KR20150137459A - 베이크 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 가열 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지하며, 내부에 가스 유로가 형성되는 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트에 제공되며, 상기 가열 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재, 그리고 상기 가스 유로에 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 포함하되, 상기 가열 플레이트는 상기 가스 유로를 통해 상기 처리공간에 가스를 제공하도록 위치된다. 이에 따라 처리 공간에 유입된 공기가 기판의 온도에 영향을 끼치는 것을 최소화할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 가열 처리하는 장치이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 식각, 증착, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진공정은 패턴을 형성하기 위해 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
사진공정은 크게 도포공정, 노광공정, 그리고 현상공정으로 이루어지며, 노광공정이 진행되기 전후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열처리하는 과정으로, 가열플레이트에 기판이 놓이면, 가열 플레이트의 내부에 제공된 히터를 통해 그 기판을 열 처리한다.
도 1은 일반적인 베이크 챔버를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 베이크 챔버 내에는 가열 플레이트(2) 및 냉각 플레이트(4)가 위치된다. 냉각 플레이트(4)는 가열 플레이트(2)의 일측에 위치된다. 가열 플레이트(2)는 기판(W)을 가열 처리하고, 냉각 플레이트(4)는 가열된 기판(W)을 상온으로 냉각 처리한다. 기판(W)을 가열 처리 공정은 매우 고온으로 진행되며, 그 주변 장치를 열 손상시킨다. 또한 기판을 가열 처리하는 과정에서 파티클이 기판 상에 부착되어 기판을 오염시킬 수 있다. 이로 인해 기판의 가열 처리 공정은 커버를 포함하는 하우징의 내부 공간에서 진행된다.
커버(6)는 가열 플레이트(2)의 상부 영역 및 측부 영역을 감싸도록 제공된다. 커버(6)와 가열 플레이트(2)는 서로 조합되어 내부에 처리 공간을 형성한다. 커버(6)에는 배기홀이 형성되고, 커버(6)의 내측부와 가열 플레이트(2)의 외측 영역 간의 틈을 통해 외부 공기가 처리 공간에 유입된다. 유입된 공기는 처리 공간에 제공된 가열된 공기와 함께 배기홀을 통해 외부로 배기된다.
처리 공간에는 외부로부터 공기가 유입되고, 이 과정에서 그 외부 공기는 기판의 중앙영역보다 가장자리 영역에 많이 접촉된다. 또한 유입된 공기는 이동되는 과정에서 가열되어 기판과 접촉되는 영역에 따라 그 온도가 상이하다. 이에 따라 기판의 가장자리 영역은 기설정 온도보다 낮게 가열 처리되고, 열 처리 공정을 수행함에 있어서 불량을 야기한다.
또한 베이크 챔버 내에는 냉각 플레이트와 가열 플레이트가 함께 위치된다. 이로 인해 가열 플레이트의 주변 온도는 냉각 플레이트에 영향을 받는다. 이에 따라 냉각 플레이트에 인접한 영역에서 유입된 공기와 냉각 플레이트로부터 멀리 이격된 영역에서 유입된 공기는 그 온도가 별로 상이하다.
한국 특허 등록번호 제10-1099613호
본 발명은 기판을 가열 처리 시 외부로부터 유입되는 공기가 기판의 온도에 영향을 끼치는 것을 최소화할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판을 가열 처리 시 그 가열 온도가 기판의 영역 별로 상이해지는 문제점을 해결할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 가열 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에서 기판을 지지하며, 내부에 가스 유로가 형성되는 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트에 제공되며, 상기 가열 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재, 그리고 상기 가스 유로에 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 포함하되, 상기 가열 플레이트는 상기 가스 유로를 통해 상기 처리공간에 가스를 제공하도록 위치된다.
