KR102041318B1 - 기판 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 열 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 상기 기판이 처리되는 처리 공간을 밀폐한 상태에서 히터가 제공된 지지 플레이트로부터 상기 기판을 제1높이로 이격시켜 상기 기판을 가열하는 제1처리 단계, 상기 제1처리 단계 이후에, 상기 기판이 제2높이에 위치되도록 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 가열하는 제2처리 단계, 상기 제2처리 단계 이후에, 상기 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되도록 상기 기판을 승강시켜 제3높이에 위치시켜 상기 기판을 가열 처리하는 제3처리 단계, 그리고 상기 제3처리 단계 이후에, 상기 기판이 제4높이에 위치되도록 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 가열 처리하는 제4처리 단계를 포함한다. 이로 인해 처리 공간의 기류 흐름 속도를 조절하여 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간의 온도차를 최소화하고, 공정 부산물을 신속히 배기시킬 수 있다.

Description

기판 처리 방법 및 장치{Method and Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판을 열 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 기판 상에 액막을 형성하는 공정으로 도포 공정이 사용된다. 일반적으로 도포 공정은 처리액을 기판 상에 도포하여 액막을 형성하는 공정이다.
기판 상에 액막을 형성하기 전후에는 기판을 베이크하는 베이크 처리 과정이 진행된다. 베이크 처리 과정은 밀폐된 공간에서 기판을 공정 온도 또는 그 이상으로 가열 처리하는 과정으로, 액막 상에 유기물을 날려 액막을 안정화시킨다. 이러한 베이크 처리 과정은 공정에 따라, 기판의 전체 영역을 균일한 온도로 가열해야 한다.
그러나 기판이 처리되는 공간에는 기류가 유입되는 영역과 배기되는 영역이 각각 다르며, 기판은 유입 영역에 인접한 영역과 배기 영역에 인접한 영역에 대한 온도가 각각 상이해진다. 이로 인해 액막은 영역 별로 불균일하게 가열 처리되며, 이로 인해 액막의 두께는 영역 별로 상이해진다.
한국 등록 특허 번호 10-0735742
본 발명은 기판의 전체 영역을 균일하게 베이크 처리할 수 있는 장치 및 방법을 일 목적으로 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판 상에 형성된 액막의 두께를 균일하게 조절할 수 있는 장치 및 방법을 일 목적으로 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 상기 기판이 처리되는 처리 공간을 밀폐한 상태에서 히터가 제공된 지지 플레이트로부터 상기 기판을 제1높이로 이격시켜 상기 기판을 가열하는 제1처리 단계, 상기 제1처리 단계 이후에, 상기 기판이 제2높이에 위치되도록 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 가열하는 제2처리 단계, 상기 제2처리 단계 이후에, 상기 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되도록 상기 기판을 승강시켜 제3높이에 위치시켜 상기 기판을 가열 처리하는 제3처리 단계, 그리고 상기 제3처리 단계 이후에, 상기 기판이 제4높이에 위치되도록 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 가열 처리하는 제4처리 단계를 포함한다.
상기 제2높이와 상기 제4높이는 각각 상기 기판이 상기 지지 플레이트 상에 놓여지는 위치일 수 있다. 상기 제1높이 및 상기 제3높이는 서로 동일한 높이일 수 있다.
상기 제1처리 단계는 제1시간동안 수행되고, 상기 제2처리 단계는 제2시간동안 수행되며, 상기 제3처리 단계는 제3시간동안 수행되고, 상기 제4처리 단계는 제4시간동안 수행되되, 상기 제2시간 및 상기 제3시간 각각은 상기 제1시간 또는 상기 제4시간보다 짧은 시간으로 제공될 수 있다. 상기 제2시간은 상기 제3시간보다 짧은 시간으로 제공될 수 있다. 상기 제4시간은 상기 제1시간보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
상기 기판을 처리하는 것은 감광액이 도포된 상기 기판을 가열하는 베이크 처리 공정을 포함할 수 있다.
