KR102378336B1 - 베이크 장치 및 베이크 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 베이크 장치 및 베이크 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 베이크 방법은 기판을 하부 챔버 내부에 제공하고, 상기 하부 챔버의 상부에 제공된 상부 챔버가 상기 하부 챔버로부터 이격되도록 승강시킨 상태에서 상기 기판을 가열하여 상기 기판을 베이크 처리하는 베이크 방법을 포함한다.

Description

베이크 장치 및 베이크 방법{Bake apparatus and bake method}
본 발명은 기판에 베이크 공정을 수행하는 베이크 장치 및 베이크 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 포토 리소그래피, 에칭, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 패턴을 형성하기 위해 수행되는 포토 리소그래피 공정은 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
포토리소그래피 공정은 실리콘으로 이루어진 반도체 기판 상에 포토레지스트패턴을 형성하기 위해 수행된다. 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 코팅 및 소프트 베이크 공정, 포토레지스트 막으로부터 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 노광 및 현상 공정, 포토레지스트 막 또는 패턴의 에지 부위를 제거하기 위한 에지 비드 제거(edge bead removal; 이하 'EBR'라 한다) 공정 및 에지 노광(edgeexposure of wafer; 이하 'EEW'라 한다) 공정, 포토레지스트 패턴을 안정화 및 치밀화시키기 위한 하드 베이크 공정 등을 포함한다.
베이크 공정은 기판을 가열하는 공정이다. 다만, 베이크 공정 시 밀페된 챔버 내부에서 기판을 가열함과 동시에 챔버 내부를 배기하는 과정에서 기판 상에 도포된 액이 균일한 두께를 유지하지 못하는 경우가 발생하여 베이크 공정에 효율을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 베이크 공정에 효율을 향상시킬 수 있는 베이크 장치 및 베이크 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 베이크 공정 시 외부의 기류를 차단하며, 공정을 수행하는 공간에 배기할 수 있는 베이크 장치 및 베이크 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 베이크 처리하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이크 방법은 기판을 하부 챔버 내부에 제공하고, 상기 하부 챔버의 상부에 제공된 상부 챔버가 상기 하부 챔버로부터 이격되도록 승강시킨 상태에서 상기 기판을 가열하여 상기 기판을 베이크 처리할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 베이크 처리 동안에 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버의 서로 대향되는 접촉면 사이로 외부의 기체가 상기 기판이 제공되는 영역으로 유입되는 것을 방지하는 가스 커튼을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 커튼은 상기 가스가 아래에서 위를 향하는 방향으로 공급되어 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 커튼은 상기 기판을 둘러싸도록 링형상으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 베이크 처리하는 동안 상기 기판이 제공되는 영역에서 배기는 상기 상부 챔버에 제공된 배기관을 통해 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 커튼을 형성하는 가스는 공기 또는 비활성 가스를 포함할 수 있다.
본 발명은 베이크 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 베이크 장치는 서로 조합되어 처리 공간을 가지는 상부 챔버와 하부 챔버를 포함하는 공정 챔버와 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버와 연결되어 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버를 승하강시키는 구동기와 상기 처리 공간 내에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과 상기 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛과 그리고 상기 상부 챔버 또는 하부 챔버에 제공되어 상기 처리 공간의 주변으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과 상기 구동기를 제어하는 제어기를 포함하되 상기 제어기는 상기 기판에 베이크 공정 시 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버를 승하강시켜 상기 처리 공간을 개방하도록 상기 구동기를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 공급 유닛은 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버의 접촉면에 형성되는 가스 공급홀과 상기 가스 공급홀과 연결되어 가스를 공급하는 가스 공급 라인을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가스 공급홀은 링형상으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는 상기 가스 공급 유닛을 더 제어하며 상기 제어기는 상기 처리 공간이 개방 시 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버의 서로 대향되는 벽들 사이로 가스 커튼을 형성하도록 상기 가스 공급 유닛을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 가열 유닛은 상기 지지 유닛 내에 위치하는 히터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 베이크 장치는 상기 처리 공간을 배기하는 배기관을 포함하는 배기 유닛을 더 포함하며 상기 배기관은 상기 상부 챔버와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는 상기 배기 유닛을 더 제어하며 상기 제어기는 상기 베이크 공정 시 상기 처리 공간을 배기하도록 상기 배기 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 베이크 공정 시 처리 공간을 개방하여 베이크 공정에 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 베이크 공정 시 기판의 주위로 가스 커튼을 제공하여, 외부의 기류 유입을 차단하여 베이크 공정에 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 베이크 공정 시 처리 공간을 배기하여 기판에 흄 등의 반응 부산물에 의한 오염을 최소화할 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 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 베이크 공정 시 가스 커튼이 형성되는 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 베이크 장치의 다른 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 베이크 장치로 베이크 공정 시 가스 커튼이 형성되느 것을 보여주는 도면이다.
