KR20080114497A - 감압 건조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 박막의 종류에 관계없이 기판 중앙부의 건조성을 높이고, 기판을 신속히 감압 건조하는 것이 가능한 감압 건조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은, 덮개부(2)와, 패킹(3)과, 기부(4)로 이루어지는 챔버와, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판(W)의 하면 중앙부를 지지하는 복수의 제1 지지핀(11)과, 기판(W)의 하면 주변부를 지지하는 복수의 제2 지지핀(21)을 구비하는 감압 건조 장치에 의해 달성된다. 이 감압 건조 장치의 제1 지지핀(11)은, 제1 승강 기구(14)의 구동에 의해 승강한다. 제2 지지핀(21)은, 제1 승강 기구(14)와 더불어, 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해 승강한다.

Description

감압 건조 장치{VACUUM DRYING APPARATUS}
본 발명은, 감압 건조 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 패널용 유리 기판 혹은 반도체 제조 장치용 마스크 기판 등의 기판에 도포된 포토레지스트 등의 박막을 감압 건조하는 감압 건조 장치는, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 감압 건조 장치에 있어서는, 기판을 반입한 챔버 내를 진공 펌프에 의해 감압함으로써, 레지스터액의 성분의 중심인 용제의 증발을 촉진하고, 포토레지스트를 신속히 건조시키도록 하고 있다. 이러한 감압 건조 장치를 사용해 포토레지스트를 건조시킨 경우에는, 바람이나 열 등의 외적 요인의 영향을 방지하여, 포토레지스트를 얼룩 없이 건조시키는 것이 가능해진다.
또, 이러한 감압 건조 장치를 사용한 경우, 감압 건조 처리를 개시한 직후에 돌비라고 불리는 현상이 발생하는 경우가 있다. 이것은, 기판 표면에 도포된 포토레지스트 중의 용제 성분이 급격하게 증발하여 돌연 비등함으로써 발생하는 현상이다. 이러한 돌비가 발생한 경우에는, 탈포라고 불리는 포토레지스트의 표면에 작은 거품이 형성되는 현상이 생겨, 그 기판의 사용이 불가능해 진다.
이 때문에, 특허 문헌 2에 기재된 감압 건조 장치에 있어서는, 기판의 주면과 챔버의 덮개부의 거리를 작게 한 상태로 소량의 배기량으로 배기를 행한 후, 기판의 주면과 챔버의 덮개부의 거리를 크게 한 상태로, 배기 제어 수단에 의해 다량의 배기량으로 배기를 행하는 구성으로 되어 있다.
그리고, 이 특허 문헌 2에 있어서는, 챔버의 덮개부에 있어서의 기판의 주면과 대향하는 위치에, 기판의 주면 중앙부에 있어서 기판의 주면으로부터 가장 이격하고, 기판의 주면 단가장자리에 가까워짐에 따라 기판의 주면에 근접하는 형상의 오목부를 형성함으로써, 기판의 중앙부의 건조를 촉진하는 감압 건조 장치가 개시되어 있다.