상기 처리 공간에는 상기 지지 플레이트의 상부에서 상기 지지플레이트와 대향되도록 위치되며 상기 처리 공간 내 기류를 안내하는 가이드 플레이트가 제공되고, 상기 가이드 플레이트는 상기 제1처리 단계, 상기 제2처리 단계, 상기 제3처리 단계, 그리고 상기 제4처리 단계 중 일부 단계에서는 그 높이가 서로 상이하게 제공될 수 있다. 기판이 승강될 때 상기 가이드 플레이트는 하강되고, 기판이 하강할 때 상기 가이드 플레이트는 승강될 수 있다.
또한 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간이 형성되는 챔버, 상기 처리 공간에 위치되며, 상면이 기판을 지지하는 지지면으로 제공되는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트에 제공되며, 기판을 가열하는 히터, 상단이 상기 지지면의 아래에 위치되는 하강 위치 및 상단이 상기 지지면으로부터 위로 돌출되는 승강 위치 간에 이동 가능한 리프트 핀, 그리고 상기 리프트 핀을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되는 제1높이에서 기판을 가열하는 제1처리 단계, 기판이 제2높이에 위치되도록 기판을 하강시켜 기판을 가열하는 제2처리 단계, 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되는 제3높이로 승강시켜 기판을 가열 처리하는 제3처리 단계, 그리고 기판이 제4높이에 위치되도록 기판을 하강시켜 기판을 가열 처리하는 제4처리 단계가 순차적으로 진행되도록 상기 리프트 핀을 제어한다.
상기 제2높이와 상기 제4높이는 각각 기판이 상기 지지 플레이트 상에 놓여지는 위치이고, 상기 제1높이 및 상기 제3높이는 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다.
상기 제1처리 단계는 제1시간동안 수행되고, 상기 제2처리 단계는 제2시간동안 수행되며, 상기 제3처리 단계는 제3시간동안 수행되고, 상기 제4처리 단계는 제4시간동안 수행되되, 상기 제2시간 및 상기 제3시간 각각은 상기 제1시간 또는 상기 제4시간보다 짧은 시간으로 제공될 수 있다. 상기 제2시간은 상기 제3시간보다 짧은 시간으로 제공될 수 있다.
상기 장치는 상기 처리 공간에서 상기 지지플레이트와 대향되도록 상기 지지 플레이트의 상부에 위치되며 상기 처리 공간 내 기류를 안내하는 가이드 플레이트를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1처리 단계, 상기 제2처리 단계, 상기 제3처리 단계, 그리고 상기 제4처리 단계 중 일부 단계에서 상기 가이드 플레이트의 높이가 서로 상이하게 제공되도록 상기 가이드 플레이트를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 기판이 승강될 때 상기 가이드 플레이트는 하강시키고, 기판이 하강할 때 상기 가이드 플레이트를 승강시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판과 가이드 플레이트 간에 간격을 늘려 처리 공간의 압력을 작게 하고, 처리 공간의 기류 흐름 속도를 줄여 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역 간의 온도차를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판과 가이드 플레이트 간에 간격을 늘려 처리 공간의 압력을 크게 하고, 처리 공간의 기류 흐름 속도를 높여 액막 상의 유기물을 신속히 배기시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 설비를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 6 내지 도 9는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
이하, 도 1내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1의 설비를 보여주는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14) 각각에 대해 수직한 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 반송 유닛(240), 도포 유닛(260), 그리고 베이크 유닛(280)를 포함한다. 여기서 도포 유닛(260) 및 베이크 유닛(280)은 기판(W)을 처리하는 기판 처리 유닛(260,280)으로 제공된다. 도포 유닛(260)은 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 유닛(260)이고, 베이크 유닛(280)은 기판(W)을 열 처리하는 열 처리 유닛(280)으로 제공된다. 반송 유닛(240)의 양측에는 도포 유닛들(260)이 각각 배치된다. 즉, 도포 유닛들(260)은 제2방향(14)으로 배열되며, 반송 유닛(240)을 사이에 두고 서로 대칭되게 위치된다. 도포 유닛들(260) 중 일부는 제1방향(12)을 따라 배치된다. 또한, 도포 유닛들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 반송 유닛(240)의 일측에는 도포 유닛들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 도포 유닛(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 도포 유닛(260)의 수이다. 반송 유닛(240)의 일측에 도포 유닛(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 도포 유닛들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 도포 유닛(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다.
