 공급되는 현상액은 동일한 종류의 액일 수 있다. 선택적으로 현상 블록(300b)에 따라서 기판(W)에 공급되는 현상액은 서로 상이한 종류의 현상액일 수 있다. 예컨대. 기판(W) 상의 레지스터 막의 영역 중 광이 조사된 영역을 제거하는 공정을 수행할 때에는 2개의 현상 블록들(300b) 중 어느 하나에서 수행되고, 광이 조사되지 않은 영역을 제거하는 공정을 수행할 때에는 2개의 현상 블록들(300b) 중 다른 하나에서 수행될 수 있다.

도 3을 참조하면, 도포 블록(300a)은 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 소수화 챔버(340), 반송 챔버(350), 열처리 챔버(360), 그리고 액 처리 챔버(380)를 가진다.

버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 그리고 소수화 챔버(340)는 인덱스 모듈(100)에 인접하게 배치된다. 소수화 챔버(340)와 버퍼 유닛(310)은 제2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 또한 냉각 유닛(320)과 버퍼 유닛(310)은 서로 상하 방향으로 적층 되게 제공될 수 있다.

버퍼 유닛(310)은 하나 또는 복수의 버퍼(312)를 가진다. 복수의 버퍼(312)가 제공되는 경우, 복수의 버퍼(312)는 서로 간에 적층 되도록 배치될 수 있다. 버퍼(312)는 인덱스 모듈(100)과 처리 모듈(300) 간에 기판(W)이 반송될 때 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 소수화 챔버(340)는 기판(W)의 표면을 소수화 처리한다. 소수화 처리는 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하기 전에 수행될 수 있다. 소수화 처리는 기판(W)을 가열하면서 기판(W)으로 소수화 가스를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 냉각 유닛(320)은 기판(W)을 냉각한다. 냉각 유닛(320)은 하나 또는 복수의 냉각판을 가진다. 복수의 냉각판이 제공되는 경우, 복수의 냉각판은 서로 적층 되도록 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(320)은 버퍼 유닛(310)보다 아래에 배치될 수 있다. 냉각판에는 냉각수가 흐르는 유로가 형성될 수 있다. 소수화 처리가 완료된 기판(W)은 냉각판에서 냉각될 수 있다.

소수화 챔버(340)와 버퍼 유닛(310) 사이 및 소수화 챔버(340)와 냉각 유닛(320) 사이에는 이송 기구(330)가 제공된다. 이송 기구(330)는 버퍼 유닛(310), 소수화 챔버(340), 그리고 냉각 유닛(320) 간에 기판(W)을 반송 가능하도록 제공된다.

이송 기구(330)는 기판(W)이 놓이는 핸드(332)를 가지며, 핸드(332)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 이송 기구(330)는 가이드 레일(334)을 따라 제3 방향(16)으로 이동된다. 가이드 레일(334)은 도포 블록들(300a) 중 가장 하단에 위치한 도포 블록부터 현상 블록들(300b) 중 가장 상단에 위치한 현상 블록)까지 연장된다. 이에 의해 이송 기구(330)는 서로 상이한 층에 제공된 블록들(300a, 300b) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 예컨대, 이송 기구(330)는 서로 다른 층에 위치한 도포 블록들(300a) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 또한 이송 기구(330)는 도포 블록(300a)과 현상 블록(300b) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다.

또한, 버퍼 유닛(310)을 기준으로 소수화 챔버(340)가 제공된 측의 반대 측에도 다른 이송 유닛(331)이 추가로 제공될 수 있다. 다른 이송 유닛(331)은 동일 블록(300a, 300b)에 제공된 버퍼 유닛(310)과 냉각 유닛(320) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다. 또한, 다른 이송 유닛(331)은 서로 다른 블록(300a, 300b)에 제공된 버퍼 유닛(310)과 냉각 유닛(320) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.

반송 챔버(350)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(350)의 일단은 버퍼 유닛(310) 및/또는 냉각 유닛(320)과 인접하게 위치될 수 있다. 반송 챔버(350)의 타단은 인터페이스 모듈(500)과 인접하게 위치될 수 있다.

열처리 챔버(360)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(360) 중 일부는 제1 방향(12)을 따라 배치된다. 또한, 열처리 챔버들(360) 중 일부는 제3 방향(16)을 따라 적층 될 수 있다. 열처리 챔버들(360)은 모두 반송 챔버(350)의 일 측에 위치될 수 있다.

