KR20220011261A - 지지 유닛 및 이를 이용한 기판 리프팅 방법 - Google Patents

지지 유닛 및 이를 이용한 기판 리프팅 방법 Download PDF

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KR20220011261A
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이종구
신경식
이승준
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 지지 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지 플레이트; 지지 플레이트 상에서 기판을 승하강시키는 리프트 핀; 리프트 핀을 승하강시키는 구동 부재; 지지 플레이트에 놓인 기판의 저면으로 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 포함하고, 가스 공급 부재는, 지지 플레이트 내에 제공되며 복수의 토출구를 가지는 가스 공급관과; 가스 공급원으로부터 가스 공급관으로 가스를 공급하는 가스 공급 라인과; 가스 공급 라인 상에 설치되어 가스의 공급 여부 또는 공급 유량을 조절하는 밸브를 포함할 수 있다.

Description

지지 유닛 및 이를 이용한 기판 리프팅 방법{SUPPORTING UNUT AND METHOD FOR LIFTING SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 지지 유닛 그리고 이를 이용하여 기판을 들어올리는 기판 리프팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위하여, 기판에 증착, 도포, 현상, 식각, 세정 등과 같은 단위 공정들을 순차적 또는 반복적으로 처리한다. 각각의 공정은 서로 상이한 장치에서 진행되며, 기판 처리 장치에 구비된 로봇은 기판을 각각의 장치 간에 반송한다. 또한 각각의 장치에는 로봇으로부터 기판을 인수받거나 인계하는 핀 어셈블리가 제공된다. 이때 핀 어셈블리에는 기판을 로봇으로부터 인수받거나 로봇으로 인계하기 위한 리프트 핀이 제공된다.
일반적으로 기판을 지지하는 지지 플레이트에는 이를 상하방향으로 관통하는 핀홀들이 형성된다. 핀홀들 각각에는 리프트 핀이 제공되며, 이는 승하강 이동하여 기판을 지지 플레이트에 안착시킨다.
다만, 리프트 핀이 지지 플레이트로부터 기판을 들어 올릴 때, 순간적으로 기판과 지지 플레이트 사이에 음압이 형성되어 기판이 튕겨 오르거나 깨지는 스퀴즈 이펙트(Squeeze effect) 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은, 리프트 핀의 동작 시 스퀴즈 이펙트가 발생되는 것을 최소화하는 기판 리프팅 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 지지 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 지지 유닛은, 기판이 놓이는 지지 플레이트; 지지 플레이트 상에서 기판을 승하강시키는 리프트 핀; 리프트 핀을 승하강시키는 구동 부재; 지지 플레이트에 놓인 기판의 저면으로 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 포함하고, 가스 공급 부재는, 지지 플레이트 내에 제공되며 복수의 토출구를 가지는 가스 공급관과; 가스 공급원으로부터 가스 공급관으로 가스를 공급하는 가스 공급 라인과; 가스 공급 라인 상에 설치되어 가스의 공급 여부 또는 공급 유량을 조절하는 밸브를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스 공급 부재와 구동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 제어기는, 리프트 핀이 기판을 지지 플레이트로부터 들어 올리기 직전에 기판의 저면으로 가스가 공급되도록 가스 공급 부재와 구동 부재를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어기는, 가스 공급 부재가 기판의 저면으로 가스를 공급하여 기판을 제1높이까지 부상시킨 이후에 리프트 핀이 기판을 제2높이까지 승강시키도록 가스 공급 부재와 구동 부재를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스 공급 부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 제어기는, 기판이 리프트 핀으로부터 언로딩되는 시점까지 기판의 저면으로 가스가 공급되도록 가스 공급 부재를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 토출구는 기판의 중앙 영역에 대응되는 위치에 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 토출구는 리프트 핀과 인접하게 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 지지 플레이트에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 리프팅하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리한 이후에 리프트 핀을 이용하여 기판이 놓이는 지지 플레이트로부터 기판을 승강시키되, 리프트 핀이 기판을 지지 플레이트로부터 들어 올리기 직전에 기판의 저면으로 가스를 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기판의 저면으로 가스를 공급하여 기판을 제1높이까지 부상시킨 이후에 리프트 핀이 기판을 제2높이까지 승강시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스는, 기판의 중앙 영역에 대응되는 영역으로 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스는 공기 또는 질소를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기판의 처리는 베이크 처리일 수 있다.
