KR100924901B1

KR100924901B1 - 감압 건조 장치

Info

Publication number: KR100924901B1
Application number: KR1020070114894A
Authority: KR
Inventors: 다카시 가키무라
Original assignee: 다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2009-11-02
Also published as: CN101231135B; JP2008202930A; TWI342385B; KR20080070503A; CN101231135A; TW200844388A; JP5089288B2

Abstract

감압 건조 처리와 가열 처리를 신속히 행함과 함께 전체적으로 장치의 점유 면적을 저감시키고, 또한 비가열 시의 기판에 대한 열적 영향이 적은 감압 건조 장치를 제공한다.

감압 건조 장치(1)는 챔버(10)의 내부를 감압하는 기능을 구비함과 함께 챔버(10) 내의 기판(9)을 가열하기 위한 가열부(30)를 구비한다. 이 때문에, 감압 건조 장치(1)는 기판(9)에 대해 감압 건조 처리를 행한 후, 기판(9)을 반송하지 않고 가열할 수 있다. 따라서, 감압 건조 처리 및 가열 처리를 신속히 행할 수 있다. 또한, 가열 처리를 위해 별개의 장치를 설치할 필요가 없기 때문에, 전체적으로 장치의 점유 면적을 저감시킬 수 있다. 또한, 가열부(30)는 기판(9)을 위쪽측으로부터 가열하기 때문에 비가열 시의 여열이 기판(9)에 영향을 줄 우려도 적다.

Description

감압 건조 장치 {REDUCED PRESSURE DRYING APPARATUS}

본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 글래스 기판, PDP(플라즈마 디스플레이 패널)용 글래스 기판, 광 디스크용 기판 등의 기판에 대해 감압 건조 처리를 행하는 감압 건조 장치에 관한 것이다.

종래부터, 기판의 제조 공정에 있어서는, 포토레지스트 등의 박막이 도포된 기판에 대해 감압 건조 처리를 행하는 감압 건조 장치가 알려져 있다. 감압 건조 장치는 소정의 챔버 내에 기판을 반입한 후, 배기 펌프에 의해서 챔버 내의 가스를 흡인 배기하여 챔버의 내부를 감압한다. 이에 의해, 기판 상의 박막 중의 용매 성분이 기화되고 박막이 건조된다. 종래의 감압 건조 장치의 구성은, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

또한, 종래의 기판의 제조 공정에서는 이러한 감압 건조 장치에 있어서 감압 건조 처리가 된 기판을, 그 후, 다른 가열 장치나 냉각 장치에 차례로 반송하고, 이러한 장치에 있어서 기판에 대해 가열 처리 및 냉각 처리를 차례로 행하였었다. 이에 의해, 기판 상의 박막의 건조를 더 촉진시키고 박막을 경화시켰었다.

[특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 2006－105524호]

그러나, 종래의 장치 구성에서는 가열 장치에서의 가열 시에 기판 상의 박막 중의 용매 성분이 튀어오르는 것을 방지하기 위해는, 감압 건조 장치에 있어서 충분히 시간을 들여 감압 건조 처리를 행할 필요가 있었다. 특히, 근래에는 처리 대상이 되는 기판의 사이즈가 대형화되고 있기 때문에, 감압 건조 처리에 필요한 시간은 더욱 증대된다.

또한, 종래에서는 상기와 같이 감압 건조 장치와 가열 장치가 별체의 장치로서 구성되어 있었다. 이 때문에, 감압 건조 처리와 가열 처리 사이에 감압 건조 장치로부터 가열 장치로 기판을 반송할 필요가 있었다. 따라서, 감압 건조 처리와 가열 처리를 신속히 행하는 것이 곤란하고, 또한 전체적으로 장치의 점유 면적이 커졌었다.

한편, 감압 건조 장치의 챔버 내에 가열 기구를 설치하고자 하면, 비가열 시에도 가열 기구의 여열이 기판에 열적 영향을 줄 우려가 있었다. 이러한 여열에 의한 열적 영향은 박막의 튀어오름이나 건조 불균일의 원인이 되는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않았다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 감압 건조 처리와 가열 처리를 신속히 행함과 함께 전체적으로 장치의 점유 면적을 저감시키고, 또한 비가열 시의 기판에 대한 열적 영향이 적은 감압 건조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 따른 발명은, 기판의 주면에 형성된 박막을 감압 건조하는 감압 건조 장치에 있어서, 기판의 주위를 덮는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 있어서 주면을 위쪽으로 향한 상태에서 기판을 지지하는 지지 수단과, 상기 챔버의 내부를 감압하는 감압 수단과, 상기 지지 수단에 지지된 기판을 위쪽측으로부터 가열하는 가열 수단을 구비하고, 상기 가열 수단은 상기 감압 수단에 의한 감압이 개시되고 소정 시간이 경과한 후에 기판에 열을 부여하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 가열 수단은 광을 조사함으로써 열을 발생시키는 램프 히터와, 상기 램프 히터로부터 발생하는 열을 확산하는 확산판을 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 따른 발명은, 청구항 2에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 가열 수단과 기판 사이의 거리를 조절하는 제1 거리 조절 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 따른 발명은, 청구항 3에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 제1 거리 조절 수단은 상기 가열 수단에 의한 가열 시에 상기 가열 수단과 기판을 서서히 접근시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 따른 발명은, 청구항 4에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 감압 수단은 상기 가열 수단에 의한 가열 시에 상기 챔버 내를 복압시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 따른 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5까지의 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 가열 수단에 대해 기체를 공급하는 가열부 퍼지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 따른 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5까지의 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 기판이 상기 지지 수단에 지지될 때의 상기 챔버 내에서의 기판 위치의 온도는 40℃ 이하인 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 따른 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5까지의 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 챔버의 내부에 있어서 기판을 아래쪽측으로부터 냉각하는 냉각 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 따른 발명은, 청구항 8에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 냉각 수단과 기판 사이의 거리를 조절하는 제2 거리 조절 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 따른 발명은, 청구항 9에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 지지 수단에 지지된 기판에 대해 기체를 공급하는 기판 퍼지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 11에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 감압 건조 장치에 있어서, 상기 기판 퍼지 수단은 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 개시되고 소정 시간이 경과한 후에 기체의 공급을 개시하는 것을 특징으로 한다.

