KR20010092357A

KR20010092357A - 가열처리장치

Info

Publication number: KR20010092357A
Application number: KR1020010013342A
Authority: KR
Inventors: 다테야마기요히사
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2001-10-24
Also published as: KR100693563B1; JP3935303B2; JP2001267217A; TW498405B

Abstract

기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트를 구비하는 가열처리장치에 있어서, 가열 플레이트의 재치면상에서 기판을 승강시키는 승강핀이 가열 플레이트를 관통하도록 설치되어 있다. 승강핀은 그 선단부분의 외경이 몸체부분의 외경보다 작은 구조로 한다. 이에 따라 이들 각종 기판으로의 전사의 발생을 방지할 수 있다.

Description

가열처리장치{HEAT PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들어 레지스트막이 표면에 형성되는 액정표시장치(LCD) 기판이나 반도체 기판의 열처리에 사용되는 가열처리장치에 관한 것이다.

액정 모니터(LCD)의 제조에 있어서, 예를 들어 전극 패턴(電極 pattern)형성 등의 공정에서는 유리로 만든 4각형의 LCD 기판에 포토레지스트액을 도포(塗布)하여 레지스트막을 형성하고, 각종 패턴에 대응하여 레지스트막을 노광하며, 이를 현상(現像)처리하는 소위 포토리소그래피 기술에 의해 소정의 패턴이 형성된다.

포토리소그래피 기술을 사용한 이들 일련의 처리공정에서는, 레지스트 도포후에 레지스트막과 기판의 밀착성을 향상시키기 위한 가열처리(프리베이크 : pre-bake)나 현상후의 가열처리(포스트베이크 : post-bake) 등의 가열처리가 이루어지고 있다. 이들 가열처리는 보통 히터에 의해서 가열되는 가열 플레이트(핫 플레이트)를 구비하여 이루어지는 핫 플레이트 유닛(이하, 「HP 유닛」이라 함)을 사용하여 이루어진다.

일반적으로, HP 유닛을 사용하는 기판등의 가열처리에 있어서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 기계적으로 반송된 기판(61)은 가열 플레이트(62)로부터 돌출하도록 설치되는 승강핀(昇降 pin)(63) 상에 우선 재치(載置)된다. 다음에 기판(61)이 가열 플레이트(62)의 재치면에 설치되는 프록시미티 핀(proximity pin)(64) 상에 지지되도록 혹은 가열 플레이트(62) 상에 직접 재치되도록 승강핀(63)을 하강시킨다. 이어서 소정의 시간, 소정의 온도로 열처리를 한 후에, 다시 승강핀(63)을 상승시켜 기판(61)을 들어 올려 다음 공정으로 반송시키는 수단이 채용되고 있다.

여기에서, 기판에 있어서 승강핀이 접촉한 부분은, 접촉하지 않은 다른 부분과 비교하여 가열 플레이트로부터 열이 전달되는 형태가 다르게 되므로, 이에 따라 기판에 열이력(熱履歷)이 부분적으로 다르게 발생하는 경우가 있다. 또한 가열 플레이트에 있어서, 승강핀이 형성되어 있는 부분은 구조상 똑같은 성질을 구비하는 가열 플레이트 표면과 비교하여 기판으로 열복사를 하는 상태에 차이가 생기는 경우가 있으므로, 이것에 의해서도 기판에 열이력이 부분적으로 다르게 발생하는 경우가 있다. 이러한 열이력은 레지스트막의 두께 얼룩이라고 하는 전사(轉寫) 발생의 원인이 되어, 외관을 손상시킬 뿐만 아니라 제품 수율(收率)을 저하시키는 문제가 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 기판에 열이력이 부분적으로 다르게 발생하지 않는 승강핀을 구비하는 가열처리장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면, 제 1 가열처리장치로서 기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 상기 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 재치면상에서 상기 기판을 승강시키는 승강핀을 구비하고, 상기 승강핀의 선단부분의 외경은 몸체부분의 외경보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 가열처리장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 제 2 가열처리장치로서 기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 상기 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 재치면상에서 상기 기판을 승강시키는 승강핀을 구비하고, 상기 가열 플레이트의 재치면으로부터 상기 승강핀이 돌출되는 부분의 외경이 적어도 1㎜Φ 이하인 것을 특징으로 하는 가열처리장치가 제공된다.

