KR20090128331A - 기판 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 처리액이 도포된 피처리 기판에 대하여 가열 처리를 실시하여 도포막을 형성하는 기판 가열 장치에 있어서, 상기 도포막에 있어서의 도포 불균일의 발생을 방지할 수 있는 기판 가열 장치를 제공한다.

피처리 기판(G)을, 가스의 분사에 의해 부상시키는 스테이지(80)와, 상기 스테이지(80) 위로 부상하는 피처리 기판(G)의 좌우 양단부를 유지하여 상기 기판을 기판 반송 방향으로 이동 가능한 기판 유지 수단(92)과, 피처리 기판(G)을 가열하는 가열 수단(96)을 구비하고, 스테이지(80)는, 기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되는 동시에, 기판 반송 방향을 따라 병렬로 설치되고, 가스가 상방을 향하여 분사되는 복수의 가스 분사구(88)와, 가스 분사구(88)로부터 분사된 가스가 흡인되는 가스 흡입구(89)를 갖고, 상기 슬릿 형상의 가스 분사구(88)에는 그 길이 방향을 복수로 구획하는 구획 부재(93)가 설치되어 있다.

피처리 기판, 스테이지, 기판 유지 수단, 가스, 구획 부재

Description

기판 가열 장치{SUBSTRATE HEATING APPARATUS}

본 발명은, 처리액이 도포된 피처리 기판에 대하여 가열 처리를 실시하여 도포막을 형성하는 기판 가열 장치에 관한 것으로, 특히 상기 도포막에 있어서의 도포 불균일의 발생을 방지할 수 있는 기판 가열 장치에 관한 것이다.

예를 들어 FPD(플랫 패널 디스플레이)의 제조에 있어서는, 글래스 기판 등의 피처리 기판에 소정의 막을 성막한 후, 처리액인 포토레지스트(이하, 레지스트라고 칭한다)를 도포하여 레지스트막을 형성하고, 회로 패턴에 대응하여 레지스트막을 노광하고, 이것을 현상 처리한다고 하는, 소위 포토리소그래피 공정에 의해 회로 패턴을 형성한다.

그런데 최근, 이 포토리소그래피 공정에서는, 처리량을 향상시키기 위해 피처리 기판을 대략 수평 자세의 상태로 반송하면서, 그 피처리면에 대하여 레지스트의 도포, 건조, 가열, 냉각 처리 등의 각 처리를 실시하는 일이 많아지고 있다.

기판 반송의 구성으로서는 기판 지지 부재의 레지스트 도포면으로의 전사를 방지하기 위해 기판을 대략 수평 자세의 상태로 소정의 높이로 부상시켜, 기판 반송 방향으로 반송하는 부상 반송이 주목받고 있다.

이 부상 반송의 장치 구성은, 예를 들어 레지스트 도포 처리 장치이면, 도 15의 도포 처리 장치(200)(특허 문헌1)에 도시한 바와 같이, 피처리 기판인 LCD 기판(액정 디스플레이 기판)(G)을 부상 반송하기 위한 스테이지(201)와, 스테이지(201)의 좌우 양측에 부설된 레일(202)과, 기판(G)의 좌우 양측을 유지하여 레일(202) 위를 슬라이드 이동하는 슬라이더(203)를 구비한다.

또한, 이 도포 처리 장치(200)는 스테이지(201) 위에서 부상 반송되는 LCD 기판(G)의 표면에 레지스트액을 공급하는 레지스트 노즐(204)과, 레지스트 노즐(204)을 세정하기 위한 노즐 세정 유닛(205)을 더 구비하고 있다.

스테이지(201)의 상면에는, 상방(Z 방향)을 향하여 소정의 가스를 분사하기 위한 다수의 가스 분사구(201a)와, 흡기를 행하기 위한 다수의 흡기구(201b)가 각각 X 방향과 Y 방향으로 일정한 간격으로 교대로 형성되어 있다. 그리고, 가스 분사구(201a)로부터 분사되는 가스 분사량과 흡기구(201b)로부터의 흡기량의 압력 부하를 일정하게 함으로써 LCD 기판(G)을 스테이지(201)의 표면으로부터 일정한 높이로 부상시키도록 구성되어 있다.

레지스트액의 도포 처리에 있어서는, 스테이지(201) 위를 부상하는 기판(G)은 레일(202) 위를 슬라이드 이동하는 슬라이더(203)에 의해 좌우 양단부가 유지되어, X 방향으로 이동한다. 그리고, 기판(G)이 레지스트 노즐(204)의 하방을 이동할 때, 슬릿 형상의 노즐구(도시하지 않음)로부터 레지스트액이 띠 형상으로 공급되어, 레지스트액이 기판(G)의 피처리면에 도포된다.

<특허 문헌1> 일본 특허 공개 제2006-237097호 공보

그런데, 상기 포토리소그래피 공정 중, 레지스트 도포 후에, 가열에 의해 레지스트액 중의 용제를 증발시켜 레지스트와 기판의 밀착성을 향상시키는 프리 베이크 유닛에 있어서도, 처리량 향상을 위해 기판 반송하면서 히터에 의해 피처리면을 가열 처리하는 것이 바람직하다.

