KR20190014254A - 가열 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 가열하는 가열 유닛에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열 유닛은, 열선과; 상기 열선에 전력을 인가하는 전원과; 일단은 상기 전원에 연결되고, 타단에는 상기 열선에 연결되는 단자가 제공되는 전선과; 상기 단자 및 상기 열선을 접합시키는 접합부와; 상기 접합부의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 보호 부재를 포함한다.

Description

가열 유닛{HEATING UNIT}
본 발명은 기판을 가열하는 가열 유닛에 관한 것이다.
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.
사진 공정은 크게 도포공정, 노광공정 그리고 현상공정으로 이루어지며, 도포공정 후 노광공정이 진행되기 전 및 노광공정이 진행된 후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열 처리하는 과정으로, 가열 플레이트에 놓인 기판을 히터로부터 제공된 열로 인해 그 기판을 열 처리한다.
도 1은 일반적인 열선(12) 및 전선(13)의 연결 구조(10)를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 상기 가열 플레이트와 같은 기판을 가열하는 가열 유닛(11)에는 전력이 인가되어 열을 발생시키는 열선(12)이 제공된다. 열선(12)에는 끝단에 단자(14)가 제공된 전선(13)을 통해 전력이 전달된다. 일반적으로 단자(14)는 땜납(15)에 의해 열선(12)에 부착된다. 이 경우, 열선(12) 및 단자(14)를 접착시키는 땜납(15)은 엣지부가 외부로 노출된다. 따라서, 기판 가열 등을 위한 고열에 의해 산화될 수 있다. 이는 땜납(15)이 손상되는 원인이되고 땜납(15)의 수명이 단축된다.
또한, 이를 방지하기 위해, 단자를 나사에 의해 열선에 연결하는 경우, 열선 등의 합선의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 땜납의 산화를 방지할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 땜납의 수명을 연장시킬 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 단자 연결에 의한 합선을 방지할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판을 가열하는 가열 유닛을 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 가열 유닛은, 열선과; 상기 열선에 전력을 인가하는 전원과; 일단은 상기 전원에 연결되고, 타단에는 상기 열선에 연결되는 단자가 제공되는 전선과; 상기 단자 및 상기 열선을 접합시키는 접합부와; 상기 접합부의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 보호 부재를 포함한다.
상기 접합부의 엣지부는 상기 단자보다 외측으로 연장되게 제공되고, 상기 보호 부재는, 상기 엣지부의 외측 영역을 감싸는 제 1 보호막과; 상기 엣지부의 상기 단자에 대향되는 영역 및 상기 외측 영역의 사이 영역을 감싸는 제 2 보호막을 포함할 수 있다.
상기 접합부는, 상기 단자를 접합시키는 땜납층과; 상기 땜납층 및 상기 열선 사이에 제공되고, 금속에 대한 접합력이 상기 열선 및 상기 땜납층보다 높은 재질로 제공되는 접합력 부가층을 포함할 수 있다.
상기 땜납층은 상기 단자보다 외측으로 연장되게 제공되고, 상기 접합력 부가층은 상기 땜납층보다 외측으로 연장되게 제공되고, 상기 보호 부재는 상기 접합력 부가층의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 제 1 보호막을 포함할 수 있다.
상기 보호 부재는 상기 땜납층의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 제 2 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 보호막은 석영(SiO2)을 포함하는 재질로 제공되고, 상기 제 2 보호막은 지르코니아 재질 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
상기 접합력 부가층은, 상기 열선에 접합되고, 은(Ag)을 포함하는 재질로 제공되는 은층과; 상기 땜납층 및 상기 은층의 사이에 제공되고, 니켈(Ni)을 포함하는 재질로 제공되는 니켈층을 포함할 수 있다.
상기 니켈층은, 니켈을 포함하는 재질의 재료를 상기 은층 상에 스크린 프린트 방식으로 제공되는 니켈 인쇄층과; 상기 니켈 인쇄층 상에 도금되는 니켈 도금층을 포함할 수 있다.
상기 단자의 상기 땜납층에 접합되는 면에는 니켈을 포함하는 재질로 도금되는 니켈 도금막이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가열 유닛은 땜납의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열 유닛은 땜납의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열 유닛은 단자 연결에 의한 합선을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 열선 및 전선의 연결 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가열 유닛의 열선 및 전선의 연결 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 연결구조를 보여주는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 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 실시 예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 기판은 반도체 웨이퍼 이외에 평판 표시 패널, 포토 마스크 등 다양한 종류의 기판일 수 있다. 또한, 이와 달리, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치는 전력을 전달하는 전선이 연결되는 열선이 제공되는 다양한 설비에 적용될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 기판 처리 설비(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 기판 처리 설비(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 기판 처리 설비(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 한다. 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 한다.
