KR100779236B1 - 베이크 장치 - Google Patents

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KR100779236B1
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baking
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함승원
박종호
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세메스 주식회사
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Abstract

배출관의 단면 면적을 조절할 수 있는 베이크 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치는, 베이크 챔버, 및 베이크 챔버와 연결된 배출 버퍼, 배출 버퍼와 연결된 배출관, 및 배출관 내에 위치하고, 배출관의 단면 면적을 조절하기 위한 댐퍼부를 포함하는 배출 계통을 포함한다.
베이크 장치, 댐퍼부, 밸브

Description

베이크 장치{Apparatus for baking a substrate}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치의 배출 계통을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐퍼부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치의 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 베이크 장치 105: 베이크 챔버
110: 배출 계통 115: 배출 버퍼
120: 댐퍼부 121: 단면 모양 조절부
123: 단면 면적 조절부 130: 밸브
131: 밀폐부 133: 조절부
140: 배출관
본 발명은 디스플레이 또는 반도체 소자를 제조할 때 사용되는 베이크 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 베이크 공정 중에 베이크 챔버 내부의 가스를 외부로 배출할 수 있는 베이크 장치에 관한 것이다.
디스플레이 또는 반도체 소자를 제조하기 위한 소자 제조용 기판 상에 전기적 신호가 통할 수 있는 여러 전기전자회로들, 또는 기타 패턴을 형성하기 위하여 포토리소그래피 공정이 사용된다. 즉, 소자 제조용 기판 상에 포토레지스트를 도포한 후, 빛으로 패턴을 노광하고 현상한 다음 포토레지스트를 마스크로 식각 공정을 거쳐 소자 제조용 기판 상에 패턴을 형성한다.
베이크 공정은 이러한 디스플레이 또는 반도체 소자 제조 공정 중, 소자 제조용 기판을 수 십 내지 백 수 십도의 온도로 가열하는 공정이다. 베이크 공정은 대표적으로 소자 제조용 기판 상에 포토레지스트를 도포하기 전에, 소자 제조용 기판과 도포될 포토레지스트의 접착력을 개선하기 위하여 소자 제조용 기판의 표면에 일종의 화학처리(예를 들면, HMDS 공정)를 하는 공정과, 도포된 포토레지스트 막을 고형화 또는 경화시키기 위하여 소자 제조용 기판을 가열하는 공정 등이 있다. 포토레지스트를 고화 또는 경화 시키기 위한 공정에서는 가열된 포토레지스트 막에서 내부에 포함되어 있던 솔벤트 성분이 기화되어 빠져 나오고, 포토레지스트 막은 고분자 물질만 남아 고형화된다. 솔벤트는 포토레지스트가 유동적인(flow-able) 성질을 갖도록 하기 위하여 첨가된다.
종래의 베이크 장치는, 소자 제조용 기판을 베이크 챔버 내에 도입한 다음, 외부와 밀폐하고 베이크 공정을 진행한 다음, 베이크 공정이 종료된 후 배출구를 개방하여 베이크 챔버 내부의 가스를 외부로 배출한다.
따라서, 종래의 베이크 장치는 베이크 공정이 진행되면서 챔버 내부가 솔벤트를 포함한 가스의 농도가 높아지므로 긴 시간을 필요로 하는 베이크 공정의 경우 베이크 공정 효율이 떨어진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 베이크 공정 중에 미량의 가스를 베이크 챔버 외부로 배출할 수 있는 베이크 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 베이크 장치의 배출관의 단면적을 조절할 수 있는 댐퍼를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치는, 베이크 챔버, 및 베이크 챔버와 연결된 배출 버퍼, 배출 버퍼와 연결된 배출관, 및 배출관 내에 위치하고, 배출관의 단면 면적을 조절하기 위한 댐퍼부를 포함하는 배출 계통을 포함한다.
댐퍼부는 단면 모양 조절부, 및 단면 면적 조절부를 포함하며, 복수개로 구성될 수 있다.
배출관 내에 위치하고, 배출관을 완전히 개방하거나 폐쇄하는 밸브를 더 포 함할 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 댐퍼부는, 관의 단면 모양을 조절하기 위한 단면 모양 조절부, 및 관의 단면 면적을 조절하기 위한 단면 면적 조절부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치의 배출 계통을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치(100)는, 베이크 챔버(105), 및 베이크 챔버(105)와 연결된 배출 버퍼(115), 배출 버퍼(115)와 연결된 배출관(140), 및 배출관(140) 내에 위치하고, 배출관의 단면적을 조절하기 위한 댐퍼부(120)를 포함하는 배출 계통(110)을 포함한다.