그러나, 특허 문헌1에 개시된 구성과 마찬가지의 부상 반송 구성을 프리 베이크 유닛에 적용한 경우, 즉 복수의 구멍 형상의 분사구(201a)로부터 분사되는 가스에 의해 기판 부상시키면, 기판 하면의 분사구(201a)가 통과하는 부근에 있어서 레지스트의 건조 속도가 다른 영역과 달라 국소적인 막 두께 변동이 발생하여 도포 불균일이 발생한다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 처리액이 도포된 피처리 기판에 대하여 가열 처리를 실시하여 도포막을 형성하는 기판 가열 장치에 있어서, 상기 도포막에 있어서의 도포 불균일의 발생을 방지할 수 있는 기판 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 기판 가열 장치는, 처리액이 도포된 피처리 기판에 대하여 가열 처리를 실시하여 도포막을 형성하는 기판 가열 장치이며, 상기 피처리 기판을 가스의 분사에 의해 부상시키는 스테이지와, 상기 스테이지 위로 부상하는 상기 피처리 기판의 좌우 양단부를 유지하여 상기 기판을 기판 반송 방향으로 이동 가능한 기판 유지 수단과, 상기 피처리 기판을 가열하는 가열 수단을 구비하고, 상기 스테이지는, 기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되는 동시에, 기판 반송 방향을 따라 병렬로 설치되고, 가스가 상방을 향하여 분사되는 복수의 가스 분사구와, 상기 가스 분사구로부터 분사된 가스가 흡인되는 가스 흡인구를 갖고, 상기 슬릿 형상의 가스 분사구에는 그 길이 방향을 복수로 구획하는 구획 부재가 설치되어 있는 것에 특징을 갖는다.

이와 같이, 상기 가스 분사구는, 기판 폭 방향을 따라 형성된 슬릿 형상의 분사구이기 때문에, 기판 유지 수단에 의해 피처리 기판을 반송 방향으로 이동시킴으로써 기판면 전체에 대략 균일한 가스류를 접촉시킬 수 있다. 따라서, 기판면에 있어서 국소적으로 큰 가스류압의 차가 발생하는 일이 없어, 레지스트 건조 속도가 균일해져 도포 불균일의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 슬릿 형상의 가스 분사구에는 구획 부재가 설치되어 있기 때문에, 분사구의 슬릿 전체에 있어서의 가스 분출력의 균일성이 향상되어 분사구가 슬릿 형상이기 때문에 저하되기 쉬운 부상 밸런스의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 구획 부재는, 그 기판 폭 방향의 단면이 상부로 갈수록 서서히 작아지도록 기판 반송 방향의 측면이 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 테이퍼 형상의 측면은 볼록 곡면이거나, 혹은 상기 구획 부재는 그 기판 폭 방향의 단면이 사다리꼴 형상인 것이 바람직하다.

이와 같이, 구획 부재에 있어서의 기판 반송 방향의 측면이 테이퍼 형상이 며, 특히 구획 부재의 상방에서 가스류가 수평 방향으로 유도되는 형상으로 됨으로써 구획 부재를 설치해도 기판면 전체에 가스류를 접촉시킬 수 있어, 도포 불균일 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 처리액이 도포된 피처리 기판에 대하여 가열 처리를 실시하여 도포막을 형성하는 기판 가열 장치에 있어서, 상기 도포막에 있어서의 도포 불균일의 발생을 방지할 수 있는 기판 가열 장치를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시 형태에 관하여, 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명에 따른 기판 가열 장치를 적용 가능한 프리 베이크 유닛을 구비하는 도포 현상 처리 시스템의 평면도이다.

우선, 도포 현상 처리 시스템(10)에 대하여 설명한다. 이 도포 현상 처리 시스템(10)은 클린룸 내에 설치되고, 예를 들어 LCD(액정 디스플레이)용의 글래스 기판(G)을 피처리 기판으로 하여 LCD 제조 프로세스에 있어서 포토리소그래피 공정 중의 세정, 레지스트 도포, 프리 베이크, 현상 및 포스트 베이크 등의 일련의 처리를 행하는 것이다. 노광 처리는, 이 시스템에 인접하여 설치되는 외부의 노광 장치(12)에 의해 행하여진다.

도포 현상 처리 시스템(10)은, 중심부에 가로로 긴 프로세스 스테이션(P/S)(16)을 배치하고, 그 길이 방향(X 방향) 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 쌓아 포개도록 하여 복수매수용한 카세트(C)를 반출입하는 포트이며, 수평한 일방향(Y 방향)으로 4개까지 배열하여 탑재 가능한 카세트 스테이지(20)와, 이 스테이지(20) 상의 카세트(C)에 대하여 기판(G)의 출입을 행하는 반송 기구(22)를 구비하고 있다. 반송 기구(22)는 기판(G)을 유지할 수 있는 수단, 예를 들어 반송 아암(22a)을 갖고, X, Y, Z, θ의 4축에서 동작 가능하여, 인접하는 프로세스 스테이션(P/S)(16)측과 기판(G)의 전달을 행할 수 있게 되어 있다.

프로세스 스테이션(P/S)(16)은, 수평한 시스템 길이 방향(X 방향)으로 연장되는 평행하면서도 역방향인 한 쌍의 라인(A, B)에 각 처리부를 프로세스 플로우 또는 공정의 순으로 배치하고 있다.

즉, 카세트 스테이션(C/S)(14)측으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측을 향하는 프로세스 라인(A)에는 반입 유닛(IN PASS)(24), 세정 프로세스부(26), 제1 열적 처리부(28), 도포 프로세스부(30) 및 제2 열적 처리부(32)가 제1 평류(flat flowing) 반송로(34)를 따라 상류측부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다.

