特開 2024-61640 基板処理装置及び基板処理装置の冷却効率の改善方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024061640

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理装置の冷却効率の改善方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240425BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 567

H01L21/30 566

H01L21/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023174415

(22)【出願日】2023-10-06

(31)【優先権主張番号】10-2022-0136609

(32)【優先日】2022-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】520236767

【氏名又は名称】サムス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ミンヒ

(72)【発明者】

【氏名】アン、ヘ マン

(72)【発明者】

【氏名】ソン、キョン ウォン

(72)【発明者】

【氏名】リ、チュミ

(72)【発明者】

【氏名】パク、チュン ウ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ピョン フィ

【テーマコード（参考）】

5F146

【Ｆターム（参考）】

5F146KA04

5F146KA10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ヒータの冷却時間を短縮することができる基板処理装置の提供。
【解決手段】基板処理装置は、基板を処理する装置であって、基板を支持し、基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレート６１０と；支持プレート６１０を強制冷却する冷却ユニット６６０と；を含み、冷却ユニット６６０は、冷却空間を提供する冷却ハウジング６７０と；冷却ハウジング６７０内に配置され、ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズル６８０と；ガス供給ノズル６８０にダイレクトに連結されて、外部から伝達された冷却ガスをガス供給ノズル６８０に供給する複数のガス供給ラインと；を含む。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する装置であって、
基板を支持し、前記基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレートと、
前記支持プレートを強制冷却する冷却ユニットと、
を含み、
前記冷却ユニットは、
冷却空間を提供する冷却ハウジングと、
前記冷却ハウジング内に配置され、前記ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズルと、
前記ガス供給ノズルにダイレクトに連結されて、外部から伝達された冷却ガスを前記ガス供給ノズルに供給する複数のガス供給ラインと、
を含む、基板処理装置。

【請求項2】

前記冷却ハウジングは、上部が開放された円筒形状である、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記冷却ハウジングの底面を連通して前記ガス供給ノズルと前記ガス供給ラインとが連結される、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記ガス供給ノズルは、前記支持プレートよりも低い位置で上向きに傾斜した方向に前記支持プレートの底面に向かって前記冷却ガスを吐出する、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

一つの前記ガス供給ノズルと一つの前記ガス供給ラインがそれぞれ連結される、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記ガス供給ラインから前記ガス供給ノズルに供給される冷却ガスの流量が独立に制御される、請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記ガス供給ラインは、外部のガス供給手段と連結されて冷却ガスの伝達を受けるように提供され、
前記ガス供給手段の数よりも前記ガス供給ラインの数が多く、前記ガス供給手段と前記ガス供給ラインは、１：１または１：多で連結される、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記複数のガス供給ノズルは、前記冷却ハウジングの中心から異なる半径を有する複数の冷却領域上に分けて配置される、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記ガス供給ラインは、外部のガス供給手段と連結されて冷却ガスの伝達を受けるように提供され、
同一の前記冷却領域に配置されたガス供給ノズルと連結された前記ガス供給ラインは、同一の前記ガス供給手段に連結される、請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

それぞれの冷却領域毎に冷却ガスの流量が独立に制御される、請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量は１００％～２００％の値を有する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記冷却ハウジングの表面積に対する体積の比が制御されて、前記支持プレートと熱容量がマッチングされた、請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記冷却ハウジングの側面に複数の凹凸部が提供される、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記冷却ハウジングの中心から半径が小さい領域よりも半径が大きい領域上に提供された前記凹凸部の表面積が小さい、請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項15】

基板を処理する装置の冷却効率を改善する方法であって、
基板処理装置は、基板を支持し、前記基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレートと、前記支持プレートを強制冷却する冷却ユニットとを含み、
前記冷却ユニットは、冷却空間を提供する冷却ハウジングと、前記冷却ハウジング内に配置され、前記ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズルと、外部から伝達された冷却ガスを前記ガス供給ノズルに供給する複数のガス供給ラインとを含み、
前記複数のガス供給ラインを前記ガス供給ノズルにダイレクトに連結する、基板処理装置の冷却効率の改善方法。

【請求項16】

前記冷却ハウジングは、上部が開放された円筒形状であり、前記冷却ハウジングの底面を連通して前記ガス供給ノズルと前記ガス供給ラインとを連結する、請求項１５に記載の基板処理装置の冷却効率の改善方法。

【請求項17】

前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量が１００％～２００％の値を有するように、前記冷却ハウジングの表面積に対する体積の比を調節する、請求項１５に記載の基板処理装置の冷却効率の改善方法。

【請求項18】

前記冷却ハウジングの側面に複数の凹凸部を提供する、請求項１５に記載の基板処理装置の冷却効率の改善方法。

【請求項19】

前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量が１００％～２００％の値を有するように、前記凹凸部のパターン間隔、パターン厚さを調節する、請求項１８に記載の基板処理装置の冷却効率の改善方法。

【請求項20】

基板を処理する装置であって、
基板を支持し、前記基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレートと、
前記支持プレートを強制冷却する冷却ユニットと、
を含み、
前記冷却ユニットは、
冷却空間を提供し、上部が開放された円筒形状である冷却ハウジングと、
前記冷却ハウジング内に配置され、前記ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズルと、
前記ガス供給ノズルにダイレクトに連結されて、外部から伝達された冷却ガスを前記ガス供給ノズルに供給する複数のガス供給ラインと、
を含み、
前記冷却ハウジングの底面を連通して前記ガス供給ノズルと前記ガス供給ラインとが連結され、一つの前記ガス供給ノズルと一つの前記ガス供給ラインがそれぞれ連結され、
前記ガス供給ラインから前記ガス供給ノズルに供給される冷却ガスの流量が独立に制御され、
前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量が１００％～２００％の値を有するように、前記冷却ハウジングの表面積に対する体積の比が調節されて、前記支持プレートと熱容量がマッチングされ、
前記冷却ハウジングの側面に複数の凹凸部が提供される、基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関し、基板を加熱処理及び冷却処理するための基板処理装置、及び基板処理装置の冷却効率の改善方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子の製造のために、様々な工程を行うための様々な基板処理装置が用いられている。このような半導体工程中のフォトリソグラフィ工程（ｐｈｏｔｏ－ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ）は、基板上に所定のフォトレジストパターン（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成させる工程である。このようなフォトリソグラフィ工程は、主要にコーティング工程、熱処理工程、露光工程（ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）、及び現像工程（ｄｅｖｅｌｏｐ ｐｒｏｃｅｓｓ）を含むことができ、複数の装置を用いて行われている。このようなフォトリソグラフィ工程は、半導体素子の集積度を決定するため、半導体製造工程の能力を判断できる基準として評価されている。

【0003】

最近、半導体素子の高集積化及び生産性の向上のために、コーティング工程、熱処理工程、及び現像工程が一つのフォトトラック（ｐｈｏｔｏ ｔｒａｃｋ）装置に結合されて自動化されている。さらに、露光装置も、このようなフォトトラック装置とインラインで配置され、前述した工程が連続的に行われ得るように構成されることによって、生産性が大きく向上した。

【0004】

フォトリソグラフィ工程で基板上に液膜を形成した後、基板を加熱するベーク工程が行われる。ベーク工程は、常温に比べて非常に高い温度で行われ、このために、基板を加熱するヒータが用いられる。ベークチャンバ内でベーク工程に応じて加熱する温度の変更が必要である。先行したベーク工程よりも低い温度に変更が必要な場合、ヒータの下部の冷却手段を用いてヒータを冷却させることができる。フォトトラック装置内で各工程が連続的に行われるため、ヒータの冷却時間の短縮は、ベーク工程時間の短縮につながり得る。これによって、ヒータの冷却時間を短縮するための技術が求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前述した問題点を解決するためのものであって、ヒータの冷却時間を短縮することができる基板処理装置、及び基板処理装置の冷却効率の改善方法を提供することを目的とする。

