JP2007324599A - ベーク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工程効率が改善されたベーク装置が提供される。
【解決手段】ベーク装置は、基板加熱部、基板冷却部、基板を基板加熱部及び／または基板冷却部に投入したり、そこから回収する第１基板運搬ロボットを含むが、基板加熱部、第１基板運搬ロボット、基板冷却部はＬ字状に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明はベーク装置に関し、より詳しくは工程効率が改善されたベーク装置に関するものである。

最近、情報処理機器は多様な機能と、一層速くなった情報処理速度を有するように急速に発展している。このような情報処理装置は稼働する情報を表示するためにディスプレイ装置を有する。ディスプレイ装置として、現在注目を集めているものは液晶ディスプレイ装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ装置などのような平板ディスプレイ装置である。

このような平板ディスプレイ装置は基板上に多層の薄膜及び配線パターンを含む。このような薄膜及び配線の形成には主にフォトリソグラフィ工程が用いられる。フォトリソグラフィ工程ではエッチングマスクとして主にフォトレジストパターンを用いる。フォトレジストパターンは液状で塗布されてベーク工程により硬化された後、写真現像工程によりパターニングされる。

フォトリソグラフィ工程において前記ベーク工程は通常少なくとも２回以上行われ、各ベーク工程は加熱ステップ及び冷却ステップを含むようになる。したがって、このように繰り返されるベーク工程が製造時間を増加させる原因となる。さらに、加熱ステップと冷却ステップのためのチャンバが分離されている場合、１つのディスプレイ装置を製造するのに数十回のベーク工程が要求されることを考慮すれば、基板を加熱チャンバから回収して冷却チャンバに移すのにかかる時間もまた工程時間を増加させる原因となる。また、前記のような移動設備を構築するのにかかる設備コストも無視できない点である。また、加熱チャンバ及び冷却チャンバ内部を点検及び修理する場合、移動設備内で行わなければならないなど作業空間が狭くて安全事故の危険がある。

さらに、設備によっては冷却チャンバから冷却された基板をバッファに移すためにコンベアを使用することもあるが、この場合設備コストが増加する。

本発明が達成しようとする技術的課題は工程効率及び作業安定性が改善されたベーク装置を提供することである。

本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないさらなる技術的課題は下記によって当業者に明確に理解できるものである。

前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるベーク装置は、基板加熱部、基板冷却部、基板を前記基板加熱部及び／または前記基板冷却部に投入したり、そこから回収する第１基板運搬ロボットを含むが、前記基板加熱部、前記第１基板運搬ロボット、前記基板冷却部はＬ字状に配置されている。

その他、実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の一実施形態によるベーク装置によれば、基板運搬ロボットを移動しなくても基板加熱部及び基板冷却部に基板を運搬することができる。また、コンベアなどを備えなくても基板冷却部から直接基板をバッファに運搬することができる。したがって、工程速度及び工程効率が増加し、設備コストが低減できる。

また、基板運送ロボットと分離された領域にメンテナンス部を備えることによって、作業の安定性を確保することができる。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付する図面とともに詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下に開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態によって具現でき、単に本実施形態は本発明の開示を完全なものにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであって、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。図面で層及び領域の大きさ及び相対的な大きさは明瞭な説明のために誇張することもある。

素子または層が他の素子または層の「上に」と表すのは他の素子または層の真上だけでなく、中間に他の層または他の素子を介在する場合の全てを含む。反面、素子が「直接上に」または「真上に」と表すのは中間に他の素子または層を介在しないものを意味する。明細書全体にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を示す。「及び／または」は言及したアイテムの各々及び一つ以上のすべての組み合わせを含む。

本発明によるベーク装置は基板のベーク工程を行うのに適用され得る。前記ベーク工程としては、例えばフォトリソグラフィ工程で用いられるソフトベークまたはハードベーク工程がある。また、本発明によるベーク装置はアニーリング工程などのような他の熱処理工程にも適用することができる。

本発明によるベーク装置によりベークまたは熱処理工程が行われる基板は、ガラス、プラスチックなどからなる平板ディスプレイ装置用基板または半導体基板を含み、前記基板に不純物などが注入されていたり、前記基板上に他の構造物が形成されている場合を含むことができる。

