KR102387934B1 - 가열 플레이트 냉각 방법과 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 장치 및 그 장치의 가열 플레이트를 냉각하는 방법을 제공한다.
챔버의 처리 공간 내에 배치되어 기판을 가열 처리하는 가열 플레이트를 냉각하는 방법으로는, 상기 처리 공간에서 상기 기판을 제거한 후에, 상기 처리 공간을 개방시키고, 상기 처리 공간의 외부에 형성된 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되어 상기 가열 플레이트를 냉각한다. 이로 인해 가열 플레이트의 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.

Description

가열 플레이트 냉각 방법과 기판 처리 장치 및 방법{Method for cooling hot plate, Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 열 처리하는 장치 및 그 장치의 가열 플레이트를 냉각하는 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 세정, 증착, 사진, 식각, 그리고 이온주입 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이러한 공정들 중 사진 공정은 기판 상에 감광액과 같은 액막을 형성하는 공정을 포함한다.
기판 상에 액막을 형성한 후에는, 기판을 가열하여 액막 상에 유기물을 날려 액막을 안정화시키는 베이크 공정이 진행된다. 베이크 공정은 가열 플레이트에 기판을 올려놓고, 기판을 상온에 비해 매우 높은 온도로 가열하는 공정을 포함한다.
이러한 가열 공정은 고온으로 인한 열변형 및 손상 등을 주기적으로 확인하고, 유지 보수해야한다. 따라서 일정 매의 기판들에 대한 베이크 공정이 완료되거나 일정 주기에 도달되면, 가열 플레이트를 냉각시키고, 가열 플레이트와 이의 주변 장치에 대한 손상 확인 및 유지 보수를 진행한다.
그러나 가열 플레이트를 자연 냉각하는 데에는 적어도 수 시간을 필요로 한다. 이로 인해 가열 플레이트의 냉각 시간을 단축하고자, 가열 플레이트에 상온의 기판 또는 지그를 강제 접촉시키는 방안이 제기되었다. 그러나 가열 플레이트는 냉각되는 과정에서 수축과 같은 열변형이 발생되며, 이는 냉매 기능을 수행하는 기판을 손상시킨다.
한국 등록 특허 10-1605721
본 발명은 가열 플레이트의 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 별도의 추가되는 장치의 설치없이 가열 플레이트의 냉각 속도를 향상시킬 수있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 장치 및 그 장치의 가열 플레이트를 냉각하는 방법을 제공한다.
챔버의 처리 공간 내에 배치되어 기판을 가열 처리하는 가열 플레이트를 냉각하는 방법으로는, 상기 처리 공간에서 상기 기판을 제거한 후에, 상기 처리 공간을 개방시키고, 상기 처리 공간의 외부에 형성된 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되어 상기 가열 플레이트를 냉각한다.
상기 가열 플레이트를 냉각할 때와 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때에 상기 기류의 유속은 상이하게 제공될 수 있다. 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 기류의 유속은 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때보다 크게 제공될 수 있다.
상기 처리 공간은 상부 바디와 하부 바디의 조합에 의해 형성되고, 상기 처리 공간의 개폐는 상기 상부 바디 또는 상기 하부 바디의 승하강에 의해 이루어지며, 상기 가열 플레이트를 냉각할 때의 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때의 상기 이격된 거리보다 더 크게 제공될 수 있다.
제1그룹에 속하는 기판들은 상기 가열 플레이트에 의해 제1온도로 가열 처리되고, 상기 가열 플레이트의 냉각은 제1그룹에 속하는 기판들에 대해 가열 처리가 종료된 후에 이루어지며, 상기 제1그룹에 속하는 기판들에 대해 가열 처리가 이루어지는 동안에는 상기 가열 플레이트에 제공된 히터에 연결된 전원이 계속적으로 온(On)되고, 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에는 상기 전원을 오프(Off)할 수 있다.
내부 공간을 가지는 하우징, 상기 내부 공간에 배치되며 기판을 가열 처리하는 처리 공간을 가지는 가열 유닛, 상기 내부 공간에 배치되며 상기 기판을 냉각 처리하는 냉각 유닛, 그리고 상기 내부 공간에 기류를 형성하는 기류 형성 유닛을 포함하는 장치를 이용하여 상기 기판을 처리하는 방법으로는, 상기 기판을 상기 가열 유닛의 가열 플레이트 상에 배치하여 상기 기판을 가열 처리하는 단계와 상기 처리 공간에서 상기 기판을 제거한 후에 상기 가열 플레이트를 냉각하는 단계를 포함하되, 상기 냉각하는 단계는 상기 처리 공간을 개방시키고, 상기 처리 공간의 외부에 형성된 상기 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되어 상기 가열 플레이트를 냉각한다.
상기 냉각하는 단계에는 상기 가열 처리하는 단계보다 상기 기류의 유속이 크게 제공될 수 있다.
상기 처리 공간은 상부 바디와 하부 바디의 조합에 의해 형성되고, 상기 처리 공간의 개폐는 상기 상부 바디 또는 상기 하부 바디의 승하강에 의해 이루어지며, 상기 냉각하는 단계에서 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 가열 처리하는 단계에서 상기 이격된 거리보다 더 크게 제공될 수 있다.