【0006】

また、本発明は、冷却ユニットと周辺空間の熱交換効率を増加させることができる基板処理装置、及び基板処理装置の冷却効率の改善方法を提供することを目的とする。

【0007】

しかし、このような課題は例示的なものであって、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記技術的課題を解決するための本発明の一態様に係る基板処理装置は、基板を支持し、前記基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレートと；前記支持プレートを強制冷却する冷却ユニットと；を含み、前記冷却ユニットは、冷却空間を提供する冷却ハウジングと；前記冷却ハウジング内に配置され、前記ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズルと；前記ガス供給ノズルにダイレクトに連結されて、外部から伝達された冷却ガスを前記ガス供給ノズルに供給する複数のガス供給ラインと；を含むことができる。

【0009】

前記基板処理装置によれば、前記冷却ハウジングは、上部が開放された円筒形状であり得る。

【0010】

前記基板処理装置によれば、前記冷却ハウジングの底面を連通して前記ガス供給ノズルと前記ガス供給ラインとが連結され得る。

【0011】

前記基板処理装置によれば、前記ガス供給ノズルは、前記支持プレートよりも低い位置で上向きに傾斜した方向に前記支持プレートの底面に向かって前記冷却ガスを吐出することができる。

【0012】

前記基板処理装置によれば、一つの前記ガス供給ノズルと一つの前記ガス供給ラインがそれぞれ連結され得る。

【0013】

前記基板処理装置によれば、前記ガス供給ラインから前記ガス供給ノズルに供給される冷却ガスの流量が独立に制御され得る。

【0014】

前記基板処理装置によれば、前記ガス供給ラインは、外部のガス供給手段と連結されて冷却ガスの伝達を受けるように提供され、前記ガス供給手段の数よりも前記ガス供給ラインの数が多く、前記ガス供給手段と前記ガス供給ラインは、１：１または１：多で連結され得る。

【0015】

前記基板処理装置によれば、前記複数のガス供給ノズルは、前記冷却ハウジングの中心から異なる半径を有する複数の冷却領域上に分けて配置され得る。

【0016】

前記基板処理装置によれば、前記ガス供給ラインは、外部のガス供給手段と連結されて冷却ガスの伝達を受けるように提供され、同一の前記冷却領域に配置されたガス供給ノズルと連結された前記ガス供給ラインは、同一の前記ガス供給手段に連結され得る。

【0017】

前記基板処理装置によれば、それぞれの冷却領域毎に冷却ガスの流量が独立に制御され得る。

【0018】

前記基板処理装置によれば、前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量は１００％～２００％の値を有することができる。

【0019】

前記基板処理装置によれば、前記冷却ハウジングの表面積に対する体積の比が制御されて、前記支持プレートと熱容量がマッチングされ得る。

【0020】

前記基板処理装置によれば、前記冷却ハウジングの側面に複数の凹凸部が提供され得る。

【0021】

前記基板処理装置によれば、前記冷却ハウジングの中心から半径が小さい領域よりも半径が大きい領域上に提供された前記凹凸部の表面積が小さくなり得る。

【0022】

上記技術的課題を解決するための本発明の他の態様に係る、基板処理装置の冷却効率の改善方法は、基板を処理する装置の冷却効率を改善する方法であって、基板処理装置は、基板を支持し、前記基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレートと、前記支持プレートを強制冷却する冷却ユニットとを含み、前記冷却ユニットは、冷却空間を提供する冷却ハウジングと、前記冷却ハウジング内に配置され、前記ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズルと、外部から伝達された冷却ガスを前記ガス供給ノズルに供給する複数のガス供給ラインとを含み、前記複数のガス供給ラインを前記ガス供給ノズルにダイレクトに連結することができる。

【0023】

前記基板処理装置の冷却効率の改善方法によれば、前記冷却ハウジングは、上部が開放された円筒形状であり、前記冷却ハウジングの底面を連通して前記ガス供給ノズルと前記ガス供給ラインとを連結することができる。

【0024】

前記基板処理装置の冷却効率の改善方法によれば、前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量が１００％～２００％の値を有するように、前記冷却ハウジングの表面積に対する体積の比を調節することができる。

【0025】

前記基板処理装置の冷却効率の改善方法によれば、前記冷却ハウジングの側面に複数の凹凸部を提供することができる。

【0026】

前記基板処理装置の冷却効率の改善方法によれば、前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量が１００％～２００％の値を有するように、前記凹凸部のパターン間隔、パターン厚さを調節することができる。

【0027】

上記技術的課題を解決するための本発明の更に他の態様に係る基板処理装置は、基板を支持し、前記基板を加熱するヒータ部材を含む支持プレートと；前記支持プレートを強制冷却する冷却ユニットと；を含み、前記冷却ユニットは、冷却空間を提供し、上部が開放された円筒形状である冷却ハウジングと；前記冷却ハウジング内に配置され、前記ヒータ部材に向かって冷却ガスを供給する複数のガス供給ノズルと；前記ガス供給ノズルにダイレクトに連結されて、外部から伝達された冷却ガスを前記ガス供給ノズルに供給する複数のガス供給ラインと；を含み、前記冷却ハウジングの底面を連通して前記ガス供給ノズルと前記ガス供給ラインとが連結され、一つの前記ガス供給ノズルと一つの前記ガス供給ラインがそれぞれ連結され、前記ガス供給ラインから前記ガス供給ノズルに供給される冷却ガスの流量が独立に制御され、前記支持プレートの熱容量に対して前記冷却ハウジングの熱容量が１００％～２００％の値を有するように、前記冷却ハウジングの表面積に対する体積の比が調節されて、前記支持プレートと熱容量がマッチングされ、前記冷却ハウジングの側面に複数の凹凸部が提供され得る。

【発明の効果】

【0028】

前記のようになされた本発明の一実施例によれば、ヒータの冷却時間を短縮することができる効果がある。

【0029】

また、本発明の一実施例によれば、冷却ユニットと周辺空間の熱交換効率を増加させることができる効果がある。

【0030】

もちろん、このような効果によって本発明の範囲が限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の一実施例に係る基板処理設備を示す概略的な斜視図である。

【図2】図１の基板処理設備の概略的な断面図である。

【図3】図１の基板処理設備の概略的な平面図である。

【図4】図３の熱処理チャンバの一例を示す概略的な平面図である。

【図5】図４の熱処理チャンバの概略的な正面図である。

【図6】図５の加熱装置を示す概略的な断面図である。

【図7】図６の基板支持ユニットを示す概略的な平面図である。

【図8】比較例に係る基板処理装置を示す概略的な分解図である。

【図9】本発明の一実施例に係る基板処理装置を示す概略的な分解図である。

【図10】本発明の一実施例に係る基板支持ユニット及び基板処理装置を示す概略的な断面図である。

【図11】本発明の他の実施例に係るガス供給ノズルとガス供給ラインの連結形態を示す概略的な図である。

【図12】図８の比較例及び本発明の一実施例に係る基板処理装置の冷却時間を示すグラフである。

【図13】本発明の他の実施例に係る基板処理装置を示す概略的な分解図である。

【図14】本発明の他の実施例に係る基板支持ユニット及び基板処理装置を示す概略的な断面図である。

【図15】図１４の凹凸部を変更して熱容量を制御する方法を示す概略的な断面図である。

【図16】図１４の凹凸部を適用する前と後の冷却容量を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい様々な実施例を詳細に説明する。

