CN1955849B - 冷却盘、烘焙单元和基板处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种烘焙单元，包括用于冷却基板的冷却盘和用于将基板装于冷却盘上的升降柱组件。当晶片在冷却盘上冷却时，在该冷却盘上有引导槽，其使该晶片与冷却盘之间有与外面连通的空隙。这样，使该空隙的内部气压与其外部气压维持一致。

Description

冷却盘、烘焙单元和基板处理设备 
优先权声明 
本申请要求2005年10月25日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.2005-100852的优先权，其内容以引用的方式全部包含于此。 
技术领域
本发明涉及一种用于集成电路(IC)制造的设备，具体涉及一种用于加热或者冷却基板的烘焙单元。 
背景技术
由于最近这些年半导体器件的集成度已经提高，所以元件的单元面积变得更小、电路的宽度变得更细。因而，光刻技术正变得越来越重要。 
光刻技术包括沉积、曝光、显影以及烘焙工序。该烘焙工序是用于在指定温度加热或者冷却基板的工序，在执行其它各个工序之前或者之后执行。该烘焙工序包括用加热盘加热基板的加热步骤和用冷却盘冷却基板的冷却步骤。通常，冷却步骤之前是加热步骤。 
执行冷却步骤的烘焙设备含有冷却基板的冷却盘。基板由升降柱装到冷却盘上。当基板在冷却盘上冷却时，其凸面朝上。当把用加热盘加热过的基板装在冷却盘上时，冷却盘与基板间空隙内的空气温度是高的。当执行冷却步骤时，该空气温度下降。因而，空气收缩，所述空隙的内部气压形成真空或者变得比其外部气压低。当冷却步骤完成后升降柱抬升基板时，施加于基板上的强大压力会损坏基板。 
另外，如果在基板装于冷却盘(或者加热盘)上时升降柱下降，留在基板和冷却盘(或者加热盘)间空隙内的空气就流到所述空隙外面。然而，当基板接近冷却盘(或者加热盘)时，留在所述空隙内的空气的流动通道变窄而使排出到该空隙外面的空气流速降低。因此，基板可能由于所述空隙内气压的原因而位置偏移。此问题随着最近基板直径变大的趋势而变得严重。虽然这问题可以通过降低升降柱的下降速度来解决，但又产生了另一个问题即处理时间变长。
发明内容
本发明的示例性实施方式涉及烘焙单元、冷却盘和基板处理设备。本发明的一种示例性实施方式提供一种烘焙单元，其包括在其上装载基板的盘；设在该盘上以加热或者冷却装在该盘上的基板的温度控制元件；以及可上下移动、用于把基板装在所述盘上或把基板抬离所述盘的升降柱。所述盘的顶部表面有引导通道，当该盘上装有基板时，用于把外部空气导入基板与该盘之间的空隙。所述温度控制元件是用于冷却基板的冷却部件，并且所述盘上有柱孔以用作所述升降柱的移动通道，所述柱孔从所述盘上端穿透到其下端。所述升降柱包含：用于支撑基板底部边缘的支撑面；和与置于该支撑面上的基板的侧边部相对的引导面，以防止装在该升降柱上的基板侧向移动。所述盘的顶部表面有在其上装载基板的中心区域和围绕该中心区域的边缘区域，所述柱孔位于该中心区域和边缘区域的分界线上，并且所述引导通道包含与该柱孔相连并向中心区域延伸的引导槽。 
本发明的一种示例性实施方式提供一种冷却盘，其上有引导槽以与基板和冷却盘间空隙的外部相连通。该引导槽把外部空气导入该空隙，以防止在该冷却盘上冷却基板时，由于空气收缩而导致该空隙内部气压下降而变得比其外部气压低。在所述冷却盘中形成有从冷却盘上端穿透到其下端的柱孔，且升降柱能够在这些柱孔中移动、通过升降柱的上下移动以在该冷却盘上装上基板或者把基板抬离该冷却盘。所述引导槽与柱孔相连。 
本发明的一种示例性实施方式提供一种基板处理设备，其包含在其上装载基板的盘；用于把基板装在该盘上或把基板抬离该盘的升降柱，该升降柱在所述盘上形成的柱孔中上下移动，所述柱孔从所述盘上端穿 透到其下端。所述盘上有引导通道，用于在所述升降柱使基板下降时把该盘与基板间空隙中的空气导向该空隙外面。该引导通道设于所述盘的顶部表面并具有从该盘中心区域向盘的外部侧面延伸的引导槽。所述引导槽与柱孔相连。 
附图说明
图1显示本发明中的烘焙单元。 
图2显示图1中的升降柱组件和冷却盘。 
图3是图1中所示冷却盘的立体图。 
图4显示升降柱的形状。 
图5A和图5B显示本发明冷却盘的有益效果。 
图6到图9分别显示图1中冷却盘的变化形式。 
图10A和图10B显示本发明冷却盘的另一有益效果。 
具体实施方式