상기 가열 플레이트에는 상기 가스 유로에 연결되며 상기 처리 공간에 가스를 제공하는 공급구 및 상기 가스 유로에 가스가 제공되도록 상기 가스 유로에 연결되는 상기 유입구가 형성되되, 상기 가스 유로는 상기 가열 부재와 인접하게 위치되도록 상기 가열 플레이트에 형성될 수 있다. 상기 공급구는 상기 가열 플레이트의 외측면에 복수 개로 형성되며, 상기 가스 유로는 상기 유입구에 연결되는 메인 라인 및 상기 메인 라인으로부터 분기되어 각각의 상기 공급구에 연결되는 분기 라인을 포함하되, 상기 분기 라인은 상기 가열 부재와 인접하게 위치될 수 있다. 상기 가열 부재는 상기 가열 플레이트에서 기판이 지지되는 상기 가열 플레이트의 상면과 상기 분기 라인 사이에 위치될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 메인 라인에서 상기 분기 라인이 분기되는 지점은 상기 가열 플레이트의 중심축과 대응되도록 제공될 수 있다. 상기 공급구는 상기 가열 플레이트의 원주 방향을 따라 배열되게 제공될 수 있다. 상기 처리공간으로 제공된 가스의 흐름을 제어하는 가이드를 더 포함하되, 상기 가이드는 상기 공급구보다 위에 위치되고, 상기 가열 플레이트를 감싸는 링 형상을 가질 수 있다. 상기 가이드는 상기 가열 플레이트보다 큰 외경을 가질 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 가이드는 일부 영역이 상기 가열 플레이트의 상면에 중첩되고, 나머지 영역이 상기 가열 플레이트와 상기 하우징 간의 사이 공간에 중첩될 수 있다. 상기 가이드는 상기 하우징보다 작은 외경을 가지며, 상기 가이드와 상기 하우징 간에는 틈이 형성될 수 있다. 상기 나머지 영역에는 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 가열 플레이트의 외측부를 감싸는 단열 부재를 더 포함하되, 상기 단열 부재는 상기 공급구와 대향되게 위치될 수 있다. 상기 단열 부재는 그 상단이 상기 공급구보다 높고, 하단이 상기 가이드보다 낮게 위치될 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 내부에 처리공간을 제공하는 하우징, 상기 처리공간에 위치되고, 상면에 기판을 지지하는 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트에 제공되며, 상기 가열 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재, 그리고 상기 처리공간에 형성된 기류를 제어하는 가이드를 포함하되, 상기 하우징은 상기 가열 플레이트의 상부 및 측부를 감싸며, 배기홀이 형성되는 상부 바디 및 상기 배기홀에 연결되는 배기라인을 포함하되, 상기 가이드는 상기 하우징과 상기 가열 플레이트 간의 사이 공간에서 상기 가열 플레이트를 감싸는 링 형상을 가지도록 제공된다.
상기 가이드는 상기 가열 플레이트의 상면 가장자리 영역에 고정 결합되며, 상기 가열 플레이트보다 큰 외경을 가지도록 제공될 수 있다. 상기 가이드는 상기 상부 바디의 내측면보다 작은 외경을 가질 수 있다. 상기 가이드에는 상기 사이 공간과 대응되는 영역에 관통홀이 형성될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 가이드에서 상기 관통홀이 형성되는 영역은 상기 가열 플레이트보다 상기 상부 바디에 가깝게 위치될 수 있다. 상기 관통홀은 복수 개로 형성되며, 상기 가이드의 원주방향을 따라 배열될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 상기 배기홀은 상기 상부 바디의 상면에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 처리 공간에 유입되는 공기는 그 처리공간에 유입되기 전에 가열부재에 의해 가열 처리된다. 유입된 공기는 기판을 가열시키는 기설정 온도에 가깝게 가열된다. 이로 인해 유입된 공기가 기판의 온도에 영향을 끼치는 것을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 가열 플레이트와 처리 공간을 형성하는 하우징 간의 사이 공간에는 가이드가 제공된다. 가이드는 그 사이 공간을 통해 유입되는 공기의 흐름을 기판과 이격되도록 안내한다. 이로 인해 유입된 공기와 기판 간의 접촉을 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 베이크 챔버를 보여주는 단면도이다.
도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이크 챔버를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 가열 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 가열 플레이트 내부에 형성된 분기 라인을 보여주는 수평 단면도이다.
도 9는 도 7의 가열 플레이트 내부에 제공된 가열 부재를 보여주는 수평 단면도이다.
도 10은 도 7의 가이드를 보여주는 평면도이다.
도 11은 도 10의 가이드의 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 12는 도 10의 가이드의 또 다른 실시예를 보여주는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 2의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 기판들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.
제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.
냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버들(420), 레지스트 도포 챔버들(400), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(520) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.