【0033】

本発明の実施例は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものであり、下記の実施例は様々な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるものではない。むしろ、これらの実施例は、本開示をさらに充実かつ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。また、図面において各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたものである。

【0034】

以下、本発明の実施例は、本発明の理想的な実施例を概略的に示す図面を参照して説明する。図面において、例えば、製造技術及び／又は公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）によって、図示された形状の変形が予想され得る。したがって、本発明の思想の実施例は、本明細書に図示された領域の特定の形状に制限されるものと解釈されてはならず、例えば、製造上招かれる形状の変化を含まなければならない。

【0035】

図１は、本発明の一実施例に係る基板処理設備１００を示す概略的な斜視図であり、図２は、図１の基板処理設備１００の概略的な断面図であり、図３は、図１の基板処理設備１００の概略的な平面図である。

【0036】

図１乃至図３を参照すると、基板処理設備１００は、インデックスモジュール（ｉｎｄｅｘ ｍｏｄｕｌｅ）１１０、工程モジュール（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）１２０、及びインタフェースモジュール（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍｏｄｕｌｅ）１４０を含む。

【0037】

一部の実施例において、インデックスモジュール１１０、工程モジュール１２０及びインタフェースモジュール１４０は、順次に一列に配置され得る。例えば、インデックスモジュール１１０、工程モジュール１２０及びインタフェースモジュール１４０がｘ軸方向に一列に配置され、平面上で幅方向がｙ軸方向となり、垂直方向がｚ軸方向となり得る。

【0038】

より具体的に説明すると、インデックスモジュール１１０は、基板Ｓが収納された容器１０から基板Ｓを移送するために提供され得る。例えば、インデックスモジュール１１０において、基板Ｓは、容器１０からロードされて工程モジュール１２０に移送され、処理済みの基板Ｓは、容器１０に再び収納され得る。

【0039】

インデックスモジュール１１０は、ローディングポート１１２及びインデックスフレーム１１４を含むことができる。ローディングポート１１２は、インデックスモジュール１１０の前端に位置し、基板Ｓのローディング及び／又はアンローディングのために、基板Ｓが収納された容器１０が載置されるポートとして用いられ得る。ローディングポート１１２は、適切に選択され得、例えば、複数のローディングポート１１２がｙ軸方向に配置されてもよい。

【0040】

一部の実施例において、容器１０としては、前面開放一体式ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、ＦＯＵＰ）のような密閉用タイプが使用され得る。容器１０内には、複数の基板Ｓ、例えば、ウエハが収納されてもよい。容器１０は、工場内のオーバーヘッドトランスファー（Ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｆｅｒ）、オーバーヘッドコンベヤー（Ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、又は自動案内車両（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｕｉｄｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）のような移送装置（図示せず）、ロボットまたは作業者によってローディングポート１１２に載置され得る。

【0041】

インデックスフレーム１１４の内部には、インデックスロボット１１４４が配置され得る。例えば、インデックスロボット１１４４は、インデックスフレーム１１４内に設置されたガイドレール１１４２上で移動することができる。インデックスロボット１１４４は、前進、後進、回転、上昇及び／又は下降移動が可能なように構成されてもよい。

【0042】

工程モジュール１２０は、基板Ｓに対してコーティング工程（ｃｏａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）及び現像工程（ｄｅｖｅｌｏｐ ｐｒｏｃｅｓｓ）を行うように提供され得る。例えば、工程モジュール１２０は、基板Ｓに対してコーティング工程が行われるコーティングブロック１２０ａと、基板Ｓに対して現像工程が行われる現像ブロック１２０ｂとを含むことができる。

【0043】

コーティングブロック１２０ａは、少なくとも一層で提供され、一部の実施例において、複数のコーティングブロック１２０ａが互いに積層された複数の層で提供されてもよい。例えば、コーティングブロック１２０ａは、実質的に同じ工程を行うように、実質的に同じ構造を有することができる。現像ブロック１２０ｂは、少なくとも一層で提供され、一部の実施例において、複数の現像ブロック１２０ｂが互いに積層された複数の層で提供されてもよい。例えば、現像ブロック１２０ｂは、実質的に同じ工程を行うように、実質的に同じ構造を有することができる。

【0044】

さらに、コーティングブロック１２０ａと現像ブロック１２０ｂは互いに積層され得る。例えば、現像ブロック１２０ｂは、コーティングブロック１２０ａ上に積層されてもよい。他の例として、コーティングブロック１２０ａが現像ブロック１２０ｂ上に積層されることも可能であり、コーティングブロック１２０ａと現像ブロック１２０ｂが交互に積層されることも可能である。

【0045】

一部の実施例において、コーティングブロック１２０ａ及び現像ブロック１２０ｂは、前段バッファチャンバ１２２、液処理チャンバ１２４、移送チャンバ１２５、熱処理チャンバ１２６、及び／又は後段バッファチャンバ１２８をそれぞれ含むことができる。熱処理チャンバ１２６は、基板Ｓに対して熱処理工程を行うために提供され得る。熱処理工程は、冷却工程及び加熱工程を含むことができる。コーティングブロック１２０ａ及び現像ブロック１２０ｂは、概ね類似の構造で構成され得るが、その細部機能によって互いに異なって構成されることも可能である。

【0046】

コーティングブロック１２０ａにおいて、液処理チャンバ１２４は、基板Ｓ上に液を供給してコーティング層を形成するために提供され得る。例えば、コーティング層は、フォトレジスト層または反射防止層などを含むことができる。現像ブロック１２０ｂにおいて、液処理チャンバ１２４は、基板Ｓ上に現像液を供給して、フォトレジスト層の一部をエッチングしてフォトレジストパターンを形成するのに用いられ得る。

【0047】

移送チャンバ１２５は、コーティングブロック１２０ａ及び現像ブロック１２０ｂ内で熱処理チャンバ１２６と液処理チャンバ１２４との間に基板Ｓを移送するために、熱処理チャンバ１２６と液処理チャンバ１２４との間に配置され得る。例えば、移送チャンバ１２５は、その長手方向がｘ軸方向と平行に配置されてもよい。

【0048】

移送チャンバ１２５には移送ロボット１２５４が配置され、移送ロボット１２５４はガイドレール１２５２上で移動可能に配置され得る。移送ロボット１２５４は、前段バッファチャンバ１２２、液処理チャンバ１２４、移送チャンバ１２５、熱処理チャンバ１２６、及び／又は後段バッファチャンバ１２８の間で基板Ｓを移送することができる。例えば、移送ロボット１２５４は、前進、後進、回転、上昇及び／又は下降移動が可能なように構成されてもよい。

【0049】

一部の実施例において、液処理チャンバ１２４は複数個で提供され得る。液処理チャンバ１２４は、工程モジュール１２０の長手方向、例えば、ｘ軸方向に配列されてもよい。液処理チャンバ１２４の少なくとも一部は、互いに異なる液処理工程を行うことができる。例えば、液処理チャンバ１２４のそれぞれには液処理ユニット１２４２が設置され得、液処理ユニット１２４２は、基板Ｓを支持しながら回転させるための基板支持部と、基板Ｓ上に液を噴射できる液噴射部とを含むことができる。

【0050】

一部の実施例において、熱処理チャンバ１２６は複数個で提供され得る。熱処理チャンバ１２６は、工程モジュール１２０の長手方向、例えば、ｘ軸方向に配列されてもよい。熱処理チャンバ１２６の少なくとも一部は、互いに異なる液処理工程を行うことができる。熱処理チャンバ１２６の少なくとも一部は、ハウジング内に冷却ユニット１２６１及び加熱ユニット１２６４を含むことができる。さらに、熱処理チャンバ１２６の一部には、冷却ユニット１２６１と加熱ユニット１２６４との間で基板Ｓを移送するための移送プレート（図示せず）が設置されてもよい。

