KR20130055524A - 자외선 조사 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판에 대한 자외선 조사를 실시하는 처리실과, 적어도 처리실 내의 기판을 가열하는 가열 기구와, 처리실 내를 탈산소 및 탈수분 상태로 유지하도록 처리실 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와, 자외선 조사 장치 내로 기판을 반입하기 위한 기판 반입구와 처리실 사이에 적어도 형성되며, 처리실에 연통됨으로써 처리실 내를 소정 분위기로 유지하는 예비실을 구비한 자외선 조사 장치에 관한 것이다.

Description

자외선 조사 장치 및 기판 처리 장치{ULTRAVIOLET IRRADIATION APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은, 자외선 조사 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본원은, 2011년 11월 18일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2011-252455호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
액정 디스플레이 등의 표시 패널을 구성하는 유리 기판 상에는, 배선 패턴이나 전극 패턴 등의 미세한 패턴이 형성되어 있다. 일반적으로 이와 같은 패턴은, 예를 들어 포토리소그래피 등의 수법에 의해 형성된다. 포토리소그래피법에서는, 레지스트막을 유리 기판에 도포하는 공정, 레지스트막을 노광하는 공정, 노광 후의 레지스트막을 현상하는 공정 및 현상 후의 레지스트막에 대하여 자외선을 조사하는 공정이 실시된다.
자외선 조사 공정에서는, 예를 들어 기판을 챔버 내에 수용하고, 기판을 반송시키면서 당해 기판에 자외선을 조사하는 자외선 조사 장치가 사용된다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 자외선 조사 장치에서는, 챔버 내의 기판 반송 경로에 있어서 탈수분 및 탈산소 상태의 환경일 것이 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 2011-96839호
그러나, 상기 종래 기술에서는, 진공 펌프를 사용함으로써 챔버 (처리실) 내를 진공화하는 것에 의해 상기 서술한 바와 같은 탈수분 및 탈산소 상태의 환경으로 유지하고 있기 때문에, 진공 펌프를 사용함으로써 장치의 비용이 높아지거나, 혹은 장치가 대형화되어 설치 면적이 커진다는 문제가 발생하고 있었다.
본 발명은, 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 소형화 및 비용 저감을 실현한 자외선 조사 장치 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자외선 조사 장치는, 기판에 대한 자외선 조사를 실시하는 처리실과, 적어도 상기 처리실 내의 상기 기판을 가열하는 가열 기구와, 상기 처리실 내를 탈산소 및 탈수분 상태로 유지하도록 그 처리실 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와, 당해 자외선 조사 장치 내로 상기 기판을 반입하기 위한 기판 반입구와 상기 처리실 사이에 적어도 형성되며, 상기 처리실에 연통됨으로써 그 처리실 내를 소정 분위기로 유지하는 예비실을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자외선 조사 장치에 의하면, 예비실을 구비함으로써 기판 반입시에 처리실 내로의 산소 및 수분의 혼입을 방지하면서, 기체 공급부에 의해 처리실 및 그 처리실에 연통되는 예비실 내에 기체를 공급함으로써 처리실 내를 소정 분위기로 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 진공 펌프를 필요로 하지 않게 할 수 있으므로, 장치의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 예비실을 복수 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 복수의 예비실 내의 분위기를 단계적으로 변화시킴으로써 처리실 내의 분위기를 소정 값으로 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 기체 공급부는, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 처리실 내에 불활성 가스를 공급함으로써 처리실 내를 탈산소 및 탈수분 상태로 유지할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 기체 공급부는, 상기 불활성 가스로서 질소 가스를 공급하는 것이 바람직하다.
이와 같이 질소 가스를 공급함으로써 처리실 내를 양호하게 탈산소 및 탈수분 상태로 유지할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 복수의 예비실에 있어서의 내부 압력은, 상기 처리실측에서부터 상기 기판 반입구측을 향하여 점차 낮아지도록 설정되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 복수의 예비실 내의 내부 압력을 처리실측에서부터 기판 반입구측을 향하여 점차 낮아지도록 설정함으로써 처리실 내의 분위기를 안정시킬 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 예비실 및 상기 처리실 사이에 있어서 상기 기판을 이동시키는 기판 이동 기구를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 예비실 및 처리실 사이에 있어서 기판을 이동시킴으로써 장치 내를 통과할 때에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 가열 기구는, 상기 기판을 유지한 상태에서 가열하는 플레이트를 포함하고, 상기 기판 이동 기구의 일부는, 상기 플레이트에 형성된 홈부 내를 이동하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 기판 이동 기구가 플레이트의 홈부 내를 이동함으로써 이동 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 기판 이동 기구의 일부가 플레이트 내의 홈에 형성됨으로써, 먼지 등의 이물질이 기판에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 가열 기구는, 상기 예비실 내의 상기 기판도 가열하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 예비실 내에 있어서 기판을 미리 가열할 수 있기 때문에, 처리실 내에 있어서 기판을 소정 온도까지 단시간에 가열할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 예비실은, 내부 분위기를 순환시키는 순환 기구를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 처리실 내에도 순환 기구를 형성하도록 해도 된다.
이 구성에 의하면, 순환 기구에 의해 예비실 내의 분위기가 순환되므로, 예비실 내의 분위기를 안정시킬 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 순환 기구는, HEPA 필터를 사용하여 상기 내부 분위기의 순환을 실시하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, HEPA 필터를 사용함으로써 예비실 내의 이물질을 제거한 상태에서 내부 분위기 순환을 실시할 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 장치에 있어서는, 상기 예비실은, 당해 자외선 조사 장치 내로부터 상기 기판을 반출하기 위한 기판 반출구와 상기 처리실 사이에도 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 기판 반출구로부터 기판을 반출할 때에 처리실 내에 산소 및 수분이 혼입되는 것을 방지하여, 보다 처리실 내의 분위기를 안정시킬 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 기판에 처리액의 도포 처리를 실시하는 도포 장치와, 상기 기판에 도포된 상기 처리액의 현상 처리를 실시하는 현상 장치와, 상기 기판에 자외선 조사 처리를 실시하는 자외선 조사 장치와, 상기 도포 처리, 상기 현상 처리 및 상기 자외선 조사 처리의 관련 처리를 실시하는 관련 장치를 구비하고, 상기 도포 장치, 상기 현상 장치, 상기 자외선 조사 장치 및 상기 관련 장치 사이를 직렬적으로 상기 기판을 반송하는 기판 처리 장치로서, 상기 자외선 조사 장치로서, 상기 자외선 조사 장치가 사용되고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 처리 장치에 의하면, 소형화 및 저비용화가 도모된 자외선 조사 장치가 사용되고 있기 때문에, 기판 처리 장치 자체도 저비용 또한 소형이며 신뢰성이 높은 것을 제공할 수 있다.
본 발명의 자외선 조사 방법은, 자외선 처리 장치의 기판 반입구로부터 그 자외선 조사 장치 내로 기판을 반입하는 기판 반입 공정과, 상기 자외선 조사 장치의 처리실 내를 탈산소 및 탈수분 상태로 유지하도록 그 처리실 내에 기체를 공급하는 기체 공급 공정과, 상기 기판 반입구와 상기 처리실 사이에 적어도 형성되며, 상기 처리실에 연통되는 예비실에 의해, 상기 처리실 내를 소정 분위기로 유지하는 분위기 유지 공정과, 적어도 상기 기판을 가열하는 가열 처리 공정과, 상기 처리실에 있어서, 상기 기판에 대하여 자외선을 조사하는 자외선 조사 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자외선 조사 방법에 의하면, 예비실에 의해 기판 반입시에 처리실 내로의 산소 및 수분의 혼입을 방지하면서, 기체 공급부에 의해 처리실 및 그 처리실에 연통되는 예비실 내에 기체를 공급함으로써 처리실 내를 소정 분위기로 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 진공 펌프를 필요로 하지 않게 할 수 있으므로, 장치의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소형화 및 비용 저감을 할 수 있다.
도 1 은, 기판 처리 장치를 나타내는 평면도.
도 2 는, 자외선 처리 유닛을 +Z 측에서 보았을 때의 구성을 나타내는 평면도.
도 3 은, 자외선 처리 유닛을 +Y 측에서 보았을 때의 구성을 나타내는 측면도.
도 4 는, 자외선 처리 유닛의 단면도.
도 5 는, 도 4 의 주요부 확대 단면도.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하여, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. 수평면 내의 소정 방향을 X 축 방향, 수평면 내에 있어서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 방향 및 Y 축 방향 각각과 직교하는 방향 (즉 연직 방향) 을 Z 축 방향으로 한다.