레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 베이크 챔버를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 가열 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 베이크 챔버(420)는 공정 챔버(423), 냉각 플레이트(422), 그리고 가열 처리 유닛(421)을 포함한다. 공정 챔버(423)는 내부에 열처리 공간(802)을 제공한다. 공정 챔버(423)는 직육면체 형상을 가지도록 제공된다. 냉각 플레이트(422)는 가열 처리 유닛(421)에 의해 가열 처리된 기판을 냉각 처리한다. 냉각 플레이트(422)는 열 처리 공간(802)에 위치된다. 냉각 플레이트(422)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 냉각 플레이트(422)의 내부에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단이 제공된다. 예컨대, 냉각 플레이트(422)는 가열된 기판을 상온으로 냉각시킬 수 있다.
가열 처리 유닛(421)은 기판을 가열 처리한다. 가열 처리 유닛(421)은 기판을 가열 처리하는 기판 처리 장치(800)로 제공된다. 기판 처리 장치(800)는 가열 플레이트(810), 가스 공급 부재(840), 단열 부재(850), 하우징(860), 실링 부재(870), 그리고 가이드(880)를 포함한다. 가열 플레이트(810)는 열 처리 공간(802)에 위치된다. 가열 플레이트(810)는 냉각 플레이트(422)의 일측에 위치된다. 가열 플레이트(810)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 가열 플레이트(810)의 상면은 기판(W)이 놓이는 지지 영역으로 제공된다. 가열 플레이트(810)의 상면에는 복수 개의 핀 홀들(812)이 형성된다. 예컨대, 핀 홀(812)들은 3 개로 제공될 수 있다. 각각의 핀 홀(812)은 가열 플레이트(810)의 원주방향을 따라 이격되게 위치된다. 핀 홀(812)들은 서로 간에 동일 간격으로 이격되게 위치된다. 각각의 핀 홀(812)에는 리프트핀(미도시)이 제공된다. 리프트핀은 구동부재(미도시)에 의해 상하방향으로 이동 가능한다.
가열 플레이트(810)의 저면에는 유입구(814)가 형성되고, 외측면에는 공급구(816)가 형성된다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 유입구(814)는 가열 플레이트(810)의 중심축과 대응되게 위치될 수 있다. 공급구(816)는 복수 개로 제공되며, 각각은 가열 플레이트(810)의 원주방향을 따라 순차적으로 배열된다. 서로 인접한 2 개의 공급구(816)들 간에는 동일 간격으로 이격되게 형성된다. 가열 플레이트(810)의 내부에는 가스 유로(818)가 형성된다. 가스 유로(818)는 유입구(814) 및 공급구(816)를 서로 연결한다. 가스 유로(818)는 가스 공급 부재(840)로부터 제공된 가스가 가열 플레이트(810)의 내부에 흐르는 유로(818)로 제공된다. 유입구(814)를 통해 유입된 가스는 공급구(816)를 통해 배출되도록 제공된다. 가스 유로(818)는 메인 라인(818a) 및 분기 라인(818b)을 포함한다. 메인 라인(818a)은 유입구(814)에 연결되고, 분기 라인(818b)은 메인 라인(818a)과 공급구(816)를 서로 연결한다. 도 8은 도 7의 가열 플레이트(810) 내부에 형성된 분기 라인(818b)을 보여주는 수평 단면도이다. 도 8을 참조하면, 분기 라인(818b)은 복수 개로 제공되며, 메인 라인(818a)으로부터 분기되어 각 공급구(816)에 일대일 대응되도록 공급구(816)에 연결된다. 일 예에 의하면, 상부에서 바라볼 때 분기 라인(818b)들 각각이 메인 라인(818a)으로부터 분기되는 지점은 동일하게 제공될 수 있다. 분기 라인(818b)들 각각이 메인 라인(818a)으로부터 분기되는 지점은 가열 플레이트(810)의 중심축과 대응되게 제공될 수 있다. 분기 라인(818b)들 각각은 메인 라인(818a)으로부터 가열 플레이트(810)의 반경 방향을 향하도록 분기될 수 있다. 분기 라인(818b)들 각각이 메인 라인(818a)으로부터 분기되는 지점은 가열 부재(830)와 인접한 영역일 수 있다. 이에 따라 분기 라인(818b)을 통해 공급구(816)로 제공되는 가스는 가열 부재(830)에 의해 가열될 수 있다.
