KR100798659B1 - 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 처리장치에 관한 것으로서, 기판을 수용하고 기체가 통하지 않도록 폐쇄가능한 처리실을 형성하는 챔버와, 처리실의 분위기를 상기 챔버의 상부로부터 배기하여 처리실을 감압시키기 위한 배기부를 갖고 있다. 본 발명은 감압할 때에 처리실 내에 형성되는 기류를 제어하는 정류판을 갖고 챔버는 기판을 재치하는 재치대와, 재치대상의 기판을 상방에서 덮고 상기 재치대와 일체가 되게 처리실을 형성하는 하면이 개구된 대략 원통형상의 개체와, 정류판을 재치대에 대해 평행하게 되도록 지지하는 지지부재를 갖는다. 본 발명에 따르면 정류판과 기판간에 흐르는 기류의 속도가 기판면내에서 균일해지므로 기판상의 도포막을 건조시킬 때에 막두께가 균일하게 평탄해지는 기술이제시된다.

Description

기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING UNIT}

도 1 은 실시예에 관한 감압건조장치를 탑재한 도포현상 처리시스템의 구성개략을 도시하는 평면도이다.

도 2 는 도 1의 도포현상 처리시스템의 정면도이다.

도 3 은 도 1의 도포현상 처리시스템의 배면도이다.

도 4 는 감압건조장치의 구성을 도시하는 종단면 설명도이다.

도 5 는 정류판의 사시도이다.

도 6 은 개체와 개체내의 정류판을 도시하는 횡단면 설명도이다.

도 7 은 개체가 상승했을 때의 감압건조장치의 종단면 설명도이다.

도 8 은 지지부재의 함몰부를 설치한 경우의 감압건조장치의 종단면 설명도이다.

도 9 는 도8 의 함몰부에 배기관을 설치한 경우의 재치대의 종단면 설명도이다.

도 10 은 개체의 다른 구성예를 도시하는 개체의 횡단면 설명도이다.

도 11 은 정류판을 걸이지지부재로 지지하는 경우의 감압건조장치의 종단면 설명도이다.

도 12 는 도 11의 감압건조장치로 개체를 상승시켰을 때의 종단면 설명도이 다.

도 13 은 지지부재가 탈착가능한 경우의 정류판의 종단면 설명도이다.

도 14 는 개체에 스프링을 설치한 경우의 감압건조장치 개략을 도시하는 종단면 설명도이다.

도 15 는 관통공을 웨이퍼의 외연부에 대향하는 위치에 설치한 경우의 감압건조장치의 종단면 설명도이다.

도 16 은 반송암과 관통공의 위치관계를 도시하는 재치대의 평면도이다.

도 17 은 정류판에 다공성을 갖는 재질을 사용한 경우의 기류흐름을 도시하는 감압건조장치의 종단면 설명도이다.

도 18 은 중앙부가 부풀어오른 형상의 다공질 정류판 종단면도이다.

도 19 는 도 18의 정류판을 회전시키는 기구를 갖는 감압건조장치의 종단면 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 도포현상 처리시스템 2 : 카세트스테이션

3 : 처리스테이션 4 : 인터페이스부

5 : 카세트재치대 7, 50 : 웨이퍼반송체

8 : 반송로 18, 20 : 현상처리장치

51 : 주변노광장치 G1, G2, G3, G4, G5 : 처리장치조

W : 웨이퍼 C : 카세트

본 발명은 기판의 처리장치에 관한 것이다.

예를 들면 반도체 디바이스의 제조프로세스에 있어서 포토리소그래피 공정에서는 웨이퍼표면에 레지스트액을 도포하고, 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포처리, 웨이퍼에 패턴을 노광하는 노광처리, 노광후의 웨이퍼에 대해 현상을 하는 현상처리 등이 행해져서 웨이퍼에 소정의 회로패턴이 형성된다.

현재 상기 레지스트 도포처리에 있어서는 회전된 웨이퍼의 중심에 레지스트액을 토출하여 웨이퍼표면에 레지스트액을 확산시키는 스핀코팅법이 주류를 이루고 있다.

그러나, 스핀코팅법은 웨이퍼를 고속으로 회전시키기 때문에 웨이퍼의 외연부에서 대량의 레지스트액이 비산되고 낭비되는 레지스트액이 많다. 또, 레지스트액의 비산에 의해 상기 장치가 오염되므로, 빈번히 세정해야하는 등의 폐해가 발생했다.

그래서, 웨이퍼를 회전시키는 스핀코팅법을 대신하여 레지스트액 토출부의 궤적이 진폭이 큰 장방형 파상이 되도록 웨이퍼와 레지스트액 토출노즐을 상대적으로 이동시키면서 레지스트액을 웨이퍼상에 토출시켜, 그 결과 웨이퍼상에 복수의 평행선상에 빈틈없이 도포하는, 이른바 한 번에 끝내는 도포방법이 고안되었다. 이 한 번에 끝내는 도포방법의 경우에는 도포 후의 레지스트막 표면이 레지스트액의 도포경로를 따라 부풀어오를 우려가 있으므로, 도포 후의 웨이퍼상에서 퍼지기 쉬 운 점성이 낮은 레지스트액을 사용하고 또한 도포종료 후에 도포막을 평탄하게 하는 것이 바람직하다.

그러나, 점성이 낮은 레지스트액을 사용하여 레지스트도포를 행해도, 레지스트막 표면이 레지스트액의 도포경로를 따라 부풀어오를 것이 예상되고 도포후에 레지스트막을 평탄화하는 처리가 필요하다. 그래서 레지스트액이 도포된 웨이퍼를 챔버내에 수용하고 챔버내를 배기하면서 감압하며 그 때에 형성된 기류에 의해 레지스트막을 평탄화하는 것을 제안할 수 있다.

