KR100242533B1 - 반도체 처리시스템 및 기판의 교환방법 및 처리방법 - Google Patents

반도체 처리시스템 및 기판의 교환방법 및 처리방법 Download PDF

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다카시마 히로시
도오교오 에레구토론 큐우슈우 가부시키가이샤
히가시 데쓰로
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Abstract

반도체 웨이퍼의 레지스트 도포 시스템은 처리유니트 및 반송유니트를 구비한다. 처리유니트에는 복수의 처리부가 설치되고, 처리부를 따라서 반송로보트가 이동이 자유롭게 배설된다. 반송로보트는, 승강가능한 구동블록과, 반도체웨이퍼를 유지하기 때문에, 개개로 진퇴동작이 가능하고 또한 상하방향으로 줄지어서 구동블록에 배설된 제1, 제2 및 제3아암과, 제1 및 제2아암과 제3아암과의 사이에 위치하도록 구동블록에 지지된 단열판을 구비한다. 제3아암은, 처리부의 하나인 냉각부로부터 웨이퍼를 꺼내기 위하여 사용된다. 처리부에 있어서의 웨이퍼의 교환은 상기 3개의 아암중의 2개의 아암에 의하여 행하여지며, 여기서, 처리후의 웨이퍼를 꺼내는 아암과, 처리전 웨이퍼를 삽입하는 아암이 동기하여서 조작된다.

Description

반도체 처리시스템 및 기판의 교환방법 및 처리방법
제1(a)도~제1(h)도는 종래의 웨이퍼의 교환작업의 순서를 나타낸 개략 측면도.
제2(a)도~제2(h)도는 웨이퍼의 교환작업의 다른 순서를 나타낸 개략측면도.
제3도는 상기 종래의 웨이퍼의 교환작업의 양 순서를 나타낸 타이밍차트.
제4도는 본 발명에 관계된 레지스트 도포 시스템을 나타낸 개략 평면도.
제5도는 제4도에 도시한 시스템의 반송로보트를 나타낸 사시도.
제6도는 제5도에 도시한 반송로보트를 나타낸 개략 정면도.
제7도는 처리부의 작업대와 제5도에 도시한 반송로보트의 2개의 아암과의 관계를 나타낸 개략사시도.
제8도는 웨이퍼의 유무의 확인을 할 때의 제5도에 도시한 반송로보트의 2개의 아암의 관계를 나타낸 개략평면도.
제9도는 제5도에 도시한 반송로보트의 변경예를 나타낸 개략 측면도.
제10(a)도~제10(g)도는 본 발명에 관계된 웨이퍼의 교환작업의 순서를 나타낸 개략 측면도.
제11(a)도~제11(g)도는 본 발명에 관계된 웨이퍼의 교환작업의 다른 순서를 나타낸 개략 측면도.
제12(a)도~제12(f)도는 제11(a)도~제11(g)도에 도시한 순서의 변경예를 나타낸 개략 측면도.
제13도는 상기 본 발명에 관계된 웨이퍼의 교환작업의 순서를 나타낸 타이밍차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 지지부 4,6,52,54,56 : 아암
10 : CPU 12 : 처리유니트
14 : 반송유니트 16,18 : 웨이퍼 캐리어
20 : 반송부재 22 : X방향 이동기구
24 : Y방향 이동기구 26 : θ방향 이동기구
28 : 작업대 30 : 어드히젼 처리부
32,34 : 도포부 36 : 냉각부
37b : 개구 38 : 베이크부
40 : 반송로보트 42 : 반송로
44 : 주행대 46 : 셔프트
48 : 구동블록 52a,54a,56a : 지지프레임
56b : 개구 58 : 네일부
62 : 단열판 62a : 프레임
64 : 발광소자 66 : 수광소자
66a : 프레임 68 : 슬리트
70 : 스핀척 72 : 회전축
74 : 작업대 80 : 광학센서
82 : 지지체 W1,W2,W3 : 웨이퍼
OA1 : 광축 H1,H2,H23 : 높이
본 발명은 반도체 처리시스템 및 반도체처리시스템에 있어서의 반도체 웨이퍼나 LCD기판등의 피처리기판의 교환방법 및 처리방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 혹은 LCD디바이스의 제조프로세스에 있어서는 레지스트도포시스템이나 레지스트현상시스템이 사용된다.