청구항 1~11에 기재된 발명에 의하면, 감압 건조 장치는 기판의 주위를 덮는 챔버와, 챔버의 내부에 있어서 주면을 위쪽으로 향한 상태에서 기판을 지지하는 지지 수단과, 지지 수단을 승강시키는 승강 수단과, 챔버의 내부를 감압하는 감압 수단과, 지지 수단에 지지된 기판을 위쪽측으로부터 가열하는 가열 수단을 구비한다. 이 때문에, 감압 건조 장치는 기판에 대해 감압 건조 처리를 행한 후, 기판을 반송하지 않고 가열할 수 있다. 따라서, 감압 건조 처리와 가열 처리를 신속히 행할 수 있고, 전체적으로 장치의 점유 면적도 저감된다. 또한, 가열 수단은 기판을 위쪽측으로부터 가열하기 때문에, 비가열 시에는 기판에 대한 열적 영향이 적다. 또한, 가열 수단은 감압 수단에 의한 감압이 개시되어 소정 시간이 경과한 후에 기판에 열을 부여한다. 이 때문에, 가열 수단이 기판에 열을 부여할 때에는 이미 감압 건조 처리가 어느 정도 진행되고 있어, 박막의 튀어오름이나 가열 불균일을 방지하면서 기판을 가열할 수 있다.

특히, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 가열 수단은 광을 조사함으로써 열을 발생시키는 램프 히터와, 램프 히터로부터 발생하는 열을 확산하는 확산판을 갖는다. 이 때문에, 램프 히터로부터 조사된 광 및 열을 확산판을 통해 기판의 표면에 도달시키고, 기판의 상면을 균일하게 가열할 수 있다. 또한, 램프 히터는 비가열 시의 여열이 극히 작기 때문에, 비가열 시에 기판에 열적 영향을 부여할 우려가 작다.

특히, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 감압 건조 장치는 가열 수단과 기판 사이의 거리를 조절하는 제1 거리 조절 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 기판에 대한 가열의 힘을 조절할 수 있다.

특히, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 제1 거리 조절 수단은 가열 수단에 의한 가열 시에 가열 수단과 기판을 서서히 접근시킨다. 이 때문에, 박막의 튀어오름이나 가열 불균일을 방지하면서 기판에 대한 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 감압 수단은 가열 수단에 의한 가열 시에 챔버 내를 복압시킨다. 이 때문에, 가열 수단으로부터 기판으로의 열의 전반 효율을 향상시켜 기판의 상면을 효율적으로 가열할 수 있다.

특히, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 감압 건조 장치는 가열 수단에 대해 기체를 공급하는 가열부 퍼지 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 가열 수단의 여열을 저감시킬 수 있다.

특히, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 기판이 지지 수단에 지지될 때의 챔버 내에서의 기판 위치의 온도는 40℃ 이하이다. 이 때문에, 기판이 지지 수단에 지지되었을 때에 미건조의 박막에 대해 튀어오름 등의 불균일의 원인이 되는 악영향이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 감압 건조 장치는 챔버의 내부에 있어서 기판을 아래쪽측으로부터 냉각하는 냉각 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 감압 건조 장치는 기판에 대해 감압 건조 처리 및 가열 처리를 행한 후, 기판을 반송하지 않고 냉각할 수 있다. 이 때문에, 감압 건조 처리, 가열 처리 및 냉각 처리를 신속히 행할 수 있고, 전체적으로 장치의 점유 면적도 저감된다. 또한, 냉각 수단은 기판을 아래쪽측으로부터 냉각하기 때문에, 비냉각 시에는 기판에 대한 열적 영향이 적다.

특히, 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 감압 건조 장치는 냉각 수단과 기판 사이의 거리를 조절하는 제2 거리 조절 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 기판에 대한 냉각의 강도를 조절할 수 있다.

특히, 청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 감압 건조 장치는 지지 수단에 지지된 기판에 대해 기체를 공급하는 기판 퍼지 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 기판의 상면측을 보다 신속하고 또한 균일하게 냉각할 수 있다.

