KR101062579B1 - 기판가열장치 및 방법과 도포 및 현상 시스템 - Google Patents

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히로아키 이나도미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판을 가열하는 가열판과, 기판을 지지하며 제 1 위치와 상기 가열판 위의 제 2 위치 사이에서 이동하여 두 위치 사이에서 웨이퍼를 이송시키는 냉각판을 포함하는 기판가열장치에 관한 것이다. 상기 냉각판에는 상기 냉각판과 함께 이동하도록 방열핀구조물이 연결된다. 상기 핀구조물은 히트 파이프를 통하여 상기 냉각판에 열적으로 연결된다. 상기 냉각판이 정위치에 있을 때 상기 핀구조물에 인접하여 위치하도록 흡입구가 배치된다. 상기 핀구조물은 기체가 상기 흡입구 속으로 유입되기 전에 통과하는 기체에 의해 냉각되므로, 상기 냉각판은 상기 냉각판으로부터 상기 히트 파이프를 통해 상기 핀구조물에 전달되는 열에 의해 냉각된다.

Description

기판가열장치 및 방법과 도포 및 현상 시스템{SUBSTRATE HEATING APPARATUS AND METHOD AND COATING AND DEVELOPING SYSTEM}
도 1은 본 발명의 하나의 실시예의 가열장치의 수직단면도이다.
도 2는 도 1의 가열장치의 수평단면도이다.
도 3은 도 1의 가열장치의 냉각기구의 수직단면도이다.
도 4A는 도 3의 냉각기구의 사시도이다.
도 4B는 냉각기구의 핀구조물의 부분파단사시도이다.
도 5는 냉각기구의 히트 파이프의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6A는 웨이퍼 컨베이어와 냉각기구 사이의 웨이퍼의 이송을 설명하기 위한 웨이퍼 컨베이어의 웨이퍼 이송아암 및 냉각기구의 냉각판을 평면도이다.
도 6B는 웨이퍼 이송아암 및 웨이퍼의 사시도이다.
도 7은 도 1의 가열장치의 가열판, 탑플레이트 및 관련 구성부품의 상세구조를 도시하는 수직단면도이다.
도 8은 히터의 구조를 개략적으로 도시하는 가열판의 저면도이다.
도 9는 도 1 및 도 2에 도시한 냉각기구의 흡입덕트의 사시도이다.
도 10은 가열장치내의 기체유동을 화살표로 도시하는 가열장치의 수직단면도ㅇ이다.
도 11은 가열장치내의 기체유동을 화살표로 도시하는 가열장치의 수평단면도ㅇ이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예의 가열장치의 수직단면도이다.
도 13은 도 12의 가열장치의 수평단면도이다.
도 14는 도 12의 가열장치의 가열판, 탑플레이트 및 관련 구성부품의 상세구조를 도시하는 수직단면도이다.
도 15는 도 12의 가열장치의 가열판과 탑플레이트 사이의 공간을 통해 흐르는 기체를 도시하는 예시도이다.
도 16은 도 1의 가열장치를 이용하는 도포 및 현상 시스템의 평면도이다.
도 17은 도 16의 도포 및 현상 시스템의 사시도이다.
도 18은 도 16의 도포 및 현상 시스템의 종방향 수직단면도이다.
도 19는 도 16의 도포 및 현상 시스템에 설치된 웨이퍼 컨베이어와, 도포부 및 단위스택의 사시도이다.
도 20은 종래의 가열장치의 수직단면도이다.
도 21은 도 20의 종래의 가열장치의 탑플레이트의 수직단면도이다.
본 발명은 코팅액으로 도포된 기판을 가열하는 가열판과 가열된 기판을 냉각하는 냉각판을 구비하는 기판가열장치와, 상기 가열장치를 이용하는 도포 및 현상 시스템과, 기판가열방법에 관한 것이다.
공지의 도포 및 현상 시스템은 기판에 레지스트 패턴을 형성하기 위해 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼 또는 액정디스플레이용 유리기판)을 레지스트액으로 도포하고 노광된 레지스트를 현상한다. 이런 도포 및 현상 시스템은 일반적으로 "소성장치"라고 부르는 가열장치를 이용한다. 예를 들어, 소성장치는 레지스트액이 도포된 웨이퍼를 가열하여 레지스트액에 포함된 용매를 증발시켜서 레지스트액을 건조시킨다.
도 20은 전술한 가열장치의 구조를 일예로서 도시한다. 도면부호 10은 케이싱을 나타내고, 도면부호 10a는 웨이퍼 반입구를 나타낸다. 도면부호 11은 베이스 플레이트를 나타내고, 도면부호 12는 가열판(12a)으로 이동하도록 된 웨이퍼를 냉각하는 냉각판을 나타낸다. 구동기구(13, 14)는 각각 핀(13a, 14a)을 수직하게 이동시키기 위해 베이스 플레이트(11)의 아래에 이격되어 배치된다. 구동기구(13)에 의해 핀(13a)이 수직방향으로 이동하면 냉각판(10)과 웨이퍼 반입구(10a)를 통하여 케이싱(10)에 들어가는 도시하지 않은 웨이퍼 컨베이어 사이에서의 웨이퍼의 이송을 도와주게 된다. 구동기구(14)에 의해 핀(14a)이 수직방향으로 이동하면 냉각판(12)과 가열판(12a) 사이에서의 웨이퍼의 이송을 도와주게 된다. 도면부호 15는 구동기구(15a)에 의해 수직방향으로 이동하는 캡형상의 탑플레이트를 나타낸다.
웨이퍼(W)가 가열판(12a) 상에 놓여졌을 때, 기류가이드로서 기능하며 베이스 플레이트(11) 위에 배치되는 탑플레이트(15)가 하강하여 O링(15b)을 통해 베이스 플레이트(11)에 밀접하게 접촉하여 도 21에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W) 주위에 밀폐공간을 형성하게 된다. 그 후, 기체공급부(17a)가 웨이퍼(W)의 주위에 배치된 기체공급구(17)를 통하여 밀폐공간 속으로 기체를 공급하는 한편, 흡입부(18a)가 탑플레이트(15)의 중앙부에 배치된 흡입구(18)를 통하여 밀폐공간내의 기체를 흡입한다. 따라서 화살표로 나타낸 바와 같이 주변부로부터 웨이퍼(W)의 중심부측으로 기체가 흐르면서 웨이퍼(W)가 가열된다.
냉각판을 제공하는 목적은 도포 및 현상 시스템의 처리능력을 향상시키는 것이다. 상세하게는, 웨이퍼(즉, 기판)가 가열장치 내에서 가열공정을 받은 후에, 기판은 기판을 높은 온도정밀도로 지정온도까지 냉각시키는 냉각장치에 운반된다. 도포 및 현상 시스템 내에 포함된 장치 사이에서 기판을 운반하는 기판 컨베이어가 소정의 운반 스케쥴에 따라서 동작함에 따라서, 가열장치의 가열판에 의해 가열된 기판은 기판 컨베이어에 의해 냉각장치에 이송하기 위해 가열장치 내에서 소정시간동안 대기하여야 한다. 이 기간동안 기판이 냉각(예비냉각)되면, 냉각장치내에서의 냉각처리시간을 단축할 수 있다. 이렇게 하면 도포 및 현상 시스템의 처리능력이 향상되어 도포 및 현상 시스템 내에 포함된 냉각장치의 총 대수를 줄일 수 있다. 이것이 가열장치 내에 냉각판을 제공하는 이유이다.
이전에는 가열장치 내의 냉각판과 이 냉각판상에 놓여진 기판이 냉각판 속이나 상에 배치된 냉각액과늘 통해 흐르는 냉각액에 의해 냉각된다. 이런 냉각구조는 냉각액관으로부터 냉각액의 누출의 위험과 관련된다. 또한, 가열장치의 내부를 통해 구불구불하게 연장되는 냉각액관이 휘어지고 펼쳐지므로 냉각판을 이동시키기 위한 구동기구의 레이아웃 설계의 자유도가 크게 제한된다. 또한, 냉각판 및 관련 구성부품의 구조가 복잡하고, 구성부품의 수가 많으며, 냉각기구의 유지관리가 귀찮다.
상기 문제점들을 해결하고 가열장치의 전체구조를 간단히 하기 위해, 전술한 냉각액관의 대신에 히트 파이프를 이용하는 가열장치가 최근에 개발되었다.
일본국 특개2001-203152A호는 냉각판과 이 냉각판에 매립된 히트 파이프를 구비하는 냉각기구가 마련된 가열장치를 개시한다. 냉각판은 냉각될 기판이 놓여지는 냉각실 내에 위치하는 제 1 단부와, 냉각실의 외부에 위치하며 상하측면에 다수의 공냉핀을 갖는 제 2 단부를 갖는다. 히트 파이프는 냉각판의 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장된다. 공냉핀은 자연냉각되거나, 또는 공냉핀측으로 흐르는 기류를 발생시키기 위하여 냉각판의 제 2 단부 위에 배치된 선택적인 팬에 의해 냉각된다. 냉각판의 제 1 단부 상에 놓인 기판은 히트 파이프를 통해 냉각판의 제 1 단부로부터 제 2 단부로 전달되는 열에 의해 효과적으로 냉각된다.
일본국 특개2001-203152A의 냉각기구는 다음과 같은 문제점을 갖는다. 높은 냉각효율을 얻기 위해 팬은 공냉핀 근처에 배치되어야 한다. 이는 가열장치의 레이아웃 설계의 자유도를 제한한다. 또한, 보다 많은 냉각효율을 얻기 위해서는 팬의 사이즈 및/또는 팬의 개수를 증대시켜야 하므로, 팬을 배치하는데는 큰 공간이 필요하여 가열장치의 전체크기가 증가한다. 이 문제점은 기판의 사이즈가 큰 경우에 더욱 중요해진다. 또한 팬에 의해 발생된 기류는 입자들을 일으켜서 가열장치 내의 기판 및 내부분위기를 오염시킨다.