이와같은 시스템에서는 2개의 포크형상 아암을 가지는 반송로보트에 의하여 처리부에 대한 웨이퍼의 교환작업이 행하여진다. 제1(a)도~제1(h)도 및 제2(a)도~제2(h)도에 종래의 웨이퍼의 교환작업의 순서를 나타낸다.
제1(a)도~제1(h)도는, 2개의 아암(4),(6) 내의 하측아암(4)에 처리전의 웨이퍼(W2) 가 유지되고, 처리부의 작업대(work table)에 처리후의 웨이퍼(W1)이 존재하고 있는 경우의 옮겨싣기순서를 나타낸다.
먼저, 양 아암(4),(6)은 상측 아암(6)이 처리후 웨이퍼(W1) 아래에 삽입되는 높이에 설정된다. 이 높이로 상측아암(6)이 웨이퍼(W1)을 향하여 전진한다(제1(a)도). 상측아암(6)이 웨이퍼(W1) 아래에 온 후, 양 아암(4),(6)을 지지하는 지지부(2)가 상승하고, 상측아암(6)이 웨이퍼(W1)을 들어 올린다(제1(b)도). 웨이퍼(W1)을 들어올린 후, 상측아암(6)은 웨이퍼(W1)을 유지한 상태로 후퇴한다(제1(c), (d)도).
상측아암(6)이 초기위치, 즉, 후퇴위치로 되돌아 오면 지지부(2)가 더욱 상승하고, 하측아암이 작업대보다 위편에 오도록 양 아암(4),(6)의 높이를 설정한다(제1(e)도). 이 높이를 처리전 웨이퍼(W2)를 유지하는 하측아암(4)이 작업대를 향하여 전진한다(제1(f)도).
하측아암(4)이 작업대 위편에 온 후, 지지부(2)가 하강하고, 처리전 웨이퍼(W2)를 하측아암(4)으로부터 작업대 상에 바꿔놓는다 (제1(g)도). 하측아암(4)으로부터 웨이퍼(W2)를 작업대에 놓은 후, 하측아암(4)이 후퇴하여 초기위치, 즉 후퇴위치로 되돌아온다(제1(h)도).
제2(a)도~제2(h)도는, 2개의 아암(4),(6)내의 상측아암(6)에 처리전의 웨이퍼(W2)가 유지되고, 처리부의 작업대에 처리후의 웨이퍼(W1)가 존재하고 있는 경우의 옮겨싣기순서를 나타낸다.
먼저, 양 아암(4),(6)은 하측아암(4)이 처리후 웨이퍼(W1) 아리에 삽입할 수 있는 높이에 설정된다. 이 높이는 하측아암(4)이 웨이퍼(W1)를 향하여 전진한다(제2(a)도). 하측아암(4)이 웨이퍼(W1) 아래에 온 후, 지지부(2)가 상승하고, 하측아암(4)에 의하여 웨이퍼(W1)을 들어 올린다(제2(b)도). 그후, 하측아암이 후퇴하여 초기위치에 되돌아 온다(제2(c)도).
다음에, 지지부(2)가 얼마쯤 하강하고, 이 높이로 처리전 웨이퍼(W2)를 유지하는 상측아암(6)이 작업대를 향하여 전진한다(제2(e)도). 상측아암(6)이 작업대 위편에 온 후, 지지부(2)가 하강하고, 처리전의 웨이퍼(W2)를 상측아암(6)으로부터 작업대에 바꿔 놓는다(제2(f), (g)도). 웨이퍼(W2)의 얹어놓기가 종료한 후, 상측아암(6)을 초기위치로 후퇴한다(제2(h)도).