【0051】

前段バッファチャンバ１２２は、インデックスモジュール１１０から基板Ｓの移送を受けて収容できるように、コーティングブロック１２０ａ及び現像ブロック１２０ｂ内にそれぞれ提供され得る。例えば、複数の前段バッファチャンバ１２２は、工程モジュール１２０内に積層配置されてもよい。各前段バッファチャンバ１２２内には、インデックスモジュール１１０から移送された基板Ｓが収容または冷却される冷却部１２２２が備えられ得る。さらに、前段バッファチャンバ１２２内には、基板Ｓのローディング及び／又はアンローディングのためのローディングロボット１２２４が配置され得る。

【0052】

冷却部１２２２内には、複数の載置プレートまたは冷却プレートが配置されてもよい。例えば、インデックスフレーム１１４のインデックスロボット１１４４は、容器１０から基板Ｓをロードして冷却部１２２２内に載置させることができる。冷却部１２２２は、基板Ｓの冷却以外に、基板Ｓの臨時保管機能を付与することができ、したがって、バッファ部とも呼ぶことができる。

【0053】

後段バッファチャンバ１２８は、工程モジュール１２０とインタフェースモジュール１４０との間で基板Ｓを臨時保管する役割を行うことができる。例えば、複数の後段バッファチャンバ１２８は、工程モジュール１２０内に積層配置されてもよい。各後段バッファチャンバ１２８には、基板Ｓが載置されるバッファ部１２８２、及び基板Ｓの移送のためのバッファロボット１２８４が配置され得る。

【0054】

インタフェースモジュール１４０は、工程モジュール１２０を外部の露光装置５０と連結して、工程モジュール１２０と露光装置５０との間で基板Ｓを受け渡しするためのインタフェースを提供することができる。例えば、インタフェースモジュール１４０は、内部に付加チャンバ１４８４、インタフェースバッファ１４８５、及び移送ロボット１４８２，１４８３を含むことができる。

【0055】

一部の実施例において、付加チャンバ１４８４は、コーティングブロック１２０ａで工程が完了した基板Ｓが露光装置５０に搬入される前に所定の付加工程を行うか、または露光装置５０で工程が完了した基板Ｓが現像ブロック１２０ｂに搬入される前に所定の付加工程を行うことができる。例えば、付加工程は、基板Ｓのエッジ領域を露光するエッジ露光工程、または基板Ｓの上面を洗浄する上面洗浄工程、または基板Ｓの下面を洗浄する下面洗浄工程を含むことができる。さらに、インタフェースモジュール１４０の上端には、内部に下降気流を形成するファンフィルタユニット（図示せず）が付加され得る。

【0056】

図４は、図３の熱処理チャンバ３００の一例を示す概略的な平面図である。図５は、図４の熱処理チャンバ３００の概略的な正面図である。

【0057】

以下では、図３の熱処理チャンバ１２６を熱処理チャンバ３００として例示して説明する。図３の冷却ユニット１２６１及び加熱ユニット１２６４は、冷却装置３２０及び加熱装置３３０として例示して説明する。熱処理チャンバ３００は、ハウジング３１０、冷却装置３２０、加熱装置３３０、及び搬送プレート３４０を有する。

【0058】

ハウジング３１０は、概ね直方体の形状で提供される。ハウジング３１０の側壁には、基板Ｗが出入する出入口（図示せず）が形成され、出入口を開閉するようにドア（図示せず）が提供され得る。冷却装置３２０、加熱装置３３０、及び搬送プレート３４０は、ハウジング３１０内に提供される。冷却装置３２０及び加熱装置３３０は、第２方向１４に沿って並んで提供される。一例によれば、冷却装置３２０は、加熱装置３３０に比べて、移送チャンバ１２５にさらに近く位置することができる。

【0059】

冷却装置３２０は冷却板３２２を有する。冷却板３２２は、上部から見たとき、概ね円形の形状を有することができる。冷却板３２２には冷却部材３２４が提供される。一例によれば、冷却部材３２４は、冷却板３２２の内部に形成され、冷却流体が流れる流路として提供され得る。

【0060】

加熱装置３３０は、基板を常温よりも高い温度に加熱する加熱ユニット５００として提供される。加熱装置３３０は、常圧またはこれより低い減圧雰囲気で基板Ｗを加熱処理する。

【0061】

搬送プレート３４０は、概ね円板形状で提供され、基板Ｗと対応する直径を有する。搬送プレート３４０の縁にはノッチ３４４が形成される。ノッチ３４４は、上述した移送ロボット１２５４のハンドに形成された突起と対応する形状を有することができる。移送ロボット１２５４のハンドと搬送プレート３４０が上下方向に整列された位置から、ハンドと搬送プレート３４０の上下の位置が変更されると、ハンドと搬送プレート３４０との間に基板Ｗの伝達がなされる。搬送プレート３４０は、ガイドレール３５０上に装着され、駆動器３６０によってガイドレール３５０に沿って移動することができる。搬送プレート３４０には、スリット状のガイド溝３４２が複数個提供される。ガイド溝３４２は、搬送プレート３４０の端部から搬送プレート３４０の内部まで延長される。ガイド溝３４２は、その長手方向が第２方向１４に沿って提供され、ガイド溝３４２は、第１方向１２に沿って互いに離隔して位置する。ガイド溝３４２は、搬送プレート３４０と加熱装置３３０との間に基板Ｗの受け渡しが行われるとき、搬送プレート３４０とリフトピン６２０が互いに干渉することを防止する。

【0062】

基板Ｗの加熱は、基板Ｗが支持プレート６１０上に直接載置された状態で行われ、基板Ｗの冷却は、基板Ｗが載置された搬送プレート３４０が冷却板３２２に接触した状態で行われる。冷却板３２２と基板Ｗとの間に熱伝達が良好に行われるように、搬送プレート３４０は、熱伝達率の高い材質で提供される。一例によれば、搬送プレート３４０は金属材質で提供されてもよい。

【0063】

図６は、図５の加熱装置３３０を示す概略的な断面図である。図７は、図６の基板支持ユニットを示す概略的な平面図である。

【0064】

図６を参照すると、加熱装置３３０は、加熱ユニット５００として提供され、加熱ユニット５００は、ハウジング５１０及び排気ユニット５５０を含む。加熱ユニット５００は、支持プレート６１０を含む後述する基板処理装置１０００を処理空間５０１内にさらに含むことができる。

【0065】

ハウジング５１０は、内部に基板Ｗを加熱処理する処理空間５０１を提供する。処理空間５０１は、外部と遮断された空間として提供される。ハウジング５１０は、上部ボディー５１２、下部ボディー５１４、及びシーリング部材５１６を含む。

【0066】

上部ボディー５１２は、下部が開放された筒形状で提供される。上部ボディー５１２の上面には排気孔５１２２及び流入孔５１２４が形成される。排気孔５１２２は、上部ボディー５１２の中心に形成される。排気孔５１２２は処理空間５０１の雰囲気を排気する。流入孔５１２４は、複数個が離隔して提供され、排気孔５１２２を囲むように配列される。流入孔５１２４は、処理空間５０１に外部の気流を流入する。一例によれば、外部の気流は、エアー、非活性ガスなどであってもよい。