액 처리 챔버(380)는 기판(W) 상에 액막을 형성하는 액막 형성 공정을 수행한다. 일 예에 의하면, 액막 형성 공정은 레지스트막 형성 공정을 포함한다. 액막 형성 공정은 반사 방지막 형성 공정을 포함할 수 있다. 선택적으로 액막 형성 공정은 보호막 형성 공정을 더 포함할 수 있다. 액 처리 챔버(380)는 복수 개로 제공된다. 액 처리 챔버(380)들은 열처리 챔버(360)와 반대측에 위치될 수 있다. 예컨대, 모든 액 처리 챔버(380)들은 반송 챔버(350)의 타 측에 위치될 수 있다. 액 처리 챔버(380)들은 제1 방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 선택적으로 액 처리 챔버(380)들 중 일부는 제3 방향(16)을 따라 적층 될 수 있다.

일 예에 의하면, 액 처리 챔버(380)들은 전단 액 처리 챔버(front end liquid treating chamber)과 후단 액 처리 챔버(rear end liquid treating chamber)를 포함한다. 전단 액 처리 챔버는 상대적으로 인덱스 모듈(100)에 인접하게 배치되고, 후단 액 처리 챔버는 인터페이스 모듈(500)에 더 인접하게 배치된다.

전단 액 처리 챔버는 기판(W) 상에 제1액을 도포하고, 후단 액 처리 챔버는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제1액은 반사 방지막을 형성하기 위한 액이고, 제2액은 포토 레지스터 막을 형성하기 위한 액일 수 있다. 포토 레지스터 막은 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 형성될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토 레지스터 막을 형성하기 위한 액이고, 제2액은 반사 방지막을 형성하기 위한 액일 수 있다. 이 경우, 반사 방지막은 포토 레지스터 막이 형성된 기판(W) 상에 형성될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토 레지스터 막을 형성하기 위한 액일 수 있다.

도 4를 참조하면, 현상 블록(300b)은 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 반송 챔버(350), 열처리 챔버(360), 그리고 액 처리 챔버(380)를 가진다. 현상 블록(300b)에서 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 반송 챔버(350), 열처리 챔버(360), 그리고 액 처리 챔버(380)의 배치는 도포 블록(300a)에서 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 반송 챔버(350), 열처리 챔버(360), 그리고 액 처리 챔버(380)의 배치와 동일할 수 있다. 위에서 바라볼 때 현상 블록(300b)에서 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 반송 챔버(350), 열처리 챔버(360), 그리고 액 처리 챔버(380)와 도포 블록(300에서 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 반송 챔버(350), 열처리 챔버(360), 그리고 액 처리 챔버(380)는 서로 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.

열처리 챔버(360)는 기판(W)에 대해 가열 공정을 수행한다. 가열 공정은 노광 공정이 완료된 기판(W)에 대해 수행되는 노광 후 베이킹 공정과 현상 공정이 완료된 기판(W)에 대해 수행되는 하드 베이킹 공정을 포함한다.

액 처리 챔버는 기판(W) 상에 현상액 공급하여 현상하는 현상 공정을 수행한다.

도 3 또는 도 4에서 반송 챔버(350)에는 반송 로봇(351)이 제공된다. 반송 로봇(351)은 버퍼 유닛(310), 냉각 유닛(320), 열처리 챔버(360), 액 처리 챔버(380), 그리고 인터페이스 모듈(500)의 버퍼 유닛(510) 또는 냉각 유닛(520) 간에 기판(W)을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(351)은 기판(W)이 놓이는 핸드(352)를 가진다. 핸드(352)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(350) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(356)이 제공되고, 반송 로봇(351)은 가이드 레일(356) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.

도 5는 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 핸드(352)는 베이스(352a) 및 지지돌기(352b)를 가진다. 베이스(352a)는 원주의 일부가 절단된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(352a)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가진다. 지지돌기(352b)는 베이스(352a)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지돌기(352b)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지돌기(352b)는 등간격으로 4개가 제공될 수 있다.

도 6은 도 3 또는 도 4의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 열처리 챔버의 정면도이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 열 처리 챔버(360)는 하우징(361), 가열 유닛(363), 그리고 반송 플레이트(364)를 가진다.

하우징(361)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(361)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(미 도시)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 가열 유닛(363), 그리고 반송 플레이트(364)는 하우징(361) 내에 제공된다.

가열 유닛(363)은 가열 판(363a), 커버(363c), 그리고 히터(363b)를 가진다. 가열 판(363a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열 판(363a)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열 판(363a)에는 히터(363b)가 설치된다. 히터(363b)는 전력의 공급에 의해 발열되는 열선 또는 발열 패턴으로 제공될 수 있다. 가열 판(363a)에는 리프트 핀(363e)이 제공된다. 리프트 핀(363e)은 제3 방향(16)을 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 제공된다. 리프트 핀(363e)은 반송 로봇(351)으로부터 기판(W)을 인수받아 가열 판(363a) 상에 내려놓거나 가열 판(363a)으로부터 기판(W)을 들어올려 반송 로봇(351)으로 기판을 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(363e)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(363c)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다. 커버(363c)는 가열 판(363a)의 상부에 위치되며 구동기(363d)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(363c)가 이동되어 커버(363c)와 가열 판(363a)이 형성하는 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.

