KR20080077329A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 수평 진행하여 반송되는 피처리 기판에 대해 가열 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 반송로 상방에 설치된 천판으로부터의 반사열을 제어함으로써, 상기 기판의 온도 분포를 균일하게 할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

피처리 기판(G)에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치(50)에 있어서, 기판(G)을 위를 향한 자세로 하여 수평 방향으로 반송하는 반송로(32)와, 반송로(32)의 상방이며 상기 반송로(32)에 평행하게 설치된 천장부(17)와, 반송로(32)를 반송하는 기판(G)의 하방으로부터 상방을 향해 열방사하여 상기 기판(G)을 가열하는 적외선 램프(1)와, 적외선 램프(1)로부터의 열방사의 방향을 일정 방향으로 유도하는 도광판(4)을 구비하고, 적외선 램프(1)로부터의 방사열은, 반송로(32) 위에서 반송되는 기판(G)에 대해, 도광판(4)에 의해 수직 방향으로 유도된 상태에서 조사된다.

피처리 기판, 기판 처리 장치, 반송로, 천장부, 적외선 램프, 도광판

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 포토리소그래피 공정에 있어서 피처리 기판에 가열 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

FPD(플랫 패널 디스플레이)의 제조에 있어서는, 피처리 기판인 유리 기판에 소정의 막을 성막한 후, 처리액인 포토레지스트(이하, 레지스트라 부름)를 도포하여 레지스트막을 형성하고, 회로 패턴에 대응하여 레지스트막을 노광하고, 이것을 현상 처리하는, 소위 포토리소그래피 공정에 의해 회로 패턴을 형성한다.

이 포토리소그래피 공정에 있어서는, 복수의 열처리, 즉, 유리 기판에 레지스트막을 형성한 후, 도포막을 가열하여 불필요한 용제 등을 제거하는 프리 베이킹 처리, 노광 처리 후에 노광에 의한 레지스트막의 화학 변화를 촉진시키기 위한 포스트 익스포저 처리, 현상 처리 후에 현상 패턴의 고정과 기판의 건조를 겸한 포스트 베이킹 처리 등이 행해진다.

종래, 이와 같은 열처리를 행하는 장치로서는, 유리 기판을 적재하기 위한 핫 플레이트와, 이 핫 플레이트 상에서 유리 기판을 승강시키기 위한 승강 기구와, 핫 플레이트를 내포하기 위한 챔버를 갖는 가열 장치가 이용되고 있다. 또한, 가 열 처리가 종료된 기판은, 필요에 따라서 냉각 플레이트를 구비한 냉각 장치에 반송되어, 거기서 냉각 처리된다.

그러나, 이와 같은 가열 장치 및 냉각 장치에서는, 기판을 반입출하는 반송용 로봇이 필요하기 때문에 비용이 높아지고 있었다. 또한, 기판의 반입출에 시간을 필요로 하는데다가, 가열(냉각) 장치 내에 반입 후, 기판을 지지 핀에 의해 지지하고, 기판이 휘지 않도록 예비 가열을 행할 필요가 있어 스루풋이 저하된다는 과제를 갖고 있었다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해, 특허 문헌 1에는, 기판을 수평 방향으로 반송하면서, 반송로를 따라 소정 간격으로 배치된 복수의 히터에 의해 기판의 가열 등을 행하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.

또한, 특허 문헌 1에 개시된 기판 처리 장치에 있어서 기판의 하방에 설치되는 히터는 열판 히터이지만, 최근에는, 적외선 램프를 히터로서 이용하는 구성이 제안되고 있다. 이 적외선 램프에 따르면, 원적외선을 유리 기판에 흡수시킴으로써 높은 가열 효율을 얻을 수 있다.

그와 같은 구성은, 예를 들어, 도12에 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 반송 롤러(201) 위를 수평 진행하여 반송되는 기판(G)에 대해, 반송로를 따라 설치된 복수의 적외선 램프(202)에 의해 기판(G)을 그 하방으로부터 가열하는 구조로 이루어진다. 또한, 기판(G) 상면에 대한 가열 효율을 향상시키기 위해, 통상, 반송로 상방에 예를 들어 재질이 SUS(스테인레스강)로 이루어지는 반사판으로서의 천판(203)이 설치된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-19340호 공보

그러나, 도12에 도시하는 구성에 있어서는, 기판 반입시에 있어서 도13의 (a)에 도시하는 바와 같이 기판 선단부의 기판 상면에 천판(203)으로부터의 반사열이 직접 조사되고, 기판 반출시에 있어서 도13의 (b)에 도시하는 바와 같이 기판 종단부의 기판 상면에 천판(203)으로부터의 반사열이 직접 조사되기 때문에, 기판의 승온에 변동이 생겨 온도 분포가 불균일하게 되어 패턴 형성에 악영향을 미친다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정 하에 이루어진 것이며, 수평 진행하여 반송되는 피처리 기판에 대해 가열 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 반송로 상방에 설치된 천판으로부터의 반사열을 제어함으로써, 상기 기판의 온도 분포를 균일하게 할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 처리 장치는, 피처리 기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판을 위를 향한 자세로 하여 수평 방향으로 반송하는 반송로와, 상기 반송로의 상방이며 상기 반송로에 평행하게 설치된 천장부와, 상기 반송로를 반송하는 상기 기판의 하방으로부터 상방을 향해 열방사하여 상기 기판을 가열하는 적외선 램프와, 상기 적외선 램프로부터의 열방사의 방향을 일정 방향으로 유도하는 도광판을 구비하고, 상기 적외선 램프로부터의 방사열은, 상기 반송로 위에서 반송되는 기판에 대해, 상기 도광판에 의해 수직 방향으로 유도된 상태에서 조사되는 것에 특징을 갖는다.