전술한 제 1 및 제 2 가열처리장치에 있어서는, 승강핀과 기판의 접촉면적을 작게 하고, 또한 기판으로의 열복사를 균일하게 하여 기판의 열이력을 기판면 내에서 균일하게 하여 전사의 발생을 방지할 수 있다. 또 상기 제 1 가열처리장치에 있어서는, 기판과 접하는 선단부분은 열전도율이 작은 재료로 형성하고, 몸체부분은강성(剛性)이 큰 재료로 형성하여 지지부재를 사용하는 것도 바람직하다. 이에 따라 기판의 승강에 필요한 기계적 강도(强度)가 확보된다.

또한, 본 발명에 의하면, 제 3 가열처리장치로서, 기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 상기 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 재치면상에서 상기 기판을 승강시키는 승강핀을 구비하고, 상기 승강핀은 측면을 구성하는 통모양 부재와 상기 통모양 부재의 중심구멍으로부터 돌출되는 지지부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치가 제공된다.

상기 제 3 가열처리장치에 있어서는, 통모양 부재에 의해 기판의 승강에 필요한 기계적 강도가 확보되며, 또 지지부재의 형상을 한정함으로써, 기판의 열이력을 균일하게 하므로 전사의 발생 등이 방지된다.

상기 제 1 로부터 제 3 가열처리장치에 대해서, 지지부재의 선단은 대략 구면(球面)형상 또는 첨탑(尖塔)형상으로 하는 것이 바람직하다. 첨탑형상은 그 정상이 면(面) 모양이어도 점(点) 모양이어도 관계없다. 이에 따라 지지부재를 통한 기판 등으로 열의 이동이 억제되어 기판에 있어서 온도의 균일성이 확보된다.

또한 기계적 강도의 향상 등의 관점에서 지지부재를 단면이 대략 십자모양으로 하는 것도 바람직하다. 여기에서의 「단면」은 기둥모양의 지지부재의 길이방향과 수직인 단면을 가리키며, 이러한 십자형 단면을 구비하는 부분은 적어도, 제 1 가열장치에서는 가열 플레이트의 재치면으로부터 돌출되는 부분만이어도 되고, 제 2 가열장치에서는 통모양 부재의 끝면으로부터 돌출되는 부분만이어도 된다.

도 1은 본 발명의 대상인 가열처리장치가 적용되는 레지스트 도포, 현상 처리시스템을 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 발명의 가열처리장치의 하나의 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 가열처리장치에 적용되는 승강핀의 하나의 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 가열처리장치에 적용되는 승강핀의 선단형상의 하나의 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 가열처리장치에 적용되는 승강핀의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명의 가열처리장치에 적용되는 승강핀의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 가열처리장치에 적용되는 승강핀의 선단형상의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 8은 가열처리장치에 있어서 기판 등의 이동경로를 나타내는 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

40 : 처리실 41 : 발열체(發熱體)

42 : 가열 플레이트 43 : 셔터

44 : 승강 실린더 45 : 배기구

46 : 커버 47 : 스톱퍼(stopper)

48a∼48d : 승강핀 52 : 가열처리장치

91 : 통모양 부재 93 : 지지부재

95 : 지지부재 96 : 스톱퍼

97 : 용수철 98a,98b : 통모양 부재

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 가열처리장치가 양호하게 적용되는 LCD 기판의 레지스트 도포, 현상 처리시스템을 나타낸 평면도이다.

이 도포, 현상 처리시스템은, 복수의 기판(G)을 수용하는 카세트(C)를 재치(載置)하는 카세트 스테이션(1)과, 기판(G)에 레지스트 도포 및 현상을 포함하는 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리유닛을 구비하는 처리부(2)와, 노광장치(도면에는 나타내지 않음)와의 사이에서 기판(G)을 반송하기 위한 인터페이스부(3)를 구비하고 있고, 처리부2의 양단에 각각 카세트 스테이션(1) 및 인터페이스부(3)가 배치되어 있다.