[특허 문헌 1:일본국 특허공개 평7-283108호 공보]
[특허 문헌 2:일본국 특허공개 2006-105524호 공보]
근래의 기판의 대형화에 따라, 감압 건조시에 기체의 흐름이 생기기 어려운 기판의 중앙부의 건조성이 악화된다는 문제가 생기고 있다. 이 때문에, 감압 건조 시간이 길어지고, 감압 건조 장치에 있어서의 쓰루풋이 저하된다는 문제가 생긴다. 그리고, 상술한 돌비 발생의 가능성이나 기판 중앙부의 건조성은, 박막의 종류에 따라서 다르게 된다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 박막의 종류에 관계없이 기판 중앙부의 건조성을 높여, 기판을 신속하게 감압 건조하는 것이 가능한 감압 건조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 발명은, 기판의 주면에 도포된 박막을 감압 건조하는 감압 건조 장치에 있어서, 기판의 주위를 덮는 챔버와, 상기 챔버 내에 있어서, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 중앙부를 지지하는 제1 지지 부재와, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 주변부를 지지하는 제2 지지 부재를 구비함과 더불어, 상기 제1 지지 부재의 지지 높이가 상기 제2 지지 부재의 지지 높이에 대해서 상대적으로 변경 가능하게 구성된 기판 지지 수단과, 상기 챔버의 내부를 배기하여 감압하는 배기 수단을 구비하고, 상기 기판 지지 수단은, 상기 배기 수단에 의한 배기 동작의 실행 중에, 기판을 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 기판 지지 수단은, 상기 챔버 내에 있어서, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 중앙부를 지지하는 복수의 제1 지지핀과, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 주변부를 지지하는 복수의 제2 지지핀과, 상기 제1 지지핀을 상기 제2 지지핀에 대해서 상대적으로 승강시키는 승강 기구를 구비한다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 배기 수단은, 그 배기량을 소량으로부터 다량으로 2단계로 전환 가능한 구성을 가지며, 상기 기판 지지 수단은, 상기 배기 수단에 의해 소량의 배기량으로의 배기가 실행되고 있을 때 기판을 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 배기 수단은, 그 배기량을 소량으로부터 다량으로 2단계로 전환 가능한 구성을 가지며, 상기 기판 지지 수단은, 상기 배기 수단에 의해 다량의 배기량으로의 배기가 실행되고 있을 때 기판을 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지한다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 발명에 있어서, 상기 챔버를 가열하는 가열 수단을 구비한다.
청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 박막의 종류에 관계없이 기판 중앙부의 건조성을 높여, 기판을 신속하게 감압 건조하는 것이 가능해진다.
청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 간이한 구성에 의해 제1 지지핀을 제2 지지핀에 대해서 상대적으로 승강시킬 수 있어, 제1 지지핀의 높이를 제2 지지핀에 대해서 용이하게 상대적으로 변경시키는 것이 가능해진다.
청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 돌비를 방지하면서 기판을 신속하게 감압 건조하는 것이 가능해진다.
청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 돌비를 확실히 방지하면서 기판을 감압 건조하는 것이 가능해진다.
청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 기판의 온도를 상승시켜 기판을 신속하게 감압 건조하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도이다. 또, 도 4는, 제1, 제2 지지판(12, 22) 등을 나타내는 평면도이다.
이 감압 건조 장치는, 덮개부(2)와, 패킹(3)과, 기부(4)로 이루어지는 챔버와, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판(W)의 하면 중앙부를 지지하는 복수의 제1 지지핀(11)과, 기판(W)의 하면 주변부를 지지하는 복수의 제2 지지핀(21)을 구비한다. 덮개부(2)의 주위에는, 덮개부(2)를 통해 챔버 내를 가열하기 위한 히터(5)가 설치되어 있다.
또, 기부(4)에는, 배기구(6)가 형성되어 있다. 이 배기구(6)는, 관로(7)에 의해 진공 펌프(9)와 접속되어 있다. 그리고, 배기구(6)와 진공 펌프(9)의 사이에는, 배기구(6)로부터의 배기량을 2단계로 제어 가능한 댐퍼(8)가 설치되어 있다. 또한, 진공 펌프(9)로 바꾸어 배기 팬 등을 사용해도 된다. 또, 댐퍼(8)로 바꾸어 유량 가변 밸브 등을 사용해도 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 제1 지지핀(11)은, 제1 지지판(12)에 의해 지지되어 있고, 복수의 제2 지지핀(21)은, 제2 지지판(22)에 의해 지지되어 있다. 제1 지지판(12)은, 연결봉(13)을 통해 제1 승강 기구(14)에 연결되어 있고, 제1 지지핀(11)은, 이 제1 승강 기구(14)의 구동에 의해 승강한다. 제1 지지핀(11)의 승강량은, 제1 승강 기구(14)에 의해 제어된다.
이 제1 승강 기구(14)는, 제2 지지판(22)과 연결된 승강 부재(25) 상에 탑재되어 있다. 그리고, 이 승강 부재(25)는, 연결봉(23)을 통해 제2 승강 기구(24)에 연결되어 있다. 이 때문에, 제2 지지핀(21)은, 제1 승강 기구(14)와 더불어, 이 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해 승강한다. 제2 지지핀(21) 및 제1 승강 기구(14)의 승강량은, 제2 승강 기구(24)에 의해 제어된다.