이와 같이 도광판을 설치함으로써, 천장부에 대해 조사되는 적외선 램프로부터의 열방사가 모두 수직 하방으로 유도된다.

따라서, 기판이 반입될 때, 혹은 기판이 반출될 때에, 기판 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천장부로부터의 반사열이 대폭 저감되어, 기판의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

또한, 상기 천장부는 소정의 금속 재료에 의해 형성되고, 하면에 흑색 알루마이트 처리가 실시된 천판인 것이 바람직하다.

이와 같이 천판 하면에 흑색 알루마이트 처리를 행함으로써 방사열의 반사가 억제되어, 기판의 선단부 및 종단부에 있어서 기판 상면으로의 필요 이상의 열방사를 저감시킬 수 있다.

혹은, 상기 천장부는, 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판과, 상기 천판의 하면에 접하여 설치되고 상기 적외선 램프로부터의 열방사의 반사를 수직 하방으로 유도하는 천판측 도광판에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 적외선 램프측의 도광판에 의해 수직 상방으로 방사되는 열은 천판측 도광판 및 천판에 의해 수직 하방으로 반사한다.

따라서, 기판이 반입될 때, 혹은 기판이 반출될 때에, 기판 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천판으로부터의 반사열을 대폭 저감시킬 수 있다.

혹은, 상기 천장부는 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판으로 이루어지고, 상기 천판의 하면에는, 반송되는 피처리 기판의 폭 방향으로 연장되고 기판 반송 방향의 단면이 하방을 향해 테이퍼 형상으로 돌기한 리브부가 기판 반송 방향을 따라 복수 형성되고, 상기 리브부의 표면에는 흑색 알루마이트 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 천판에는 복수의 배기구가 형성되어, 상기 배기구로부터 천판 하방의 분위기가 배기되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 도광판에 의해 수직 상방으로 유도되는 적외선 램프의 열방사는, 천판에서 반사했을 때에 크게 감쇠한다.

따라서, 기판이 반입될 때, 혹은 기판이 반출될 때에, 기판 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천판으로부터의 반사열을 대폭 저감시킬 수 있다.

또한, 천판에 배기구를 형성함으로써, 천판 하방에 체류하는 고열의 분위기나 기판으로부터의 승화물을 배출하여, 그 기판 가열에 대한 악영향의 발생을 방지할 수 있다.

혹은, 상기 천장부는, 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판과, 상기 천판의 하방에 설치되고 상기 반송로에서 반송되는 상기 기판의 상방으로부터 하방을 향해 열방사하여 상기 기판을 가열하는 천판측 적외선 램프와, 상기 천판측 적외선 램프의 하방에 설치되어 상기 천판측 적외선 램프로부터의 열방사를 수직 하방으로 유도하는 천판측 도광판에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 기판 하방에 배치된 적외선 램프로부터의 열방사는, 기판 상방의 천판측 적외선 램프에 의해 천판에는 반사하는 일이 없고, 또한, 천판측 적외선 램프로부터의 열방사는, 천판측 도광판에 의해 수직 하방으로 유도 된다.

따라서, 기판이 반입될 때, 혹은 기판이 반출될 때라도, 기판 선단부 및 종단부의 기판 상면에는 균일한 열 조사가 이루어진다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 처리 장치는, 피처리 기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판을 위를 향한 자세로 하여 수평 방향으로 반송하는 반송로와, 상기 반송로의 상방이며 상기 반송로에 평행하게 설치된 천장부와, 상기 반송로에서 반송되는 상기 기판의 하방으로부터 상방을 향해 열방사하여 상기 기판을 가열하는 적외선 램프를 구비하고, 상기 천장부는 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판으로 이루어지고, 상기 천판의 하면에는 막대 형상의 상기 적외선 램프의 길이 방향을 따라 오목 곡면이 형성되고, 상기 오목 곡면의 초점 위치에 상기 적외선 램프가 설치되어 있는 것에 특징을 갖는다.

이와 같이, 오목 곡면의 초점 위치에 적외선 램프가 설치되기 때문에, 적외선 램프로부터의 열방사가 오목 곡면에 닿으면, 그것의 반사열을 모두 적외선 램프를 향하게 할 수 있다.

따라서, 기판이 반입될 때, 혹은 기판이 반출될 때에, 기판 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천장부로부터의 반사열이 대폭 저감되어, 기판의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 수평 진행하여 반송되는 피처리 기판에 대해 가열 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 반송로 상방에 설치된 천판으로부터의 반사열을 제어함으로써, 상기 기판의 온도 분포를 균일하게 할 수 있는 기판 처리 장치를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태에 대해, 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 기판 처리 장치를 구비하는 도포 현상 처리 시스템의 평면도이다.