이하, 본 발명의 자외선 조사 장치 및 이것을 구비한 기판 처리 장치에 관련된 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (SPA) 를 나타내는 평면도이다. 기판 처리 장치 (SPA) 는, 예를 들어 X 방향으로 일렬로 배치된 로더·언로더 (LU), 도포 현상 처리부 (CD) 및 인터페이스부 (IF) 를 구비하고 있다. 기판 처리 장치 (SPA) 는, 도포 현상 처리부 (CD) 가 로더·언로더 (LU) 와 인터페이스부 (IF) 에 의해 사이에 끼워져 배치된 구성으로 되어 있다.
(로더·언로더)
로더·언로더 (LU) 는, 복수의 기판 (G) 을 수용하는 카세트 (C) 의 반입 및 반출을 실시하는 부분이다. 로더·언로더 (LU) 는, 카세트 대기부 (10) 및 반송 기구 (11) 를 갖고 있다.
카세트 대기부 (10) 는, 예를 들어 기판 처리 장치 (SPA) 의 -X 측의 단부(端部)에 배치되어 있고, 복수의 카세트 (C) 를 수용한다. 카세트 대기부 (10) 에 수용된 카세트 (C) 는, 예를 들어 Y 방향으로 배열되도록 되어 있다. 카세트 대기부 (10) 는, -X 측에 도시 생략된 개구부가 형성되어 있고, 당해 개구부를 개재하여 기판 처리 장치 (SPA) 의 외부와의 사이에서 카세트 (C) 의 수수가 이루어지도록 되어 있다.
반송 기구 (11) 는, 카세트 대기부 (10) 의 +X 측에 배치되어 있고, 카세트 (C) 와 도포 현상 처리부 (CD) 사이에서 기판 (G) 의 반송을 실시한다. 반송 기구 (11) 는, 예를 들어 Y 방향을 따라 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로 반송 기구 (11) 는 -Y 측으로 이동함으로써, 로더·언로더 (LU) 로부터 도포 현상 처리부 (CD) 에 기판 (G) 을 반송한다. 또한, 반송 기구 (11) 는 +Y 측으로 이동함으로써, 도포 현상 처리부 (CD) 로부터 로더·언로더 (LU) 에 기판 (G) 을 반송한다.
반송 기구 (11) 는 반송 아암 (12) 을 갖고 있다. 반송 아암 (12) 은, 유리 기판을 유지하는 유지부를 갖고, 예를 들어 일 방향으로 신축될 수 있도록 형성되어 있다. 반송 아암 (12) 은, θZ 방향으로 회전할 수 있도록 형성되어 있다. 반송 아암 (12) 은, 예를 들어 θZ 방향으로 회전함으로써, 카세트 대기부 (10) 와 도포 현상 처리부 (CD) 각각의 방향을 향하게 할 수 있도록 되어 있다. 반송 아암 (12) 은, 반송 아암 (12) 을 신축시킴으로써, 카세트 대기부 (10) 및 도포 현상 처리부 (CD) 각각에 액세스할 수 있도록 되어 있다.
(도포 현상 처리부)
도포 현상 처리부 (CD) 는, 기판 (G) 에 레지스트 도포 및 현상을 포함한 일련의 처리를 실시하는 부분이다. 도포 현상 처리부 (CD) 는, 스크러버 유닛 (SR), 탈수 베이크 유닛 (DH), 도포 유닛 (CT), 프리베이크 유닛 (PR), 인터페이스부 (IF), 현상 유닛 (DV), 자외선 조사 유닛 (UV) 및 포스트베이크 유닛 (PB) 을 갖고 있다.
도포 현상 처리부 (CD) 는, Y 방향으로 분할된 구성으로 되어 있고, -Y 측의 부분에서는, 로더·언로더 (LU) 로부터의 기판 (G) 이 인터페이스부 (IF) 를 향하여 +X 방향으로 반송되도록 되어 있다. +Y 측의 부분에서는, 인터페이스부 (IF) 로부터의 기판 (G) 이 로더·언로더 (LU) 를 향하여 -X 방향으로 반송되도록 되어 있다.
스크러버 유닛 (SR) 은, 로더·언로더 (LU) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 의 세정을 실시하는 유닛이다. 스크러버 유닛 (SR) 은, 드라이 세정 장치 (41), 웨트 세정 장치 (42) 및 에어나이프 장치 (43) 를 갖고 있다. 드라이 세정 장치 (41) 의 -X 측 및 에어나이프 장치 (43) 의 +X 측에는, 각각 컨베이어 기구 (CV1, CV2) 가 형성되어 있다.
컨베이어 기구 (CV1, CV2) 에는, 기판 (G) 을 반송시키는 도시 생략된 벨트 기구가 형성되어 있다.
드라이 세정 장치 (41) 는, 예를 들어 기판 (G) 에 엑시머 레이저 등의 자외선을 조사함으로써, 기판 (G) 상의 유기물을 제거한다. 웨트 세정 장치 (42) 는, 예를 들어 도시 생략된 스크러빙 브러시를 갖고 있다. 웨트 세정 장치 (42) 는, 세정액 및 당해 스크러빙 브러시를 사용하여 기판 (G) 을 세정한다. 에어나이프 장치 (43) 는, 예를 들어 도시 생략된 에어나이프 분사 기구를 갖고 있다. 에어나이프 장치 (43) 는, 에어나이프 분사 기구를 사용하여 기판 (G) 상에 에어나이프를 형성하여, 기판 (G) 상의 불순물을 제거한다.
탈수 베이크 유닛 (DH) 은, 스크러버 유닛 (SR) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 상을 탈수하는 유닛이다. 탈수 베이크 유닛 (DH) 은, 가열 장치 (44) 및 냉각 장치 (45) 를 갖고 있다. 가열 장치 (44) 및 HMDS 장치 (46) 는, Z 방향으로 겹쳐진 상태로 배치되어 있다. Z 방향에서 보아 가열 장치 (44) 및 HMDS 장치 (46) 와 겹치는 위치에 컨베이어 기구 (CV3) 가 형성되어 있고, Z 방향에서 보아 냉각 장치 (45) 와 겹치는 위치에 컨베이어 기구 (CV4) 가 형성되어 있다. 가열 장치 (44) 및 HMDS 장치 (46) 와, 냉각 장치 (45) 사이에는, 기판 (G) 을 반송시키는 반송 기구 (TR1) 가 형성되어 있다. 반송 기구 (TR1) 에 대해서는, 예를 들어 로더·언로더 (LU) 에 형성된 반송 기구 (11) 와 동일한 구성으로 할 수 있다.
가열 장치 (44) 는, 예를 들어 기판 (G) 을 수용할 수 있는 챔버 내에 히터를 갖는 구성으로 되어 있다. 가열 장치 (44) 는, Z 방향으로 예를 들어 복수 단 배치되어 있다. 가열 장치 (44) 는, 기판 (G) 을 소정 온도에서 가열한다. HMDS 장치 (46) 는, HMDS 가스를 기판 (G) 에 작용시켜 소수화 처리를 실시하여, 도포 유닛 (CT) 에 있어서 기판 (G) 에 도포하는 레지스트막과 기판 (G) 의 밀착성을 향상시키는 장치이다. 냉각 장치 (45) 는, 예를 들어 기판 (G) 을 수용할 수 있는 챔버 내에 온조 (溫調) 기구를 가져, 기판 (G) 을 소정 온도로 냉각시킨다.
도포 유닛 (CT) 은, 탈수 베이크 유닛 (DH) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 상의 소정 영역에 레지스트막을 형성한다. 도포 유닛 (CT) 은, 도포 장치 (47), 감압 건조 장치 (48), 둘레 가장자리부 제거 장치 (49) 를 갖고 있다. 도포 장치 (47) 는, 기판 (G) 상에 레지스트막을 도포하는 장치이다. 도포 장치 (47) 로는, 예를 들어 회전식 도포 장치, 논스핀식 도포 장치, 슬릿 노즐 도포 장치 등이 사용된다. 이들 각종 도포 장치를 교환 가능한 구성으로 해도 상관없다. 감압 건조 장치 (48) 는, 레지스트막을 도포한 후의 기판 (G) 의 표면을 건조시킨다. 둘레 가장자리부 제거 장치 (49) 는, 기판 (G) 의 둘레 가장자리부에 도포된 레지스트막을 제거하여, 레지스트막의 형상을 다듬는 장치이다.