이런 제안과 같이 기류에 의해 레지스트막을 평탄화하는 데에는 상기 기류가 레지스트막의 표면상을 따라 정류판을 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 웨이퍼 표면전면에 걸쳐 균일한 기류가 형성되지 않으면 레지스트막이 웨이퍼면내에 있어서 균일하게 평탄화되지 못하고 레지스트막의 막두께가 불균일해진다. 따라서 정류판을 이용할 때에는 웨이퍼상에 웨이퍼면내에 있어서 균일한 기류를 형성하는 것이 중요하다.

본 발명은 이런 점을 감안하여 이루어진 것으로 감압에 의해 발생하는 기류가 웨이퍼 등의 기판표면에 있어서 균일하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

그 목적을 감안하여 본 발명은 기판을 처리하는 처리장치로서, 기판을 수용하고 기체가 통하지 않도록 폐쇄가능한 처리실을 형성하는 챔버와, 상기 처리실의 분위기를 상기 챔버 상부에서 배기하여 상기 처리실을 감압시키기 위한 배기부와, 상기 감압할 때에 상기 처리실 내에 형성되는 기류를 제어하는 정류판을 갖고 있다. 그리고 상기 챔버는 기판을 재치하는 재치대와, 상기 재치대상의 기판을 상방에서 덮고 상기 재치대와 일체가 되어 처리실을 형성하는 하면이 개구된 대략 원통형상의 개체와, 상기 정류판을 상기 재치대에 대해 평행하게 되도록 지지하는 지지부재를 갖는다.

본 발명에 있어서는 정류판을 재치대에 대해 평행하게 지지하는 지지부재를 갖고 있으므로 정류판이 재치대상에 재치되는 기판에 대해 평행하게 유지된다. 이것에 의해 정류판과 기판간에 흐르는 기류의 속도가 기판면내에 있어서 균일해지므로 상기 기류에 의해 상술한 이른바 한 번에 끝내는 요령으로 도포된 도포막이 기판면내에서 균일하게 평탄화된다. 따라서, 기판상에 균일한 막두께를 갖는 도포막을 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관해 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 기판의 처리장치를 탑재한 도포현상 처리시스템(1)의 구성 개략을 도시하는 평면도이고, 도 2는 도포현상 처리시스템(1)의 정면도이며, 도 3은 도포현상처리시스템(1)의 배면도이다.

도포현상 처리시스템(1)은 도 1에 도시한 것과 같이 25장의 웨이퍼(W)를 카세트단위로 외부로부터 도포현상 처리시스템(1)에 대해 반입출하거나 카세트(C)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하거나 하는 카세트스테이션(2)과, 도포현상 처리공정 중에서 매엽식으로 소정의 처리를 실시하는 각종 처리장치를 다단배치하여 이루어지는 처리스테이션(3)과, 이 처리스테이션(3)에 인접하여 설치되는 미도시의 노광장 치간에서 웨이퍼(W)를 인도하는 인터페이스부(4)와 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.

카세트스테이션(2)에서는 재치부가 되는 카세트재치대(5)상의 소정 위치에 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1중 상하방향)으로 일렬로 재치가 자유롭게 되어 있다. 그리고 이 카세트 배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼배열방향(Z방향 ; 연직방향)에 대해 이송가능한 웨이퍼반송체(7)가 반송로(8)를 따라 이동이 자유롭게 설치되어 있고 각 카세트(C)에 대해 선택적으로 액세스할 수 있도록 되어 있다.

웨이퍼반송체(7)는 웨이퍼(W)의 위치조정을 하는 얼라이먼트기능을 구비하고 있다. 웨이퍼반송체(7)는 후술하는 바와 같이 처리스테이션(3)측의 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 익스텐션장치(32)에 대해서도 액세스할 수 있다.

처리스테이션(3)에서는 그 중심부에 주반송장치(13)가 설치되어 있고 주반송장치(13) 주변에는 각종처리장치가 다단으로 배치되어 처리장치군을 구성하고 있다. 상기 도포현상 처리시스템(1)에 있어서는 네개의 처리장치군(G1, G2. G3, G4)이 배치되어 있고 제 1 및 제 2 처리장치군(G1, G2)은 도포현상 처리시스템(1) 정면측에 배치되고 제 3 처리장치군(G3)은 카세트스테이션(2)에 인접배치되며 제 4 처리장치군(G4)은 인터페이스부(4)에 인접배치되어 있다. 또한 옵션으로 파선으로 도시한 제 5 처리장치군(G5)을 배면측에 별도배치가능하게 되어 있다. 상기 주반송장치(13)는 이들 처리장치군(G1, G2, G3, G4, G5)에 배치되어 있는 후술하는 각종처리장치에 대해 웨이퍼(W)를 반입출가능하다. 처리장치군의 수와 배치는 웨이퍼(W)에 실시된 처리종류에 따라 다르고 처리장치군의 수는 임의로 선택할 수 있다.

제 1 처리장치군(G1)에서는 도 2에 도시하는 것과 같이 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포장치(17)와, 노광후에 웨이퍼(W)를 현상처리하는 현상처리장치(18)가 아래로부터 순서대로 2단으로 배치되어 있다. 처리장치군(G2)의 경우도 동일하게 레지스트 도포장치(19)와, 현상처리장치(20)가 아래로부터 순서대로 2단으로 적층되어 있다.

레지스트 도포장치(17 및 19)는 레지스트액을 토출하기 위한 미도시의 레지스트 토출노즐과 상기 레지스트 토출노즐과 웨이퍼(W)를 상대적으로 이동시키기 위한 미도시의 이동기구를 갖고 있다. 레지스트 도포장치(17 및 19)에서는 레지스트 토출노즐과 웨이퍼(W)를 상대적으로 이동시키면서 레지스트 토출노즐에서 웨이퍼(W)상에 레지스트액을 토출하고 웨이퍼(W)표면에 레지스트액을 도포하는 이른바 한 번에 끝내는 요령으로 레지스트액의 도포가 이루어진다.

