KR102201891B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 기판의 온도를 측정해 기판의 가열 및 냉각 정도를 제어할 수 있도록 하는 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

기판 처리 장치{substrate processing apparatus}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 온도를 측정해 기판의 가열 및 냉각 정도를 제어할 수 있도록 하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 다양한 패턴을 형성하여야 한다. 반도체 패턴 형성은 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 그리고 식각 공정(etching process) 등과 같은 다양한 공정을 연속적으로 수행함으로써 이루어진다.

이들 중 사진 공정은, 기판 상에 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하여 기판 상에 포토레지스트 층(photoresist layer)을 형성하는 도포 공정, 레티클(reticle)에 형성된 패턴을 기판 상의 포토레지스트 층에 전사하여 회로를 형성하는 노광 공정, 그리고 현상액을 기판 상의 포토레지스트 층에 공급하여 노광된 영역 또는 그 반대 영역을 선택적으로 제거하는 현상 공정을 포함한다.

기판 상에 포토레지스트를 도포하기 전과 후, 그리고 기판 상에 현상액을 공급하기 전과 후에는 각각 기판을 가열 및 냉각하는 열처리가 이루어진다. 일반적으로 열처리는 베이크 챔버에서 수행된다.

도 1a는 일반적인 베이크 챔버(1)를 보여준다. 일반적인 베이크 챔버(1)는 기판이 반입되는 하우징(2)과, 하우징(2) 내로 반입된 기판(W)을 인수하는 반송부재(3)와, 기판(W)을 냉각하는 냉각 유닛(4)과, 기판(W)을 가열하는 가열 유닛(5)을 포함한다.

베이크 챔버(1)를 통한 기판(W) 열처리 공정 수행 전에, 열처리 공정 중 기판(W)의 온도 분포가 설계치와 동일한지를 검사해보고, 냉각 유닛(4)과 가열 유닛(5)의 작동 설정치를 조절하기 위해서, 복수개의 열센서(6; 도 1b 참조)가 장착된 온도측정지그(8; 도 1b 참조)가 냉각 유닛(4) 및 가열 유닛(5)에 의해 열처리되는 시험가동이 수행되고 있다. 온도측정지그(8)는 기판(W)과 동일한 형태로 제작된다.

일반적으로 가열 유닛(5)은, 가열 공간을 제공하는 챔버 형태로 제공된다. 기판(W) 가열시 발생되는 흄을 제거하기 위해서 비활성 가스가 챔버 내부로 제공된다.

그러나, 베이크 챔버(1)의 시험 가동 중에는, 열센서(6)가 와이어(7)를 통해 신호를 외부로 송신하는 구조로 제공되기 때문에, 복수개의 와이어(7)가 뭉쳐진 와이어(7) 다발에 의해 가열 유닛(5) 내부에 형성된 기류가 교란될 수 밖에 없었다.

특히, 와이어(7)가 뭉쳐진 부위에 발생되는 와류에 의해 가열 유닛(5) 내부 열의 분포가 정상적인 분포와는 다른 형태를 이루게 된다. 이에 따라, 열센서(6)에서 발생되는 신호의 크기에 오류가 포함된다.

또한, 와이어(7)와 접촉된 온도측정지그(8)의 소정 영역은 다른 영역에 비해 열처리 효율이 낮을 수 밖에 없었다.

결과적으로 온도측정지그(8)를 이용한 베이크 챔버(1)의 시험 가동을 통해 냉각 유닛(4) 및 가열 유닛(5)의 작동 설정치를 조절해, 실제 기판(W)의 열처리를 더 균일하게 하고자 하였었지만, 복수의 열센서(6)가 와이어를 통해 외부로 신호를 송신하는 구조적 한계에 의해 측정 오차가 유발될 수 밖에 없었고, 측정 오차에 의해 작동 설정치가 참값과 상이해, 오히려 베이크 챔버(1)를 통한 기판 처리 품질을 하락시키는 원인으로 작용할 수도 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0017699호(2016.02.17.)

본 발명은 기판 열처리 중 기판의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 베이크 챔버 시험 가동 시, 가열 유닛 내부 기류가 교란되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 베이크 챔버 시험 가동 시, 온도측정지그의 소정 영역에서 열처리 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판 반입구를 갖는 하우징과, 하우징 내부에 설치되고, 기판을 냉각하는 냉각 유닛과, 냉각 유닛과 나란하게 설치되는 가열 유닛과, 냉각 유닛과 가열 유닛 사이에 기판을 반송하는 반송부재와, 하우징 내에서 비접촉식으로 기판의 온도를 감지하는 온도측정센서를 포함한다.