이와 같은 웨이퍼의 교환작업의 타이밍차트를 제3도에 나타낸다. 도면 중 좌측이 제1(a)도~제1(h)도에 도시한 조작을, 우측이 제2(a)도~제2(h)도에 도시한 조작을 나타낸다. 도면에서 분명한 바와같이 상하 아암은 각자가 독립하여 동작하고, 이들 동작이 연속하도록 설정된다. 요컨대, 처리후 웨이퍼(W1)의 언로드조작이 종료하고 나서 처리전 웨이퍼(W2)의 로드조작이 개시된다. 이 때문에, 웨이퍼의 교환에는 언로드조작 및 로드조작 개개의 총계시간이 소정시간으로서 필요하게 된다.
웨이퍼 교환시간은, 먼저, 첫째로 프로세스의 수율에 영향을 미친다. 또, 웨이퍼의 교환시간이 길어지면 처리전의 웨이퍼가 처리후의 웨이퍼 혹은 주위 분위기의 열영향을 받기 쉽게 되고, 웨이퍼 온도의 정확한 제어가 어렵게 된다. 예컨대, 레지스트 도포시스템에서는 웨이퍼 교환시간이 길어질수록 냉각부에 있어서, 소정온도로 설정된 웨이퍼의 온도가 주위로부터 열영향에 의하여 상승하기 쉽게 된다.
이 때문에, 레지스트도포부에서 도포되는 레지스트막의 막두께의 면내 균일성이 손상된다.
상술의 문제는 대형의 피처리기판, 예컨대, LCD기판을 피취급대상으로 한 경우에 특히 영향이 커진다. 즉, 대형의 피처리기판의 경우, 언로드 및 로드를 위한 이동스트로크가 커지게 되고, 기판의 언로드조작 및 로드조작 개개의 시간이 길어지기 때문이다.
본 발명이 목적으로 하는 바는 피처리기판의 교환시간을 단축하고, 스루풋을 향상시킴과 동시에, 처리전의 피처리기판의 온도제어를 보다 확실하게 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 그의 한 실시형태에 있어서, 승강가능한 베이스와, 상기 베이스상에서 상하방향으로 병치되고, 또한 상기 베이스에 독립적으로 진퇴가능하게 지지된, 피처리기판을 반송하기 위한 상측 및 하측아암과,를 구비하는 반송장치를 사용하고, 반도체 처리시스템의 재치스테이션상에 지지된 상기 기판의 하나인 제1기판을 상기 재치스테이션상으로부터 제거함과 동시에, 상기 상측 및 하측아암의 어느 한편에 지지된 상기 기판의 하나인 제2기판을 상기 재치스테이션상에 재치하는 반도체 처리시스템에 있어서의 상기 기판의 교환방법으로서, 여기서, 상기 재치스테이션은, 상기 상측 및 하측아암이 그것들의 진퇴 및 상하동작에 의하여, 그 위로부터 상기 각 기판을 들어 올릴 수 있도록 형성되는 것과, 상기 제2기판이 상기 하측아암에 지지되는 조건인 때, 상기 방법이, 상기 양 아암을 후퇴위치에 놓은 상태로 상기 베이스를 하측레벨에 설정하는 공정과, 상기 베이스의 상기 하측레벨은, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션상에 재치된 상기 기판의 하나의 아래에 왔을때, 이 기판에 접촉하지 않도록 설정되는 것과, 상기 베이스가 상기 하측레벨에 있는 상태로, 상기 상측아암을 상기 제1기판의 아래에 전지시키는 공정과, 상기 상측아암이 상기 제1기판의 아래에 온 후, 상기 베이스를 상측레벨까지 상승시키고, 상기 상측아암에 의하여 상기 재치스테이션상으로부터 상기 제1기판을 들어올리는 공정과, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되는 것과, 상기 상측아암으로 상기 제1기판을 들어올린 후, 상기 상측아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 베이스가 상기 상측레벨에 이르기 직전인 때 이후이고, 또한 상기 상측아암이 후퇴를 개시하기 이전에, 상기 제2기판을 지지하는 상기 하측아암의 전진을 개시하는 공정과, 상기 하측아암이 상기 재치스테이션의 위편에 온 후, 상기 베이스를 중간레벨까지 하강시키고, 상기 하측 아암으로부터 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 