카세트 스테이션(1)은 카세트(C)와 처리부(2) 사이에서 기판(G)을 반송하기 위한 반송기구(10)를 갖추고 있다. 그리고 카세트 스테이션(1)에서 카세트(C)의 반출입이 이루어진다. 또한 반송기구(10)는 카세트의 배열방향을 따라 설치되는 반송로(10a)상을 이동할 수 있는 반송아암(11)을 갖추고, 이 반송아암(11)에 의해 카세트(C)와 처리부(2) 사이에서 기판(G)의 반송이 이루어진다.

처리부(2)는 전단부(2a)와 중단부(2b)와 후단부(2c)로 분리되어 있으며, 각각의 중앙에는 반송로(12,13,14)를 구비하고, 이들 반송로의 양쪽에 각 처리유닛이 설치되어 있다. 그리고 이들 사이에는 중계부(15,16)가 설치되어 있다.

전단부(2a)는 반송로(12)를 따라 이동할 수 있는 주반송장치(17)를 갖추고 있고, 반송로(12)의 한쪽에는 2개의 세정유닛(SCR)(21a,21b)이 배치되어 있고, 반송로(12)의 다른쪽에는 자외선 조사유닛(UV)과 냉각유닛(COL)이 2단으로 포개어진 처리블록(25), 가열처리유닛(HP)이 2단으로 포개어져 이루어지는 처리블록(26) 및 냉각유닛(COL)이 2단으로 포개어져 이루어지는 처리블록(27)이 배치되어 있다.

또한, 중단부(2b)는 반송로(13)를 따라 이동할 수 있는 주반송장치(18)를 갖추고 있으며, 반송로(13)의 한쪽에는 레지스트 도포처리유닛(CT)(22) 및 기판(G)의 가장자리 레지스트를 제거하는 가장자리 레지스트 제거유닛(ER)(23)이 일체로 설치되어 있고, 반송로(13)의 다른쪽에는 가열처리유닛(HP)이 2단으로 포개어져 이루어지는 처리블록(28), 가열처리유닛(HP)과 냉각처리유닛(COL)이 상하로 포개어져 이루어지는 처리블록(29) 및 접착강화처리유닛(AD)과 냉각유닛(COL)이 상하로 포개어져 이루어지는 처리블록(30)이 배치되어 있다.

또한, 후단부(2c)는 반송로(14)를 따라 이동할 수 있는 주반송장치(19)를 갖추고 있으며, 반송로(14)의 한쪽에는 3개의 현상처리유닛(DEV)(24a,24b,24c)이 배치되어 있고, 반송로(14)의 다른쪽에는 가열처리유닛(HP)이 2단으로 포개어져 이루어지는 처리블록(31) 및 가열처리유닛(HP)과 냉각처리유닛(COL)이 상하로 포개어져 이루어지는 처리블록(32,33)이 함께 배치되어 있다.

또, 처리부(2)는 반송로를 사이에 두고 한쪽에 세정처리유닛(21a), 레지스트 도포처리유닛(CT)(22), 현상처리유닛(24a)과 같은 스피너계(spinner系) 유닛만을 배치하고 있으며, 다른쪽에 가열처리유닛이나 냉각처리유닛 등의 열처리계 유닛만을 배치하는 구조로 되어 있다.

또한, 중계부(15,16)에 있어서, 스피너계 유닛을 배치한 쪽에는 약액(藥液)공급유닛(34)이 배치되어 있고, 또한 주반송장치의 메인터넌스를 하기 위한 스페이스(35)가 설치되어 있다.

주반송장치(17,18,19)는 각각 수평면 내의 2방향의 X축 구동기구, Y축 구동기구 및 수직방향의 Z축 구동기구를 갖추고 있으며, 또한 Z축을 중심으로 회전하는 회전구동기구를 갖추고 있고, 각각 기판(G)을 지지하는 아암(도면에는 나타내지 않음)을 구비하고 있다.

주반송장치(17)는 반송기구(10)의 아암(11)으로부터 기판(G)을 반송하며, 또 전단부(2a)의 각 처리유닛으로 기판(G)을 반입,반출하고, 기판(G)을 중계부(15)로 반송하는 기능을 구비하고 있다. 또한 주반송장치(18)는 중계부(15)로부터 기판(G)을 반송하며, 또 중단부(2b)의 각 처리유닛으로 기판(G)을 반입,반출하고, 기판(G)을 중계부(16)로 반송하는 기능을 구비하고 있다. 또한 주반송장치(19)는 중계부 (16)로부터 기판(G)을 반송하며, 또 후단부(2c)의 각 처리유닛으로 기판(G)을 반입,반출하고, 기판(G)을 인터페이스부(3)로 반송하는 기능을 구비하고 있다. 또 중계부(15,16)는 냉각 플레이트로서도 기능을 한다.