도 3의 처리장치군(G3)에서는 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)를 냉각처리하는 쿨링장치(30), 레지스트액과 웨이퍼(W)의 정착성을 높이기 위한 부착장치(31), 웨이퍼(W)를 대기시키는 익스텐션장치(32), 본 실시예에 관한 기판의 처리장치로서의 감압건조장치(33, 34) 및 레지스트막 중에 잔존하고 있는 용제를 건조시키는 프리베이킹장치(35, 36) 가 아래로부터 순서대로 7단으로 적층되어 있다.

제 4의 처리장치군(G4)에서는 쿨링장치(40), 재치한 웨이퍼(W)를 자연냉각시 키는 익스텐션 쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 쿨링장치(43), 노광후의 가열처리르 하는 포스트 익스포저 베이킹장치(44, 45), 현상처리 후의 가열처리를 하는 포스트베이킹장치(46, 47) 등이 아래로부터 순서대로 8단으로 적층되어 있다.

인터페이스부(4)의 중앙부에는 웨이퍼반송체(50)가 설치되어 있다. 웨이퍼반송체(50)는 X방향(도 1 중 상하방향), Z방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자재로 가능하도록 구성되어 있고 제 4 처리장치군(G4)에 속하는 익스텐션 쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 주변노광장치(51) 및 미도시의 노광장치에 대해 액세스하여 각각에 대해 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

다음으로 상술한 감압건조장치(33)의 구성에 대해 설명한다. 감압건조장치(33)는 도 4에 도시하는 것과 같이 웨이퍼(W)를 수용하여 기체가 통하지 않도록 폐쇄가능한 챔버(60)를 갖고 있다. 챔버(60)는 웨이퍼(W)를 재치하고 두께가 있는 대략 원반형상의 재치대(61)와, 재치대(61)의 상방에 위치하고 하면이 개구된 대략 원통형상의 개체(62)로 구성되어 있다.

개체(62)에는 개체(62)를 상하이동시키는 승강기구(63)가 설치되어 있다. 승강기구(63)는 펄스제어되는 모터에 의해 개체(62)를 승강시키는 구동부(64)와 상기 구동부(64)를 제어하는 제어부(65)를 갖고 있다. 이것에 의해 개체(62)가 상하방향으로 이동가능해지고 개체(62)를 하강시켜서 재치대(61)와 일체가 되어 처리실(S)을 형성할 수 있다.

개체(62)의 내측부에는 내측에 돌출형상으로 돌출한 돌출부(66)가 환상으로 설치되어 있다. 이것에 의해 후술하는 정류판(72)의 외연부를 지지하고 들어올릴 수 있다.

개체(62)의 상면 중앙부에는 처리실(S)내의 분위기를 배기하는 배기부로서의 배기관(67)이 설치되어 있다. 배기관(67)은 처리실(S)내의 분위기를 소정의 압력으로 흡인하는 흡인펌프(68)에 연통되어 있고 흡인펌프(68)는 펌프제어부(69)에 의해 그 흡인력이 제어되고 있다. 이런 구성에 의해 흡인펌프(68)가 작동되고 배기관(67)에서 챔버(60)내의 분위기를 배기, 흡인하며 챔버(60)내를 감압함과 동시에 챔버(60)내에 기류를 발생시킬 수 있다. 개체(62)의 하단면에는 처리실(S)의 기밀성을 확보하기 위한 O링(70)이 설치되어 있다.

배기관(67)에는 상기 배기관(67)을 통해 처리실(S)에 기체, 질소가스를 공급하는 공급부(71)가 접속되어 있다. 이것에 의해 감압건조처리후에 처리실(S)에 기체를 공급하고 감압상태를 회복시키거나 처리실(S)의 분위기를 퍼지하거나 할 수 있다.

챔버(60)내에는 배기관(67)의 배기에 의해 발생한 처리실(S)내의 기류를 제어하는 정류판(72)이 설치되어 있다. 정류판(72)은 얇은 원반형상을 갖고 하면이 평탄하게 형성되어 있다. 정류판(72)의 하면은 표면가공이 실시되어 있고 표면거칠기가 200㎛ 이하로 가공되어 있다. 정류판(72)에는 온도전도율이 낮은 재질인 고밀도 폴리에틸렌, 석영, 폴라스재 등이 사용된다. 이들 재질은 열전도율이 낮고 정류판이 기판에 근접했을 때에, 정류판의 열에 의해 웨이퍼(W)의 온도가 변동하는 것을 억제할 수 있다.

정류판(72)의 하면에는 도 5에 도시하는 바와 같이 원주형상으로 길이가 같 은 3개의 지지부재(73)가 설치되어 있다. 이것에 의해 정류판(72)이 지지부재(73)를 통해 재치대(61)상에 평행하게 위치된다.

정류판(72)은 도 6에 도시하는 것과 같이 개체(62)의 내경보다도 극히 작은 지름을 갖고 있다. 정류판(72)과 개체(62) 사이에는 정류판(72)이 개체(62)에 대해 가동되는 정도인 1㎜정도의 극히 작은 간극(d)이 설치되어 있다.

정류판(72)의 외연부에는 동일지름인 2㎜정도의 복수 통기공(74)이 동일원주상에 동일 간격으로 설치되어 있다. 통기공(74)은 재치대(61)상의 웨이퍼(W)의 바깥쪽 위치에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해 배기관(67)으로부터의 배기시에 웨이퍼(W)표면상 분위기가 각 통기공(74)에서 개체(62)의 상부로 흡인되어 웨이퍼(W)표면상에 웨이퍼(W)중심부에서 외연부를 향하는 방사상의 기류가 형성된다.