옮기는 공정과, 상기 베이스의 상기 중간레벨은, 상기 하측아암이 상기 재치스테이션상에 재치된 상기 기판의 하나의 아래에 왔을 때, 이 기판에 접촉하지 않고, 또한 상기 상측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되는 것과, 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 재치한 후, 상기 하측아암을 후퇴시키는 공정과, 를 구비하고, 상기 제2기판이 상기 상측아암에 지지되는 조건인 때, 상기 방법이, 상기 양 아암을 후퇴위치에 놓은 상태로 상기 베이스를 상기 중간레벨에 설정하는 공정과, 상기 베이스가 상기 중간레벨에 있는 상태로, 상기 하측아암을 상기 제1기판의 아래에 전진시키는 공정과, 상기 하측아암이 상기 제1기판의 아래에 온 후, 상기 베이스를 상측레벨까지 상승시키고, 상기 하측아암에 의하여 상기 재치스테이션상으로부터 상기 제1기판을 들어올리는 공정과, 상기 하측아암으로 상기 제1기판을 들어올린 후, 상기 하측 아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 하측아암이 전진을 개시한 이후이고 또한 후퇴를 개시하기 전에, 상기 제2기판을 지지하는 상기 상측아암의 전진을 개시하는 공정과, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션의 위편에 온 후이고, 또한 상기 하측아암이 후퇴한 후, 상기 베이스를 하측레벨까지 하강시키고, 상기 상측아암으로부터 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 옮기는 공정과, 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 재치한 후, 상기 상측아암을 후퇴시키는 공정을 구비하는 방법을 제공한다.
[실시예]
이하 바람직한 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상술한다.
제4도는 본 발명에 관계된 레지스트 도포 시스템을 나타낸다. 이 레지스트 도포 시스템은 처리유니트(12) 및 반송유니트(14)로 이루어진다. 처리유니트(12)는 피처리기판, 예컨대, 반도체 웨이퍼에 대하여 여러가지 처리를 하기 위한 복수의 처리부를 구비한다. 반송 유니트(14)는 처리유니트(12)에 대하여 웨이퍼를 반입ㆍ반출하기 위하여 사용된다. 처리유니트(12) 및 반송유니트(14)의 조작은 소정의 프로그램에 따라서 CPU(10)에 의하여 제어된다.
반송유니트(14)는 처리전의 웨이퍼(W)를 수용하는 2개의 웨이퍼 캐리어(16)의 처리후의 웨이퍼(W)를 수납하는 2개의 웨이퍼 캐리어(18)를 배치할 수 있도록 형성된다. 반송유니트(14)는 캐리어(16),(18)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입ㆍ반출하기 위한 반송부재(20)를 구비한다. 반송유니트(14)와 처리유니트(12)와의 사이의 웨이퍼(W)의 주고받기는 작업대(28)을 개재하여서 행하여진다.
반송부재(20)은 X방향, Y방향 및 θ방향으로 이동 가능하게 구성된다. 반송부재(20)의 작동은, 예컨대, 스테핑모우터와 볼나사를 조립하여서 구성된 X방향 이동기구(22) 및 Y방향 이동기구(24), 및 스테핑모우터만을 갖춘 θ 방향 이동기구 (26)에 의하여 행하여진다.
처리유니트(12)에는 어드히젼 처리부(30), 도포부(32),(34), 냉각부(36), 베이크부(38)이 각각 배치된다. 각 처리부는 처리체임버와 이 내부에 배치된 웨이퍼 작업대를 구비한다. 어드히젼 처리부(30)에서는 웨이퍼와 레지스트와의 밀착성을 향상시키기 위하여 웨이퍼 표면이 소수화(疎水化)처리된다. 도포부(32),(34)에서는 스핀코터에 의하여 웨이퍼 표면에 레지스트막이 형성된다.