일본국 특개2001-230172A는 냉각판과 이 냉각판에 매립된 히트 파이프를 포 함하는 냉각기구가 마련된 가열장치를 개시한다. 냉각판은 냉각될 기판이 놓여지는 제 1 단부와, 제 2 단부를 갖는다. 히트 파이프는 냉각판의 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장된다. 냉각판의 제 2 단부의 내부에는 히트 파이프의 근접단부가 열적방식에 의해 연결되는 열교환장치가 마련된다. 열교환장치에는 냉각판에서 인출되는 냉각매체 공급 및 배출관을 통하여 물 등의 냉각매체가 공급된다.
일본국 특개2001-203152A의 냉각기구는 전술한 이전의 가열장치와 관련된 문제인 냉각매체가 누출하고 냉각매체관과 냉각매체의 공급을 필요로 하는 구성부품의 배치가 복잡한 문제점을 여전히 갖는다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 주 목적은 단순한 구조를 갖고 작은 크기로 형성될 수 있는 가열판 및 냉각판을 포함하는 가열장치를 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 상기 가열장치를 이용하는 도포 및 현상장치, 및 기판의 가열방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 케이싱과; 상기 케이싱 내에 배치되어 코팅액으로 도포된 기판을 가열하도록 된 가열판과; 상기 케이싱 내에 배치되는 냉각판으로서, 상면의 기판을 지지하고, 상기 기판이 상기 냉각판과 상기 케이싱의 외부에 배치된 외부기판컨베이어 사이에서 이송되는 상기 케이싱 내의 제 1 위치와 상기 기판이 상기 냉각판과 상기 가열판 사이에서 이송되는 상기 가열판 위의 상기 케이싱 내의 제 2 위치로 이동하게 되어있으며, 상기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각시키는 냉각판과; 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 상기 냉각판을 이동시키도록 된 냉각판 구동기구와; 상기 가열판과 상기 냉각판 사이에서 상기 기판을 이송시키기 위해 상기 기판을 임시로 지지하도록 된 기판지지부재와; 상기 기판지지부재를 이동시키도록 된 기판지지부재 구동부와; 상기 냉각판에 연결된 제 1 단부와, 제 2 단부를 갖는 히트 파이프와; 상기 히트 파이프의 제 2 단부에 열적으로 연결된 냉각핀을 가지며 상기 냉각판과 함께 이동하도록 상기 냉각판에 연결되는 핀구조물과; 상기 냉각판이 상기 제 1 위치에 있을 때 상기 핀구조물에 인접하여 위치하도록 상기 케이싱 내의 공간과 통하는 흡입구를 가지므로, 상기 케이싱 내의 기체가 흡입구를 통하여 흡입되어 상기 핀구조물의 인접핀 사이의 틈새를 통해 흐르는 기체유동을 형성하여 상기 핀구조물을 냉각시킬 때 상기 냉각판이 상기 히트 파이프를 통해 냉각되도록 하는 제 1 흡입통로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판가열장치를 제공한다.
바람직한 하나의 실시예에 따르면, 상기 냉각판의 제 1 위치는 상기 냉각판의 제 2 위치로부터 수평방향으로 이격되며, 상기 케이싱의 내부에는 상기 케이싱의 내부를 상측의 상부공간과 하측의 하부공간으로 분할하는 구획판이 마련되며, 상기 냉각판은 상기 상부공간내에 배치되며, 상기 냉각판 구동기구 및 상기 기판지지부재 구동부는 상기 하부공간내에 배치되며, 상기 제 1 흡입통로는 상기 하부공간을 통해 연장된다.
바람직한 하나의 실시예에 따르면, 상기 기판가열장치는, 상기 가열판 위에 상기 가열판과 대향하도록 배치된 탑플레이트와; 상기 가열판과 상기 탑플레이트 사이의 공간으로부터 기체를 흡입하도록 된 흡입구를 구비하여 상기 탑플레이트를 따라서 기체가 흘러서 상기 흡입구 속으로 유입하게 하는 제 2 흡입통로를 더 포함하며, 상기 제 2 흡입통로는 상기 제 1 흡입통로와 합쳐진다.
바람직한 하나의 실시예에 따르면, 상기 기판가열장치는, 상기 가열판 위에 상기 가열판과 대향하도록 배치된 탑플레이트와; 상기 가열판과 상기 탑플레이트 사이의 공간으로부터 기체를 흡입하도록 된 흡입구를 구비하여, 상기 탑플레이트를 따라서 기체가 흘러서 상기 흡입구 속으로 유입되게 하는 제 2 흡입통로와; 상기 제 2 흡입통로가 합쳐지는 주흡입통로와; 상기 케이싱의 하부공간을 흡입하는 흡입력을 발생시키도록 상기 주흡입통로 내에 배치된 흡입력발생장치를 더 포함하며, 상기 제 1 흡입통로는 상기 흡입력 발생장치의 상류측 위치에서 상기 주흡입통로에 연결된다.
상기 냉각판은 그 주변부에 절제부를 가지므로, 상기 절제부와 대응하는 형상을 가지고 상기 기판을 지지하는 기판지지아암을 갖는 상기 외부기판컨베이어가 상기 냉각판을 수직방향으로 통과하여 상기 기판을 상기 냉각판에 이송할 수 있다.
또한 본 발명은, 기판을 지지하는 기판캐리어를 수용하거나 운반하도록 된 캐리어블럭과; 캐리어로부터 제거된 기판상에 레지스트를 도포하도록 된 코팅장치, 상기 레지스트로 도포된 기판을 가열하도록 된 상기 기판가열장치, 및 노광된 기판을 현상시키도록 된 현상장치를 포함하는 처리블럭과; 상기 기판을 상기 처리블럭과 노광장치 사이에서 이송시키도록 된 인터페이스블럭을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포 및 현상 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은, 코팅액으로 도포된 기판을 가열판으로 가열하는 단계와; 상 기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각핀을 갖는 핀구조물에 연결된 냉각판에 이송하는 단계와; 상기 기판을 지지하는 상기 냉각판을 상기 가열판으로부터 이격된 위치로 이동시켜서 제 1 흡입통로의 흡입구에 인접한 상기 냉각판에 연결된 핀구조물을 위치시키는 단계와; 상기 핀구조물의 주위에 존재하는 기체를 상기 흡입구를 통해 흡입하여 상기 핀구조물의 인접핀 사이의 틈새를 통해 상기 흡입구 속으로 기체가 유입하게 하므로써, 상기 냉각판과 그 상면에 놓여진 기판을 상기 냉각판으로부터 상기 핀구조물로의 열전달에 의해 냉각시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판가열방법을 제공한다.
하나의 실시예에 따르면, 상기 기판은, 상기 기판 위에 탑플레이트가 배치되고 기체가 상기 탑플레이트를 통해 제 2 흡입통로의 흡입구 속으로 유입되는 동안에 가열되며, 상기 제 1 흡입통로를 통해 흐르는 기체는 상기 제 2 흡입통로를 통해 흐르는 기체와 합쳐진다.
상기 방법은, 내부가 구획판에 의해 상부공간과 하부공간으로 분할된 가열장치를 사용하여 실시되며, 상기 냉각판과 상기 가열판은 상기 상부공간에 배치되고, 상기 냉각판을 이동시키기 위한 냉각판 구동기구와, 상기 냉각판과 상기 가열판 사이에서의 웨이퍼의 이송을 도와주기 위한 기판지지부재를 이동시키기 위한 기판지지부재 구동부가 상기 하부공간에 배치된다. 이 경우, 상기 방법은, 상기 하부공간에 존재하는 기체를 주흡입통로를 통해 흡입하는 단계와; 상기 주흡입통로 내에 배치된 흡입력발생장치에 의해 흡입력을 발생시키는 단계와; 상기 제 1 흡입통로를 통해 흐르는 기체를, 상기 흡입력발생장치가 배치된 위치의 상류측 위치에서 상기 주흡입통로를 통해 흐르는 기체에 합류시키는 단계와; 상기 제 2 흡입통로를 통해 흐르는 기체를, 상기 흡입력 발생장치가 배치되는 위치의 하류측 위치에서 상기 주흡입통로를 통해 흐르는 기체와 합류시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 레지스트액(즉, 코팅액)으로 도포된 반도체 웨이퍼(즉, 기판)을 가열하여 웨이퍼 상에 레지스트 필름을 형성하는 본 발명에 따른 가열장치를 실시예를 참조하여 설명한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 가열장치(2)는 웨이퍼 반입구(21)가 마련된 전방벽을 갖는 케이싱(20)을 포함한다. 케이싱(20)의 내부를 상부공간(웨이퍼 이동공간)과 하부공간으로 분리하기 위해 케이싱(20) 내에는 베이스 플레이트(22) 또는 구획 플레이트가 배치된다. 설명의 편의상, 여기서는 케이싱(20)의 웨이퍼 반입구측을 "전방(측)"이라고 하고, 타측을 "후면 또는 후방(측)"이라고 한다. 냉각기구(3)(후술함)가 전후방(도 2에서 X방향)으로 이동할 수 있도록 베이스 플레이트(22)에는 개구(31a) 또는 슬릿이 형성된다. 케이싱(20)의 상부공간으로부터 기체를 하부공간 속으로 배출한 후 제 1 중간덕트(2A)(후술함) 속으로 배출하기 위해 베이스 플레이트(22)의 후방단부에는 다수의 작은 통공(22a) 또는 기체연통공이 형성된다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 냉각기구(3)를 설명한다. 냉각기구(3)의 임무는 웨이퍼(W)를 냉각시킬 뿐만 아니라 가열플레이트(53)와 가열장치(2)의 케이싱(20)의 외측에 배치된 외측 웨이퍼 컨베이어(도 6참조)의 사이에서 웨이퍼(W)를 이송하는 것이다. 냉각기구(3)는 주로 연결브라켓(31), 냉각판(33) 및 방열핀 구조 물(35)로 구성된다. 연결브라켓(31)은 구리나 알루미늄 등의 열전도성 재료로 만들어진다. 연결브라켓(31)은 개구(31a)를 통해 연장된다. 연결브라켓(31)의 바닥에는 레일캐치(27)가 연결된다. 연결브라켓(31)은 레일캐치(27)를 통해 도 2의 X방향으로 연장되는 가이드 레일(23)과 맞물리므로 연결브라켓(31)이 가이드 레일(23)을 따라서 이동할 수 있게 된다. 연결브라켓(31)의 근접단부는 구동기구(37)에 연결되는데, 구동기구(37)는 베이스 플레이트(22) 하측의 케이싱(20)의 하부공간에 배치되며 볼-스크류 기구나 에어실린더 액츄에이터 등의 적절한 선형동작 액츄에이터가 될 수 있다. 따라서, 냉각기구(3)는 구동기구(37)에 의해 가이드레일(23)을 따라서 X방향으로 이동할 수 있다.