기판을 처리하는 장치는 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 내부 공간에 배치되며, 기판을 가열 처리하는 가열 유닛, 상기 내부 공간에 기류를 형성하는 기류 형성 유닛, 그리고 상기 가열 유닛 및 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 가열 유닛은 내부에 처리 공간을 가지는 챔버 및 상기 처리 공간에서 상기 기판을 가열하는 가열 플레이트를 포함하고, 상기 제어기는 상기 처리 공간에서 기판이 제거된 상태에서 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 내부 공간에 형성된 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되도록 상기 처리 공간을 상기 내부 공간에 개방시켜 상기 기류에 의해 상기 가열 플레이트가 냉각되도록 상기 가열 유닛 및 상기 기류 형성 유닛을 제어한다.
상기 제어기는 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 기류의 유속이 상기 처리 공간에서 상기 기판을 가열 처리할 때보다 크도록 상기 기류 형성 유닛을 제어할 수 있다.
상기 가열 챔버는, 서로 조합되어 내부에 상기 처리 공간을 형성하는 상부 바디와 하부 바디를 포함하고, 상기 가열 유닛은 상기 하부 바디와 상기 상부 바디 중 하나를 승하강시켜 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 상대 높이를 조절하는 승강 유닛을 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 하부 바디와 상기 상부 바디 간의 이격 거리가 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때의 상기 이격 거리보다 크도록 상기 승강 유닛을 제어할 수 있다.
상기 가열 플레이트는, 기판이 놓여지는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트에 놓여진 기판을 가열하는 히터, 그리고 상기 히터를 온(On) 또는 오프(Off)하는 전원을 포함하되, 상기 제어기는 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 히터를 오프(Off)하고, 상기 처리 공간에서 상기 제1그룹에 속하는 기판들에 대한 가열 처리가 연속적으로 이루어지는 동안에는 상기 히터를 온(On)할 수 있다.
상기 기류 형성 유닛은 상기 내부 공간에 에어를 공급하는 팬 유닛 및 상기 내부 공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하고, 상부에서 바라볼 때 상기 팬 유닛과 상기 배기 유닛의 사이에는 상기 가열 유닛 및 상기 냉각 유닛이 위치될 수 있다.
상기 하우징의 일측벽에는 상기 기판이 반출입되는 반출입구가 형성되고, 상기 팬 유닛은 상기 배기 유닛보다 상기 반출입구에 더 가깝게 위치되며, 상기 냉각 유닛은 상기 가열 유닛보다 상기 팬 유닛에 더 가깝게 위치되고, 상기 가열 유닛은 상기 냉각 유닛보다 상기 배기 유닛에 더가깝게 위치될 수 있다.
상부에서 바라볼 때 상기 팬 유닛, 상기 냉각 유닛, 상기 가열 유닛, 그리고 상기 배기 유닛은 일 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 냉각 단계에는 가열 처리 단계보다 큰 유속의 기류를 형성한다. 이로 인해 가열 플레이트의 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 가열 플레이트를 냉각할 때의 상부 바디와 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 기판을 가열 처리할 때보다 더 크게 제공된다. 이로 인해 가열 플레이트를 냉각할 때는 기판을 가열 처리할 때보다 처리 공간에 더 다량의 기류가 유입되어 가열 플레이트의 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 도 6의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 9는 가열 플레이트를 냉각하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 가열 처리 단계를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9의 냉각하는 단계를 보여주는 도면이다.
도 14는 가열 처리 공정과 냉각 처리 공정 간의 히터 상태를 보여주는 그래프이다.
도 15는 제1그룹의 가열 처리 공정, 제2그룹의 가열 처리 공정, 그리고 냉각 처리 공정 간의 히터 상태를 보여주는 그래프이다.
도 16은 도 3의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
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 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20,index module), 처리 모듈(30, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(40, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)이라 한다.
인덱스 모듈(20)은 기판(W)이 수납된 용기(10)로부터 기판(W)을 처리 모듈(30)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(10)로 수납한다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(20)은 로드 포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 가진다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드 포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치된다. 기판들(W)이 수납된 용기(10)는 로드 포트(22)에 놓인다. 로드 포트(22)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드 포트(22)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(10)가 사용될 수 있다. 용기(10)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드 포트(22)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(24)의 내부에는 인덱스 로봇(2200)이 제공된다. 인덱스 프레임(24) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(2300)이 제공되고, 인덱스 로봇(2200)은 가이드 레일(2300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(2200)은 기판(W)이 놓이는 핸드(2220)를 포함하며, 핸드(2220)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(30)은 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)을 가진다. 도포 블럭(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블럭(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블럭(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블럭(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블럭들(30b)은 서로 적층되게 제공된다. 도 2의 실시예에 의하면, 도포 블럭(30a)은 2개가 제공되고, 현상 블럭(30b)은 2개가 제공된다. 도포 블럭들(30a)은 현상 블럭들(30b)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블럭들(30a)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블럭들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 액 처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 가진다. 열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액처리 챔버(3600)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액막을 형성한다. 액막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a) 내에서 열처리 챔버(3200)와 액처리 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 로봇(3422)이 제공된다. 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)이 놓이는 핸드(3420)를 가지며, 핸드(3420)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 로봇(3422)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 핸드(3420)는 베이스(3428) 및 지지 돌기(3429)를 가진다. 베이스(3428)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(3428)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가진다. 지지 돌기(3429)는 베이스(3428)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지 돌기(3429)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지 돌기(3429)는 등 간격으로 4개가 제공될 수 있다.
열처리 챔버(3200)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3200)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3200)은 반송 챔버(3400)의 일측에 위치된다.