프리베이크 유닛 (PR) 은, 도포 유닛 (CT) 의 하류에 접속되어 있고, 기판 (G) 에 프리베이크 처리를 실시하는 유닛이다. 프리베이크 유닛 (PR) 은, 가열 장치 (50) 및 냉각 장치 (51) 를 갖고 있다. 가열 장치 (50) 와 냉각 장치 (51) 는, 반송 기구 (TR2) 를 사이에 두도록 Y 방향을 따라 배치되어 있다.
현상 유닛 (DV) 은, 프리베이크 유닛 (PR) 의 냉각 장치 (51) 의 -X 측에 접속되어 있고, 노광 후의 기판 (G) 의 현상 처리를 실시한다. 현상 유닛 (DV) 은, 현상 장치 (55), 린스 장치 (56) 및 에어나이프 장치 (57) 를 갖고 있다. 현상 장치 (55) 는, 기판 (G) 에 현상액을 공급하여 현상 처리를 실시한다. 린스 장치 (56) 는, 현상 후의 기판 (G) 에 린스액을 공급하여, 기판 (G) 을 세정한다. 에어나이프 장치 (57) 는, 기판 (G) 상에 에어나이프를 형성하여, 기판 (G) 상을 건조시킨다.
현상 장치 (55) 의 +X 측에는 컨베이어 기구 (CV9) 가 형성되어 있고, 에어나이프 장치 (57) 의 -X 측에는 컨베이어 기구 (CV10) 가 형성되어 있다.
자외선 처리 유닛 (자외선 조사 장치) (UV) 은, 현상 유닛 (DV) 의 하류측에 접속되어 있고, 현상 후의 기판 (G) 에 예를 들어 i 선 등의 자외선을 조사한다.
포스트베이크 유닛 (PB) 은, 자외선 처리 유닛 (UV) 의 하류측에 접속되어 있고, 자외선 처리 후의 기판 (G) 을 베이크한다. 포스트베이크 유닛 (PB) 은, 가열 장치 (59) 및 냉각 장치 (60) 를 갖고 있다. 가열 장치 (59) 는, 현상 후의 기판 (G) 에 포스트베이크를 실시한다. 냉각 장치 (60) 는, 포스트베이크 후의 기판 (G) 을 냉각시킨다.
인터페이스부 (IF) 는, 노광 장치 (EX) 에 접속되는 부분이다. 인터페이스부 (IF) 는, 버퍼 장치 (52), 반송 기구 (TR3), 컨베이어 기구 (CV7, CV8) 및 주변 노광 장치 (EE) 를 갖고 있다. 버퍼 장치 (52) 는, 프리베이크 유닛 (PR) 의 반송 기구 (TR2) 의 +X 측에 배치되어 있다. 버퍼 장치 (52) 의 +X 측에는, 반송 기구 (TR3) 가 형성되어 있다.
버퍼 장치 (52) 는, 기판 (G) 을 일시적으로 대기시켜 두는 장치이다. 버퍼 장치 (52) 에는, 기판 (G) 을 수용하는 도시 생략된 챔버나, 당해 챔버 내의 온도를 조정하는 온조 장치, 챔버 내에 수용된 기판 (G) 의 θZ 방향의 위치를 조정하는 회전 제어 장치 등이 형성되어 있다. 버퍼 장치 (52) 의 챔버 내에서는, 기판 (G) 의 온도를 소정 온도로 유지할 수 있도록 되어 있다. 컨베이어 기구 (CV7, CV8) 는, 프리베이크 유닛 (PR) 의 냉각 장치 (51) 를 X 방향으로 사이에 두도록 배치되어 있다.
(자외선 조사 장치)
도 2 는, 자외선 처리 유닛 (UV) 을 +Z 측에서 보았을 때의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 3 은, 자외선 처리 유닛 (UV) 을 +Y 측에서 보았을 때의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 4 는, 도 2 에 있어서의 자외선 처리 유닛 (UV) 의 단면 구성을 나타내는 도면이고, 도 5 는 도 4 의 주요부 확대 단면도이다. 또한, 도 2 ∼ 도 5 에 있어서는, 도면을 판별하기 쉽게 하기 위하여, 각각 일부의 구성을 생략하여 나타내고 있다.
도 2, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 자외선 처리 유닛 (UV) 은, 제 1 ∼ 제 4 예비실 (80 ∼ 83) 과, 자외선 처리실 (84) 과, 이들 예비실 (80 ∼ 83) 및 자외선 처리실 (84) 사이에서 기판 (G) 을 이동시키는 기판 이동 기구 (85) 를 갖고 있다. 제 1 ∼ 제 4 예비실 (80 ∼ 83) 은, 후술하는 바와 같이 자외선 처리실 (84) 내를 소정 분위기로 유지하기 위한 것이다.
제 1 예비실 (80) 은, 서브 챔버 (110), 메인 챔버 (111), 승강 기구 (112) 및 가열 기구 (113) 를 갖고 있다. 서브 챔버 (110) 는 현상 유닛 (DV) 에 접속되어, 현상 처리 후의 기판 (G) 을 자외선 처리 유닛 (UV) 내에 반입하기 위한 것이다.
메인 챔버 (111) 는, 서브 챔버 (110) 와의 접속 부분에 기판 반입구 (111a) 를 갖고 있고, 그 기판 반입구 (111a) 는 도시 생략된 개폐 셔터에 의해 개폐할 수 있도록 되어 있다. 즉, 서브 챔버 (110) 는 자외선 처리 유닛 (UV) 내에 기판 (G) 을 반입하기 위한 기판 반입구 (도시 생략) 를 구성하고 있다. 메인 챔버 (111) 는 후술하는 소정 분위기에 있어서 기판 (G) 을 가열한 상태에서 수용하기 위한 것이다. 또한, 메인 챔버 (111) 는 순환 기구 (150) 에 접속되어 있어, 내부 분위기가 순환되도록 되어 있다.
서브 챔버 (110) 에는 배기 덕트 (110a) 가 접속되어 있어, 서브 챔버 (110) 내의 분위기가 배기되도록 되어 있다. 이로써, 서브 챔버 (110) 내의 내부 압력이 거의 일정하게 유지되도록 되어 있다. 서브 챔버 (110) 에는, 도시 생략된 기류 조정부가 형성되어 있고, 그 기류 조정부에 의해, 메인 챔버 (111) 로부터 서브 챔버 (110) 에 흐른 질소 화소가 배기 덕트 (110a) 에 흐르도록 되어 있다. 또한, 서브 챔버 (110) 의 반입구가 개구되었을 때에도, 대기가 배기 덕트 (110a) 측에 흐르도록 되어 있다.
순환 기구 (150) 는 메인 챔버 (111) 내의 분위기를 기판 (G) 의 일단측으로부터 흡기한 분위기를 필터 (151) 에 투과시킴으로써 그 기판 (G) 의 타단측에 배출하도록 되어 있다 (도 3 참조). 필터 (151) 로는, HEPA 필터를 사용하고 있고, 이로써 내부 분위기 중에 함유된 이물질을 제거한 상태에서 메인 챔버 (111) 내에 순환시키도록 하고 있다.
승강 기구 (112) 는, Z 방향으로 이동할 수 있도록 형성되어 있다. 승강 기구 (112) 의 +Z 측에는, 예를 들어 복수의 지지 핀 (112a) 이 형성되어 있다. 복수의 지지 핀 (112a) 의 +Z 측의 단부는, 예를 들어 XY 평면과 평행한 동일면 내에 형성되어 있다. 이 때문에, 복수의 지지 핀 (112a) 에 의해 기판 (G) 이 XY 평면과 평행하게 지지되도록 되어 있다.
승강 기구 (112) 는, 메인 챔버 (111) 내에 수용되는 기판 (G) 을 지지하면서, 당해 기판 (G) 을 메인 챔버 (111) 내의 Z 방향을 따라 승강시킬 수 있도록 되어 있다. 승강 기구 (112) 는, 예를 들어 로봇 아암 등에 의해 현상 유닛 (DV) 으로부터 반입된 기판 (G) 을 수취하기 위한 것이다. 승강 기구 (112) 는, 상승시킨 지지 핀 (112a) 사이의 간극에 로봇 아암을 삽입시킴으로써 로봇 아암과의 사이에서 기판 (G) 의 수수를 실시할 수 있다.