웨이퍼(W)는 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 일 예로 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), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 설명한다.
로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(120)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 4개의 재치대(120)가 제공된다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 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 웨이퍼(W)를 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 구조이다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 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 고정 결합된다. 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.
버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 버퍼 로봇(360)을 포함한다. 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 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 제공된다. 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 웨이퍼들(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 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 버퍼 로봇(360) 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 그리고 후술하는 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 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.
버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 포함한다. 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 상부 또는 하부 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 버퍼 로봇(360)은 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 웨이퍼(W)를 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 포함한다. 냉각 플레이트(352)는 웨이퍼(W)가 놓이는 상면 및 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇이 냉각 플레이트(352)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 웨이퍼(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. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
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(410), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)간에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다.
베이크 챔버(420)는 가열 유닛(421) 또는 냉각 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(422)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(424)이 제공된다. 베이크 챔버(420)들 중 일부는 가열 유닛(421)만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(422)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 가열 유닛(421)과 냉각 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(420)들 중 일부는 가열 유닛(421)만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(422)만을 구비할 수 있다.
현상 모듈(402)은 웨이퍼(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 웨이퍼(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. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
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), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 간에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 웨이퍼(W)를 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 웨이퍼를 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. 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 제공될 수 있다. 그 외 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)의 구성들은 도포 모듈(401)의 베이크 챔버(420)와 유사한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상술한 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공될 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 웨이퍼(W)를 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 포함한다. 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 적층되게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다.
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 웨이퍼(W)를 운반한다.
제 1 버퍼(720)는 공정이 수행된 웨이퍼(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 웨이퍼(W)들이 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 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치(800)를 보여주는 측단면도이다. 도 5를 참조하면, 기판 처리 장치(800)는 기판을 처리한다. 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 장치(800)는 공정 챔버(810), 덕트(820) 및 혼합 배기 유닛(830)을 포함한다.
공정 챔버(810)는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간이 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 공정 챔버(810)는 기판을 열처리하는 열처리 챔버로 제공된다. 예를 들면, 공정 챔버(810)는 도 2 내지 도 4의 기판 처리 설비(1)의 기판을 가열하는 가열 유닛이 내부에 제공된 베이크 챔버(420, 470)로 제공될 수 있다. 이와 달리, 공정 챔버(810)는 내부의 기체의 배기가 요구되는 기판에 대해 다양한 종류의 공정을 수행하는 챔버일 수 있다.
공정 챔버(810)의 처리 공간 내의 기체는 덕트(820)를 통해 배기된다. 공정 챔버(810)가 상술한 베이크 챔버(420, 470)와 같이 적층되는 경우, 덕트(820)는 각 공정 챔버(810)와 연결되도록 제공된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가열 유닛의 열선 및 전선의 연결 구조를 보여주는 단면도이다. 도 7은 도 6의 연결구조를 보여주는 평면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 가열 유닛(1000)은 기판(W)을 가열한다. 일 실시 예에 따르면, 가열 유닛(1000)은 도 5의 공정 챔버(810) 내에서 기판을 가열하는 장치로 제공될 수 있다. 이와 달리, 가열 유닛(1000)은 기판(W)의 가열이 요구되는 다양한 장치에 적용될 수 있다. 가열 유닛(1000)은 열선(1100), 전원(1200), 전선(1300), 접합부(1400) 및 보호 부재(1500)를 포함한다.
열선(1100)은 인가되는 전력에 의해 열을 발생시킨다. 일 실시 예에 따르면, 열선(1100)은 도 5의 공정 챔버(810) 내에서 기판(W)을 지지하는 지지 유닛(811)에 설치된다. 열선(1100)에는 전원(1200)으로부터 발생된 전력이 인가된다. 열선(1100)은 지지 유닛(811)에 설정된 패턴에 따라 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 열선(1100)은 지지 유닛(811)에 인쇄된 후 소결 공정에 의해 형성된다. 열선(1100)은 기판(W) 가열 시 적절한 온도의 열을 발생시킬 수 있는 저항을 가지는 금속 재질로 제공된다. 예를 들면, 열선은 AgPt 재질로 제공될 수 있다. 열선(1100)이 지지 유닛(811)에 설치된 후, 접합부(1400)가 제공되기 전에 열선(1100)의 가장자리 영역 및 지지 유닛(811)의 열선(1100)에 인접한 영역에는 글라스막(1600)이 제공된다. 글라스막(1600)은 열선(1100)의 가장자리 영역이 손상되는 것을 방지한다.