도 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 열처리 챔버의 정면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 열처리 챔버(3200)는 하우징(3210), 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 반송 플레이트(3240), 기류 형성 유닛(3250), 그리고 제어기(1900)를 포함한다.
하우징(3210)은 내부 공간을 가지는 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3210)의 일측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 예컨대, 하우징(3210)의 일측벽은 반송 챔버(3400)와 마주하는 면일 수 있다. 반출입구(3214)는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반출입구(3214)를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(3210)의 내부 공간에는 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)가 위치된다. 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)은 제2 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)에 비해 반송 챔버(3400)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3220)은 냉각판(3222)을 가진다. 냉각판(3222)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3222)에는 냉각부재(3224)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3224)는 냉각판(3222)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3230)은 기판(W)을 상온보다 높은 온도로 가열하는 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(3230)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열하여 베이크 처리한다. 도 7은 도 6의 가열 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 가열 유닛(1000)은 챔버(1100), 기판 지지 유닛(1300), 그리고 배기 부재(1500)를 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 배기홀(1124) 및 유입홀(1122)이 형성된다. 배기홀(1124)은 상부 바디(1120)의 중심에 형성된다. 배기홀(1124)은 처리 공간(1110)의 분위기를 배기한다. 유입홀(1122)은 복수 개가 이격되도록 제공되며, 배기홀(1124)을 감싸도록 배열된다. 유입홀들(1124)은 처리 공간(1110)에 외부의 기류를 유입한다. 일 예에 의하면, 유입홀(1122)은 4 개이고, 외부의 기류는 에어일 수 있다.
하부 바디(1140)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공된다. 하부 바디(1140)의 측벽의 일부는 처리 공간에 외부의 기체가 도입되는 가스 도입부(1600)로 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)가 이동되는 것으로 설명한다. 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.
일 예에 의하면, 개방 위치에서 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)의 이격 거리는 공정에 따라 달리 제공될 수 있다. 기판의 가열 처리 공정이 진행될 때에는 이격 거리가 제1거리(D1)를 가지도록 상부 바디(1120)가 승하강되고, 가열 플레이트의 냉각 공정이 진행될 때에는 이격 거리가 제2거리(D2)를 가지도록 상부 바디(1120)가 승하강될 수 있다. 제1거리(D1)는 제2거리(D2)보다 작은 거리로 제공될 수 있다.
실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 사이에 위치된다. 실링 부재(1160)는 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140)가 접촉될 때 처리 공간이 외부로부터 밀폐되도록 한다. 실링 부재(1160)는 환형의 링 형상으로 제공될 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. 기판 지지 유닛(1300)은 가열 플레이트(1310), 리프트 핀(1340), 그리고 지지핀(1360)을 포함한다. 도 8는 도 7의 기판 지지 유닛을 보여주는 평면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 가열 플레이트(1310)는 지지 플레이트(1320) 및 히터(1420)를 포함한다. 지지 플레이트(1320)는 히터(1400)로부터 발생된 열을 기판(W)으로 전달한다. 지지 플레이트(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)이 놓이는 안착면(1320a)으로 기능한다. 안착면(1320a)에는 복수의 리프트 홀들(1322)이 형성된다. 리프트 홀들은 서로 상이한 영역에 위치된다. 상부에서 바라볼 때 리프트 홀들(1322)은 각각 지지 플레이트(1320)의 상면의 중심을 감싸도록 배열된다. 각각의 리프트 홀들(1322)은 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다. 리프트 홀들(1322)은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치될 수 있다. 예컨대, 리프트 홀들(1322)은 3 개로 제공될 수 있다. 지지 플레이트(1320)는 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
히터(1420)는 지지 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)을 가열 처리한다. 히터(1420)는 지지 플레이트(1320)에 놓여진 기판(W)보다 아래에 위치된다. 히터(1420)는 복수 개로 제공된다. 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320) 내에 위치되거나, 지지 플레이트(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 각 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다. 일 예에 의하면, 각 히터들(1420)은 안착면의 서로 상이한 영역을 서로 다른 온도로 가열할 수 있다. 히터들(1420) 중 일부는 안착면(1320a)의 중앙 영역을 제1온도로 가열하고, 히터들(1420) 중 다른 일부는 안착면(1320a)의 가장자리 영역을 제2온도로 가열할 수 있다. 제2온도는 제1온도보다 높은 온도일 수 있다. 히터들(1420)은 프린팅된 패턴 또는 열선일 수 있다.
리프트 핀(1340)은 지지 플레이트(1320) 상에서 기판(W)을 승하강시킨다. 리프트 핀(1342)은 복수 개로 제공되며, 각각은 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 제공된다. 각각의 리프트 홀(1322)에는 리프트 핀(1340)이 위치된다. 구동 부재(미도시)는 각각의 리프트 핀들(1342)을 승강 위치와 하강 위치 간에 이동시킨다. 여기서 승강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면(1320a)보다 높은 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면(1320a)과 동일하거나 이보다 낮은 위치로 정의한다. 구동 부재(미도시)는 챔버(1100)의 외부에 위치될 수 있다. 구동 부재(미도시)는 실린더일 수 있다.