선택적으로, 도포 유닛(260)는 반송 유닛(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 도포 유닛(260)는 반송 유닛(240)의 일측 또는 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 반송 유닛(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 복수 개로 제공되며, 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 각각의 버퍼 유닛(220)은 반송 유닛(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 반송 유닛(240)와 마주보는 면이 각각 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암들(144c)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암들(144c) 중 일부는 공정 처리 모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
반송 유닛(240)은 버퍼 유닛(220), 도포 유닛(260), 그리고 베이크 유닛(280) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 유닛(240)은 제1방향(12)으로 배열되는 버퍼 유닛(220)과 베이크 유닛(280) 사이에 위치되고, 제2방향(14)으로 배열되는 도포 유닛들(260) 사이에 위치된다.
반송 유닛(240)은 반송 챔버 및 복수 개의 반송 부재들(244)을 포함한다. 반송 챔버(242)는 내부에 반송 공간(241)을 제공한다. 상부에서 바라볼 때 반송 챔버(242)는 버퍼 유닛(220), 도포 유닛(260), 그리고 베이크 유닛(280)에 둘러싸이도록 위치된다. 예컨대, 반송 챔버(242)는 직육면체 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 제1방향(12)을 향하는 반송 챔버(242)의 일측벽은 베이크 유닛(280)과 대향되고, 반송 챔버(242)의 일측벽과 반대되는 벽인 반대벽에는 버퍼 유닛(220)과 대향될 수 있다. 또한 제2방향(14)을 향하는 반송 챔버(242)의 양측벽 각각에는 도포 유닛(260)과 대향될 수 있다.
반송 부재들(244)은 반송 공간(241)에 위치된다. 복수 개의 반송 부재들(244) 중 일부(이하, 일측 반송 부재)는 제1방향(12)을 기준으로 일측에 위치되고, 다른 일부(이하, 타측 반송 부재)는 제1방향(12)을 기준으로 타측에 위치된다. 일측 반송 부재(244a)는 제1방향(12)을 기준으로 일측에 위치되는 버퍼 유닛(220), 도포 유닛(260), 그리고 베이크 유닛(280) 간에 기판(W)을 반송한다. 타측 반송 부재(244b)는 제1방향(12)을 기준으로 타측에 위치되는 버퍼 유닛(220), 도포 유닛(260), 그리고 베이크 유닛(280) 간에 기판(W)을 반송한다.
일측 반송 부재(244a) 및 타측 반송 부재(244b) 각각은 반송 레일(246)과 반송 로봇(244)을 포함한다. 반송 레일(246)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 향하도록 배치된다. 반송 로봇(244)은 반송 레일(246) 상에 설치되고, 반송 레일(246) 상에서 제3방향(16)을 따라 직선 이동된다. 반송 로봇(244)은 베이스(248a), 몸체(248b), 그리고 반송암(248c)을 가진다. 베이스(248a)는 반송 레일(246)에 설치된다. 베이스(248a)는 반송 레일(246)의 길이 방향을 따라 직선 이동이 가능하다. 몸체(248b)는 베이스(248a)에 결합된다. 몸체(248b)는 베이스(248a) 상에서 제3방향(16)을 축으로 회전 가능하도록 제공된다. 반송암(248c)은 몸체(248b)에 결합되고, 이는 몸체(248b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 반송암(248c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동이 가능하다. 반송암(248c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격되게 배치된다.