이 도포 현상 처리 시스템(10)은 클린룸 내에 설치되고, 예를 들어 LCD용 유리 기판을 피처리 기판으로 하고, LCD 제조 프로세스에 있어서 포토리소그래피 공정 중의 세정, 레지스트 도포, 프리 베이킹, 현상 및 포스트 베이킹 등의 일련의 처리를 행하는 것이다. 노광 처리는, 이 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광 장치(12)에서 행해진다.

도포 현상 처리 시스템(10)은, 중심부에 가로로 긴 프로세스 스테이션(P/S)(16)을 배치하고, 그 길이 방향(X방향) 양단부에 카세트 스테이션(C/S)(14)과 인터페이스 스테이션(I/F)(18)을 배치하고 있다.

카세트 스테이션(C/S)(14)은, 기판(G)을 다단으로 적층하도록 하여 복수매 수용한 카세트(C)를 반입출하는 포트로, 수평한 일 방향(Y방향)으로 4개까지 배열하여 적재 가능한 카세트 스테이지(20)와, 이 스테이지(20) 위의 카세트(C)에 대해 기판(G)의 출입을 행하는 반송 기구(22)를 구비하고 있다. 반송 기구(22)는, 기판(G)을 보유 지지할 수 있는 수단 예를 들어 반송 아암(22a)을 갖고, X, Y, Z, θ 의 4축으로 동작 가능하고, 인접하는 프로세스 스테이션(P/S)(16)측과 기판(G)의 전달을 행할 수 있도록 되어 있다.

프로세스 스테이션(P/S)(16)은, 수평한 시스템 길이 방향(X방향)으로 연장하는 평행하고 역방향인 한 쌍의 라인(A, B)에 각 처리부를 프로세스 흐름 또는 공정순으로 배치하고 있다.

더욱 상세하게는, 카세트 스테이션(C/S)(14)측으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측을 향하는 상류부의 프로세스 라인(A)에는, 세정 프로세스부(24), 제1 열적 처리부(26), 도포 프로세스부(28) 및 제2 열적 처리부(30)가 일렬로 배치되어 있다. 여기서, 세정 프로세스부(24)는, 수평 진행 반송로(32)를 따라 상류측으로부터 차례로 엑시머 UV 조사 유닛(e-UV)(34) 및 스크러버 세정 유닛(SCR)(36)이 설치되어 있다. 제1 열적 처리부(26)는, 수평 진행 반송로(32)를 따라 상류측으로부터 차례로 어드히젼 유닛(AD)(40) 및 냉각 유닛(COL)(42)이 설치되어 있다.

또한, 제1 열적 처리부(26)의 하류측에는, 수평 진행 반송로(32)를 따라, 도포 프로세스부(28)와 제2 열적 처리부(30)가 설치되어 있다. 도포 프로세스부(28)는 레지스트 도포 유닛(CT)(44) 및 감압 건조 유닛(VD)(46)을 포함하고, 제2 열적 처리부(30)는, 상류측으로부터 차례로 프리 베이크 유닛(PREBAKE)(50) 및 냉각 유닛(COL)(52)이 설치되어 있다.

한편, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측으로부터 카세트 스테이션(C/S)(14)측을 향하는 하류부의 프로세스 라인(B)에는, 현상 유닛(DEV)(54), i선 UV 조사 유닛(i-UV)(56), 포스트 베이크 유닛(POBAKE)(58), 냉각 유닛(COL)(60) 및 검사 유 닛(AP)(62)이 일렬로 배치되어 있다.

이들 유닛(54, 56, 58, 60, 62)은 수평 진행 반송로(33)를 따라 상류측으로부터 이 순서로 설치되어 있다. 또한, 포스트 베이크 유닛(POBAKE)(58) 및 냉각 유닛(COL)(60)은 제3 열적 처리부(59)를 구성한다.

또한, 양 프로세스 라인(A, B) 사이에는 보조 반송 공간(66)이 형성되어 있고, 기판(G)을 1매 단위로 수평하게 적재 가능한 셔틀(68)이 도시하지 않은 구동 기구에 의해 프로세스 라인 방향(X방향)에서 쌍방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)은, 양 프로세스 라인(A, B)의 수평 진행 반송로와 기판(G)의 교환을 행하기 위한 반송 장치(70)와, 인접하는 노광 장치(12)와 기판(G)의 교환을 행하기 위한 반송 장치(72)를 갖고, 그들의 주위에 버퍼ㆍ스테이지(BUF)(74), 익스텐션ㆍ쿨링 스테이지(EXTㆍCOL)(76) 및 주변 장치(78)를 배치하고 있다.

버퍼ㆍ스테이지(BUF)(74)에는 정치(定置)형 버퍼 카세트(도시하지 않음)가 배치된다. 익스텐션ㆍ쿨링 스테이지(EXTㆍCOL)(76)는 냉각 기능을 구비한 기판 전달용 스테이지로, 양 반송 장치(70, 72) 사이에서 기판(G)을 교환할 때에 이용된다. 주변 장치(78)는, 예를 들어 타이틀러(TITLER)와 주변 노광 장치(EE)를 상하로 적층한 구성이라도 좋다. 각 반송 장치(70, 72)는 기판(G)을 보유 지지할 수 있는 반송 아암(70a, 72a)을 갖고, 기판(G)의 전달을 위해 인접하는 각 부에 억세스할 수 있도록 되어 있다.