연결브라켓(31)은 그 말단상부에 케이싱(20)의 후면측으로 연장되는 연장부를 갖는다(도 4A 참조). 냉각판(33)은 연장부에 부착되므로, 연결브라켓(31)과 함께 베이스 플레이트(22) 위의 케이싱(20)의 상부공간 속에서 이동한다. 전형적인 실시예에서, 냉각판(33)은 알루미늄으로 만들어지고 두께가 약 4mm인 원판형상을 갖는다. 상기 냉각판(33)의 직경은 그 위에 놓여질 웨이퍼(W)의 직경과 동일하다. 냉각판(33)의 외주에는 4개의 절제부(34)가 형성된다. 또한 냉각판(33)에는 X방향으로 연장되는 슬릿(33a, 33b)이 형성되며, 이 슬릿을 통해 지지핀(26a)이 통과할 수 있다. 냉각판(33)에는 히트 파이프(38)가 매립되어 잎맥과 유사한 형태로 연장된다. 각 히트 파이프(38)의 근접단부는 연결브라켓(31)에 연결된다.
히트 파이프는 작동유체의 증발 및 응축으로 증발잠열을 흡수하고 방출하는 것을 이용하여 열을 전달하는 장치이다. 도 5를 참조하면, 히트 파이프(38)는 알 루미늄, 구리 또는 스테인레스강으로 만들어진 관형 본체(301)를 갖는다. 관형 본체(301)의 내측면에는 모세관 작용을 제공하기 위해 다공성 모세관(302)이 부착된다. 모세관(302)은 미세 금속와이어를 모아서 제조되는 금속망이나 금속펠트가 될 수 있다. 관형 본체(301)의 양단부는 폐쇄되어있다. 관형 본체(301)의 내측공동은 진공이 형성되며, 관형 본체(301) 내에는 나트륨 또는 나프탈렌 등의 소량의 휘발성 액체(즉, 작동유체)가 들어있다. 히트 파이프(38)의 가열단부(303)가 가열될 때, 작동유체가 증발되므로 작동유체의 증발을 통해 증발잠열이 흡수되고, 증발된 작동유체는 가열단부(303)와 냉각단부(304) 사이의 작은 압력차에서 고속으로 히트 파이프(38)의 냉각단부(304)측으로 흐른다(즉, 물질이동). 증발된 작동유체가 냉각단부(304)에 도달하였을 때 작동유체는 증발잠열을 방출하여 열을 냉각단부(304)에 전달하여 응축되게 한다. 응축된 작동유체는 모세관작용에 의해 다공성 모세관(302)을 통하여 가열단부(303)로 복귀한다. 증발, 물질이동 및 응축으로 이루어지는 사이클이 반복적으로 실시되어 가열단부(303)로부터 열을 연속적으로 냉각단부(304)에 전달할 수 있게 된다. 따라서, 연결브라켓(31)을 냉각시킴으로써 냉각판(303)의 전체면이 히트 파이프(38)에 의해 균일하게 냉각된다.
이하 도 6A 및 도 6B를 참조하여 냉각판(33)에 대하여 웨이퍼를 이송하기 위해 케이싱(20)의 외측에 배치된 외부 웨이퍼 컨베이어를 설명한다. 외부 웨이퍼 컨베이어는 편자형상을 갖는 웨이퍼 운반 아암(41)과 상기 운반 아암(41)을 지지하는 운반 베이스(42)를 포함한다. 웨이퍼 운반 아암(41)은 냉각판(33)의 직경보다 약간 큰 직경의 내주를 갖는다. 도 6B에 도시한 바와 같이 상면의 웨이퍼(W)를 지 지하기 위해 웨이퍼 운반 아암(41)의 내주로부터 4개의 돌기(44)가 내측으로 돌출한다. 웨이퍼 운반 아암(41)은 도시하지 않은 구동기구에 의해 운반 베이스(42)를 통해 수평 및 수직 이동할 수 있다. 웨이퍼(W)가 웨이퍼 컨베이어로부터 냉각판(33)에 이송되었을 때, 웨이퍼(W)를 파지하고 있는 웨이퍼 운반 아암(41)은 웨이퍼 반입구(21)를 통해 케이싱(20) 속으로 들어간다. 냉각판(33)의 절제부(34)는 웨이퍼 운반 아암(41)의 돌기(44)의 각도위치와 대응하는 각도위치에 배치된다. 따라서, 웨이퍼 운반 아암(41)이 냉각판(33) 상측의 위치로부터 하측의 위치로 하강함과 동시에 웨이퍼 운반 아암(41) 및 냉각판(33)이 도 6A에 도시한 바와 같이 수직방향으로 정렬되었을 때, 웨이퍼 운반 아암(41)에 지지된 웨이퍼(W)는 냉각판(33)으로 이송된다. 웨이퍼가 제거된 웨이퍼 운반 아암(41)은 절제부(43)의 제공에 의해 연결브라켓(31)과의 충돌 없이 케이싱(20)으로부터 철수할 수 있다. 외부 웨이퍼 컨베이어 및 그 웨이퍼 운반 아암(41)은 각각 메인 아암(A1 내지 A5)과 운반 아암(201, 202)과 대응함을 알아야 하는데, 이에 대해서는 도 16 내지 도 19를 참조하여 후에 설명한다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 방열핀 구조물(35)은 연결브라켓(31)에 연결되므로, 핀구조물(35)은 베이스 플레이트(22)의 하측의 케이싱(20)의 하부공간을 통하여 연결브라켓(31)과 함께 가이드 레일(23)을 따라서 이동한다. 도 4B에 가장 잘 도시한 바와 같이, 핀구조물(35)은 사각형관의 형상을 갖는 외통체(35a)와 상기 외통체(35a) 내에 배열된 다수의 핀(35b)을 갖는다. 이 핀구조물(35)은 알루미늄으로 만들 수 있다. 베이스 플레이트(22)의 하측의 케이싱(20)의 하부공간에는 국 부 흡입덕트(24)(즉, 제 1 흡입통로)가 배치된다. 국부 흡입덕트(24)는 흡입구를 갖는데, 이 흡입구는 냉각판(33)이 그 정위치(즉, 제 1 위치)에 위치할 때 냉각판(33)이 웨이퍼 컨베이어로부터 웨이퍼(W)를 받는 경우 핀구조물(35)에 인접한 위치에서 케이싱(20)의 하부공간 속으로 개방된다. 흡입구와 핀구조물(35) 사이의 거리는, 흡입덕트(24)의 흡입구를 통해 기체를 흡입하여 발생되어 외통체(35a) 내의 인접 핀(36a)을 통해 흐르는 기류가 핀구조물(35)을 충분히 냉각시킬 수 있는 높은 유속을 갖도록 결정된다.
국부 흡입덕트(24)의 근접단부는 제 1 중간흡입덕트(2A)에 연결된다(후술함). 케이싱(20) 내의 기체가 흡입덕트(24)의 흡입구에 의해 제 1 중간흡입덕트(2A)를 통해 흡입되는 경우, 기체는 흡입덕트에 인접하여 위치하는 핀구조물(35)을 통하여 국부흡입덕트(24)의 흡입덕트 속으로 흐른다. 따라서, 핀구조물(35)의 핀(35b)이 냉각되고, 히트 파이프(38)의 근접단부가 연결브라켓(31)에 의해 냉각되며, 냉각판이 히트 파이프(38)에 의해 냉각되므로, 냉각판(33) 상에 놓여진 웨이퍼(W)가 냉각된다. 기체의 유속은 흡입구에 인접한 위치에서 높으므로 핀구조물(75)이 효과적으로 냉각될 수 있음을 알아야 한다. 또한, 기체가 흡입구로부터 취출되는 것이 아니라 흡입구 속으로 "흡입"되므로 케이싱(20) 내에서 입자들을 일으킬 가능성이 낮다.
히트 파이프(38)의 형상은 "관(원형 관)" 형상에 한정되지 않으며, 내부에 작동유체를 담고 있는 넓은 내측공동을 갖는 편평한 중공형상을 가질 수 있다. 또한, 연결브라켓(31)의 말단부에 마련된 단차부(도 1 참조)는 생략할 수 있다. 이 경우, 원형 냉각판(33)에는 케이싱(20)의 전방측으로 연장되는 연장부가 마련될 수 있으며, 이 연장부는 연결브라켓(31)의 상측면에 부착될 수 있다. 또한, 각 히트 파이프(38)의 근접단부는 연결브라켓(31)을 통해 핀구조물(35)까지 연장되어 핀(35b)에 연결될 수 있다. 즉, 각 히트 파이프(38)의 근접단부는 핀구조물(35)에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각될 수 있다(즉, 연결브라켓(31)을 통해 냉각될 수 있다).
도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이, 냉각기구(3)의 후면측의 베이스 플레이트(22)에는 원형 구멍이 형성된다. 이 원형구멍에는 편평한 원통의 형상을 갖고 단열능력을 갖는 가열판 지지부재(5)가 수용되는 한편, 원형 구멍의 내주와 가열판 지지부재(5)의 외주 사이에 약 2mm의 환형 틈새가 형성된다. 이 환형 틈새는 케이싱(20)의 상부공간내의 기체가 케이싱(20)의 하부공간 속으로 흐를 수 있게 하므로, 상부공간내의 기체는 하부공간이 흡입될 때 환형 틈새를 통하여 배출될 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 지지부재(5)의 베이스 벽과 주위 벽에는 단열능력을 제공하기 위해 진공단열층으로서 작용하는 진공챔버(50)이 형성된다. 상세하게는, 베이스 벽의 중앙에는 원형의 중앙진공챔버(50)가 배치되고, 중앙진공챔버(50)의 외측에는 환형의 진공챔버(50)가 반경방향으로 배치된다. 진공챔버(50)들은 서로 반경방향으로 이격되므로, 기체공급관(57), 기체배출공(58) 및 구멍(5a)이 진공챔버(50)가 형성되지 않은 베이스벽의 영역을 통과할 수 있다.