인터페이스부(3)는, 처리부(2)로부터 기판을 반송할 때에 일시적으로 기판을 지지하는 익스텐션(36)과, 그 양측에 설치되고 버퍼 카세트를 배치하는 2개의 버퍼 스테이지(37)와, 이들과 노광장치(도면에는 나타내지 않음) 사이에서 기판(G)을 반입, 반출하는 반송기구(38)를 구비하고 있다. 반송기구(38)는 익스텐션(36) 및 버퍼 스테이지(37)의 배열방향을 따라 설치되는 반송로(38a) 상을 이동할 수 있는 반송아암(39)을 갖추고, 이 반송아암(39)에 의해 처리부(2)와 노광장치 사이에서 기판(G)의 반송이 이루어진다.

이와 같이 각 처리유닛을 집약하여 일체로 함으로써, 공간절약 및 처리의 효율을 도모할 수 있다.

이와 같이 구성된 레지스트 도포, 현상 처리시스템에 있어서는, 카세트(C) 내의 기판(G)이 처리부(2)로 반송되고, 처리부(2)에서는 전단부(2a)의 처리블록 (25)의 자외선 조사유닛(UV)에서 표면의 개질(改質), 세정처리가 우선 이루어지며, 냉각처리유닛(COL)에서 냉각된 뒤에 세정유닛(SCR)(21a,21b)에서 스크러버 세정이 실시되고, 처리블록(26)의 가열처리유닛(HP) 중 어느 하나에서 가열되어 건조된 뒤에 처리블록(27)의 냉각유닛(COL) 중 어느 하나에서 냉각된다.

그 후에, 기판(G)은 중단부(2b)로 반송되고, 레지스트의 정착성(定着性)을 높이기 위해서 처리블록(30)의 상단의 접착강화처리유닛(AD)에서 소수화(疏水化) 처리(HMDS 처리)되고, 하단의 냉각처리 유닛(COL)에서 냉각된 후에 레지스트도포 처리유닛(CT)(22)에서 레지스트가 도포되며, 가장자리 레지스트 제거유닛(ER)(23)에서 기판(G)의 가장자리에서 여분의 레지스트가 제거된다. 그 후에 기판(G)은 중단부(2b)에 있는 가열처리유닛(HP) 중 하나에서 프리베이크 처리되고, 처리블록(29 또는 30) 하단의 냉각유닛(COL)에서 냉각된다.

그 후에, 기판(G)은 주반송장치(19)에 의하여 중계부(16)로부터 인터페이스부(3)를 통하여 노광장치로 반송되고, 거기에서 소정의 패턴이 노광된다. 그리고 기판(G)은 다시 인터페이스부(3)를 통하여 반입되고, 필요에 따라 후단부(2c)의 처리블록(31,32,33)의 가열처리유닛(HP) 중 어느 하나에서 포스트 익스포저베이크(post exposure bake) 처리를 실시한 뒤에 현상처리유닛(DEV)(24a,24b,24c) 중 어느 하나에서 현상처리되어 소정의 회로패턴이 형성된다. 현상처리된 기판(G)은 후단부(2c)의 가열처리유닛(HP) 중 어느 하나에서 포스트베이크처리가 실시된 뒤에 냉각유닛(COL) 중 어느 하나에서 냉각되어 주반송장치(19,18,17) 및 반송기구(10)에 의해서 카세트 스테이션(1) 상의 소정의 카세트에 수용된다.