베이크 챔버(105)는 가공하고자 하는 소자 제조용 기판이 도입되고 밀폐된 후 가열되는 공간이며, 소자 제조용 기판을 도입, 도출 할 수 있는 도어와 내부 가스를 배출할 수 있는 배출 계통(110)을 포함할 수 있다.
배출 계통(110)은 배출 버퍼(115), 배출관(140) 및 밸브(130)를 포함할 수 있다.
배출 버퍼(115)는 하나 또는 그 이상의 다수의 베이크 챔버(105)와 연결될 수 있으며, 각 챔버로부터 내부의 공기 또는 가스를 배출시키기 위한 공간이다. 하나 또는 다수 개의 챔버로부터 배출 가스를 모아 하나의 배출관(140)으로 배출 가스를 배출할 수 있다.
배출 버퍼(115)는 배출을 위한 배출 펌프(미도시)를 포함할 수 있다. 배출을 위한 배출 펌프는 베이크 챔버(105)로부터 내부 공기 또는 가스를 강제로 배출시키기 위한 장치일 수 있다. 다른 경우로, 배출 펌프가 배출구(140)의 외부 쪽에 위치할 수도 있다.
또는 배출 버퍼(115)는 내부에서 가스들이 반응 또는 침전되지 않도록 하기 위한 순환 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 순환 장치(미도시)는 회전하는 팬을 포함할 수 있다.
배출관(140)은 배출 버퍼(115)와 연결되어 배출 가스를 외부로 배출할 수 있다.
배출관(140) 내부에는 배출관(140)의 내부를 개방하거나 폐쇄하기 위한 밸 브(130)를 포함할 수 있다. 밸브(130)는 배출관의 단면과 동일한 판넬 모양일 수 있으며, 전체 또는 일정 부분이 90°회전하여 배출구(140)를 개방, 폐쇄시킬 수 있다.
배출관(140)은 배출관(140) 내부 단면적을 조절하여 베이크 챔버(105) 또는 배출 버퍼(115)로부터 배출되는 가스의 양을 조절하기 위한 댐퍼부(120)를 포함할 수 있다. 댐퍼부(120)는 하나 또는 그 이상의 단면 모양 조절부(121)와 단면 면적 조절부(123)로 구성될 수 있다. 단면 면적 조절부(123)는 판넬 모양일 수 있다. 댐퍼부(120)에 관한 더 상세한 설명은 도면을 참조하여 후술된다.
도 1에 예시된 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치(100)를 이용한 베이크 공정은 다음과 같이 진행될 수 있다.
먼저, 베이크 챔버(105)의 도어가 개방되고 가공될 소자 제조용 기판이 도입된다. 이때, 밸브(130)는 개방된 상태일 수 있고, 댐퍼부(120)는 최대로 개방된 상태일 수 있다. 그러나, 밸브(130) 및 댐퍼부(120)의 개폐 상태는 공정 특성에 따라 폐쇄된 상태일 수 있다.
다음, 베이크 챔버(105)의 도어가 폐쇄되고 베이크 챔버(105)에 열이 가해진다. 베이크 챔버(105)에 열을 가하는 방법은, 램프 또는 열선을 포함하는 가열 장치를 이용할 수 있다. 가열 장치는 베이크 챔버(105) 내벽 또는 저면에 위치할 수 있다. 또한 베이크 챔버(105) 내벽 또는 저면으로부터 노출되어 직접적으로 베이크 챔버(105) 내부를 가열할 수도 있고, 챔버 벽을 가열하거나 중간에 플레이트를 구비하여 플레이트를 가열함으로써 베이크 챔버(105) 내부가 간접적으로 가열되도록 할 수도 있다. 이때, 밸브(130)는 개방된 상태이고, 댐퍼부(120)는 공정에 따라 적당한 넓이로 개방되어 배출관(140)의 단면 모양 및 면적을 조절한 상태일 수 있다. 댐퍼부(120)가 배출관(140)의 단면 면적을 조절하여 개방하는 것은 도면을 참조하여 후술된다.