케이싱(20)의 바닥에는 그 상면의 가열판 지지부재(5)를 지지하기 위해 기둥(51)이 상부로 연장된다. 지지부재(5)의 베이스벽에는 지지링(52)이 배치되며, 지지부재(5)의 주위벽에 내측으로 인접하게 위치한다. 지지링(52)에는 내열성 수지재 또는 세라믹재로 만들 수 있는 원판 형상의 가열판(53)이 지지된다. 가열판(53)은 반도체 웨이퍼(W)보다 크고 가열판(53)을 둘러싸는 가열판 지지부재(5)보다는 작은 사이즈(직경)를 갖는다. 이런 가열판(53) 및 가열판 지지부재(5)의 구조로 인해 가열판(53)으로부터의 열발산이 감소되어 전력소모도 감소한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 가열판(53)의 하측면에는 서로 다른 직경의 환형 히터(즉, 웨이퍼 가열수단)(53a - 53e)가 동심상태로 배치된다. 두 개의 외측 히터(53d, 53e)의 각각은 4개의 절편으로 분할된다. 히터(53a - 53e)는 전원장치(54)에 연결된다. 가열판(53)의 하측면상에는 서로 다른 위치에 다수의 온도센서(도시하지 않음)가 배치된다. 각 히터(53a - 53e)의 발열량은 도시하지 않은 온도센서로부터 수신한 센서 신호에 따라서 컨트롤러(후술함)에 의해 독자적으로 제어된다. 히터의 구조는 도시한 것에 한정되지 않는다.
도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이, 가열판(53)의 상측면에는 그 상면의 웨이퍼(W)의 배면을 지지하기 위해 다수의(도시한 실시예에서는 4개의) 돌기(55)가 원주방향으로 배치된다. 가열판 지지부재(5)의 중앙부에는 구멍(5a)이 형성되며, 가열판(53)의 중앙부에는 구멍(5b)이 형성된다. 구멍(5a, 5b)에는 지지핀(26a) 또는 기판 지지부재가 각각 통과하며, 이 지지부재는 가열판 지지부재(5)의 바로 아래에 배치된 구동부(26) 또는 기판지지부재 구동부에 연결된다. 구동부(26)는 지지핀(26a)을 구멍(5a, 5b)을 통해 수직방향으로 이동시킴에 의해, 지지핀(26a)은 가열판(53)의 상측면으로부터 돌출하여 가열판(53) 속으로 들어간다. 도 7에서, 도 면부호 5c는 지지핀(26a)을 수직운동하도록 안내하는 관형 가이드부재를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 환형 지지부재(52), 단열링(52a), 가열판(53) 및 가열판 지지부재(5)에 의해 폐쇄공간(5A)(이후 "기체유동 공간"이라고 함)의 경계가 형성된다. 다수의 기체공급관(57)(도 7에는 이중의 하나만 도시)의 각 기체공급관의 말단부는 가열판 지지부재(5)를 관통하여 기체유동공간(5A)에 통하게 된다. 각 기체공급관(57)의 말단부는 가열판(53)을 냉각시키는데 사용되는 불활성기체(예를 들어, 질소 가스) 등의 청정 퍼징기체를 저장하는 기체공급원(57a)에 연결된다. 가열판 지지부재(5)에는 기체유동공간(5A)과 통하도록 다수의 기체배출공(58)(도 7에는 하나만 도시)이 형성된다. 기체공급원(57a)으로부터 퍼징기체가 기체공급관(57)을 통하여 기체유동공간(5A) 속으로 공급될 때, 퍼징가스는 가열판(53)으로부터 열을 흡수하여 기체유동공간(5A)으로부터 기체배출공(58)을 통하여 배출되므로, 가열판(53)의 온도가 낮아질 수 있다.
도 7에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 가열판 지지부재(5)의 주위벽의 상측면에는 서로 이격된 4개의 기둥(61)이 상부로 연장된다. 기둥(61)의 상단부는 원형 탑플레이트(6)의 주변부에 연결된다. 탑플레이트(6)의 임무는 기체유동 및 단열을 안내하는 것이다. 탑플레이트(6)는 상부에서 보아서 웨이퍼(W)의 적어도 전체 유효면적(즉, 반도체 장치가 형성되는 면적)을 덮게 되는 크기를 갖는다. 도시한 실시예에서, 탑플레이트(6)는 가열판(53)의 전체면적으로 덮게 되는 크기를 갖는다. 탑플레이트(6)는 가열판(53)과 대향하고 있다. 흡입구(62)는 탑플레이트(6)의 하측면의 중앙부에서 탑플레이트(6)의 하측공간과 통해있다. 흡입구(62)는 그 하단 부측으로 역으로 테이퍼를 이룬다. 흡입구(62)는 탑플레이트(6)의 상부에 연결된 흡입덕트(63)(즉, 제 2 흡입덕트)에 연결된다. 흡입덕트(63)의 하류측 단부는 제 2 중간덕트(2B)에 연결된다(후술함). 후술하는 바와 같이, 흡입구(62) 주위의 기체가 흡입될 때, 기체는 가열판(53)과 탑플레이트(3) 사이의 공간의 주위로부터 그 공간으로 유입되어 웨이퍼(W)의 중앙측으로 유동하며 흡입구(62) 속으로 유입된다.
탑플레이트(6)의 내부에는 탑플레이트(6)의 진공절연층으로서 작용하는 진공챔버(63)가 마련된다. 진공챔버(63)는 흡입구(62)로부터 반경방향 외측으로 연장된다. 단열 진공챔버(63)의 제공에 의해, 가열플레이트(53)로부터 방출된 열에 의해 가열된 탑플레이트(6)의 하측면의 온도변화는 웨이퍼(W)의 온도변화를 따르게 된다. 따라서, 가열판(53)과 탑플레이트(6) 사이의 공간을 통해 흐르는 기체유동은 그 사이의 온도차 때문에 방해받지 않을 것이다. 가열판(53)과 탑플레이트(6) 사이의 수직간격의 크기는 바람직하게는 12 - 15mm의 범위(대표적인 실시예에서는 14mm)에 있다. 12mm보다 작으면 냉각판(33)이 탑플레이트(6) 또는 가열판(53)과 충돌할 수 있으며, 15mm보다 크면 탑플레이트(6)의 하측면이 충분히 가열되지 않을 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 가열판(53)의 후면측에서 제 1 중간흡입덕트(2A)는 베이스 플레이트(22)의 하측의 케이싱(20)의 하부공간을 통해 Y방향(도 2 참조)으로 연장되어 케이싱(20)의 양측벽을 관통하게 된다. 도 9를 참조하면, 제 1 중간흡입덕트(2A)의 내부에는 제 1 중간흡입덕트(2A)의 종방향으로 연장되는 흡입경로가 마련된다. 전술한 바와 같이, 국부흡입덕트(24)는 제 1 중간흡입덕 트(2A)에 연결된다. 국부흡입덕트(24)가 제 1 중간흡입덕트(2A)에 연결되는 위치의 하류측 위치에서 제 1 중간흡입덕트(2A)에는 흡입덕트(2a)가 형성된다. 흡입구(2a)의 하류측 위치에서 제 1 중간흡입덕트(2A)에는 팬(2b) 또는 흡입력 발생장치가 배치된다. 제 2 중간흡입덕트(2B)는 팬(2b)의 하류측 위치에서 제 1 중간흡입덕트(2A)에 연결된다.
제 2 중간흡입덕트(2B)는 베이스 플레이트(22)의 하측의 케이싱(20)의 하부공간을 통해 제 1 중간흡입덕트(2A)에 평행하게 연장되어 케이싱(20)의 양측벽을 관통하게 된다. 전술한 바와 같이, 국부흡입덕트(63)는 제 2 중간흡입덕트(2B)에 연결된다. 도시한 실시예에서, 중간흡입덕트(2A, 2B)는 장치내의 주흡입통로로서 작용한다. 제 2 중간흡입덕트(2B)의 하류측 단부는 공장배기시스템의 공장배기라인에 연결될 수 있다. 케이싱(20) 내에 존재하는 기체는 공장배기시스템의 흡입력에 의해 국부흡입덕트(24), 제 1 중간흡입덕트(2A)의 흡입구(2a)를 통하고 탑플레이트(6)의 흡입구(62)를 통해 흡입될 수 있다.
