KR102119681B1 - 리프트 핀 어셈블리 및 이를 갖는 베이크 장치 - Google Patents

리프트 핀 어셈블리 및 이를 갖는 베이크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이크 유닛에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 베이크 유닛은 기판에 대한 공정 처리가 진행는 처리공간을 제공하는 상부바디와 하부 바디를 갖는 하우징; 상기 처리 공간에 제공되고, 기판이 놓여지는 상면과 핀홀들을 갖는 가열 플레이트; 및 상기 가열 플레이트로/로부터 기판을 로딩/언로딩시키기 위한 리프트 핀 어셈블리를 포함하되; 상기 리프트 핀 어셈블리는 상기 핀홀에 위치되는 리프트 핀들; 및 상기 리프트 핀의 측면으로부터 돌출 형성되고, 상기 리프트 핀이 상기 언로딩 위치로 이동되면 상기 핀홀 상의 오링과 비접촉되고, 상기 로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함할 수 있다.

Description

리프트 핀 어셈블리 및 이를 갖는 베이크 장치{lift pin assembly and bake unit with the assembly}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 진공 상태에서 기판을 열처리하는 베이크 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 식각, 증착, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진공정은 패턴을 형성하기 위한 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
사진공정은 크게 도포공정, 노광공정 그리고 현상공정으로 이루어지며, 노광공정이 진행되기 전후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열처리하는 과정으로, 가열플레이트에 기판이 놓이며 가열 플레이트의 내부에 제공된 히터를 통해 기판을 열처리한다.
도 1은 일반적인 베이크 유닛을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 베이크 유닛은 내부에 베이크 공정을 수행하는 공간을 제공하는 상부 챔버와 하부 챔버, 하부 챔버 내부에 설치되어 공정시 기판을 가열하는 가열플레이트, 그리고 내부공간을 진공상태로 만들기 위한 배기라인 등을 포함한다.
상술한 베이크 유닛에는 기판의 로딩 및 언로딩을 위한 리프트 핀들이 제공되며, 가열 플레이트의 리프트 핀홀에는 리프트 핀들의 승하강시 내부공간의 기밀을 유지하기 위한 오링(실링부재)이 설치된다.
그러나, 오링은 리프트 핀들의 잦은 업/다운 동작으로 리프트 핀과의 마찰로 인한 갈림현상으로 쉽게 손상되면서 완벽한 기밀 유지가 어렵다는 문제점이 있다.
특히, 가열 플레이트는 기판 가열 과정에서 열변형이 발생하게 되고, 가열 플레이트의 열변형으로 인해 가열 플레이트에 형성된 리프트 핀홀의 초기위치가 미세하게 이동하게 되면서 리프트 핀의 굽힘 변형이 발생된다.
따라서, 리프트 핀은 리프트 핀홀과 리프트 핀의 위치 틀어짐으로 인한 굽힘 변형이 발생된다. 굽힘 변형된 리프트 핀은 오링을 국부적으로 눌러 오링의 변형을 유발시켜 편마모 및 리크를 유발시키는 원인이 된다.
본 발명은 공정이 진행되는 동안에만 기밀 유지가 가능한 리프트 핀 어셈블리 및 이를 갖는 베이크 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 실링 부재와 리트프 핀의 마찰을 최소화할 수 있는 리프트 핀 어셈블리 및 이를 갖는 베이크 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 핀홀에 위치되는 리프트 핀들; 및 상기 리프트 핀들을 업 위치와 다운 위치로 승강시키는 핀 구동부를 포함하되; 상기 리프트 핀은 상기 업 위치로 이동되면 상기 핀홀 상의 오링과 비접촉되고, 상기 다운 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함하는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다.
또한, 상기 기밀 플랜지는 저면에 링 형태로 돌출된 돌기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판에 대한 공정 처리가 진행는 처리공간을 제공하는 상부바디와 하부 바디를 갖는 하우징; 상기 처리 공간에 제공되고, 기판이 놓여지는 상면과 핀홀들을 갖는 가열 플레이트; 및 상기 가열 플레이트로/로부터 기판을 로딩/언로딩시키기 위한 리프트 핀 어셈블리를 포함하되; 상기 리프트 핀 어셈블리는 상기 핀홀에 위치되는 리프트 핀들; 및 상기 리프트 핀의 측면으로부터 돌출 형성되고, 상기 리프트 핀이 상기 언로딩 위치로 이동되면 상기 핀홀 상의 오링과 비접촉되고, 상기 로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함하는 베이크 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 오링은 상기 리프트 핀과 이격된 상태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 오링은 “ㄷ”자형을 이루고 상기 리프트 핀을 향해 일측이 개구된 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 오링은 상기 핀홀에 위치한 받침블록에 지지되는 지지부; 및 상기 지지부로부터 상기 핀홀의 내측 방향으로 연장 형성되고 상기 기밀 플랜지에 탄력적으로 접촉되는 밀폐단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지부와 상기 밀폐부 사이에는 공간을 가질 수 있다.