정류판(72)의 외연부는 상술한 돌출부(66)상에 지지가 자유롭게 구성되어 있다. 따라서 개체(62)가 상승하면 정류판(72)이 돌출부(66)상에 지지되고 정류판(72)도 상승한다. 개체(62)가 하강하고 처리실(S)이 형성되었을 때에는 정류판(72)의 돌출부(66)에 의한 지지가 해제되어 정류판(72)은 돌출부(66)와는 비접촉인 상태로 지지부재(73)를 통해 재치대(61)상에 위치한다.

재치대(61)에는 재치대(61)를 소정온도로 조절하는 온도조절부재인 페르체소자(75)가 설치되어 있다. 페르체소자(75)는 페르체소자(75)의 전원을 제어하는 온도제어부(76)에 의해 그 온도가 제어되고 있다. 이것에 의해 재치대(61)를 소정온도로 조절하고 재치대(61)상의 웨이퍼(W)를 소정온도로 유지할 수 있다.

재치대(61)상에는 재치대(61)상의 웨이퍼(W) 외연부에 대응하는 위치에 프록시미티핀(77)이 설치되어 있고 웨이퍼(W)는 이 프록시미티핀(77) 상에 재치된다. 이것에 의해 재치대(61)간의 열교환이 복사열에 의해 이루어지므로 웨이퍼(W)면내 온도의 균일성을 확보할 수 있다.

재치대(61)의 하방에는 웨이퍼(W)의 하면을 지지하고 승강시키기 위한 수단인 승강핀(78)이 복수개 설치되어 있다. 상기 승강핀(78)은 플런지(79)상에 직립설치되어 있다. 승강핀(78)은 재치대(61)의 중앙부근에 설치된 통관공(80)내 이동이 자유롭다. 승강핀(78)에는 플런지(79)를 상하방향으로 이동시키는 실린더 등을 구비한 승강구동부(81)가 설치되어 있다. 승강핀(78)은 관통공(80)내를 상하방향으로 이동하여 재치대(61)상으로 돌출시킬 수 있다.

플런지(79)와 관통공(80)간 승강핀(78)은 신축이 자유로운 벨로스(82)에 의해 덮여있다. 이것에 의해 외부 분위기가 관통공(80)을 통해 처리실(S)로 유입되는 것이 방지되고 처리실(S)의 기밀성이 확보된다.

다음으로 이상과 같이 구성되어 있는 감압건조장치(33)의 작용에 관해 도포현상처리장치(1)로 이루어지는 포토리소그래피공정의 프로세스를 같이 설명한다.

우선 웨이퍼반송체(7)가 카세트(C)에서 미처리의 웨이퍼(W)를 1장 꺼내어 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 익스텐션장치(32)로 반송한다. 이어서 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 부착장치(31)로 반입되고 웨이퍼(W)상에 레지스트액의 밀착성을 향상시키는 HMDS가 도포된다. 다음으로 웨이퍼(W)는 쿨링장치(30)로 반송되어 소정 온도로 냉각된다. 그리고 소정온도로 냉각된 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 레지스트 도포장치(17)로 반송된다.

레지스트 도포장치(17)로 반송된 웨이퍼(W)는 소위 한 번에 끝내는 요령으로 레지스트액이 도포된다. 그리고 레지스트액이 도포된 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 감압건조장치(33)로 반송된다.

감압건조장치(33)에 있어서 후술하는 처리가 실시된 웨이퍼(W)는 프리베이킹장치(35)로 반송된 후 가열처리되고 이어서 익스텐션 쿨링장치(41)로 반송되어 냉각된다. 다음으로 웨이퍼(W)는 익스텐션 쿨링장치(41)에서 웨이퍼반송체(50)에 의해 배출되고 그 후 주변노광장치(51)를 거쳐 노광장치(도시하지 않음)로 반송되어 웨이퍼(W)상에 소정의 패턴이 노광된다. 노광처리를 종료한 웨이퍼(W)는 웨이퍼반송체(50)에 의해 익스텐션장치(42)로 반송되고, 그후 주반송장치(13)에 의해 포스트 익스포저 베이킹장치(44)로 반송되어 가열처리가 이루어진 후 쿨링장치(43)로 반송되어 냉각처리된다.

상기 냉각처리를 종료한 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 현상처리장치(18)로 반송되고 현상처리가 이루어지고나서 포스트베이킹장치(46), 쿨링장치(30)로 순차반송되고 각 장치에 있어서 소정의 처리가 실시된다. 그 후 웨이퍼(W)는 익스텐션장치(32)를 통해 카세트(C)로 돌아가 일련의 도포현상처리가 종료된다.

이어서, 상술한 감압건조장치(33)의 작용에 관해 상세하게 설명한다. 우선 웨이퍼(W)가 감압건조장치(33)로 반송되기 전에 재치대(61)는 온도제어부(76) 및 페르체소자(75)에 의해 소정온도인 상온, 23℃로 유지된다.

이전공정인 레지스트도포처리가 종료되면 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 감압건조장치(33)내로 반송되고 재치대(61)상방까지 이송된다. 이 때 개체(62)는 도 7에 도시한 바와 같이 승강기구(63)에 의해 상승하고 정류판(72)도 개체(62)의 돌출부(66)로 지지되어 상승한다.

재치대(61)상방까지 이송된 웨이퍼(W)는 재치대(61)상에서 미리 상승하여 대기하고 있던 승강핀(78)으로 인도된다. 이어서 승강핀(78)이 승강구동부(81)에 의해 하강되고 웨이퍼(W)가 재치대(61)상의 프록시미티핀(77)상에 재치된다.