도 8은 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베이크 공정이 수행되는 과정을 개략적으로 보여주는 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정을 수행하는 데 사용된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(700), 그리고 퍼지 모듈(800)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다. 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 내에 제공될 수 있다. 이와 달리 퍼지 모듈(800)은 인터페이스 모듈(700) 후단의 노광 장치가 연결되는 위치 또는 인터페이스 모듈(700)의 측부 등 다양한 위치에 제공될 수 있다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12) 및 제2방향(14)과 각각 수직한 방향을 제3방향(16)이라 한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 일 예로 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(120)은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공된다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공된다. 프레임(210)은 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 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 제1방향(12), 제2방향(14) 그리고 제3방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조이다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제3방향(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 제2방향(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.
버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 포함한다. 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 제3방향(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 제공된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제2방향(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 제3방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220)과 제 1 버퍼 로봇(360)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향과 제 1 버퍼 로봇(360)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 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 포함한다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제2방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제3방향(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 상부 또는 하부 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361)가 제2방향(14) 및 제3방향(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 포함한다. 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 어셈블리가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.
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 액처리 챔버(410), 베이크 챔버(500), 그리고 이송 챔버(430)를 가진다. 액처리 챔버(410), 베이크 챔버(500), 그리고 이송 챔버(430)는 제2방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 액처리 챔버(410)는 기판(W)에 레지스트 도포 공정을 수행하는 레지스트 도포 챔버(410)로 제공될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제1방향(12) 및 제3방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 베이크 챔버(500)는 제1방향(12) 및 제3방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
이송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제1방향(12)으로 나란하게 위치된다. 이송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 이송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버들(500), 레지스트 도포 챔버들(410), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제1방향(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 제공된다. 아암(435)는 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하게 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 배치된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제3방향(16)으로 직선 이동 가능하다. 아암(435)은 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합된다. 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하다. 받침대(437)은 가이드 레일(433)에 결합된다.
레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 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 포함한다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)를 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. 레지스트 도포 챔버(410)에는 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다. 세정액은 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정한다. 일 예로 세정액은 탈이온수로 공급될 수 있다.
베이크 챔버(500)에는 베이크 장치(500)가 제공된다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베이크 장치(500)를 보여주는 단면도이다. 이하, 도 4를 참고하며, 베이크 장치(500)는 기판(W)에 베이크 공정을 수행한다. 베이크 장치(500)는 공정 챔버(510), 구동기(520), 지지 유닛(530), 가열 유닛(540), 가스 공급 유닛(550), 배기 유닛(570) 그리고 제어기(590)를 포함한다.
공정 챔버(510)는 내부에 처리 공간을 제공한다. 공정 챔버(510)는 원통형상으로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 공정 챔버(510)는 직육면체 형상으로 제공될 수 있다.
공정 챔버(510)는 상부 챔버(511)와 하부 챔버(513)를 포함한다. 상부 챔버(511)는 상부에서 바라 볼 때, 원형의 형상으로 제공된다. 상부 챔버(511)는 승하강 가능하게 제공된다. 하부 챔버(513)는 상부 챔버(511)와 대향되게 위치한다. 하부 챔버(513)는 상부 챔버(511)의 아래에 위치한다. 하부 챔버(513)는 상부에서 바라 볼 때, 원형의 형상으로 제공된다. 상부 챔버(511)와 하부 챔버(513)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간을 형성한다.