지지핀(1360)은 기판(W)이 안착면(1320a)에 직접적으로 접촉되는 것을 방지한다. 지지핀(1360)은 리프트 핀(1342)과 평행한 길이 방향을 가지는 핀 형상으로 제공된다. 지지핀(1360)은 복수 개로 제공되며, 각각은 안착면(1320a)에 고정 설치된다. 지지핀들(1360)은 안착면(1320a)으로부터 위로 돌출되게 위치된다. 지지핀(1360)의 상단은 기판(W)의 저면에 직접 접촉되는 접촉면으로 제공되며, 접촉면은 위로 볼록한 형상을 가진다. 이에 따라 지지핀(1360)과 기판(W) 간의 접촉 면적을 최소화할 수 있다.
가이드(1380)는 기판(W)이 안착면(1320a)의 정 위치에 놓여지도록 기판(W)을 가이드한다. 가이드(1380)는 안착면(1320a)을 감싸는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 가이드(1380)는 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가이드(1380)의 내측면은 지지 플레이트(1320)의 중심축에 가까워질수록 하향 경사진 형상을 가진다. 이에 따라 가이드(1380)의 내측면에 걸친 기판(W)은 그 경사면을 타고 정위치로 이동된다.
배기 부재(1500)는 처리 공간(1110) 내부를 강제 배기한다. 배기 부재(1500)는 배기관(1530), 감압 부재(1560), 그리고 안내판(1520)을 포함한다. 배기관(1530)는 길이 방향이 수직한 상하 방향을 향하는 관 형상을 가진다. 배기관(1530)는 상부 바디(1120)의 상벽을 관통하도록 위치된다. 일 예에 의하면, 배기관(1530)는 배기홀(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(1522) 및 배기관(1530)를 순차적으러 거쳐 배기된다.
안내판(1520)은 중심에 통공(1522)을 가지는 판 형상을 가진다. 안내판(1520)은 배기관(1530)의 하단으로부터 연장된 원형의 판 형상을 가진다. 안내판(1520)은 통공(1522)과 배기관(1530)의 내부가 서로 통하도록 배기관(1530)에 고정 결합된다. 안내판(1520)은 지지 플레이트(1320)의 상부에서 지지 플레이트(1320)의 지지면과 마주하게 위치된다. 안내판(1520)은 하부 바디(1140)보다 높게 위치된다. 일 예에 의하면, 안내판(1520)은 상부 바디(1120)와 마주하는 높이에 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 안내판(1520)은 유입홀(1124)과 중첩되게 위치되고, 상부 바디(1120)의 내측면과 이격되는 직경을 가진다. 이에 따라 안내판(1520)의 측단과 상부 바디(1120)의 내측면 간에는 틈이 발생되며, 이 틈은 유입홀(1124)을 통해 유입된 기류가 기판(W)으로 공급되는 흐름 경로로 제공된다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 기류 형성 유닛(3500)은 하우징(3210)의 내부 공간(3212)에 기류를 형성한다. 기류는 내부 공간(3212)에서 대체로 일 방향을 향해 흐를 수 있다. 기류 형성 유닛(3500)은 팬 유닛(3252) 및 배기 유닛(3254)을 포함한다.
팬 유닛(3252)은 내부 공간(3212)에 에어를 공급하고, 배기 유닛(3254)은 내부 공간(3212)을 배기한다. 팬 유닛(3252) 및 배기 유닛(3254) 각각은 하우징(3210)에 설치된다. 팬 유닛(3252)은 에어 공급이 가능한 팬(3252a) 및 에어 공급 라인(3252b)을 포함하고, 배기 유닛(3254)은 내부 공간(3212)을 배기 가능한 에어 배기 라인(3254b) 및 감압 부재(3254a)를 포함할 수 있다. 예컨대, 팬 유닛(3252)은 하우징(3210)의 천장면에 설치되고, 배기 유닛(3254)은 하우징(3210)의 바닥면에 설치될 수 있다. 이에 따라 내부 공간(3212)에는 일 방향으로 갈수록 하향 경사진 흐름의 기류가 형성될 수 있으며, 처리 공간(1110)에서 발생된 파티클이 그 외부에 노출되더라도, 하향 경사진 흐름의 기류가 파티클의 확산을 억제한다.
상부에서 바라볼 때 팬 유닛(3252)과 배기 유닛(3254)은 제2방향(14)과 평행한 방향을 따라 배치된다. 상부에서 바라볼 때 팬 유닛(3252)과 배기 유닛(3254)은 그 사이에 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)이 위치되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 팬 유닛(3252)은 배기 유닛(3254)보다 하우징(3210)에 형성된 반출입구(3214)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)보다 팬 유닛(3252)에 더 가깝게 위치되고, 가열 유닛(3230)은 냉각 유닛(3220)보다 배기 유닛(3254)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 이로 인해 팬 유닛(3252)으로부터 공급된 에어는 냉각 유닛(3220)을 통과하여 상온보다 낮은 온도의 기류를 형성할 수 있다.
기류 형성 유닛(3500)은 하우징(3210)의 내부 공간(3212)에 제1유속의 기류 또는 제2유속의 기류를 형성할 수 있다. 여기서 제1유속은 제2유속보다 작은 유속일 수 있다. 일 예에 의하면, 처리 공간(1110)에서 기판(W)의 가열 처리할 때에는 제1유속의 기류를 형성하고, 가열 플레이트(1310)를 냉각할 때에는 제2유속의 기류를 형성할 수 있다. 기류의 유속은 팬 유닛(3252)과 배기 유닛(3254) 중 적어도 하나를 통해 조절할 수 있다. 본 실시예에는 팬 유닛(3252)의 알피엠(RPM)을 조절하여 기류의 유속을 조절하는 것으로 설명한다.
