KR20100059238A - 기판 상의 포토레지스트막을 건조하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 상의 포토레지스트막을 건조하기 위한 장치에서, 챔버는 상기 포토레지스트막이 형성된 기판을 수용하며 상기 포토레지스트막에 대한 건조 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 상기 챔버 내에는 상기 기판을 수평 방향으로 지지하는 서포트 부재가 배치되며, 상기 포토레지스트막을 건조시키기 위하여 상기 챔버 내부에서 진공 분위기를 형성하는 진공 모듈이 상기 챔버에 연결된다. 상기 진공 모듈은 상기 챔버의 상부 및 하부에 각각 연결된 진공 배관들을 통해 상기 챔버와 연결되며, 퍼지 가스 공급부는 상기 챔버 내부를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 상기 챔버 내부로 공급한다.

Description

기판 상의 포토레지스트막을 건조하기 위한 장치 {Apparatus for drying a photoresist layer on a substrate}
본 발명은 기판 상의 포토레지스트막을 건조하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 코팅 공정에 의해 기판 상에 형성된 포토레지스트막을 진공압을 이용하여 건조시키는 장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치 또는 반도체 장치의 제조에서 실리콘 또는 유리로 이루어진 기판 상에는 전기적인 회로 패턴들이 형성될 수 있다. 상기 회로 패턴들은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등과 같은 일련의 단위 공정들을 수행함으로써 형성될 수 있다.
특히, 상기 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트막을 형성하는 코팅 공정, 상기 포토레지스트막을 경화시키기 위한 소프트 베이크 공정, 상기 포토레지스트막 상에 목적하는 패턴들을 전사하기 위한 노광 공정, 상기 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 현상 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위한 하드 베이크 공정을 포함할 수 있다.
상기 소프트 베이크 공정을 수행하기 이전에, 상기 기판 상의 포토레지스트 막에 포함된 용제는 진공 건조 공정을 통해 일부 제거될 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트막으로부터 상기 용제를 부분적으로 제거함으로써 상기 포토레지스트막을 어느 정도 건조시킬 수 있다. 이는 소프트 베이크 공정에서 포토레지스트막의 두께를 균일하게 하기 위함이며, 또한 상기 소프트 베이크 공정에 소요되는 시간을 단축시키기 위함이다.
상기와 같은 진공 건조 공정을 수행하기 위하여는 기판을 수용하는 챔버와 상기 챔버 내에서 진공 분위기를 형성하기 위한 진공 모듈을 포함하는 진공 건조 장치가 사용될 수 있다. 여기서, 상기 진공 챔버는 상기 진공 모듈과 연결되는 홀들을 가질 수 있으며, 상기 홀들은 주로 상기 진공 챔버의 하부 패널을 통해 구비될 수 있다. 즉, 상기 홀들은 상기 진공 챔버 내부로 로딩된 기판의 아래에 위치될 수 있다.
상기와 같은 진공 건조 장치를 이용하여 진공 건조 공정을 수행하는 경우, 상기 진공 홀들이 상기 기판의 아래에 위치되므로 상기 기판의 상부 공간에서 기류가 불안정할 수 있다. 구체적으로, 진공 모듈에 의해 상기 진공 챔버 내부가 진공 배기되는 과정에서 상기 기판의 상부 공간에서 형성되는 기류가 불안정해질 수 있다. 즉, 상기 기판 상부에서는 상기 기판의 중심 부위로부터 가장자리 측방을 향하는 기류가 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 기판 상의 포토레지스트막에서 중심 부위와 가장자리 부위 사이의 건조 속도가 달라질 수 있다. 이는 상기 기류가 상기 기판의 상부 공간으로부터 상기 기판의 가장자리 부위와 인접하는 진공 챔버 내의 가장자리 공간들을 통해 흐르기 때문이며, 이 결과로서, 상기 포토레지스트막에는 물결 무늬가 발생될 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트막으로부터 제거되는 용제의 양이 상기 기판의 중심 부위로부터 가장자리 부위를 향하여 점차 변화될 수 있으므로, 후속하는 소프트 베이크 공정에서 기판의 경화도 및/또는 두께가 불균일해질 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기판 상의 포토레지스트막을 건조시키는 과정에서 상기 포토레지스트막에 포함된 용제의 제거가 균일하게 이루어질 수 있는 포토레지스트막의 건조 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 건조 장치는, 포토레지스트막이 형성된 기판을 수용하며 상기 포토레지스트막에 대한 건조 