또한, 상기 기밀 플랜지는 링 형상의 플레이트로 제공될 수 있다.
또한, 상기 기밀 플랜지는 저면에 상기 오링과 접촉되는 돌출부분을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 오링은 원형의 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 하우징 내부에 제공되고 상기 처리공간을 감압하기 위한 베큠라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 바디가 상기 하부 바디로부터 이격되거나 또는 상기 하부 바디에 밀착되도록 상기 상부 바디를 승강시키는 승강부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 처리 공간으로 기판 표면을 소수성으로 바꿔주기 위한 처리유체를 분사하는 공급부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판이 놓여지는 상면과 핀홀들을 갖는 기판 지지 부재; 상기 핀홀에 위치되는 리프트 핀; 상기 리프트 핀을 기판의 로딩 위치 및 기판의 언로딩 위치로 승강 이동시키는 핀 구동부; 상기 핀 홀 상에 설치되고, 상기 리프트 핀과 이격되도록 형상지어진 오링; 및 상기 리프트 핀에 설치되고, 상기 리프트 핀이 상기 언로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 비접촉되고, 상기 로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 오링은 “ㄷ”자형을 이루고 상기 리프트 핀을 향해 일측이 개구된 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 오링은 상기 핀홀에 위치한 받침블록에 지지되는 지지부; 및 상기 지지부로부터 상기 핀홀의 내측 방향으로 연장 형성되고 상기 기밀 플랜지에 탄력적으로 접촉되는 밀폐단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 지지 부재는 기판을 가열시키기 위한 발열체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 오링과 리프트 핀 사이의 마찰로 인한 갈림 현상을 최소화하여 유지보수 비용을 절감시킬 수 있고 기밀 유지성을 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 베이크 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이크 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 베이크 유닛을 보여주는 측면도이다.
도 8은 도 6의 가열 처리 공정을 수행하는 가열 처리 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 8의 가열 처리 유닛에서 리프트 핀 어셈블리를 보여주는 사시도이다.
도 10은 리프트 핀이 업 위치로 이동된 상태를 보여주는 요부 확대 단면도이다.
도 11은 리프트 핀이 다운 위치로 이동된 상태를 보여주는 요부 확대 단면도이다.
도 12는 리프트 핀과 핀홀의 위치가 틀어진 상태를 보여주는 도면이다.
도 13은 오링의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 14는 리프트 핀 어셈블리에서 기밀 플랜지의 변형예를 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면들이다. 도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다.
로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다.
인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.
제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다.
일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.
냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 유닛(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 유닛(420)은 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 유닛(420)은 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 유닛(420)이 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 유닛(420)은 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 유닛들(420), 레지스트 도포 챔버들(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.
레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 유닛(420)은 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 유닛들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이크 유닛을 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 베이크 유닛을 보여주는 측면도이며, 도 8은 도 6의 가열 처리 공정을 수행하는 가열 처리 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 베이크 유닛(420)은 공정 챔버(423), 냉각 플레이트(422), 그리고 가열 처리 유닛(800)을 포함할 수 있다.
공정 챔버(423)는 내부에 열처리 공간(421)을 제공한다. 공정 챔버(423)는 직육면체 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 공정 챔버(423)의 일측에는 기판 반입 및 반출을 위한 슬롯(424)이 제공되며, 슬롯(424)은 셔터(425)에 의해 개폐되고, 셔터(425)는 셔터 구동부(426)에 의해 구동된다.
냉각 플레이트(422)는 가열 처리 유닛(800)에 의해 가열 처리된 기판을 냉각 처리할 수 있다. 냉각 플레이트(422)는 열 처리 공간(421)에 위치될 수 있다. 냉각 플레이트(422)는 원형의 판 형상으로 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(422)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(422)는 가열된 기판을 상온으로 냉각시킬 수 있다.
가열 처리 유닛(800)은 기판을 가열 처리한다. 가열 처리 유닛(800)은 하우징(860), 가열 플레이트(810), 가열 부재(830), 리프트 핀 어셈블리(840) 그리고 배기부재(870)를 포함할 수 있다.