팬(2b)의 작동은 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다(후술함). 팬(2b)의 회전속도를 변화시킴으로써, 국부흡입덕트(24)의 흡입구 및 제 1 중간흡입덕트(2A)의 흡입구(2a)를 통한 흡입속도(즉, 유속) 또는 흡입력이 탑플레이트(6)의 흡입구(62)를 통한 흡입속도(즉, 유속)와는 관계없이 제어될 수 있다. 도시한 실시예에 있어서, 웨이퍼(W)의 가열이 실시될 때, 케이싱(20)의 하부공간내의 압력은 케이싱(20)의 상부공간내의 압력보다 낮게 유지되며, 케이싱(20) 내에는 도 10 및 도 11에서 화살표로 나타낸 기체유동이 형성된다. 이하 기체유동을 상세히 설명한다. 기체 (대표적으로는 불활성기체 또는 청정공기)가 웨이퍼 반입구(21)를 통해 케이싱(20) 속으로 들어와서 베이스 플레이트(22) 위의 케이싱(20)의 상부공간을 통해 케이싱(20)의 후면측으로 흐르며 탑플레이트(6) 및 가열판(53)에 의해 안내되거나 편향되어 웨이퍼(W)의 주위로부터 웨이프(W)의 중심측으로 흘러서 흡입구(62)를 통해 배출되거나, 또는 베이스 플레이트에 형성된 개구(31a) 및 통공(22a) 및/또는 가열판 지지부재(5)의 외주와 베이스 플레이트(22) 사이의 환형 틈새를 통해 베이스 플레이트(22) 아래의 케이싱(20)의 하부공간 속으로 흘러 들어간다. 케이싱(20)의 하부공간으로 유입된 기체는 국부유입덕트(24) 속으로 유입되어 제 1 중간흡입덕트(2A)측으로 흐르거나, 또는 구동기구(37)의 주위의 공간을 통해 흘러서 가열판 지지부재(5) 아래의 공간을 통해 흐르며 구동부(26) 주위의 공간을 통해 흘러서 흡입구(2a)를 통해 제 1 중간 흡입덕트(2A) 속으로 유입된다. 케이싱(20)의 상부공간을 통해 흐르는 기체는 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트액에 포함된 용매로부터 발생되는 용매증기를 동반하며 레지스트액에 포함된 레지스트 성분으로부터 생기는 물질을 승화시키고, 케이싱(20)의 하부공간 속으로 유입된다. 케이싱(20)의 하부공간을 통해 흐르는 기체는 구동기구(37) 및 구동부(26)에 의해 발생되는 입자들을 동반한다. 이들 기체는 제 1 중간 흡입덕트(2B)의 흡입구(2a)에 의해 흡입되어 케이싱(20)으로부터 제거된다.
가열장치(2)의 컨트롤러를 설명한다. 컨트롤러는 웨이퍼(W)의 이송, 웨이퍼(W)의 가열, 기체 유동의 제어를 포함하는, 가열장치(2)의 작동순서를 규정하는 공정법을 실시하기 위한 제어프로그램을 저장하는 데이터 저장매체를 갖는 컴퓨터 로 구성된다. 컴퓨터에 의해 제어프로그램을 실행할 때, 컴퓨터는 공정법에 따라서 가열장치(2)를 제어하여 가열장치(2)가 후술하는 다양한 작동(공정단계)을 실시하게 된다. 제어프로그램을 저장하기 위한 데이터 저장매체는 전형적으로 컴퓨터에 고정적으로 설치되는 HDD(하드디스크 드라이브)가 될 수 있다. 다른 방법으로서, 데이터 저장매체는 CD(컴팩트 디스크), MO(자기광학 디스크) 및 메모리 카드 등의 착탈형 매체일 수 있다. 이 경우, 컴퓨터에는 이런 착탈형 매체를 독취하도록 된 리더가 마련된다.
가열장치의 동작을 설명한다. 운반아암(41)을 갖는 외부 웨이퍼 컨베이어(도 6A 및 도 6B)는 레지스트액이 도포된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반입구(21)를 통하여 케이싱(20) 속으로 운반한다. 웨이퍼 컨베이어는 도 6A 및 도 6B를 참조하여 앞에서 설명한 방식으로 웨이퍼(W)를 냉각판(33)에 이송한다. 웨이퍼 컨베이어는 케이싱(20)으로부터 이동한다. 냉각판(30)이 가열판(53)으로 이동하기 전, 히터(53a - 53e)가 가열판(53)을 가열하므로, 가열판(53)의 상측면이 130℃ 등의 지정온도까지 가열되고, 탑플레이트(6)의 하측면도 가열판(53)으로부터 방출된 열에 의해 가열된다.
웨이퍼(W)를 지지하는 냉각판(33)은 가열판(53)의 바로 위의 위치(즉, 제 2 위치)까지 이동한 후, 지지핀(26a)이 상승하여 냉각판(33)에 의해 지지된 웨이퍼(W)의 후면을 지지하게 된다. 냉각판(33)이 그 정위치(도 1에서 좌측단부 위치)로 다시 이동한 후, 지지핀(26a)이 하강하여 웨이퍼(W)를 가열판(53)의 돌기(55) 상에 놓게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 가열판(53)에 의해 가열된다. 바람직하게 는, 가열처리의 면내 균일성을 얻기 위해서, 바람직하게는 가열판(53)의 주변부에 배치된 히터들이 가열판(53)의 중앙부에 배치된 히터에 의해 발생하는 발열량보다 많은 발열량은 발생시킨다.
웨이퍼(W)가 가열될 때, 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트액에 포함된 용매가 증발하고 레지스트액에 포함된 레지스트 성분의 일부가 승화한다. 이 때, 케이싱(20) 내의 기체를 흡수함으로써 케이싱(20) 내에서 전술한 기체유동이 발생됨에 따라서 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트액으로부터 발생된 증발된 용매와 승화된 물질이 웨이퍼(W)의 주변으로부터 탑플레이트(6)와 가열판(53) 사이의 공간을 통해 웨이퍼(W)의 중앙측으로 흐르고 탑플레이트(6)의 흡입부(62) 속으로 유입되는 기체에 의해 운반된다. 탑플레이트(6)와 가열판(53) 사이의 공간으로부터 반경방향 외측으로 유동할 수 있는 증발된 용매 및 승화된 물질의 일부는 케이싱(20)의 상부공간과 하부공간 사이의 압력차이 때문에 발생되는 베이스 플레이트(22)에 형성된 통공(22a) 속으로 유입되는 가스에 의해 운반되어 제 1 중간 흡입덕트(2A)의 흡입구(2a)를 통해 흡입된다. 이렇게 웨이퍼(W) 상의 레지스트액이 건조되어 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다.
웨이퍼(W)가 소정시간동안 가열된 후, 지지핀(26a)이 상승하여 그 위의 웨이퍼(W)를 지지하게 된다. 냉각판(33)은 가열판(53) 바로 위의 위치까지 이동하고, 웨이퍼(W)는 지지핀(26a)으로부터 냉각판(33)에 이송된다. 고온 웨이퍼(W)로부터 냉각판(33)으로 열이 전달되므로, 냉각판(33)의 온도가 상승한다. 냉각판(33)이 그 정위치로 복귀하였을 때, 국부흡입덕트(24)의 흡입구 및 냉각기구(3)의 핀구조 물(35)가 서로 일치하도록 정렬된다. 따라서, 국부흡입덕트(24) 속으로 유입될 기체는 핀구조물(35)을 통과하여 핀구조물을 냉각시키게 된다. 따라서, 연결브라켓(31)이 냉각되고, 냉각판(33)이 히트 파이프(35)을 통하여 냉각되는데, 이는 도 5를 참조하여 앞에서 설명하였다. 도시하지 않은 외부 웨이퍼 컨베이어가 냉각판(33)으로부터 웨이퍼(W)를 집어서 그 웨이퍼(W)를 소정의 운반 스케쥴에 따라서 다른 장치에 이송할 것인데, 이는 후에 설명한다. 웨이퍼 컨베이어에 의해 웨이퍼를 집어들기 전, 웨이퍼(W)의 주냉각이 냉각판(33)에 의해 실시된다.
웨이퍼 컨베이어의 운반 아암(41)은 냉각판(33)으로부터 웨이퍼(W)를 들어올려 케이싱(20)으로부터 웨이퍼(W)를 꺼낸다. 그 후, 그 다음 웨이퍼(W)가 가열장치(2)의 케이싱(20) 속으로 운반되어 전술한 방식으로 가열처리를 받을 것이다.
전술한 가열장치(2)는 다음과 같은 이점을 얻는다.
전술한 바와 같이, 냉각판(33)은, 냉각판(33)이 그 정위치에 있을 때 핀구조물(35) 주위의 기체를 핀구조물(35)을 통해 국부흡입덕트(24) 속으로 흡입함으로써, 연결브라켓(31) 및 히트 파이프(35)를 통해 냉각판(33)에 열적으로 연결된 핀구조물(35)을 냉각시킴으로써 냉각된다. 따라서, 냉각판을 냉각시키기 위한 냉각액을 공급하기 위해 케이싱(20)을 통해 연장되는 냉각액관을 제공할 필요가 없으며, 따라서 냉각판(33)을 이동시키기 위한 구동기구(37) 등, 가열장치(2)의 구성부품의 레이아웃 설계의 자유도가 향상될 수 있다. 또한, 국부흡입덕트(24)의 사용 때문에, 흡입력을 발생시키는 팬(2b)이 핀구조물(35)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 팬이 가열장치(2)의 전체 사이즈에 영향을 주지 않고 가열장치(2)의 구성부품, 특히 냉각판(33)의 구동기구(37)의 레이아웃 설계 자유도를 제한하지 않도록 적절한 위치에 팬을 배치할 수 있다. 또한, 핀구조물(35)을 냉각시키기 위한 기체가 포트로부터 핀구조물(35)측으로 유출되지만 포트(국부흡입덕트(24)의 흡입구) 속으로 흡입되지 않으므로, 케이싱(20) 내의 입자들이 일어날 가능성은 적다. 입자들이 일어나더라도 국부흡입덕트(24)의 흡입구 속으로 흡입된다. 따라서, 웨이퍼(W) 및 케이싱(20) 내의 분위기가 오염된다.
전술한 바와 같이, 국부흡입덕트(24)는 베이스 플레이트(22)의 아래의 케이싱(20)의 하부공간을 통해 연장되는데, 이 하부공간에는 (웨이퍼와 비교하여) 비교적 작은 폭을 갖는 구동기구(37)(및 구동부(26))가 배치되며, 이 하부공간은 구동기구(37)(및 구동부(26)) 옆에 국부흡입덕트(24)를 배치하기 위한 공간을 갖는다. 따라서, 케이싱(20)의 전체 높이는 케이싱(20)의 국부흡입덕트(24)의 제공으로 증가되지 않는다.
전술한 바와 같이, 흡입덕트(63)의 근접단부는 제 2 중간흡입덕트(2B)에 연결되며, 국부흡입덕트(24)의 근접단부는 제 1 중간흡입덕트(2A)에 연결되고, 제 1 중간흡입덕트(2A)는 제 2 중간흡입덕트(2B)에 연결된다. 따라서, 케이싱(20)에서 도출된 덕트의 수가 감소될 수 있다.