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버 내에 배치되며 상기 기판을 수평 방향으로 지지하는 서포트 부재와, 상기 포토레지스트막을 건조시키기 위하여 상기 챔버 내부에서 진공 분위기를 형성하기 위한 진공 모듈과, 상기 챔버와 진공 모듈을 연결하기 위하여 상기 챔버의 상부 및 하부에 각각 연결된 진공 배관들과, 상기 챔버 내부를 퍼지하기 위하여 상기 챔버의 상부 및 하부에 각각 연결된 퍼지 가스 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 건조 장치는 상기 챔버의 상부와 상기 기판 사이에서 수평 방향으로 배치되며 다수의 홀들을 갖는 다공 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 진공 챔버의 하부 패널 및 상부 패널에는 상기 진공 모듈과 연결되는 다수의 진공홀들이 형성될 수 있으며, 상기 진공 챔버의 내부에는 기판의 상부 공간에서 안정적인 상부 기류를 형성할 수 있도록 하는 다공 플레이트가 배치될 수 있다.
따라서, 상기 기판의 상부 공간에서 압력 강하 속도가 전체적으로 일정하게 구현될 수 있으며, 결과적으로 상기 기판 상의 포토레지스트막이 전체적으로 균일하게 건조될 수 있다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 유사한 요소들에 대하여는 전체적으로 유사한 참조 부호들이 사용될 것이며 또한, "및/또는"이란 용어는 관련된 항목들 중 어느 하나 또는 그 이상의 조합을 포함한다.
다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들 을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다. 이들 용어들은 단지 다른 요소로부터 하나의 요소를 구별하기 위하여 사용되는 것이다. 따라서, 하기에서 설명되는 제1 요소, 조성, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 제2 요소, 조성, 영역, 층 또는 부분으로 표현될 수 있을 것이다.
공간적으로 상대적인 용어들, 예를 들면, "하부" 또는 "바닥" 그리고 "상부" 또는 "맨위" 등의 용어들은 도면들에 설명된 바와 같이 다른 요소들에 대하여 한 요소의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면에 도시된 방위에 더하여 장치의 다른 방위들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도면들 중 하나에서 장치가 방향이 바뀐다면, 다른 요소들의 하부 쪽에 있는 것으로 설명된 요소들이 상기 다른 요소들의 상부 쪽에 있는 것으로 맞추어질 것이다. 따라서, "하부"라는 전형적인 용어는 도면의 특정 방위에 대하여 "하부" 및 "상부" 방위 모두를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 도면들 중 하나에서 장치가 방향이 바뀐다면, 다른 요소들의 "아래" 또는 "밑"으로서 설명된 요소들은 상기 다른 요소들의 "위"로 맞추어질 것이다. 따라서, "아래" 또는 "밑"이란 전형적인 용어는 "아래"와 "위"의 방위 모두를 포함할 수 있다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 하기에서 사용된 바와 같이, 단수의 형태로 표시되는 것은 특별히 명확하게 지시되지 않는 이상 복수의 형태도 포함한다. 또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이란 용어가 사용되는 경우, 이는 언급된 형태들, 영역들, 완전체들, 단계들, 작용들, 요소들 및/또는 성분들의 존재를 특징짓는 것이며, 다른 하나 이상의 형태들, 영역들, 완전체들, 단계들, 작용들, 요소들, 성분들 및/또는 이들 그룹들의 추가를 배제하는 것은 아니다.
달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이다. 예를 들면, 평평한 것으로서 설명된 영역은 일반적으로 거칠기 및/또는 비선형적인 형태들을 가질 수 있다. 또한, 도해로서 설명된 뾰족한 모서리들은 둥글게 될 수도 있다. 따라서, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구 성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치(100)는 기판(10) 상의 포토레지스트막(20)을 건조시키기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 평판 디스플레이 장치 또는 반도체 장치의 제조를 위해 사용되는 유리 또는 실리콘 기판(10) 상에는 코팅 공정을 통해 포토레지스트막(20)이 형성될 수 있으며, 상기 포토레지스트막(20)은 소프트 베이크 공정 단계를 거치기 이전에 부분적으로 건조될 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트막(20)에 포함된 용제를 일부 제거하기 위하여 진공압을 이용하는 진공 건조 공정이 수행될 수 있다.