도포 유닛들은(260) 동일한 구조를 가진다. 다만, 도포 유닛들(260)에서 사용되는 처리액의 종류는 상이할 수 있다, 도포 유닛(260)은 기판(W) 상에 처리액을 도포한다. 도포 유닛(260)은 처리 용기(262), 기판 지지 부재(264), 그리고 노즐(266)을 가진다. 처리 용기(262)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 기판 지지 부재(264)는 처리 용기(262) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(264)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(266)은 기판 지지 부재(264)에 놓인 기판(W) 상으로 처리액을 공급한다. 노즐(266)은 기판(W)의 중심으로 처리액을 공급할 수 있다. 일 예로서 처리액은 기판 상에 감광액막을 형성하는 감광액으로 제공될 수 있다. 또한 처리액은 기판 상에 하드 마스크를 형성하는 액으로 제공될 수 있다.
또한, 추가적으로 도포 유닛(260)에는 처리액이 공급되기 전에 기판(W)의 표면을 소수화시키기 위한 신나(Thinner)와 같은 웨팅액을 공급하는 노즐이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(280)은 기판(W)을 열 처리한다. 예컨대, 베이크 유닛(280)은 처리액을 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 처리액을 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행한다. 이러한 베이크 공정은 기판(W)을 가열하는 가열 공정 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정을 포함한다. 베이크 유닛(280)은 복수 개로 제공되며, 제2방향(14)을 따라 일렬로 배열된다. 베이크 유닛들(280)의 일부는 제1방향(12)을 기준으로 일측에 위치되고, 다른 일부는 타측에 위치된다. 일측에 위치되는 베이크 유닛(280)은 반송 유닛(240)을 기준으로 일측에 위치되는 도포 유닛(260)에서 도포 처리된 기판(W)을 열 처리한다. 타측에 위치되는 베이크 유닛(280)은 반송 유닛(240)을 기준으로 타측에 위치되는 도포 유닛(260)에서 도포 처리된 기판(W)을 열 처리한다.
베이크 유닛(280)은 냉각 공정을 수행하는 냉각 플레이(282)와 가열 공정을 수행하는 가열 유닛(1000)을 포함한다. 냉각 플레이(282)는 가열 유닛(1000)에 의해 가열 처리된 기판(W)을 냉각 처리한다. 냉각 플레이(282)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이(282)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이(282)에 놓여진 기판(W)은 상온과 동일하거나 이와 인접한 온도로 냉각 처리될 수 있다.
가열 유닛(1000)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열 처리하는 기판 처리 장치(1000)로 제공된다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1200), 가열 부재(1400), 가이드 유닛, 그리고 제어기(1900) 포함한다.
챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다. 챔버(1100)은 상부 바디(1120), 하부 바디(1140), 그리고 실링 부재(1160)를 포함한다.
상부 바디(1120)는 하부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 상부 바디(1120)의 상면에는 중심홀(1122) 및 주변홀(1124)이 형성된다. 중심홀(1122)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 중심홀(1122)은 처리 공간(1110)의 분위기가 배기되는 배기홀(1122)로 기능한다. 주변홀(1124)은 복수 개로 제공되며, 상부 바디(1120)의 중심을 벗어난 위치에 형성된다. 주변홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류가 유입되는 유입홀(1124)로 기능한다. 주변홀들(1124)은 중심홀(1122)을 감싸도록 위치된다. 주변홀들(1124)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 위치된다. 일 예에 의하면, 주변홀(1124)은 4 개일 수 있다. 외부의 기류는 에어일 수 있다.
선택적으로, 주변홀들(1124)은 3 개 또는 5 개 이상으로 제공될 수 있다. 또한 외부의 기류는 비활성 가스일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)의 아래에 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향으로 서로 마주보도록 위치된다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간(1110)을 형성한다. 상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140)는 상하 방향에 대해 서로의 중심축이 일치되게 위치된다. 하부 바디(1140)는 상부 바디(1120)와 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 바디(1140)의 상단은 상부 바디(1120)의 하단과 대향되게 위치될 수 있다.