반송 플레이트(364)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(364)의 가장자리에는 노치(364b)가 형성된다. 노치(364b)는 상술한 반송 로봇(351)의 핸드(352)에 형성된 돌기(352b)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(364b)는 핸드(352)에 형성된 돌기(352b)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(352b)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(352)와 반송 플레이트(364)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(352)와 반송 플레이트(364)의 상하 위치가 변경하면 핸드(354)와 반송 플레이트(364) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(364)는 가이드 레일(364d) 상에 장착되고, 구동기(364c)에 의해 가이드 레일(364d)을 따라 이동될 수 있다.

반송 플레이트(364)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(364a)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(364a)은 반송 플레이트(364)의 끝 단에서 반송 플레이트(364)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(364a)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(364a)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(364a)은 반송 플레이트(364)와 가열 유닛(363) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(364)와 리프트 핀(363e)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.

반송 플레이트(364)는 열 전도성이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(364)는 금속 재질로 제공될 수 있다.

반송 플레이트(364) 내에는 냉각 유로가 형성된다. 냉각 유로에는 냉각수가 공급된다. 가열 유닛(363)에서 가열이 완료된 기판(W)은 반송 플레이트(364)에 의해 반송되는 도중에 냉각될 수 있다. 또한 반송 로봇(351)에 의해 기판(W)이 인계되기 위해 반송 플레이트(364)가 정지해 있는 동안에 기판(W)은 반송 플레이트(364) 상에서 냉각될 수 있다.

선택적으로 하우징(361) 내에는 냉각 유닛이 추가로 제공될 수 있다. 이 경우, 냉각 유닛은 가열 유닛(363)과 나란하게 배치될 수 있다. 냉각 유닛은 내부에 냉각수가 흐르는 통로가 형성된 냉각 판으로 제공될 수 있다. 가열 유닛에서 가열이 완료된 기판은 냉각 유닛으로 반송되어 냉각될 수 있다.

도 8은 도 3 또는 도 4의 액 처리 챔버를 개략적으로 보여주는 정면도이고, 도 9는 도 8의 액 처리 챔버를 나타내는 평면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 액 처리 챔버(380)는 하우징(382), 외 컵(384), 스핀 척(386), 그리고 액 공급 유닛(400)을 가진다.

하우징(382)은 내부 공간을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(382)의 일측에는 개구(382a)가 형성된다. 개구(382a)는 기판(W)이 반출입되는 통로로 기능한다. 개구(382a)에는 도어(도시되지 않음)가 설치되며, 도어는 개구를 개폐한다.

하우징(382)의 내부 공간에는 외 컵(384)이 제공된다. 외 컵(384)은 상부가 개방된 처리 공간을 가진다.

스핀 척(386)은 외 컵(384)의 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 스핀 척(386)은 지지판(386a), 회전축(386b), 그리고 구동기(386c)를 가진다. 지지판(386a)은 그 상부면이 원형으로 제공된다. 지지판(386a)은 기판(W)보다 작은 직경을 가진다. 지지판(386a)은 진공 압에 의해 기판(W)을 지지하도록 제공된다. 지지판(386a)의 저면 중앙에는 회전축(386b)이 결합되고, 회전축(386b)에는 회전축(386b)에 회전력을 제공하는 구동기(386c)가 제공된다. 구동기(386c)는 모터일 수 있다. 또한, 지지판(386a)과 외 컵(384)의 상대 높이를 조절하는 승강 구동기(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.

하우징(382)의 상벽에는 내부 공간으로 하강기류를 공급하는 팬 필터 유닛(383)이 배치된다. 팬 필터 유닛(383)은 외부의 공기를 내부 공간으로 도입하는 팬과 외부의 공기를 여과하는 필터를 가진다.

외 컵(384)은 바닥벽(384a), 측벽(384b), 그리고 상벽(384c)을 가진다. 외 컵(384)의 내부는 상술한 내부 공간으로 제공된다. 내부 공간은 상부의 처리 공간과 하부의 배기 공간을 포함한다.

바닥벽(384a)은 원형으로 제공되며, 중앙에 개구를 가진다. 측벽(384b)은 바닥벽(384a)의 외측단으로부터 상부로 연장된다. 측벽(384b)은 링 형상으로 제공되며, 바닥벽(384a)에 수직하게 제공된다. 일 예에 의하면 측벽(384b)은 지지판(386a)의 상면과 동일 높이까지 연장되거나, 지지판(386a)의 상면보다 조금 낮은 높이까지 연장된다. 상벽(384c)은 링 형상을 가지며, 중앙에 개구를 가진다. 상벽(384c)은 측벽(384b)의 상단으로부터 외 컵(384)의 중심축을 향해 상향 경사지게 제공된다.