보다 상세하게는, 반입 유닛(IN PASS)(24)은 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송 기구(22)로부터 미처리의 기판(G)을 받아, 소정의 택트로 제1 평류 반송로(34)로 투입되도록 구성되어 있다.

세정 프로세스부(26)에는, 제1 평류 반송로(34)를 따라 상류측부터 순서대로 엑시머 UV 조사 유닛(E-UV)(36) 및 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)이 설치되어 있다.

제1 열적 처리부(28)에는 상류측부터 순서대로 어드히젼 유닛(AD)(40) 및 냉 각 유닛(COL)(42)이 설치되어 있다. 도포 프로세스부(30)에는 상류측부터 순서대로 레지스트 도포 유닛(COT)(44) 및 감압 건조 유닛(VD)(46)이 설치되어 있다.

제2 열적 처리부(32)에는 상류측부터 순서대로 본 발명에 따른 기판 가열 장치로서의 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)과, 냉각 유닛(COL)(50)이 설치되어 있다. 제2 열적 처리부(32)의 하류측 이웃에 위치하는 제1 평류 반송로(34)의 종점에는 패스 유닛(PASS)(52)이 설치되어 있다.

제1 평류 반송로(34) 위를 평류로 반송되어 온 기판(G)은, 이 종점의 패스 유닛(PASS)(52)으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)으로 전달되게 되어 있다.

한편, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)측으로부터 카세트 스테이션(C/S)(14)측을 향하는 하류부의 프로세스 라인(B)에는 현상 유닛(DEV)(54), 포스트 베이크 유닛(POST-BAKE)(56), 냉각 유닛(COL)(58), 검사 유닛(AP)(60) 및 반출 유닛(OUT PASS)(62)이 제2 평류 반송로(64)를 따라 상류측부터 이 순서로 일렬로 배치되어 있다.

여기서, 포스트 베이크 유닛(POST-BAKE)(56) 및 냉각 유닛(COL)(58)은, 제3 열적 처리부(66)를 구성한다. 반출 유닛(OUT PASS)(62)은, 제2 평류 반송로(64)로부터 처리 완료된 기판(G)을 1매씩 받아, 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송 기구(22)로 전달하도록 구성되어 있다.

또한, 양 프로세스 라인(A, B)의 사이에는 보조 반송 공간(68)이 형성되어 있어, 기판(G)을 1매 단위로 수평하게 탑재 가능한 셔틀(70)이 도시하지 않은 구동 기구에 의해 프로세스 라인 방향(X 방향)에서 쌍방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, 인터페이스 스테이션(I/F)(18)은 상기 제1 및 제2 평류 반송로(34, 64)나 인접하는 노광 장치(12)와 기판(G)의 교환을 행하기 위한 반송 장치(72)를 갖고, 이 반송 장치(72)의 주위에 로터리 스테이지(R/S)(74) 및 주변 장치(76)를 배치하고 있다. 로터리 스테이지(R/S)(74)는, 기판(G)을 수평면 내에서 회전시키는 스테이지이며, 노광 장치(12)와의 전달 시에 직사각형의 기판(G)의 방향을 변환하기 위하여 사용된다. 주변 장치(76)는, 예를 들어 타이틀러(TITLER)나 주변 노광 장치(EE) 등을 제2 평류 반송로(64)에 접속하고 있다.

도 2에, 이 도포 현상 처리 시스템에 있어서의 1매의 기판(G)에 대한 전체 행정의 처리 수순을 도시한다. 우선, 카세트 스테이션(C/S)(14)에 있어서, 반송 기구(22)가 스테이지(20) 위의 어느 하나의 카세트(C)로부터 기판(G)을 취출하고, 그 취출한 기판(G)을 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인(A)측의 반입 유닛(IN PASS)(24)으로 반입한다(도 2의 스텝S1). 반입 유닛(IN PASS)(24)으로부터 기판(G)은 제1 평류 반송로(34) 위로 이동 탑재 또는 투입된다.

제1 평류 반송로(34)에 투입된 기판(G)은, 최초로 세정 프로세스부(26)에 있어서 엑시머 UV 유닛(E-UV)(36) 및 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)에 의해 자외선 세정 처리 및 스크러빙 세정 처리가 순차적으로 실시된다(도 2의 스텝S2, S3).

스크러버 세정 유닛(SCR)(38)은 평류 반송로(34) 위를 수평하게 이동하는 기판(G)에 대하여, 브러싱 세정이나 블로우 세정을 실시함으로써 기판 표면으로부터 입자 형상의 오염 물질을 제거하고, 그 후에 린스 처리를 실시하고, 마지막으로 에 어 나이프 등을 사용하여 기판(G)을 건조시킨다. 스크러버 세정 유닛(SCR)(38)에 있어서의 일련의 세정 처리를 종료하면, 기판(G)은 그대로 제1 평류 반송로(34)를 내려가 제1 열적 처리부(28)에 이른다.

제1 열적 처리부(28)에 있어서, 기판(G)은 처음에 어드히젼 유닛(AD)(4O)에 의해 증기 상태의 HMDS를 사용하는 어드히젼 처리를 실시하여 피처리면을 소수화한다(도 2의 스텝S4). 이 어드히젼 처리의 종료 후에 기판(G)은 냉각 유닛(COL)(42)에 의해 소정의 기판 온도까지 냉각된다(도 2의 스텝S5). 이 후에도 기판(G)은 제1 평류 반송로(34)를 내려가 도포 프로세스부(30)로 반입된다.