가열 부재(830)는 가열 플레이트(810)에 놓인 기판(W)을 기설정 온도로 가열한다. 도 9는 도 7의 가열 플레이트 내부에 제공된 가열 부재를 보여주는 수평 단면도이다. 도 9를 참조하면, 가열 부재(830)는 복수 개의 히터(830)를 포함한다. 각각의 히터(830)는 가열 플레이트(810)의 내부에 위치된다. 각각의 히터(830)는 동일 평면 상에 위치된다. 각각의 히터(830)는 가스 유로(818) 및 가열 플레이트(810)의 상면 사이에 위치된다. 따라서 히터(830)는 가열 플레이트(810) 지지된 기판(W) 및 분기 라인(818b)을 통해 흐르는 가스를 동시에 가열할 수 있다. 각각의 히터(830)는 가열 플레이트(810)의 서로 상이한 영역을 가열한다. 가열 플레이트(810)의 서로 상이한 영역은 각 히터(830)에 의해 가열되는 히팅존으로 제공된다. 각 히텅존은 히터(830)들과 일대일 대응되도록 제공된다. 예컨대 히팅존들은 15개 일 수 있다. 가열 부재(830)는 가스 유로(818)와 가열 플레이트(810)의 상면 사이에 위치된다. 예컨대, 가열 부재(830)는 열전 소자 또는 열선일 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 가스 공급 부재(840)는 가스 유로(818)에 가스를 제공한다. 가스 공급 부재(840)는 가스 공급 라인(842)을 포함한다. 가스 공급 라인(842)은 일단이 유입구(814)에 연결되고, 타단이 외부에 노출되게 제공된다. 외부의 공기는 가스 공급 라인(842)을 통해 유입구(814)로 제공된다. 일 예에 의하면, 가스는 외부의 청정 에어를 포함할 수 있다. 가스는 필터에 의해 필터링된 청정 에어일 수 있다. 선택적으로 가스 공급 라인(842)은 가스가 저장된 가스 저장 탱크(844)와 유입구(814)를 연결하도록 제공될 수 있다. 가스는 비활성 가스일 수 있다.
단열 부재(850)는 가열 플레이트(810)의 주변에 위치된 장치들이 열 변형되는 것을 방지한다. 단열 부재(850)는 가열 플레이트(810)의 주변 장치들이 가열 부재(830)에서 발생된 고온의 열에 노출되는 것을 최소화한다. 단열 부재(850)는 내부 링(852), 외부 컵(854), 그리고 하부 컵(856)을 포함한다. 내부 링(852)은 링부(852a) 및 내측부(852b)를 포함한다. 링부(852a)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 링부(852a)는 가열 플레이트(810)의 외측부를 감싸도록 제공된다. 링부(852a)는 가열 플레이트(810)와 이격되게 위치된다. 내측부(852b)는 링부(852a)의 하단으로부터 수직하게 연장된다. 내측부(852b)는 링부(852a)의 하단으로부터 내측방향으로 연장된다. 내측부(852b)는 가열 플레이트(810)의 외측면에 고정 결합된다. 외부 컵(854)은 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 외부 컵(854)은 내부 링(852)에 비해 큰 직경을 가지도록 제공된다. 외부 컵(854)은 내부 링(852)을 감싸도록 제공된다. 외부 컵(854)은 내부 링(852)과 이격되게 위치된다. 외부 컵(854)은 그 상단이 내부 링(852)과 동일한 높이로 제공된다. 외부 컵(854)의 바닥면은 가열 플레이트(810)의 저면과 결합된다. 하부 컵(856)은 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 하부 컵(856)은 외부 컵(854)과 동일한 직경을 가지도록 제공된다. 하부 컵(856)은 그 상단이 외부 컵(854)의 아래에 위치된다. 가열 플레이트(810), 내부 링(852), 외부 컵(854), 그리고 하부 컵(856) 각각은 그 중심축들이 서로 일치되도록 위치된다. 일 예에 의하면, 내부 링(852) 및 외부 컵(854) 각각의 상단은 가열 플레이트(810)의 상면보다 아래에 위치될 수 있다. 내부 링(852), 외부 컵(854), 그리고 하부 컵(856)은 열 전도성이 낮은 재질로 제공될 수 있다.