가이드 컵(385)은 외 컵(384)의 내측에 위치된다. 가이드 컵(385)은 내벽(385a), 외벽(385b), 그리고 상벽(385c)을 가진다. 내벽(385a)은 상하방향으로 관통된 관통공을 가진다. 내벽(385a)은 구동기(386c)를 감싸도록 배치된다. 내벽(385a)은 구동기(386c)가 처리 공간 내 기류(84)에 노출되는 것을 최소화한다. 스핀 척(386)의 회전축(386b) 또는/및 구동기(386c)는 관통공을 통해 상하 방향으로 연장된다. 외벽(385b)은 내벽(385a)과 이격되도록, 그리고 내벽(385a)을 감싸도록 배치된다. 외벽(385b)은 외 컵(384)의 측벽(384b)과 이격되게 위치된다. 내벽(385a)은 외 컵(384)의 바닥벽(384a)으로부터 상부로 이격되게 배치된다. 상벽(385c)은 외벽(385b)의 상단과 내벽(385a)의 상단을 연결한다. 상벽(385c)은 링 형상을 가지며, 지지판(386a)을 감싸도록 배치된다. 일 예에 의하면, 상벽(385c)은 위로 볼록한 형상을 가진다.

처리 공간 중 지지판(386a)의 아래 공간은 배기 공간으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 배기 공간은 가이드 컵(385)에 의해 규정(define)될 수 있다. 가이드 컵(385)의 외벽(385b), 상벽(385c), 그리고 내벽(385a)으로 둘러싸여진 공간 및/또는 그 아래 공간이 배기 공간으로 제공될 수 있다.

외 컵(384)에는 기액 분리판(389)이 제공될 수 있다. 기액 분리판(389)은 외 컵(384)의 바닥벽(384a)으로부터 상부로 연장되게 제공될 수 있다. 기액 분리판(389)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 기액 분리판(389)은 상부에서 바라볼 때 외 컵(384)의 측벽(384b)과 가이드 컵(385)의 외벽(385b) 사이에 위치될 수 있다. 기액 분리판(389)의 상단은 가이드 컵(385)의 외벽(385b)의 하단보다 낮은 위치에 위치될 수 있다.

외 컵(384)의 바닥벽(384a)에는 처리액을 배출하는 배출관(381a) 및 배기관(381b)이 연결된다. 배출관(381a)은 기액 분리판(389)의 외측에서 외 컵(384)에 접속될 수 있다. 배기관(381b)은 기액 분리판(389)의 내측에서 외 컵(384)에 접속될 수 있다.

액 공급 유닛(400)은 스핀 척(386)에 지지된 기판(W) 상에 프리 웨팅액 및 처리액을 공급한다.

액 처리 챔버(380)가 도포 블록(300a)에 제공된 경우, 처리액은 포토 레지스트막, 반사 방지막 또는 보호막을 형성하기 위한 액일 수 있다. 액 처리 챔버(380)가 현상 블록(300b)에 제공된 경우, 처리액은 현상액일 수 있다.

이하에서는 액 처리 챔버 현상 블록에 제공되고, 처리액은 현상액인 경우를 예로 들어 설명한다.

액 공급 유닛(400)은 노즐 이동 부재(410), 노즐 유닛(420), 그리고 액 공급원(도시되지 않음)을 포함한다.

노즐 이동 부재(410)는 노즐 유닛(420)을 일방향으로 직선 이동시킨다. 일 예에 의하면, 노즐 이동 부재(410)는 노즐 유닛(420)을 제1 방향(12)으로 직선 이동시킬 수 있다.

노즐 이동 부재(410)는 노즐 유닛(420)을 공정 위치와 대기 위치로 이동시킨다. 여기서 공정 위치는 노즐 유닛(420)이 지지판(386a)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 공정 위치를 벗어난 위치이다. 공정 위치에서 노즐 유닛(420)은 지지판(386a)에 놓인 기판(W)으로 처리액을 공급하고, 처리액의 공급을 완료한 노즐 유닛(420)은 대기 위치에서 대기한다.

노즐 이동 부재(410)는 가이드 레일(412) 및 지지 아암(414)을 포함한다. 가이드 레일(412)은 처리 용기의 일측에 위치된다. 가이드 레일(412)은 노즐 유닛(420)의 이동 방향과 평행한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대, 가이드 레일(412)의 길이 방향은 제1 방향(12)을 향하도록 제공될 수 있다. 지지 아암(414)은 노즐 유닛(420)을 지지한다. 지지 아암(414)은 바 형상을 가지도록 제공된다. 상부에서 바라볼 때 지지 아암(414)은 가이드 레일(412)과 수직한 길이 방향을 가지도록 제공된다. 예컨대. 지지 아암(414)의 길이 방향은 제2 방향(14)을 향하도록 제공될 수 있다. 지지 아암(414)의 일단에는 노즐 유닛(420)이 결합된다. 지지 아암(414)의 타단은 가이드 레일(412)에 설치된다. 따라서 지지 아암(414) 및 노즐 유닛(420)은 가이드 레일(412)의 길이 방향을 따라 함께 이동 가능하다.