도포 프로세스부(30)에 있어서, 기판(G)은 처음에 레지스트 도포 유닛(COT)(44)에 의해 평류 상태로 슬릿 노즐을 사용하는 스핀리스법에 의해 기판 상면(피처리면)에 레지스트액이 도포되고, 직후에 하류측에 이웃한 감압 건조 유닛(VD)(46)에 의해 감압에 의한 상온의 건조 처리를 받는다(도 2의 스텝S6).

도포 프로세스부(30)를 나온 기판(G)은, 제1 평류 반송로(34)를 내려가 제2 열적 처리부(32)에 이른다. 제2 열적 처리부(32)에 있어서, 기판(G)은 처음에 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 의해 레지스트 도포 후의 열처리 또는 노광 전의 열처리로서 프리베이킹을 받는다(도 2의 스텝S7). 또한, 본 발명에 따른 기판 가열 장치가 적용되는 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 구성 및 처리에 대해서는, 상세하게 후술한다.

이 프리베이킹에 의해 기판(G) 상의 레지스트막 중에 잔류되어 있던 용제가 증발되어 제거되어, 기판에 대한 레지스트막의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기 판(G)은 냉각 유닛(COL)(50)에 의해 소정의 기판 온도까지 냉각된다(도 2의 스텝S8). 그런 뒤, 기판(G)은 제1 평류 반송로(34)의 종점의 패스 유닛(PASS)(52)으로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)의 반송 장치(72)로 반송된다.

인터페이스 스테이션(I/F)(18)에 있어서, 기판(G)은 로터리 스테이지(74)에서 예를 들어 90도의 방향 전환을 받고나서 주변 장치(76)의 주변 노광 장치(EE)로 반입되어, 거기에서 기판(G)의 주변부에 부착되는 레지스트를 현상 시에 제거하기 위한 노광을 받은 후에 이웃한 노광 장치(12)로 보내어진다(도 2의 스텝S9).

노광 장치(12)에서는, 기판(G) 상의 레지스트에 소정의 회로 패턴이 노광된다. 그리고, 패턴 노광을 종료한 기판(G)은, 노광 장치(12)로부터 인터페이스 스테이션(I/F)(18)으로 복귀되면, 우선 주변 장치(76)의 타이틀러(TITLER)로 반입되고, 거기에서 기판 상의 소정의 부위에 소정의 정보가 기록된다(도 2의 스텝S10). 그런 뒤, 기판(G)은 반송 장치(72)로부터 프로세스 스테이션(P/S)(16)의 프로세스 라인(B)측에 부설되어 있는 제2 평류 반송로(64)의 현상 유닛(DEV)(54)의 시작점에 반입된다.

이렇게 하여 기판(G)은, 이번은 제2 평류 반송로(64) 위를 프로세스 라인(B)의 하류측을 향하여 반송된다. 최초의 현상 유닛(DEV)(54)에 있어서, 기판(G)은 평류로 반송되는 동안에 현상, 린스, 건조의 일련의 현상 처리가 실시된다(도 2의 스텝S11).

현상 유닛(DEV)(54)에서 일련의 현상 처리를 종료한 기판(G)은, 그대로 제2 평류 반송로(64)에 실린 채 제3 열적 처리부(66) 및 검사 유닛(AP)(60)을 순차적으 로 통과한다. 제3 열적 처리부(66)에 있어서, 기판(G)은 최초로 포스트 베이크 유닛(POST-BAKE)(56)에서 현상 처리 후의 열처리로서 포스트 베이킹을 받는다(도 2의 스텝S12).

이 포스트 베이킹에 의해, 기판(G)의 레지스트막에 잔존되어 있던 현상액이나 세정액이 증발되어 제거되어, 기판에 대한 레지스트 패턴의 밀착성이 강화된다. 다음에, 기판(G)은 냉각 유닛(COL)(58)에서 소정의 기판 온도로 냉각된다(도 2의 스텝S13). 검사 유닛(AP)(60)에서는 기판(G) 상의 레지스트 패턴에 대하여 비접촉의 선 폭 검사나 막질·막 두께 검사 등이 행하여진다(도 2의 스텝S14).

반출 유닛(OUT PASS)(62)은 제2 평류 반송로(64)로부터 전체 공정의 처리가 종료된 기판(G)을 받아 카세트 스테이션(C/S)(14)의 반송 기구(22)로 전달한다. 카세트 스테이션(C/S)(14)측에서는 반송 기구(22)가 반출 유닛(OUT PASS)(62)으로부터 받은 처리 완료된 기판(G)을 어느 한(통상은 원래의 자리) 카세트(C)에 수용한다(도 2의 스텝S15).

이 도포 현상 처리 시스템(10)에 있어서는, 상기한 바와 같이 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 본 발명에 따른 기판 가열 장치를 적용할 수 있다.

계속해서, 주로 도 3 내지 도 7에 기초하여, 본 발명에 따른 적합한 실시 형태에 있어서의 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 구성 및 작용을 설명한다.

도 3은 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 전체 구성 개요를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 4는 그 주요부인 부상 스테이지의 평면도, 도 5는 도 4의 A-A 화살표를 따라 자른 단면도이고, 도 6은, 도 4의 부상 스테이지의 분사구 부분의 평면도이며, 도 7은 도 4의 B-B 화살표를 따라 자른 단면도이다.