상부 바디(1120) 및 하부 바디(1140) 중 하나는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치와 차단 위치로 이동되고, 다른 하나는 그 위치가 고정된다. 본 실시예에는 하부 바디(1140)의 위치가 고정되고, 상부 바디(1120)는 승강 부재(1130)에 의해 개방 위치 및 차단 위치 간에 이동되는 것으로 설명한다. 여기서 개방 위치는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 서로 이격되어 처리 공간(1110)이 개방되는 위치이다. 차단 위치는 하부 바디(1140) 및 상부 바디(1120)에 의해 처리 공간(1110)이 외부로부터 밀폐되는 위치이다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상을 가지는 오링 부재(1160)일 수 있다. 실링 부재(1160)는 하부 바디(1140)의 상단에 고정 결합될 수 있다.
기판 지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(1300)은 하부 바디(1140)에 고정 결합된다. 도 4는 도 3의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다. 도 4를 참조하면, 기판 지지 유닛(1300)은 지지 플레이트(1320) 및 리프트 핀(1340)을 포함한다. 지지 플레이트(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)을 지지하는 지지면으로 기능한다. 지지면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지면에는 복수의 핀 홀들(1322)이 형성된다. 핀 홀들(1322)은 지지면의 서로 상이한 영역에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 핀 홀들(1322)은 지지면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 핀 홀(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 핀 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 제공된다. 리프트 핀(1340)은 상단이 핀 홀(1322)로부터 돌출되거나 삽입되도록 상하 이동이 가능하다. 리프트 핀(1340)은 지지 플레이트(1320)로부터 기판(W)을 들어올리거나 기판(W)을 지지 플레이트(1320)에 안착시킨다. 예컨대, 핀 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(1320)는 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
가열 부재(1400)는 지지 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 가열 부재(1400)는 지지 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)보다 아래에 위치된다. 가열 부재(1400)은 복수 개의 히터들(1420)을 포함한다. 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320) 내에 위치된다. 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다. 예컨대, 히터(1420)는 열선일 수 있다.
선택적으로 히터들(1420)은 프린팅에 의한 패턴일 수 있다. 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 히터들(1420)은 지지면의 서로 상이한 영역을 가열한다. 상부에서 바라볼 때 각 히터(1420)에 대응되는 지지 플레이트(1320)의 영역은 히팅존들로 제공될 수 있다. 각각의 히터(1420)는 온도가 독립 조절 가능하다. 예컨대, 히팅존은 15 개일 수 있다.
가이드 유닛(1500)은 처리 공간(1110)에 유입된 기류의 흐름을 안내한다. 또한 가이드 유닛(1500)은 처리 공간(1110)의 분위기를 배기하는 배기 유닛(1500)으로 기능한다. 가이드 유닛(1500)은 배기관(1530), 가이드 플레이트(1540), 그리고 구동 부재(1580)를 포함한다.
배기관(1530)은 길이 방향이 수직한 상하 방향을 향하는 관 형상을 가진다. 배기관(1530)은 상부 바디(1120)의 상벽을 관통하도록 위치된다. 일 예에 의하면, 배기관(1530)은 중심홀(1122)에 삽입되게 위치될 수 있다. 즉, 배기관(1530)의 하단은 처리 공간(1110) 내에 위치되고, 배기관(1530)의 상단은 처리 공간(1110)의 외부에 위치된다. 배기관(1530)의 상단에는 감압 부재(1560)가 연결된다. 감압 부재(1560)는 배기관(1530)를 감압한다.
이에 따라 처리 공간(1110)의 분위기는 통공(1542) 및 배기관(1530)을 순차적으러 거쳐 배기된다.