도2에, 이 도포 현상 처리 시스템(10)에 있어서의 1매의 기판(G)에 대한 처리의 순서를 나타낸다. 우선, 카세트 스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송 기구(22)가, 스테이지(20) 위의 어느 1개의 카세트(C)로부터 기판(G)을 1매 취출하고, 그 취출한 기판(G)을 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인(A)측의 반입부인 수평 진행 반송로(32)의 시점(始點)에 위를 향한 자세(기판의 피처리면을 위로 하여)로 반입한다(도2의 스텝 S1).

이와 같이 하여, 기판(G)은, 수평 진행 반송로(32) 상을 위를 향한 자세로 프로세스 라인(A)의 하류측을 향해 반송된다. 초단의 세정 프로세스부(24)에 있어서, 기판(G)은, 엑시머 UV 조사 유닛(e-UV)(34) 및 스크러버 세정 유닛(SCR)(36)에 의해 자외선 세정 처리 및 스크러빙 세정 처리가 순차 실시된다(스텝 S2, S3).

스크러버 세정 유닛(SCR)(36)에서는, 수평 진행 반송로(32) 위를 이동하는 기판(G)에 대해, 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시함으로써 기판 표면으로부터 입자 형상의 오물을 제거하고, 그 후에 린스 처리를 실시하고, 마지막으로 에어 나이프 등을 이용하여 기판(G)을 건조시킨다. 스크러버 세정 유닛(SCR)(36)에 있어서의 일련의 세정 처리를 끝내면, 기판(G)은 그 상태로 수평 진행 반송로(32)를 이동하여 제1 열적 처리부(26)를 통과한다.

제1 열적 처리부(26)에 있어서, 기판(G)은 어드히젼 유닛(AD)(40)에 반입되면 우선 가열의 탈수 베이킹 처리가 실시되어, 수분을 제거할 수 있다. 다음에, 기판(G)은, 증기상의 HMDS를 이용하는 어드히젼 처리가 실시되어, 피처리면이 소수화된다(스텝 S4). 이 어드히젼 처리의 종료 후에, 기판(G)은 냉각 유닛(COL)(42) 에서 소정의 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S5). 이 후, 기판(G)은 수평 진행 반송로(32) 위를 반송하여, 도포 프로세스부(28)에 건네진다.

도포 프로세스부(28)에 있어서, 기판(G)은 수평 진행 반송로(32) 위를 반송하면서, 최초로 레지스트 도포 유닛(CT)(44)에 있어서 예를 들어 슬릿 노즐을 이용한 기판 상면(피처리면)으로의 레지스트액의 도포가 이루어지고, 직후에 하류측 옆의 감압 건조 유닛(VD)(46)에서 감압에 의해 건조 처리된다(스텝 S6).

이 후, 기판(G)은 수평 진행 반송로(32) 위를 반송하여, 제2 열적 처리부(30)를 통과한다. 제2 열적 처리부(30)에 있어서, 기판(G)은, 최초로 프리 베이크 유닛(PREBAKE)(50)에서 레지스트 도포 후의 열처리 또는 노광 전의 열처리로서 프리 베이킹이 실시된다(스텝 S7). 이 프리 베이킹에 의해, 기판(G) 위의 레지스트막 중에 잔류하고 있었던 용제가 증발 제거되어, 기판에 대한 레지스트막의 밀착성도 강화된다. 또한, 이 프리 베이크 유닛(50)은, 본 발명에 관한 기판 처리 장치를 가장 바람직하게 적용할 수 있기 때문에, 그 구성에 대해서는 상세하게 후술한다.

다음에, 기판(G)은, 냉각 유닛(COL)(52)에서 소정의 기판 온도까지 냉각된다(스텝 S8). 그러한 후, 기판(G)은, 수평 진행 반송로(32)의 종점(반출부)으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)의 반송 장치(70)에 인수된다.

인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서, 기판(G)은, 익스텐션ㆍ쿨링 스테이지(EXTㆍCOL)(76)로부터 주변 장치(78)의 주변 노광 장치(EE)에 반입되고, 거기서 기판(G)의 주변부에 부착되는 레지스트를 현상시에 제거하기 위해 노광된 후에, 인 접하는 노광 장치(12)로 보내진다(스텝 S9).

노광 장치(12)에서는 기판(G) 위의 레지스트에 소정의 회로 패턴이 노광된다. 그리고, 패턴 노광을 끝낸 기판(G)은, 노광 장치(12)로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)으로 복귀되면, 우선 주변 장치(78)의 타이틀러(TITLER)에 반입되고, 거기서 기판 위의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(스텝 S10).

그러한 후, 기판(G)은 익스텐션ㆍ쿨링 스테이지(EXTㆍCOL)(76)로 복귀된다. 인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서의 기판(G)의 반송 및 노광 장치(12)와의 기판(G)의 교환은 반송 장치(70, 72)에 의해 행해진다. 마지막으로, 기판(G)은, 반송 장치(72)로부터 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인(B)측에 부설되어 있는 수평 진행 반송로(33)의 시점(반입부)에 반입된다.