또한, 기판을 리프팅하는 방법은, 기판을 처리한 이후에 리프트 핀을 이용하여 기판이 놓이는 지지 플레이트로부터 기판을 승강시키되, 기판이 리프트 핀으로부터 언로딩되는 시점까지 기판의 저면으로 가스를 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스는, 기판의 중앙 영역에 대응되는 영역으로 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 가스는 공기 또는 질소를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기판의 처리는 베이크 처리일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 리프트 핀의 동작 시 스퀴즈 이펙트가 발생되는 것을 최소화되는 이점이 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 열처리 챔버의 평면도이다.
도 6은 도 3의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 유닛의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지 유닛을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 9 내지 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
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 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20, index module), 처리 모듈(30, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(40, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)이라 한다.
인덱스 모듈(20)은 기판(W)이 수납된 용기(10)로부터 기판(W)을 처리 모듈(30)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(10)로 수납한다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(20)은 로드포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 가진다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(10)는 로드포트(22)에 놓인다. 로드포트(22)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(22)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(10)가 사용될 수 있다. 용기(10)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic GuidedVehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(22)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(24)의 내부에는 인덱스 로봇(2200)이 제공된다. 인덱스 프레임(24) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(2300)이 제공되고, 인덱스 로봇(2200)은 가이드 레일(2300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(2200)은 기판(W)이 놓이는 핸드(2220)를 포함하며, 핸드(2220)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(30)은 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)을 가진다. 도포 블럭(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블럭(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블럭(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블럭(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블럭들(30b)은 서로 적층되게 제공된다.
도 1의 실시예에 의하면, 도포 블럭(30a)은 2개가 제공되고, 현상 블럭(30b)은 2개가 제공된다. 도포 블럭들(30a)은 현상 블럭들(30b)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블럭들(30a)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블럭들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 액 처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 가진다. 열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액처리 챔버(3600)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액막을 형성한다. 액막은 포토 레지스트막 또는 반사 방지막일 수 있다. 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a) 내에서 열처리 챔버(3200)와 액처리 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 로봇(3422)이 제공된다. 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판(W)을 반송한다. 일 예에 의하면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)이 놓이는 핸드(3420)를 가지며, 핸드(3420)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 챔버(3400) 내에는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공되는 가이드 레일(3300)이 제공되고, 반송 로봇(3422)은 가이드 레일(3300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
액처리 챔버(3600)는 복수 개로 제공된다. 액처리 챔버들(3600) 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 액 처리 챔버들(3600)은 반송 챔버(3402)의 일측에 배치된다. 액 처리 챔버들(3600)은 제1방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버들(3600) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 전단 액처리 챔버(3602)(front liquid treating chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버들(3600)은 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(40)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 후단 액처리 챔버(3604)(rear heat treating chamber)라 칭한다.
전단 액처리 챔버(3602)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액처리 챔버(3604)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사방지막일 수 있다. 이 경우, 반사방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
버퍼 챔버(3800)는 복수 개로 제공된다. 버퍼 챔버들(3800) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 반송 챔버(3400) 사이에 배치된다. 이하, 이들 버퍼 챔버를 전단 버퍼(3802)(front buffer)라 칭한다. 전단 버퍼들(3802)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 버퍼 챔버들(3802, 3804) 중 다른 일부는 반송 챔버(3400)와 인터페이스 모듈(40) 사이에 배치된다 이하. 이들 버퍼 챔버를 후단 버퍼(3804)(rear buffer)라칭한다. 후단 버퍼들(3804)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 전단 버퍼들(3802) 및 후단 버퍼들(3804) 각각은 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)은 인덱스 로봇(2200) 및 반송 로봇(3422)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 반송 로봇(3422) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다.
현상 블럭(30b)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)를 가진다. 현상 블럭(30b)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)는 도포 블럭(30a)의 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)와 대체로 유사한 구조 및 배치로 제공된다. 다만, 현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판(W)을 현상 처리하는 현상 챔버(3600)로 제공된다.