베이크 공정 중에, 베이크 챔버(105)는 외부와 밀폐 상태가 아니며 소량의 가스가 외부로 빠져 나갈 수 있는 상태이다. 베이크 챔버(105) 내부가 고온이고 기판으로부터 가스가 발생하기 때문에 압력이 높아 외부의 공기가 베이크 챔버(105) 내부로 유입되지 않으며, 댐퍼부(120)의 개방 정도에 따라 베이크 챔버(105) 내부의 가스가 외부로 배출된다.
베이크 공정이 종료될 때, 가열 장치가 동작을 멈춘다. 이 상태에서 배출 계통(110)이 최대한으로 개방되어 베이크 챔버(105) 내부의 가스를 외부로 배출한다.
이때, 베이크 챔버(105)는 별도의 퍼지 공정에 의해 퍼징될 수 있다. 별도의 퍼지 공정은 베이크 챔버(105) 내부에 N2를 포함하는 불활성 가스 또는 공기를 불어 넣는 공정이다.
베이크 챔버(105) 내부의 가스를 배출한 다음, 베이크 챔버(105)의 도어가 오픈되고 소자 제조용 기판이 도출된다. 이때 배출 계통(110)은 계속 가스를 배출하는 상태를 지속하고 있을 수 있다.
소자 제조용 기판을 도출한 다음, 베이크 챔버(105)의 도어가 폐쇄되고 배출 계통(110)이 가스 배출 상태를 멈출 수 있다.
상기의 단계들을 포함하여 일련의 소자 제조용 기판의 베이크 공정이 종료될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 댐퍼부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 댐퍼부(120)는, 단면 모양 조절부(121)와 단면 면적 조절부(123)를 포함한다.
단면 모양 조절부(121)는, 원형 단면 모양을 사각형으로 조절하는 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배출관(140) 등 단면의 모양이 예시한 것과 같지 않게 원형이 아닌 경우가 있을 수 있으며, 단면 모양을 사각형이 아닌 다른 모양으로 조절할 수도 있다. 본 실시예에서는 발명의 기술적 사상을 이해하기 쉽도록 하기 위하여 가장 쉽게 생각할 수 있는 경우를 대표적으로 예시한 것이다. 단면 모양 조절부(121)는 판넬 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 중공의 원통 내지는 다각형의 통 모양일 수 있다. 또한 배출관(140)의 일부를 차폐하는 모양일 수도 있다. 본 실시예에서 다른 모양인 경우를 예를 들면, 반원형, 부채꼴형 또는 카메라 셔터형 등일 수 있다.
단면 면적 조절부(123)는 단면 모양 조절부(121)에 의해 조절된 개방된 부분의 면적을 조절할 수 있다. 단면 면적 조절부(123)는 하나 또는 그 이상 다수개로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 단면 면적 조절부(123)는 상승 또는 하강하여 배출관의 단면 면적을 조절할 수 있다. 다른 예로, 좌우로 이동하여 배출관의 단면 면적을 조절할 수도 있다.
단면 면적 조절부(123)는, 단면 모양 조절부(121)의 개방된 공간을 여러 단계로, 즉 부분적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 보다 상세하게, 단면 면적 조절부(123)는 한 번에 단면 모양 조절부(121)의 개방된 공간을 개방 또는 폐쇄하는 것이 아니라, 다수의 단계를 두고 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 즉, 단면 면적을 여러 단계로 조절할 수 있다.
이러한 동작은, 단면 면적 조절부가(123) 단면 모양 조절부(121)의 개방된 부분을 폐쇄하는 단계를 조절하는 구성요소(도 1의 댐퍼부(120)에 참조 부호 없이 도시되었음)를 이용하여 달성할 수 있다. 도 1에는 예시적으로 3단계로 조절할 수 있는 경우를 도시하였다.
또한, 단면 면적 조절부(123)가 다수개 인 경우, 각 단면 면적 조절부(123a, 123b, 123c)가 개별적으로 단면 면적이 개방되는 단계를 정의할 수 있다. 즉, 제 1 단면 면적 조절부(123a)가 1차로 단면 면적을 조절한 후, 제 2 단면 면적 조절부(123b)가 2차로 단면 면적을 더 조절할 수 있다. 도면에는 3개의 단면 모양 조절부(121a, 121b, 121c) 및 단면 면적 조절부(123a, 123b, 123c)가 구비된 경우를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 더 많은 단면 모양 조절부(121) 및 단면 면적 조절부(123)로 단면 면적을 다단계로 조절할 수 있다.