다음으로, 이 감압 건조 장치에 의해 기판의 주면에 형성된 박막을 건조하는 건조 동작에 대해 설명한다. 도 5 및 도 6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치에 의한 건조 동작을 나타내는 플로차트이다.
기판(W)의 주면에 형성된 박막을 건조하는 경우에는, 최초로, 도 1에 나타낸 바와 같이 챔버에 있어서의 덮개부(2)를 도시하지 않은 승강 기구에 의해 상승시켜, 챔버를 개방한다(단계 S11). 다음으로, 기판(W)을 지지한 도시하지 않은 반송 암이 챔버 내에 진입한다(단계 S12).
다음으로, 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해, 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)이, 제1 지지판(12) 및 제2 지지판(22)과 더불어, 도 1에 나타내는 기판(W) 의 수수 위치까지 상승한다(단계 S13). 이로 인해, 반송 암에 지지되어 있던 기판(W)이, 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)에 의해 지지된다. 이때에는, 제1 지지핀(11)과 제2 지지핀(21)은, 동일한 높이 위치에 배치되어 있다. 그리고, 반송 암이 챔버 내로부터 퇴출한다(단계 S14).
다음으로, 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해, 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)이, 제1 지지판(12) 및 제2 지지판(22)과 더불어, 도 2에 나타내는 제1 건조 위치까지 하강한다(단계 S15). 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 챔버에 있어서의 덮개부(2)를 도시하지 않은 승강 기구에 의해 하강시켜, 챔버를 폐지한다(단계 S16).
이 상태에 있어서, 진공 펌프(9)와 댐퍼(8)의 작용에 의해, 소량의 배기량으로 배기를 행하는 슬로우 배기를 실행한다(단계 S17). 또, 이것과 동시에, 제1 승강 기구(14)의 구동에 의해, 제1 지지핀(11)을 제2 지지판(22)과 더불어, 도 3에 나타낸 제2 건조 위치까지 약간 하강시킨다(단계 S18). 이로 인해, 기판(W)은, 슬로우 배기 사이에 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지되게 된다.
이와 같이, 최초로 소량의 배기량으로 배기를 행하는 슬로우 배기를 실행함으로써, 기판(W)의 주면에 있어서의 중앙으로부터 단가장자리로 향하는 완만한 공기류에 의해, 돌비에 의한 탈포를 방지한 상태로 적절한 감압 건조를 실행하는 것이 가능해진다. 단, 통상은, 기판(W)의 주면 중앙부의 박막 부분에 대해서는, 충분한 건조는 행할 수 없다. 그러나, 이 실시 형태에 있어서는, 기판(W)을 그 중앙부를 휘게 한 상태로 지지하고 있으므로, 기판(W)의 중앙부와 덮개부(2)의 거리를 크게 취할 수 있고, 건조하기 어려운 기판(W)의 중앙부의 건조를 촉진시키는 것이 가능해진다.
또한, 제1 지지핀(11)의 하강과 슬로우 배기의 개시는, 반드시 동시에 개시될 필요는 없고, 어느 한쪽을 개시하고 나서, 다른 쪽을 개시하도록 해도 된다. 또, 제1 지지핀(11)과 제2 지지핀(21)의 높낮이 차는, 사용하는 포토레지스트 등에 따라서, 미리 설정한 크기로 하면 된다.
계속해서, 진공 펌프(9)와 댐퍼(8)의 작용에 의해, 다량의 배기량으로 배기를 행하는 메인 배기를 실행한다(단계 S19). 이때에는, 챔버 내는 히터(5)에 의해 가열되고 있으므로, 기판(W)의 건조 처리가 촉진된다.
도시하지 않은 센서에 의해 챔버 내의 진공도가 미리 설정한 값에 도달하면, 원하는 감압 건조가 완료했다고 판단한다(단계 S20). 그리고, 챔버 내에 질소 가스를 퍼지하고, 챔버 내가 대기압이 되면, 챔버에 있어서의 덮개부(2)를 도시하지 않은 승강 기구에 의해 상승시켜, 챔버를 개방한다(단계 S21).