다음으로 개체(62)가 하강하고 개체(62) 하단부가 재치대(61)에 밀착하여 기밀한 처리실(S)이 형성된다. 이 때 개체(62)의 하강과 함께 정류판(72)이 하강하고 개체(62)의 하강도중에 정류판(72)이 지지부재(73)를 통해 재치대(61)상에 재치된다. 이것에 의해 정류판(72)의 돌출부(66)에 의한 지지가 해제되고 정류판(72)과 개체(62)가 비접촉상태가 된다. 정류판(72)은 지지부재(73)에 의해 재치대(61)에 대해 평행해진다.

다음으로 흡인펌프(68)가 작동하고 처리실(S)의 분위기가 배기관(67)을 통해 소정압력인 0.013KPa으로 흡인되기 시작한다. 이와 함께 처리실(S)에 기류가 형성된다. 상기 기류는 도 4에 도시하는 바와 같이 정류판(72)을 따라 웨이퍼(W)표면을 웨이퍼(W)중심부에서 외연부로 흐르고 그 후 통기공(74)에서 개체(62)상부로 유통하여 배기관(67)으로 흐른다. 이것에 의해 웨이퍼(W)표면의 레지스트막 표층이 균일해지고 평탄화됨과 동시에 감압에 의해 레지스트막내의 용제가 증발하고 웨이퍼(W)상의 레지스트막이 건조된다.

그 후 소정시간 상기 감압건조처리가 이루어진다. 그리고 소정시간 경과후에 흡인펌프(68)가 정지되고 처리실(S)의 감압이 정지된다. 이어서 공급부(71)에서 배기관(67)을 통해 질소가스가 처리실(S)로 공급되고 처리실(S) 압력이 회복된다. 그리고 처리실(S)이 대기압으로까지 회복되면 질소가스의 공급이 정지된다.

이어서 개체(62)가 승강기구(63)에 의해 상승하고 처리실(S)이 개방된다. 이 때 돌출부(66)가 정류판(72)의 외연부를 지지하므로 정류판(72)도 상승한다. 그리고 반입시와 동일하게 하여 웨이퍼(W)가 승강핀(78)에 의해 상승하고 주반송장치(13)로 인도된다. 주반송장치(13)로 인도된 웨이퍼(W)는 감압건조장치(33)에서 반출되고 다음 공정이 이루어지는 프리베이킹장치(35)로 반송된다.

이상의 실시예에서는 정류판(72)에 지지부재(73)를 설치하고 정류판(72)을 지지부재(73)를 통해 재치대(61)로 재치하여 웨이퍼(W)의 상방에 위치할수 있도록 했으므로 재치대(61)를 기준으로 정류판(72)과 웨이퍼(W)를 평행하게 유지할 수 있다. 따라서 정류판(72)과 웨이퍼(W)간 간극이 웨이퍼(W)면내에 있어서 균일해지고 상기 간극을 흐르는 기류가 균일하게 형성된다. 이것에 의해 웨이퍼(W)의 감압건조처리가 웨이퍼(W)면내에 있어서 균일하게 이루어지고 웨이퍼(W)상에 막두께가 균일한 레지스트막이 형성된다.

정류판(72)의 형상을 개체(62)의 내경에 적합하도록 형성하고 정류판(72) 외연부의 동일 반경상에 복수의 통기공(74)을 등간격으로 설치하도록 하였으므로 웨이퍼(W) 중심부에서 외연부를 향해 유속이 같은 균일한 기류가 형성된다.

개체(62)에 돌출부(66)가 설치되어 있으므로 정류판(72)을 개체(62)로 연동시켜서 상하이동시킬 수 있다. 이것에 의해 웨이퍼(W)를 감압건조장치(33)로 반송할 때에 웨이퍼(W)와 정류판(72)이 간섭하는 것을 회피할 수 있다.

또, 처리실(S)이 형성될 때에는 정류판(72)의 돌출부(66)에 의한 지지가 해제되고 정류판(72)과 개체(62)가 비접촉상태가 되도록 개체(62)에 의해 정류판(72)의 평행성이 방해받지 않는다.

정류판(72)의 하면이 평탄하게 표면가공되어 있으므로 기류가 정류판(72)의 하면을 따라 자연스럽게 흐르고 안정된 기류가 형성된다. 이것으로 기류에 의해 좌우되는 웨이퍼(W)의 감압건조가 적절히 이루어진다.

또, 정류판(72)의 재질에 온도전도율이 낮은 고밀도 폴리에칠렌 또는 석영을 사용하므로 정류판(72)의 열복사가 저감되고 웨이퍼(W)를 적절한 온도로 유지할 수 있다. 정류판(72)의 재질은 고밀도 폴리에칠렌과 석영에 한정되는 것은 아니고 온도전도율이 1 x 10^-6 ~ 1 x 10^-4m²/sec 이하의 다른 재질이어도 괜찮다.

이상의 실시예에서는 정류판(72)의 하면에 지지부재(73)를 설치했지만, 지지부재(73)를 재치대(61)측에 설치하도록 해도 좋다.

도 8에 도시하는 바와 같이 재치대(61)에 지지부재(73)의 하부를 수용하는 함몰부(90)를 설치하도록 해도 좋다. 이렇게 함몰부(90)를 설치하므로써 지지부재(73)를 적절한 위치로 얼라이먼트할 수 있다. 또 함몰부(90)를 지지부재(73)에 적합한 형상으로 설치하므로써 지지부재(73)의 위치가 어긋나는 것 을 방지할 수 있다. 이로써 정류판(72)의 위치가 안정되고 웨이퍼(W)와 정류판(72)간에 안정된 적절한 기류가 형성된다.

도 9에 도시하는 바와 같이 함몰부(90)에 상기 함몰부(90)내의 분위기를 배기하는 배기관(91)을 설치하도록 해도 좋다. 이것에 의해 지지부재(73)와 함몰부(90)의 접촉에 의해 발생하는 먼지 등을 이 배기관(91)으로 배기할 수 있고 상기 먼지에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

상기 실시예에서 기재한 개체(62)의 돌출부(66)는 환상으로 설치되어 있었지만, 도 10에 도시하는 바와 같이 개체(62)의 내측으로 돌출한 돌출부(95)를 소정개소에 복수개 설치하도록 해도 좋다. 이것에 의해 개체(62)와 정류판(72)의 접촉면 적이 감소하고 상기 접촉에 의해 발생하는 불순물이 저감될 수 있다.