가이드 플레이트(1540)는 중심에 통공(1542)을 가지는 판 형상을 가진다. 가이드 플레이트(1540)는 배기관(1530)의 하단으로부터 연장된 원형의 판 형상을 가진다. 가이드 플레이트(1540)는 통공(1542)과 배기관(1530)의 내부가 서로 통하도록 배기관(1530)에 고정 결합된다. 가이드 플레이트(1540)는 지지 플레이트(1320)의 상부에서 지지 플레이트(1320)의 지지면과 마주하게 위치된다. 가이드 플레이트(1540)는 기판(W)과 동일하거나 이보다 큰 면적을 가질 수 있다. 가이드 플레이트(1540)는 하부 바디(1140)보다 높게 위치된다. 일 예에 의하면, 가이드 플레이트(1540)는 상부 바디(1120)와 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 가이드 플레이트(1540)는 주변홀(1124)과 마주하며, 상부 바디(1120)의 내측면과 이격되는 직경을 가진다. 이에 따라 가이드 플레이트(1540)의 측단과 상부 바디(1120)의 내측면 간에는 틈이 발생되며, 이 틈은 주변홀(1124)을 통해 유입된 기류가 기판(W)으로 공급되는 흐름 경로로 제공된다.
구동 부재(1580)는 챔버(1100)의 외부에 위치된다. 구동 부재(1580)는 상부 바디(1120)의 위에서 배기관(1530)에 구동력을 제공한다. 구동 부재(1580)로부터 제공된 구동력에 의해 배기관(1530) 및 가이드 플레이트(1540)는 상하 방향으로 이동 가능하다. 일 예에 의하면, 가이드 플레이트(1540)는 기판(W)이 승강 이동될 때 하강되고, 기판(W)이 하강 이동될 때 승강될 수 있다.
제어기(1900)는 제1처리 단계(S100), 제2처리 단계(S200), 제3처리 단계(S300), 그리고 제4처리 단계(S400)가 순차적으로 진행되도록 리프트 핀(1340) 및 구동 부재(1580)를 제어한다. 제1처리 단계(S100)에는 기파
제1처리 단계(S100)는 기판(W)을 지지 플레이트(1320)로부터 이격되는 제1높이(D1)에서 기판(W)을 가열하는 단계이다. 제2처리 단계(S200)는 기판(W)을 제2높이(D2)에 위치되도록 하강시켜 기판(W)을 가열하는 단계이다. 제3처리 단계(S300)는 기판(W)을 지지 플레이트(1320)로부터 이격되는 제3높이(D3)로 승강시켜 기판(W)을 가열 처리하는 단계이다. 제4처리 단계(S400)는 기판(W)을 제4높이(D4)에 위치되도록 하강시켜 기판(W)을 가열 처리하는 단계이다.
기판(W)은 리프트 핀(1340)에 의해 제1높이(D1), 제2높이(D2), 제3높이(D3), 그리고 제4높이(D4)로 승하강 이동된다. 여기서 제1높이(D1)는 및 제3높이(D3)는 기판(W)이 지지 플레이트(1320)로부터 이격되는 높이고, 제2높이(D2) 및 제4높이(D4)는 기판(W)이 지지 플레이트(1320) 상에 놓여지는 높이로 제공된다. 일 예에 의하면, 제1높이(D1) 및 제3높이(D3)는 서로 동일한 높이로 제공될 수 있다. 또한 제어기(1900)는 기판(W)이 승강될 때 가이드 플레이트(1540)를 하강시키고, 기판(W)이 하강될 때 가이드 플레이트(1540)가 승강되도록 구동 부재(1580)를 제어할 수 있다.