전선(1300)의 일단에는 전원에 연결된다. 전선(1300)의 타단에는 단자(1310)가 제공된다. 단자(1310)는 열선(1100)에 연결된다. 단자(1310)의 땜납층(1410)에 접합되는 면에는 니켈(Ni) 재질로 도금되는 니켈 도금막(1311)이 제공된다. 니켈 도금막(1311)은 단자(1310)와 땜납층(1410) 간의 접합력을 증가시킨다. 단자(1310)와 지지 유닛(811) 간에 열팽창율이 일정 값 이상의 차이를 가지는 경우, 온도 변화에 의해 단자(1310)가 열선(1100)으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 단자(1310)는 지지 유닛(811)과 유사한 열팽창율을 가지는 재질로 제공된다. 예를 들면, 지지 유닛(811)이 질화 알루미늄(AlN) 재질로 제공되는 경우, 단자(1310)는 텅스텐(Tungsten) 재질로 제공된다.
접합부(1400)는 단자(1310) 및 열선(1100)을 접합시킨다. 접합부(1400)는 단자(1310) 및 열선(1100)의 사이에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 접합부(1400)의 엣지부는 단자(1310)보다 외측으로 연장되게 제공된다. 따라서, 보호 부재(1500)가 제공되지 않는 경우, 접합부(1400)의 엣지부는 외부에 노출된다. 일 실시 예에 따르면, 접합부(1400)는 땜납층(1410) 및 접합력 부가층(1420)을 포함한다.
땜납층(1410)은 열선(1100) 및 단자(1310)의 사이에 제공되어 단자(1310)를 열선(1100)에 접합시킨다. 상부에서 바라볼 때, 땜납층(1410)은 단자(1310)보다 외측으로 연장되게 제공된다.
접합력 부가층(1420)은 땜납층(1410) 및 열선(1100)의 사이에 제공된다. 상부에서 바라볼 때, 접합력 부가층(1420)은 땜납층(1410)보다 외측으로 연장되게 제공된다. 접합력 부가층(1420)은 금속에 대한 접합력이 열선(1100) 및 땜납층(1410)보다 높은 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 접합력 부가층(1420)은 은층(1421) 및 니켈층(1422)을 포함한다.
은층(1421)은 열선(1100)에 접합된다. 은층(1421)은 AgPt 등의 일반적인 열선(1100)의 재질보다 니켈과의 접합력이 우수한 은(Ag)을 포함하는 재질로 제공된다. 은층(1421)은 은(Ag) 재질로 제공됨으로써, 열선(1100)과 니켈층(1422) 간의 접합력을 증가시킨다.
니켈층(1422)은 땜납층(1410) 및 은층(1421)의 사이에 제공된다. 니켈층(1422)은 땜납 재질보다 금속과의 접합력이 우수한 니켈(Ni) 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면 니켈층(1422)은 니켈 인쇄층(1423) 및 니켈 도금층(1424)을 포함한다.
니켈 인쇄층(1423)은 니켈(Ni) 재질의 재료를 은층(1421) 상에 스크린 프린트 방식으로 인쇄함으로써 제공된다. 니켈 인쇄층(1423)은 니켈층(1422) 전체의 두께를 충분히 제공하도록 제공된다. 니켈층(1422)의 두께가 충분히 두껍게 제공되지 않은 경우, 단자(1310) 및 열선(1100)의 접합을 유지할 수 있는 충분한 니켈층(1422)의 접합력을 제공할 수 없다. 니켈 인쇄층(1423)은 니켈 도금층(1424)보다 두껍게 제공된다. 예를 들면, 이하 설명될 니켈 도금층(1424)이 5㎛로 제공되는 경우, 니켈 인쇄층(1423)은 20㎛로 제공될 수 있다.
니켈 도금층(1424)은 니켈 인쇄층(1423) 상에 도금된다. 인쇄 방식으로 제공된 니켈 인쇄층(1423)은 조직이 충분히 조밀하지 못하므로, 니켈 인쇄층(1423)에 직접 땜납층(1410)을 브레이징(Brazing) 시키는 경우 땜납 재료가 니켈 인쇄층(1423)에 침투하여 땜납층(1410)이 직접 은층(1421)에 접촉되는 경우, 니켈층(1422)의 접합력을 저하할 수 있다. 따라서, 니켈 재질을 조밀하게 도포할 수 있는 도금 방식으로 니켈 도금층(1424)을 니켈 인쇄층(1423) 상에 제공함으로써, 땜납층(1410)이 니켈 인쇄층(1423)에 침투하는 것을 방지한다.