다음으로, 제1 승강 기구(14) 및 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해, 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)이 제1 지지판(12) 및 제2 지지판(22)과 함께, 도 1에 나타내는 기판(W)의 수수 위치까지 상승한다(단계 S22). 또, 도시하지 않은 반송 암이 챔버 내에 진입한다(단계 S23). 그리고, 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해, 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)이, 제1 지지판(12) 및 제2 지지판(22)과 함께 하강한다(단계 S24). 이로 인해, 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)에 의해 지지되고 있던 기판(W)이 반송 암에 지지된다. 그리고, 반송 암이 챔버 내로부터 퇴출 한다(단계 S25).
이상과 같이, 이 실시 형태에 있어서는, 최초로 소량의 배기량으로 배기를 행하는 슬로우 배기를 실행함으로써, 돌비에 의한 탈포를 방지한 상태로 적절한 감압 건조를 실행함과 더불어, 기판(W)을 그 중앙부를 휘게 한 상태로 지지함으로써, 건조하기 어려운 기판(W)의 중앙부의 건조를 촉진시키는 것이 가능해진다. 그리고, 제1 지지핀(11)과 제2 지지핀(21)의 높낮이 차를, 사용하는 포토레지스트 등에 대응한 적절한 값으로 함으로써, 적정한 감압 건조 처리를 실행하는 것이 가능해진다.
또한, 특히 돌비가 생기기 쉬운 포토레지스트 등을 사용하는 경우에는, 메인 배기를 실행하는 시점에서 기판(W)을 그 중앙부를 휘게 한 상태로 하도록 해도 된다. 도 7 및 도 8은, 이러한 실시 형태에 관한 건조 동작을 나타내는 플로차트이다. 또한, 상술한 도 5 및 도 6과 같은 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
이 실시 형태에 있어서는, 최초로 슬로우 배기를 실행한다(단계 S37). 그리고, 박막이 어느 정도 건조한 후에, 진공 펌프(9)와 댐퍼(8)의 작용에 의해 다량의 배기량으로 배기를 행하는 메인 배기를 실행함과 더불어(단계 S38), 제1 승강 기구(14)의 구동에 의해, 제1 지지핀(11)을 제2 지지판(22)과 더불어 도 3에 나타내는 제2 건조 위치까지 약간 하강시킨다(단계 S39).
이러한 실시 형태를 채용한 경우에 있어서도, 최초로 소량의 배기량으로 배기를 행하는 슬로우 배기를 실행함으로써, 돌비에 의한 탈포를 방지한 상태로 적절한 감압 건조를 실행함과 더불어, 기판(W)을 그 중앙부를 휘게 한 상태로 지지함으 로써, 건조하기 어려운 기판(W)의 중앙부의 건조를 촉진시키는 것이 가능해진다. 그리고, 제1 지지핀(11)과 제2 지지핀(21)의 높낮이 차를, 사용하는 포토레지스트 등에 대응한 적절한 값으로 함으로써, 적정한 감압 건조 처리를 실행하는 것이 가능해진다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태와 같은 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 제2 지지핀(21)과 제1 승강 기구(14)를 제2 승강 기구(24)의 구동에 의해 승강시킴과 더불어, 제1 승강 기구(14)의 구동에 의해 제1 지지핀(11)을 제2 지지핀(21)에 대해서 승강시키고 있다. 이에 대해서, 이 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 승강 기구(14)의 구동에 의해 제1 지지핀(11)을 제2 지지 핀(31)에 대해서 승강시키는 점은 제1 실시 형태와 동일하지만, 제2 지지 핀(31)과 제1 승강 기구(14)가 고정되어 있는 점이 상술한 제1 실시 형태와 다르다.