本明細書上で言及するベーク装置は基板などを直接ベークするのに要求される構成や構造物にのみ限定されるのではなく、ベーク工程の具現に必要な付随的な構成や構造物、例えば移送ラインなどのような運搬部材や積載部材などを含むことができる。

以下、添付する図面を参照して本発明の一実施形態によるベーク装置について説明する。

図１は本発明の一実施形態によるベーク装置の概略的な平面図である。図１を参照すれば、ベーク装置７００は基板（図示せず）を所定温度に加熱する基板加熱部１００、基板を冷却する基板冷却部２００、基板を臨時に保管、積載するバッファ部３００、及び基板を運搬する第１及び第２基板運搬ロボット４００，５００を含む。

基板加熱部はチャンバ及び少なくとも１つの基板出入口、及び加熱板を含む。図２は本発明の一実施形態による基板加熱部の断面図である。

図１及び図２を参照すれば、チャンバ１１０ではベーク工程が行われ、内部に加熱板１２０などの構造物が設置されている。チャンバ１１０内部にはベーク工程の進行に必要とするガスが含まれ、このためにガス注入口（図示せず）及び排気口（図示せず）をさらに含むことができる。

基板出入口１１１，１１２はチャンバ１１０の側壁上に開放されている開口であって、基板１０が投入または回収される空間を提供する。基板出入口１１１，１１２はチャンバ１１０内の工程条件を維持するように開閉できるドア構造からなり得る。基板出入口１１１，１１２は基板１０が移動する方向によってチャンバ１１０の一側壁に１つ備えられたり、チャンバ１１０の一側壁及びその反対側壁に各々１つずつ備えられる。本実施形態の変形例として、基板出入口がチャンバ１１０の側壁に形成されず、チャンバ１１０の上面に形成されたり、チャンバ１１０の上面が開放できる構造で形成され得る。このような基板出入口１１１，１１２の数及び位置は適用される実施形態によって変形できることは明らかである。

加熱板１２０はチャンバ１１０の内部で下側に固設されている。基板１０は加熱板１２０の上面に直接または隣接して安着し、加熱板１２０の内部には、例えば熱線などのような加熱手段が内蔵されて安着した基板１０を加熱する。また、加熱板１２０は表面温度を感知する温度センサ及び／または温度制御手段を備えることによって、加熱温度を制御することができる。加熱板１２０の温度制御範囲は適用される工程によって多様に変形でき、例えば常温から３００℃までの範囲で温度調節が可能な加熱板を使用することができる。

また、基板加熱部１００は図２に示すように加熱板１２０を貫通するリフトピン１３０をさらに含むことができる。リフトピン１３０は加熱板１２０上面の上までリフトされることによって、基板１０を加熱板１２０の表面と所定間隔離隔させることができる。したがって、後述する基板運搬ロボット４００による基板１０の安着及び脱着が容易になる。また、加熱板１２０による基板１０の過度な加熱や不均一な加熱が防止できる。本発明によるいくつかの実施形態ではリフトピン１３０の上段に前記温度センサが備えられる。

基板冷却部２００は加熱板１２０の代りに冷却板（図示せず）が備えられている点を除いては実質的に基板加熱部１００と同一構造からなっている。冷却板は温度制御手段を備え、加熱板１２０により加熱された基板１０を徐々に冷却させる。適用可能ないくつかの実施形態では冷却板に温度制御手段を備えないこともある。この場合、常温で基板１０を安着して冷却させる。

一方、図１に示すように基板加熱部１００では１つの基板出入口を介して基板が投入及び回収されるが、基板冷却部ではチャンバの一側壁に備えられた１つの基板出入口を介して基板が投入され、チャンバの反対側壁に備えられた他の基板出入口を介して基板が回収される。

バッファ部３００は基板冷却部２００から回収された基板１０を臨時に保管、積載する。バッファ部３００が多数の基板１０を積載する場合、受付台（図示せず）を上下に昇降させる昇降装置（図示せず）をさらに備えることができる。