보호 부재(1500)는 접합부(1400)의 외부로 노출된 엣지부를 감싼다. 일 실시 예에 따르면, 보호 부재(1500)는 제 1 보호막(1510) 및 제 2 보호막(1520)을 포함한다. 보호 부재(1500)는 접합부(1400)의 외부로 노출된 영역이 산화되는 것을 방지한다.
제 1 보호막(1510)은 접합부(1400)의 엣지부의 외측 영역을 감싼다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 보호막(1510)은 접합력 부가층(1420)의 외부로 노출된 엣지부를 감싼다. 제 1 보호막(1510)은 제 2 보호막(1520)보다 먼저 제공된다. 제 1 보호막(1510)은 접합력 부가층(1420)의 산화를 방지할 수 있는 재질로 제공된다. 예를 들면, 제 1 보호막(1510)은 석영(SiO2) 재질로 제공될 수 있다.
제 2 보호막(1520)은 접합부(1400)의 엣지부의 단자(1310)에 대향되는 영역 및 외측 영역의 사이 영역을 감싼다. 일 실시 예에 따르면, 제 2 보호막(1520)은 땜납층(1410)의 외부로 노출된 엣지부를 감싼다. 제 2 보호막(1520)은 땜납층(1410)의 산화를 방지할 수 있는 재질로 제공된다. 예를 들면, 제 2 보호막(1520)은 지르코니아(Zirconia) 재질 또는 석영(SiO2) 등의 세라믹 재질로 제공된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 접합부(1400)는 보호 부재(1500)에 의해 산화가 방지되므로, 단자(1310)와 열선(1100)을 접합시키는 접합부(1400)의 수명을 연장시킬 수 있다.
1000: 가열 유닛 1100: 열선
1200: 전원 1300: 전선
1310: 단자 1311: 니켈 도금막
1400: 접합부 1410: 땜납층
1420: 접합력 부가층 1421: 은층
1422: 니켈층 1423: 니켈 인쇄층
1424: 니켈 도금층 1500: 보호 부재
1510: 제 1 보호막 1520: 제 2 보호막

Claims (9)

  1. 기판을 가열하는 가열 유닛에 있어서,
    열선과;
    상기 열선에 전력을 인가하는 전원과;
    일단은 상기 전원에 연결되고, 타단에는 상기 열선에 연결되는 단자가 제공되는 전선과;
    상기 단자 및 상기 열선을 접합시키는 접합부와;
    상기 접합부의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 보호 부재를 포함하는 가열 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합부의 엣지부는 상기 단자보다 외측으로 연장되게 제공되고,
    상기 보호 부재는,
    상기 엣지부의 외측 영역을 감싸는 제 1 보호막과;
    상기 엣지부의 상기 단자에 대향되는 영역 및 상기 외측 영역의 사이 영역을 감싸는 제 2 보호막을 포함하는 가열 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합부는,
    상기 단자를 접합시키는 땜납층과;
    상기 땜납층 및 상기 열선 사이에 제공되고, 금속에 대한 접합력이 상기 열선 및 상기 땜납층보다 높은 재질로 제공되는 접합력 부가층을 포함하는 가열 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 땜납층은 상기 단자보다 외측으로 연장되게 제공되고,
    상기 접합력 부가층은 상기 땜납층보다 외측으로 연장되게 제공되고,
    상기 보호 부재는 상기 접합력 부가층의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 제 1 보호막을 포함하는 가열 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보호 부재는 상기 땜납층의 외부로 노출된 엣지부를 감싸는 제 2 보호막을 더 포함하는 가열 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 보호막은 석영(SiO2)을 포함하는 재질로 제공되고,
    상기 제 2 보호막은 지르코니아 재질 또는 세라믹 재질로 제공되는 가열 유닛.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 접합력 부가층은,
    상기 열선에 접합되고, 은(Ag)을 포함하는 재질로 제공되는 은층과;
    상기 땜납층 및 상기 은층의 사이에 제공되고, 니켈(Ni)을 포함하는 재질로 제공되는 니켈층을 포함하는 가열 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 니켈층은,
    니켈을 포함하는 재질의 재료를 상기 은층 상에 스크린 프린트 방식으로 제공되는 니켈 인쇄층과;
    상기 니켈 인쇄층 상에 도금되는 니켈 도금층을 포함하는 가열 유닛.
  9. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 단자의 상기 땜납층에 접합되는 면에는 니켈을 포함하는 재질로 도금되는 니켈 도금막이 제공되는 가열 유닛.
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