상기 실시예에서 기재한 정류판(62)의 통기공(74) 형상은 원형상이었지만 다른 형상 즉, 슬릿형상이나 원호상이어도 괜찮다.

상술한 실시예에서는 정류판(72)을 지지부재(73)로 지지하고 있지만, 정류판(72)의 상면에 개체가 정류판(72)을 걸기 위한 걸이지지부재를 설치하고 상기 걸이지지부재에 계지부를 설치하거나 개체에 상기 계지부를 계지하는 피계지부를 설치해도 좋다. 이하, 이런 구성을 채용한 예를 제 2 실시예로 설명한다.

도 11에 도시한 바와 같이 정류판(72)의 상면에는 정류판(72)을 걸기위한 걸이지지부재(100)가 설치되어 있다. 상기 걸이지지부재(100)의 상단부에 바깥쪽으로 돌출부상으로 돌출한 계지부(101)가 설치되어 있다. 개체(102)의 상기 계지부(101)에 대향하는 위치에는 계지부(101)가 상하방향으로 이동가능한 크기의 구멍(103)이 설치되어 있다. 구멍(103)의 개구부에 내측으로 돌출형상으로 돌출된 피계지부(104)가 설치되어 있다. 피계지부(104)는 구멍(103)내의 계지부(101)를 계지할 수 있다. 걸이지지부재(100)의 길이는 개체(102)가 하강하고 처리실(S)이 형성되었을 때에 계지부(101)와 피계지부(104)의 계지가 해제된 상태가 되도록 설정된다. 그 외의 구성은 상술한 제 1 실시예와 동일하다.

그리고 웨이퍼(W)가 감압건조장치(33)로 반송될 때에 개체(102)가 상승되었을 때에는 도 12에 도시하는 바와 같이 걸이지지부재(100)의 계지부(101)가 피계지부(104)로 계지되어 걸이지지부재(100)에 의해 정류판(72)이 상승한다. 그리고 웨이퍼(W)가 재치대(61)상에 재치되면 개체(102)가 하강하고 개체(1020가 하강하여 정류판(72)도 하강한다. 처리실(S)이 형성되었을 때에는 정류판(72)이 지지부재(73)를 통해 재치대(61)상에 재치되고 걸이지지부재(100)의 계지부(101)와 피계지부(104)의 계지가 해제된다.

이런 제 2 실시예에 따르면 웨이퍼(W)가 감압건조장치(33)로 반입출될 때에 정류판(72)이 상방으로 후퇴할 수 있으므로, 웨이퍼(W)와 정류판(72)의 접촉을 회피할 수 있다. 또 정류판(72)이 지지부재(73)를 통해 재치대(61)상에 재치되고 웨이퍼(W)의 상방 소정위치에 위치했을 때에는 계지부(101)와 피계지부(104)의 계지가 해제되기 때문에 정류판(72)의 평행이 개체(102)에 의해 방해받지 않는다.

제 2 실시예에 의해 상기 개체(102)에 설치된 구멍(103)에 상기 구멍(103)내의 분위기를 배기하는 배기관을 설치하도록 해도 좋다. 이것에 의해 계지부(101)와 피계지부(104)의 접촉에 의해 발생하는 파티클 등을 배기하고 상기 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

이상의 실시예에서 기재한 지지부재(73)를 탈착이 자유롭게 해도 좋다. 이런 경우, 도 13에 도시한 바와 같이 정류판(115)의 하면측에는 지지부재(116)가 삽입자유롭게 유저공(117)이 설치되어 있다. 유저공(117)의 내주면에는 상기 유저공(117)내의 중심방향으로 부세된 스토퍼(118)가 설치되어 있다. 스토퍼(118)는 선단부에 구형부(118a)를 갖고 스프링(119)에 의해 부세되어 있다. 또 지지부재(116)의 외주는 유저공(117)에 적합한 외형을 갖고 지지부재(116)의 외주 일부에는 스토퍼(118)의 구형부(118a)가 들어갈 수 있는 환상으로 대략 V자형상의 홈(120)이 형성되어 있다.

그리고 지지부재(116)를 설치할 때에는 지지부재(116)를 유저공(117)내에 삽입하고 스토퍼(118)의 구형부(118a)를 홈(120)에 넣는다. 이것에 의해 지지부재(116)가 스토퍼(118)에 의해 계지된다. 한 편 지지부재(116)를 탈착할 때에는 지지부재(116)를 유저공(117)에서 인출하므로써 스토퍼(118)의 구형부(118a)가 스프링(119)측으로 눌려서 스토퍼(118)에 의한 계지가 해제된다. 이런 구성에 의해 지지부재(116)가 정류판(115)에 대해 탈착이 자유롭게 된다. 따라서 길이가 다른 지지부재(116)로 교환하므로써 정류판(115)과 웨이퍼(W)의 거리를 변경하고 기류의 유속을 변경할 수 있다. 따라서 웨이퍼(W)의 레시피에 적합한 기류를 형성할 수 있고 웨이퍼(W)상에 적절한 레지스트막이 형성된다.