특히, 청구항 11에 기재된 발명에 의하면, 기판 퍼지 수단은 냉각 수단에 의한 냉각이 개시되고 소정 시간이 경과한 후에 기체의 공급을 개시한다. 이 때문에, 기판을 보다 완만하게 냉각할 수 있고 냉각 불균일의 발생을 보다 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

<1. 감압 건조 장치의 전체 구성>

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 감압 건조 장치(1)의 구성을 나타낸 종단면도이다. 도 1에는 감압 건조 장치(1)에 접속되는 흡배기계나 구동계의 구성도 개념적으로 나타내고 있다. 이 감압 건조 장치(1)는 액정 표시 장치용 각형 글래스 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 함 : 9)의 표면을 선택적으로 에칭하는 포토리소그래피 공정에 있어서, 레지스트 도포 후의 기판(9)에 대해 감압 건조 처리 및 거기에 계속되는 가열·냉각 처리를 행하기 위한 장치이다. 도 1에 나타낸 바 와 같이, 감압 건조 장치(1)는 챔버(10)와 기판 유지부(20)와 가열부(30)와 냉각부(40)와 급기부(50)와 배기부(60)를 구비하고 있다.

챔버(10)는 기판에 대해 감압 건조 처리, 가열 처리 및 냉각 처리를 행하기 위한 처리 공간을 내부에 갖는 내압 용기이다. 챔버(10)는 서로 분리 가능한 베이스부(11)와 덮개부(12)를 갖고 있다. 베이스부(11)는 장치 프레임(도시 생략) 상에 고정 설치되어 있다. 또한, 덮개부(12)에는 도 1에 있어서 개념적으로 나타낸 승강 기구(12a)가 접속되어 있고, 승강 기구(12a)를 동작시키면 베이스부(11)에 대해 덮개부(12)가 상하로 승강 이동한다. 덮개부(12)를 하강시켰을 때에는 베이스부(11)와 덮개부(12)가 맞닿아 일체가 되고, 그 내부에 기판(9)의 처리 공간이 형성된다. 한편, 덮개부(12)를 상승시켰을 때에는 챔버(10)가 개방되고, 챔버(10)의 내부와 외부 사이에서 기판(9)을 반송할 수 있는 상태가 된다.

베이스부(11)의 상면의 둘레 가장자리부에는 실리콘 고무 등으로 구성된 ○링(13)이 설치되어 있다. 덮개부(12)가 하강했을 때에는 베이스부(11)의 상면과 덮개부(12)의 하면 사이가 ○링(13)에 의해서 밀폐되고 챔버(10) 내부의 처리 공간은 기밀 상태가 된다.

기판 유지부(20)는 챔버(10)의 내부에 있어서 기판(9)을 유지하기 위한 기구이다. 기판 유지부(20)는 복수의 기판 유지 핀(21)을 갖고 있고, 각 기판 유지 핀(21)의 헤드부를 기판(9)의 하면에 맞닿게 함으로써 기판(9)을 수평 자세로 지지한다. 복수의 기판 유지 핀(21)은 챔버(10)의 외부에 배치된 1개의 지지 부재(22) 상에 입설되어 있고, 각각 베이스부(11) 및 후술하는 냉각 플레이트(41)를 관통하 여 챔버(10)의 내부로 돌출되어 있다.

또한, 지지 부재(22)에는, 도 1에 있어서 개념적으로 나타낸 승강 기구(23)가 접속되어 있다. 이 때문에, 승강 기구(23)를 동작시키면, 지지 부재(22) 및 복수의 기판 유지 핀(21)이 일체로 상하로 승강 이동한다. 감압 건조 장치(1)는 복수의 기판 유지 핀(21) 상에 기판(9)을 유지하면서 승강 기구(23)를 동작시킴으로써, 챔버(10) 내에서의 기판(9)의 높이 위치를 조절할 수 있다.

가열부(30)는 챔버(10) 내에 있어서, 기판 유지부(20)에 유지된 기판(9)의 상면을 가열하기 위한 기구이다. 가열부(30)는 가열원이 되는 복수 개의 막대형상의 램프 히터(31)와, 램프 히터(31)로부터 조사되는 광 및 열을 확산시키는 확산판(32)을 갖고 있다. 복수의 램프 히터(31)는 챔버(10)의 덮개부(12)의 하면측에 소정의 지그(도시 생략)를 통해 부착되어 있고, 수평(도 1의 지면에 직교하는 방향) 또한 전체적으로 기판(9)의 위쪽을 덮도록 배열되어 있다. 램프 히터(31)는 온 오프 성능이 뛰어나고, 조사 시에는 기판(9)에 대해 큰 열량을 부여하지만, 정지한 후의 여열은 지극히 작다. 또한, 램프 히터(31)는 기판(9)보다 위쪽측에 배치되어 있다. 이 때문에, 램프 히터(31)를 정지시킨 후의 약간의 여열이 기판(9)에 영향을 줄 우려도 적다.

확산판(32)은 챔버(10)의 덮개부(12)의 하면측에 소정의 지그(도시 생략)를 통해 부착되어 있고, 복수의 램프 히터(31)와 기판(9) 사이에 수평으로 배치되어 있다. 확산판(32)은, 예를 들어 석영 글래스에 의해 구성되어 있다. 램프 히터(31)를 동작시키면, 램프 히터(31)로부터 조사된 광 및 열은 확산판(32)을 통해 균일화되면서 기판(9)의 표면에 도달하고, 기판(9)의 상면을 가열한다. 또한, 복수의 기판 유지 핀(21) 상에 기판(9)을 유지하고 상기의 승강 기구(23)를 동작시키면, 기판(9)과 확산판(32) 사이의 거리가 변화한다. 감압 건조 장치(1)는 이렇게 기판(9)과 확산판(32) 사이의 거리를 변화시킴으로써 기판(9)에 대한 가열의 힘을 조절할 수 있다.