냉각부(36)에서는 레지스트 도포전의 웨이퍼가 소정의 온도(예컨대 약 23℃)로 조정된다. 베이크부(38)에서는 웨이퍼가 가열되고, 그위에 도포된 레지스트막중의 잔존용제가 증발된다.
제4도에 도시한 레지스트 도포 시스템에서는 레지스트 도포에 있어서의 수율을 향상시키기 위하여 도포부(32),(34)가 2대 설치된다. 또, 베이크부(38)에는 베이크장치가 수직방향으로 다단으로 적층 배치되고, 복수매의 웨이퍼가 일괄하여 가열가능하게 되어 있다.
처리유니트(12)에서는 각 처리부(30)~(38)에 대하여 웨이퍼를 반입ㆍ반출하기 위한 반송로보트(40)가 설치된다. 로보트(40)는 처리부(30)~(38)의 배열방향을 따라서 뻗어 있는 반송로(42)를 따라서 이동가능하게 배설된다.
제5도에 도시한 바와같이 로보트(40)는 반송로(42)를 걸어 맞춤하는 주행대(pedestal)(44)를 구비한다. 주행대(44)는 도시하지 않은 볼나사 기구에 의하여 구동되고, 반송로(42)를 따라서 이동가능하게 된다. 반송대(44)에는 셔프트(46)가 세워 설치된다.
셔프트(46)는 반송대(44)내에 내장된 볼나사기구, 스테핑모우터에 의하여 승강 및 수평회전이 가능하게 된다.
셔프트(46)의 상부에는 구동블록(48)이 고정된다. 블록(48)상에는 3개의 포크형상 아암(52),(54),(56)이 배설된다.
각 아암(52),(54),(56)은 선단에 개구하는 말굽형으로 형성된다. 각 아암(52),(54),(56)은 내주면에 적당한 간격을 두고 돌출하는 3개의 네일부(58)을 각각 갖고, 네일부(58)에 의하여 웨이퍼가 가장자리 하면을 지지한다.
제7도에 도시한 바와 같이 아암(52),(54),(56) 선단의 절결부는 각 처리부에 있어서 웨이퍼 유지부가 되는 스핀척(70)의 회전축(72)가 들어갈 수 있는 크기로 설정된다. 또, 아암(52),(54),(56)의 내경 및 네일부(58)은 스핀척(70)의 작업대(74)와 간섭하지 않도록 설정된다.
아암(52),(54),(56)은 처리부에 재치되는 웨이퍼의 하면에 대향할 수 있는 위치까지 수평방향으로 이동할 수 있는 전진 및 후퇴 스트로크를 가진다. 또, 구동블록(48)은 제일 아래쪽의 아암(52)가 웨이퍼의 얹어놓기를 개시할 수 있는 위치로부터 제일 위쪽의 아암(56)이 웨이퍼의 들어 올리기를 개시할 수 있는 위치까지의 사이의 승강 스트로크를 가진다.
아암(52),(54),(56)은 제6도에 도시한 바와 같이 각각 전용의 지지프레임(52a),(54a),(56a)를 개재하여 블록(48)내의 구동수단에 접속되고, 각각 독립적으로 작동가능하게 되어 있다. 아암(52)의 프레임(52a)는 블록(48)의 상판에 형성된 갸름한 개구(37b)를 개재하여 블록(48)내에 들어간다. 아암(54)의 프레임(54a)는 블록(48)의 제5도 및 제6도 중의 좌측판의 대체로 중앙부에 형성된 가는 개구(도시하지 않음)을 개재하여 블록(48)내에 들어간다. 아암(56)의 프레임(56a)는 블록(48)의 제5도 및 제6도중의 우측판의 하부에 형성된 가는 개구(56b)를 개재하여 블록(48)내에 들어간다. 아암(54)의 프레임(54a)는 블록(48)의 제5도 및 제6도중의 좌측판의 대체로 중앙부에 형성된 가는 개구(도시하지 않음)를 개재하여 블록(48)내에 들어간다. 아암(52),(54),(56)의 구동기구로서는 스테핑모우터 및 이에 연이어 움직이는 볼나사등의 회전기구, 혹은 벨트구동에 의한 슬라이드기구등이 사용된다.