노즐 유닛은 다양한 종류의 액을 토출한다. 도 10은 도 8의 노즐 유닛의 일 실시예를 나타낸 사시도이다. 도 10을 참조하면, 노즐 유닛(420)은 헤드(422), 프리 웨팅 노즐(424), 제1 처리액 노즐(426), 그리고 제2 처리액 노즐(428)을 포함한다. 헤드(422)는 프리 웨팅 노즐(424), 그리고 제1 처리액 노즐(426)을 지지한다. 헤드(422)는 지지 아암(414)의 일단 저면에 고정 결합된다. 헤드(422)의 저면에는 프리 웨팅 노즐(424), 제1 처리액 노즐(426), 그리고 제2 처리액 노즐(428) 각각이 고정 결합된다.

프리 웨팅 노즐(424)은 스트림 방식으로 프리 웨팅액을 토출한다. 프리 웨팅 노즐(424)은 스핀 척(386)에 지지된 기판(W) 상에 프리 웨팅액을 토출한다. 프리 웨팅 노즐(424)은 제1 처리액 노즐(426)에 인접하게 위치된다. 상부에서 바라볼 때 제1 처리액 노즐(426)과 프리 웨팅 노즐(424)은 제1 방향(12)을 따라 배열될 수 있다.

프리 웨팅 노즐(424)은 하향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 프리 웨팅 노즐(424)은 제1 처리액 노즐(426)을 향하는 방향으로 하향 경사지게 제공된다. 일 예에 의하면, 프리 웨팅 노즐(424)은 원 형상의 스트림 토출구를 가지고, 스트림 토출구는 제1 처리액 노즐(426)을 향하는 방향으로 하향 경사지게 제공되어, 스핀 척(386)에 지지된 기판(W)의 상면에 경사진 각도에서 프리 웨팅액을 토출할 수 있다. 프리 웨팅액은 순수(DIW)일 수 있다.

제1 처리액 노즐(426)은 스트림 방식으로 처리액을 토출한다. 제1 처리액 노즐(426)은 스핀 척(386)에 지지된 기판(W) 상에 처리액을 토출한다. 제1 처리액 노즐(426)은 수직한 방향을 향하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 제1 처리액 노즐(426)은 원 형상의 스트림 토출구를 가지고, 스핀 척(386)에 지지된 기판(W)의 상면에 수직한 각도에서 처리액을 토출할 수 있다.

프리 웨팅 노즐(424)이 토출하는 프리 웨팅액의 탄착 지점은 제1 처리액 노즐(426)이 토출하는 처리액의 탄착 지점과 소정 거리 이격된 지점이다. 예컨대, 제1처리액 노즐(426)이 토출하는 처리액의 탄착 지점이 기판(W)의 중심에 위치할 때, 프리 웨팅 노즐(424)이 토출하는 프리 웨팅액의 탄착 지점은 기판(W)의 중심으로부터 소정 거리 이격된 지점일 수 있다.

제2 처리액 노즐(428)은 처리액을 토출하는 슬릿 형상의 슬릿 토출구를 가진다. 슬릿 토출구는 가이드 레일(412)과 평행한 길이 방향을 가진다. 슬릿 토출구는 제1 방향(12)을 향하는 길이 방향을 가질 수 있다. 슬릿 토출구는 하향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 슬릿 토출구는 기판(W)의 반경보다 짧은 길이를 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 제2 처리액 노즐(428)로부터 토출되는 처리액의 탄착 지점이 제1 처리액 노즐(426) 및 프리 웨팅 노즐(424)의 탄착 지점과 중첩될 수 있다.

상술한 탄착 지점은 프리 웨팅 노즐(424), 제1 처리액 노즐(426), 그리고 제2 처리액 노즐(428)로부터 토출된 프리 웨팅액 또는 처리액이 기판(W) 표면에 토출되었을 때의 기판(W) 상의 토출 영역의 중심부를 의미한다.

제어기(600)는 구동기(386c) 및 액 공급 유닛(400)을 제어한다. 제어기(600)는 기판(W) 상에 프리 웨팅액, 처리액, 그리고 건조 유체가 순차 공급되도록 노즐 유닛(420)을 제어한다. 제어기(600)는 노즐 유닛(420)을 공정 위치와 대기 위치로 이동시키도록 노즐 이동 부재(410)를 제어한다. 또한 제어기(600)는 기판이 액처리되는 중에 기판의 회전 속도가 상이하도록 구동기(386c)를 제어한다.