전술한 바와 같이, 국부흡입덕트(24)는 베이스 플레이트(22)의 하측의 케이싱(20)의 하부공간(22)의 분위기를 흡입하는 제 1 중간흡입덕트(2A)에 연결되며, 탑플레이트(6)에 연결된 흡입덕트(63)는 제 1 중간흡입덕트(2A)의 하류측 단부에 연결된 제 2 중간흡입덕트(2B)에 연결되며, 팬(2b)(즉, 흡입력 발생장치)은 제 1 중간 흡입덕트(2A) 내에 배치되고, 국부흡입덕트(24)는 팬(2b)이 배치된 위치의 상류측 위치에서 제 1 중간흡입덕트(2A)에 연결된다. 따라서, 흡입덕트로 구성된 흡입시스템의 구조가 간단하게 되며, 국부흡입덕트(24)의 큰 흡입력을 얻을 수 있기 때문에 핀구조물(35)이 효과적으로 냉각될 수 있다.
전술한 바와 같이, 냉각판(33)의 주위에는 웨이퍼 운반아암(41)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 절제부(34)가 마련되므로, 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 운반아암(41)이 냉각판(33)을 통해 하방으로 이동하여 웨이퍼(W)를 냉각판(33)에 이송하게 된다. 따라서, 웨이퍼지지핀 및 이 지지핀을 수직운동하게 구동하기 위한 상승기구 등, 웨이퍼 운반아암(41)과 냉각판(31) 사이의 웨이퍼(W)의 이송을 돕기 위한 수단을 가열장치(2)에 마련할 필요가 없다. 따라서, 가열장치(2)의 구성부품의 총 개수가 감소될 수 있다.
다른 하나의 실시예에 있어서는 케이싱(20) 내에 국부흡입덕트(24)를 제공하는 대신에 냉각액 공급기구 및 냉각액 배출기구에 연결된 냉각액 통로가 내부에 마련된 냉블럭을 제공할 수 있다. 이 경우, 핀구조물(35)의 대신에 냉각블럭을 제공할 수 있다. 냉각판이 그 정위치에 있을 때, 냉블럭은 냉각블럭과 접촉하며, 따라서 냉블럭은 냉각블럭으로부터 열을 흡수하므로, 냉각판(33)으로부터 열이 히트 파이프(38)를 통해 냉각블럭에 전달됨으로써 냉각판(33)이 냉각된다.
본 발명의 다른 실시예에서의 가열장치(7)를 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 가열장치는 주로 가열판과 탑플레이트 사이의 공간속에 기체유동을 발생시키기 위한 구조에서 도 1 내지 도 11의 실시예(가열장치(2))와 다르다.
도 12 내지 도 14에서, 도면부호 70, 71, 72 및 73은 각각 케이싱, 웨이퍼 반입구, 베이스 플레이트 및 베이스 플레이트에 형성된 개구를 나타낸다. 도면부호 74는 전술한 실시예의 냉각기구(3)와 동일한 구조를 가지며, 구동기구(78)에 의해 가이드레일(도시하지 않음)을 따라서 전후방향으로 이동하는 냉각판(75), 연결브라켓(76), 다수의 냉각핀을 갖는 핀구조물(77), 및 히트 파이프(도시하지 않음)를 포함하는 냉각기구를 나타낸다. 상기 도시하지 않은 히트 파이프는 전술한 실시예의 냉각기구(3)의 히트 파이프(38)와 동일한 방식으로 냉각판(75) 및 연결브라켓(76)에 매립될 수 있다. 베이스 플레이트(720의 하측에는 국부흡입덕트(79)(즉, 제 1 흡입통로)가 배치된다. 국부흡입덕트(79)의 흡입구는, 전술한 실시예의 가열장치(2)의 국부흡입덕트(24)가 배치되는 것처럼, 냉각판(75)이 외부 웨이퍼컨베이어로부터 웨이퍼(W)를 받는 정위치에 냉각기구(74)의 냉각판(75)이 위치할 때 핀구조물(77)에 인접하여 위치하도록 배치된다. 국부흡입덕트(79)의 말단부는 흡입관(80)(즉, 제 2 흡입통로)(후술함)에 연결된다. 도면부호 75a는 가열판(81)과 냉각판(75) 사이에서 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 지지핀을 나타내며, 도면부호 75b는 지지핀(75a)을 수직방향으로 이동시키기 위한 구동기구를 나타낸다.
가열장치(7)의 가열판(81)은 전술한 실시예의 가열판(51)과 동일한 구조를 가지며, 가열판(81)의 주위와 바닥은 전술한 실시예의 가열판 지지부재(5)와 본질적으로 동일한 구조를 갖는 가열판 지지부재(82)로 둘러싸인다. 도면부호 81a는 상면에 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 가열판(81)상에 배치된 돌출부를 나타내며, 도면부호 82a는 가열판 지지부재(82)의 주위벽과 바닥벽에 형성되어 진공단열층으로 서 기능하는 진공챔버를 나타낸다. 도면부호 83은 가열판(81)에 놓여진 웨이퍼(W)와 대향하도록 지지부(84)를 통해 가열판(81) 위에 견고히 배치되어 기체유동 가이드로서 기능하는 탑플레이트를 나타낸다. 탑플레이트(83)의 내부에는 상부에서 보아 가열판(81)을 덮는데 충분한 크기를 갖는 진공단열층으로서 기능하는 진공챔버(88)가 내부에 마련된다. 또한 지지부(84)의 내부에는 진공챔버(84a)가 마련된다. 따라서 탑플레이트(83)와 지지부(84)는 진공단열구조를 갖는다.
도 13 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 가스젯트부(85) 및 기체흡입부(86)는 그 사이에 가열판(81)이 위치하도록 배치된다. 가스젯트부(85) 및 기체흡입부(86)는 서로 대향 배치되며, 서로 Y방향으로 평행하게 수평방향으로(즉, 케이싱(70)의 폭방향으로) 연장된다. 가스젯트부(85)는 Y방향으로 배열된 소직경의 다수의 가스젯트공(85a)을 갖는다. 가스젯트공(85a)이 배치되는 영역은 Y방향으로 측정된 웨이퍼(W)의 크기(즉, 직경)와 같거나 큰 길이를 갖는다. 기체흡입부(86)는 Y방향으로 배열된 소직경의 다수의 기체흡입공(85a)을 갖는다. 흡입관(80)의 일단부는 기체흡입부(86)에 연결된다. 흡입관(80)의 타단부는 케이싱(70)으로부터 도출되어 공장배기시스템의 공장배기라인에 연결된다. 흡입관(80) 내에는 팬(87) 또는 흡입력 발생장치가 배치되는데, 이 장치는 케이싱(70) 내의 기체를 기체흡입공(86a) 및 국부흡입덕트(79)의 흡입구를 통하여 배출시키기 위해 소정의 회전속도로 회전한다. 가열판(81)의 돌기(81a) 상에 놓여진 웨이퍼(W)가 가열판(81)에 의해 가열될 때, 가스젯트공(85a)은 탑플레이트(83)의 하측면측으로 퍼징가스를 분출하는 한편 퍼징가스는 가열판(81)과 탑플레이트(83) 사이의 공간으로부터 기체흡입공(85a)을 통해 흡입된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 전체표면이 일방향으로 유동하는 퍼징가스(도 15에 화살표로 나타냄)로 덮여지는데, Y방향에 대한 폭은 웨이퍼(W)의 폭과 같거나 크며 웨이퍼(W)의 일측으로부터 타측으로 흐른다. 웨이퍼(W)의 가열이 완료된 후, 냉각판(75)은 가열판(81)으로부터 웨이퍼(W)를 받아서 그 정위치로 복귀하는데, 이 정위치에서 케이싱(70) 내의 기체를 국부흡입덕트(79)의 흡입구를 통해 흡입함으로써 핀구조물(77)의 핀이 냉각된다. 따라서, 냉각판(75) 상의 웨이퍼(W)는 히트 파이프를 통한 열전달에 의해 냉각된다.
본 실시예에서, 기체가 웨이퍼(W)의 일측으로부터 웨이퍼(W)의 타측으로 흐르는 동안 웨이퍼(W)가 가열됨에 따라서, 기체가 웨이퍼(W)의 주위에서 정체하지 않고 웨이퍼 표면 위에 균일한 기체속도 분포가 얻어질 수 있다. 따라서, 레지스트액으로부터 발생한 용매증기 및 승화물질이 웨이퍼(W) 위의 공간에서 효과적으로 제거될 수 있으며, 따라서 웨이퍼(W)에 대한 입자들의 점착이 억제될 수 있다. 또한, 가열판(81)과 웨이퍼(W)의 후면 사이의 공간의 온도와 탑플레이트(83)와 웨이퍼(W)의 후면 사이의 공간의 온도간의 온도차이가 작으므로, 웨이퍼(W) 주위의 일방향 유동이 방해받지 않으며, 따라서 웨이퍼(W)를 높은 면내 균일도로 처리할 수 있다. 또한, 냉각판(75)이 그 정위치에 있을 때 가열장치(7)의 핀구조물(77)은 가열장치(2)와 동일한 방식으로 냉각되므로 냉각판(75)도 효과적으로 냉각될 수 있다.
일방향 유동을 발생시키는데 가스젯트공(85a)이 반드시 필요한 것은 아님을 알아야 한다. 하나의 실시예에 있어서, 가열판(81)과 탑플레이트(83) 사이의 공 간(88)은 냉각판(73)측에 개구를 갖는 벽으로 둘러싸여서 웨이퍼(W)를 수용하는 반폐쇄 공동을 형성한다. 이 경우, 가스젯트공(85a)으로부터 기체의 분출 없이 기체흡입공(86a)을 통해 흡입함으로써 일방향 유동이 공동 내에서 발생할 수 있다.