【0067】

下部ボディー５１４は、上部が開放された筒形状で提供される。下部ボディー５１４は、上部ボディー５１２の下に位置する。上部ボディー５１２及び下部ボディー５１４は、上下方向に互いに対向するように位置する。上部ボディー５１２と下部ボディー５１４は、互いに組み合わせられて内部に処理空間５０１を形成する。すなわち、下部ボディー５１４の上端は、上部ボディー５１２の下端と対向するように位置することができる。

【0068】

上部ボディー５１２及び下部ボディー５１４のうちの一方は、昇降部材５１３によって開放位置と遮断位置に移動し、他方は、その位置が固定される。開放位置は、上部ボディー５１２と下部ボディー５１４０が互いに離隔して処理空間５０１が開放される位置である。遮断位置は、下部ボディー５１４及び上部ボディー５１２によって処理空間５０１が外部から密閉される位置である。

【0069】

シーリング部材５１６は、上部ボディー５１２と下部ボディー５１４との間に位置する。シーリング部材５１６は、上部ボディー５１２と下部ボディー５１４が接触する際に、処理空間が外部から密閉されるようにする。シーリング部材５１６は、環状のリング形状で提供され得る。シーリング部材５１６は、下部ボディー５１４の上端に固定結合され得る。

【0070】

図７を参照すると、基板支持ユニットは、支持プレート６１０、リフトピン６２０、支持ピン６３０、及びガイド６４０を含む。

【0071】

支持プレート６１０は、円形の板形状で提供される。支持プレート６１０の上面は、基板Ｗよりも大きい直径を有する。上部から見たとき、リフト孔６１２は、支持プレート６１０の上面の中心を囲むように配列される。それぞれのリフト孔６１２は、円周方向に沿って互いに離隔して配列される。

【0072】

リフトピン６２０は、支持プレート６１０上で基板Ｗを昇下降させる。リフトピン６２０は、複数個で提供され、それぞれは、垂直な上下方向に向かうピン形状で提供される。それぞれのリフト孔６１２にはリフトピン６２０が位置する。駆動部材（図示せず）は、それぞれのリフトピン６２０を昇降位置と下降位置との間で移動させる。駆動部材（図示せず）はシリンダーであってもよい。

【0073】

支持ピン６３０は、基板Ｗが支持プレート６１０の載置面に直接的に接触することを防止する。支持ピン６３０は、リフトピン６２０と平行な長手方向を有するピン形状で提供される。支持ピン６３０は、複数個で提供され、それぞれは支持プレート６１０に固定設置される。支持ピン６３０は、支持プレート６１０から上方に突出して位置する。支持ピン６３０の上端は、基板Ｗの底面に直接接触する接触面として提供され、接触面は、上に凸な形状を有する。これによって、支持ピン６３０と基板Ｗとの間の接触面積を最小化することができる。

【0074】

ガイド６４０は、基板Ｗが定位置に載置されるように基板Ｗをガイドする。ガイド６４０は、基板Ｗよりも大きい直径を有する。ガイド６４０の内側面は、支持プレート６１０の中心軸に近くなるほど下向きに傾斜した形状を有する。これによって、ガイド６４０の内側面にまたがった基板Ｗは、その傾斜面に乗って定位置に移動する。また、ガイド６４０は、基板Ｗと支持プレート６１０との間に流入する気流を少量防止することができる。

【0075】

ヒータ部材６５０は、支持プレート６１０に載置された基板Ｗを加熱処理する。ヒータ部材６５０は、支持プレート６１０に載置された基板Ｗよりも下に位置する。ヒータ部材６５０は、複数個のヒータ６５２を含む。ヒータ６５２は支持プレート６１０内に位置する。ヒータ６５２は、支持面の互いに異なる領域を加熱する。上部から見たとき、各ヒータ６５２に対応する支持プレート６１０の領域は、複数個のヒーティングゾーンとして提供され得る。それぞれのヒータ６５２は、温度が独立に調節可能である。例えば、ヒーティングゾーンは１５個であってもよい。各ヒーティングゾーンは、測定部材（図示せず）によって温度が測定される。ヒータ６５２は、プリンティングされたパターン又は熱線であってもよい。ヒータ部材６５０は、支持プレート６１０を工程温度に加熱することができる。

【0076】

排気ユニット５５０は、処理空間５０１の内部を強制排気する。排気ユニット５５０は、排気管５５１及び案内板５５３を含む。排気管５５１は、長手方向が垂直な上下方向に向かう管形状を有する。排気管５５１は、上部ボディー５１２の上壁を貫通するように位置する。一例によれば、排気管５５１は、排気孔５１２２に挿入されるように位置することができる。すなわち、排気管５５１の下端は処理空間５０１内に位置し、排気管５５１の上端は処理空間５０１の外部に位置する。排気管５５１の上端には減圧部材５５５が連結される。減圧部材５５５は排気管５５１を減圧する。これによって、処理空間５０１の雰囲気は、通孔５５４及び排気管５５１を順次に経て排気される。

【0077】

案内板５５３は、中心に通孔５５４を有する板形状を有する。案内板５５３は、排気管５５１の下端から延びた円形の板形状を有する。案内板５５３は、通孔５５４と排気管５５１の内部が互いに通じるように排気管５５１に固定結合される。案内板５５３は、支持プレート６１０の上部で支持プレート６１０の支持面と対向するように位置する。案内板５５３は、下部ボディー５１４よりも高く位置する。一例によれば、案内板５５３は、上部ボディー５１２と対向する高さに位置することができる。上部から見たとき、案内板５５３は、流入孔５１２４と重なるように位置し、上部ボディー５１２の内側面と離隔する直径を有する。これによって、案内板５５３の側端と上部ボディー５１２０の内側面との間には隙間が発生し、この隙間は、流入孔５１２４を介して流入した気流が基板Ｗに供給される流れの経路として提供される。

【0078】

図８は、比較例に係る基板処理装置１０００’を示す概略的な分解図である。

【0079】

比較例の基板処理装置１０００’は、支持プレート６１０’及び冷却ユニット６６０’を含む。支持プレート６１０’は、上述した支持プレート６１０と同一であるので、具体的な説明を省略する。

【0080】

冷却ユニット６６０’は、冷却ハウジング６７０’、ガス供給ノズル６８０’、及びガス分配部６９０’を含む。冷却ユニット６６０’は支持プレート６１０’を冷却する。冷却ユニット６６０’は、支持プレート６１０’の底面にガスを供給して支持プレート６１０’を冷却させる。すなわち、支持プレート６１０’内のヒータ部材（図示せず）を強制冷却させる。

【0081】

冷却ハウジング６７０’は、内部に冷却空間を提供する。冷却ハウジング６７０’は、概ね上部が開放された円筒形状で提供され得る。冷却ハウジング６７０’は、側面部６７１’及び底面部６７３’を含むことができる。側面部６７１’は、所定の厚さＴ１を有する円筒形状で提供され得る。底面部６７３’は、側面部６７１’の下部に連結され、水平方向に沿って提供され得る。

【0082】

冷却ハウジング６７０’の開放された上部に支持プレート６１０’が配置され得る。選択的に、支持プレート６１０’の挿入のために側面部６７１’の上端には、支持プレート６１０’の外周形状に対応するように段差が形成されてもよい。支持プレート６１０’と冷却ハウジング６７０’が相互に連結されると、支持プレート６１０’の底面、側面部６７１’の内側面、及び底面部６７３’の上部面で取り囲まれた冷却空間が提供され得る。支持プレート６１０’が挿入され得るように、冷却ハウジング６７０’の直径Ｒ１は、支持プレート６１０’の直径よりは大きいことが好ましいが、これに制限されるものではない。支持プレート６１０’が冷却ハウジング６７０’の上部に載せられる形態でも提供され得る。