이와 같이 하여, 기판(G)은, 이번에는 수평 진행 반송로(33) 상을 위를 향한 자세로 프로세스 라인(B)의 하류측을 향해 반송된다.

최초의 현상 유닛(DEV)(54)에 있어서, 기판(G)은, 수평 진행으로 반송되는 동안에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상 처리가 실시된다(스텝 S11).

현상 유닛(DEV)(54)에서 일련의 현상 처리가 끝난 기판(G)은, 그 상태에서 수평 진행 반송로(33)에 적재된 채로 하류측 옆의 i선 조사 유닛(i-UV)(56)을 통과하고, 거기서 i선 조사에 의해 탈색 처리된다(스텝 S12). 그 후에도, 기판(G)은 수평 진행 반송로(33)에 적재된 상태에서 제3 열적 처리부(59) 및 검사 유닛(AP)(62)을 순차 통과한다.

제3 열적 처리부(59)에 있어서, 기판(G)은, 최초로 포스트 베이크 유 닛(POBAKE)(58)에서 현상 처리 후의 열처리로서 포스트 베이킹이 실시된다(스텝 S13). 이 포스트 베이킹에 의해, 기판(G) 위의 레지스트막에 잔류하고 있었던 현상액이나 세정액이 증발 제거되어, 기판에 대한 레지스트 패턴의 밀착성도 강화된다.

다음에, 기판(G)은, 냉각 유닛(COL)(60)에서 소정의 기판 온도로 냉각된다(스텝 S14). 검사 유닛(AP)(62)에서는, 기판(G) 위의 레지스트 패턴에 대해 비접촉의 선폭 검사나 막질ㆍ막 두께 검사 등이 행해진다(스텝 S15).

그리고 카세트 스테이션(C/S)(14)측에서는, 반송 기구(22)가, 수평 진행 반송로(33)의 종점(반출부)으로부터 도포 현상 처리의 전체 공정을 끝낸 기판(G)을 수취하고, 수취한 기판(G)을 어느 1개 (통상은 원래)의 카세트(C)에 수용한다(스텝 S1로 복귀됨).

이 도포 현상 처리 시스템(10)에 있어서는, 상기한 바와 같이, 제2 열적 처리부(30)의 프리 베이크 유닛(PREBAKE)(50)에 본 발명을 적용할 수 있다.

계속해서, 이 프리 베이크 유닛(50)의 구성에 대해 설명한다. 도3에, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태로서, 프리 베이크 유닛(50)의 주요부의 개략 단면도를 나타낸다.

도3에 도시하는 바와 같이, 프리 베이크 유닛(50)은, 복수의 반송 롤러(7)로 이루어지는 수평 진행 반송로(32)를 따라, 복수의 적외선 램프(1)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 적외선 램프(1)는 반송 롤러(7)와 평행하게 설치되는 막대 형상의 히터로, 인접하는 반송 롤러(7) 사이에 형성되는 공간으로부터 열방사가 상방 을 향해 이루어지도록 설치된다. 또한, 각 적외선 램프(1)의 하방에는, 램프(1)의 방사열이 상방을 향해 방사되도록 SUS에 의해 형성된 반사 부재(2)가 설치되어 있다.

또한, 수평 진행 반송로(32)의 상방[천장부(17)]에는, 하면에 흑색 알루마이트 처리가 실시된 천판(天板)(3)이 설치되어 있다. 천판(3)은 소정의 금속 재료[예를 들어 SUS(스테인레스강)]에 의해 형성되어 있다. 이와 같이, 천판(3)의 하면에 흑색 알루마이트 처리가 실시됨으로써, 방사열의 반사가 억제되어, 기판(G)의 선단부 및 종단부에 있어서 기판 상면으로의 필요 이상의 열방사가 저감된다.

또한, 기판 반송 방향으로 복수 설치되는 적외선 램프(1)의 상방에는, 적외선 램프(1)로부터의 열방사를 일정 방향으로 유도하는 도광판(4)이 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 도광판(4)은, 적외선 램프(1)로부터의 열방사를 기판 반송 방향에 대해 수직 상방으로 출사한다. 도광판(4)은, 예를 들어 알루미늄판을 가공함으로써 형성되어 있다. 이 도광판(4)에 의해, 천판(3)에 대해 조사되는 적외선 램프(1)로부터의 열방사가 모두 수직 방향으로 유도되기 때문에, 그것의 반사열의 기판 선단부 및 종단부의 기판 상면으로 조사가 저감된다.

따라서, 도3에 도시한 본 발명에 관한 제1 실시 형태에 따르면, 기판(G)이 반입될 때, 혹은 기판(G)이 반출될 때에, 기판(G) 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천판(3)으로부터의 반사열이 대폭 저감되어, 기판(G)의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제2 실시 형태에 대해 설명한 다. 도4는 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제2 실시 형태를 적용할 수 있는 프리 베이크 유닛(50)의 주요부의 개략 단면도이다. 또한, 도4에 있어서는, 도3에 도시한 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태로서의 프리 베이크 유닛(50)의 구성 부재와 동일한 것에 대해서는 동일한 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도4에 도시하는 프리 베이크 유닛(50)의 구성은, 도3에 도시한 구성과 천장부(17)의 구성이 다르다. 즉, 도3에 도시한 천판(3) 대신에, 천판(5) 및 도광판(6)(천판측 도광판)이 설치된다. 천판(5)은 소정의 금속 재료[예를 들어 SUS(스테인레스강)]로 이루어지고, 도광판(6)은, 도광판(4)과 마찬가지로 예를 들어 알루미늄판을 가공함으로써 형성되어 있다. 또한, 도광판(6)의 상면은 천판(5)의 하면에 접한 상태로 이루어져 있다.