감압 건조 유닛(VD)(46)의 하류측에는, 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)이 설치되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 챔버(106)의 밖(전후)에는, 제1 평류 반송로(34)의 일부 또는 일구간을 구성하는 반송 롤러(104a, 104b)가 부설되어 있다.

이들 반송 롤러(104a, 104b)는, 각 독립 또는 공통된 반송 구동부에 의해 회전되어 기판(G)을 롤러 반송에 의해 반송 방향(X 방향)으로 보내도록 이루어져 있다. 여기서, 반입측 롤러 반송로(104a)는 감압 건조 유닛(VD)(46)으로부터 반출된 기판(G)을 받아 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 챔버(106) 내로 롤러 반송에 의해 보내도록 기능한다.

반출측 롤러 반송로(104b)는 챔버(106) 내로부터 송출되어 오는 처리 완료된 기판(G)과 동일 속도의 롤러 반송에 의해 인출하여 후단의 처리부로 보내도록 기능한다.

도 3에 도시하는 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 챔버(106)는, 비교적 편평한 직육면체로 형성되고, 그 안에 기판(G)을 수평으로 수용할 수 있는 공간을 갖고 있다. 이 챔버(106)의 반송 방향(X 방향)에 있어서 서로 마주 향하는 한 쌍(상류측 및 하류측)의 챔버 측벽에는 기판(G)이 평류로 통과할 수 있는 크기로 형성된 슬릿 형상의 반입구(110) 및 반출구(112)가 각각 형성되어 있다. 또한, 이들 반입구(110) 및 반출구(112)를 개폐하기 위한 게이트 기구(114, 116)가 챔버(106)의 외벽에 설치되어 있다.

또한, 챔버(106)에는 기판(G)으로부터 증발된 레지스트 성분이 배기되는 배기구(도시하지 않음) 및 챔버실 내를 퍼지하기 위하여 N₂ 등의 가스가 공급되는 공급구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 기구(114, 116)에 있어서는, 그것이 없어도 챔버(106) 내의 원하는 분위기 제어가 가능하면, 필수적인 구성 요건은 아니다.

챔버(106) 내에 있어서, 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)은 제1 평류 반송로(34)(도 1)의 일부 또는 일구간을 구성하는 부상식의 스테이지(80)와, 이 스테이지(80) 위에서 공중에 떠 있는 기판(G)을 스테이지 길이 방향(X 방향)으로 반송하는 기판 반송 기구(82)를 갖고 있다.

기판 반송 기구(82)는, 스테이지(80)를 사이에 두고 X 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(90A, 90B)과, 이들 가이드 레일(90A, 90B)을 따라 왕복 이동 가능한 슬라이더(92)(기판 유지 수단)를 구비하고 있다.

슬라이더(92)는 스테이지(80) 위에서 기판(G)의 양측 단부를 착탈 가능하게 유지하는 흡착 패드 등의 기판 유지 부재(도시하지 않음)를 구비하고 있으며, 직진 이동 기구(도시하지 않음)에 의해 반송 방향(X 방향)으로 이동함으로써, 스테이지(80) 위에서 부상하는 기판(G)을 반송하도록 구성되어 있다.

스테이지(80)는 기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되는 동시에, 기판 반송 방향을 따라 병렬로 설치되고, 소정의 가스(예를 들어 에어)가 상방을 향하여 분사되는 복수의 가스 분사구(88)를 갖고 있다. 또한, 상기 가스 분사구(88)의 사 이에는, 가스 분사구(88)로부터 분사된 가스가 흡인되는 가스 흡인구(89)가 형성되어 있다.

즉, 스테이지(80)의 상면에는, 도 3에 도시한 바와 같이 기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되고, 소정의 가스가 상방을 향하여 분사되는 복수의 가스 분사구(88)와, 마찬가지로 기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되고, 상기 가스 분사구(88)로부터 분사된 가스를 흡기하는 가스 흡기구(89)가 기판 반송 방향(X 방향)을 따라 병렬이면서 교대로 복수 형성되어 있다.

그리고, 이 기판 반송 기구(82)에 있어서는, 스테이지(80)에 기판 폭 방향을 따라 형성된 슬릿 형상의 가스 분사구(88)로부터 가스를 분사하고, 가스 흡기구(89)로부터 흡기하여 스테이지(80) 위에 소정의 가스류를 형성하는 동시에, 가스 분사구(88)로부터 분사되는 가스 분사량과 흡기구(89)로부터의 흡기량의 압력 부하를 일정하게 함으로써, 기판(G)을 스테이지(80)의 표면으로부터 일정한 높이로 부상하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성된 가스 분사구(88)는, 기판 폭 방향으로 연장 형성된 슬릿 형상의 가스 분사구 및 기판 폭 방향에 대하여 소정 각도를 갖는 방향(경사 방향)으로 연장 형성된 슬릿 형상의 가스 분사구를 포함하는 것이다. 그리고, 슬릿 형상으로 형성된 각 가스 분사구(88)는, 적어도 인접 형성된 다른 가스 분사구(88)와, 기판 폭 방향에 있어서, 겹침 부분을 갖도록 설치되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 적어도 기판면 전체에 가스류를 접촉시킬 수 있어, 도포 불균일의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이 스테이지(80) 내에는 가열 수단으로서 히터(96)가 기판 반송 방향(X 방향)을 따라 등간격으로 복수 부설되어 있으며, 이 히터(96)는 히터 구동부(도시하지 않음)의 구동에 의해 발열되어 스테이지(80) 상의 기판(G)에 대하여 소정 온도의 가열 처리를 실시하도록 이루어져 있다.