다음에, 전술한 처리시스템에 적용되는 본 발명의 가열처리장치[전술한 가열처리 유닛(HP)과 같은 것임]의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 상술한다. 도 2는 본 발명의 가열처리장치의 하나의 실시예를 나타낸 단면도이지만, 여기에서 도 2는 가열처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 것이고, 가열처리장치를 구성하는 여러 가지의 부재에 관해서는 구성이나 형상 등을 적절하게 변경할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

가열처리장치(52)에는, 주반송장치(17,18,19)의 반송아암에 의해 반입되는 기판(G)을 가열하여 처리하는 처리실(40)이 형성되어 있다. 처리실(40)에는 기판 (G)을 가열하는 발열체(41)를 내장하는 가열 플레이트(42)가 구비되어 있고, 가열 플레이트(42)는 알루미늄 등의 금속이나 질화알루미늄 등의 열전도성이 양호한 세라믹스 등으로 형성된다. 그리고 가열 플레이트(42)의 외주측에는 가열 플레이트 (42)의 주변부를 돌러싸는 셔터(43)가 구비되어 있다.

셔터(43)는 승강 실린더(44)의 작동에 의해 상하로 이동함으로써, 셔터(43)가 상승한 때에는 셔터(43)와 상부의 중앙에 배기구(45)를 구비하는 커버(46)로부터 하방을 향하여 수직으로 뻗은 스톱퍼(47)가 접촉하여 처리실(40) 내부가 기밀(氣密)로 유지되도록 구성되어 있다. 또한 스톱퍼(47)에는 급기구(給氣口)가 설치되어 있고, 이 급기구로부터 처리실(40) 내로 유입되는 공기는 배기구(45)로 배기되도록 구성되어 있다. 또 이 급기구로부터 유입된 공기는 처리실(40) 내의 기판(G)에 직접 닿지 않기 때문에, 기판(G)을 소정의 처리온도로 가열하여 처리할 수 있도록 구성되어 있다.

처리실(40) 내에는 기판(G)을 지지할 수 있는 승강핀(48)이 구비되어 있다. 승강핀(48)은 모터(49) 등의 구동에 의하여 상하로 이동하도록 형성되어 있고, 기판(G)을 1점 쇄선으로 나타낸 위치에서 지지할 수 있도록 형성되어 있다. 또한 이 상태에서 승강핀(48)을 하강시키면 기판(G)을 실선으로 나타낸 위치에서 가열 플레이트(42) 상에 재치된다. 이 때에 기판(G)은 프록시미티핀(51) 상에 지지되도록 구성할 수 있다.

본 발명의 가열처리장치(52)에 사용되는 승강핀(48)의 하나의 실시예로서, 도 3에 나타내어진 승강핀(48a)과 같이 선단부분(48P)의 외경이 몸체부분(48Q)의 외경보다 작게 되도록 구성되는 것을 들 수 있다. 여기에서 도 3(a)는 승강핀(48a)을 하강시켜 기판(G)을 프록시미티핀(51) 상에 재치한 상태를 나타내고, 도 3(b)는 승강핀(48a)을 상승시킨 상태를 나타내고 있다. 선단부분의 외경을 몸체부분의 외경보다 작게 구성함으로써 기판(G)과 승강핀(48a)의 접촉면적이 감소되고, 따라서 승강핀(48a)에서 기판(G)으로 열전달이 억제되어 기판(G) 면 내에서 부분적인 열이력의 발생이 억제된다.

또, 도 3(a)에서는 기판(G)이 프록시미티핀(51) 상에 재치된 상태에 있어서,몸체부분(48Q)의 윗면이 가열 플레이트(42)의 재치면보다 낮은 곳에 위치하는 구조로 되어 있지만, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이 몸체부분(48Q)의 윗면이 가열 플레이트(42)의 재치면과 일치하도록 형성하여, 가열 플레이트(42)에 있어서 기판(G)의 재치면으로부터 열복사의 균일화를 도모하는 것도 바람직하다.

승강핀(48a)에서 선단부분(48P)과 몸체부분(48Q)은 동일한 재료로 형성되어 있어도 좋고, 또한 다른 재료로 형성되어 있어도 좋다. 여기에서 승강핀(48a)을 구성하는 재료로서는, 축열(蓄熱)하기 어려운 열전도성이 낮은 것 또한 비열이 작은 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 승강핀(48a)에는 기판(G)을 수십 밀리미터 정도 안정되게 상하로 승강시키기에 충분한 기계적 강도(强度)도 또한 필요하게 된다.