이 제2 실시 형태에 관한 감압 건조 장치에 있어서는, 도시하지 않은 반송 암과 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(31)의 사이에서 기판을 수수할 때, 상술한 제1 실시 형태와 같이 제1 지지핀(11) 및 제2 지지핀(21)이 승강하는 대신에, 도시하지 않은 반송 암이 승강하는 점이 상술한 제1 실시 형태와 다르다. 그 외의 동작은, 상술한 제1 실시 형태와 같다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 도 10은, 본 발 명의 제3 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도이다. 또한, 상술한 제1, 제2 실시 형태와 같은 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
상술한 제2 실시 형태에 있어서는, 덮개부(2)가 승강함으로써 챔버의 개폐 동작을 실행하고 있었다. 이에 대해서, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 챔버의 측방에 설치된 셔터(32)를 승강함으로써, 챔버의 개폐 동작을 실행하고 있다. 또한, 이 실시 형태에 있어서는, 히터 덮개부(2)의 상면에만 히터(5)를 설치하고 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 모두, 제1 승강 기구(14)에 의해 제1 지지핀의 승강 동작을 제어함으로써, 제2 지지핀(21)에 대한 제1 지지핀(11)의 상대 높이를 변경하고 있지만, 제1 지지핀(11) 또는 제2 지지핀(21)을 높이가 다른 것으로 변경함으로써, 제2 지지핀(21)에 대한 제1 지지핀(11)의 상대 높이를 변경하도록 해도 된다.
또, 상술한 실시 형태에 있어서는, 배기량을 소량과 다량의 2단계로 전환 가능한 구성을 채용하고 있지만, 배기량을 3단계 이상의 다단계로 전환 가능한 구성으로 해도 된다. 또, 배기량을 다단계로 전환하는 대신에, 무단계, 즉 연속적으로 변경하도록 해도 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도.
도 4는 제1, 제2 지지판(12, 22) 등을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치에 의한 건조 동작을 나타내는 플로차트.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 감압 건조 장치에 의한 건조 동작을 나타내는 플로차트.
도 7은 다른 실시 형태에 관한 건조 동작을 나타내는 플로차트.
도 8은 다른 실시 형태에 관한 건조 동작을 나타내는 플로차트.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 감압 건조 장치의 개요도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
2:덮개부 13:연결부
3:패킹부 14:제1 승강 기구
4:기부 21:제2 지지핀
5:히터 22:제2 지지판
6:배기구 23:연결봉
7:관로 24:제2 승강 기구
8:댐퍼 25:승강 부재
9:진공 펌프 31:제2 지지핀
11:제1 지지핀 32:셔터
12:제1 지지판 W:기판

Claims (5)

  1. 기판의 주면에 도포된 박막을 감압 건조하는 감압 건조 장치에 있어서,
    기판의 주위를 덮는 챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 중앙부를 지지하는 제1 지지 부재와, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 주변부를 지지하는 제2 지지 부재를 구비함과 더불어, 상기 제1 지지 부재의 지지 높이가 상기 제2 지지 부재의 지지 높이에 대해서 상대적으로 변경 가능하게 구성된 기판 지지 수단과,
    상기 챔버의 내부를 배기하여 감압하는 배기 수단을 구비하고,
    상기 기판 지지 수단은, 상기 배기 수단에 의한 배기 동작의 실행 중에, 기판을 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지하는 것을 특징으로 하는 감압 건조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 지지 수단은,
    상기 챔버 내에 있어서, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 중앙부를 지지하는 복수의 제1 지지핀과, 그 주면을 윗쪽으로 향하게 한 기판의 하면 주변부를 지지하는 복수의 제2 지지핀과, 상기 제1 지지핀을 상기 제2 지지핀에 대해서 상대적으로 승강시키는 승강 기구를 구비하는 감압 건조 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배기 수단은, 그 배기량을 소량으로부터 다량으로 2단계로 전환 가능한 구성을 가지며,
    상기 기판 지지 수단은, 상기 배기 수단에 의해 소량의 배기량으로의 배기가 실행되고 있을 때 기판을 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지하는 감압 건조 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 배기 수단은, 그 배기량을 소량으로부터 다량으로 2단계로 전환 가능한 구성을 가지며,
    상기 기판 지지 수단은, 상기 배기 수단에 의해 다량의 배기량으로의 배기가 실행되고 있을 때 기판을 그 중앙부를 아래쪽으로 휘게 한 오목 자세로 지지하는 감압 건조 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 감압 건조 장치에 있어서,
    상기 챔버를 가열하는 가열 수단을 구비하는 감압 건조 장치.
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