가열 처리 유닛(800)에는 기판 표면을 소수성으로 바꿔주기 위한 처리유체를 처리 공간으로 공급하는 공급부(809)를 포함할 수 있다. 일 예로, 가열 처리 유닛(800)에서는 기판 상에 포토레지스트의 접착성을 높이기 위해 접착 강화제로 헥사메틸다이사이레인(hexamethyldisilane, 이하 HDMS라 명명함)을 형성하는 HDMS 공정이 진행될 수 있다. HDMS 공정은 처리 공간이 감압된 상태에서 수행되며, 이를 위해 처리 공간의 기밀을 유지하는 것은 공정 품질 향상에 중요한 요소로 작용하게 된다.
하우징(860)은 기판(W)의 가열 처리 공정이 진행되는 처리 공간(802)을 제공한다. 하우징(860)은 하부 바디(862), 상부 바디(864), 구동기(868)를 포함한다.
하부 바디(862)는 상측이 개방된 통 형상으로 제공될 수 있다. 하부 바디(862)에는 가열 플레이트(810)와 가열부재(830)가 위치된다. 하부 바디(862)는 가열 플레이트(810)의 주변에 위치한 장치들이 열 변형되는 것을 방지하기 위해 단열 커버들을 포함할 수 있다.
상부 바디(864)는 하부가 개방된 통 형상을 가진다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)와 조합되어 내부에 처리공간(802)을 형성한다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)보다 큰 직경을 가진다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)의 상부에 위치된다.
상부 바디(864)는 승강부재(868)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하다. 상부 바디(864)는 상하 방향으로 이동되어 승강(UP) 위치 및 하강(Down) 위치로 이동 가능하다. 여기서 승강 위치되는 상부 바디(864)가 하부 바디(862)와 이격되는 위치이고, 하강 위치는 상부 바디(864)가 하부 바디(862)에 접촉되게 제공되는 위치이다. 승강부재(868)는 제어부(con)에 의해 제어된다.
가열 플레이트(810)는 처리 공간(802)에 위치된다. 가열 플레이트(810)는 냉각 플레이트(422)의 일측에 위치된다. 가열 플레이트(810)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 가열 플레이트(810)의 상면은 기판(W)이 놓이는 지지 영역으로 제공된다.
가열 부재(830)는 가열 플레이트(810)에 놓인 기판(W)을 기설정 온도로 가열한다. 가열 부재(830)는 복수 개의 발열체를 포함할 수 있. 가열 부재(830)는 가열 플레이트(810)의 내부에 위치될 수 있다. 각각의 발열체는 가열 플레이트(810)의 서로 상이한 영역을 가열할 수 있다. 가열 플레이트(810)의 서로 상이한 영역은 각 발열체에 의해 가열되는 히팅존으로 제공된다. 각 히텅존은 발열체들과 일대일 대응되도록 제공된다. 예컨대, 가열 부재(830)는 열전 소자 또는 열선 또는 면상 발열체일 수 있다.
배기 부재(870)는 가이드 부재(872)와 배기관(874)을 포함할 수 있다.
가이드 부재(872)는 가열 플레이트(810)와 대향되게 배치되며 상부 바디(864)의 상면 내벽 및 측면 내벽과 이격되게 위치된다. 따라서, 하우징(860)의 처리 공간(802)에는 가이드 부재(872) 위쪽의 상부공간(804)과 가이드 부재(872) 아래쪽의 하부 공간(806)이 형성될 수 있다. 하부 공간(806)은 기판 상부로 유입되는 기체 및 기판으로부터 발생되는 흄이 배기되는 배기영역일 수 있다.
가이드 부재(872)는 중앙에 배기공(873)이 형성된 원형의 플레이트로 제공될 수 있으며, 배기관(874)은 상부바디(864)를 관통하여 배기공(873)과 연결된다. 또한, 가이드 부재(872)의 크기는 기판보다 크게 형성될 수 있다. 가이드 부재는 중앙에서 가장자리로 갈수록 하향경사지게 형성될 수 있다.
참고로, 처리 공간(802)은 배기 부재(870)에 의해 감압될 수 있다.
도 8를 참조하면, 가열 플레이트(810)의 상면에는 복수 개의 핀 홀들(812)이 형성된다.
예컨대, 핀 홀(812)들은 3개로 제공될 수 있다. 각각의 핀 홀(812)은 가열 플레이트(810)의 원주방향을 따라 이격되게 위치된다. 핀 홀(812)들은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다.
핀 홀(812)에는 실링 부재가 설치될 수 있다. 실링 부재는 오링(890)과 받침블록(898) 그리고 오링 홀더(899)를 포함할 수 있다.