또한 이렇게 스토퍼(118)의 구형부(118a)를 V자형상의 홈(120)으로 집어넣어 지지부재(116)를 계지하는 경우에는 스토퍼(118)가 홈(120)에 완전히 고정되지 않 으므로 스토퍼(118)와 홈(120)간에 약간의 여유가 생기고 작은 외력에 의해서도 정류판(115)이 움직일 우려가 있다. 여기에서 도 14에 도시하는 바와 같이 개체(62)의 상면에 정류판(115)을 상방에서 하방을 향해 압력을 가하는 탄성부재인 스프링(125)을 설치해도 좋다. 스프링(125)은 복수개 설치되고 정류판(115)의 평행을 유지하도록 개체(62)의 상면에 있어서 균등하게 배치된다. 이 경우 개체(62)가 스프링(125)의 반력에 의해 부상하지 않을 탄성 스프링(125)의 정류판(115)을 이용한다. 즉, 스프링(125)의 반력과 같은 스프링(125)의 정류판을 누르는 힘보다도 승강기구(63)에 의해 개체(62)를 하강시키는 힘이 커지는 스프링정수, 수, 길이 등을 갖는 스프링(125)을 이용한다.

이런 구성에 의해 개체(62)가 하강했을 때에 스프링(125)에 의해 정류판(115)이 하방으로 눌려서 정류판(115)의 미동이 방지된다. 또 스프링(125)에 의해 정류판(115)을 누르므로 만일 개체(62)가 비스듬한 경우라도 스프링(125)에 의해 기울기가 완화되고 정류판(115)의 평행상태는 유지된다. 또 스프링(125)수는 단수여도 괜찮고 그 경우에는 스프링(125)은 개체(62)의 중앙부에 설치된다.

이상의 실시예에서는 승강핀(78)이 이동하기 위한 관통공(80)을 재치대(61)의 중앙부에 설치했지만 재치대(61)상의 웨이퍼(W) 외연부에 대응하는 위치에 설치하도록 해도 좋다. 이러한 경우 도 15에 도시하는 바와 같이 구멍으로서의 관통공(130)을 프록시미티핀(77)과 간섭하지 않는 위치에서 웨이퍼(W)의 외연부에 대응하는 위치에 배치한다. 이것에 의해 재치대(61)상에서 온도가 다른 관통공(130)이 제품화할 수 없는 웨이퍼(W)의 외연부에 위치하므로 제품화할 수 있 는 부분에 있어서의 웨이퍼(W)면내온도의 균일성이 향상된다.

관통공(130)을 재치대(61)상 웨이퍼(W)의 외연부에 대향하는 위치에 설치한 경우에 반송암으로서의 주반송장치(13)와 승강핀(78)이 간섭하지 않도록 관통공을 배치하고 주반송장치(13)의 암부에 절결부를 설치하도록 해도 좋다.

이러한 경우, 도 16에 도시한 바와 같이 세개의 관통공(135, 136 및 137) 중 관통공(135)을 재치대(61)상 웨이퍼(W)의 외연부에 대향하는 위치로, 주반송장치(13)에 가장 가까운 위치에 형성한다. 그리고 관통공(136)과 관통공(137)을 재치대(61) 웨이퍼(W)의 외연부에 대향하는 위치로 주반송장치(13)의 반대측 위치에 형성해도 좋다.

한편, 주반송장치(13)의 암부(13a)는 선단이 대략 C형형상으로 형성되어 있고 웨이퍼(W)의 외연부를 지지하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있도록 되어 있다. 상기 암부(13a)에는 관통공(135)에서 돌출하는 승강핀(78)과 간섭하지 않도록 절결부(13b)를 설치한다. 절결부(13b)는 암부(13a)가 재치대(61)상에 위치했을 때에 관통공(135)과 대향하는 위치에 설치된다.

암부(13a)의 선단부에는 상기 관통공(136 및 137)에서 돌출하는 승강핀(78)에 간섭하지 않도록 공극부(K)가 설치된다. 이에 의해 주반송장치(13)가 재치대(61)상에 진입했을 때에 관통공(135)에서 돌출하는 승강핀(78)은 절결부(13b)내에 위치하고 다른 승강핀(78)은 암부(13a)의 공극부(K)내에 위치한다. 따라서 관통공(135, 136 및 137)을 재치대(61)상의 웨이퍼(W) 외연부에 대향하는 위치에 설치했을 경우에 있어서도 주반송장치(13)가 승강핀(78)과 간섭하는 일 없이 웨이퍼(W)의 반송을 최적으로 행할 수 있다.

상기 실시예에 있어서의 정류판(72)의 재질에 다공성을 갖는 포리스재를 이용해도 좋다. 이렇게 정류판(72) 재질을 다공성을 갖는 것으로 하므로써 도 17에 도시하는 바와 같이 정류판(72)과 웨이퍼(W)간에 형성되는 기류의 일부가 정류판(72)내를 통과하게 된다. 이것에 의해 웨이퍼(W) 외연부에서 집중적으로 이루어지고 있던 레지스트액의 용제 증발이 웨이퍼(W)면내 전면에서 이루어지게 된다. 따라서 웨이퍼(W)상의 레지스트액이 웨이퍼(W) 외연부로 흘러 증발되는 것이 억제되므로 웨이퍼(W) 외연부에 형성되는 레지스트막이 부풀어오르는 것을 억제할 수 있다.

정류판(72)의 재질에 그러한 다공질 재질을 사용하는 경우, 도 18에 도시하는 바와 같이 중앙부의 두께 주변부 두께보다도 두꺼워지므로 정류판(72)의 형상을 변경하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 기류가 정류판(72)내를 통과할 때의 압력손실이 중앙부 쪽이 커진다.

따라서, 도 17에 도시하는 것과 같이 배기관(67)을 웨이퍼(W)의 상방중심에 배치하고 있는 경우라도 정류판(72)을 통과하는 기류의 양을 중앙부, 주변부 모두 균일하게 되도록 조정할 수 있다. 중앙부의 두께를 두껍게 하는 경우, 도 18의 예와 같이 주변부에서 차례로 두꺼워지도록 하는 것이 바람직하다.

또, 다공질의 재질을 정류판으로 사용한 경우, 기류는 정류판(72) 속을 통과하므로 주연부의 통기공(74)은 설치하지 않아도 괜찮다.