제어기(1900)는 기판(W)의 가열 처리 공정과 가열 플레이트(1310)의 냉각 공정이 각각 이루어지도록 가열 유닛(3230) 및 기류 형성 유닛(3500)을 제어한다. 제어기(1900)는 수행하고자 하는 공정의 종류에 따라 승강 부재(1130) 및 팬 유닛(3252)을 달리 제어할 수 있다. 제어기(1900)는 기판 가열 처리 공정과 가열 플레이트(1310)의 냉각 공정에 따라 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간의 이격 거리 및 기류의 유속을 달리 제어할 수 있다. 본 실시예에서 기판(W)의 가열 처리 공정은 기판(W)이 처리 공간(1110)에서 가열되는 공정과 처리 공간(1110)에 기판(W)이 반입 및 반출되는 과정을 포함하는 것으로 설명한다. 일 예에 의하면, 가열 플레이트(1310)의 냉각 공정이 진행될 때에는 기판(W)의 가열 처리 공정이 진행될 때보다 기류의 유속이 크게 제공될 수 있다. 또한 가열 플레이트(1310)의 냉각 공정이 진행될 때에는 기판(W)의 가열 처리 공정이 진행될 때보다이격 거리가 크게 제공될 수 있다.
다음은 상술한 장치로 기판(W)을 가열 처리하고, 가열 플레이트(1310)를 냉각 처리하는 방법을 설명한다. 도 9는 가열 플레이트를 냉각하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 10 내지 도 12는 도 9의 가열 처리 단계를 보여주는 도면이며, 도 13은 도 9의 냉각하는 단계를 보여주는 도면이다.
기판(W)을 가열 처리하는 단계(S100)에는, 액 처리 챔버(3600)에서 액막이 형성된 기판(W)을 반송 로봇(3422)에 의해 하우징(3210)에 반입한다. 하우징(3210)의 내부 공간(3212)에는 제1유속의 기류가 형성된다. 하우징(3210)에 반입된 기판(W)은 반송 플레이트(3240)에 의해 가열 유닛(3230)으로 반송된다. 히터(1420)에 연결된 전원은 계속적으로 온(On) 상태를 유지하여 가열 플레이트(1310)가 공정 온도를 유지시킨다. 상부 바디(1120)는 하부 바디(1140)로부터 제1거리(D1)만큼 이격되게 이동되고, 기판(W)은 제1거리(D1)의 개방 영역으로 통해 처리 공간(1110)에 반입된다. 이후 상부 바디(1120)는 하강되어 처리 공간(1110)을 밀폐하고, 기판(W)은 공정 온도로 가열 처리된다. 이후 상부 바디(1120)를 하부 바디(1140)로부터 제1거리(D1)만큼 이격되게 승강 이동시키고, 반송 플레이트(3240)에 의해 기판(W)은 제1거리(D1)의 개방 영역을 통해 처리 공간(1110)으로부터 반출되어 냉각 유닛(3220)으로 반송되어 냉각 처리된다. 냉각 처리가 완료된 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 인터페이스 모듈(40)로 반송된다.
가열 플레이트(1310)로부터 기판(W)이 제거되어 기판(W)의 가열 처리 단계(S100)가 완료되면, 가열 플레이트(1310)를 냉각하는 단계(S200)를 진행한다.
가열 플레이트(1310)를 냉각하는 단계(S200)에는, 히터(1420)에 연결된 전원을 오프(Off)한다. 상부 바디(1120)를 하부 바디(1140)로부터 제1거리(D1)보다 큰 제2거리(D2)만큼 이격되게 승강 이동시킨다. 하우징(3210)의 내부 공간(3212)에는 기류가 제1유속에서 제2유속으로 조절된다. 이로 인해 기판(W)을 가열 처리하는 단계보다 더 많은 양의 기류가 처리 공간(1110)으로 유입되며, 가열 플레이트(1310)를 냉각시킨다.
상술한 실시예에는 가열 플레이트(1310)를 냉각함에 있어서, 가열 플레이트(1310)에 냉매를 직접 접촉시켜 냉각하는 방식이 아닌 비접촉 냉각 방식이다. 따라서 비접촉 냉각 방식은 접촉 냉각 방식에 비해 공정이 단순하며, 냉매 이동 및 냉매 접촉 과정에 발생되는 사고 등을 방지할 수 있다.
또한 기판(W)을 가열 처리하는 단계(S100)에는 가열 플레이트(1310)를 냉각하는 단계(S200)에 비해 상부 바디(1120)와 하부 바디(1140) 간의 이격 거리가 작게 제공된다. 이는 기판(W)을 가열 처리하는 단계(S100)에서 상부 바디(1120)의 이동 거리를 최소화함으로써 기판(W)의 가열 처리 단계(S100)에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 또한 처리 공간(1110)의 개방 영역이 냉각하는 단계에 비해 줄어들기 때문에 처리 공간(1110)에 유입되는 기류의 양을 최소화함으로써, 가열 플레이트(1310)의 온도가 하락되는 것을 최소화하기 위함이다.
또한 기판(W)을 가열 처리하는 단계(S100)에는 가열 플레이트(1310)를 냉각하는 단계에 비해 기류의 유속이 작게 제공된다. 이로 인해 처리 공간(1110)에 유입되는 기류의 양을 최소화함으로써, 기판(W)을 가열 처리하는 중에 가열 플레이트(1310)의 온도 하락을 최소화할 수 있다.