상기 건조 장치(100)는 진공 챔버(102)와 진공 모듈(104)을 포함할 수 있다. 상기 진공 챔버(102)는 상기 진공 건조 공정이 수행되는 공간을 제공할 수 있으며, 상기 진공 챔버(102)의 내부에는 상기 기판(10)을 수평 방향으로 지지하기 위한 서포트 부재(110)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 다수의 핀들이 상기 서포트 부재(110)로서 사용될 수 있다. 상기 서포트 부재(110)는 기판(10)의 반입 및 반출을 위하여 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
상기 진공 챔버(102)는 하부 챔버(112)와 상부 챔버(114)를 포함할 수 있으며, 상기 상부 챔버(114)는 상기 기판(10)의 반입과 반출을 위하여 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 상부 챔버(114)는 상부 패널(114a)과 상기 상부 패널(114a)의 가장자리 부위로부터 하방으로 연장하는 상부 측벽(114b)을 포함할 수 있으며, 상기 상부 챔버(114)의 수직 방향 이동을 위한 수직 구동부(116)가 상기 상부 챔 버(114)와 연결될 수 있다. 상기 수직 구동부(116)로는 유압 또는 공압 실린더 또는 리니어 모션 가이드와 모터 및 볼 스크루 기구를 포함하는 구동 장치가 사용될 수 있다.
도시된 바에 의하면, 상기 수직 구동부(116)로서 유압 또는 공압 실린더가 상기 상부 패널(114a)과 연결되어 있으나, 상기 수직 구동부(116)와 상부 챔버(114)의 연결 관계 및 상기 수직 구동부(116)의 구성 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 하부 챔버(112)는 하부 패널(112a)을 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 하부 챔버(112)로서 하나의 패널이 사용되고 있으나, 상기 하부 챔버(112)는 상기 상부 챔버(114)와 유사하게 하부 측벽을 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 하부 챔버(112)와 상부 챔버(114) 사이에는 상기 진공 건조 공정이 수행되는 동안 상기 진공 챔버(102)를 외부로부터 격리시키기 위하여 밀봉 부재(118)가 배치될 수 있다. 상기 밀봉 부재(118)로는 오 링 또는 다양한 형태의 실링 부재가 사용될 수 있다.
상기 진공 모듈(104)은 상기 포토레지스트막(20)으로부터 용제를 휘발시키기 위하여 상기 진공 챔버(102) 내부에서 진공 분위기를 형성할 수 있다. 상기 진공 모듈(104)은 진공 배관들을 통해 상기 진공 챔버(102)와 연결될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 진공 펌프, 압력 센서, 압력 조절 밸브 등을 포함할 수 있다.
상기 진공 배관들은 상기 하부 챔버(112)와 연결되는 하부 진공 배관(106) 및 상기 상부 챔버(114)와 연결되는 상부 진공 배관(108)을 포함할 수 있으며, 상 기 진공 챔버(102)의 하부 패널(112a)과 상부 패널(114a)에 각각 연결될 수 있다.
상기 하부 챔버(112)의 하부 패널(112a) 및 상기 상부 챔버(114)의 상부 패널(114a)에는 상기 상부 및 하부 진공 배관들(106, 108)과 각각 연결되는 하부 진공홀들(112b) 및 상부 진공홀들(114c)이 형성될 수 있다. 그러나, 이와는 다르게 상기 하부 챔버(112)의 하부 패널(112a) 및 상기 상부 챔버(114)의 상부 패널(114a)에는 각각 하나의 하부 진공홀 및 하나의 상부 진공홀이 형성될 수도 있다.