냉각부(40)는 챔버(10) 내에 있어서, 기판 유지부(20)에 유지된 기판(9)을 냉각하기 위한 기구이다. 냉각부(40)는 챔버(10)의 베이스부(11)에 고정적으로 부착된 냉각 플레이트(41)를 갖고 있고, 냉각 플레이트(41)의 내부에는 냉각수를 통과시키기 위한 냉각수로(42)가 형성되어 있다. 냉각수로(42)의 상류측의 단부는 배관(43a) 및 개폐 밸브(43b)를 통해 냉각수 공급원(43c)에 접속되어 있다. 또한, 냉각수로(42)의 하류측의 단부는 배관(43d)을 통해 배액 라인에 접속되어 있다. 이 때문에, 개폐 밸브(43b)를 개방하면, 냉각수 공급원(43c)으로부터 냉각수로(42)에 냉각수가 공급되고 냉각 플레이트(41)가 냉각된다. 그리고, 냉각수에 의해서 저온화된 냉각 플레이트(41)가 기판(9)으로부터 방사되는 열을 흡수함으로써 기판(9)이 냉각된다.

복수의 기판 유지 핀(21) 상에 기판(9)을 유지하고, 상기의 승강 기구(23)를 동작시키면, 기판(9)과 냉각 플레이트(41) 사이의 거리가 변화한다. 감압 건조 장치(1)는 이렇게 기판(9)과 냉각 플레이트(41) 사이의 거리를 변화시킴으로써 기판(9)에 대한 냉각의 강도를 조절할 수 있다. 또한, 냉각 플레이트(41)는 기판(9)보다 아래쪽측에 배치되어 있다. 이 때문에, 비냉각 시에는 냉각 플레이트(41)가 기판(9)에 열적 영향을 줄 우려는 적다.

급기부(50)는 챔버(10) 내에 질소 가스를 공급하기 위한 배관계이다. 급기부(50)는 챔버(10)의 덮개부(12)에 형성된 토출부(51a, 51b, 51c)와, 이러한 토출부(51a, 51b, 51c)에 질소 가스를 송급하기 위한 배관부(52)를 갖고 있다. 배관부(52)는 복수의 배관(52a, 52b, 52c, 52d)과 복수의 개폐 밸브(52e, 52f, 52g)와 질소 가스 공급원(52h)을 조합하여 구성되어 있다.

토출부(51a, 51b, 51c)에는 각각 배관(52a, 52b, 52c)이 접속되어 있고, 각 배관(52a, 52b, 52c)의 경로 도중에는 개폐 밸브(52e, 52f, 52g)가 삽입되어 있다. 또한, 배관(52a, 52b, 52c)의 상류측의 단부는 1개의 배관(52d)에 접속되어 있고, 배관(52d)의 더 상류측의 단부에는 질소 가스 공급원(52h)이 접속되어 있다. 이 때문에, 개폐 밸브(52e, 52f, 52g)를 개방하면, 질소 가스 공급원(52h)으로부터 토출부(51a, 51b, 51c)에 각각 질소 가스가 송급되고, 각 토출부(51a, 51b, 51c)로부터 챔버(10)의 내부를 향해서 질소 가스가 토출된다.

토출부(51a, 51b, 51c) 중 토출부(51a 및 51c)는 램프 히터(31)의 위쪽측에 토출구가 설치되어 있다. 이 때문에, 토출부(51a, 51c)로부터 토출된 질소 가스는 램프 히터(31) 및 확산판(32)에 대해 분무되어 램프 히터(31) 및 확산판(32)을 냉각하는 효과를 갖는다. 또한, 토출부(51b)는 확산판(32)을 관통하여 확산판(32)의 하면측까지 연장되어 설치되어 있고, 확산판(32)의 아래쪽측에 토출구가 설치되어 있다. 이 때문에, 토출부(51b)로부터 토출된 질소 가스는 기판(9)의 상면에 대해 분무되어 기판(9)을 냉각하는 효과를 갖는다. 토출부(51b)는 기판(9)의 중심 위치 를 향해서 질소 가스를 분무한다. 이 때문에, 토출부(51b)로부터 토출된 질소 가스는, 기판(9)의 상면을 따라 중심 위치로부터 외주측으로 확산되고, 기판(9)의 전체를 효율적으로 냉각한다.

배기부(60)는 챔버(10) 내의 가스를 흡인 배기하기 위한 배관계이다. 배기부(60)는 챔버(10)의 베이스부(11)에 형성된 배기구(61a, 61b)와, 이러한 배기구(61a, 61b)로부터 흡인한 가스를 배기 라인에 송급하기 위한 배관부(62)를 갖고 있다. 배관부(62)는 복수의 배관(62a, 62b, 62c)과 개폐 밸브(62d)와 배기 펌프(62e)를 조합하여 구성되어 있다.