이와 반대로, 가열 플레이트(1310)를 냉각하는 단계(S200)에는 기판(W)을 가열 처리하는 단계(S100)에 비해 처리 공간(1110)에 유입되는 기류의 양이 늘어나므로, 기판(W)을 가열 처리할 때(S100)에 비해 가열 플레이트(1310)의 온도 하락 폭을 높일 수 있다.
또한 본 실시예에는 단일의 기판(W)에 대해 가열 처리 공정이 완료되면, 가열 플레이트(1310)를 냉각 처리하는 공정이 수행되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 14와 같이, 제1그룹에 속하는 기판들이 연속하여 가열 처리 공정(P1)을 수행하고, 그 이후에 가열 플레이트(1310)를 냉각 처리하는 공정(Pc)을 수행할 수 있다. 제1그룹의 기판들에 대해 가열 처리가 이루어지고 있는 중(P1)에는 제1그룹의 기판들이 반출입되는 과정에서 처리 공간(1110)의 개폐 여부에 관계없이, 히터(1420)에 연결된 전원을 계속적으로 온(On) 상태로 유지하여 가열 플레이트(1310)의 온도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이와 반대로, 제1그룹에 속하는 기판들의 가열 처리 공정(P1)이 종료되어 가열 플레이트(1310)의 냉각 처리 공정(Pc)이 시작될 때에는 전원을 오프(off)할 수 있다.
또한 도 15와 같이, 제1그룹에 속하는 기판들의 가열 처리 공정(P1)이 종료되고, 제2그룹에 속하는 기판들은 제1그룹의 기판보다 낮은 온도로 가열 처리할 경우(P2)에는, 제2그룹에 속하는 기판들의 가열 처리 공정(P2)을 시작하기 전에 가열 플레이트(1310)의 냉각 처리 공정을 수행할 수 있다. 여기서 가열 플레이트(1310)의 냉각은, 제2그룹의 기판들의 가열 처리 공정(P2)을 수행하고자 가열 플레이트(1310)의 공정 온도로 신속히 조절하기 위함이다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 반송 플레이트(3240)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(3240)의 가장자리에는 노치(3244)가 형성된다. 노치(3244)는 상술한 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(3240)는 가이드 레일(3249) 상에 장착되고, 구동기(3246)에 의해 가이드 레일(3249)을 따라 제1영역(3212)과 제2영역(3214) 간에 이동될 수 있다. 반송 플레이트(3240)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3242)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)의 끝단에서 반송 플레이트(3240)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(3242)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)와 가열 유닛(3230) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3240)와 리프트 핀(1340)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 지지 플레이트(1320) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3240)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3222)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3240)은 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)은 금속 재질로 제공될 수 있다.
열처리 챔버들(3200) 중 일부의 열처리 챔버에 제공된 가열 유닛(3230)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착률을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
액처리 챔버(3600)는 복수 개로 제공된다. 액처리 챔버들(3600) 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 액 처리 챔버들(3600)은 반송 챔버(3402)의 일측에 배치된다. 액 처리 챔버들(3600)은 제1방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버들(3600) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 전단 액처리 챔버(3602)(front liquid treating chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버들(3600)은 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(40)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 후단 액처리 챔버(3604)(rear heat treating chamber)라 칭한다.
전단 액처리 챔버(3602)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액처리 챔버(3604)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사방지막일 수 있다. 이 경우, 반사방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
도 16은 도 3의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 16을 참조하면, 액 처리 챔버(3602, 3604)는 하우징(3610), 컵(3620), 지지유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(3660)을 가진다. 하우징(3610)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3610)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 도어(도시되지 않음)에 의해 개폐될 수 있다. 컵(3620), 지지유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(3660)은 하우징(3610) 내에 제공된다. 하우징(3610)의 상벽에는 하우징(3260) 내에 하강 기류를 형성하는 팬필터유닛(3670)이 제공될 수 있다. 컵(3620)은 상부가 개방된 처리 공간을 가진다. 지지유닛(3640)은 처리 공간 내에 배치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지유닛(3640)은 액처리 도중에 기판(W)이 회전 가능하도록 제공된다. 액 공급유닛(3660)은 지지유닛(3640)에 지지된 기판(W)으로 액을 공급한다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 버퍼 챔버(3800)는 복수 개로 제공된다. 버퍼 챔버들(3800) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 반송 챔버(3400) 사이에 배치된다. 이하, 이들 버퍼 챔버를 전단 버퍼(3802)(front buffer)라 칭한다. 전단 버퍼들(3802)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 버퍼 챔버들(3802, 3804) 중 다른 일부는 반송 챔버(3400)와 인터페이스 모듈(40) 사이에 배치된다 이하. 이들 버퍼 챔버를 후단 버퍼(3804)(rear buffer)라 칭한다. 후단 버퍼들(3804)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 전단 버퍼들(3802) 및 후단 버퍼들(3804) 각각은 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)은 인덱스 로봇(2200) 및 반송 로봇(3422)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3422) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다.
현상 블럭(30b)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)를 가진다. 현상 블럭(30b)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)는 도포 블럭(30a)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)와 대체로 유사한 구조 및 배치로 제공되므로, 이에 대한된다. 다만, 현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 현상 챔버(3600)로 제공된다.
인터페이스 모듈(40)은 처리 모듈(30)을 외부의 노광 장치(50)와 연결한다. 인터페이스 모듈(40)은 인터페이스 프레임(4100), 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)를 가진다.