【0083】

冷却ハウジング６７０’の底面部６７３’上にはリフト通過部６７２’が形成され得る。リフト通過部６７２’は、リフトピン６２０が通過する通路として提供され得る。リフト通過部６７２’は、支持プレート６１０’のリフト孔６１２’に対応する位置に形成され得る。

【0084】

冷却ハウジング６７０’の内部には複数のガス供給ノズル６８０’が配置され得る。ガス供給ノズル６８０’から支持プレート６１０’の底面に向かって冷却ガス（一例として、エアー）が吐出され得る。冷却ガスの吐出により、支持プレート６１０’に含まれたヒータ部材（図示せず）が冷却され得る。

【0085】

一方、従来の冷却ユニット６６０’は、冷却ハウジング６７０’の下部にガス分配部６９０’がさらに連結される。ガス分配部６９０’には、円周方向に沿って冷却ガス分配パターン６９２’が形成され得る。冷却ガス分配パターン６９２’は、様々な半径に対応するように複数個形成されてもよい。リング状の冷却ガス分配パターン６９２’は、冷却ガスの移動通路として提供され得る。冷却ガス分配パターン６９２’の第３方向１８の上部（垂直上部）に複数のガス供給ノズル６８０’が配置され得る。これによって、冷却ガス分配パターン６９２’内の冷却ガスがガス供給ノズル６８０’に移動することができる。

【0086】

ガス分配部６９０’は、外部のガス供給手段Ｇ１からガス供給ラインＬ１を介して冷却ガスが伝達される。ガス供給手段Ｇ１は、弁Ｖ１を介して、ガス供給ラインＬ１への冷却ガスの供給量を制御する。一つのガス供給ラインＬ１は、ガス分配部６９０’に連結されて冷却ガス分配パターン６９２’の空間に冷却ガスを供給する。ガス供給ラインＬ１を介して伝達された冷却ガスは、冷却ガス分配パターン６９２’の空間を満たしながら、上部に連結されたガス供給ノズル６８０’に移動する。

【0087】

比較例の基板処理装置１０００’は、一つのガス供給手段Ｇ１及び一つのガス供給ラインＬ１、または少ない数のガス供給手段とガス供給ラインで冷却ガスを供給できるという利点があるが、以下のような問題点がある。

【0088】

第一に、支持プレート６１０’のヒータ部材によってガス分配部６９０’の温度も高くなるという問題がある。支持プレート６１０’とガス分配部６９０’は、概ね冷却ハウジング６７０’の厚さＴ１に対応する距離だけ隣接して配置される。支持プレート６１０’が約１３０℃の温度であるとき、周辺に熱が伝達されて十分な時間が経過すると、ガス分配部６９０’も約６５℃の温度上昇がなされる。この状態でガス分配部６９０’に冷却ガスが伝達されると、ガス分配部６９０’の温度によって冷却ガスの温度も上昇するようになる。温度が上昇した冷却ガスがガス供給ノズル６８０’を介して吐出されると、冷却効率は低下せざるを得ない。

【0089】

第二に、支持プレート６１０’とガス分配部６９０’との距離を大きく離してガス分配部６９０’の温度上昇を減らすためには、冷却ハウジング６７０’の厚さＴ１を厚く構成しなければならない。この場合、冷却ハウジング６７０’のサイズが大きくなるため、内部の冷却空間も大きくなり、多くの冷却ガスを使用するようになる非効率が発生する。しかも、冷却ハウジング６７０’のサイズが大きくなると、それ自体の熱容量が大きくなり、冷却空間に吐出された冷却ガスが高温化される問題が再び発生する。また、冷却ハウジング６７０’の熱容量が大きくなると、外部への熱排出効率も低下する。

【0090】

第三に、冷却ガスがガス分配部６９０’の冷却ガス分配パターン６９２’に沿って分配された後、それぞれのガス供給ノズル６８０’に供給されるため、ガス供給ノズル６８０’毎に温度の偏差及び流量の偏差が発生することがある。これによって、支持プレート６１０’の底面が冷却される過程でも領域別に温度の偏差が発生することがある。

【0091】

前記のような問題点を解決するために、本発明の基板処理装置１０００は、冷却効率を改善することができる冷却ガスの供給構造を提案する。

【0092】

図９は、本発明の一実施例に係る基板処理装置１０００（１０００－１）を示す概略的な分解図である。図１０は、本発明の一実施例に係る基板支持ユニット及び基板処理装置１０００（１０００－１）を示す概略的な断面図である。

【0093】

図９及び図１０を参照すると、本発明の基板処理装置１０００（１０００－１）は、支持プレート６１０及び冷却ユニット６６０を含む。支持プレート６１０は、図５乃至図７を通じて詳述したものと同一であるので、具体的な説明は省略する。また、冷却ユニット６６０の冷却ハウジング６７０は、図８で詳述した冷却ユニット６６０’の冷却ハウジング６７０’との相違点についてのみ説明する。

【0094】

冷却ユニット６６０は、冷却ハウジング６７０及びガス供給ノズル６８０を含む。複数のガス供給ノズル６８０は、冷却ハウジング６７０の底面部６７３上に配置され得る。複数のガス供給ノズル６８０は、支持プレート６１０の底面に向かって冷却ガス（一例として、エアー）を吐出することができる。ガス供給ノズル６８０は、吐出部６８５が支持プレート６１０のヒータ部材６５０よりも低く位置する。

【0095】

ガス供給ノズル６８０は、本体部６８１、ライン連結部６８３及び吐出部６８５を含む。本体部６８１は、伝達された冷却ガスが移動する通路を提供し、概ね第３方向１８（ｚ軸方向）に向かって延長形成される。ライン連結部６８３は、ガス供給ノズル６８０の下端に配置され、ガス供給ラインＬ（Ｌ１～Ｌ８）と連結される。吐出部６８５は、本体部６８１から移動した冷却ガスが吐出される吐出口（図示せず）を提供する。一例として、ガス供給ノズル６８０の吐出部６８５は、ヒータ部材６５０よりも低い位置でヒータ部材６５０の底面に向かって上向きに傾斜した方向にガスを吐出することができる。

【0096】

また、図８の比較例とは異なり、本発明の冷却ユニット６６０はガス分配部６９０’を含まない。上述したガス分配部６９０’を含む場合の問題点を解決するために、本発明は、ガス供給ノズル６８０がガス供給ラインＬ（Ｌ１～Ｌ８）にダイレクトに連結されることを特徴とする。

【0097】

ガス供給ノズル６８０は、冷却ハウジング６７０の底面部６７３を連通して、ライン連結部６８３がガス供給ラインＬ（Ｌ１～Ｌ８）にダイレクトに連結され得る。それぞれのガス供給ノズル６８０は、それぞれのガス供給ラインＬ１～Ｌ８に連結され得る。図９には、図示の８個のガス供給ノズル６８０が、それぞれ８個のガス供給ラインＬ１～Ｌ８に連結された状態が示されている。図１０には、図示の６個のガス供給ノズル６８０が、それぞれ６個のガス供給ラインＬ１～Ｌ６に連結された状態が示されている。それぞれのガス供給ラインＬ１～Ｌ８は、ガス供給手段ＧＩ（ＧＩ１～ＧＩ８）及び弁Ｖ（Ｖ１～Ｖ８）に連結され得る。

【0098】

比較例と比較してガス分配部６９０’を除外し、後述するように冷却ハウジング６７０の厚さを減少（Ｔ１→Ｔ２）させることによって、ガス供給ノズル６８０にそれぞれ連結されるガス供給ラインＬ１～Ｌ８の空間を確保することができる。