가열장치(2)를 이용하는 레지스트패턴 형성시스템 또는 도포 및 현상 시스템의 하나의 실시예를 도 16 내지 도 19를 참조하여 설명한다. 이 레지스트패턴 형성시스템은 캐리어블럭(S1), 처리블럭(S2), 인터페이스블럭(S3) 및 노광장치(S4)를 포함한다. 캐리어블럭(S1) 속에는 다수의, 예를 들어 13개의 웨이퍼(W)를 기밀하게 내부에 수용하는 캐리어(90)가 장전되고 그로부터 배출된다. 상기 처리블럭(S2)은 다층구조를 갖는데, 다시 말해서 이 처리블럭(S2)은 수직방향으로 배치된 다수의, 예를 들어 5개의 서브블럭(B1 - B5)으로 구성된다.
캐리어블럭(S1)은 상면에 다수의 캐리어(90)를 장착하기 위한 장착테이블(91), 상기 장착테이블(91)과 대향하여 배치되는 전방벽면에 형성된 게이트(92), 및 웨이퍼(W)를 캐리어(90)로부터 게이트(92)를 통해 꺼내기 위한 이송아암(C)을 포함한다.
하우징(93)으로 둘러싸인 처리블럭(S2)은 캐리어블럭(S1)의 후면에 연결된다. 도시한 실시예에서, 처리블럭(S2)은 도 17에 도시한 바와 같이 제 1 내지 제 5 서브블럭(B1 - B5)을 포함한다. 최하측의 서브블럭과 그 다음의 서브블럭은 웨이퍼(W)를 현상하기 위한 제 1 및 제 2 서브블럭(DEV층)(B1 및 B2)이다. 제 3 서브블럭(TCT층)(B3)은 레지스트막상에 놓이는 반사방지막을 형성하기 위해 제공된다. 제 4 서브블럭(COT층)(B4)은 웨이퍼(W)를 레지스트액으로 도포하기 위해 제공 된다. 제 5 서브블럭(BCT층)(B5)은 레지스트막 위에 놓이는 반사방지막을 형성하기 위해 제공된다.
서브블럭(B1 - B5)에는 웨이퍼(W)를 화학약품액으로 도포하기 위한 액처리부, 웨이퍼(W)를 액처리부로 처리하기 전후에 웨이퍼(W)를 처리하기 위한 다양한 가열부 및 냉각부, 및 웨이퍼(W)를 상기 장치부 사이에서 이송하는 메인아암(A1 - A5)이 각각 마련된다.
서브블럭(B1 - B5)을 도 14에 도시한 COT층(B4)을 일예로 들어서 설명한다. 캐리어블럭(S1)에서 보아서, COT층(B4)에는 우측에 코팅부(94)가 마련되고 좌측에 단위스택(U1 - U4)이 이 순서로 배치된다. 코팅부(94)는 웨이퍼(W)를 레지스트액으로 도포하기 위한 다수의 코팅장치를 포함한다. 각각의 단위스택(U1 - U4)은 적층된 가열부 또는 냉각부를 포함한다. 도시한 실시예에서, 각 단위스택(U1 - U4)은 예를 들어 코팅부(94)에 의한 코팅처리 전의 예비처리 및/또는 코팅부(94)에 의한 코팅처리 후의 후처리를 실시하기 위한 두 개의 장치부를 갖는다.
웨이퍼(W)의 전처리 및 후처리를 실시하기 위한 전술한 장치부로는, 웨이퍼(W)를 레지스트액으로 도포하기 전에 웨이퍼(W)의 온도를 조정하기 위한 냉각부(COL), 웨이퍼(W)를 레지스트액으로 도포한 후에 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 "예비소성부"라고 부르는 가열부(CHP)(95), 웨이퍼(W)의 엣지부만을 노광시키기 위한 주변노광부(WEE)가 포함된다. 이 도포 및 현상 시스템에서는, 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한 가열장치(2)(7)를 가열부(95)로서 사용한다. 냉각부(COL) 및 가열부(CHP)(95) 등의 다수의 처리부는 각각의 케이싱(96)(처리용기) 내에 수용된다. 각 단위스택(U1 - U4)은 두 개의 케이싱(96)을 적층하여 구성된다. 각 케이싱(96)은 이송영역(R1)과 대향하는 표면에 형성된 이송구(97)를 갖는다. 웨이퍼(W)는 이송구(97)를 통하여 케이싱(96)에 장입되고 배출된다. 도시한 실시예에서는 두 개의 가열부(CHP)(95)가 적층되어 단위스택(U3)을 형성하며, 단위스택(U4)에는 하나의 가열부(CHP)(95)가 포함된다(도 19 참조).
메인아암(A4)은 이송영역(R1)에 배치된다. 메인아암(A4)은 전후방(X방향)으로 이동할 수 있고, 수직방향으로 이동할 수 있으며, 수직축을 중심으로 회전할 수 있고, Y방향으로 이동할 수 있다. 메인아암(A4)은 독자적으로 동작하는 두 개의 운반아암(201, 202), 운반아암(201, 202)이 장착되는 아암베이스(203), 아암베이스(203)를 회전시키는 회전기구(204), 및 회전기구(204)를 통하여 아암베이스(203)를 지지하며 수직방향으로 연장되는 레일(208)을 따라서 수직방향으로 이동 가능한 Y축 레일(207)을 따라서 Y방향으로 이동 가능한 슬라이드 베이스(205)를 포함한다. 도 19에서 도면부호 206은 단위스택(U1 - U4)을 그 상면에 지지하는 단위베이스를 나타낸다.
캐리어블럭(S1)에 인접한 이송영역(R1)의 부위는 제 1 웨이퍼 이송영역(R2)은 제 1 웨이퍼 이송영역(R2)으로서 기능한다. 도 16 및 도 18에 도시한 바와 같이, 단위스택(U5)은 이송아암(C) 및 메인아암(A4)이 접근할 수 있는 위치에 배치된다. 제 1 웨이퍼 이송영역(R2)에는 웨이퍼(W)를 단위스택(U5)에 대하여 이송시키는 제 1 이송아암(D1)이 마련된다.
도 18에 도시한 바와 같이, 단위스택(U5)은 다수의 제 1 이송스테이지(TRS1 - TRS5)를 포함한다. 각 서브블럭(B1 - B5)에는 하나 이상(도시한 실시예에서는 두 개)의 제 1 이송스테이지(TRS1 - TRS5)가 할당되며, 이 제 1 이송스테이지는 각 서브블럭(B1 - B5)에 할당된 메인아암(A1 - A5)이 접근하여 웨이퍼(W)를 이송할 수 있게 된다.
인터페이스블럭(S3)에 인접한 운반영역(R1)의 부위는 제 2 웨이퍼 이송영역(R3)으로서 기능한다. 도 16에 도시한 바와 같이, 제 2 이송영역(R3)에서, 단위스택(U6)은 메인아암(A4)이 접근할 수 있는 위치에 배치된다. 제 1 웨이퍼 이송영역(R2)에는 웨이퍼(W)를 단위스택(U6)에 대하여 이송하는 제 2 이송아암(D2)이 마련된다.
도 18에 도시한 바와 같이, 단위스택(U6)은 다수의 제 1 이송스테이지(TRS6 - TRS10)를 포함한다. 각 서브블럭(B1 - B5)에는 하나 이상(도시한 실시예에서는 두 개)의 제 1 이송스테이지(TRS6 - TRS10)가 할당되며, 이 제 1 이송스테이지는 각 서브블럭(B1 - B5)에 할당된 메인아암(A1 - A5)이 접근하여 웨이퍼(W)를 이송할 수 있게 된다.
그 외의 서브블럭(층)(B1 - B3, B5 및 B6)을 이하에 간단히 설명한다. DEV층(B1, B2)은 동일한 구조를 가지며, 각각 웨이퍼(W)를 현상시키기 위한 다수의 현상장치를 갖는 현상부를 포함한다. DEV층(B1, B2)의 각 단위스택(U1 - U4)은 노광된 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 소위 "노광후 소성장치"라는 가열부(PEB), 웨이퍼(W)가 가열부(PEB)에 의해 처리된 후에 웨이퍼(W)의 온도를 조정하기 위한 냉각부(COL), 현상된 웨이퍼(W)를 가열하여 수분을 제거하기 위한 소위 "후소성부"라는 가열부(POST)를 포함한다. 전술한 것 외에, 각 DEV층(B1, B2)은 COT층(B4)의 구조와 동일한 구조를 갖는다. DEV층(B1, B2)에 배치된 가열부는 COT층(B4)의 가열부(95)와 동일한 구조를 갖지만, 처리온도 및 처리시간에서만 서로 다르다.
TCB층(B3)은 웨이퍼(W)를 레지스트액으로 도포하기 전에 반사방지막을 형성하기 위한 화학약품액으로 웨이퍼(W)를 도포하는 반사방지막 형성부를 포함한다.
단위스택(6)의 후면상의 처리블럭(S2)에는 노광장치(S4)가 인터페이스블럭(S3)을 통해 연결된다. 인터페이스블럭(S3)에는 제 1 내지 제 4 서브블럭(B1 - B4)의 제 2 이송스테이지(TRS6 - TRS9)에 대하여 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 인터페이스아암(B)이 마련된다.
레지스트패턴 형성장치 내에서의 웨이프(W)의 흐름을 이하에 설명하는데, 여기서 반사방지막은 레지스트막의 상측면과 하측면에 모두 형성된다. 외부로부터 캐리어(90)가 캐리어블럭(S1) 속에 장입된다. 웨이퍼(W)가 이송아암(C)에 의해 캐리어(90)로부터 꺼내어진다. 웨이퍼(W)는 이송아암(C)으로부터 제 2 서브블럭(B2)에 할당된 단위스택(U5)의 이송스테이지(TRS2)에 이송된다. 제 1 이송아암(D1)은 웨이퍼(W)를 이송스테이지(TRS2)로부터 BCT층(B5)에 할당된 이송스테이지(TRS5)에 이송하며, 그 후 BCT층(B5)의 메인아암(A5)이 웨이퍼(W)를 받는다. 그 후, BCT층(B5)에 있어서, 웨이퍼(W)는 메인아암(A5)에 의해 냉각부(COL), 제 1 반사방지막 형성부, 가열부(CHP) 및 단위스택(U6)의 제 2 이송스테이지(TRS10)에 이 순서로 이송된다. 따라서, 제 1 반사방지막이 웨이퍼(W) 상에 형성된다.