구동기(520)는 상부 챔버(511) 또는 하부 챔버(513)와 연결된다. 구동기(520)는 상부 챔버(511) 또는 하부 챔버(513)를 승하강시킨다. 일 예로 구동기(520)는 상부 챔버(511)와 연결된다. 구동기(520)는 상부 챔버(511)와 연결되는 경우, 상부 챔버(511)를 승하강 시킬 수 있다. 구동기(520)에 의해 처리 공간은 밀폐 또는 개방된다. 구동기(520)는 외부에 기판(W)이 유입 또는 유출 되거나, 베이크 공정 시 처리 공간을 개방하도록 상부 챔버(511)를 승강 시킨다.
이와는 달리, 구동기(520)는 하부 챔버(513)와 연결될 수 있다. 이 경우, 구동기(520)는 하부 챔버(513)를 승하강 시킬 수 있다.
지지 유닛(530)은 처리 공간 내에 위치한다. 지지 유닛(530)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(530)은 지지 플레이트(531)를 포함한다.
지지 플레이트(531)는 상부면에 기판(W)이 놓인다. 지지 플레이트(531)는 상부에서 바라 볼 때, 원형의 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(531)는 원통형상으로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(531)의 상면은 기판(W)보다 큰 크기로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 기판(W)과 상응하는 크기로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(531)의 상면은 열 전도율이 좋은 재질로 제공된다.
가열 유닛(540)은 지지 유닛(530)에 놓인 기판(W)을 가열 할 수 있다. 가열 유닛(540)은 히터(541)를 포함한다. 히터(541)는 지지 플레이트(531)의 내부에 위치한다. 히터(541)는 지지 플레이트(531) 상에 놓인 기판(W)을 가열 한다. 본 실시 예에서는 가열 유닛(540)이 지지 플레이트(531)의 내부에 제공되는 것으로 예로 들었으나, 이와는 달리, 지지 유닛(530)의 외부에서 기판(W)에 열을 조사하는 장치로 제공될 수 있다.
가스 공급 유닛(550)은 처리 공간의 주변으로 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(550)은 가스를 공급하여 기판(W)을 둘러싸도록 가스 커튼(G)을 형성한다. 도 5와 같이 가스 공급 유닛(550)은 하부 챔버(513)의 접촉면에 형성된 가스 공급홀(551)에서 공급되는 가스를 통해서 형성될 수 있다. 이와는 달리, 도 7과 같이 가스 커튼(G)은 상부 챔버(511)의 접촉면(512)에 형성된 가스 공급홀(551)에서 공급되는 가스를 통해서 형성될 수 있다.
가스 공급 유닛(550)은 가스 공급홀(551), 가스 공급 라인(553) 그리고 밸브(557)를 포함한다.
가스 공급홀(551)은 상부 챔버(511)와 하부 챔버(513)가 접촉하는 접촉면(512,514)에 형성된다. 일 예로 가스 공급홀(551)은 하부 챔버(513)의 접촉면(514)에 형성될 수 있다. 가스 공급홀(551)은 링형상으로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 하부 챔버(513)의 접촉면의 형상에 따라, 직사각형 등의 형상으로 제공될 수 있다. 상술한 예와는 달리, 도 6과 같이 가스 공급홀(551)은 상부 챔버(511)의 접촉면(512)에 형성될 수 있다.
가스 공급 라인(553)은 가스 공급홀(551)에 가스를 공급한다. 일 예로 가스는 공기 또는 비활성 가스 일 수 있다. 비활성 가스는 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨가스로 제공될 수 있다. 가스 공급 라인(553)은 가스 공급홀(551)과 연결된다.
가스 공급 라인(553)에는 밸브(557)가 제공된다. 밸브(557)는 공급되는 가스의 유량을 조절한다. 일 예로 밸브(557)는 온오프 밸브(557)로 제공될 수 있다.
배기 유닛(570)는 처리 공간을 배기한다. 배기 유닛(570)는 배기관(571), 배기 플레이트(573) 그리고 배기 라인(575)을 포함한다.