【0099】

それぞれのガス供給ノズル６８０をそれぞれのガス供給ラインＬ１～Ｌ８にダイレクトに連結するので、比較例の問題点を解決できる。ガス供給ラインＬ１～Ｌ８を通じて移動した冷却ガスが直ぐにガス供給ノズル６８０を介して吐出されるので、支持プレート６１０の熱によって冷却ガスが吐出される前に温度が上昇する問題を防止できる効果がある。

【0100】

また、それぞれのガス供給ラインＬ１～Ｌ８は、ガス供給手段ＧＩ１～ＧＩ８に連結され、弁Ｖ１～Ｖ８によって冷却ガスの供給流量が独立に制御され得る。ガス供給手段ＧＩ１～ＧＩ８が必ずしもガス供給ラインＬ１～Ｌ８の数と一致しなくても、弁Ｖ１～Ｖ８の数がガス供給ラインＬ１～Ｌ８の数と一致すると、弁Ｖ１～Ｖ８の開閉の度合いにより冷却ガスの供給流量を独立に制御することができる。これによって、比較例の冷却ガス分配パターン６９２’のため発生するガス供給ノズル６８０’毎の温度、流量の偏差が発生する問題が解決され、支持プレート６１０の底面に対する冷却ガスの温度、流量の均一性を高めることができる効果がある。

【0101】

図１１は、本発明の他の実施例に係るガス供給ノズル６８０とガス供給ラインの連結形態を示す概略的な図である。

【0102】

図１１を参照すると、支持プレート６１０は、縁が中央よりも外部に熱排出される程度が大きいため、中央部分の温度がさらに高くなり得る。これによって、支持プレート６１０の全面において均一な冷却のために、ガス供給ノズル６８０（６８０ａ，６８０ｂ，６８０ｃ）を領域別に対応するように配置することができる。複数のガス供給ノズル６８０（６８０ａ，６８０ｂ，６８０ｃ）は、冷却ハウジング６７０の中心から異なる半径を有する複数の冷却領域Ｚ１～Ｚ３上に分けて配置され得る。

【0103】

例えば、複数のガス供給ノズル６８０は、冷却ハウジング６７０の縁領域Ｚ１、間領域Ｚ２、中央領域Ｚ３などの複数の冷却領域Ｚ１～Ｚ３上に配置され得る。縁領域Ｚ１にガス供給ノズル６８０ａ、間領域Ｚ２にガス供給ノズル６８０ｂ、中央領域Ｚ３にガス供給ノズル６８０ｃが配置され得る。支持プレート６１０の中央部分の温度がさらに高いため、中央領域Ｚ３に対して、縁領域Ｚ１よりも多くの冷却ガスが吐出され得る。

【0104】

中央領域Ｚ３に対して、縁領域Ｚ１よりも多くの冷却ガスが吐出され得るように、ガス供給ノズル６８０ｃの面積当たりの配置個数をガス供給ノズル６８０ａの面積当たりの配置個数よりも大きくすることができる。または、ガス供給ノズル６８０ｃに連結されるガス供給ラインＬ－ｃから供給される冷却ガスの量が、ガス供給ノズル６８０ａに連結されるガス供給ラインＬ－ａから供給される冷却ガスの量よりも大きくなるように弁を制御することができる。

【0105】

または、外部のガス供給手段ＧＩ－ａ，ＧＩ－ｂ，ＧＩ－ｃはそれぞれ、連結されるガス供給ラインＬ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ及びガス供給ノズル６８０の数が異なってもよい。図１１に示されたように、例えば、縁領域Ｚ１に対して、１つのガス供給手段ＧＩ－ａから８個のガス供給ラインＬ－ａが分岐されて８個のガス供給ノズル６８０ａに冷却ガスを供給することができ、間領域Ｚ２に対して、１つのガス供給手段ＧＩ－ｂから４個のガス供給ラインＬ－ｂが分岐されて４個のガス供給ノズル６８０ｂに冷却ガスを供給することができ、中央領域Ｚ３に対して、１つのガス供給手段ＧＩ－ｃから２個のガス供給ラインＬ－ｃが分岐されて２個のガス供給ノズル６８０ｃに冷却ガスを供給することができる。

【0106】

言い換えると、ガス供給ノズル６８０とガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）は１：１でダイレクトに連結されても、ガス供給手段（ＧＩ－ａ，ＧＩ－ｂ，ＧＩ－ｃ）はガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）の数よりも少なくてもよい。他の観点から、ガス供給手段（ＧＩ－ａ，ＧＩ－ｂ，ＧＩ－ｃ）とガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）は、１：１または１：多で連結されてもよい。更に他の観点から、同一の冷却領域（Ｚ１～Ｚ３）に配置されたガス供給ノズル（６８０ａ，６８０ｂ，６８０ｃ）と連結されたガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）は、同一のガス供給手段（ＧＩ－ａ，ＧＩ－ｂ，ＧＩ－ｃ）に連結されてもよい。これによって、ガス供給手段（ＧＩ－ａ，ＧＩ－ｂ，ＧＩ－ｃ）とガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）の連結構成を多様かつ簡単に構成できるという効果がある。

【0107】

それぞれの冷却領域Ｚ１～Ｚ３毎に冷却ガスの供給流量が独立に制御され得る。ガス供給手段（ＧＩ－ａ，ＧＩ－ｂ，ＧＩ－ｃ）が必ずしもガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）の数と一致しなくても、弁Ｖ１～Ｖ８（図９参照）の数がガス供給ライン（Ｌ－ａ，Ｌ－ｂ，Ｌ－ｃ）の数と一致すると、弁の開閉の度合いにより、冷却領域Ｚ１～Ｚ３毎に冷却ガスの供給流量を独立に制御することができる。

【0108】

図１２は、図８の比較例及び本発明の一実施例に係る基板処理装置の冷却時間を示すグラフである。図１２（ａ）は図８の比較例、図１２（ｂ）は本発明の実施例に対する冷却時間を示す。冷却空間のそれぞれ６ポイントで冷却時間による温度を測定した。

【0109】

図１２（ａ）を参照すると、図８の比較例は、支持プレート６１０’の温度が１３０℃から１００℃に下降するのに約８８秒が必要であることが確認される。図１２（ｂ）を参照すると、本発明の実施例は、支持プレート６１０の温度が１３０℃から１００℃に下降するのに約７２秒が必要であることが確認される。８８秒から７２秒に約１８％の時間短縮の効果が現れる。前記の評価結果のように、ガス分配部６９０’を用いて冷却ガスを分配した後、ガス供給ノズル６８０’に供給する方式よりも、ガス供給ノズル６８０にダイレクトにガス供給ラインを連結して冷却ガスを供給する方式が、冷却効率が増加することを確認できる。

【0110】

一方、本発明は、比較例と対比して、支持プレート６１０の熱容量に対する冷却ハウジング６７０の熱容量を下げて冷却効率を改善することを特徴とする。冷却ハウジング６７０の熱容量を下げて温度変化に敏感になるようにすれば、支持プレート６１０に噴射されてヒータ部材６５０の熱を奪って高温となった冷却ガスの熱を、冷却ハウジング６７０が伝達を受けて外部に放散することができる。

【0111】

図８の比較例に係る冷却ハウジング６７０’の厚さＴ１よりも、図９の本発明の一実施例に係る冷却ハウジング６７０の厚さＴ２をさらに薄く形成することができる。基板Ｗのサイズは変わらないため、冷却ハウジング（６７０’，６７０）の半径（Ｒ１，Ｒ２）は、比較例と本発明の実施例が同一であり得る。したがって、冷却ハウジング６７０の厚さＴ２をさらに薄く形成することによって熱容量を下げることができる。