배기구(61a, 61b)에는 각각 배관(62a, 62b)이 접속되어 있고, 배관(62a, 62b)의 하류측의 단부는 합류하여 하나의 배관(62c)이 된다. 또한, 배관(62c)의 경로 도중에는 개폐 밸브(62d)와 배기 펌프(62e)가 삽입되어 있고, 배관(62c)의 더 하류측의 단부에는 배기 라인에 접속되어 있다. 이 때문에, 개폐 밸브(62d)를 개방함과 함께 배기 펌프(62e)를 동작시키면, 챔버(10) 내의 가스가 배기구(61a, 61b)에 흡인되고 배관부(62)를 경유하여 배기 라인으로 배기된다.

배기 펌프(62e)는 그 배기력을 조절할 수 있다. 배기 펌프(62e)의 배기력을 조절하면, 챔버(10) 내의 가스를 강력하게 흡인하여 챔버(10) 내를 감압하는 상태와, 챔버(10) 내를 크게 감압하지 않고 배기하는 상태를 전환할 수 있다.

또한, 감압 건조 장치(1)는 상기 각부의 동작을 제어하기 위한 제어부(70)를 구비한다. 도 2는, 감압 건조 장치(1)의 상기 각부와 제어부(70)의 접속 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(70)는 상기의 승강 기 구(12a, 23), 램프 히터(31), 개폐 밸브(43b, 52e, 52f, 52g, 62d) 및 배기 펌프(62e)와 전기적으로 접속되고 있고, 이러한 동작을 제어한다. 제어부(70)는, 예를 들어, CPU나 메모리를 갖는 컴퓨터에 의해서 구성되고 컴퓨터에 설치된 프로그램에 따라 컴퓨터가 동작함으로써 상기 각부의 제어를 행한다.

<2. 감압 건조 장치의 동작>

계속하여, 상기 구성을 갖는 감압 건조 장치(1)의 동작에 대해, 도 3의 흐름도 및 도 4~도 8의 동작 상태도를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 동작은, 제어부(70)가 상기의 승강 기구(12a, 23), 램프 히터(31), 개폐 밸브(43b, 52e, 52f, 52g, 62d), 배기 펌프(62e) 등의 동작을 제어함으로써 진행한다.

이 감압 건조 장치(1)에 있어서 기판(9)을 처리할 때에는, 우선, 상면에 포토레지스트가 도포된 기판(9)을 챔버(10) 내에 반입한다(단계 S1, 도 4 상태). 구체적으로는, 우선, 감압 건조 장치(1)는 승강 기구(12a)에 의해 챔버(10)의 덮개부(12)를 상승시킨다. 그리고, 소정의 반송 로봇(80)에 의해 기판(9)을 챔버(10)의 내부로 반입되고, 복수의 기판 유지 핀(21) 상에 기판(9)을 적재한다. 기판(9)의 반입이 완료되면, 반송 로봇(80)은 챔버(10)의 외부에 후퇴하고, 감압 건조 장치(1)는 챔버(10)의 덮개부(12)를 하강시켜 챔버(10)의 내부를 밀폐한다.

여기에서, 기판(9)을 반입했을 때의 챔버(10) 내의 온도(보다 정확하게는 챔버(10) 내에 있어서 기판(9)을 적재하는 위치의 온도)가 너무 높으면, 기판(9)의 상면의 미건조의 포토레지스트가 가열되어 튀어오름을 일으키고 기판(9)의 상면에 처리 불균일이 발생된다. 이 때문에, 기판(9)을 반입할 때에는 챔버(10) 내의 온 도를 어느 정도 낮게 해 두는 것이 바람직하다. 표 1은, 본 실시 형태의 감압 건조 장치(1)에 있어서, 기판(9)의 반입 시에서의 챔버(10) 내의 온도와, 처리 후의 기판(9)의 표면 상태와의 관계를 조사한 결과를 나타낸다. 표 1에 있어서, 「○」은, 처리 후의 기판(9)의 표면에 처리 불균일이 확인되지 않았던 것을 나타내고, 「△」은, 처리 후의 기판(9)의 표면에 부분적으로 처리 불균일이 확인된 것을 나타내며, 「×」는, 기판(9)의 표면에 전체적으로 처리 불균일이 확인된 것을 나타낸다. 표 1의 결과로부터, 기판(9)을 기판 유지 핀(21) 상에 적재할 때에는, 챔버(10) 내의 온도를 40℃ 이하로 해두는 것이 바람직하고, 35℃ 이하로 해두면 보다 바람직한 것을 알 수 있다.

챔버 내 온도	23℃	30℃	35℃	40℃	45℃
결과	○	○	○	△	×

다음으로, 감압 건조 장치는, 챔버(10) 내의 감압을 개시한다(단계 S2, 도 5 상태). 구체적으로는, 감압 건조 장치(1)는 배기부(60)의 개폐 밸브(62d)를 개방함과 함께 배기 펌프(62e)를 동작시키고, 챔버(10)의 내부의 가스를 배기구(61a, 61b)로부터 강제 배기함으로써 챔버(10)의 내부를 감압한다. 챔버(10)의 내부가 감압되면, 기판(9)의 표면에 도포된 포토레지스트에 포함되는 용매 성분이 기화한다. 이에 의해, 기판(9) 상의 포토레지스트가 건조된다.