가열 기구 (113) 는, 기판 (G) 을 가열한 상태에서 유지하는 핫 플레이트 (114) 를 주체로 구성되는 것이다. 핫 플레이트 (114) 에 있어서의 X 방향을 따른 단면에는, 후술하는 기판 이동 기구 (85) 의 일부를 이동시킬 수 있게 하는 홈부 (114a) 가 형성되어 있다 (도 3 참조). 또한, 핫 플레이트 (114) 의 표면 온도는 예를 들어 100 ℃ 로 설정되어 있다.
제 2 예비실 (81) 은, 챔버 (121) 및 가열 기구 (123) 를 갖고 있다. 챔버 (121) 는, 제 1 예비실 (80) 의 메인 챔버 (111) 와의 접속 부분에 기판 반입부 (122) 를 갖고 있고, 기판 반입부 (122) 는 셔터 구조에 의해 개폐할 수 있도록 되어 있다. 챔버 (121) 는 후술하는 소정 분위기에 있어서 기판 (G) 을 가열한 상태에서 수용하기 위한 것이다. 또한, 챔버 (121) 는 필터 (151) 를 개재하여 순환 기구 (150) 에 접속되어 있어, 내부 분위기가 순환되도록 되어 있다.
가열 기구 (123) 는, 기판 (G) 을 가열한 상태에서 유지하는 핫 플레이트 (124) 를 주체로 구성되는 것이다. 핫 플레이트 (124) 에 있어서의 X 방향을 따른 단면에는, 후술하는 기판 이동 기구 (85) 의 일부를 이동시킬 수 있게 하는 홈부 (124a) 가 형성되어 있다 (도 3 참조). 또한, 핫 플레이트 (124) 의 표면 온도는 예를 들어 100 ℃ 로 설정되어 있다.
제 3 예비실 (82) 은, 챔버 (131) 및 가열 기구 (133) 를 갖고 있다. 챔버 (131) 는, 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (111) 와의 접속 부분에 간격벽 (132) 을 갖고 있다. 또한, 간격벽 (132) 은 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 와 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 는 연통된 상태로 형성되어 있다. 챔버 (131) 는 후술하는 소정 분위기에 있어서 기판 (G) 을 가열한 상태에서 수용하기 위한 것이다. 또한, 챔버 (131) 는 필터 (151) 를 개재하여 순환 기구 (150) 에 접속되어 있어, 내부 분위기가 순환되도록 되어 있다.
가열 기구 (133) 는, 기판 (G) 을 가열한 상태에서 유지하는 핫 플레이트 (134) 를 주체로 구성되는 것이다. 핫 플레이트 (134) 에 있어서의 X 방향을 따른 단면에는, 후술하는 기판 이동 기구 (85) 의 일부를 이동시킬 수 있게 하는 홈부 (134a) 가 형성되어 있다 (도 3 참조). 또한, 핫 플레이트 (134) 의 표면 온도는 예를 들어 100 ℃ 로 설정되어 있다.
제 4 예비실 (83) 은, 서브 챔버 (140), 메인 챔버 (141), 승강 기구 (142) 및 가열 기구 (143) 를 갖고 있다. 서브 챔버 (140) 는 포스트베이크 유닛 (PB) 에 접속되어, 자외선 조사 처리 후의 기판 (G) 을 포스트베이크 유닛 (PB) 내에 반입하기 위한 것이다. 즉, 서브 챔버 (140) 는 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 기판 (G) 을 반출하기 위한 기판 반출구를 구성하고 있다.
메인 챔버 (141) 는, 서브 챔버 (140) 와의 접속 부분에 기판 반입구 (141a) 를 갖고 있고, 그 기판 반입구 (141a) 는 도시 생략된 개폐 셔터에 의해 개폐할 수 있도록 되어 있다. 메인 챔버 (141) 는 자외선의 조사 처리가 실시된 기판 (G) 을 수용한다. 메인 챔버 (141) 는 후술하는 소정 분위기에 있어서 기판 (G) 을 가열한 상태에서 수용하기 위한 것이다. 또한, 메인 챔버 (141) 는 필터 (151) 를 개재하여 순환 기구 (150) 에 접속되어 있어, 내부 분위기가 순환되도록 되어 있다.
승강 기구 (142) 는, Z 방향으로 이동할 수 있도록 형성되어 있다. 승강 기구 (142) 의 +Z 측에는, 예를 들어 복수의 지지 핀 (142a) 이 형성되어 있다. 복수의 지지 핀 (142a) 의 +Z 측의 단부는, 예를 들어 XY 평면과 평행한 동일면 내에 형성되어 있다. 이 때문에, 복수의 지지 핀 (142a) 에 의해 기판 (G) 이 XY 평면과 평행하게 지지되도록 되어 있다.
승강 기구 (142) 는, 메인 챔버 (141) 내에 수용되는 기판 (G) 을 지지하면서, 당해 기판 (G) 을 메인 챔버 (141) 내의 Z 방향을 따라 승강시킬 수 있도록 되어 있다. 승강 기구 (142) 는, 예를 들어 로봇 아암 등에 의해, 서브 챔버 (140) 를 개재하여 포스트베이크 유닛 (PB) 과의 사이에서 기판 (G) 의 수수를 실시하기 위한 것이다. 승강 기구 (112) 는, 상승시킨 지지 핀 (112a) 사이의 간극에 로봇 아암을 삽입시킴으로써 로봇 아암과의 사이에서 기판 (G) 의 수수를 실시할 수 있다.
가열 기구 (143) 는, 기판 (G) 을 가열한 상태에서 유지하는 핫 플레이트 (144) 를 주체로 구성되는 것이다. 핫 플레이트 (144) 에 있어서의 X 방향을 따른 단면에는, 후술하는 기판 이동 기구 (85) 의 일부를 이동시킬 수 있게 하는 홈부 (144a) 가 형성되어 있다 (도 3 참조). 또한, 핫 플레이트 (144) 의 표면 온도는 예를 들어 100 ℃ 로 설정되어 있다.
자외선 처리실 (84) 은, 챔버 (161), 챔버 (161) 내의 기판 (G) 에 대하여 자외선을 조사하는 자외선 조사부 (162), 가열 기구 (163) 및 챔버 (161) 내에 불활성 가스 (기체) 를 공급하는 가스 공급부 (165) 를 갖고 있다.
챔버 (161) 는 자외선의 조사 처리가 실시되는 기판 (G) 을 수용한다. 자외선 조사부 (162) 는, X 방향을 따라 주사하면서 챔버 (161) 내의 기판 (G) 에 대하여 자외선을 조명하도록 챔버 (161) 의 상면에 장착되어 있다. 또한, 챔버 (161) 는, 도시 생략된 영역에 있어서 필터 (151) 를 개재하여 순환 기구 (150) 에 접속되어 있어, 내부 분위기가 순환되도록 되어 있다.
챔버 (161) 는, 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 와의 접속 부분에 기판 반입부 (161a) 를 갖고 있고, 제 4 예비실 (83) 의 메인 챔버 (141) 와의 접속 부분에 기판 반출부 (161b) 를 갖고 있다. 이들 기판 반입부 (161a) 및 기판 반출부 (161b) 는 셔터 구조에 의해 개폐할 수 있도록 되어 있다.
자외선 조사부 (162) 는, 기판 (G) 에 조사하는 자외선을 조명한다. 자외선 조사부 (162) 는, 자외선을 조사하는 광원 (86) 을 갖고, 그 광원 (86) 이 기판 (G) 에 대하여 X 방향으로 주사될 수 있도록 구성되어 있다. 광원 (86) 으로는, 자외선 (예를 들어 i 선 등) 을 조사하는 광원이 사용되고 있다. 광원 (86) 으로서, 파장 340 ㎚ ∼ 420 ㎚ 의 범위의 자외선을 조사하는 메탈 할라이드 램프, LED 램프, 및 고압 수은 램프 등을 예시할 수 있다. 구체적으로 본 실시형태에서는, 고압 수은 램프를 채용하였다. 또한, 광원 (86) 에 소정 파장의 자외선만을 투과시키는 자외선 컷을 형성하고, 상기 i 선을 조사하도록 해도 상관없다. 광원 (86) 은, 상기 i 선을 조사함으로써, 기판 (G) 에 형성된 레지스트막 표면을 큐어하여, 레지스트 이후의 공정에 있어서 레지스트막에 열 등에 의한 처짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
가열 기구 (163) 는 기판 (G) 을 가열한 상태에서 유지하는 핫 플레이트 (164) 를 주체로 구성되는 것이다. 핫 플레이트 (164) 에 있어서의 X 방향을 따른 단면에는, 후술하는 기판 이동 기구 (85) 의 일부를 이동시킬 수 있게 하는 홈부 (164a) 가 형성되어 있다. 또한, 핫 플레이트 (164) 의 표면 온도는 예를 들어 100 ℃ 로 설정되어 있다.