第１及び第２基板運搬ロボット４００，５００は基板１０を上下及び水平方向に移動させる。第１及び第２基板運搬ロボット４００，５００は実質的に同一構造からなり得る。以下、説明の重複を避けるために、第１基板運搬ロボット４００について説明する。図３Ａは本発明の一実施形態による第１基板運搬ロボットの斜視図である。図３Ｂは本発明の他の実施形態による第１基板運搬ロボットの斜視図である。

図３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、基板運搬ロボット４００，４０１は、ロボットハンド４５０、第１及び第２アーム４４１，４４２、昇降コラム４２０、及び支持台４１０を含む。

支持台４１０は作業台または地面などのような底面に固定されている。支持台４１０は必要に応じてホイールなどのような移動手段を備えることができる。昇降コラム４２０は支持台４１０上に垂直に設置されている。昇降コラム４２０には昇降コラム４２０に沿って上下方向に昇降運動する昇降ヘッド４３０が設置されている。昇降ヘッド４３０は第１軸４６１により第１アーム４４１の一端部と連結されている。第１アーム４４１は第１軸４６１を中心に昇降ヘッド４３０に対して水平方向に回転することができる。好ましくは水平面上で少なくとも１８０゜以上回転可能な構造である。第１アーム４４１の他端部には第２軸４６２を介して第２アーム４４２の一端が結合されている。第２アーム４４２は第２軸４６２を中心に回転運動する。第２アーム４４２の他端にはロボットハンド４５０が結合されている。第２アーム４４２とロボットハンド４５０の結合部には第３軸４６３が備えられてロボットハンド４５０の回転運動を可能にする。

ロボットハンド４５０は基板１０を受け付けて、これを基板加熱部１００、基板冷却部２００、バッファ部３００などに運搬する。ロボットハンド４５０の形状は基板１０の種類及び形状によって多様に変形することができる。例えば、ガラス基板を運搬する場合、図３Ａに示すようにガラス基板の下面を支持し得る構造を有し、ウエハを運搬する場合、図３Ｂに示すように円形ウエハの外周を加圧して固定し得る構造を有することができる。

前記構造により、基板１０はロボットハンド４５０上に安着して昇降コラム４２０により上下方向に位置調整され、第１アーム４４１、第２アーム４４２及びロボットハンド４５０とこれらを連結する第１、第２及び第３軸４６１−４６３により水平方向に回転することができる。好ましくは昇降コラム４２０を基準に１８０゜以上回転することができる。また、このような回転の適切な組み合わせによってロボットハンド４５０上の基板１０は水平方向に直線運動することもできる。

再び図１を参照すれば、基板加熱部１００及び基板冷却部２００は第１基板運搬ロボット４００の回転半径内に配置される。好ましくは基板加熱部１００、第１基板運搬ロボット４００及び基板冷却部２００がＬ字状に配置され得る。したがって、第１基板運搬ロボット４００の支持台１２０（すなわち、第１基板運搬ロボット自体）を移動せずに、アーム４４１，４４２などによる第１基板運搬ロボット４００の水平方向の回転だけでも基板１０が基板加熱部１００から基板冷却部２００に直接運搬できる。

また、基板冷却部２００を中心に第１基板運搬ロボット４００の反対側には第２基板運搬ロボット５００が配置されている。一例として、第１基板運搬ロボット４００、基板冷却部２００及び第２基板運搬ロボット５００が一列に配列され得る。また、第２基板運搬ロボット５００の一側にはバッファ部３００が配置されている。基板冷却部２００及びバッファ部３００は第２基板運搬ロボット５００の回転半径内に配置される。好ましくは基板冷却部２００、第２基板運搬ロボット５００及びバッファ部３００がＬ字状に配置され得る。したがって、第２基板運搬ロボット５００自体を移動せずに、第２基板運搬ロボット５００の水平方向の回転だけでも基板１０が基板冷却部２００からバッファ部３００に直接運搬できる。これにより、工程速度が改善できる。

一方、基板加熱部１００及び基板冷却部２００が接する空間には図１に示すように、これらを保守及び／または点検し得るメンテナンス部６００が備えられる。この場合、基板加熱部１００及び基板冷却部２００はメンテナンス部６００に向かう窓またはドアをさらに備えることができる。ここで、メンテナンス部６００は基板運搬ロボット４００，５００と空間的に完全に分離されているため、十分な作業空間を確保し得るだけでなく、作業安定性が向上し得る。