도 9는, 챔버(10) 내의 압력의 변화를 나타낸 도면이다. 감압 건조 장치(1)는 감압 개시 직후의 일정 시간의 동안에는 배기 펌프(62e)의 배기력을 비교적 약하게 설정한다. 이에 의해, 도 9 중의 T1과 같이 챔버(10)의 내부를 완만하게 감압한다. 그리고, 감압 개시부터 일정 시간이 경과한 후, 감압 건조 장치(1)는 배기 펌프(62e)의 배기력을 상승시키고, 도 9 중의 T2와 같이 챔버(10)의 내부를 강력하게 감압한다. 이와 같이, 감압 건조 장치(1)는 챔버(10)의 내부를 2단계로 나누어 감압한다. 이에 의해, 챔버(10) 내의 급격한 압력 변화를 방지하고, 기판(9) 상의 포토레지스트에 포함되는 용매 성분이 튀어오르는 것을 회피한다.

감압 개시부터 소정 시간이 경과하면, 감압 건조 장치(1)는 챔버(10)의 내부의 감압을 계속하면서 기판(9)의 가열을 개시한다(단계 S3, 도 6 상태). 구체적으로는, 감압 건조 장치(1)는 램프 히터(31)를 동작시키고, 확산판(32)을 통해 기판(9)의 상면을 균일하게 가열한다. 이에 의해, 기판(9) 상의 포토레지스트에 포함되는 용매 성분을 승온시켜 용매 성분의 기화를 더욱 촉진시킨다. 이와 같이, 감압 건조 장치(1)는 처리 공간의 감압과 기판(9)에 대한 가열을 병용하여 포토레지스트의 건조 효율을 향상시킨다.

그 후, 감압 건조 장치(1)는 배기 펌프(62e)의 배기력을 저하시킴과 함께 급기부의 개폐 밸브(52e, 52f, 52g)를 개방함으로써 챔버(10) 내에 질소 가스를 공급한다. 이에 의해, 도 9 중의 T3에 나타낸 바와 같이, 챔버(10)의 내부를 상압 Po보다 약간 낮은 압력(예를 들어, 1×10⁴~1×10⁵Pa)까지 복압시킨다. 그리고, 감압 건조 장치(1)는 챔버(10) 내의 압력을 상승시킨 상태에서 램프 히터(31)에 의한 가열을 계속한다.

챔버(10) 내의 압력이 상승하면, 램프 히터(31)로부터 기판(9)으로의 열의 전반 효율이 향상된다. 이 때문에, 기판(9)의 상면은 효율적으로 가열되고 포토레지스트 중의 용매 성분의 기화가 더욱 진행된다. 또한, 여기에서는 챔버(10)로부터의 배기가 계속되기 때문에, 포토레지스트로부터 기화한 용매 성분은 신속하게 챔버(10)의 외부에 배출된다. 따라서, 챔버(10)의 내부가 용매 성분에 의해 오염될 우려는 적다. 또한, 이 시점에서는 포토레지스트의 건조가 어느 정도 진행되어 있다. 이 때문에, 기판(9)의 상면을 강력하게 가열해도, 포토레지스트 중의 용매 성분이 튀어오를 우려는 없다.

또한, 기판(9)을 가열할 경우에는 기판 유지부(20)의 승강 기구(23)를 단속적 혹은 연속적으로 동작시켜 기판(9)을 서서히 상승시킨다. 이에 의해, 기판(9)에 대한 가열의 강도(기판(9)에 부여되는 열량)를 서서히 상승시키고, 용매 성분의 튀어오름이나 가열 불균일을 방지하면서 가열 효율을 향상시킨다. 램프 히터(31)와 기판(9) 사이에는 확산판(32)이 배치되어 있기 때문에, 포토레지스트로부터 기화한 용매 성분이 램프 히터(31)에 부착하여 램프 히터(31)의 표면을 오염시킬 우려는 없다.

소정 시간의 가열이 종료하면, 감압 건조 장치(1)는 램프 히터(31)를 정지시켜 기판(9)의 가열을 종료한다. 램프 히터(31)는 온 오프 성능이 뛰어나고 있고 또한, 챔버(10) 내에 있어서 기판(9)보다 위쪽측에 배치되어 있다. 이 때문에, 램프 히터(31)를 정지시킨 후의 여열이 기판(9)에 열적 영향을 줄 우려는 적다. 특히, 다음번의 기판 반입 시에 램프 히터(31)의 여열이 열대류에 의해 기판(9)에 전해져 기판(9)을 가열할 우려는 적다.

계속하여, 감압 건조 장치(1)는 냉각부(40)에 의한 기판(9)의 냉각을 개시한다(단계 S4, 도 7의 상태). 구체적으로는, 감압 건조 장치(1)는 개폐 밸브(43b)를 개방함으로써 냉각 플레이트(41) 내의 냉각 수로(42)에 냉각수를 공급하고 냉각 플레이트(41)를 냉각한다. 그리고, 냉각된 냉각 플레이트(41)가 기판(9)으로부터 방사되는 열을 흡수함으로써 기판(9)이 냉각된다.