또한, 단면 면적 조절부(123)가 다수 개인 경우, 서로 독립적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 단면 면적 조절부(123a)는 제 1 단면 모양 조절부(121a)의 면적을 조절하고, 제 2 단면 면적 조절부(123b)는 제 2 단면 모양 조절부(121b)의 면적을 조절하며, 제 3 단면 면적 조절부(123c)는 제 3 단면 면적 조절부(123c)의 면적을 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 도 2b에 개략적으로 예시되어 있다.
각 단면 면적 조절부(123)들은 구동 장치(미도시)에 의하여 구동될 수 있다. 구동 장치는 제어부의 명령에 따라 구동신호에 의해 구동될 수 있다. 그러나, 작업자에 의하여 수동으로 조절될 수도 있다. 다양한 공정을 진행하는 경우, 또는 공정 진행에 따라 단면 면적을 다양하게 조절해야 하는 경우에는 제어부(미도시)의 명령에 따라 자동으로 구동되도록 할 수 있고, 동일한 공정을 반복적으로 수행할 경우, 최적의 단면 면적을 유지하도록 할 수 있다. 댐퍼부(120)가 항상 같은 넓이의 단면적을 유지하는 경우, 배출관(140) 전체를 개방하는 밸브(130)가 댐퍼부(120)와 병렬로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치의 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 베이크 장치(100)의 밸브(130)는, 배출관(140)의 단면을 완전히 밀폐하는 밀폐부(131) 및 조절부(133)를 포함한다.
밀폐부(131)는 배출관(140)의 단면과 동일한 모양일 수 있다. 또는 상술한 댐퍼부(120)의 단면 모양 조절부(121)가 구비되는 경우, 다양한 모양으로 구성될 수 있다. 밀폐부(131)는 도 3의 (a)와 같이 배출관(140)을 폐쇄하고 있다가 도 3의 (b)와 같이 배출관(140)을 개방하기 위하여 예를 들어 90°회전할 수 있다. 도면에는 중앙에 조절부(131)의 일부인 고정축이 구비되고 고정축을 중심으로 회전하는 경우를 대표적으로 예시하였다. 그러나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 밀폐부(131)는 고정축의 상부 또는 하부 중 한 곳은 고정되어 있고, 다른 부분만이 배출관(140)을 개방하는 역할을 할 수도 있다.
조절부(133)는 밀폐부(131)를 회전시킬 수 있다. 도면에는 본 발명의 기술적 사상을 이해하기 쉽도록 하기 위하여 레버를 구비하는 경우를 예시하였다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 회전축을 다른 구동 장치가 구동할 수도 있다. 예를 들면, 모터와 구동 벨트, 래크와 피니언 등 기계적으로 구동될 수도 있고, 전자석 등을 이용하여 전기자기적으로 구동될 수도 있다.
댐퍼부(120)를 설명하면서 언급하였듯이, 밸브(130)는 댐퍼부(120)와 직렬로 구성될 수도 있고 병렬로 구성될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 실시예들에 의한 베이크 장치와 댐퍼부 및 밸브부를 포함하는 배출 계통은 베이크 공정 시에 챔버 내부의 가스를 원하는 정도로 조절하며 외부로 배출시킬 수 있기 때문에 베이크 공정의 효율과 수행시간이 짧아지고 생산성이 증 대된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 베이크 챔버; 및
    상기 베이크 챔버와 연결된 배출 버퍼, 상기 배출 버퍼와 연결된 배출관, 및 상기 배출관 내에 위치하고, 상기 배출관의 단면 면적을 조절하기 위한 댐퍼부를 포함하며,
    상기 댐퍼부는,
    상기 배출관의 내주면에 지지되며, 상기 배출관의 단면 모양을 조절하기 위한 단면 모양 조절부; 및
    상기 단면 모양 조절부에 의해 조절된 상기 배출관의 단면 면적을 조절하기 위한 단면 면적 조절부를 포함하는 베이크 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼부는 복수개로 구성되는 베이크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출관 내에 위치하고, 상기 배출관을 완전히 개방하거나 폐쇄하는 밸브를 더 포함하는 베이크 장치.
  5. 관의 내주면에 지지되며, 상기 관의 단면 모양을 조절하기 위한 단면 모양 조절부; 및
    상기 단면 모양 조절부에 의해 조절된 상기 관의 단면 면적을 조절하기 위한 단면 면적 조절부를 포함하는 댐퍼부.
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