하우징(860)은 기판(W)의 가열 처리 공정이 진행되는 처리 공간(802)을 제공한다. 하우징(860)은 하부 바디(862), 상부 바디(864), 구동기(866)를 포함한다. 하부 바디(862)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 하부 바디(862)는 외부 컵(854)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 하부 바디(862)의 내측면은 외부 컵(854)과 인접하게 위치된다. 하부 바디(862)는 그 위치가 고정되게 설치된다. 상부 바디(864)는 하부가 개방된 통 형상을 가진다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)와 조합되어 내부에 처리 공간(802)을 형성한다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)와 동일한 직경을 가진다. 상부 바디(864)는 하부 바디(862)의 상부에 위치된다. 상부 바디(864)는 구동기(866)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하다. 상부 바디(864)는 상하 방향으로 이동되어 승강 위치 및 하강 위치로 이동 가능하다. 여기서 승강 위치되는 상부 바디(864)가 하부 바디(862)와 이격되는 위치이고, 하강 위치는 상부 바디(864)가 하부 바디(862)에 접촉되게 제공되는 위치이다. 하강위치에는 상부 바디(864)와 하부 바디(862) 간의 틈을 차단한다. 따라서 상부 바디(864)가 하강위치로 이동되면, 상부 바디(864), 하부바디, 그리고 가열 플레이트(810)에 의해 처리 공간(802)이 형성된다. 상부 바디(864)는 상면에 배기홀(865)이 형성된다. 배기홀(865)은 상부 바디(864)의 중심축과 대응되게 형성된다. 처리 공간(802)의 분위기 및 처리 공간(802)에서 발생된 파티클은 배기홀(865)을 통해 외부로 배기된다.
실링 부재(870)는 외부의 공기가 처리 공간(802)에 유입되는 것을 방지한다. 실링 부재(870)는 하부 바디(862)와 외부 컵(854), 그리고 외부 컵(854)과 하부 컵(856) 간의 틈을 실링한다. 실링 부재(870)는 각 틈을 통해 외부로부터 에어가 처리 공간(802)에 유입되는 것을 실링한다. 실링부재(870)는 제1링(872) 및 제2링(874)을 포함한다. 제1링(872) 및 제2링(874)은 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 제1링(872)은 하부 바디(862)와 외부 컵(854) 간의 사이 공간에 위치되어 그 틈을 실링한다. 제2링(874)은 외부 컵(854)과 하부 컵(856) 간의 사이 공간에 위치되어 그 틈을 실링한다.
가이드(880)는 공급구(816)를 통해 처리공간으로 제공된 가스의 흐름을 제어한다. 가이드(880)는 공급구(816)를 통해 제공된 가스와 기판(W) 간의 접촉을 최소화하도록 가스의 흐름을 우회시킨다. 도 10은 도 7의 가이드를 보여주는 평면도이다. 도 10을 참조하면, 가이드(880)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 가이드(880)의 내경은 가열 플레이트(810)의 직경보다 작게 제공된다. 가이드(880)의 저면 내측부는 가열 플레이트(810)의 상면 가장자리부에 고정 결합된다. 가이드(880) 및 가열 플레이트(810) 각각은 그 중심축들이 서로 일치하도록 위치된다. 가이드(880)의 내측면은 중심축에 가까워질수록 하향 경사지게 제공된다. 가이드(880)의 경사면은 가열 플레이트(810)에 기판(W)이 정위치에 놓이도록 기판(W)을 안내한다. 가이드(880)의 외경은 가열 플레이트(810)의 직경보다 크고, 내부 링(852)의 직경보다 작게 제공된다. 따라서 공급구(816)를 통해 내부 링(852)과 가열 플레이트(810) 간의 사이 공간에 제공된 가스는 가이드(880)와 간섭된다. 이에 따라 가스는 가이드(880)와 하우징(860) 간의 사이 공간을 통해 기판(W)의 상부 영역으로 제공된다.