이 구성에 따르면, 도광판(4)에 의해 수직 상방으로 방사되는 적외선 램프(1)의 방사열은, 도광판(6) 및 천판(5)에 의해 수직 하방으로 반사한다.

따라서, 도4에 도시한 본 발명에 관한 제2 실시 형태에 따르면, 기판(G)이 반입될 때, 혹은 기판(G)이 반출될 때에, 기판(G) 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천판(5)으로부터의 반사열이 대폭 저감되어, 기판(G)의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제3 실시 형태에 대해 도5[도5의 (a), 도5의 (b)]를 기초로 하여 설명한다. 도5의 (a)는, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제3 실시 형태를 적용할 수 있는 프리 베이크 유닛(50)의 주요부의 개 략 단면도이다. 도5의 (b)는, 도5의 (a)에 있어서의 천장부의 사시도이다. 또한, 도5에 있어서는, 도3에 도시한 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태로서의 프리 베이크 유닛(50)의 구성 부재와 동일한 것에 대해서는 동일한 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도5에 도시하는 프리 베이크 유닛(50)의 구성은, 도3에 도시한 구성과 천장부(17)의 구성이 다르다. 즉, 도3에 도시한 천판(3) 대신에, 천판(8)이 설치된다. 소정의 금속 재료[예를 들어 SUS(스테인레스강)]로 이루어지는 천판(8)의 하면에는, 도5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 반송되는 기판(G)의 폭 방향으로 연장되고 기판 반송 방향의 단면이 하방을 향해 테이퍼 형상으로 돌기한 리브부(8a)가 기판 반송 방향을 따라 복수 형성되고, 이 리브부(8a)의 표면에는 흑색 알루마이트 가공이 실시되어 있다. 즉, 이 천판(8)에 대해 하방으로부터 열방사되면, 그것의 열반사가 크게 감쇠하도록 이루어져 있다.

이 구성에 따르면, 도광판(4)에 의해 수직 상방으로 유도되는 적외선 램프(1)의 열방사는, 천판(8)에 반사했을 때에 크게 감쇠한다.

따라서, 도5에 도시한 본 발명에 관한 제3 실시 형태에 따르면, 기판(G)이 반입될 때, 혹은 기판(G)이 반출될 때에, 기판(G) 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천판(8)으로부터의 반사열이 대폭 저감되어, 기판(G)의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도6은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제4 실시 형태를 적용할 수 있는 프 리 베이크 유닛(50)의 주요부의 개략 단면도이다. 또한, 도6에 있어서는, 도3에 도시한 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태로서의 프리 베이크 유닛(50)의 구성 부재와 동일한 것에 대해서는 동일한 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도6에 도시하는 프리 베이크 유닛(50)의 구성은, 도5에 도시한 천판(8)을 일부 개량한 것이다. 즉, 도5에 도시한 천판(8) 대신에, 마찬가지로 소정의 금속 재료[예를 들어 SUS(스테인레스강)]로 형성된 천판(9)이 설치된다.

천판(9)에 있어서도, 도5에 도시한 천판(8)과 마찬가지로 형성된 돌기(9a)가 하면에 복수 형성된다. 단, 돌기(9a)가 복수 동일 간격으로 형성된 천판(9)의 하면에는, 기판 상방의 분위기를 배기하기 위한 배기구(9b)가 형성되고, 이들 배기구(9b)는 천판(9) 중에 형성된 배기로(9c)에 연통되어 있다. 또한, 배기로(9c)는 도시하지 않은 흡기 수단이 접속되어 있다.

즉, 도6에 도시하는 구성에 있어서는, 흑색 알루마이트 가공된 복수의 돌기(9a)에 의해 발생하는 체류열을 효과적으로 방사할 수 있다.

따라서, 도6에 도시한 본 발명에 관한 제4 실시 형태에 따르면, 도5에 도시한 제3 실시 형태와 같은 효과를 얻을 있는데다가, 천판(9) 하방에 체류하는 고열의 분위기나 기판(G)으로부터의 승화물을 배출하여, 그 기판 가열에 대한 악영향의 발생을 방지할 수 있다.

계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 도7은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제5 실시 형태를 적용할 수 있는 프 리 베이크 유닛(50)의 주요부의 개략 단면도이다. 또한, 도7에 있어서는, 도3에 도시한 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태로서의 프리 베이크 유닛(50)의 구성 부재와 동일한 것에 대해서는 동일한 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도7에 도시하는 프리 베이크 유닛(50)은, 도3에 도시한 구성과 천장부(17)의 구성이 다르고, 또한, 도3에 도시한 도광판(4)을 갖지 않는 구성으로 이루어진다.