상기 진공 챔버(102) 내에는 상기 진공 모듈(104)에 의한 진공 건조 공정이 수행되는 동안 상기 진공 챔버(102) 내에서의 기류를 조절하기 위하여 다수의 홀들(132)을 갖는 다공 플레이트(130)가 배치될 수 있다. 특히, 상기 다공 플레이트(130)는 상기 상부 챔버(114)의 상부 패널(114a)과 상기 기판(10) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 기판(10)과 동일하거나 상기 기판(10)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 기판(10)의 상부 공간에서의 기류는 상기 다공 플레이트(130)의 홀들(132)을 통해 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 기판(10)의 상부 공간에서의 압력 강하 속도가 전체적으로 균일하게 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 기판(10) 상의 포토레지스트막(20)의 건조 속도가 전체적으로 균일하게 될 수 있다.
한편, 상기 진공 모듈(104)에 의해 상기 진공 챔버(102) 내에서 진공 분위기가 형성되는 경우, 상기 진공 챔버(102) 내에서 상기 기판(10)의 하부에는 도시된 화살표들과 같은 기류가 발생될 수 있다.
한편, 상기 하부 챔버(112)의 하부 패널(112a) 및 상기 상부 챔버(114)의 상 부 패널(114a)에는 상기 진공 챔버(102) 내부로 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급부(120)가 연결될 수 있다. 상기 퍼지 가스 공급부(120)는 상기 하부 패널(112a)에 형성된 하부 가스 공급홀들(112c), 상기 상부 패널(114a)에 형성된 상부 가스 공급홀들(114d) 및 가스 공급 배관(122)을 통해 상기 진공 챔버(102)와 연결될 수 있다.
상기 퍼지 가스로는 질소, 아르곤 등과 같은 불활성 가스 또는 정화된 공기 등이 사용될 수 있다. 상기 퍼지 가스는 상기 진공 건조 공정이 종료된 후 진공 챔버(102)의 내부의 압력 조절 및 진공 챔버(102) 내부에 잔류하는 휘발된 용제를 제거하기 위하여 공급될 수 있다. 도시된 바에 의하면, 다수의 하부 및 상부 가스 공급홀들(112c, 114d)이 상기 하부 챔버(112) 및 상부 챔버(114)에 형성되어 있으나, 상기 하부 및 상부 가스 공급홀들(112c, 114d)의 수량 및 위치 관계에 의해 본 발명이 한정되지는 않을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 진공 챔버의 하부 패널 및 상부 패널에는 상기 진공 챔버 내부를 진공 배기하기 위한 다수의 진공홀들이 형성될 수 있으며, 상기 진공 챔버의 내부에는 기판의 상부 공간에서 형성되는 상방 기류를 부분적으로 차단하기 위한 다공 플레이트가 배치될 수 있다.
따라서, 상기 진공 챔버 내에서 상기 기판의 상부 공간의 압력 강하 속도가 전체적으로 일정하게 구현될 수 있으며, 결과적으로 상기 기판 상의 포토레지스트막이 전체적으로 균일하게 건조될 수 있다.
또한, 상기 진공 챔버의 하부 패널 및 상부 패널을 통해 퍼지 가스를 공급할 수 있으므로, 상기 진공 챔버 내부의 오염을 충분히 제거할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판 20 : 포토레지스트막
100 : 진공 건조 장치 102 : 진공 챔버
104 : 진공 모듈 106 : 하부 진공 배관
108 : 상부 진공 배관 110 : 서포트 부재
112 : 하부 챔버 114 : 상부 챔버
116 : 수직 구동부 118 : 밀봉 부재
120 : 가스 제공부 130 : 다공 플레이트

Claims (2)

  1. 포토레지스트막이 형성된 기판을 수용하며 상기 포토레지스트막에 대한 건조 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되며 상기 기판을 수평 방향으로 지지하는 서포트 부재;
    상기 포토레지스트막을 건조시키기 위하여 상기 챔버 내부에서 진공 분위기를 형성하기 위한 진공 모듈;
    상기 챔버와 진공 모듈을 연결하기 위하여 상기 챔버의 상부 및 하부에 각각 연결된 진공 배관들;
    상기 챔버 내부를 퍼지하기 위하여 상기 챔버의 상부 및 하부에 각각 연결된 퍼지 가스 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트막의 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 상부와 상기 기판 사이에서 수평 방향으로 배치되며 다수의 홀들을 갖는 다공 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
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