여기서 스테이지(80)의 구조에 대해, 더 상세하게 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 스테이지(80)의 하부에는 가스 공급구(80a)가 형성되고, 기판 반송 시에는 이 가스 공급구(80a)에 가스 공급 장치(94)로부터 소정 유량의 가스가 계속하여 공급된다.

스테이지(80) 내부에는 가스 공급구(80a)로부터 공급된 가스를 전체 분사구(88)로 균일하게 공급하기 위한 매니폴드(95)(다기관)가 설치되어 있다. 이 매니폴드(95)의 형상을 1개의 가스 분사구(88)에 관하여 설명하면 도 6의 평면도에 도시한 바와 같이 각 분사구(88)에 있어서 슬릿을 따른 에어의 통로가 형성되는 동시에, 그 양측에 오목 형상으로 형성된, 가스를 소정량 저장하는 버퍼부(95a)가 복수 설치되어 있다. 이로 인해, 가스 공급 장치(94)로부터 공급된 가스는 버퍼부(95a)에 일단 저장되고, 그 후 슬릿 형상의 분사구(88) 전체로부터 상방을 향하여 균일한 분사압에 의해 분사되도록 이루어져 있다.

또한, 가스 분사구(88)로부터 분사된 가스를 흡기하기 위한 슬릿 형상의 가스 흡기구(89)는, 그 하방에 설치된 흡기용의 매니폴드(도시하지 않음)를 통하여 도 4, 도 7에 도시한 바와 같이 가스 흡인 장치(97)에 접속되어 있다.

이 가스 흡인 장치(97)의 구동에 의해, 모든 가스 흡인구(89)에 있어서 흡인 작용이 발생한다. 따라서, 가스 분사구(88)로부터 스테이지(80) 위로 분사된 가스는, 가스 흡인구(89)로부터 흡인되어, 스테이지(80) 위에는 도 4, 도 7의 화살표로 나타낸 바와 같은 가스류가 형성되도록 이루어져 있다.

또한, 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이 스테이지(80)에 있어서의 각 가스 분사구(88)의 내부에는 그 길이 방향을 따라 슬릿 형상의 분사구(88)를 복수로 구획하는 구획 부재(93)가 소정 간격마다 설치되어 있다. 이 구획 부재(93)가 설치됨으로써 슬릿 형상의 분사구 전체에 있어서의 가스 분사력의 균일성이 향상된다.

즉, 분사구(88)가 슬릿 형상이면 분사구 면적이 커져, 그 안에서의 분사력의 편차가 발생하나, 슬릿 형상의 분사구(88)를 소정 간격마다 복수로 구획해서 [복수의 분사부(88a)로] 분할함으로써 분할된 각 분사구[분사부(88a)] 면적이 작아진다. 그에 따라, 분할된 각 분사구[분사부(88a)]에 있어서의 가스 분사력을 대략 소정값에 일치시킬 수 있다.

또한, 각 구획 부재(93)는, 도 5에 도시한 바와 같이 그 기판 폭 방향의 단면이 상부로 갈수록 서서히 작아지도록(도 5에서는 단면이 반원 형상), 기판 반송 방향의 측면이 테이퍼 형상(바람직하게는 도시한 바와 같이 볼록 곡면)으로 형성되어 있다. 이와 같이 측면이 테이퍼 형상인 것에 의해, 가스 분사구(88)가 복수로 분할됨으로써 국소적으로 발생하기 쉬운 가스류압의 차를 없앨 수 있다. 즉, 인접하는 분사부(88a)로부터 상방으로 분사된 가스가 구획 부재(93)의 상방에서 합류되기 때문에 기판면 전체에 가스류가 접촉하는 상태를 만들 수 있다.

또한, 각 구획 부재(93)의 길이(X 방향)는 가스 분사구(88)의 X 방향의 슬릿 폭과 동일하다.

또한, 도 5에 도시하는 바람직한 예에서는, 상기와 같이 구획 부재(93)의 단면(기판 폭 방향측에서 본 단면)을 반원 형상으로 하고 있으나, 그것에 한정되지 않고, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 대략 삼각형에 가까운 형상, 바람직하게는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 사다리꼴 형상이어도 좋다. 또한, 기판 반송 방향을 따른 측면은 평탄해도 좋고, 혹은 볼록 곡면 형상이어도 좋다.

이것은 구획 부재(93)의 기판 폭 방향의 단면 형상이, 도 9의 (a), 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 반원 형상이나 사다리꼴 형상인 경우, 하방으로부터 상방으로 흐르는 가스가 구획 부재(93)의 상방에서 수평 방향으로 유도되기 때문이다. 즉, 구획 부재(93)의 상방에서 가스류가 수평 방향으로 유도됨으로써 기판면 전체에 대하여 가스류가 접촉되는 상태로 되어(구획으로 가려지는 부분이 없어져), 레지스트의 건조 속도가 균일화되어 도포 불균일의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 인접 설치되는 구획 부재(93)끼리의 관계에서는, 기판 폭 방향의 구획 부재(93)의 단면 형상이, 예를 들어 도 8의 (b)와 같은 사다리꼴 형상인 경우, 도 10에 도시한 바와 같이 구획 부재(93)끼리의 상부 선단부간의 거리 치수(L1)는 그 하방의 분사부(88a)의 폭 치수(L2)보다도 길어지도록 형성되어 있다. 이에 의해, 분사부(88a)로부터 가스가 끝에서 퍼지는 형태로 분사되고, 인접하는 분사부(88a)로부터 분사되는 가스는 구획 부재(93)의 상방에서 합류된다.