下面结合显示本发明优选实施方式的附图更充分地说明本发明。但是，本发明可以用其它方式实施而不应当理解为限制在这里所说明的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本发明内容的公开更加彻底和完整，使本领域技术人员完全明白本发明的范围。 
虽然在示例性实施方式中用的基板是晶片W，但其可以是用在平面显示板制造中的其它类型的基板，比如玻璃基板。 
图1显示本发明一种实施方式中的烘焙单元1，而图2显示图1中的冷却盘200和升降柱组件400。图3是所述冷却盘200的立体图。参照图1、图2和图3，烘焙单元1包括室100、冷却盘200、冷却部件300和升降柱组件400。 
室100从外面密封以提供执行处理工序的空间。室100的一侧壁上有一开口(未示出)。晶片的放入/取出都通过该开口进行。该开口可以用门(未示出)打开或者关上。 
冷却盘200在处理工序期间装载晶片W并且通常是直径比晶片W大的圆形盘。冷却盘200包含有在处理工序期间晶片W置于其上的中心区域282和围绕该中心区域282的边缘区域284。该冷却盘200的中心区域282可以装有各个直径都很小的半球状陶瓷球(未示出)。引导件202可设在该冷却盘200的边缘区域284以使晶片W定位于冷却盘200的指定位置而防止晶片W偏离该指定位置。大致设3到6个该引导件202，并间隔均匀地布置它们，以围绕装在冷却盘200上的晶片W。 
冷却部件300冷却装在冷却盘200上的晶片W，并包括形成于冷却盘200中的冷却管线。冷却晶片W可通过向该冷却管线提供冷却流体比如冷却水来实现。 
升降柱组件400把待处理的晶片装载到冷却盘200上并把已处理过的晶片抬离该冷却盘200。升降柱组件400包括与晶片W相接触的升降柱420和与各个升降柱420底端相连接的基部440。升降柱组件400的基部440通过驱动部460上下移动。升降柱420可以是3个。 
冷却盘200中有柱孔220从该冷却盘200上端穿透到其下端。柱孔220位于冷却盘200的中心区域282和边缘区域284之间的分界线上。升降柱420插入对应的柱孔220中。柱孔220可以是3个并均匀相隔120弧度。 
如图4所示，升降柱420是其上具有支撑面422和引导面424的棒状柱。支撑面422与晶片W的底部边缘端接触以支撑该晶片W。引导面424从支撑面422的外侧一端起在上下方向延伸。引导面424与支撑面422相垂直或成斜角。引导面424与晶片W的侧面紧密接触以防止在升降柱420移动时该晶片W侧向移动。 
回到图3，冷却盘200的中心区域282形成有引导通道。在一种示例性实施方式中，该引导通道具有位于冷却盘200顶部表面的引导槽240。当晶片W在冷却盘200上冷却时，外部空气通过引导槽240流入晶片W和冷却盘200之间的空隙(图5A和5B中的204)中。 
图5A和图5B分别显示在冷却盘200有或者没有引导槽240时冷却盘200和晶片W间空隙204的内部气压。在图5B中，箭头表示空气流入冷却盘200和晶片W间空隙204的通道。 
如图5A所示，当晶片W装在冷却盘200′上以冷却时，其凸面朝 上。在晶片W和冷却盘200′之间形成空隙204。当进行冷却时，空隙204的内部温度下降。这样，空隙204的内部气压P1形成真空或者变得比外部气压P2低。之后，在升降柱420把晶片W抬离冷却盘200′时，会有强大的力作用于晶片W。因此，晶片W可能会被升降柱420损坏。 
相反，在如图5B所示冷却盘200上有引导槽240的情况下，外部空气流入前述空隙204。因此，即便在冷却之后，内部气压P1也与外部气压P2相等。所以，在不使晶片W承受强大的力的情况下，升降柱420可以把晶片W从冷却盘200抬起。 
在一种示例性实施方式中，引导槽240包括3个线状引导部242和环形引导部244。该线状引导部242沿着晶片的径向从环形引导部244向冷却盘的边缘区域延伸。该线状引导部242以均匀的间距相分隔。 
在一种示例性实施方式中，如图3所示，柱孔220位于中心区域282和边缘区域284的分界线上且引导槽240的一端延伸到柱孔220。在此情况下，柱孔220的直径足够大以便即使在升降柱420插入时也能让外部空气流入空隙204。 
图6和图7分别显示冷却盘中引导槽的变化形式。引导槽240a延伸到冷却盘200a的边缘区域(见图6)或者引导槽240b延伸到冷却盘200b的外部侧面(见图7)。 
图8显示引导通道的变化形式。该引导通道具有位于冷却盘200c中心区域的3个通孔260。每个通孔260从冷却盘200c的上端穿透到其下端。作为另一代替形式，如图9所示，引导槽240d可以位于冷却盘200d顶部表面，其与通孔260相连。 