도7에 있어서, 천판부는, 도3에 도시한 천판(3) 대신에, 천판(11)이 설치된다. 천판(11)은 소정의 금속 재료[예를 들어 SUS(스테인레스강)]에 의해 형성되고, 막대 형상의 각 적외선 램프(1)의 길이 방향을 따라 오목 곡면(11a)이 형성되어 있다. 또한, 이 오목 곡면(11a)의 초점 위치에 적외선 램프(1)가 설치되기 때문에, 적외선 램프(1)로부터의 열방사가 오목 곡면(11a)에 닿으면, 그것의 반사열은 모두 적외선 램프(1)를 향하게 되도록 이루어져 있다.

따라서, 도7에 도시한 본 발명에 관한 제5 실시 형태에 따르면, 기판(G)이 반입될 때, 혹은 기판(G)이 반출될 때에, 기판(G) 선단부 및 종단부의 기판 상면에 조사되는 천판(11)으로부터의 반사열이 대폭 저감되어, 기판(G)의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 도8은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제6 실시 형태를 적용할 수 있는 프리 베이크 유닛(50)의 주요부의 개략 단면도이다. 또한, 도8에 있어서는, 도3에 도시한 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태로서의 프리 베이크 유 닛(50)의 구성 부재와 동일한 것에 대해서는 동일한 부호로 나타내고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도8에 도시하는 프리 베이크 유닛(50)은, 도4에 도시한 제2 실시 형태에 있어서의 천판(5)과 도광판(6)(천판측 도광판) 사이에, 각 적외선 램프(1)에 대응하는 적외선 램프(13)(천판측 적외선 램프)가 복수 설치된 구성으로 이루어진다. 또한, 적외선 램프(13)의 열방사가 하방을 향하도록 램프 상방에는 예를 들어 SUS(스테인레스강)에 의해 형성된 반사 부재(15)가 설치되어 있다.

이 구성에 따르면, 기판(G) 하방에 배치된 적외선 램프(1)로부터의 열방사는, 기판(G) 상방의 적외선 램프(13)에 의해 천판(5)에는 반사하는 일이 없고, 또한, 적외선 램프(13)로부터의 열방사는 도광판(6)에 의해 수직 하방으로 유도된다.

따라서, 도8에 도시한 본 발명에 관한 제6 실시 형태에 따르면, 기판(G)이 반입될 때, 혹은 기판(G)이 반출될 때라도, 기판(G) 선단부 및 종단부의 기판 상면에는 균일한 열 조사가 이루어지기 때문에, 기판(G)의 가열 승온에 의한 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

또한, 상기한 본 발명에 관한 제1 내지 제6 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 적합한 일 태양으로서 프리 베이크 유닛(50)을 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 열처리를 행하기 위한 다른 장치에 적용해도 좋고, 예를 들어, 포스트 베이크 유닛(58) 등에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD 기판(유리 기판)에 한정되는 것은 아니고, 플랫 패널 디스플레이용 각종 기판이나, 반도체 웨이퍼, CD 기판, 포 토마스크, 프린트 기판 등도 가능하다.

계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치에 대해, 실시예를 기초로 하여 더 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 실시 형태에 도시한 구성을 기초로 하는 기판 처리 장치를 이용하여, 실제로 실험을 행함으로써, 그 효과를 검증했다.

[제1 실시예]

제1 실시예에서는, SUS(스테인레스강)에 의해 형성된 천판의 하면에 흑색 알루마이트 가공을 실시하고, 피처리 기판인 유리 기판에 대한 열처리를 행하고, 열처리 후의 기판의 온도 분포를 측정했다.

도9의 그래프에 측정 결과를 나타낸다. 또한, 도9에 있어서, 부호 A1로 나타내는 영역은 111 ℃ 부근, 부호 A2로 나타내는 영역은 114 ℃ 부근, 부호 A3으로 나타내는 영역은 105 내지 108 ℃ 부근, 부호 A4로 나타내는 영역은 117 ℃ 부근으로 한다.

[제2 실시예]

제2 실시예에서는, 제1 실시예에서 이용한 천판의 하방에 도광판을 설치하고, 피처리 기판인 유리 기판에 대한 열처리를 행하여, 열처리 후의 기판의 온도 분포를 측정했다.

도10의 그래프에 측정 결과를 나타낸다. 또한, 도10에 있어서, 부호 A1로 나타내는 영역은 111 ℃ 부근, 부호 A2로 나타내는 영역은 114 ℃ 부근, 부호 A3으로 나타내는 영역은 105 내지 108 ℃ 부근으로 한다.

[제1 비교예]

제1 비교예에서는, SUS(스테인레스강)에 의해 형성된 천판을 이용하는 종래의 구성을 기초로 하여, 피처리 기판인 유리 기판에 대한 열처리를 행하여, 열처리 후의 기판의 온도 분포를 측정했다.

도11의 그래프에 측정 결과를 나타낸다. 또한, 도11에 있어서, 부호 A1로 나타내는 영역은 111 ℃ 부근, 부호 A2로 나타내는 영역은 114 ℃ 부근, 부호 A3으로 나타내는 영역은 105 내지 108 ℃ 부근, 부호 A4로 나타내는 영역은 117 ℃ 부근, 부호 A5로 나타내는 영역은 120 ℃ 부근, 부호 A6으로 나타내는 영역은 123 ℃, 부호 A7로 나타내는 영역은 126 ℃, 부호 A8로 나타내는 영역은 129 ℃로 한다.