계속해서, 이렇게 구성된 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)에 있어서의 기판(G)으로의 가열 처리 동작에 관하여 설명한다.

감압 건조 유닛(VD)(46)에 있어서의 처리가 종료된 기판(G)은 반입측 롤러 반송로(104a) 위를 롤러 반송에 의해 이동하여 프리 베이크 유닛(PRE-BAKE)(48)의 챔버(106) 내로 그 반입구(110)로부터 진입한다. 이때, 게이트 기구(114)에 의해 반입구(110)는 열린 상태로 된다.

부상 스테이지(80)에서는 히터 구동부(도시하지 않음)의 구동에 의해 히터(96)가 발열을 개시하고, 또한 가스 공급 장치(94) 및 가스 흡인 장치(97)의 구동에 의해 스테이지(80) 상의 소정의 가스류가 형성된다.

또한, 챔버(106)의 반입구(110)로부터 기판(G)의 전단부측이 반입되면, 거기에서 대기하고 있던 슬라이더(92)가 기판(G)을 유지하여 받는다. 스테이지(80) 위에서 기판(G)은 가스 분사구(88)로부터 분사되는 가스(에어)의 압력을 받아 대략 수평한 자세로 부상 상태를 유지한다.

그리고 슬라이더(G)가 X방향으로 이동하여, 기판(G)이 완전하게 챔버(106) 내로 수용되면 게이트 기구(114, 116)가 작동하여 그 때까지 열려 있던 반입구(110) 및 반출구(112)를 각각 폐색하여 챔버(106)를 밀폐한다.

그리고, 챔버(106) 내는 소정의 배기 처리와 퍼지 처리에 의해 실내의 분위기 제어가 이루어져, 기판(G)은 소정 시간, 가열 처리가 실시된다.

소정 시간의 가열 처리가 완료되면 게이트 기구(116)에 의해 반출구(112)가 형성되고 슬라이더(92)가 X방향으로 이동한다. 이에 의해, 스테이지(80) 위를 부상하는 기판(G)은 반출구(112)를 향하여 이동 개시한다.

그리고, 기판(G)의 선단부측이 반출구(112)로부터 반출되면 기판(G)은 그 선 단부측으로부터는 반출측 롤러 반송로(104b)로 이동 탑재되어, 챔버(106) 내로부터 반출된다.

또한, 상기한 챔버(106) 내의 가열 처리에 있어서는, 상기 실시 형태에 기재된 바와 같이 기판(G)은 그 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되고, 반송 방향을 따라 병렬로 복수 형성된 가스 분사구(88)로부터 분사된 가스에 의해 평류로 부상된다.

여기서, 상기 가스 분사구(88)는 기판 폭 방향을 따라 형성된 슬릿 형상의 분사구이기 때문에, 슬라이더(92)에 의해 기판(G)을 반송 방향으로 이동시킴으로써 기판면 전체에 대략 균일한 가스류가 접촉된다. 따라서, 기판면에 있어서 국소적으로 큰 가스류압의 차가 발생하는 일 없어, 레지스트 건조 속도가 균일하게 되어, 도포 불균일의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 슬릿 형상의 가스 분사구(88)에는 소정 간격으로 구획 부재(93)가 설치되어 있기 때문에, 분사구(88)의 슬릿 전체에 있어서의 가스 분출력의 균일성이 향상되어, 분사구가 슬릿 형상 때문에 저하되기 쉬운 부상 밸런스의 안정성을 유지할 수 있다.

또한, 구획 부재(93)에 있어서의 기판 반송 방향의 측면이 테이퍼 형상이기 때문에, 구획 부재(93)를 설치해도 기판면 전체에 가스류를 접촉시킬 수 있어 도포 불균일의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 스테이지(80)에 형성된 가스 분사구(88)는 반송되는 기판(G)의 폭 방향을 따라 일직선으로 형성된 슬릿 형상의 형상으로 했으 나, 도 11에 도시한 바와 같이 짧은 슬릿 형상의 가스 분사구(88)를 지그재그로 배치해도 좋다.

또한, 가스 분사구(88)는 직선 형상의 슬릿 형상에 한정되는 것이 아니라, 가늘고 긴 타원형이어도 좋다.

또한, 도 12에 도시한 바와 같이 가스 분사구(88)에, 예를 들어 메쉬 형상의 기류 확산 부재(99)를 설치함으로써, 분출되는 가스를 보다 정류화해도 되고, 이에 의해 기판면에 접촉되는 가스류압이 보다 균일화되어 도포 불균일의 억제 효과를 보다 기대할 수 있다.

<실시예>

계속해서, 본 발명에 따른 기판 가열 장치에 관하여, 실시예에 기초하여 더 자세히 설명한다. 본 실시예에서는 상기 실시 형태에 기재한 구성의 기판 건조 장치를 사용하여 실제로 실험을 행함으로써, 그 효과를 검증했다.