인터페이스 모듈(40)은 처리 모듈(30)을 외부의 노광 장치(50)와 연결한다. 인터페이스 모듈(40)은 인터페이스 프레임(4100), 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)를 가진다.
인터페이스 프레임(4100)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)는 인터페이스 프레임(4100)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(4200)는 도포 블럭(30a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(50)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)는 노광 장치(50)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블럭(30b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(4400)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(4400)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼들(4400)은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(3400)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(4200)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(4400)가 배치될 수 있다.
반송 부재(4600)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 부재(4600)는 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 부재(4600)는 제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)을 가진다. 제1로봇(4602)은 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 그리고 인터페이스 버퍼(4400) 간에 기판(W)을 반송하고, 인터페이스 로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)와 노광 장치(50) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(4400)와 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)은 각각 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
인덱스 로봇(2200), 제1로봇(4602), 그리고 제2 로봇(4606)의 핸드는 모두 반송 로봇(3422, 3424)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 열처리 챔버의 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받는 로봇의 핸드는 반송 로봇(3422, 3424)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공되고, 나머지 로봇의 핸드는 이와 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 인덱스 로봇(2200)은 도포 블럭(30a)에 제공된 전단 열처리 챔버(3200)의 가열 유닛(3230)과 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공된다.
또한, 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)에 제공된 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에 위치된 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공될 수 있다.
도 4는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 핸드(3420)는 베이스(3428) 및 지지 돌기(3429)를 가진다. 베이스(3428)는 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 베이스(3428)는 기판(W)의 직경보다 큰 내경을 가진다. 지지 돌기(3429)는 베이스(3428)로부터 그 내측으로 연장된다. 지지 돌기(3429)는 복수 개가 제공되며, 기판(W)의 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 의하며, 지지 돌기(3429)는 등 간격으로 4개가 제공될 수 있다.
열처리 챔버(3200)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3200)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3200)은 반송 챔버(3400)의 일측에 위치된다.
도 5는 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 3의 열처리 챔버의 정면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 열처리 챔버(3200)는 하우징(3210), 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)를 가진다.
하우징(3210)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3210)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)는 하우징(3210) 내에 제공된다. 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)은 제2 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)에 비해 반송 챔버(3400)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3220)은 냉각판(3222)을 가진다. 냉각판(3222)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3222)에는 냉각부재(3224)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3224)는 냉각판(3222)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3230)은 기판(W)을 상온보다 높은 온도로 가열하는 장치(1000)로 제공된다. 가열 유닛(3230)은 상압 또는 이보다 낮은 감압 분위기에서 기판(W)을 가열 처리한다.
반송 플레이트(3240)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(3240)의 가장자리에는 노치(3244)가 형성된다. 노치(3244)는 상술한 반송 로봇(3422, 3424)의 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(3420)에 형성된 돌기(3429)와 대응되는 수로 제공되고, 돌기(3429)와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(3240)는 가이드 레일(3249) 상에 장착되고, 구동기(3246)에 의해 가이드 레일(3249)을 따라 이동될 수 있다.
반송 플레이트(3240)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3242)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)의 끝단에서 반송 플레이트(3240)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(3242)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)와 가열 유닛(3230) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3240)와 리프트 핀(1340)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 반송 플레이트(3240) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3240)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3222)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3240)는 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
열처리 챔버들(3200) 중 일부의 열처리 챔버에 제공된 가열 유닛(3230)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착률을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
이하, 본 발명의 지지 유닛은 베이크 처리를 수행하는 열처리 챔버(3200) 내에 제공되는 것으로 설명한다. 그러나, 이와 달리 본 발명의 지지 유닛은 기판을 처리하기 위해 기판을 지지하는 수단을 갖는 다른 처리 장치에도 이용될 수 있다.
도 7는 도 6의 가열 유닛을 보여주는 단면도이고, 도 8은 지지 유닛을 상부에서 바라본 평면도이다. 도 7 내지 도 8을 참조하면, 가열 유닛(3230)은 챔버(1120), 지지 유닛(1300), 리프트 핀(1340), 구동 부재(1346), 가열 부재(1420), 그리고 제어기(1500)를 포함한다.