가스 공급부 (165) 는, 챔버 (161) 내에 불활성 가스 (기체) 를 공급하기 위한 것이다. 상기 불활성 가스로는 질소 가스를 사용하는 것이 바람직하고, 가스 공급부 (165) 는 질소 가스를 챔버 (161) 내에 공급함으로써 저산소 상태 (탈산소 및 탈수분 상태) 로 유지하고 있다. 구체적으로 가스 공급부 (165) 는, 챔버 (161) 내의 산소 농도가 100 ppm 정도가 되도록 챔버 (161) 내에 질소 가스를 공급한다. 또한, 자외선 처리 유닛 (UV) 은, 장치의 시동시에, 처리실 (84) 이외의 예비실 (80 ∼ 83) 에도 도시 생략된 가스 공급부로부터 질소 가스를 도입하여, 예비실 (80 ∼ 83) 및 처리실 (84) 전체를 탈산소, 탈수분 상태로 유지하도록 하고 있다.
상기 서술한 제 1 예비실 (80) 의 메인 챔버 (111), 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121), 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131), 처리실 (84) 의 내부 압력은, 도시 생략된 압력 조정 기구에 의해 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 측에서부터 서브 챔버 (110) 측을 향하여 점차 낮아지도록 설정되어 있다. 또한, 제 4 예비실 (83) 의 메인 챔버 (141) 의 내부 압력은, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 보다 낮게 설정되어 있다. 즉, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 는, 다른 챔버 (111, 121, 131, 141) 에 대하여 정압 (正壓) 상태로 되어 있다.
이 구성에 기초하여, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내로 가스 공급부 (165) 에 의해 공급된 질소 가스는, 챔버 (161) 내에 기판 (G) 을 반입할 때에 기판 반입부 (161a) 의 셔터가 열리면 상대적으로 압력이 낮은 챔버 (131) 및 그 챔버 (131) 에 연통하는 챔버 (121) 내로 유입되도록 되어 있다. 또한, 챔버 (121) 내의 질소 가스는, 제 1 예비실 (80) 의 메인 챔버 (111) 로부터 챔버 (121) 내에 기판 (G) 을 반입할 때에 기판 반입부 (122) 의 셔터가 열리면 상대적으로 압력이 낮은 메인 챔버 (111) 내로 유입되도록 되어 있다. 또한, 챔버 (161) 내의 질소 가스는, 챔버 (161) 내로부터 기판 (G) 을 반출할 때에 기판 반입부 (161a) 의 셔터가 열리면 상대적으로 압력이 낮은 제 4 예비실 (83) 의 메인 챔버 (111) 내로 유입되도록 되어 있다.
이로써, 챔버 (161) 측에 가까운 챔버 (141, 131, 121, 111) 순으로 산소 농도가 낮은 상태가 유지되도록 되어 있다.
구체적으로 제 1 예비실 (80) 의 메인 챔버 (111) 의 산소 농도는, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 의 산소 농도를 100 ％ 로 하였을 때의 70 ％ 정도로 설정되고, 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 의 산소 농도는 80 ％ 정도, 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 및 제 4 예비실 (83) 의 메인 챔버 (141) 의 산소 농도는 90 ％ 정도로 설정되어 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이 기판 이동 기구 (85) 는, 기판 유지 부재 (170) 와, 그 기판 유지 부재 (170) 를 가이드하는 가이드부 (171) 와, 가이드부 (171) 를 따라 기판 유지 부재 (170) 를 구동시키는 구동 기구 (172) 를 갖고 있다. 기판 유지 부재 (170) 는, 기판 (G) 의 Y 방향에 있어서의 양 단부의 이면측을 유지하는 유지부 (170a) 를 갖는다. 또한, 기판 유지 부재 (170) 는, 동시에 4 장의 기판 (G) 을 유지할 수 있는 크기를 갖고 있다. 가이드부 (171) 는 예비실 (80 ∼ 83) 및 자외선 처리실 (84) 사이의 각 챔버를 연통한 상태로 형성되어 있다. 기판 유지 부재 (170) 는 구동 기구 (172) 에 의해 X 방향 및 Z 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 기초하여, 기판 이동 기구 (85) 는, 기판 유지 부재 (170) 를 X 방향으로 이동시킴으로써 복수 (최대로 4 장) 의 기판 (G) 을 동시에 각 챔버 (111, 121, 131, 161, 141) 내에서 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 이로써, 자외선 처리 유닛 (UV) 내를 통과하는 기판 (G) 의 택트를 단축시킬 수 있다.
도 2 에 나타낸 바와 같이 기판 유지 부재 (170) 는, 유지부 (170a) 가 핫 플레이트 (114) 의 홈부 (114a), 핫 플레이트 (124) 의 홈부 (124a), 핫 플레이트 (134) 의 홈부 (134a), 및 핫 플레이트 (144) 의 홈부 (144a) 내를 이동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 핫 플레이트 (114, 124, 134, 144, 164) 각각에는, 상기 홈 (114a, 124a, 134a, 144a, 164a) 에 연통하는 절결 (114b, 124b, 134b, 144b, 164b) (이하, 절결 (114b ∼ 164b) 이라고 하는 경우도 있다) 이 각각 형성되어 있다.
구동 기구 (172) 는, 상기 절결 (114b ∼ 164b) 을 개재하여 기판 유지 부재 (170) 의 유지부 (170a) 를 핫 플레이트 (114 ∼ 164) 의 상방에 돌출시킬 수 있도록 되어 있다.
한편, 기판 (G) 을 유지한 기판 유지 부재 (170) 의 유지부 (170a) 는, 각 절결 (114b ∼ 164b) 을 개재하여 하강함으로써 각 핫 플레이트 (114 ∼ 164) 내에 수용되는 것에 의해 대응하는 핫 플레이트에 기판 (G) 을 양호하게 재치 (載置) 할 수 있다. 이와 같은 구성에 기초하여, 기판 유지 부재 (170) 는 핫 플레이트 (114 ∼ 164) 와의 사이에서 기판 (G) 의 수수 또는 수취를 실시할 수 있도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 기판 처리 장치 (SPA) 를 사용하는 기판 처리 방법을 설명한다.
먼저, 기판 (G) 이 수용된 카세트 (C) 를 로더·언로더 (LU) 의 카세트 대기부 (10) 에 로드한다. 카세트 (C) 내의 기판 (G) 은, 반송 기구 (11) 를 개재하여 스크러버 유닛 (SR) 에 반송된다.
스크러버 유닛 (SR) 에 반송된 기판 (G) 은, 컨베이어 기구 (CV1) 를 개재하여 드라이 세정 장치 (41) 에 반송된다. 이 기판 (G) 은, 드라이 세정 장치 (41), 웨트 세정 장치 (42) 및 에어나이프 장치 (43) 순으로 처리된다. 에어나이프 장치 (43) 로부터 반출된 기판 (G) 은, 컨베이어 기구 (CV2) 를 개재하여 탈수 베이크 유닛 (DH) 으로 반송된다.
탈수 베이크 유닛 (DH) 에서는, 먼저 가열 장치 (44) 에 의해 기판 (G) 의 가열 처리가 실시된다. 가열 후의 기판 (G) 은, 예를 들어 Z 방향으로 반송되어, HMDS 장치 (46) 에 있어서 HMDS 가스에 의한 처리가 실시된다. HMDS 처리 후의 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR1) 에 의해 냉각 장치 (45) 에 반송되어, 냉각 처리가 실시된다. 냉각 처리 후의 기판 (G) 은, 컨베이어 기구 (CV4) 에 의해 도포 유닛 (CT) 에 반송된다.
그 후, 기판 (G) 은 도포 유닛 (CT) 에 있어서 레지스트막의 도포 처리가 실시된다. 도포 처리 후의 기판 (G) 은 프리베이크 유닛 (PR) 에 반송되어, 가열 장치 (50) 에 있어서 프리베이크 처리가 실시되고, 냉각 장치 (51) 에 있어서 냉각 처리가 실시된다. 프리베이크 유닛 (PR) 에서의 처리를 완료시킨 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR2) 에 의해 인터페이스부 (IF) 에 반송된다.