상기 온도측정센서는, 가열 유닛에 위치된 기판의 온도를 측정하는 가열용 측정센서를 포함할 수 있다.

상기 온도측정센서는, 냉각 유닛에 위치된 기판의 온도를 측정하는 냉각용 측정센서를 더 포함할 수 있다.

상기 가열용 측정센서는 광학 센서이고, 가열 유닛은, 기판을 가열 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버와, 챔버 내의 기판을 가열하는 히터를 포함하되, 가열용 측정센서는 챔버의 외부에 제공되고, 챔버에는 가열용 측정센서가 기판의 온도를 측정할 수 있도록 창이 제공될 수 있다.

상기 가열용 측정센서는 기판의 서로 다른 영역에서 온도를 측정하도록 복수개 제공될 수 있다.

상기 상벽과 창 사이에 단열재가 제공될 수 있다.

상기 기판 처리 장치는 온도측정센서를 냉각 유닛과 가열 유닛 사이에서 이동시키는 이동 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 이동 유닛은, 가열 유닛에 의해 가열되는 기판의 온도를 측정하는 제1위치와 냉각 유닛에 의해 냉각되는 기판의 온도를 측정하는 제2위치 간에 온도측정센서를 이동시키도록 제공될 수 있다.

상기 냉각 유닛은, 기판을 냉각하는 냉각판을 포함하며, 가열 유닛은, 기판을 가열 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버와, 챔버 내의 기판을 가열하는 히터를 포함하되, 제1위치는 챔버의 상부 위치이고, 제2위치는 냉각판의 상부 위치일 수 있다.

상기 온도측정센서는, 플레이트와, 기판의 복수의 영역에서 온도를 측정하도록 플레이트에 설치된 복수의 광학 센서를 포함하고, 챔버에는 챔버 내부를 관측할 수 있도록 하는 창이 제공될 수 있다.

상기 챔버의 상벽에는, 플레이트의 이동을 가이드 하는 가이드 라인 및 플레이트의 이동을 제한하는 스토퍼가 제공될 수 있다.

상기 온도측정센서는, 적외선 광학 센서를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 온도측정센서를 통해 열처리 중인 기판의 온도를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명은 열센서로부터 신호를 수신하기 위한 와이어 다발이 배제되므로, 온도측정지그를 이용한 베이크 챔버 시험 가동 시, 가열 유닛 내부 기류가 교란되는 것이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 열센서로부터 신호를 수신하기 위한 와이어 다발이 배제되므로, 온도측정지그를 이용한 베이크 챔버 시험 가동 시, 열센서로부터 연장된 와이어와 접촉함에 발생하였던 온도측정지그의 소정 영역에서의 열처리 효율이 저하되는 것이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 온도측정센서가 비접촉식으로 제공되고, 하우징 내부에 위치되므로, 베이크 챔버를 통한 기판 열처리 시 기판의 온도를 모니터링 할 수 있게 되고, 이에 따라, 기판 열처리 품질이 극대화될 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1a는 일반적인 베이크 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 1b는 일반적인 열센서의 기판 장착 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C방향에서 바라본 도면이다.
도 6 내지 7은 도 2의 베이크 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 9는 도 2의 베이크 챔버의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 도 8의 베이크 챔버의 작동 상태를 나타내는 단면도이다.

본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 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 5은 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.

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(120)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다.

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.

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. 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다.

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 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다.

레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 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 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(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.

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)에는 반송로봇이 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 로봇은 기판(W)이 놓이는 핸드를 가지며, 핸드는 전진 및 후진 이동 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.

반송 챔버(430) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일이 제공되고, 반송 로봇은 가이드 레일 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.

현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다.

현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.

현상모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다.

제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다.

노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.

노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다.

노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다.

전처리 모듈(601)은 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 챔버(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 챔버(620)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다.

따라서 보호막 도포 챔버(610)와 베이크 챔버(620)는 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 챔버(610)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다.

선택적으로 보호막 도포 챔버(610)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 챔버(620)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 챔버(620)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.

후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다.

따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다.

선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.

인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다.

제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.

본 발명의 일실시예는 위와 같이 구성되는 설비에 구비되는 베이크 챔버(420)로써, 도포 및 현상 모듈(400)에 제공된다.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 일실시예의 베이크 챔버를 보여준다. 베이크 챔버(420)는, 하우징(421), 냉각 유닛(422), 가열 유닛(423), 반송부재(424), 및 온도측정센서(425)를 포함한다.