챔버(1100)는 내부에 기판(W)을 가열 처리하는 처리 공간(1110)을 제공한다. 처리 공간(1110)은 외부와 차단된 공간으로 제공된다.
지지 유닛(1300)은 처리 공간(1110)에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(1300)은 지지 플레이트(1320), 리프트 핀(1340), 구동 부재(1346), 프록시미티 핀(1350), 가이드 핀(1600), 가열 부재(1420) 그리고 가스 공급 부재(1800)를 포함한다. 지지 플레이트(1320)는 히터 유닛(1400)으로부터 발생된 열을 기판(W)으로 전달한다. 일 예에서, 지지 플레이트(1320)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 지지 플레이트(1320)의 상면은 기판(W)이 놓이는 안착면으로 기능한다. 안착면에는 복수의 리프트 홀(1341)들이 형성된다.
리프트 핀(1340)은 지지 플레이트(1320) 상에서 기판(W)을 승하강시킨다. 리프트 핀(1340)은 복수 개로 제공되며, 각각은 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 제공된다. 리프트 핀(1340)은 단일의 플레이트(1342)에 장착될 수 있다. 각각의 리프트 홀(1341)에는 리프트 핀(1340)이 위치된다.
구동 부재(1346)는 각각의 리프트 핀들(1342)을 승강 위치와 하강 위치 간에 이동시킨다. 여기서 승강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면보다 높은 위치이고, 하강 위치는 리프트 핀(1342)의 상단이 안착면과 동일하거나 이보다 낮은 위치로 정의한다. 구동 부재(1346)는 챔버(1100)의 외부에 위치될 수 있다. 일 예에서, 구동 부재(1346)는 모터일 수 있다.
프록시미티 핀(1350)은 기판(W)이 지지 플레이트(1320)에 직접적으로 접촉되는 것을 방지한다. 프록시미티 핀(1350)은 리프트 핀(1340)과 평행한 길이 방향을 가지는 핀 형상으로 제공된다. 프록시미티 핀(1350)은 복수 개로 제공되며, 각각은 지지 플레이트(1320)의 안착면에 고정 설치된다. 프록시미티 핀(1350)은 안착면으로부터 위로 돌출되게 위치된다. 프록시미티 핀(1350)의 상단은 기판(W)의 저면에 직접 접촉되는 접촉면으로 제공되며, 접촉면은 위로 볼록한 형상을 가진다. 이에 따라 프록시미티 핀(1350)과 기판(W) 간의 접촉 면적을 최소화할 수 있다.
가이드 핀(1600)은, 지지 플레이트(1320) 상에 놓이는 기판(W)의 로딩 위치를 가이드해준다. 이에, 지지 플레이트(1320) 상에서 기판(W)이 처리되는 동안 기판(W)이 기 설정된 위치에서 벗어나는 것을 방지한다. 일 예에서, 가이드 핀(1600)은 링 형상으로 제공된다. 선택적으로, 가이드 핀(1600)은 리프트 핀(1340) 또는 프록시미티 핀(1350)과 마찬 가지로 수직한 상하 방향을 향하는 핀 형상으로 복수 개 제공될 수 있다.
가열 부재는, 지지 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)을 가열 처리한다. 일 예에서 가열 부재는 복수 개의 히터들(1420)으로 제공된다. 일 예에서, 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)보다 아래에 위치된다. 히터들(1420)은 각각 지지 플레이트(1320) 내에 위치된다. 선택적으로 히터들(1420)은 지지 플레이트(1320)의 저면에 위치될 수 있다. 일 예에서, 각 히터들(1420)은 동일 평면 상에 위치된다.
가스 공급 부재(1800)는, 지지 플레이트(1320)에 놓인 기판(W)의 저면으로 가스를 공급한다. 가스 공급 부재(1800)는 가스 공급 라인(1840), 가스 공급관(1860, 1870), 그리고 밸브(1820)를 포함한다.