아암(56)은 냉각부(36)로부터 도포부(32),(34)에 웨이퍼를 반송하기 위하여 주로 사용된다. 냉각부(36)에서 소정의 온도로 설정되고, 아암(56)상에 지지된 웨이퍼가 아래의 아암(52),(54)에 위에 웨이퍼로부터 열의 크로스 콘테미네이션을 받는 것을 저지하기 위하여 아암(54)와 아암(56)과의 사이에는 웨이퍼보다도 큰 직경의 단열판(62)이 배열설치된다.
단열판(62)은 프레임(62a)을 개재하여 블록(48)에 고정된다. 본 실시예에서는 냉각부(36)로부터 웨이퍼를 꺼내기 위한 아암이 제일 위에 배치되어 있으나, 열기의 상승을 고려하면, 오히려 이 역할을 다하는 아암은 제일 아래에 배치하고, 그 위에 단열판을 배치하는 것이 바람직하다.
구동블록(48)의 선단부에는 발광소자(64)가 고정됨과 동시에 이와 광축이 하나가 되도록 블록(48)의 위편에 수광소자(66)가 배설된다. 수광소자(66)는 단열판(62)의 프레임(52a)에 접속된 프레임(66a)에 부착되고, 즉 프레임(62a), 프레임(66a)을 개재하여 블록(48)에 지지된다. 발광 및 수광소자(64),(66)는 아암(52),(54),(56)상의 웨이퍼의 유무를 검지하기 위한 투과형의 광학센서를 구성한다. 아암(52),(54),(56)의 손잡이에는 제5도, 제7도 및 제8도에 도시한 바와 같이 선단을 향하여 긴쪽으로 뻗는 슬리트(68)가 형성된다. 슬리트(68)는 이것이 광학센서(64),(66)의 광축(OA1)(제8도 참조)을 통과할 때, 광통로를 형성하도록 배치된다.
아암(52),(54),(56)상의 웨이퍼의 유무를 검지하기 위한 광학센서는 반사형으로 할 수도 있다. 또, 광학센서의 광축은 제8도에 (OA2)에서 도시한 바와 같이 아암(52),(54),(56)의 손잡이의 바깥쪽에서 웨이퍼(W)가 통과하는 위치에 배치할 수도 있다.
또, 웨이퍼의 유무의 검지는 아암(52),(54),(56)에 웨이퍼가 유지되었을 때에 작동하는 터치센서등의 직접검출이 가능한 수단으로 바꿔넣을 수도 있다.
제9도에 도시한 바와 같이 단열판(62)을 광학센서(80)의 지지체로서 이용할 수 있다. 예컨대, 투과형의 광학센서를 사용할 경우는 구동블록(48)과 단열판(62)에 각각 수광소자 및 발광소자 중 어느 것을 지지시킨다. 단 이 경우는 아래쪽의 2개의 아암(52),(54) 상의 웨이퍼의 유무만이 검지가능하게 된다. 또한 제9도에 가상선으로 도시한 바와 같이 아암(52),(54) 사이에 단열판 혹은 더미 웨이퍼등의 지지체(82)로서 기능할 수 있는 것을 배치하면 이것에 광학센서(80)을 부착할 수도 있다.
다음에 제4도에 도시한 본 발명에 관계된 레지스트 도포 시스템에 있어서의 처리양태의 예로서, 도포부(34), 냉각부(36) 및 베이크부(38)을 사용한 처리방법에 대하여 개략을 설명한다. 여기서, 광학센서(64),(66)을 포함하는 반송로보트(40)상의 각 부재는 CPU(10)내의 소정의 프로그램에 따라서 조작이 제어된다.