하우징(421)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(421)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(421a)가 형성된다. 반입구(421a)는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구(421a)를 개폐하도록 도어(미도시)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(422), 가열 유닛(423), 그리고 반송부재(424)는 하우징(421) 내에 제공된다.

냉각 유닛(422)은 냉각판(422a)을 가진다. 냉각판(422a)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(422a)에는 냉각부재(미도시)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재는 냉각판(422a)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다. 냉각판(422a)은, 기판(W)과 가까워지거나 멀어지도록 높이 이동된다. 냉각판(422a)이 기판(W)과 접촉함으로서, 기판(W)의 열이 냉각판(422a)으로 이동하게 된다.

가열 유닛(423)은 챔버(423a) 그리고 히터(미도시)를 가진다. 챔버(423a)는 내부에 기판(W)을 가열하는 처리 공간이 제공된다. 챔버(423a)는 상하이동하며 처리 공간을 개폐하는 커버(423c)와, 커버(423c)와 처리공간을 형성하고, 기판(W)을 가열하는 가열판(423d)를 포함한다.

커버(423c)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다. 커버(423c)는 가열판(423d)의 상부에 위치되며 구동기(미도시)에 의해 상하 방향으로 이동된다.

가열판(423d)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열판(423d)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열판(423d)에는 제3 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(미도시)들이 제공된다. 리프트 핀은 반송부재(424)로부터 기판(W)을 인수받아 가열판(423d) 상에 내려놓거나 가열판(423d)으로부터 기판(W)을 들어올려 반송부재(424)로 인계한다.

히터는 가열판(423d)에 설치된다. 히터는 전류가 인가되는 발열저항체로 제공될 수 있다.

반송부재(424)는 대체로 원판 형상으로 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송부재(424)의 가장자리에는 노치가 형성된다. 노치는 상술한 반송챔버(430)의 반송로봇의 핸드에 형성된 돌기와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치는 핸드에 형성된 돌기와 대응되는 수로 제공되고, 돌기와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드와 반송부재(424)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드와 반송부재(424) 의 상하 위치가 변경하면 핸드와 반송부재(424) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다.

반송부재(424)는 상술한 반송챔버(430)와 기판(W)을 교환하고, 하우징(421) 내부를 수평이동하며, 기판(W)을 냉각 유닛(422) 및 가열 유닛(423) 사이에서 이동시킨다.

반송부재(424)는 가이드레일(424a) 상에 장착되고, 구동기(미도시)에 의해 가이드레일(424a)을 따라 이동된다.

온도측정센서(425) 하우징(421) 내에서 비접촉식으로 기판(W)의 온도를 감지한다. 온도측정센서(425)는 적외선 광학센서로 제공된다. 온도측정센서(425)는 가열용 측정센서(425a) 및 냉각용 측정센서(425b)를 포함한다.

가열용 측정센서(425a)는 가열 유닛(423)에 위치된 기판(W)의 온도를 측정한다. 가열용 측정센서(425a)는 챔버(423a)의 외부에 위치된다. 가열용 측정센서(425a)는 기판(W)의 구획된 영역을 측정할 수 있도록 복수개 제공된다.

챔버(423a)에는 가열용 측정센서(425a)가 기판(W)의 온도를 측정할 수 있도록 창(423e)이 제공된다. 창(423e)은 커버(423c)의 상벽을 관통하도록 형성된 관측홀과, 관측홀에 장착된 투광성 재질의 기밀부재를 포함한다. 창(423e)은 커버(423c)의 상벽에 복수개 제공된다. 챔버(423a)의 열에 의해 기밀부재의 파손이 방지될 수 있도록, 챔버(423a)와 창(423e) 사이에는 단열재(미도시)가 제공된다.

냉각용 측정센서(425b)는 냉각 유닛(423)에 위치된 기판(W)의 온도를 측정한다. 냉각용 측정센서(425b)는, 고정암(A) 및 고정플레이트(P)를 포함한다. 고정암(A)은 일측단부가 냉각 유닛(423) 상부에 위치되도록 하우징(421)의 내측벽면에 타측단부가 고정된 외팔보로써 제공된다. 고정플레이트(P)는 고정암(A)에 고정된다. 고정플레이트(P)는, 냉각판(422a)과 동일한 넓이의 원형 판체로 제공된다. 고정플레이트(P)에는 복수의 장착홀이 형성되고, 각각의 장착홀에 적외선 광학센서가 제공된다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 베이크 챔버(420)의 다른 실시예를 보여준다. 다른 실시예의 베이크 챔버(420)는, 하우징(421), 냉각 유닛(422), 가열 유닛(423), 반송부재(424), 온도측정센서(425) 및 이동 유닛(426)을 포함한다.