그리고, 이러한 승강핀(48a)이 만족해야 할 열적 특성 및 기계적 특성을 고려하면, 예를 들어 승강핀(48a)에서 기판(G)과 접촉하는 선단부분(48P)에 대해서는, 불소 수지나 PEEK(폴리 에테르 에테르 케톤) 등의 열전도성이 낮은 재료로 형성하고, 몸체부분(48Q)에 대해서는 가열 플레이트(42)와 동일한 재료인 알루미늄이나 질화알루미늄 등의 기계적 강도가 뛰어난 재료로 구성하는 것도 바람직하다. 몸체부분(48Q)에 가열 플레이트(42)와 동일한 재료를 사용한 경우에는 가열 플레이트 (42)의 재치면으로부터 열복사의 균일화가 도모된다.

승강핀(48a)에 있어서, 선단부분(48P)의 외경은 바람직하게는 1㎜Φ이하로 하고, 모터(49) 등의 구동에 의해 가열 플레이트(42)의 재치면으로부터 돌출되는 부분의 외경을 적어도 1㎜Φ이하로 하는 것이 더 바람직하다. 즉 승강핀(48a)에서는 몸체부분(48Q)의 외경 또한 1㎜Φ 이하이면 더 바람직한 형태가 되고, 이 때에선단부분(48P)과 몸체부분(48Q)의 외경을 같게 할 수도 있다.

이와 같이, 승강핀(48a)의 각 부분의 외경을 작게 한 경우에는, 기판(G)과의 접촉면적이 작아지게 되고, 또한 승강핀(48a) 자체가 갖게 되는 열용량도 작아지게 되므로, 이렇게 해서 승강핀(48a)을 통하여 기판(G)으로 전달되는 열의 이동이 작아진다. 또한 가열 플레이트(42)로부터 승강핀(48a)을 통하여 복사열의 전달이 어렵게 되어, 기판(G)에 있어서의 열이력이 부분적으로 다르게 되는 것을 억제하여 전사의 발생을 억제할 수 있게 된다. 또한 승강핀(48a)의 직경을 매우 작게 함으로써, 가열 플레이트(42)에 형성되는 승강핀 구멍의 직경도 작게 할 수 있다. 이에 따라 승강핀의 구멍부분에서 가열 플레이트(42)의 열변화가 작게 되어, 기판(G)으로 전달되는 복사열이 균일하게 전달되므로 전사의 발생을 더 억제할 수 있게 된다.

또한, 승강핀(48a)으로부터 기판(G)으로 열의 이동을 작게 하기 위해서는, 승강핀(48a)의 선단형상, 즉 선단부분(48P)의 선단형상을, 도4의 각 단면도에 나타낸 바와 같이 구면형상, 타원구면 등의 곡면형상[도 4(a)]으로 하거나, 원추나 각뿔 등의 첨탑형상[도 4(b)]으로 하여, 승강핀(48a)과 기판(G)이 점(點) 접촉하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 여기에서 도 4(b)와 같은 첨탑형상에서는 기판(G)의 재치에 의한 마모나 손상이 일어나기 쉽기 때문에, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 최선단 부분이 평면모양 또는 곡면모양으로 형성된 대략 첨탑형상으로 형성하는 것도 바람직하다. 또 도 4(d)에 나타낸 바와 같이 선단부(48P)의 선단 외경이 더 가늘게 되도록 단차를 형성할 수도 있다.

다음에, 가열처리장치(52)에 양호하게 사용되는 승강핀의 다른 형태에 관해서 도 5의 각 단면도를 참조하면서 설명한다. 도 5(a)에 나타낸 승강핀(48b)은 측면을 구성하는 통모양 부재(91)와 통모양 부재(91)의 중심구멍(92)으로부터 돌출되는 지지부재(93)로 구성되어 있다. 승강핀(48b)을 사용함에 있어서, 통모양 부재 (91)에 관해서는, 도 5(a),(b) 상태의 사이를 천이(遷移)하도록, 바람직하게는 통모양 부재(91)의 상부 단면이 가열 플레이트(42)의 기판의 재치면보다 아래쪽으로 내려가지 않도록 조심하면서 승강하고, 또한 통모양 부재(91)가 기판(G) 등에 직접 닿지 않도록 지지부재(93)를 통모양 부재(91)의 상부 단면으로부터 소정의 길이만큼 돌출된 상태로 하여 기판(G) 등을 승강시킨다.