인터페이스부 (IF) 에서는, 예를 들어 버퍼 장치 (52) 에 있어서 온도 조정이 이루어진 후, 주변 노광 장치 (EE) 에 있어서 주변 노광이 실시된다. 주변 노광 후, 기판 (G) 은, 반송 기구 (TR3) 에 의해 노광 장치 (EX) 에 반송되어, 노광 처리가 실시된다. 노광 처리 후의 기판 (G) 은, 가열 처리 및 냉각 처리가 실시된 후, 현상 유닛 (DV) 에 반송된다.
현상 유닛 (DV) 에 있어서, 기판 (G) 에는 현상 처리, 린스 처리 및 건조 처리가 순서대로 실시된다. 건조 처리 후, 컨베이어 기구 (CV10) 에 의해 기판 (G) 은 자외선 처리 유닛 (UV) 으로 반송된다.
또한, 이하에서는, 자외선 처리 유닛 (UV) 내에 반입된 1 장의 기판 (G) 이 각 챔버 사이를 이동하는 공정에 대하여 설명한다.
먼저, 처음으로 자외선 처리 유닛 (UV) 에서는, 서브 챔버 (110) (기판 반입구 (111a)) 를 개재하여 제 1 예비실 (80) 의 메인 챔버 (111) 내로 도시 생략된 로봇 아암에 의해 기판 (G) 이 반송된다. 이 때, 승강 기구 (112) 는 지지 핀 (112a) 을 +Z 측으로 이동시켜, 로봇 아암의 높이보다 높은 위치 (+Z 측의 위치) 까지 기판 (G) 을 들어올린다. 이로써, 로봇 아암으로부터 지지 핀 (112a) 으로 기판 (G) 이 수수된다. 기판 (G) 의 수수 후, 로봇 아암을 메인 챔버 (111) 내로부터 퇴피시키고, 메인 챔버 (111) 를 밀폐한다.
기판 (G) 을 수취한 후, 승강 기구 (112) 는 지지 핀 (112a) 을 하강시킴으로써 기판 (G) 을 핫 플레이트 (114) 상에 재치한다. 기판 (G) 은 핫 플레이트 (114) 에 의해 100 ℃ 에서 가열된다. 이와 같이 제 1 예비실 (80) 내에 있어서 기판 (G) 을 미리 가열함으로써 자외선 처리실 (84) 내에 있어서 기판 (G) 을 소정 온도까지 단시간에 가열할 수 있다. 또한, 챔버 (111) 내는, 순환 기구 (150) 에 의해 내부 분위기가 필터 (151) 를 개재하여 순환되기 때문에, 깨끗한 분위기가 안정적으로 유지되고 있다 (도 5 참조). 또한, 도 5 는 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 내에 있어서의 내부 분위기의 순환 상태를 나타내는 것이기는 하지만, 제 1 예비실 (80) 의 챔버 (111) 내에 있어서도 동일하다. 구체적으로 챔버 (111) 내의 내부 분위기는 챔버 (121) 의 측방의 하부에 형성된 분위기 도입부 (125) 를 개재하여 순환 기구 (150) 로 유도되도록 되어 있다. 내부 분위기는 분위기 도입부 (125) 를 개재하여 상방으로 유도되는 구성으로 되어 있기 때문에, 예를 들어 내부 분위기 중에 승화물 등의 이물질이 포함된 경우에 그 이물질은 분위기 도입부 (125) 에 형성된 도시 생략된 필터 등에 의해 포획될 수 있다. 따라서, 순환 기구 (150) 에 대하여 이물질을 제거한 기체를 공급할 수 있다.
기판 (G) 을 핫 플레이트 (114) 에 의해 소정 시간 가열한 후, 구동 기구 (172) 는 절결 (114b) 을 개재하여 핫 플레이트 (114) 내에 수용되어 있는 기판 유지 부재 (170) 의 유지부 (170a) 를 +Z 방향으로 상승시킨다.
이로써, 핫 플레이트 (114) 에 유지되어 있던 기판 (G) 은 유지부 (170a) 에 의해 핫 플레이트 (114) 의 상방으로 들어올려진다.
계속해서, 구동 기구 (172) 는, 기판 유지 부재 (170) 를 사용하여 기판 (G) 을 제 1 예비실 (80) 내로부터 제 2 예비실 (81) 내로 이동시킨다. 자외선 처리 유닛 (UV) 에서는, 기판 유지 부재 (170) 가 4 개의 기판 (G) 을 동시에 재치할 수 있는 크기를 갖고 있기 때문에 인접하는 챔버 사이에 있어서 기판 (G) 을 이동시킬 때, 기판 유지 부재 (170) 가 일체로 이동하는 구성으로 되어 있다. 그 때문에, 기판 반입부 (122), 기판 반입부 (161a), 기판 반출부 (161b) 의 셔터를 동시에 엶으로써, 구동 기구 (172) 가 기판 유지 부재 (170) 를 X 방향을 따라 이동할 수 있는 구성으로 하고 있다.
기판 (G) 을 유지한 기판 유지 부재 (170) 는, 구동 기구 (172) 에 의해 -X 방향으로 이동하여, 기판 반입부 (122) 를 개재하여 제 2 예비실 (81) 내에 기판 (G) 을 반입한다. 구동 기구 (172) 는, 절결 (124b) 과 유지부 (170a) 가 Z 방향에서 보아 겹치는 위치까지 기판 유지 부재 (170) 를 이동시키고, 기판 유지 부재 (170) 의 유지부 (170a) 를 하강시킴으로써 유지부 (170a) 를 홈부 (124a) 내에 수용한다. 이로써, 기판 (G) 은, 기판 유지 부재 (170) 로부터 핫 플레이트 (124) 로 수수된다. 기판 (G) 은 핫 플레이트 (124) 에 의해 100 ℃ 에서 가열된다.
이와 같이 제 2 예비실 (81) 내에 있어서 기판 (G) 을 미리 가열함으로써 자외선 처리실 (84) 내에 있어서 기판 (G) 을 소정 온도까지 단시간에 가열할 수 있다.
또한, 챔버 (121) 내는, 순환 기구 (150) 에 의해 내부 분위기가 필터 (151) 를 개재하여 순환되기 때문에, 깨끗한 분위기가 안정적으로 유지되고 있다 (도 5 참조). 기판 유지 부재 (170) 는, 구동 기구 (172) 에 의해, 기판 (G) 을 핫 플레이트 (124) 에 수수한 후, 홈부 (124a) 내를 지나 초기 위치로 되돌아간다. 이와 같이 기판 유지 부재 (170) 는, 핫 플레이트 (124) 의 홈부 (124a) 내를 이동함으로써 이동에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 기판 유지 부재 (170) 를 초기 위치로 되돌리는 타이밍에, 서브 챔버 (110) (기판 반입구 (111a)) 를 개재하여 제 1 예비실 (80) 의 메인 챔버 (111) 내에는 로봇 아암 (도시 생략) 에 의해 다른 기판 (G) 이 순차적으로 반송되고 있다. 이 다른 기판은, 먼저 반입되어 있는 기판 (G) 과 동일하게, 제 2 예비실 (81), 제 3 예비실 (82), 자외선 처리실 (84), 제 4 예비실 (83) 을 거쳐 자외선 처리 유닛 (UV) 으로부터 반출되도록 되어 있다. 즉, 본 실시형태에 관련된 자외선 처리 유닛 (UV) 에 의하면, 동시에 4 장의 기판 (G) 을 인접하는 챔버 사이에서 반송할 수 있도록 되어 있다.
기판 (G) 을 핫 플레이트 (124) 에 의해 소정 시간 가열한 후, 구동 기구 (172) 는 절결 (124b) 을 개재하여 유지부 (170a) 를 +Z 방향으로 상승시킴으로써 핫 플레이트 (124) 의 상방으로 기판 (G) 을 들어올린다. 그리고, 구동 기구 (172) 는 기판 유지 부재 (170) 를 -X 방향으로 이동시킴으로써 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 내의 기판 (G) 을 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 내로 이동시킨다.
구동 기구 (172) 는, 절결 (134b) 을 개재하여 기판 유지 부재 (170) (유지부 (170a)) 를 홈부 (134a) 에 수용함으로써 기판 (G) 을 제 3 예비실 (82) 의 핫 플레이트 (134) 에 수수한다. 구동 기구 (172) 는 기판 유지 부재 (170) 를 초기 위치까지 되돌린다. 이와 같이 기판 유지 부재 (170) 는, 핫 플레이트 (134) 의 홈부 (134a) 내를 이동함으로써 이동에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있다.