인터페이스 프레임(4100)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)는 인터페이스 프레임(4100)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(4200)는 도포 블럭(30a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(50)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)는 노광 장치(50)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블럭(30b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(4400)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(4400)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼들(4400)은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(3400)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(4200)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(4400)가 배치될 수 있다.
반송 부재(4600)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 부재(4600)는 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 부재(4600)는 제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)을 가진다. 제1로봇(4602)은 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 그리고 인터페이스 버퍼(4400) 간에 기판(W)을 반송하고, 인터페이스 로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)와 노광 장치(50) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(4400)와 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)은 각각 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
인덱스 로봇(2200), 제1로봇(4602), 그리고 제2 로봇(4606)의 핸드는 모두 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 열처리 챔버의 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받는 로봇의 핸드는 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공되고, 나머지 로봇의 핸드는 이와 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 인덱스 로봇(2200)은 도포 블럭(30a)에 제공된 전단 열처리 챔버(3200)의 가열 유닛(3230)과 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공된다.
또한, 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)에 제공된 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에 위치된 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공될 수 있다.
다음에는 상술한 기판 처리 장치(1)를 이용하여 기판을 처리하는 방법의 일 실시예에 대해 설명한다.
기판(W)에 대해 도포 처리 공정(S20), 에지 노광 공정(S40), 노광 공정(S60), 그리고 현상 처리 공정(S80)이 순차적으로 수행된다.
도포 처리 공정(S20)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S21), 전단 액처리 챔버(3602)에서 반사방지막 도포 공정(S22), 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S23), 후단 액처리 챔버(3604)에서 포토레지스트막 도포 공정(S24), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S25)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 용기(10)에서 노광 장치(50)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다.
인덱스 로봇(2200)은 기판(W)을 용기(10)에서 꺼내서 전단 버퍼(3802)로 반송한다. 반송 로봇(3422)은 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)을 전단 열처리 챔버(3200)로 반송한다. 기판(W)은 반송 플레이트(3240)에 의해 가열 유닛(3230)에 기판(W)을 반송한다. 가열 유닛(3230)에서 기판의 가열 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)는 기판을 냉각 유닛(3220)으로 반송한다. 반송 플레이트(3240)는 기판(W)을 지지한 상태에서, 냉각 유닛(3220)에 접촉되어 기판(W)의 냉각 공정을 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)가 냉각 유닛(3220)의 상부로 이동되고, 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출하여 전단 액처리 챔버(3602)로 반송한다.
전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W) 상에 반사 방지막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 반출하여 후단 액처리 챔버(3604)로 반송한다.
이후, 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W) 상에 포토레지스트막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)으로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 후단 버퍼(3804)로 반송한다. 인터페이스 모듈(40)의 제1로봇(4602)이 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 보조 공정챔버(4200)로 반송한다.
보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)에 대해 에지 노광 공정이 수행된다.
이후, 제1로봇(4602)이 보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제2로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 노광 장치(50)로 반송한다.
현상 처리 공정(S80)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S81), 액처리 챔버(3600)에서 현상 공정(S82), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S83)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 노광 장치(50)에서 용기(10)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다,
제2로봇(4606)이 노광 장치(50)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제1로봇(4602)이 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 후단 버퍼(3804)로 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(3422)은 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반송한다. 열처리 챔버(3200)에는 기판(W)의 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)로 반송한다.
현상 챔버(3600)에는 기판(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다.
기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)에서 반출되어 열처리 챔버(3200)로 반입된다. 기판(W)은 열처리 챔버(3200)에서 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행된다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출되어 전단 버퍼(3802)로 반송한다.
이후, 인덱스 로봇(2200)이 전단 버퍼(3802)에서 기판(W)을 꺼내어 용기(10)로 반송한다.
상술한 기판 처리 장치(1)의 처리 블럭은 도포 처리 공정과 현상 처리 공정을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 기판 처리 장치(1)는 인터페이스 모듈 없이 인덱스 모듈(20)과 처리 블럭(37)만을 구비할 수 있다. 이 경우, 처리 블럭(37)은 도포 처리 공정만을 수행하고, 기판(W) 상에 도포되는 막은 스핀 온 하드마스크막(SOH)일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 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.
1100: 챔버 1110: 처리 공간
1900: 제어기 3210: 하우징
3212: 내부 공간 3220: 냉각 유닛
32320(1000): 가열 유닛 3250: 기류 형성 유닛
D1; 제1거리 D2; 제1거리

Claims (15)

  1. 챔버의 처리 공간 내에 배치되어 기판을 가열 처리하는 가열 플레이트를 냉각하는 방법에 있어서,
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 제거한 후에, 상기 처리 공간을 개방시키고, 상기 처리 공간의 외부에 형성된 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되어 상기 가열 플레이트를 냉각하되,
    상기 처리 공간은 상부 바디와 하부 바디의 조합에 의해 형성되고,
    상기 처리 공간의 개폐는 상기 상부 바디 또는 상기 하부 바디의 승하강에 의해 이루어지며,
    상기 가열 플레이트를 냉각할 때의 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 처리 공간에서 상기 기판을 반입 및 반출할 때 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리보다 더 크게 제공되는 가열 플레이트 냉각 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 플레이트를 냉각할 때와 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때에 상기 기류의 유속은 상이하게 제공되는 가열 플레이트 냉각 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 기류의 유속은 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때보다 크게 제공되는 가열 플레이트 냉각 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    제1그룹에 속하는 기판들은 상기 가열 플레이트에 의해 제1온도로 가열 처리되고,
    상기 가열 플레이트의 냉각은 제1그룹에 속하는 기판들에 대해 가열 처리가 종료된 후에 이루어지며,
    상기 제1그룹에 속하는 기판들에 대해 가열 처리가 이루어지는 동안에는 상기 가열 플레이트에 제공된 히터에 연결된 전원이 계속적으로 온(On)되고,
    상기 가열 플레이트를 냉각할 때에는 상기 전원을 오프(Off)하는 가열 플레이트 냉각 방법.