따라서, 승강핀(48b)에서는 통모양 부재(91)도 가열 플레이트로부터 돌출시켜 사용하므로, 통모양 부재(91)에 의해 기계적 강도가 확보된다. 또한 지지부재 (93) 만이 기판(G)과 직접 접촉하므로, 지지부재(93)로부터의 열전도가 작아지며, 또한 지지부재(93)로부터의 복사열도 작아진다.

지지부재(93)의 외경, 정확하게는 지지부재(93)에 있어서, 통모양 부재(91)의 상부 단면으로부터 돌출되는 부분의 외경은 먼저 설명한 승강핀(48a)의 경우와 마찬가지로 1㎜Φ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 지지부재(93)에는 전술한 승강핀(48a)과 같은 재료를 사용할 수 있고, 그 선단형상에 관해서도 승강핀(48a)과 같은 구조를 채용할 수 있다.

한편, 통모양 부재(91)의 외경은 기판(G)을 지지하기 위해서 기계적 강도의 확보가 충분하게 되고, 또한 가열 플레이트(42)로부터 기판(G)으로 전달되는 복사열에 의하여 기판(G)의 상태에 악영향이 작게 끼치는 범위에서 임의로 정해지므로, 가장 바람직하게는 1㎜Φ 이하로 된다. 이는 통모양 부재(91)에서도 가열 플레이트 (42)와 마찬가지로 열복사가 일어나기 때문이다. 따라서 통모양 부재(91)를 가열 플레이트(42)와 같은 재료로 구성하면, 가열 플레이트(42)로부터 통모양 부재(91)의 끝면으로 열복사가 일어나기 어려운 상태로 되므로 바람직하다.

계속해서, 도 6은 전술한 지지부재와 통모양 부재를 사용한 승강핀의 또 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다. 도 6(a)에 나타낸 승강핀(48c)에서 통모양 부재 (98a)는 외경의 치수가 같은 원통형상을 구비하고 있지만, 가열 플레이트(42)의 아래면에 스톱퍼(stopper)(96)가 설치되어 있기 때문에, 통모양 부재(98a)가 소정의 위치보다 아래쪽으로 내려 가지 않는다. 한편 도 6(b)의 승강핀(48d)에서 통모양 부재(98b)는 그 상부의 단면 면적이 커지도록 넓어지는 형상으로 구성함으로써, 이렇게 넓어진 부분이 스톱퍼의 역할을 하므로 아래쪽으로의 낙하가 방지된다. 따라서 스톱퍼(96)의 설치는 불필요하게 된다. 통모양 부재(98a,98b)는 가열 플레이트 (42)와 같은 재료로 형성하는 것이 바람직하다.

지지부재(95)는 핀(95a)과 작동바(95b)의 2부재로 구성되어 있고, 기판(G)과 접하는 부재인 핀(95a)은 전술한 승강핀(48a)의 선단부분(48P)이나 승강핀(48b)에서의 지지부재(93)와 같은 재료를 사용하여 구성되며, 그 외경은 1㎜Φ 이하로 하는 것이 바람직하고, 선단형상은 구면모양 또는 대략 첨탑형상으로 하는 것이 바람직하다. 작동바(95b)는 핀(95a)의 승강방향으로의 위치결정, 즉 내장된 용수철(97)의 탄성력에 의해서 핀(95a)이 통모양 부재(98a,98b)로부터 돌출되는 길이를 제어함으로써, 소정의 길이만큼 통모양 부재(98a,98b)의 끝면으로부터 핀(95a)을 돌출시킬 수 있다.

작동바(95b)를 상승시키면, 도 6(a),(b)의 구조에서 알 수 있는 바와 같이, 핀(95a)이 통모양 부재(98a,98b)로부터 소정의 길이만큼 돌출된 상태에서, 통모양 부재(98a,98b)가 작동바(95b)와 함께 위쪽으로 밀어 올려지고, 또한 통모양 부재 (98a,98b)도 가열 플레이트(42)로부터 돌출된 상태로 천이한다. 이에 대하여 작동바(95b)를 아래쪽으로 내리는 경우에는 핀(95a)이 통모양 부재(98a,98b)로부터 소정의 길이만큼 돌출된 상태에서, 승강핀(48c,48d)은 통모양 부재(98a,98b)와 함께 하강하여 통모양 부재(98a,98b)는 가열 플레이트(42) 내에 수용된다. 그 후에 작동바(95b)를 더 하강시키면, 내부에 구비된 용수철(97)이 압축되므로, 핀(95a)이 통모양 부재(98a,98b)의 윗면으로부터 돌출된 길이를 짧게 할 수 있다.