기판 (G) 은 핫 플레이트 (134) 에 의해 소정 시간 100 ℃ 에서 가열된다. 이와 같이 제 3 예비실 (82) 내에 있어서 기판 (G) 을 미리 가열함으로써 자외선 처리실 (84) 내에 있어서 기판 (G) 을 소정 온도까지 단시간에 가열할 수 있다.
또한, 챔버 (131) 내는, 순환 기구 (150) 에 의해 내부 분위기가 필터 (151) 를 개재하여 순환되기 때문에, 깨끗한 분위기가 안정적으로 유지되고 있다 (도 5 참조).
또한, 제 1 예비실 (80) 내의 핫 플레이트 (114) 에 다른 기판 (G) 이 재치되어 있는 경우에 있어서는, 제 2 예비실 (81) 내로부터 제 3 예비실 (82) 내로 기판 (G) 이 반송되는 타이밍과 동시에, 기판 유지 부재 (170) 에 의해 다른 기판 (G) 이 제 1 예비실 (80) 내로부터 제 2 예비실 (81) 내로 반송된다.
기판 (G) 을 핫 플레이트 (134) 에 의해 소정 시간 가열한 후, 구동 기구 (172) 는 절결 (134b) 을 개재하여 유지부 (170a) 를 +Z 방향으로 상승시킴으로써 핫 플레이트 (134) 의 상방으로 기판 (G) 을 들어올린다. 그리고, 구동 기구 (172) 는 기판 유지 부재 (170) 를 -X 방향으로 이동시킴으로써 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 내의 기판 (G) 을 기판 반입부 (161a) 를 개재하여 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내로 이동시킨다.
구동 기구 (172) 는, 절결 (164b) 을 개재하여 기판 유지 부재 (170) (유지부 (170a)) 를 홈부 (164a) 에 수용함으로써 기판 (G) 을 자외선 처리실 (84) 의 핫 플레이트 (164) 에 수수한다. 구동 기구 (172) 는 기판 유지 부재 (170) 를 초기 위치까지 되돌린다. 이와 같이 기판 유지 부재 (170) 는, 핫 플레이트 (164) 의 홈부 (164a) 내를 이동함으로써 이동에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있다.
이상에 의해, 자외선 처리실 (84) 로의 기판 (G) 의 반입 동작이 완료된다.
그런데, 자외선 처리 유닛 (UV) 내에서 기판 (G) 의 반입이 이루어지면, 서브 챔버 (110, 140) 를 개재하여 자외선 처리 유닛 (UV) 내에 외기가 들어가, 자외선 처리 유닛 (UV) 내부의 산소 농도가 상승할 가능성이 있다. 특히 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내의 산소 농도가 상승하면 기판 (G) 의 표면에 있어서 화학 반응이 발생하여, 불순물이 생성됨으로써 자외선 조사 처리를 양호하게 실시할 수 없게 되어 버릴 가능성이 있다.
이에 반해, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 와 자외선 처리 유닛 (UV) 내에 기판 (G) 을 반입하기 위한 기판 반입구를 이루는 서브 챔버 (110) 사이에 제 1 예비실 (80) 내지 제 3 예비실 (82) 을 형성하고 있다.
이것에 의하면, 자외선 처리 유닛 (UV) 에 대하여 기판 (G) 의 반입을 실시한 경우라 하더라도, 상기 제 1 예비실 (80) 내지 제 3 예비실 (82) 에 의해 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내의 분위기가 변동하는 것을 방지할 수 있어, 챔버 (161) 내를 소정 분위기 (저산소 분위기) 로 유지할 수 있다.
구체적으로 기판 (G) 의 반입시에 기판 반입부 (161a) 의 셔터가 열리면, 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 내에는 상대적으로 내부 압력이 높은 상태 (정압 상태) 로 되는 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내로부터 질소 가스가 유입됨으로써 산소 농도가 낮은 상태 (챔버 (161) 의 산소 농도의 90 ％ 정도) 로 유지된다. 또한, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 는, 가스 공급부 (165) 에 의해 질소 가스가 공급됨으로써 소정의 저산소 분위기로 유지할 수 있다.
또한, 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 와 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 는 연통되어 있기 때문에 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 내에는 상대적으로 내부 압력이 높은 상태 (정압 상태) 로 되는 제 3 예비실 (82) 의 챔버 (131) 내로부터 질소 가스가 유입됨으로써 산소 농도가 낮은 상태 (챔버 (161) 의 산소 농도의 80 ％ 정도) 로 유지된다.
또한, 기판 (G) 의 반입시에 기판 반입부 (122) 의 셔터가 열리면, 제 1 예비실 (80) 의 챔버 (111) 내에는 상대적으로 내부 압력이 높은 상태 (정압 상태) 로 되는 제 2 예비실 (81) 의 챔버 (121) 내로부터 질소 가스가 유입됨으로써 산소 농도가 낮은 상태 (챔버 (161) 의 산소 농도의 70 ％ 정도) 로 유지된다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 기판 (G) 을 자외선 처리 유닛 (UV) 내에 반입한 경우라 하더라도, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내를 소정 분위기로 유지할 수 있다.
기판 (G) 이 반입된 후, 자외선 처리실 (84) 은, 핫 플레이트 (164) 에 의해 가열되는 기판 (G) 에 대하여 자외선 조사부 (162) 의 광원 (86) 으로부터 자외선 (i 선) 을 조사한다. 여기서, 챔버 (161) 내는 상기 서술한 바와 같이 가스 공급부 (165) 에 의해 질소 가스가 공급됨으로써 저산소 상태로 되어 있기 때문에, 기판 (G) 에 형성된 현상 패턴에 화학 변화 등을 발생시키지 않고, 양호하게 자외선 조사 처리를 실시할 수 있다.
자외선 조사 처리 후, 구동 기구 (172) 는 절결 (164b) 을 개재하여 유지부 (170a) 를 +Z 방향으로 상승시킴으로써 핫 플레이트 (164) 의 상방으로 기판 (G) 을 들어올린다. 그리고, 구동 기구 (172) 는 기판 유지 부재 (170) 를 -X 방향으로 이동시킴으로써 기판 (G) 을 기판 반출부 (161b) 를 개재하여 제 4 예비실 (83) 의 메인 챔버 (141) 내로 반입한다.
구동 기구 (172) 는, 절결 (164b) 과 유지부 (170a) 가 Z 방향에서 보아 겹치는 위치까지 기판 유지 부재 (170) 를 이동시킨 후, 기판 유지 부재 (170) 를 하강시킴으로써 유지부 (170a) 를 홈부 (144a) 내에 수용한다. 이로써, 기판 (G) 이 핫 플레이트 (144) 에 수수된다. 구동 기구 (172) 는, 기판 (G) 을 핫 플레이트 (144) 에 수수한 후, 홈부 (144a) 내를 지나 기판 유지 부재 (170) 를 초기 대기 위치까지 되돌린다. 기판 (G) 은 핫 플레이트 (144) 에 의해 소정 시간 100 ℃ 에서 가열된다. 이와 같이 제 4 예비실 (83) 내에 있어서 기판 (G) 을 미리 가열함으로써 포스트베이크 유닛 (PB) 내에 있어서 기판 (G) 을 소정 온도까지 단시간에 가열할 수 있다.
또한, 메인 챔버 (141) 내는, 순환 기구 (150) 에 의해 내부 분위기가 필터 (151) 를 개재하여 순환되기 때문에, 깨끗한 분위기가 안정적으로 유지되고 있다 (도 5 참조).
계속해서, 서브 챔버 (140) (기판 반출구 (141b)) 를 개재하여 제 4 예비실 (83) 의 메인 챔버 (141) 내에 로봇 아암 (도시 생략) 이 침입하여, 기판 (G) 을 반출한다. 이 때, 승강 기구 (142) 는 지지 핀 (142a) 을 +Z 측에 이동시켜, 로봇 아암의 높이보다 높은 위치 (+Z 측의 위치) 까지 기판 (G) 을 들어올리고, 기판 (G) 의 이면에 로봇 아암이 삽입된 상태에서 지지 핀 (142a) 을 하강시킨다. 이로써, 지지 핀 (142a) 으로부터 로봇 아암으로 기판 (G) 의 수수를 실시할 수 있다. 기판 (G) 의 수수 후, 로봇 아암을 메인 챔버 (141) 내로부터 퇴피시키고, 메인 챔버 (141) 를 밀폐한다. 그리고, 로봇 아암은, 서브 챔버 (140) 를 거쳐 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 반출한 기판 (G) 을 포스트베이크 유닛 (PB) 내로 반입한다.