以下、図１ないし図４を参照して前記ベーク装置の動作について説明する。図４は本発明の一実施形態によるベーク装置の動作を示すための概略的な平面図である。図４では第１基板運搬ロボットの周辺部だけを概念的に示している。

まず、図１ないし図４に示すように移送ラインまたは基板運送装置８１０などから基板１０が第１基板運搬ロボット４００の一側に提供されれば、第１基板運搬ロボット４００の昇降ヘッド４３０を調整してロボットハンド４５０の高さを基板１０の下面に整列する。次いで、アーム４４１，４４２を回転移動して基板１０をロボットハンド４５０上に積載する。次いで、アーム４４１，４４２を回転して昇降コラム４３０を基準にロボットハンド４５０を、例えば時計方向に約９０゜だけ回転する。次いで、アーム４４１，４４２の回転を適切に組み合わせてロボットハンド４５０を基板加熱部１００の基板出入口１１１内に押し入れてから加熱板１２０上に投入する。

基板加熱部１００で所定のベークまたは熱処理工程が終了すれば、第１基板運搬ロボット４００を用いて基板加熱部１００から基板１０を回収し、ロボットハンド４５０を時計方向に約９０゜だけさらに回転して基板冷却部２００の冷却板上に基板１０を投入する。基板冷却部２００では所定の冷却工程が行われる。このように、基板１０は第１基板運搬ロボット４００自体を移動せずに、基板加熱部１００及び基板冷却部２００内に投入される。

次いで、第２基板運搬ロボット５００を用いて冷却板から基板１０を回収する。このとき、基板１０は投入した基板投入口の反対側の基板投入口を介して回収される。次いで、第２基板運搬ロボット５００のロボットハンドを時計方向に約９０゜だけ回転してバッファに積載する。バッファに積載された基板１０は後続する工程でまた第２基板運搬ロボット５００により移送ラインまたは基板運送装置８２０に積載され得る。このように、基板１０は基板コンベアなどのような特殊装置を利用しなくても第２基板運送ロボット５００によりバッファ部３００に運搬できる。

以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態によって実施できることを理解することができる。したがって前述した実施形態はすべての面で例示的なものであって、限定的なものではないことを理解しなければならない。

本発明の一実施形態によるベーク装置の概略的な平面図である。 本発明の一実施形態による基板加熱部の断面図である。 本発明の一実施形態による第１基板運搬ロボットの斜視図である。 本発明の他の実施形態による第１基板運搬ロボットの斜視図である。 本発明の一実施形態によるベーク装置の動作を示すための概略的な平面図である。

符号の説明

１００ 基板加熱部
２００ 基板冷却部
３００ バッファ部
４００ 第１基板運搬ロボット
５００ 第２基板運搬ロボット
６００ メンテナンス部
７００ ベーク装置

Claims (5)

1. 基板加熱部と、
   基板冷却部と、
   基板を前記基板加熱部及び／または前記基板冷却部に投入したり、そこから回収する第１基板運搬ロボットとを含むが、
   前記基板加熱部、前記第１基板運搬ロボット、及び前記基板冷却部はＬ字状に配置されているベーク装置。
2. 前記基板冷却部を中心に前記第１基板運搬ロボットの反対側に配置された第２基板運搬ロボット、及び前記第２基板運搬ロボットの一側に配置されたバッファ部をさらに含むが、前記第２基板運搬ロボットは前記基板を前記基板冷却部及び／または前記バッファに投入したり、そこから回収する請求項１に記載のベーク装置。
3. 前記基板冷却部、前記第２基板運搬ロボット及び前記バッファ部はＬ字状に配置されている請求項２に記載のベーク装置。
4. 前記第１基板運搬ロボット及び／または前記第２基板運搬ロボットは底面に固定されており、水平面上で少なくとも１８０゜以上回転可能な請求項１乃至３いずれかに記載のベーク装置。
5. 前記基板加熱部及び前記基板冷却部と接する空間に前記基板加熱部及び前記基板冷却部を保守及び／または点検するメンテナンス部をさらに含む請求項１に記載のベーク装置。

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