제어기(600)는 후술하는 프리 웨팅 단계, 전 처리 단계, 그리고 메인 처리 단계가 순차적으로 진행되도록 각 장치들을 제어한다.

다음은 상술한 액 처리 챔버(380)를 이용하여 기판(W)을 액 처리하는 방법을 설명한다. 기판(W)의 액 처리 방법은 크게 프리 웨팅 단계, 전 처리 단계, 그리고 메인 처리 단계를 포함한다. 프리 웨팅 단계, 전 처리 단계, 그리고 메인 처리 단계는 순차적으로 진행된다.

도 11 내지 도 14는 도 8의 액 처리 챔버에서 노즐 유닛을 이용하여 기판을 처리하는 과정들을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 11 내지 도 14를 참조하면, 상술한 반송 로봇(351)에 의해 기판(W)은 액 처리 챔버(380)으로 반입되어 스핀 척(386) 상에 배치된다.

스핀 척(386)이 회전하고, 노즐 부재(410)는 대기 위치에서 공정 위치로 이동한다. 노즐 부재(410)는 제1 처리액 노즐(426)이 기판(W)의 중심에 처리액을 토출 가능한 위치로 이동된다.

노즐 유닛(420)의 이동이 완료되면, 프리 웨팅 단계가 진행된다. 이 단계에서, 프리 웨팅 노즐(424)이 회전하는 기판(W) 상에 프리 웨팅액을 기판(W) 상에 공급한다. 프리 웨팅 노즐(424)은 기판(W)의 상면에 경사진 각도에서 프리 웨팅액을 토출한다. 프리 웨팅 노즐(424)의 탄착 지점은 기판(W)의 중심으로부터 소정 거리 이격된 지점이다. 프리 웨팅 노즐(424)이 기판(W)의 중심으로부터 소정 거리 이격된 지점으로 상기 프리 웨팅액의 토출을 개시함에 따라, 공급된 프리 웨팅액은 원심력에 의해 기판(W)의 전체 영역으로 확산되어 웨팅 액막을 형성할 수 있다. 이 때, 프리 웨팅액의 확산 영역은 기판(W)의 중앙 영역을 포함한다. 이에 따라 기판(W)은 웨팅액에 의해 젖음 상태로 전환된다. 이 과정이 도 12에 도시되어 있다.

프리 웨팅 단계 이후에 전 처리 단계가 진행된다. 이 단계에서, 제1 처리액 노즐(426)이 웨팅 액막이 형성된 기판(W)의 중심으로 처리액의 토출을 개시한다. 토출된 처리액은 웨팅 액막과 혼합되어 기판(W)의 전체 영역으로 확산된다. 제1 처리액 노즐(426)은 상기 기판(W)의 상면에 수직한 각도에서 처리액을 토출한다. 이 단계에서 프리 웨팅 노즐(424)은 계속해서 프리 웨팅액의 토출을 수행할 수 있다. 이 과정이 도 13에 도시되어 있다.

전 처리 단계에는 기판(W) 상에 스트림 방식으로 처리액이 공급되며, 처리액 액막을 형성한다. 이로 인해 메인 처리 단계에서 처리액을 공급하는 중에 얼룩이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

전 처리 단계가 완료되면, 메인 처리 단계가 진행된다. 도 14를 참조하면, 프리 웨팅 노즐(424) 및 제1 처리액 노즐(426)은 처리액 토출을 중단하고, 제2 처리액 노즐(428)은 기판(W)의 상면 중앙 영역에 처리액을 공급한다.

또한 메인 처리 단계에는 액 커튼 방식을 이용하여 전 처리 단계보다 두꺼운 처리액 액막을 형성한다. 따라서 기판(W) 상에는 전 처리 단계보다 다량의 처리액이 제공되며, 이는 기판(W)의 액 처리 과정에 대한 소요 시간을 단축시킬 수 있다.

프리 웨팅 노즐(424)이 기판(W)의 상면에 경사진 각도에서 프리 웨팅액을 공급하는 것으로, 기판(W)에 대해 방향성을 가지는 프리 웨팅액에 의해 기판(W)의 전체 영역에 프리 웨팅액에 의한 액막이 균일하게 형성된다. 이로 인해 기판(W)의 표면을 보다 신속하게 친수성으로 변화시킬 수 있다.

프리 웨팅 노즐(424)이 기판(W)의 중심으로부터 소정 거리 이격된 지점으로, 경사진 각도로 프리 웨팅액을 토출하므로, 기판(W)의 중앙 영역에서 프리 웨팅액의 계면이 고정되거나 유동이 정체되는 것을 방지할 수 있다.