또한, 구획 부재의 기판 폭 방향의 단면 형상에 복수의 조건(조건1 내지 조건4)을 설정했다. 즉, 도 13의 단면도에 도시한 바와 같이, 가스 분사구에 설치하는 구획 부재를, 그 단면 형상마다 순서대로 분사구의 슬릿을 따라 배열하여 형성했다.

또한, 조건1은 선단부 폭이 1㎜인 대략 삼각 형상, 조건2는 선단부 폭이 5㎜인 사다리꼴 형상, 조건3은 반원 형상(선단부 폭 0㎜), 조건4는 선단부 폭이 1㎜인 오목 테이퍼 형상의 것으로 했다.

이 실험의 결과로서, 가열 처리 후의 기판의 도포면 사진(농담이 도포 불균 일을 나타내고 있다)을 도 14에 도시하고, 그 평가 결과를 표1에 나타낸다.

조건	1	2	3	4
도포 불균일	△	○	◎	×

실험의 결과, 조건3의 형상, 즉 반원 형상이 가장 도포 불균일이 적어, 좋은 결과가 얻어지고(◎), 계속해서 조건2의 형상, 즉 사다리꼴 형상이 도포 불균일이 적었다(○).

한편, 조건1의 형상, 즉 삼각 형상은 다소의 도포 불균일이 발생했으나, 실용적으로 사용할 수 있는 결과는 얻어지고(△), 조건4의 형상, 즉 오목 테이퍼 형상에서는 도포 불균일이 커서 실용적으로 사용할 수 없는 상태였다(×).

즉, 구획 부재의 기판 폭 방향의 단면 형상이 반원 형상이나 사다리꼴 형상과 같이, 기판 반송 방향의 측면이 테이퍼 형상(바람직하게는 볼록 곡면)이며, 구획 부재 상방에서 가스류가 수평 방향으로 유도되는 형상이 적합한 것이 확인되었다.

이상의 실시예 결과, 본 발명의 기판 가열 장치에 따르면, 도포 불균일의 발생을 크게 억제할 수 있는 것을 확인했다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 가열 장치로서의 프리 베이크 유닛을 구비하는 도포 현상 처리 시스템의 평면도.

도 2는 도 1의 도포 현상 처리 시스템의 기판 처리의 흐름을 도시하는 플로우.

도 3은 도 1의 도포 현상 처리 시스템이 구비하는 프리 베이크 유닛의 전체 구성을 도시하는 평면도.

도 4는 도 3의 프리 베이크 유닛에 있어서의 스테이지의 평면도.

도 5는 도 4의 A-A 화살표를 따라 자른 단면도.

도 6은 도 4의 부상 스테이지의 분사구 부분의 평면도.

도 7은 도 4의 B-B 화살표를 따라 자른 단면도.

도 8은 가스 분사구에 설치된 구획 부재의 기판 폭 방향의 다른 단면 형상을 도시하는 도면.

도 9는 구획 부재 상방에서의 가스류를 설명하기 위한 도면.

도 10은 인접하는 구획 부재와 분사부의 배치 관계를 도시하는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 기판 가열 장치에 있어서의 분사구의 다른 형태를 도시하는 도면.

도 12는 본 발명에 따른 기판 가열 장치에 있어서의 분사구의 다른 형태를 도시하는 도면.

도 13은 실시예의 조건을 설명하기 위한 도면.

도 14는 실시예의 결과를 도시하는 사진.

도 15는 종래의 기판 부상 반송의 장치 구성을 설명하기 위한 도면.

<부호의 설명>

10 : 도포 현상 처리 시스템

30 : 도포 프로세스부

48 : 프리 베이크 유닛(기판 가열 장치)

80 : 스테이지

88 : 가스 분사구

88a : 분사부

89 : 가스 흡기구

92 : 슬라이더(기판 유지 수단)

93 : 구획 부재

94 : 가스 공급 장치

96 : 히터(가열 수단)

97 : 가스 흡인 장치

106 : 챔버

G : 글래스 기판(피처리 기판)

Claims (4)

1. 처리액이 도포된 피처리 기판에 대하여 가열 처리를 실시하여 도포막을 형성하는 기판 가열 장치에 있어서,

   상기 피처리 기판을 가스의 분사에 의해 부상시키는 스테이지와, 상기 스테이지 위로 부상하는 상기 피처리 기판의 좌우 양단부를 유지하여 상기 기판을 기판 반송 방향으로 이동 가능한 기판 유지 수단과, 상기 피처리 기판을 가열하는 가열 수단을 구비하고,

   상기 스테이지는,

   기판 폭 방향을 따라 슬릿 형상으로 형성되는 동시에, 기판 반송 방향을 따라 병렬로 설치되고, 가스가 상방을 향하여 분사되는 복수의 가스 분사구와,

   상기 가스 분사구로부터 분사된 가스가 흡인되는 가스 흡인구를 갖고,

   상기 슬릿 형상의 가스 분사구에는 그 길이 방향을 복수로 구획하는 구획 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 가열 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구획 부재는 그 기판 폭 방향의 단면이 상부로 갈수록 서서히 작아지도록 기판 반송 방향의 측면이 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 가열 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 테이퍼 형상의 측면은 볼록 곡면인 것을 특징으로 하 는, 기판 가열 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 구획 부재는 그 기판 폭 방향의 단면이 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는, 기판 가열 장치.

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