이후, BCT층(B5)에 할당된 이송스테이지(TRS10) 상의 웨이퍼(W)가 제 2 이송 아암(D2)에 의해, COT층(B4)에 할당된 이송스테이지(TRS9)에 이송된 후, COT층(B4)의 메인아암(A4)에 이송된다. COT층(4)에서는, 웨이퍼(W))가 메인아암(A3)에 의해, 냉각부(COL), 코팅부(94), 가열부(CHP)(95), 및 이송스테이지(TRS4)에 이 순서로 이송된다. 따라서, 제 1 반사방지막에 레지스트막이 형성된다.
다음으로, COT층(4)에 할당된 이송스테이지(TRS4) 상의 웨이퍼(W)가 제 1 이송아암(D1)에 의해, TCT층(B3)에 할당된 이송스테이지(TRS3)에 이송된 후 TCT층(B3)의 메인아암(A3)에 이송된다. TCT층(B3)에서는, 웨이퍼(W)가 메인아암(A3)에 의해, 냉각부(COL), 제 2 반사방지막 형성부, 가열부(CHP), 주변노광부(WEE), 및 단위스택(U6)의 제 2 이송스테이지(TRS8)에 이 순서로 이송된다. 따라서, 레지스트막에는 제 2 반사방지막이 형성된다.
다음으로, 제 2 이송스테이지(TRS6) 상의 웨이퍼(W)는 인터페이스아암(B)에 의해 노광장치(S4)로 이송되며, 노광장치에서 웨이퍼(W)는 소정은 노광처리를 받게 된다. 웨이퍼(W)가 노광된 후, 노광된 웨이퍼(W)는 인터페이스아암(B)에 의해, DEV층(B1)(또는 DEV층(B2))에 할당된 단위스택(U6)의 제 2 이송스테이지(TRS6(또는 TRS7))에 이송된다. 스테이지(TRS6)(또는 TRS7) 상의 웨이퍼(W)는 DEV층(B1)(또는 DEV층(B2))의 메인아암(A1)(또는 메인아암(A2))에 의해 집어진다. DEV층(B1)(또는 DEV층(B2))에서, 웨이퍼(W)는 가열부(PEB), 냉각부(COL), 현상부, 및 가열부(POST)에 이 순서로 이송된다. 따라서, 웨이퍼(W)는 소정의 현상공정을 받는다. 현상된 웨이퍼(W)는 제 1 이송스테이지(TRS1)(또는 TRS2)에 이송된 후 이송아암(C)에 이송된다. 마지막으로, 웨이퍼(W)는 이송아암(C)에 의해, 캐리어블럭(S1) 상에 놓여진 본래의 캐리어(90)에 복귀된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가열장치(2)(7)는 크기가 작으므로, 작은 크기의 도포 및 현상 시스템을 얻을 수 있다.
상기 가열장치(2)는 전술한 도포 및 현상 시스템 이외에, 기판을 절연막의 액체 전구체로 도포하고 액체 전구체를 가열하여 기판상에 절연막을 형성할 수 있는 절연막형성 시스템에 적용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 케이싱과;
    상기 케이싱 내에 배치되어 코팅액으로 도포된 기판을 가열하도록 된 가열판과;
    상기 케이싱 내에 배치되는 냉각판으로서, 상면의 기판을 지지하고, 상기 기판이 상기 냉각판과 상기 케이싱의 외부에 배치된 외부기판컨베이어 사이에서 이송되는 상기 케이싱 내의 제 1 위치와 상기 기판이 상기 냉각판과 상기 가열판 사이에서 이송되는 상기 가열판 위의 상기 케이싱 내의 제 2 위치로 이동하게 되어있으며, 상기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각시키는 냉각판과;
    상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 상기 냉각판을 이동시키도록 된 냉각판 구동기구와;
    상기 가열판과 상기 냉각판 사이에서 상기 기판을 이송시키기 위해 상기 기판을 임시로 지지하도록 된 기판지지부재와;
    상기 기판지지부재를 이동시키도록 된 기판지지부재 구동부와;
    상기 냉각판에 연결된 제 1 단부와, 제 2 단부를 갖는 히트 파이프와;
    상기 히트 파이프의 제 2 단부에 열적으로 연결된 냉각핀을 가지며 상기 냉각판과 함께 이동하도록 상기 냉각판에 연결되는 핀구조물과;
    상기 냉각판이 상기 제 1 위치에 있을 때 상기 핀구조물에 인접하여 위치하도록 상기 케이싱 내의 공간과 통하는 흡입구를 가지므로, 상기 케이싱 내의 기체 가 흡입구를 통하여 흡입되어 상기 핀구조물의 인접핀 사이의 틈새를 통해 흐르는 기체유동을 형성하여 상기 핀구조물을 냉각시킬 때 상기 냉각판이 상기 히트 파이프를 통해 냉각되도록 하는 제 1 흡입통로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판가열장치.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 냉각판의 제 1 위치는 상기 냉각판의 제 2 위치로부터 수평방향으로 이격되며,
    상기 케이싱의 내부에는 상기 케이싱의 내부를 상측의 상부공간과 하측의 하부공간으로 분할하는 구획판이 마련되며,
    상기 냉각판은 상기 상부공간내에 배치되며,
    상기 냉각판 구동기구 및 상기 기판지지부재 구동부는 상기 하부공간내에 배치되며,
    상기 제 1 흡입통로는 상기 하부공간을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 기판가열장치.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 기판가열장치는,
    상기 가열판 위에 상기 가열판과 대향하도록 배치된 탑플레이트와;
    상기 가열판과 상기 탑플레이트 사이의 공간으로부터 기체를 흡입하도록 된 흡입구를 구비하여 상기 탑플레이트를 따라서 기체가 흘러서 상기 흡입구 속으로 유입하게 하는 제 2 흡입통로를 더 포함하며,
    상기 제 2 흡입통로는 상기 제 1 흡입통로와 합쳐지는 것을 특징으로 하는 기판가열장치.
  4. 청구항 2 에 있어서,
    상기 기판가열장치는,
    상기 가열판 위에 상기 가열판과 대향하도록 배치된 탑플레이트와;
    상기 가열판과 상기 탑플레이트 사이의 공간으로부터 기체를 흡입하도록 된 흡입구를 구비하여, 상기 탑플레이트를 따라서 기체가 흘러서 상기 흡입구 속으로 유입되게 하는 제 2 흡입통로와;
    상기 제 2 흡입통로가 합쳐지는 주흡입통로와;
    상기 케이싱의 하부공간을 흡입하는 흡입력을 발생시키도록 상기 주흡입통로 내에 배치된 흡입력발생장치를 더 포함하며,
    상기 제 1 흡입통로는 상기 흡입력 발생장치의 상류측 위치에서 상기 주흡입통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판가열장치.
  5. 청구항 1 에 있어서,
    상기 냉각판은 그 주변부에 절제부를 가지므로, 상기 절제부와 대응하는 형상을 가지고 상기 기판을 지지하는 기판지지아암을 갖는 상기 외부기판컨베이어가 상기 냉각판을 수직방향으로 통과하여 상기 기판을 상기 냉각판에 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판가열장치.
  6. 기판을 지지하는 기판캐리어를 수용하거나 운반하도록 된 캐리어블럭과;
    캐리어로부터 제거된 기판상에 레지스트를 도포하도록 된 코팅장치, 상기 레지스트로 도포된 기판을 가열하도록 된 청구항 1의 기판가열장치, 및 노광된 기판을 현상시키도록 된 현상장치를 포함하는 처리블럭과;
    상기 기판을 상기 처리블럭과 노광장치 사이에서 이송시키도록 된 인터페이스블럭을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포 및 현상 시스템.
  7. 코팅액으로 도포된 기판을 가열판으로 가열하는 단계와;
    상기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각핀을 갖는 핀구조물에 연결된 냉각판에 이송하는 단계와;
    상기 기판을 지지하는 상기 냉각판을 상기 가열판으로부터 이격된 위치로 이동시켜서 제 1 흡입통로의 흡입구에 인접한 상기 냉각판에 연결된 핀구조물을 위치시키는 단계와;
    상기 핀구조물의 주위에 존재하는 기체를 상기 흡입구를 통해 흡입하여 상기 핀구조물의 인접핀 사이의 틈새를 통해 상기 흡입구 속으로 기체가 유입하게 하므로써, 상기 냉각판과 그 상면에 놓여진 기판을 상기 냉각판으로부터 상기 핀구조물로의 열전달에 의해 냉각시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판가열방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기판은, 상기 기판 위에 탑플레이트가 배치되고 기체가 상기 탑플레이트를 통해 제 2 흡입통로의 흡입구 속으로 유입되는 동안에 가열되며,
    상기 제 1 흡입통로를 통해 흐르는 기체는 상기 제 2 흡입통로를 통해 흐르는 기체와 합쳐지는 것을 특징으로 하는 기판가열방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 방법은 내부가 구획판에 의해 상부공간과 하부공간으로 분할된 가열장치를 사용하여 실시되며, 상기 냉각판과 상기 가열판은 상기 상부공간에 배치되고, 상기 냉각판을 이동시키기 위한 냉각판 구동기구와, 상기 냉각판과 상기 가열판 사이에서의 웨이퍼의 이송을 도와주기 위한 기판지지부재를 이동시키기 위한 기판지지부재 구동부가 상기 하부공간에 배치되며,
    상기 방법은,
    상기 하부공간에 존재하는 기체를 주흡입통로를 통해 흡입하는 단계와;
    상기 주흡입통로 내에 배치된 흡입력발생장치에 의해 흡입력을 발생시키는 단계와;
    상기 제 1 흡입통로를 통해 흐르는 기체를, 상기 흡입력발생장치가 배치된 위치의 상류측 위치에서 상기 주흡입통로를 통해 흐르는 기체에 합류시키는 단계 와;
    상기 제 2 흡입통로를 통해 흐르는 기체를, 상기 흡입력 발생장치가 배치되는 위치의 하류측 위치에서 상기 주흡입통로를 통해 흐르는 기체와 합류시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판가열방법.
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