가스 공급 라인(1840)은, 가스 공급원(1810)으로부터 가스 공급관(1860, 1870)으로 가스를 공급한다. 일 예에서, 가스는 공기 또는 질소를 포함한다. 일 예에서, 가스 공급관(1860, 1870)은 지지 플레이트 내에 제공된다. 가스 공급관(1860, 1870)은 가스 공급 라인(1840)에 연결되는 메인관(1860)과, 메인관(1860)으로부터 분기되어 일단에 토출구를 갖는 분기관(1870)을 포함한다. 일 예에서, 토출구는 복수 개 제공된다. 일 예에서, 분기관(1870)은 3개 제공될 수 있다. 일 예에서, 토출구는 기판(W)의 중앙 영역에 대응되는 위치에 제공된다. 일 예에서, 토출구는 리프트 핀(1340)과 인접하게 제공된다. 예컨대, 기판(W)의 중앙 영역에서 토출구와 리프트 홀(1341)은 중첩되지 않도록 배치된다. 밸브(1820)는, 가스 공급 라인(1840) 상에 설치되어 기판(W)의 저면으로 공급되는 가스의 공급 여부 또는 공급 유량을 조절한다.
이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 기판 리프팅 방법에 대해 자세히 서술한다. 제어기(1500)는 본 발명의 기판 리프팅 방법을 수행하기 위해 구동 부재(1346) 그리고 가스 공급 부재(1800)를 제어한다.
기판(W)을 처리하는 동안 도 9에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(1340)은 리프트 홀(1341) 내에 위치된다. 기판(W)을 처리하는 동안 기판(W)의 저면으로 가스는 공급되지 않는다. 이후에 기판(W)의 처리가 끝나면 도 10에 도시된 바와 같이 기판(W)의 저면으로 가스를 공급한다. 기판(W)을 열처리 챔버(3200)로부터 반출하거나, 냉각 유닛(3220)으로 반송하기 위해 기판(W)을 지지 플레이트(1320)으로부터 들어올려야 한다. 이를 위해 먼저, 도 11에 도시된 바와 같이 기판(W)의 저면으로 가스를 공급하여 기판(W)을 지지 플레이트(1320)로부터 D1의 거리만큼 승강시킨다. 일 예에서, D1은 기판(W)을 지지 플레이트(1320)로부터 이격시킬 때 스퀴즈 이펙트가 발생하지 않는 거리로 설정될 수 있다. 일 예에서, 가스 공급 라인(1840)을 통해 기판(W)의 저면으로 공급되는 가스의 온도는 열처리 챔버(3200) 내에서 기판(W)을 처리하는 공정 온도와 유사한 온도로 제공된다. 이로써, 가스의 공급이 기판의 처리에는 영향을 주지 않도록 한다. 기판(W)이 리프트 핀(1340)과 접촉하기 이전에 기판(W)의 저면으로 가스를 공급함에 따라 리프트 핀(1340)이 기판(W)을 들어올릴 때에 스퀴즈 이펙트로 인해 기판(W)의 튕김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
기판(W)이 D1의 높이만큼 승강되면, 도 12에 도시된 바와 같이 리프트 핀(1340)이 상승하여 기판(W)을 지지 플레이트(1320)로부터 승강시킨다. 일 예에서, 리프트 핀(1340)은 기판(W)을 지지 플레이트(1320)로부터 D2의 거리만큼 승강시킨다. 일 예에서, D2는 기판(W)을 냉각 유닛(3220)으로 반송하거나 열처리 챔버(3200)로부터 반출하기 위해 기판(W)을 반송하는 수단이 기판(W)을 리프트 핀(1340)으로부터 인수해가는 높이로 제공될 수 있다. 일 예에서, 기판(W)이 D2의 높이까지 승강하는 동안 기판(W)의 저면으로 가스가 계속적으로 공급될 수 있다. 이에, 기판을 승강시키는 동안 스퀴즈 이펙트가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 기판(W)이 D2의 높이에 위치하면, 도 13에 도시된 바와 같이 가스의 공급이 중단된다.
상술한 예에서는, 토출구는 기판의 중앙 영역에 대응되는 위치에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 선택적으로 토출구는 기판의 가장 자리 영역과 중앙 영역에 고루 배치될 수 있다.