이상의 실시예의 결과, 제1 비교예의 결과에 나타내어진 종래의 구성에서는, 특히 기판 반송 방향의 기판 선단측과 종단측에서 기판 온도의 분포가 크게 불균일하게 되었다.

한편, 천판에 흑색 알루마이트 가공을 실시한 제1 실시예에서는, 제1 비교예에 대해 기판 온도 분포가 크게 개선되었다. 또한, 제1 실시예의 구성에 부가하여 도광판을 이용한 제2 실시예에서는, 대폭 기판 온도 분포의 균일성이 더욱 향상되었다.

따라서, 본 발명에 관한 기판 처리 장치에 따르면, 열처리 후의 기판의 온도 분포의 균일성을 대폭 향상시킬 수 있는 것을 확인했다.

본 발명은 LCD 기판 등에 대해 가열 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 적용 할 수 있고, 반도체 제조 업계, 전자 디바이스 제조 업계 등에 있어서 적절하게 이용할 수 있다.

도1은 본 발명에 관한 기판 처리 장치를 구비하는 도포 현상 처리 시스템의 평면도.

도2는 도1의 도포 현상 처리 시스템의 기판 처리의 흐름을 설명하는 흐름도.

도3은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제1 실시 형태인 프리 베이크 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 개략 단면도.

도4는 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제2 실시 형태인 프리 베이크 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 개략 단면도.

도5는 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제3 실시 형태인 프리 베이크 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 도면.

도6은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제4 실시 형태인 프리 베이크 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 개략 단면도.

도7은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제5 실시 형태인 프리 베이크 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 개략 단면도.

도8은 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 제6 실시 형태인 프리 베이크 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 개략 단면도.

도9는 제1 실시예의 결과를 나타내는 그래프.

도10은 제2 실시예의 결과를 나타내는 그래프.

도11은 제1 비교예의 결과를 나타내는 그래프.

도12는 기판에 열처리를 실시하는 종래의 기판 처리 장치의 주요부를 도시하 는 개략 단면도.

도13은 도12에 도시하는 구성에 있어서의 과제를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 적외선 램프

2, 15 : 반사 부재

3, 5, 8, 9, 11 : 천판

4 : 도광판

6 : 도광판(천판측 도광판)

7 : 반송 롤러

8a : 리브부

9a : 돌기

9b : 배기구

9c : 배기로

10 : 도포 현상 처리 시스템

11a : 오목 곡면

13 : 적외선 램프(천판측 적외선 램프)

17 : 천장부

32 : 수평 진행 반송로(반송로)

50 : 프리 베이크 유닛(기판 처리 장치)

G : 유리 기판(피처리 기판)

Claims (7)

1. 피처리 기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 기판을 위를 향한 자세로 하여 수평 방향으로 반송하는 반송로와, 상기 반송로의 상방이며 상기 반송로에 평행하게 설치된 천장부와, 상기 반송로에서 반송되는 상기 기판의 하방으로부터 상방을 향해 열방사하여 상기 기판을 가열하는 적외선 램프와, 상기 적외선 램프로부터의 열방사의 방향을 일정 방향으로 유도하는 도광판을 구비하고,

   상기 적외선 램프로부터의 방사열은, 상기 반송로 위에서 반송되는 기판에 대해, 상기 도광판에 의해 수직 방향으로 유도된 상태에서 조사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 천장부는 소정의 금속 재료에 의해 형성되고, 하면에 흑색 알루마이트 처리가 실시된 천판인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 천장부는, 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판과,

   상기 천판의 하면에 접하여 설치되고, 상기 적외선 램프로부터의 열방사의 반사를 수직 하방으로 유도하는 천판측 도광판에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 천장부는 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판으로 이루어지고,

   상기 천판의 하면에는, 반송되는 피처리 기판의 폭 방향으로 연장되고, 기판 반송 방향의 단면이 하방을 향해 테이퍼 형상으로 돌기한 리브부가, 기판 반송 방향을 따라 복수 형성되고, 상기 리브부의 표면에는 흑색 알루마이트 가공이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 천판에는 복수의 배기구가 형성되어, 상기 배기구로부터 천판 하방의 분위기가 배기되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 천장부는, 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판과,

   상기 천판의 하방에 설치되고, 상기 반송로에서 반송되는 상기 기판의 상방으로부터 하방을 향해 열방사하여 상기 기판을 가열하는 천판측 적외선 램프와,

   상기 천판측 적외선 램프의 하방에 설치되어, 상기 천판측 적외선 램프로부터의 열방사를 수직 하방으로 유도하는 천판측 도광판에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
7. 피처리 기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 기판을 위를 향한 자세로 하여 수평 방향으로 반송하는 반송로와, 상기 반송로의 상방이며 상기 반송로에 평행하게 설치된 천장부와, 상기 반송로에서 반 송되는 상기 기판의 하방으로부터 상방을 향해 열방사하여 상기 기판을 가열하는 적외선 램프를 구비하고,

   상기 천장부는 소정의 금속 재료에 의해 형성된 천판으로 이루어지고, 상기 천판의 하면에는, 막대 형상의 상기 적외선 램프의 길이 방향을 따라 오목 곡면이 형성되고, 상기 오목 곡면의 초점 위치에 상기 적외선 램프가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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