  6. 내부 공간을 가지는 하우징, 상기 내부 공간에 배치되며 기판을 가열 처리하는 처리 공간을 가지는 가열 유닛, 상기 내부 공간에 배치되며 상기 기판을 냉각 처리하는 냉각 유닛, 그리고 상기 내부 공간에 기류를 형성하는 기류 형성 유닛을 포함하는 장치를 이용하여 상기 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 상기 가열 유닛의 가열 플레이트 상에 배치하여 상기 기판을 가열 처리하는 단계와;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 제거한 후에 상기 가열 플레이트를 냉각하는 단계를 포함하되,
    상기 냉각하는 단계는 상기 처리 공간을 개방시키고, 상기 처리 공간의 외부에 형성된 상기 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되어 상기 가열 플레이트를 냉각하되,
    상기 처리 공간은 상부 바디와 하부 바디의 조합에 의해 형성되고,
    상기 처리 공간의 개폐는 상기 상부 바디 또는 상기 하부 바디의 승하강에 의해 이루어지며,
    상기 가열 플레이트를 냉각할 때의 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 처리 공간에서 상기 기판을 반입 및 반출할 때 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리보다 더 크게 제공되는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉각하는 단계에는 상기 가열 처리하는 단계보다 상기 기류의 유속이 크게 제공되는 기판 처리 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 처리 공간은 상부 바디와 하부 바디의 조합에 의해 형성되고,
    상기 처리 공간의 개폐는 상기 상부 바디 또는 상기 하부 바디의 승하강에 의해 이루어지며,
    상기 냉각하는 단계에서 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 가열 처리하는 단계에서 상기 이격된 거리보다 더 크게 제공되는 기판 처리 방법.
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 하우징과;
    상기 내부 공간에 배치되며, 기판을 가열 처리하는 가열 유닛과;
    상기 내부 공간에 기류를 형성하는 기류 형성 유닛과;
    상기 가열 유닛 및 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 가열 유닛은,
    내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 상기 기판을 가열하는 가열 플레이트를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 처리 공간에서 기판이 제거된 상태에서 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 내부 공간에 형성된 기류가 상기 처리 공간 내에 유입되도록 상기 처리 공간을 상기 내부 공간에 개방시켜 상기 기류에 의해 상기 가열 플레이트가 냉각되도록 상기 가열 유닛 및 상기 기류 형성 유닛을 제어하되,
    상기 처리 공간은 상부 바디와 하부 바디의 조합에 의해 형성되고,
    상기 처리 공간의 개폐는 상기 상부 바디 또는 상기 하부 바디의 승하강에 의해 이루어지며,
    상기 가열 플레이트를 냉각할 때의 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리는 상기 처리 공간에서 상기 기판을 반입 및 반출할 때 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 이격된 거리보다 더 크게 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 기류의 유속이 상기 처리 공간에서 상기 기판을 가열 처리할 때보다 크도록 상기 기류 형성 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 챔버는,
    서로 조합되어 내부에 상기 처리 공간을 형성하는 상부 바디와 하부 바디를 포함하고,
    상기 가열 유닛은,
    상기 하부 바디와 상기 상부 바디 중 하나를 승하강시켜 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간의 상대 높이를 조절하는 승강 유닛을 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 하부 바디와 상기 상부 바디 간의 이격 거리가 상기 처리 공간에서 상기 기판을 처리할 때의 상기 이격 거리보다 크도록 상기 승강 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가열 플레이트는,
    기판이 놓여지는 지지 플레이트와;
    상기 지지 플레이트에 놓여진 기판을 가열하는 히터와;
    상기 히터를 온(On) 또는 오프(Off)하는 전원을 포함하되,
    상기 제어기는 상기 가열 플레이트를 냉각할 때에 상기 히터를 오프(Off)하고, 상기 처리 공간에서 제1그룹에 속하는 기판들에 대한 가열 처리가 연속적으로 이루어지는 동안에는 상기 히터를 온(On)하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기류 형성 유닛은,
    상기 내부 공간에 에어를 공급하는 팬 유닛과;
    상기 내부 공간을 배기하는 배기 유닛을 포함하고,
    상부에서 바라볼 때 상기 팬 유닛과 상기 배기 유닛의 사이에는 상기 가열 유닛 및 냉각 유닛이 위치되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하우징의 일측벽에는 상기 기판이 반출입되는 반출입구가 형성되고,
    상기 팬 유닛은 상기 배기 유닛보다 상기 반출입구에 더 가깝게 위치되며,
    상기 냉각 유닛은 상기 가열 유닛보다 상기 팬 유닛에 더 가깝게 위치되고,
    상기 가열 유닛은 상기 냉각 유닛보다 상기 배기 유닛에 더가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 팬 유닛, 상기 냉각 유닛, 상기 가열 유닛, 그리고 상기 배기 유닛은 일 방향을 따라 순차적으로 배열되는 기판 처리 장치.

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