프리 웨팅 노즐(424)이 기판(W)의 상면에 경사진 각도에서 프리 웨팅액을 공급하고, 제1 처리액 노즐(426)이 기판(W)의 상면에 수직한 각도에서 처리액을 공급하므로, 프리 웨팅 노즐(424)과 제1 처리액 노즐(426)의 중첩 토출이 가능하다. 따라서, 노즐 유닛(420)이 이동하지 않고 상기 공정을 연속적으로 수행할 수 있다. 또, 프리 웨팅 노즐(424)과 제1 처리액 노즐(426)의 탄착지점이 동일하지 않으므로, 프리 웨팅 노즐(424)과 제1 처리액 노즐(426)의 중첩 토출 시에도 프리 웨팅액과 처리액이 토출 중에 중첩되지 않고, 프리 웨팅액과 처리액이 토출 중에 중첩하여 비산하는 문제를 방지할 수 있다.

불필요한 노즐 유닛(420)의 이동을 최소화하는 것으로, 노즐을 통한 액 공급 시 과도한 노즐의 움직임으로 인한 액 비산이나 비정상적인 액 토출을 방지할 수 있고, 액 처리 과정에서 기판이 오염되는 것을 최소화할 수 있다.

또, 노즐 유닛(420)의 이동을 최소화하면서 기판을 액 처리할 수 있어 이동에 걸리는 시간이 감소하므로, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.

인터페이스 모듈(500)은 처리 모듈(300)을 외부의 노광 장치(700)와 접속한다. 인터페이스 모듈(500)은 인터페이스 프레임(501), 버퍼 유닛(510), 냉각 유닛(520), 이송 기구(530), 인터페이스 로봇(540), 그리고 부가 공정 챔버(560)를 가진다.

인터페이스 프레임(501)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬 필터유닛이 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(510), 냉각 유닛(520), 이송 기구(530), 인터페이스 로봇(540), 그리고 부가 공정 챔버(560)는 인터페이스 프레임(501)의 내부에 배치된다.

버퍼 유닛(510)과 냉각 유닛(520)의 구조 및 배치는 처리 모듈(300)에 제공된 버퍼 유닛(310) 및 냉각 유닛(320)과 동일 또는 유사하게 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(510)과 냉각 유닛(520)은 반송 챔버(350)의 단부에 인접하게 배치된다. 처리 모듈(300), 냉각 유닛(520), 부가 공정 챔버(560), 그리고 노광 장치(700) 간에 반송되는 기판(W)은 버퍼 유닛(510)에서 일시적으로 머무를 수 있다. 냉각 유닛(520)은 도포 블록(300a)과 현상 블록(300b) 중 도포 블록(300a)에 대응하는 높이에만 제공될 수 있다.

이송 기구(530)는 버퍼 유닛들(510) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 또한 이송 기구(530)는 버퍼 유닛(510)과 냉각 유닛(520) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 이송 기구(530)는 처리 모듈(300)의 이송 기구(330)와 동일 또는 유사한 구조로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(510)을 기준으로 이송 기구(530)가 제공되는 영역과 반대 측의 영역에 또 다른 이송 기구(531)가 더 제공될 수 있다.

인터페이스 로봇(540)은 버퍼 유닛(510)과 노광 장치(700) 사이에 배치된다. 인터페이스 로봇(540)은 버퍼 유닛(510), 냉각 유닛(520), 부가 공정 챔버(560), 그리고 노광 장치(700) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공된다. 인터페이스 로봇(540)은 기판(W)이 놓이는 핸드(542)를 가지며, 핸드(542)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.

부가 공정 챔버(560)는 도포 블럭(300a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(700)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(560)는 노광 장치(700)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블럭(300b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정 공정, 또는 기판(W)에 대해 소정의 검사를 수행하는 검사 공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(560)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다.

상술한 예에서는 처리액이 현상액인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리, 처리액은 산 또는 염기 성분의 케미칼일 수 있다.

상술한 예에서는 프리 웨팅 단계, 전 처리 단계, 그리고 메인 처리 단계에서 기판(W)의 회전 속도가 일정하게 유지되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리, 프리 웨팅 단계, 전 처리 단계, 그리고 메인 처리 단계에서의 기판(W)이 회전하는 속도는 각각 다를 수 있고, 제어기(430)는 기판(W)의 회전 속도를 변경하며 상기 단계들을 수행할 수 있다.

상술한 실시예에서는 제2 처리액 노즐(428)이 헤드(422)의 저면에 결합되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 제2 처리액 노즐(428)은 지지 아암(414)의 일단 저면에 고정 결합될 수 있다.