배기관(571)은 하부 챔버(513)의 상벽과 연결된다. 배기관(571)은 하부 챔버(513)의 중앙 영역에 결합된다. 배기관(571)은 유체가 통과 가능한 원통 형상으로 관 형태로 제공될 수 있다.
배기 플레이트(573)는 처리 공간을 배기 시 배기의 흐름을 원활하게 한다. 배기 플레이트(573)는 처리 공간 내 위치한다. 배기 플레이트(573)는 지지 유닛(530)의 상부에 위치한다. 배기 플레이트(573)는 지지 플레이트(531)와 상응하는 크기로 제공될 수 있다. 배기 플레이트(573)는 상부에서 바라 볼 때, 원형의 형상으로 제공될 수 있다. 배기 플레이트(573)는 중앙에는 배기홀(574)이 형성된다. 배기홀(574)은 배기관(571)과 대향되게 위치한다.
배기 라인(575)은 배기관(571)에 연결된다. 배기 라인(575)은 처리 공간에서 배기되는 유체를 배기관(571)을 통해서 공급 받아 외부로 배기한다.
제어기(590)는 기판(W)에 베이크 공정 시 상부 챔버(511) 또는 하부 챔버(513)를 승하강시켜 처리 공간을 개방하도록 구동기(520)를 제어한다. 일 예로 제어기(590)는 베이크 공정 시 구동기(520)를 제어하여 상부 챔버(511)를 승강시켜 처리 공간을 개방한다. 제어기(590)는 처리 공간이 개방 시 상부 챔버(511)와 상기 하부 챔버(513)의 서로 대향되는 접촉면(512,514) 사이로 가스 커튼(G)을 형성하도록 가스 공급 유닛(550)을 제어한다. 제어기(590)는 베이크 공정 시 외부에 기류가 처리 공간으로 유입되는 것을 방지하고자 가스 커튼(G)을 형성하도록 가스 공급 유닛(550)을 제어한다. 제어기(590)는 베이크 공정 시 처리 공간을 배기하도록 배기 유닛(570)를 제어한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 베이크 방법을 설명한다.
도 8은 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 베이크 공정이 수행되는 과정을 개략적으로 보여주는 도면들이다. 이하, 도 8 내지 도 10을 참고하면, 공정 챔버(510)로 외부에 기판(W)이 반입된다. 기판(W)의 반입은 상부 챔버(511)를 상부로 이동시켜 처리 공간을 개방 후 기판(W)을 반입한다. 기판(W)의 반입은 별도의 이송 유닛(미도시)을 통해서 이루어진다.
기판(W)의 반입 후 처리 공간은 밀폐된다. 처리 공간으로 반입된 기판(W)은 별도의 리프튼 핀(미도시)등에 의해 지지 유닛(530) 상에 놓인다.
베이크 공정의 시작 시 상부 챔버(511)가 상부 이동하여 처리 공간을 개방한다. 처리 공간의 개방과 함께 도 9와 같이 가스를 공급하여 가스 커튼(G)을 형성한다. 가스 커튼(G)은 기판(W)을 둘러싸도록 링형상으로 형성될 수 있다. 가스는 아래에서 위를 향하는 방향으로 공급된다. 가스커튼은 하부챔버의 접촉면에서 상부 챔버(511)의 접촉면까지 형성된다. 처리 공간의 개방 후 가열 유닛(540)으로 지지 유닛(530)에 놓인 기판(W)을 가열하여 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정이 진행되는 동안 처리 공간에서는 배기가 이루어진다. 배기는 상부 챔버(511)의 배기관(571)을 통해서 수행된다. 도 10과 같이 내부에 기류는 기판(W)의 상부에 형성된 배기 플레이트(573)의 상부 중앙 또는 하부 중앙을 걸쳐서 배기관(571)을 거쳐 외부로 빠져나간다.