상술한 예에서는, 기판(W)이 D2의 높이까지 승강하는 동안 기판(W)의 저면으로 가스가 계속적으로 공급되는 것으로 설명하였다. 그러나, 선택적으로, 기판(W)이 D1의 높이까지 승강하는 동안 기판(W)의 저면으로 가스가 공급될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판을 승강시킬 때에 기판과 기판을 지지하는 지지 플레이트 사이에 가스를 공급하여 스퀴즈 이펙트를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 이에 따라 기판의 튕김이 개선되는 이점이 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1300: 지지 유닛
1320: 지지 플레이트
1340: 리프트 핀
1346: 구동 부재
1800: 가스 공급 부재
1860: 메인관
1870: 분기관

Claims (16)

  1. 기판을 지지하는 지지 유닛에 있어서,
    상기 기판이 놓이는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트 상에서 상기 기판을 승하강시키는 리프트 핀;
    상기 리프트 핀을 승하강시키는 구동 부재;
    상기 지지 플레이트에 놓인 상기 기판의 저면으로 가스를 공급하는 가스 공급 부재를 포함하고,
    상기 가스 공급 부재는,
    상기 지지 플레이트 내에 제공되며 복수의 토출구를 가지는 가스 공급관과;
    가스 공급원으로부터 상기 가스 공급관으로 상기 가스를 공급하는 가스 공급 라인과;
    상기 가스 공급 라인 상에 설치되어 상기 가스의 공급 여부 또는 공급 유량을 조절하는 밸브를 포함하는 지지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급 부재와 상기 구동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 리프트 핀이 상기 기판을 상기 지지 플레이트로부터 들어 올리기 직전에 상기 기판의 저면으로 상기 가스가 공급되도록 상기 가스 공급 부재와 상기 구동 부재를 제어하는 지지 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 가스 공급 부재가 상기 기판의 저면으로 상기 가스를 공급하여 상기 기판을 제1높이까지 부상시킨 이후에 상기 리프트 핀이 상기 기판을 제2높이까지 승강시키도록 상기 가스 공급 부재와 상기 구동 부재를 제어하는 지지 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 기판이 상기 리프트 핀으로부터 언로딩되는 시점까지 상기 기판의 저면으로 상기 가스가 공급되도록 상기 가스 공급 부재를 제어하는 지지 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토출구는 상기 기판의 중앙 영역에 대응되는 위치에 제공되는 지지 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 토출구는 상기 리프트 핀과 인접하게 제공되는 지지 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지 플레이트에 놓인 기판을 가열하는 가열 부재를 더 포함하는 지지 유닛.
  8. 기판을 리프팅하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 처리한 이후에 리프트 핀을 이용하여 기판이 놓이는 지지 플레이트로부터 상기 기판을 승강시키되,
    상기 리프트 핀이 상기 기판을 상기 지지 플레이트로부터 들어 올리기 직전에 상기 기판의 저면으로 가스를 공급하는 기판 리프팅 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 저면으로 상기 가스를 공급하여 상기 기판을 제1높이까지 부상시킨 이후에 상기 리프트 핀이 상기 기판을 제2높이까지 승강시키는 기판 리프팅 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가스는, 상기 기판의 중앙 영역에 대응되는 영역으로 공급되는 기판 리프팅 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 가스는 공기 또는 질소를 포함하는 기판 리프팅 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 베이크 처리인 기판 리프팅 방법.
  13. 기판을 리프팅하는 방법에 있어서,
    상기 기판을 처리한 이후에 리프트 핀을 이용하여 기판이 놓이는 지지 플레이트로부터 상기 기판을 승강시키되,
    상기 기판이 상기 리프트 핀으로부터 언로딩되는 시점까지 상기 기판의 저면으로 가스를 공급하는 기판 리프팅 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가스는, 상기 기판의 중앙 영역에 대응되는 영역으로 공급되는 기판 리프팅 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 가스는 공기 또는 질소를 포함하는 기판 리프팅 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 베이크 처리인 기판 리프팅 방법.

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KR1020200089883A KR20220011261A (ko) 2020-07-20 2020-07-20 지지 유닛 및 이를 이용한 기판 리프팅 방법

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