상술한 실시예와 달리, 도 11의 가이드(880)는 그 외경이 하우징(860)의 직경에 대응되게 제공될 수 있다. 가이드(880)에는 상하방향을 향하는 관통홀(882)들이 복수 개로 형성될 수 있다. 각각의 관통홀(882)은 가이드(880)의 가장자리부에 형성될 수 있다. 각각의 관통홀(882)은 가이드(880)의 원주 방향을 따라 순차적으로 형성될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 각각의 관통홀(882)은 가열 플레이트(810)에 비해 하우징(860)에 가깝게 형성될 수 있다. 이에 따라 가이드(880)의 하부 영역에 제공된 가스는 관통홀(882)을 통해 상부 영역으로 제공될 수 있다. 선택적으로 가이드(880)의 외경은 하우징(860)의 직경보다 조금 작게 제공될 수 있다.
또한 관통홀(882)은 경사진 방향을 향하도록 제공될 수 있다
또한 도 12의 가이드(880)는 중심축으로부터 끝단 간의 길이(이하 끝단 길이)가 영역 별(880a, 880b)로 상이하게 제공될 수 있다. 냉각 플레이트(422)는 가열 플레이트(810)의 일측에 위치되며, 그 일측 영역에 제공되는 가스는 타측 영역에 제공되는 가스에 비해 온도가 낮게 제공될 수 있다. 이로 인해 상기 일측 영역에 대응되는 가이드(880)의 끝단 길이는 상기 타측 영역에 제공되는 끝단 길이보다 길게 제공될 수 있다. 이에 따라 가열 플레이트(810)의 일측 영역에 제공된 가스는 타측 영역에 제공된 가스에 비해 기판(W)과 더 이격되게 우회하여 가이드(880)의 상부 영역으로 제공된다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상 챔버(460)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(470)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(470)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 기판(W)을 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다.
현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상 챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(470)는 냉각 플레이트(471) 또는 가열 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다. 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 도포 모듈(401)의 베이크 챔버와 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제 2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 제 2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 제 3 방향(16)을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 제 1 방향(12)을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제 1 냉각 챔버(530)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 배치된다.
제 2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 기판(W)을 운반한다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 제 1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제 1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 기판들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 기판들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 기판들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 전처리 모듈(601)은 후처리 모듈(602)의 상부에 위치된다. 전처리 모듈(601)은 도포 모듈(401)과 동일한 높이로 제공된다. 후처리 모듈(602)은 현상 모듈(402)과 동일한 높이로 제공된다. 전처리 모듈(601)은 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 챔버(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 챔버(620)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 챔버(610)와 베이크 챔버(620)는 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 챔버(610)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 챔버(610)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 챔버(620)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 챔버(620)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(630)는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 반송 챔버(630)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 전처리 로봇(632)은 보호막 도포 챔버들(610), 베이크 챔버들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 이송한다. 전처리 로봇(632)은 핸드(633), 아암(634), 그리고 지지대(635)를 가진다. 핸드(633)는 아암(634)에 고정 설치된다. 아암(634)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 아암(634)은 지지대(635)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(635)에 결합된다.
보호막 도포 챔버(610)는 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 챔버(610)는 하우징(611), 지지 플레이트(612), 그리고 노즐(613)을 가진다. 하우징(611)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(612)는 하우징(611) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(613)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(612)는 고정된 상태로 제공될 수 있다. 보호액은 발포성 재료를 포함한다. 보호액은 포토 레지스터 및 물과의 친화력이 낮은 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 보호액은 불소계의 용제를 포함할 수 있다. 보호막 도포 챔버(610)는 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 챔버(620)는 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 가열 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 챔버(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버들(620) 중 일부는 가열 플레이트(622) 만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(621) 만을 구비할 수 있다.
후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(680)는 상부에서 바라볼 때 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(680)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 반송 챔버(680) 내에는 후처리 로봇(682)이 위치된다. 후처리 로봇(682)은 세정 챔버들(660), 노광 후 베이크 챔버들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 운반한다. 후처리 모듈(602)에 제공된 후처리 로봇(682)은 전처리 모듈(601)에 제공된 전처리 로봇(632)과 동일한 구조로 제공될 수 있다.
세정 챔버(660)는 노광 공정 이후에 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 그 내부에 냉각 플레이트(671)를 더 구비할 수 있다. 냉각 플레이트(671)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(673)이 제공된다. 또한, 선택적으로 냉각 플레이트(671)만을 가진 베이크 챔버가 더 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다. 또한, 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(680)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 보호막 도포 챔버(610)와 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 챔버(620)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.
인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 2 버퍼 로봇(560)과 대체로 유사한 구조를 가진다.