오링(890)은 리프트 핀(842)과 이격된 상태로 제공될 수 있다. 일 예로, 오링(890)은 “ㄷ”자형을 이루고 리프트 핀(842)을 향해 일측이 개구된 단면 형상을 가질 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 오링(890)은 핀홀(812)에 위치한 받침블록(898)에 지지되는 지지부와, 지지부로부터 핀홀(812)의 내측 방향으로 연장 형성되고 기밀 플랜지(846)에 탄력적으로 접촉되는 밀폐단(894)을 포함할 수 있다. 지지부는 수평지지단(892)과 수직 지지단(893)을 포함한다. 지지부의 수평 지지단(892)과 밀폐부(894) 사이에는 공간(891)을 제공하여, 밀폐단(894)의 탄력적 이동이 가능하도록 한다. 밀폐단(894)의 상면에는 기밀 플랜지(846)와의 접촉성이 향상되도록 돌출된 돌기(895)가 형성될 수 있다.
도 9는 리프트 핀 어셈블리는 보여주는 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면,
리프트 핀 어셈블리(840)는 핀홀(812)에 위치되는 리프트 핀(842)들 및 리프트 핀(842)들을 업 위치와 다운 위치로 승강시키는 핀 구동부(844)를 포함할 수 있다.
리프트 핀(842)에는 기밀 플랜지(846)가 설치된다. 기밀 플랜지(846)는 리프트 핀(842)이 업 위치로 이동되면 핀홀(812) 상의 오링(890)과 비접촉되고, 리프트 핀(842)이 다운 위치로 이동되면 오링(890)과 접촉되도록 제공될 수 있다.
도 10은 업 위치로 이동된 리프트 핀을 보여주는 도면이고, 도 11은 다운 위치로 이동된 리프트 핀을 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11에서와 같이, 리프트 핀이 업 위치로 이동된 상태에서는 기밀 플랜지가 오링이 떨어져 있는 상태임으로 처리 공간(802)의 기밀이 해제된다. 리프트 핀이 다운 위치로 이동된 상태(기판 처리를 위한 공정 진행)에서는 기밀 플랜지가 오링에 접촉된 상태임으로 처리 공간의 기밀이 유지된다.
특히, 본 발명에서는 리프트 핀이 업다운 하는 과정에서 오링과 직접적인 접촉이 없기 때문에 오링의 마찰마모가 현저하게 감소하게 됨으로써 오링의 사용 수명이 연장되는 각별한 효과를 갖는다.
도 12는 가열 플레이트의 열변형에 의한 핀홀과 리프트 핀의 위치 틀어짐 상태를 보여주는 도면이다.
도 12에서와 같이, 가열 플레이트(810)는 기판 가열 과정에서 열변형이 발생하게 되고, 가열 플레이트(810)의 열변형으로 인해 가열 플레이트(810)에 형성된 핀홀(812)의 초기위치가 미세하게 이동하게 되면서 핀홀(812)과 리프트 핀(842)의 위치가 틀어지게 된다. (도면에서 C1은 핀홀의 중심, C2는 리프트 핀의 중심을 표시한 것임)
그럼에도 불구하고, 본 발명에서는 리프트 핀은 업다운 이동시에는 오링과 이격되어 있어서 굽힘 변형이 최소화되고, 리프트 핀이 다운 위치로 이동된 상태(기판 처리를 위한 공정 진행)에서는 기밀 플랜지가 오링과 안정적으로 접촉되어 처리 공간의 기밀을 유지할 수 있게 된다.
도 13은 오링의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 13에서와 같이, 오링(890a)은 단면 형상이 원형인 형태로 제공될 수 있으며, 오링(890a)의 내측은 리프트 핀(842)과 이격되도록 형성된다.
도 14는 기밀 플랜지의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 14에서와 같이, 기밀 플랜지(846)의 저면에는 오링과의 접촉성 향상을 위한 돌기(847)가 링 형태로 제공될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 기판 처리 장치
100 : 처리 용기
200 : 기판 지지 유닛
260 : 단열 부재
280 : 가열 유닛
300 : 처리액 공급 유닛
600 : 승강 유닛

Claims (17)

  1. 기판에 대한 공정 처리가 진행는 처리공간을 제공하는 상부바디와 하부 바디를 갖는 하우징;
    상기 처리 공간에 제공되고, 기판이 놓여지는 상면과 핀홀들을 갖는 가열 플레이트; 및
    상기 가열 플레이트로/로부터 기판을 로딩/언로딩시키기 위한 리프트 핀 어셈블리를 포함하되;
    상기 리프트 핀 어셈블리는
    상기 핀홀에 위치되는 리프트 핀들; 및
    상기 리프트 핀의 측면으로부터 돌출 형성되고, 상기 리프트 핀이 상기 언로딩 위치로 이동되면 상기 핀홀 상의 오링과 비접촉되고, 상기 로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함하고,
    상기 오링은
    상기 핀홀에 위치한 받침블록에 지지되는 지지부; 및
    상기 지지부로부터 상기 핀홀의 내측 방향으로 연장 형성되고 상기 기밀 플랜지에 탄력적으로 접촉되는 밀폐단을 포함하며,
    상기 밀폐단의 상면에는 상기 기밀 플랜지와의 접촉성이 향상되도록 돌출된 돌기를 갖는 베이크 장치.