도 17, 18에 도시한 다공질의 재질로 이루어진 정류판(72)을 사용한 경우, 정류판(72)하면의 미세한 요철이 처리중에 웨이퍼(W)표면에 전사되는 것을 방지하기 위해 그러한 정류판(72)을 처리중에 회전시키는 것이 바람직하다.

도 19는 정류판(72)을 회전시키는 기능을 갖는 감압건조장치(141)를 도시하고 있다. 이 감압건조장치(141)에서는 정류판(72) 중심에 샤프트(142)가 설치되고 샤프트(142)는 배기관(67)내를 통해 모터(143)에 접속된다. 샤프트(142)에 의해 정류판(72)은 걸려있으므로 이 샤프트(142)는 본 발명의 지지부재에 상당한다.

이상의 구성에 의해 모터(143)가 작동하면 정류판(72)은 웨이퍼(W) 상방에서 회전한다. 회전속도는 5 ~ 15rpm정도이다. 샤프트(142) 주변에서 파티클이 발생했다고 해도 그대로 배기관(142)에서 배출되므로 상기 파티클에 의해 웨이퍼(W)가 악영향을 받을 염려는 없다.

이상의 설명에서 배기관 등에 있어서의 「관」은 물론 튜브여도 똑같은 작용효과를 가져오므로 본 발명의 범위에 포함된다.

이상에서 설명한 실시예는 반도체 웨이퍼 디바이스 제조프로세스의 포토리소그래피공정에서의 웨이퍼 감압건조장치에 관해 적용한 것이었지만, 본 발명은 반도체 웨이퍼 이외의 기판 즉 LCD기판, 포토마스크용 유리기판의 감압건조장치에 있어서도 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면 기판상에 균일한 기류가 형성되므로 상기 기류에 의해 기판상의 도포막이 균일한 두께로 평탄하게 된다. 따라서 기판상에 소정 막두께의 도포막이 형성되고 원료에 대한 제품의 효율 향상을 도모할 수 있다.

Claims (18)

1. 기판을 수용하고 기체가 통하지 않도록 폐쇄가능한 처리실을 형성하는 챔버와,

   상기 처리시의 분위기를 상기 챔버의 상부에서 배기하여 상기 처리실을 감압시키기 위한 배기부와,

   상기 감압시에 상기 처리실내에 형성되는 기류를 제어하는 정류판을 갖고,

   상기 챔버는 기판을 재치하는 재치대와,

   상기 재치대상의 기판을 상방에서 덮고 상기 재치대와 일체가 되어 처리실을 형성하는 하면이 개구된 대략 원통형상의 개체와,

   상기 정류판을 상기 재치대에 대해 평행해지도록 지지하는 지지부재를 갖는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 정류판에는 3 이상의 지지부재가 설치되어 있고,

   상기 정류판은 상기 지지부재를 통해 상기 재치대의 상방에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 정류판은 상기 개체의 내경과 거의 동일지름을 갖는 원반형상을 갖고,

   상기 정류판에는 복수의 통기공이 동일원주상에 설치되어 있으며,

   상기 통기공은 평면에서 보아 상기 재치대상의 기판 외측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 개체를 승강시키는 승강기구를 갖고,

   상기 개체의 내측부에는 돌출부가 설치되어 있으며,

   상기 정류판의 외연부는 상기 돌출부상에 지지되는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 개체를 승강시키는 승강기구를 갖고,

   상기 정류판의 상면에는 상기 개체가 상기 정류판을 걸기위한 걸이지지부재가 설치되어 있으며,

   상기 걸이지지부재에는 계지부가 설치되어 있고,

   상기 개체에는 상기 계지부를 계지하는 피계지부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 계지부는 수평방향으로 돌출하는 돌출형상을 갖고,

   상기 개체에는 상기 계지부가 상하로 이동가능한 구멍이 설치되어 있으며,

   상기 피계지부는 상기 구멍내에 수평으로 돌출하는 돌출형상을 가지고,

   상기 걸이지지부재는 상기 개체가 하강하여 상기 처리실이 형성되었을 때에 상기 계지부와 상기 피계지부의 계지가 해제된 상태가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 구멍내의 분위기를 배기하기 위한 배기관을 갖는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 재치대에는 상기 지지부재의 하부를 수용하는 함몰부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 함몰부내의 분위기를 배기하기 위한 배기관을 갖는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 지지부재는 상기 정류판으로부터 탈착이 자유로운 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 정류판은 상기 지지부재의 삽입이 자유로운 유저공을 갖고,

    상기 유저공은 상기 유저공의 내주면에서 유저공내로 부세된 스토퍼를 가지며,

    상기 스토퍼는 적어도 일부에 구형부를 갖고,

    상기 지지부재의 외주에는 상기 스토퍼의 구형부가 들어가는 환상의 대략 V자형상의 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 개체에는 상기 정류판을 상방에서 하방을 향해 누르는 탄성부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
13. 청구항 1에 있어서,

    상기 재치대에는 기판을 승강시키는 승강핀이 상하로 이동하기 위한 구멍이 설치되어 있고,

    상기 구멍은 상기 재치대상의 기판 외연부에 대응하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
14. 청구항 1에 있어서,

    상기 정류판의 재질은 고밀도 폴리에칠렌 또는 석영인 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
15. 청구항 1에 있어서,

    상기 정류판의 재질은 다공질을 갖는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 정류판은 중앙부가 두껍고 주연부가 얇은 형상인 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
17. 청구항 13에 있어서,

    기판의 외연부를 지지하는 암부를 갖고 상기 암부에는 상기 승강핀에 간섭하지 않도록 절결이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체처리장치.
18. 청구항 15에 있어서,

    상기 정류판은 회전가능한 것을 특징으로 하는 기체처리장치.

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