제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 후처리 모듈(602)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 2 버퍼(730)의 하우징(4531)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 기판에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
810: 가열 플레이트 814: 유입구
816: 공급구 818: 가스 유로
818a: 메인 라인 818b: 분기 라인
830: 가열부재 840: 가스 공급 부재
860: 하우징 862: 하부 바디
864: 상부 바디 880: 가이드

Claims (20)

  1. 내부에 처리공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리공간에서 기판을 지지하며, 내부에 가스 유로가 형성되는 가열 플레이트와;
    상기 가열 플레이트에 제공되며, 상기 가열 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재와;
    상기 가스 유로에 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 포함하되,
    상기 가열 플레이트는 상기 가스 유로를 통해 상기 처리공간에 가스를 제공하도록 위치되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 플레이트에는 상기 가스 유로에 연결되며 상기 처리 공간에 가스를 제공하는 공급구 및 상기 가스 유로에 가스가 제공되도록 상기 가스 유로에 연결되는 상기 유입구가 형성되되,
    상기 가스 유로는 상기 가열 부재와 인접하게 위치되도록 상기 가열 플레이트에 형성되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급구는 상기 가열 플레이트의 외측면에 복수 개로 형성되며,
    상기 가스 유로는,
    상기 유입구에 연결되는 메인 라인과;
    상기 메인 라인으로부터 분기되어 각각의 상기 공급구에 연결되는 분기 라인을 포함하되,
    상기 분기 라인은 상기 가열 부재와 인접하게 위치되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가열 부재는 상기 가열 플레이트에서 기판이 지지되는 상기 가열 플레이트의 상면과 상기 분기 라인 사이에 위치되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 메인 라인에서 상기 분기 라인이 분기되는 지점은 상기 가열 플레이트의 중심축과 대응되도록 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공급구는 상기 가열 플레이트의 원주 방향을 따라 배열되게 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리공간으로 제공된 가스의 흐름을 제어하는 가이드를 더 포함하되,
    상기 가이드는 상기 공급구보다 위에 위치되고, 상기 가열 플레이트를 감싸는 링 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 가열 플레이트보다 큰 외경을 가지는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 가이드는 일부 영역이 상기 가열 플레이트의 상면에 중첩되고, 나머지 영역이 상기 가열 플레이트와 상기 하우징 간의 사이 공간에 중첩되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 하우징보다 작은 외경을 가지며, 상기 가이드와 상기 하우징 간에는 틈이 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 나머지 영역에는 관통홀이 형성되는 기판 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 가열 플레이트의 외측부를 감싸는 단열 부재를 더 포함하되,
    상기 단열 부재는 상기 공급구와 대향되게 위치되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단열 부재는 그 상단이 상기 공급구보다 높고, 하단이 상기 가이드보다 낮게 위치되는 기판 처리 장치.
  14. 내부에 처리공간을 제공하는 하우징과;
    상기 처리공간에 위치되고, 상면에 기판을 지지하는 가열 플레이트와;
    상기 가열 플레이트에 제공되며, 상기 가열 플레이트에 지지된 기판을 열 처리하는 가열부재와;
    상기 처리공간에 형성된 기류를 제어하는 가이드를 포함하되,
    상기 하우징은
    상기 가열 플레이트의 상부 및 측부를 감싸며, 배기홀이 형성되는 상부 바디와;
    상기 배기홀에 연결되는 배기라인을 포함하되,
    상기 가이드는 상기 하우징과 상기 가열 플레이트 간의 사이 공간에서 상기 가열 플레이트를 감싸는 링 형상을 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 가열 플레이트의 상면 가장자리 영역에 고정 결합되며, 상기 가열 플레이트보다 큰 외경을 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 상부 바디의 내측면보다 작은 외경을 가지는 기판 처리 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 가이드에는 상기 사이 공간과 대응되는 영역에 관통홀이 형성되는 기판 처리 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 가이드에서 상기 관통홀이 형성되는 영역은 상기 가열 플레이트보다 상기 상부 바디에 가깝게 위치되는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 관통홀은 복수 개로 형성되며, 상기 가이드의 원주방향을 따라 배열되는 기판 처리 장치.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상부에서 바라볼 때 상기 배기홀은 상기 상부 바디의 상면에 형성되는 기판 처리 장치.


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