다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 도 5는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 6 내지 도 9는 도 3의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 5 내지 도 9를 참조하면, 기판(W)은 반송 유닛(240)에 의해 승강 위치에 위치된 리프트 핀(1340)에 인계된다. 리프트 핀(1340)은 기판(W)이 제1높이(D1)에 위치되도록 위치된다. 이때 가이드 플레이트(1540)는 정 위치에 고정된다. 챔버는 차단 위치로 이동되고 기판(W)의 제1처리 단계(S100)가 수행된다. 제1처리 단계(S100)는 제1시간동안 수행된다. 예컨대, 제1시간은 30 초 또는 이와 인접한 시간일 수 있다. 제1처리 단계(S100)가 완료되면, 제2처리 단계(S200)가 수행된다.
제2처리 단계(S200)에는 기판(W)이 제2높이에 이동되도록 리프트 핀(1340)이 하강 이동되어 기판(W)을 가열 처리한다. 이때 가이드 플레이트(1540)는 정위치보다 높은 위치로 승강 이동된다. 예컨대, 기판(W)은 지지 플레이트(1320)에 놓여지도록 하강 이동될 수 있다. 제2처리 단계(S200)는 제2시간 동안 수행된다. 제2시간은 제1시간보다 짧은 시간으로 제공된다. 예컨대, 제2시간은 1 초일 수 있다. 제2처리 단계(S200)가 완료되면, 제3처리 단계(S300)가 수행된다.
제3처리 단계(S300)에는 기판(W)이 제3높이로 이동되도록 리프트 핀(1340)이 승강 이동되어 기판(W)을 가열 처리한다. 이때 가이드 플레이트(1540)는 정위치 또는 이보다 낮은 위치로 하강 이동된다. 제3처리 단계(S300)는 제3시간 동안 수행된다. 제3시간은 제1시간보다 짧고, 제2시간보다 긴 시간일 수 있다. 예컨대, 제3시간은 10초 도는 이와 인접한 시간일 수 있다. 제3처리 단계(S300)가 완료되면, 제4처리 단계(S400)가 수행된다.
제4처리 단계(S400)에는 기판(W)이 제4높이로 이동되도록 리프트 핀(1340)이 하강 이동되어 기판(W)을 가열 처리한다. 이때 가이드 플레이트(1540)는 정위치에 위치된다. 제4처리 단계(S400)는 제4시간 동안 수행된다. 제4시간은 제1시간, 제2시간, 그리고 제3시간 각각보다 긴 시간으로 제공될 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 제4처리 단계(S400)가 수행되기 전에는, 처리 공간(1110)의 압력이 작아지도록 기판(W)과 가이드 플레이트(1540) 간에 간격을 넓히는 제2처리 단계(S200)가 수행된다. 이로 인해 처리 공간(1110)의 기류 흐름 속도를 줄어드며, 기판(W)의 중앙 영역과 가장자리 영역 간의 온도차를 최소화시킨다.
또한 제4처리 단계(S400)가 수행되기 전에는, 처리 공간(1110)의 압력을 커지도록 기판(W)과 가이드 플레이트(1540) 간에 간격은 좁히는 제3처리 단계(S300)가 수행된다. 이로 인해 처리 공간(1110)의 기류 흐름 속도를 높아진다. 이는 액막 상의 유기물을 신속히 배기시킬 수 있다.