虽然已经说明的是包括线状引导部242和环形引导部244的引导槽240，但其仅仅是示例性的、可以有各种变化形式。
以下参考附图10A和附图10B说明本发明的冷却盘的其它优点，图中虚线箭头表示升降柱420下降时的气流。 
当上面放置有晶片W的升降柱420下降时，如图10A所示，在晶片W与冷却盘相互接近的情况下，晶片W下方区域的空气不能充分地从晶片W与冷却盘200间的空隙排放到外面。如果该空隙内的空气没有排放到该空隙外面，晶片W可能会由于晶片W下方区域的气压而偏离指定位置。 
虽然在前面的实施方式中已经示例性地说明了烘焙单元1，但本发明可以应用于具有以升降柱把基板装于盘上的结构的各种设备。 
下面详细说明在本发明烘焙单元中进行处理的步骤。 
晶片W通过输送臂(未示出)输送到冷却盘200上。随着升降柱420下降，晶片W从该输送臂输送到升降柱420上。在高温中加热过的晶片W可以输送到冷却盘200上。通常，已加热的晶片W具有下凸的形状。随着升降柱420下降，晶片W装在冷却盘200上。当升降柱420下降时，晶片W与冷却盘200间空隙内的部分空气沿着引导槽240流到该空隙外面。 
当晶片W装在冷却盘200上时，它被冷却。随着冷却的进行，晶片变成向上凸起。留在晶片W与冷却盘200间空隙内的空气被冷却，从而降低空隙204的内部气压。当由于气压不同而导致外部空气通过引导槽240流入空隙204内时，该空隙204内的气压得以维持成与其外部气压相等。如果处理工序已经完成，升降柱420抬升，而后，晶片W返回输送臂。 
如已经解释的那样，当基板在烘焙单元处冷却时，该基板与冷却盘 间空隙的内部气压维持与其外部气压相等的状态。因此，当该基板通过升降柱从冷却盘上卸离时，可以防止由于升降柱引起的基板损坏。另外，当该基板通过升降柱装在冷却盘上时，可以防止下降的基板偏离指定位置。 
虽然已经参照其优选的实施方式说明了本发明，但应当明白本发明并不限制在其中的细节上。对那些本领域的一般技术人员来说，前面的说明中可以进行各种替换和修改，也可以添加其它特征。因此，所有的这些替换和修改都将被认为包含在如权利要求所确定的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种用于集成电路(IC)制造中的烘焙单元，包含：
在其上装载基板的盘；
设在该盘上用以加热或者冷却装在该盘上的基板的温度控制元件；
以及
可上下移动、用于把基板装在所述盘上或把基板抬离所述盘的升降柱，
其中，所述盘的顶部表面有引导通道，用于该盘上装有基板时把外部空气导入基板与该盘之间的空隙，所述温度控制元件是用于冷却基板的冷却部件，并且所述盘上有柱孔以用作所述升降柱的移动通道，所述柱孔从所述盘上端穿透到其下端，
其中，所述升降柱包含：
用于支撑基板底部边缘的支撑面；和
与置于该支撑面上的基板的侧边部相对的引导面，以防止装在该升降柱上的基板侧向移动，
其中，所述盘的顶部表面有在其上装载基板的中心区域和围绕该中心区域的边缘区域，
其中，所述柱孔位于该中心区域和边缘区域的分界线上；
其中，所述引导通道包含与该柱孔相连并向中心区域延伸的引导槽。
2.根据权利要求1所述的烘焙单元，其中所述引导槽包含：
设在该盘的径向上的多个线状引导部；和
至少一个与所述线状引导部分别相连的环形引导部。
3.一种冷却盘，其上有引导槽与基板和该冷却盘间空隙的外部相连通，该引导槽把外部空气导入该空隙，以防止在该冷却盘上冷却基板时，该空隙内空气收缩而导致该空隙内部气压下降、变得比其外部气压低；
其中，在所述冷却盘中形成有从冷却盘上端穿透到其下端的柱孔，且升降柱能够在这些柱孔中移动、通过升降柱的上下移动以在该冷却盘上装上基板或者把基板抬离该冷却盘；
其中，所述引导槽与柱孔相连。
4.根据权利要求3所述的冷却盘，有在其上装载基板的中心区域和围绕该中心区域的边缘区域，
其中所述柱孔位于所述中心区域和边缘区域的分界线上。
5.一种基板处理设备，包含：
在其上装载基板的盘；
用于把基板装在该盘上或把基板抬离该盘的升降柱，该升降柱可在所述盘的柱孔中上下移动，所述柱孔从所述盘上端穿透到其下端；
其中所述盘上有引导通道，用于在所述升降柱使基板下降时把该盘与基板间空隙中的空气导向该空隙外面，该引导通道位于所述盘的顶部表面并具有从该盘中心区域向其外部侧面延伸的引导槽；
其中，所述引导槽与柱孔相连。
6.根据权利要求5所述的基板处理设备，其中在所述盘的径向有多个引导槽。
7.根据权利要求5所述的基板处理设备，是用于加热或者冷却基板的烘焙单元。
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