냉각 처리 시에 있어서도, 감압 건조 장치(1)는 토출부(51a, 51b, 51c)로부터의 질소 가스의 토출을 계속한다. 토출부(51b)로부터 토출된 질소 가스는 기판(9)의 상면에 분무되어 기판(9)의 냉각을 촉진시킨다. 이 때문에, 기판(9)의 상면측은 보다 신속하고 또한 균일하게 냉각된다. 또한, 토출부(51a 및 51c)로부터 토출된 질소 가스는 램프 히터(31) 및 확산판(32)에 대해 분무되고 램프 히터(31)나 확산판(32)의 냉각을 촉진시킨다. 이 때문에, 램프 히터(31) 및 확산판(32)의 여열이 더욱 저감되고, 기판(9)은 보다 균일하게 냉각된다.

또한, 기판(9)을 냉각할 때에는 기판 유지부(20)의 승강 기구(23)를 단속적 혹은 연속적으로 동작시키고 기판(9)을 서서히 강하시킨다. 이에 의해, 기판(9)에 대한 냉각의 강도(기판(9)으로부터 흡수하는 열량)를 서서히 상승시키고, 냉각 불균일을 방지하면서 냉각 효율을 향상시킨다. 이윽고, 기판 유지 핀(21)의 헤드부가 냉각 플레이트(41)의 상면보다 아래쪽까지 강하하면, 기판(9)은 기판 유지 핀(21) 상으로부터 냉각 플레이트(41) 상에 이재되고, 기판(9)은 냉각 플레이트(41) 상에 접촉 유지된 상태로 직접적으로 냉각된다.

그 후, 감압 건조 장치(1)는 냉각 후의 기판(9)을 챔버(10)로부터 반출한다(단계 S5, 도 8의 상태). 구체적으로는, 감압 건조 장치(1)는 배기 펌프(62e)를 정지시키는 것에 의해 챔버(10)의 내부를 상압까지 복압시킨다. 그리고, 감압 건조 장치(1)는 복수의 기판 유지 핀(21)을 상승시킴으로써 냉각 플레이트로부터 기판(9)을 이격시킨다. 그 후, 감압 건조 장치(1)는 승강 기구(12a)에 의해 챔버(10)의 덮개부(12)를 상승시키고, 챔버(10)의 내부에 반송 로봇(80)을 삽입함과 함께 기판 유지 핀(21) 상의 기판(9)을 반송 로봇(80)이 수취하여 챔버(10)의 외부로 반출한다. 이상을 갖고, 1매의 기판(9)에 대한 감압 건조 처리, 가열 처리 및 냉각 처리가 종료한다.

이상과 같이, 이 감압 건조 장치(1)는 챔버(10)의 내부를 감압하는 기능을 구비함과 함께, 챔버(10) 내의 기판(9)을 가열하기 위한 가열부(30)와 챔버(10) 내의 기판(9)을 냉각하기 위한 냉각부(40)를 구비한다. 이 때문에, 감압 건조 장치(1)는 기판(9)에 대해 감압 건조 처리를 행한 후, 기판(9)을 반송하지 않고 가열·냉각할 수 있다. 따라서, 감압 건조 처리, 가열 처리, 및 냉각 처리를 전체적으로 신속히 행할 수 있다. 또한, 가열 처리 및 냉각 처리를 위해, 각각 별개의 장치를 설치할 필요가 없기 때문에, 전체적으로 장치의 점유 면적을 저감시킬 수 있다.

또한, 이 감압 건조 장치(1)의 가열부(30)는 기판(9)을 위쪽측으로부터 가열한다. 이 때문에, 비가열 시의 여열이 기판(9)에 영향을 줄 우려는 적다. 또한, 이 감압 건조 장치(1)의 냉각부(40)는 기판(9)의 아래쪽측에 배치되어 있다. 이 때문에, 비냉각 시에 냉각 플레이트(41)가 기판(9)에 열적 영향을 부여할 우려는 적다. 따라서, 가열 불균일이나 냉각 불균일을 발생시키지 않고 기판(9)을 가열 및 냉각할 수 있다.

또한, 가열부(30)는, 챔버(10) 내의 감압이 개시되고 소정 시간이 경과한 후에 기판(9)에 열을 부여한다. 이 때문에, 가열부(30)가 기판(9)에 열을 부여할 때에는, 이미 포토레지스트의 감압 건조 처리가 어느 정도 진행된다. 따라서, 포토레지스트의 튀어오름이나, 급격한 건조에 따라 가열이 불균일해지는 것을 방지하면서, 기판(9)을 가열할 수 있다.

<3. 변형예>

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기의 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기의 예에서는 단계 S4의 냉각 처리에 있어서 토출부(51a, 51b, 51c)로부터의 질소 가스의 토출을 행하지만, 냉각 처리의 초기 단계에서는 질소 가스의 토출을 행하지 않고, 냉각 처리의 도중부터 질소 가스의 토출을 행하도록 해도 좋다. 이렇게 하면, 기판(9)을 보다 완만하게 냉각할 수 있기 때문에, 냉각 불균일의 발생을 보다 저감시킬 수 있다.