앞서, 도 6 내지 도 7을 통해 설명한 본 발명의 일실시예의 베이크 챔버(420) 구성에서, 온도측정센서(425)를 냉각 유닛(422)과 가열 유닛(423) 사이에서 이동시키는 이동 유닛(426)의 구성이 더 포함된 구성이다.

하우징(421), 냉각유닛(422) 및 가열 유닛(423)은 앞서 설명한 본 발명의 일실시예의 베이크 챔버(420)에서와 동일하게 제공되므로 그 설명을 생략한다.

이동 유닛(426)은, 제1위치(P1) 및 제2위치(P2)를 왕복하도록 온도측정센서(425)를 이동시킨다. 제1위치(P1)는 가열 유닛(423)에 의해 가열되는 기판(W)의 온도를 측정할 수 있는 위치로써, 본 발명의 다른 실시예에서는 가열 유닛(423)의 상부이다. 제2위치(P2)는 냉각 유닛(422)에 의해 냉각되는 기판(W)의 온도를 측정할 수 있는 위치로써, 본 발명의 다른 실시예에서는 냉각 유닛(422)의 상부이다.

이동 유닛(426)은 가이드라인(426a) 및 구동기(미도시)를 포함한다. 가이드라인(426a)은 제1위치(P1) 및 제2위치(P2)를 잇는 선분과 수평하도록 하우징(421) 내부에 제공된다. 구동기는 미리 설정된 설정치에 따라 작동된다. 구동기에서 발생된 동력에 의해 온도측정유닛(425)은 가이드라인(426a)를 따라 제1위치(P1) 및 제2위치(P2)를 왕복 이동하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에서 온도측정유닛(425)은, 플레이트(425c)와, 플레이트(425c)에 설치된 복수의 광학센서를 포함한다.

플레이트(425c)는 챔버(423a)의 상벽과 동일한 넓이를 갖도록 제공된다. 플레이트(425c)에는 광학센서가 장착되는 복수의 장착홀(425d)가 제공된다. 복수의 장착홀(425d)은 챔버(423a)에 제공된 창(423e)을 통해 챔버(423a) 내부를 관측할 수 있는 위치에 형성된다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 다른 실시예의 베이크 챔버의 작동 상태를 나타낸다. 도 10a는 반송챔버(430)에서 베이크 챔버(420)로 기판(W)이 반송된 후, 가열 유닛(423)으로 반송부재(424)가 이동된 상태를 보여준다. 반송부재(424)는 가열 유닛(423) 내부에 위치된다. 플레이트(425c)는 반송부재(424) 상부에 위치된다. 가열 유닛(423)은 열려 있는 상태이다. 가열 유닛(423)에 구비된 리프트핀(미도시)을 통해 반송부재(424)로부터 가열 유닛(423)으로 기판(W)이 인계되고, 가열판(423d)에 기판(W)이 안착된다.

도 10b는 가열 유닛(423)을 통해 기판(W)이 열처리되는 상태를 보여준다. 가열 유닛(423)은 닫혀진 상태이고, 플레이트(425c)는 가열 유닛(423) 상측에 위치된다. 반송부재(424)는 냉각 유닛(422)의 상부에 위치된다. 플레이트(425c)의 장착홀(425d)과 챔버(423a)의 창(423e)은 일직선 상에 위치된다. 플레이트(425c)에 설치된 광학센서는 장착홀(425d) 및 창(423e)를 통해 가열 유닛(423) 내부에서 열처리 중인 기판(W)의 온도를 측정하게 된다.

도 10c는 가열 유닛(423)을 통한 기판(W) 열처리 후, 기판(W)이 가열판(423d)로부터 반송부재(424)로 인계된 후, 반송부재(424) 이동에 종속되 냉각 유닛(422) 상부로 이동된 상태를 보여준다. 가열 유닛(423)은 열린 상태이다. 플레이트(425c)는 가열 유닛(423) 상부에서 반송부재(424)이 상부로 이동된다.

도 10d는 냉각 유닛(422)을 통해 기판(W)이 열처리되는 상태를 보여준다. 가열 유닛(423)은 닫힌 상태이다. 냉각 유닛(422)의 냉각판(422a)이 밀착되도록 반송부재(424)를 향해 상승한다. 플레이트(425c)는 반송부재(4240 상측에 위치된다. 플레이트(425c)에 설치된 광학센서는 장착홀(425d)을 통해 냉각 유닛(422)을 통해 열처리 중인 기판(W)의 온도를 측정하게 된다.