그런데, 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 기판 (G) 을 반출할 때, 서브 챔버 (140) 를 개재하여 외기가 들어감으로써 자외선 처리 유닛 (UV) 내부 (메인 챔버 (141)) 의 산소 농도가 상승할 가능성이 있다. 특히 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내의 산소 농도가 상승하면 기판 (G) 의 표면에 있어서 화학 반응이 발생하여, 불순물이 생성됨으로써 자외선 조사 처리를 양호하게 실시할 수 없게 되어 버릴 가능성이 있다.
이에 반해, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 와 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 기판 (G) 의 반출을 실시하기 위한 기판 반출구를 이루는 서브 챔버 (140) 사이에 제 4 예비실 (83) 을 형성하고 있다.
이것에 의하면, 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 기판 (G) 의 반출을 실시하는 경우라 하더라도, 상기 제 4 예비실 (83) 에 의해 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내의 분위기가 변동하는 것을 방지할 수 있어, 챔버 (161) 내를 소정 분위기 (저산소 분위기) 로 유지할 수 있다.
구체적으로 기판 (G) 의 반출시에 기판 반출부 (161b) 의 셔터가 열리면, 메인 챔버 (141) 에는 상대적으로 내부 압력이 높은 상태 (정압 상태) 로 되는 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내에 공급된 질소 가스가 유입됨으로써 산소 농도가 낮은 상태 (챔버 (161) 의 산소 농도의 80 ％ 정도) 로 유지된다. 또한, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 는, 가스 공급부 (165) 에 의해 질소 가스가 공급됨으로써 소정의 저산소 분위기로 유지할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 기판 (G) 을 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 기판 (G) 을 반출한 경우라 하더라도, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내를 소정 분위기로 유지할 수 있다.
포스트베이크 유닛 (PB) 내에 반입된 기판 (G) 은 가열 장치 (59) 에 있어서 포스트베이크 처리가 실시되고, 냉각 장치 (60) 에 있어서 냉각된다. 냉각 처리 후, 기판 (G) 은 반송 기구 (11) 를 개재하여 카세트 (C) 에 수용된다. 이와 같이 하여, 기판 (G) 에 대하여 도포 처리, 노광 처리 및 현상 처리의 일련의 처리가 실시되게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 제 1 예비실 (80) 내지 제 4 예비실 (83) 을 구비함으로써 기판 (G) 의 반입, 반출시에 자외선 처리실 (84) 내로의 산소 및 수분의 혼입을 방지하면서, 자외선 처리실 (84) 내를 소정의 저산소 분위기로 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 저산소를 유지하기 위한 진공 펌프가 불필요해지므로, 자외선 조사 유닛 (UV) 의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
본 발명의 기술 범위는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경을 가할 수 있다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 기판 유지 부재 (170) 가 복수 (4 장) 의 기판 (G) 을 동시에 지지하는 구성을 예로 들었지만, 기판 유지 부재 (170) 가 1 장씩의 기판 (G) 을 재치하고, 구동 기구 (172) 에 의해 각각이 독립적으로 챔버 사이를 이동하는 구성을 채용해도 상관없다.
또한, 상기 실시형태에서는, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 와 자외선 처리 유닛 (UV) 내로부터 기판 (G) 을 반출하기 위한 기판 반출구를 이루는 서브 챔버 (140) 사이에 제 4 예비실 (83) 을 형성하는 경우를 예로 설명하였지만, 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 와 자외선 처리 유닛 (UV) 내로 기판 (G) 을 반입하기 위한 기판 반입구를 이루는 서브 챔버 (110) 사이에 제 1 예비실 (80) 내지 제 3 예비실 (82) 만이 형성된 구성이어도 상관없다.
또한, 상기 실시형태에서는, 가스 공급부 (165) 가 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 에만 형성되는 구성을 예로 들었지만, 제 1 예비실 (80) 내지 제 3 예비실 (82) 의 각 챔버 (111 내지 141) 각각에 가스 공급부 (165) 를 형성하도록 해도 상관없다.
또한, 상기 실시형태에서는, 각 챔버 (111 내지 141) 에 형성한 핫 플레이트 (114 내지 143) 에 대하여 자외선 처리실 (84) 의 챔버 (161) 내에 설치되는 핫 플레이트 (164) 와 동일한 온도 (100 ℃) 에서 기판 (G) 을 가열하는 구성으로 하였지만, 챔버 (161) 측으로부터 이간됨에 따라 핫 플레이트 (114 내지 143) 의 온도를 순차적으로 낮추는 구성을 채용할 수도 있다.
UV : 자외선 처리 유닛,
SPA : 기판 처리 장치,
47 : 도포 장치,
55 : 현상 장치,
80 : 제 1 예비실,
81 : 제 2 예비실,
82 : 제 3 예비실,
83 : 제 4 예비실,
84 : 자외선 처리실,
85 : 기판 이동 기구,
110 : 서브 챔버 (기판 반입구),
140 : 서브 챔버 (기판 반출구),
113, 123, 133, 143, 163 : 가열 기구,
114, 124, 134, 144, 164 : 핫 플레이트,
114a, 124a, 134a, 144a, 164a : 홈,
114b, 124b, 134b, 144b, 164b : 절결,
150 : 순환 기구,
151 : 필터,
162 : 자외선 조사부,
165 : 가스 공급부,
170 : 기판 유지 부재,
170a : 유지부

Claims (13)

  1. 기판에 대한 자외선 조사를 실시하는 처리실과,
    적어도 상기 처리실 내의 상기 기판을 가열하는 가열 기구와,
    상기 처리실 내를 탈산소 및 탈수분 상태로 유지하도록 그 처리실 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와,
    당해 자외선 조사 장치 내로 상기 기판을 반입하기 위한 기판 반입구와 상기 처리실 사이에 적어도 형성되며, 상기 처리실에 연통됨으로써 그 처리실 내를 소정 분위기로 유지하는 예비실을 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비실을 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 공급부는, 상기 처리실 내에 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기체 공급부는, 상기 불활성 가스로서 질소 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 예비실에 있어서의 내부 압력은, 상기 처리실측에서부터 상기 기판 반입구측을 향하여 점차 낮아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비실 및 상기 처리실 사이에 있어서 상기 기판을 이동시키는 기판 이동 기구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가열 기구는, 상기 기판을 유지한 상태에서 가열하는 플레이트를 포함하고,
    상기 기판 이동 기구의 일부는, 상기 플레이트에 형성된 홈부 내를 이동하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 기구는, 상기 예비실 내의 상기 기판도 가열하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비실은, 내부 분위기를 순환시키는 순환 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 순환 기구는, HEPA 필터를 사용하여 상기 내부 분위기의 순환을 실시하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비실은, 당해 자외선 조사 장치 내로부터 상기 기판을 반출하기 위한 기판 반출구와 상기 처리실 사이에도 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  12. 기판에 처리액의 도포 처리를 실시하는 도포 장치와,
    상기 기판에 도포된 상기 처리액의 현상 처리를 실시하는 현상 장치와,
    상기 기판에 자외선 조사 처리를 실시하는 자외선 조사 장치와,
    상기 도포 처리, 상기 현상 처리 및 상기 자외선 조사 처리의 관련 처리를 실시하는 관련 장치를 구비하고, 상기 도포 장치, 상기 현상 장치, 상기 자외선 조사 장치 및 상기 관련 장치 사이를 직렬적으로 상기 기판을 반송하는 기판 처리 장치로서,
    상기 자외선 조사 장치로서, 제 1 항에 기재된 자외선 조사 장치가 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 자외선 처리 장치의 기판 반입구로부터 그 자외선 조사 장치 내로 기판을 반입하는 기판 반입 공정과,
    상기 자외선 조사 장치의 처리실 내를 탈산소 및 탈수분 상태로 유지하도록 그 처리실 내에 기체를 공급하는 기체 공급 공정과,
    상기 기판 반입구와 상기 처리실 사이에 적어도 형성되며, 상기 처리실에 연통되는 예비실에 의해, 상기 처리실 내를 소정 분위기로 유지하는 분위기 유지 공정과,
    적어도 상기 기판을 가열하는 가열 처리 공정과,
    상기 처리실에 있어서, 상기 기판에 대하여 자외선을 조사하는 자외선 조사 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 방법.
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