D1: 제1높이 D2: 제2높이
D3: 제3높이 D4: 제4높이
1320: 지지 플레이트 1340: 리프트 핀
1540: 가이드 플레이트 1580: 구동 부재

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판이 처리되는 처리 공간을 밀폐한 상태에서 히터가 제공된 지지 플레이트로부터 상기 기판을 제1높이로 이격시켜 상기 기판을 가열하는 제1처리 단계와;
    상기 제1처리 단계 이후에, 상기 기판이 제2높이에 위치되도록 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 가열하는 제2처리 단계와;
    상기 제2처리 단계 이후에, 상기 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되도록 상기 기판을 승강시켜 제3높이에 위치시켜 상기 기판을 가열 처리하는 제3처리 단계와;
    상기 제3처리 단계 이후에, 상기 기판이 제4높이에 위치되도록 상기 기판을 하강시켜 상기 기판을 가열 처리하는 제4처리 단계를 포함하되,
    상기 제2높이와 상기 제4높이는 각각 상기 기판이 상기 지지 플레이트 상에 놓여지는 위치이고,
    상기 제1높이 및 상기 제3높이는 서로 동일한 높이인 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1처리 단계는 제1시간동안 수행되고,
    상기 제2처리 단계는 제2시간동안 수행되며,
    상기 제3처리 단계는 제3시간동안 수행되고,
    상기 제4처리 단계는 제4시간동안 수행되되,
    상기 제2시간 및 상기 제3시간 각각은 상기 제1시간 또는 상기 제4시간보다 짧은 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2시간은 상기 제3시간보다 짧은 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제4시간은 상기 제1시간보다 긴 시간으로 제공되는 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 것은 감광액이 도포된 상기 기판을 가열하는 베이크 처리 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제1항, 그리고 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 공간에는 상기 지지 플레이트의 상부에서 상기 지지플레이트와 대향되도록 위치되며 상기 처리 공간 내 기류를 안내하는 가이드 플레이트가 제공되고,
    상기 가이드 플레이트는 상기 제1처리 단계, 상기 제2처리 단계, 상기 제3처리 단계, 그리고 상기 제4처리 단계 중 일부 단계에서는 그 높이가 서로 상이하게 제공되는 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    기판이 승강될 때 상기 가이드 플레이트는 하강되고,
    기판이 하강할 때 상기 가이드 플레이트는 승강되는 기판 처리 방법.
  10. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간이 형성되는 챔버와;
    상기 처리 공간에 위치되며, 상면이 기판을 지지하는 지지면으로 제공되는 지지 플레이트와;
    상기 지지 플레이트에 제공되며, 기판을 가열하는 히터와;
    상단이 상기 지지면의 아래에 위치되는 하강 위치 및 상단이 상기 지지면으로부터 위로 돌출되는 승강 위치 간에 이동 가능한 리프트 핀과;
    상기 리프트 핀을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되는 제1높이에서 기판을 가열하는 제1처리 단계, 기판이 제2높이에 위치되도록 기판을 하강시켜 기판을 가열하는 제2처리 단계, 기판을 상기 지지 플레이트로부터 이격되는 제3높이로 승강시켜 기판을 가열 처리하는 제3처리 단계, 그리고 기판이 제4높이에 위치되도록 기판을 하강시켜 기판을 가열 처리하는 제4처리 단계가 순차적으로 진행되도록 상기 리프트 핀을 제어하되,
    상기 제2높이와 상기 제4높이는 각각 기판이 상기 지지 플레이트 상에 놓여지는 위치이고,
    상기 제1높이 및 상기 제3높이는 서로 동일한 높이로 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1처리 단계는 제1시간동안 수행되고,
    상기 제2처리 단계는 제2시간동안 수행되며,
    상기 제3처리 단계는 제3시간동안 수행되고,
    상기 제4처리 단계는 제4시간동안 수행되되,
    상기 제2시간 및 상기 제3시간 각각은 상기 제1시간 또는 상기 제4시간보다 짧은 시간으로 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2시간은 상기 제3시간보다 짧은 시간으로 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 제10항, 제12항, 그리고 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 처리 공간에서 상기 지지플레이트와 대향되도록 상기 지지 플레이트의 상부에 위치되며 상기 처리 공간 내 기류를 안내하는 가이드 플레이트를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 제1처리 단계, 상기 제2처리 단계, 상기 제3처리 단계, 그리고 상기 제4처리 단계 중 일부 단계에서 상기 가이드 플레이트의 높이가 서로 상이하게 제공되도록 상기 가이드 플레이트를 제어하는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는 기판이 승강될 때 상기 가이드 플레이트는 하강시키고, 기판이 하강할 때 상기 가이드 플레이트를 승강시키는 기판 처리 장치.



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