이상, 승강핀(48)의 여러가지의 실시예로서 승강핀(48a∼48d)에 관해서 설명했지만, 승강핀(48)의 형상으로는 원주모양이 양호하게 사용되는데, 예를 들어 다각 기둥모양을 사용할 수도 있다. 다각 기둥모양의 승강핀에 있어서는 가장 긴 대각선의 길이를 그 외경으로 한다.

그런데, 상술한 승강핀(48a)이나, 승강핀(48b)에서의 지지부재(93), 승강핀 (48c,48d)에서의 핀(95a)의 형상은, 도 7의 사시도에 나타낸 바와 같이 단면이 대략 십자모양의 기둥모양으로 하는 것도 바람직하다. 여기에서 「단면이 대략 십자형」이라는 것은, 길이방향과 수직인 단면의 형상이 대략 십자모양인 것을 말한다. 이러한 형상으로 구성함으로써, 승강핀의 열용량을 감소시켜 승강핀으로부터 기판으로 열의 전달을 감소키면서 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다.

이 경우에, 승강핀(48a)에서는 선단부분(48P), 승강핀(48b)에서의 지지부재 (93)에서는 통모양 부재(91)의 끝면으로부터 돌출되는 부분, 승강핀(48c,48d)에서의 핀(95a)에서는 통모양 부재(98a,98b)의 끝면으로부터 돌출되는 부분의 각 단면이 대략 십자형인 것이 바람직하고, 반드시 승강핀(48a∼48d)의 전체 단면이 대략 십자형일 필요는 없다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지로 변형할 수 있다. 예를 들어 상기 실시예에서는 레지스트 도포, 현상 처리시스템에 본 발명의 가열장치를 적용한 경우에 관해서 설명했지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 피처리 기판으로서 LCD 기판에 관해서 설명하였으나 반도체 웨이퍼, CD 기판 등의 다른 기판에 관해서도 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 승강핀의 열용량이 감소하게 되고, 또한 기판과 승강핀의 접촉 면적이 감소됨과 동시에, 또 승강핀의 외경을 제한함으로써 승강핀에 의해 차단되는 가열 플레이트로부터의 복사열이 종래보다 감소하게 되며, 또한 승강핀으로부터의 열복사가 가열 플레이트로부터의 열복사의 악영향을 미치기 어려운 구조로 할 수 있다. 그 결과 기판에 열이력의 국부적인 차이가 생기기 어렵고, 기판에 있어서 전사의 발생을 효과적으로 방지하게 된다. 이에 따라 생산효율을 높여서 처리 코스트가 감소되는 현저한 효과가 얻어진다.

Claims

기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 상기 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 재치면상에서 상기 기판을 승강시키는 승강핀을 구비하고,

상기 승강핀의 선단부분의 외경이 몸체부분의 외경보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 선단부분의 외경이 1㎜Φ 이하의 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 상기 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 재치면상에서 상기 기판을 승강시키는 승강핀을 구비하고,

상기 가열 플레이트의 재치면으로부터 상기 승강핀의 돌출되는 부분의 외경이 적어도 1㎜Φ 이하인 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 승강핀의 선단부분은 열전도율이 작은 재료로 형성되고, 몸체부분은 강성이 큰 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
기판을 재치면에 근접시키거나 재치하여 상기 기판을 가열하여 처리하는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 재치면상에서 상기 기판을 승강시키는 승강핀을 구비하고,

상기 승강핀은 측면을 구성하는 통모양 부재와 상기 통모양 부재의 중심 구멍으로부터 돌출되는 지지부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제 5 항에 있어서,

상기 지지부재에 있어서, 상기 통모양 부재의 끝면으로부터 돌출되는 부분의 외경이 1㎜Φ 이하인 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제 5 항에 있어서,

상기 통모양 부재가 상기 가열 플레이트와 동일한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 승강핀의 선단형상이 대략 구면형상 또는 대략 첨탑형상인 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 승강핀은 적어도 선단부분의 단면이 대략 십자모양인 기둥모양 부재가 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.