또한, 상기의 예에서는 감압 건조 처리(단계 S2)의 도중부터 기판(9)의 가열(단계 S3)을 개시하였지만, 다른 타이밍에서 가열을 개시해도 좋다. 예를 들어, 감압 건조 처리가 완료되고 챔버(10)의 내부를 복압시킨 후에 기판(9)의 가열을 개시해도 좋다. 또한, 감압 건조 처리의 초기 단계(예를 들어, 도 9 중의 T1의 사이)에 기판(9)의 가열을 개시해도 좋다. 또한, 가열부(30)는, 단계 S3보다 전에 있어서 반드시 정지시켜 둘 필요는 없다. 예를 들어, 단계 S3보다 전에 있어서, 기판(9)에 열을 부여하지 않을 정도로 램프 히터(31)를 예열해 두고, 단계 S3에 있어서, 램프 히터(31)의 출력을 올려 기판(9)에 열을 부여하도록 해도 좋다.

또한, 상기의 예에서는, 기판 유지 핀(21)을 승강 이동시킴으로써 가열부(30)에 대해 기판(9)을 접근 및 이격시켰지만, 기판(9)의 높이 위치를 고정하고, 기판(9)에 대해 가열부(30)를 접근 및 이격시키는 구성이어도 좋다. 예를 들어, 램프 히터(31) 및 확산판(32)을 1개의 지지 부재에 접속하고, 소정의 승강 기구에 의해서 지지 부재를 승강시킴으로써 램프 히터(31) 및 확산판(32)을 일체적으로 승강 이동시키는 구성으로 해도 좋다. 또한, 동일하게 냉각 플레이트(41)를 승강 이동시키는 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기의 예에서는 가열부(30)에 램프 히터(31)를 사용하였지만, 램프 히터(31) 대신에 니크롬선 등의 다른 가열원을 사용해도 좋다. 다만, 램프 히터(31)는 비가열 시의 여열이 지극히 작고, 필요한 때에만 기판(9)을 열량을 부여할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한, 상기의 예에서는 석영 글래스에 의해 구성된 확산판(32)을 사용하였지만, 알루미늄(A1) 등의 금속에 의해 구성된 확산판(32)을 사용해도 좋다. 다만, 석영 글래스에 의해 구성된 확산판(32)은 축열량이 지극히 작고, 필요한 때에만 기판(9)에 열량을 전달할 수 있다는 이점을 가진다.

또한, 상기의 감압 건조 장치는, 액정 표시 장치용 각형 글래스 기판을 처리하는 것이었지만, 본 발명의 감압 건조 장치는 반도체 웨이퍼, PDP용 글래스 기판, 광 디스크용 기판 등의 다른 기판에 대해 처리를 행는 것이어도 좋다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 감압 건조 장치의 종단면도이다.

도 2는 제어부와 각부의 접속 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3은 감압 건조 장치에 의한 처리의 흐름을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 감압 건조 장치의 동작 상태도이다.

도 5는 감압 건조 장치의 동작 상태도이다.

도 6은 감압 건조 장치의 동작 상태도이다.

도 7은 감압 건조 장치의 동작 상태도이다.

도 8은 감압 건조 장치의 동작 상태도이다.

도 9는 챔버 내의 압력의 변화를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 감압 건조 장치

9 : 기판

10 : 챔버

20 : 기판 유지부

21 : 기판 유지 핀

23 : 승강 기구

30 : 가열부

31 : 램프 히터

32 : 확산판

40 : 냉각부

41 : 냉각 플레이트

50 : 급기부

51b, 51b, 51c : 토출부

52e, 52f, 52g : 개폐 밸브

60 : 배기부

62e : 배기 펌프

70 : 제어부

Claims

기판의 주면(主面)에 형성된 박막(薄膜)을 감압(減壓) 건조하는 감압 건조 장치에 있어서,

기판의 주위를 덮는 챔버와,

상기 챔버의 내부에 있어서 주면을 위쪽으로 향한 상태에서 기판을 지지하는 지지 수단과,

상기 챔버의 내부를 감압하는 감압 수단과,

상기 지지 수단에 지지된 기판을 위쪽측으로부터 가열하는 가열 수단을 구비하고,

상기 가열 수단은 상기 감압 수단에 의한 감압이 개시되고, 소정 시간이 경과한 후에 기판에 열을 부여하는 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 가열 수단은,

광을 조사함으로써 열을 발생시키는 램프 히터와,

상기 램프 히터로부터 발생하는 열을 확산하는 확산판을 갖는 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 가열 수단과 기판 사이의 거리를 조절하는 제1 거리 조절 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 제1 거리 조절 수단은 상기 가열 수단에 의한 가열 시에 상기 가열 수단과 기판을 서서히 접근시키는 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 감압 수단은 상기 가열 수단에 의한 가열 시에 상기 챔버 내를 복압(復壓)시키는 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가열 수단에 대해 기체를 공급하는 가열부 퍼지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

기판이 상기 지지 수단에 지지될 때의 상기 챔버 내에서의 기판 위치의 온도는 40℃보다 낮은 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 7에 있어서,

기판이 상기 지지 수단에 지지될 때의 상기 챔버 내에서의 기판 위치의 온도는 35℃ 이하인 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 챔버의 내부에 있어서 기판을 아래쪽측으로부터 냉각하는 냉각 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 9에 있어서,

상기 냉각 수단과 기판 사이의 거리를 조절하는 제2 거리 조절 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 10에 있어서,

상기 지지 수단에 지지된 기판에 대해 기체를 공급하는 기판 퍼지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
청구항 11에 있어서,

상기 기판 퍼지 수단은 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 개시되고 소정 시간이 경과한 후에 기체의 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.