상술한 실시예에서는 노즐 유닛이 회전하는 기판(W)상에 프리 웨팅액 및 처리액을 토출할 수 있는 노즐들만을 포함하는 것으로 도시하고 설명하였다. 그러나 이와 달리, 노즐 유닛은 기판(W) 상에 세정액 또는 건조 가스를 토출하는 노즐들을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들이 여기에 개시되었으며, 다른 변형이 가능할 수 있음을 이해해야 한다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징은 일반적으로 그 특정 실시예로 제한되지 않지만, 적용 가능한 경우, 특별히 도시되거나 설명되지 않더라도 상호 교환 가능하고 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 이러한 변형은 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 통상의 기술자에게 자명한 그러한 모든 변형은 다음 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

380: 액 처리 챔버
386: 스핀 척
400: 액 공급 유닛
410: 노즐 이동 부재
420: 노즐 유닛
422: 헤드
424: 프리 웨팅 노즐
426: 제1 처리액 노즐
428: 제2 처리액 노즐
600: 제어기

Claims (10)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   기판을 지지 및 회전 가능한 스핀 척과;
   상기 스핀 척에 의해 지지된 상기 기판의 상면에 액을 공급하는 노즐 유닛; 및
   상기 스핀 척 및 상기 노즐 유닛을 제어하는 제어기;를 포함하고,
   상기 노즐 유닛은,
   헤드;
   상기 헤드에 제공되고 상기 기판의 상면에 프리 웨팅액을 토출하는 프리 웨팅 노즐;
   상기 헤드에 제공되고 상기 기판의 상면에 처리액을 토출하는 제1 처리액 노즐;을 포함하며,
   상기 프리 웨팅 노즐은 상기 기판의 상면에 경사진 각도에서 상기 프리 웨팅액을 토출하도록 상기 제1 처리액 노즐을 향하는 방향으로 하향 경사지게 제공되는 기판 처리 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 유닛은 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하는 제2 처리액 노즐을 더 포함하고,
   상기 헤드와 상기 제2 처리액 노즐은 동일 아암에 장착되는, 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 처리액 노즐은 상기 기판의 상면에 수직한 각도에서 상기 처리액을 토출하도록 제공되는, 기판 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 처리액 노즐과 상기 제2 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 기판 상의 탄착 지점은 중첩되도록 제공되는 기판 처리 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 프리 웨팅 노즐이 상기 기판의 중심으로부터 소정 거리 떨어진 지점으로 상기 프리 웨팅액의 토출을 개시하도록 상기 프리 웨팅 노즐을 제어하는 기판 처리 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 프리 웨팅 노즐이 상기 프리 웨팅액의 토출을 개시한 다음,
   상기 제1 처리액 노즐이 상기 기판의 중심으로 상기 처리액의 토출을 개시하도록 상기 제1 처리액 노즐을 제어하는 기판 처리 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 프리 웨팅액은 순수이고,
   상기 처리액은 현상액인, 기판 처리 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 프리 웨팅 노즐이 상기 프리 웨팅액의 토출을 개시한 다음, 상기 제1 처리액 노즐이 상기 제1 처리액의 토출을 개시하도록 제어하되,
   상기 프리 웨팅액과 상기 제1 처리액이 상기 기판의 상면에 공급되는 동안 상기 노즐 유닛은 이동하지 않는, 기판 처리 장치.
9. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
   회전하는 기판 상에 프리 웨팅액을 공급하는 프리 웨팅 단계와,
   상기 프리 웨팅 단계 이후에 회전하는 상기 기판 상에 스트림 방식으로 처리액을 공급하는 전처리 단계와,
   상기 전처리 단계 이후에, 회전하는 상기 기판 상에 액 커튼 방식으로 처리액을 공급하는 메인 처리 단계를 포함하되,
   상기 프리 웨팅 단계에서는 상기 프리 웨팅액이 하향 경사지게, 그리고 상기 기판의 중심에서 이격된 지점으로 토출되고,
   상기 전처리 단계에서는 상기 처리액이 기판의 표면에 수직한 방향으로, 그리고 상기 기판의 중심을 향해 토출되는 기판 처리 방법.
10. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    회전하는 기판 상에 프리 웨팅액을 공급하는 프리 웨팅 단계와,
    상기 프리 웨팅 단계 이후에 회전하는 상기 기판 상에 스트림 방식으로 처리액을 공급하는 전처리 단계를 포함하되,
    상기 프리 웨팅 단계에서는 상기 프리 웨팅액이 하향 경사지게, 그리고 상기 기판의 중심에서 이격된 지점으로 토출되고,
    상기 전처리 단계에서는 상기 처리액이 기판의 표면에 수직한 방향으로, 그리고 상기 기판의 중심을 향해 토출되며,
    상기 프리 웨팅 단계와 상기 전처리 단계에서, 상기 프리 웨팅액 및 상기 처리액을 토출하는 노즐 유닛이 이동하지 않고 상기 프리 웨팅액 및 상기 처리액을 공급하는 기판 처리 방법.