위 기재한 바와 같은 본 발명의 일실시예의 베이크 챔버(420)에 의하면, 온도측정센서(425)를 통해 열처리 중인 기판(W)의 온도를 측정할 수 있다. 특히, 온도측정센서(425)가 비접촉식으로 제공되므로, 가열 유닛(423) 및 냉각 유닛(422)에 외형적 변화를 유발할 여지가 전혀 없으며, 열처리 중인 기판(W)의 온도를 근거로 가열 유닛(423) 및 냉각 유닛(422)의 작동을 실시간으로 조절할 수 있게 된다. 이에 따라, 기판(W) 열처리 품질이 극대화되는 효과가 발생된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명의 일실시예의 기판 처리 장치를 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며 기판을 처리하는 모든 설비에 적용 가능하다.

전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내어 설명한 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용될 수 있을 것이다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명은, 저술한 개시 내용과 균등한 범위, 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다.

위 설명에서는, 이동 유닛(426)이 미리 설정된 설정치에 따라 작동되는 것으로 기술하였으나, 챔버(421a)의 상벽에 플레이트(425c)의 이동을 가이드하는 가이드 라인 및 플레이트(425c)의 이동을 제한하는 스토퍼가 제공될 수도 있을 것이다.

챔버(423a)가 원기둥 형태인 것으로 기재하였으나, 경우에 따라서는 직육면체 형상일 수 있을 것이며 이와 다른 형태일 수도 있을 것이며, 챔버(423a)의 외형에 따라 플레이트(425c)의 형태가 위 기재한 내용과 다를 수 있을 것이다.

온도측정센서(425)가 비접촉식으로 구현될 수 있도록 적외선 광학센서가 포함되는 것으로 기재하였으나, 적외선 광학센서와 동일한 효과를 발생시키는 다른 센서가 사용될 수도 있을 것이다.

420: 베이크 챔버
421: 하우징
422: 냉각 유닛
423: 가열 유닛
424: 반송부재
425: 온도측정센서
426: 이동 유닛

Claims (6)

1. 기판 처리 장치에 있어서,
   하우징과;
   상기 하우징 내부에 설치되고, 기판을 냉각하는 냉각 유닛과;
   상기 하우징 내부에 설치되고, 기판을 가열하는 가열 유닛과;
   상기 냉각 유닛과 상기 가열 유닛 사이에 기판을 반송하는 반송 부재와;
   상기 하우징 내에서 비접촉식으로 기판의 온도를 감지하는 온도 측정 센서와;
   상기 온도 측정 센서를 상기 냉각 유닛, 그리고 상기 가열 유닛 사이에서 이동시키는 이동 유닛을 포함하고,
   상기 가열 유닛은,
   기판을 가열 처리하는 처리 공간을 제공하고, 하나 이상의 창이 형성된 커버와, 그리고 상기 커버와 서로 조합되어 상기 처리 공간을 형성하는 가열 판을 포함하는 챔버를 포함하고,
   상기 온도 측정 센서는,
   상기 처리 공간의 외부에 위치되고,
   하나 이상의 장착 홀이 형성된 플레이트와;
   상기 플레이트에 형성된 상기 장착 홀에 설치되는 하나 이상의 광학 센서를 포함하고,
   상기 이동 유닛은,
   상기 가열 유닛에서 열 처리되는 기판의 온도를 측정하는 경우 상기 온도 측정 센서를 상기 가열 유닛의 상부로 이동시켜 상기 장착 홀과 상기 창이 상하로 일직선 상에 위치되도록 하여 상기 광학 센서가 상기 창을 통해 광을 수신하여 기판의 온도를 측정하고,
   상기 냉각 유닛에서 열 처리 되는 기판의 온도를 측정하는 경우 상기 온도 측정 센서를 상기 냉각 유닛의 상부로 이동시켜 기판의 온도를 측정하도록 상기 온도 측정 센서를 이동시키는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버와 상기 창 사이에는 단열재가 제공되는 기판 처리 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉각 유닛은,
   기판과 접촉함으로써 기판을 냉각시키는 냉각 판을 포함하는 기판 처리 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 챔버는,
   상기 플레이트의 이동을 가이드하는 가이드 라인 및 상기 플레이트의 이동을 제한하는 스토퍼를 포함하는 기판 처리 장치.
6. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광학 센서는,
   적외선 광학 센서인 기판 처리 장치.
   

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