【0112】

冷却ハウジング６７０の表面積に対する体積の比を制御して熱容量を調節することができる。このとき、冷却ハウジング６７０の熱容量は、支持プレート６１０の熱容量に対して１００％～２００％の値を有するようにすることができる。言い換えると、支持プレート６１０と冷却ハウジング６７０の熱容量が同一、または冷却ハウジング６７０の熱容量が２倍大きくてもよい。支持プレート６１０の熱容量よりも冷却ハウジング６７０の熱容量が小さい場合には、支持プレート６１０の熱が冷却ハウジング６７０にあまり移動しないため、冷却効率が低下する。支持プレート６１０の熱容量よりも冷却ハウジング６７０の熱容量が２倍以上大きい場合には、冷却ハウジング６７０で多くの熱を保持しているため、外部への熱排出速度が低下し、多量の冷却ガスを使用しなければならないため、やはり冷却効率が低下する。

【0113】

下記の表は、一実施例に係る熱容量を示す。

【0114】

【表1】

【0115】

図８の比較例と比較して、本発明は、冷却ハウジング６７０の厚さＴ２をさらに薄くし、表面積／体積を約２０４％増加させた。また、熱容量は、支持プレート６１０に対して２８０％（比較例）から１４５％にマッチングさせた。

【0116】

図１３は、本発明の他の実施例に係る基板処理装置１０００（１０００－２）を示す概略的な分解図である。図１４は、本発明の他の実施例に係る基板支持ユニット及び基板処理装置１０００（１０００－２）を示す概略的な断面図である。以下では、図９及び図１０の基板処理装置１０００（１０００－２）との相違点についてのみ説明する。

【0117】

図１３及び図１４を参照すると、本発明の基板処理装置１０００（１０００－２）は、支持プレート６１０及び冷却ユニット６６０を含む。冷却ハウジング６７０は、側面に複数の凹凸部６７５が提供され得る。図１３及び図１４において、凹凸部６７５は、底面部６７３上に形成されたものが示されているが、側面は、底面部６７３、側面部６７１以外に、外側面、内側面、上側面、下側面などを包括する概念として理解され得る。

【0118】

複数の凹凸部６７５は、同じ体積の冷却ハウジング６７０において表面積を増加させることができる。前記表１で説明したように、表面積／体積が大きくなるほど、熱排出効率が向上し、冷却効率が改善され得る。冷却ハウジング６７０の冷却空間内での表面積の増加は、冷却ガスの熱が冷却ハウジング６７０にさらに容易に伝達されるようにする。また、冷却ハウジング６７０の外部表面積の増加は、冷却ハウジング６７０の熱が外部にさらに容易に放散されるようにする。同じ体積の条件で、凹凸部６７５をさらに備えることで冷却ハウジング６７０の表面積を増加させる場合、冷却効率を改善することができる。

【0119】

複数の凹凸部６７５は、各パターンの幅、厚さがｍｍ単位、好ましくは約２～３ｍｍに形成され得る。但し、表面積を大きくする目的の範囲内で凹凸部６７５の大きさ、形状が制限されない。

【0120】

図１５は、図１４の凹凸部６７５を変更して熱容量を制御する方法を示す概略的な断面図である。

【0121】

上述したように、支持プレート６１０の中央が縁よりも温度がさらに高くなり得る。これによって、中央部分に熱交換がさらに多くなされることが冷却効率の改善に有利である。

【0122】

図１５を参照すると、冷却ハウジング６７０の領域毎に凹凸部６７５の大きさを異なって適用することができる。または、冷却ハウジング６７０の領域に応じて、一部の領域にのみ凹凸部６７５を形成してもよい。

【0123】

冷却ハウジング６７０の中心から半径が小さい領域よりも半径が大きい領域上に提供された凹凸部６７５ａが、表面積がさらに小さくなるように形成することができる。中心領域Ｚ３は、縁領域Ｚ１よりも熱排出がさらに多くなされなければならないため、凹凸部６７５ｃのパターンの幅ＰＬ２及び高さＰＨ２のうちの少なくともいずれか１つを、凹凸部６７５ａのパターンの幅ＰＬ１及び高さＰＨ１と異なって設定して、凹凸部６７５ｃの表面積が凹凸部６７５ａよりも大きくなるように形成することができる。例えば、凹凸部６７５ｃのパターン幅ＰＬ２は、凹凸部６７５ａのパターン幅ＰＬ１よりも小さくし、凹凸部６７５ｃのパターン高さＰＨ２は、凹凸部６７５ａのパターン高さＰＨ１よりも大きく設定することができる。

【0124】

一方、凹凸部６７５による表面積の変更は、冷却ハウジング６７０の熱容量の変更にも寄与することができる。したがって、凹凸部６７５のパターン幅、パターン高さを変更して、冷却ハウジング６７０の熱容量を支持プレート６１０の熱容量にマッチングさせることもできる。上述したように、冷却ハウジング６７０の厚さＴ２を調節すること以外にも、凹凸部６７５のパターン幅、パターン高さを変更して熱容量を制御できるので、冷却ハウジング６７０の様々な設計案を有し得るようになる。

【0125】

図１６は、図１４の凹凸部６７５を適用する前と後の冷却容量を示す図である。図１６（ａ）は、凹凸部６７５の適用前、図１６（ｂ）は、凹凸部６７５の適用後の冷却容量を示す。

【0126】

冷却ハウジング４７０においてガス供給ノズル６８０が配置される部分では、冷却ガスの吐出によってヒートフラックス（Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ）の数値が１５（ｋＷ／ｍ^２）に近く出ることを確認できる。また、図１６（ａ）と比較して図１６（ｂ）を説明すると、凹凸部６７５を適用した場合に、冷却ハウジング４７０の全冷却空間で均一なヒートフラックスの数値が示されることを確認できる。図１６（ａ）は、中央部分でヒートフラックスが０（ｋＷ／ｍ^２）に近い部分が示されるが、図１６（ｂ）は、中央部分でもほとんどヒートフラックスが１．５～３．０（ｋＷ／ｍ^２）と示される。図１６（ａ）は冷却容量が約５３６Ｗであり、図１６（ｂ）は冷却容量が約５６７Ｗであって、凹凸部６７５を適用した後に冷却容量が約５．７％上昇し、冷却の均一度が上昇することを確認できる。

【0127】

前記のように、本発明は、ガス供給ノズルとガス供給ラインがダイレクトに連結され、冷却ハウジングの熱容量を支持プレートに対応するようにマッチングし、冷却ハウジング内に凹凸部を適用することによって、ヒータの冷却時間を短縮することができる効果がある。また、冷却ユニットと周辺空間の熱交換効率を増加させることができる効果がある。

【0128】

本発明は、図面に示された実施例を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるということが理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

【符号の説明】

【0129】

１００ 基板処理設備
２００ 基板処理装置
３００ 熱処理チャンバ
３３０（５００） 加熱装置（加熱ユニット）
６１０ 支持プレート
６２０ リフトピン
６３０ 支持ピン
６４０ ガイド
６５０ ヒータ部材
６６０，６６０’ 冷却ユニット
６７０，６７０’ 冷却ハウジング
６７５ 凹凸部
６８０，６８０’ ガス供給ノズル
６９０’ ガス分配部
ＧＩ，ＧＩ１～ＧＩ８ ガス供給手段
Ｌ，Ｌ１～Ｌ８ ガス供給ライン
Ｖ，Ｖ１～Ｖ８ 弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】