  2. 삭제
  3. 기판에 대한 공정 처리가 진행는 처리공간을 제공하는 상부바디와 하부 바디를 갖는 하우징;
    상기 처리 공간에 제공되고, 기판이 놓여지는 상면과 핀홀들을 갖는 가열 플레이트; 및
    상기 가열 플레이트로/로부터 기판을 로딩/언로딩시키기 위한 리프트 핀 어셈블리를 포함하되;
    상기 리프트 핀 어셈블리는
    상기 핀홀에 위치되는 리프트 핀들; 및
    상기 리프트 핀의 측면으로부터 돌출 형성되고, 상기 리프트 핀이 상기 언로딩 위치로 이동되면 상기 핀홀 상의 오링과 비접촉되고, 상기 로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함하고,
    상기 오링은
    상기 핀홀에 위치한 받침블록에 지지되는 그리고 수평지지단과 상기 수평지지단의 일단으로부터 수직하게 형성된 수직 지지단을 갖는 지지부; 및
    상기 수직 지지단의 상단으로부터 상기 핀홀의 내측 방향으로 연장 형성되고 상기 기밀 플랜지에 탄력적으로 접촉되는 밀폐단을 포함하며,
    상기 지지부의 상기 수평 지지단을 받치도록 상기 핀홀에 제공되는 받침 블록; 및
    상기 수직 지지단을 감싸도록 상기 핀홀에 제공되는 오링 홀더를 포함하는 베이크 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오링은 상기 리프트 핀과 이격된 상태로 제공되는 베이크 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 밀폐단의 상면에는 상기 기밀 플랜지와의 접촉성이 향상되도록 돌출된 돌기를 갖는 베이크 장치.
  6. 삭제
  7. 제3항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 밀폐단 사이에는 공간을 갖는 베이크 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 기밀 플랜지는
    링 형상의 플레이트로 제공되는 베이크 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 기밀 플랜지는
    저면에 상기 오링과 접촉되는 돌출부분을 더 포함하는 베이크 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 오링은
    원형의 단면 형상을 갖는 베이크 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 하우징 내부에 제공되고 상기 처리공간을 감압하기 위한 베큠라인을 더 포함하는 베이크 장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 상부 바디가 상기 하부 바디로부터 이격되거나 또는 상기 하부 바디에 밀착되도록 상기 상부 바디를 승강시키는 승강부재를 더 포함하는 베이크 장치.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 처리 공간으로 기판 표면을 소수성으로 바꿔주기 위한 처리유체를 분사하는 공급부를 더 포함하는 베이크 장치.
  14. 기판이 놓여지는 상면과 핀홀들을 갖는 기판 지지 부재;
    상기 핀홀에 위치되는 리프트 핀;
    상기 리프트 핀을 기판의 로딩 위치 및 기판의 언로딩 위치로 승강 이동시키는 핀 구동부;
    상기 핀 홀 상에 설치되고, 상기 리프트 핀과 이격되도록 형상지어지며, “ㄷ”자형을 이루고 상기 리프트 핀을 향해 일측이 개구된 단면 형상을 갖는 오링; 및
    상기 리프트 핀에 설치되고, 상기 리프트 핀이 상기 언로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 비접촉되고, 상기 로딩 위치로 이동되면 상기 오링과 접촉되는 기밀 플랜지를 포함하되;
    상기 오링은
    상기 핀홀에 위치한 받침블록에 지지되는 그리고 수평지지단과 상기 수평지지단의 일단으로부터 수직하게 형성된 수직 지지단을 갖는 지지부; 및
    상기 수직 지지단의 상단으로부터 상기 핀홀의 내측 방향으로 연장 형성되고 상기 기밀 플랜지에 탄력적으로 접촉되는 밀폐단을 포함하며,
    상기 지지부의 상기 수평 지지단을 받치도록 상기 핀홀에 제공되는 받침 블록; 및
    상기 수직 지지단을 감싸도록 상기 핀홀에 제공되는 오링 홀더를 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는 기판을 가열시키기 위한 발열체를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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