본 발명의 베이크 방법은 기판(W)의 주변에 가스 커튼(G)을 형성하여 베이크 공정 시 외부의 기류가 처리 공간으로 유입되는 것을 방지하여 기판(W)의 오염을 최소화 또는 방지할 수 있다. 또한, 진공압으로 유지된 밀폐된 챔버 내부에서 공정을 수행하지 않아 별도의 진공압 유지 장치가 필요하지 않다. 또한, 밀폐된 챔버에서 공정 수행 시 기판(W)의 유입 또는 유출 시 챔버가 개방되어 외부의 기류로 인한 오염이 일어날 수 있다. 그러나 본 발명은 처리 공간을 개방하여 베이크 공정을 수행하여 상술한 오염이 일어나지 않아 베이크 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 베이크 공정 시 처리 공간을 배기하여 공정 중 발생되는 부산물로 인해 기판(W)이 오염되는 것을 최소화 또는 방지하여 베이크 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참고하면, 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 액처리 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 액처리 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제2방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 액처리 챔버(460)는 현상 챔버로 제공될 수 있다. 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제2방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제1방향(12) 및 제3방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제1방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 간에 기판(W)를 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제1방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제3방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다.
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.
현상 챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 기판(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상 모듈(402)에 제공되는 베이크 챔버(470)은 전술한 베이크 챔버(500)와 대체로 동일하게 제공된다.
상술한 바와 같이 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 포함한다. 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 적층되게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다.
인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제2방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다.
제 1 버퍼(720)는 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 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.
500: 베이크 장치 510: 공정 챔버
520: 구동기 530: 지지 유닛
540: 가열 유닛 550: 가스 공급 유닛
570: 배기 부재 590: 제어기

Claims (13)

  1. 기판을 베이크 처리하는 방법에 있어서,
    기판을 하부 챔버 내부에 제공하고, 상기 하부 챔버의 상부에 제공된 상부 챔버가 상기 하부 챔버로부터 이격되도록 승강시킨 상태에서 상기 기판을 가열하여 상기 기판을 베이크 처리하는 베이크 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이크 처리 동안에 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버의 서로 대향되는 접촉면 사이로 외부의 기체가 상기 기판이 제공되는 영역으로 유입되는 것을 방지하는 가스 커튼을 형성하는 베이크 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 커튼은 상기 가스가 아래에서 위를 향하는 방향으로 공급되어 형성되는 베이크 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가스 커튼은 상기 기판을 둘러싸도록 링형상으로 제공되는 베이크 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이크 처리하는 동안 상기 기판이 제공되는 영역에서 배기는 상기 상부 챔버에 제공된 배기관을 통해 이루어지는 베이크 방법.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 커튼을 형성하는 가스는 공기 또는 비활성 가스를 포함하는 베이크 방법.
  7. 베이크 장치에 있어서,
    서로 조합되어 처리 공간을 가지는 상부 챔버와 하부 챔버를 포함하는 공정 챔버와;
    상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버와 연결되어 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버를 승하강시키는 구동기와;
    상기 처리 공간 내에 위치하며 기판을 지지하는 지지 유닛과;
    상기 지지 유닛에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛과; 그리고
    상기 상부 챔버 또는 하부 챔버에 제공되어 상기 처리 공간의 주변으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과
    상기 구동기를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 기판에 베이크 공정 시 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버를 승하강시켜 상기 처리 공간을 개방하도록 상기 구동기를 제어하는 베이크 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버의 접촉면에 형성되는 가스 공급홀과
    상기 가스 공급홀과 연결되어 가스를 공급하는 가스 공급 라인을 포함하는 베이크 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스 공급홀은 링형상으로 제공되는 베이크 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 가스 공급 유닛을 더 제어하며,
    상기 제어기는 상기 처리 공간이 개방 시 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버의 서로 대향되는 벽들 사이로 가스 커튼을 형성하도록 상기 가스 공급 유닛을 제어하는 베이크 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 지지 유닛 내에 위치하는 히터를 포함하는 베이크 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 베이크 장치는 상기 처리 공간을 배기하는 배기관을 포함하는 배기 유닛을 더 포함하며,
    상기 배기관은 상기 상부 챔버와 연결되는 베이크 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 배기 유닛을 더 제어하며,
    상기 제어기는 상기 베이크 공정 시 상기 처리 공간을 배기하도록 상기 배기 유닛을 제어하는 베이크 장치.
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