먼저, 냉각부(36)에서 웨이퍼(W3)가 소정의 온도로 설정되고, 로보트(40)의 최상측의 아암(56)에 의하여 냉각부(36)로부터 꺼내진다. 그리고, 반송로(42)를 따라서 반송되고, 도포부(34)의 작업대상에 재치된다. 아암(56)에 의하여 웨이퍼(W3)를 얹어놓기에 앞서, 도포부(34)에서 이미 레지스트막이 부여된 웨이퍼(W2)가 아암(52),(54)의 한편, 예컨대 상측아암(54)에 의하여 꺼내진다. 이 때의 웨이퍼의 교환작업의 순서는 후술하는 양태로 행하여진다. 또, 도포부(34)로부터 웨이퍼(W2)를 꺼낼 때, 후술하는 태양으로 아암(54)상에 있어서의 웨이퍼(W2)의 유무가 확인된다. 이 정보는 CPU(10)에 입력되고, 후술하는 처리로의 이행시에 이용된다. 도포부(34)내에 얹어놓인 웨이퍼(W3)는 여기서 스핀코터에 의하여 레지스트막이 부여된다.
다른 한편, 도포부(34)로부터 아암(54)에 의하여 꺼내진 웨이퍼(W2)는 반송로(42)를 따라서 반송되고, 베이크부(38)의 작업대상에 얹어놓인다. 아암(54)에 의하여 웨이퍼(W2)를 얹어놓기에 앞서, 베이크부(38)에서 이미 가열처리된 웨이퍼(W1)이 최하측 아암(52)에 의하여 꺼내진다. 이때의 웨이퍼의 교환작업의 순서는 후술하는 양태로 행하여진다. 또, 베이크부(38)로부터 웨이퍼(W1)을 꺼낼 때, 후술하는 양태로 아암(52)상에 있어서의 웨이퍼(W1)이 유무가 확인된다. 이 정보는 CPU(10)에 입력되고, 후속의 처리로의 이행시에 이용된다. 베이크부(38)내에 얹어놓인 웨이퍼(2)는 여기서 가열되고, 도포 레지스트막중의 잔존용제가 증발된다.
이상과 같은 복수의 웨이퍼의 처리가 도포부(34), 냉각부(36) 및 베이크부(38)을 포함하는 처리부(30)~(38)에 있어서 연속적으로 실행된다. 웨이퍼의 처리는 반송로보트(40), 광학센서(64),(66)등을 포함하는 처리유니트(12) 및 반송유니트(14)로부터 모든 정보가 수집되는 CPU(10)에 의하여 제어된다.
다음에 본 발명에 관계된 웨이퍼의 교환작업의 순서를 설명한다. 이하에서는 이해를 용이하게 하기 위하여 아암(56) 및 단열판(62)을 생략하고, 2개의 아암(52),(54)만을 나타내서 설명한다.
그러나, 냉각부(36)으로부터의 아암(56)과 아암(52)을 사용한 경우, 또는 아암(56)과 아암(54)을 사용한 경우도 이하에 기술하는 순서와 실질적으로 마찬가지로 웨이퍼의 교환작업을 행할 수 있다.
제10(a)도~제10(g)도는 하측아암(52)에 처리전의 웨이퍼(W2)가 유지되고, 제11(a)도~제11(g)도는 상측아암(54)에 처리전의 웨이퍼(W2)가 유지되어 있는 경우의 옮겨싣기순서를 나타낸다. 제13도는 교환작업의 타이밍차트로서 도면중 좌측이 제10(a)도~제10(g)도에 도시한 조작을 우측이 제11(a)도~제11(g)도에 도시한 조작을 나타낸다.
제10(a)도~제10(g)도에 있어서, 먼저 구동블록(48)은 상측아암(54)가 처리부에 얹어놓이는 처리후 웨이퍼(W1)의 아래에 삽입되는 높이(H1)에 설정된다(제10(a)도). 이 높이로 상측아암(54)가 웨이퍼를 향해 전진한다(제10(b)도). 이 때, 상측아암(54)는 웨이퍼(W1)에 접촉하지 않는 높이에 있다. 상측아암(54)가 웨이퍼(W1)의 아래에 온 후, 양 아암(52),(54)를 지지하는 구동블록(48)의 높이(H3)까지 상승하고, 상측아암(54)가 웨이퍼(W1)을 들어 올린다(제10(c)도).
상측아암(54)로 웨이퍼(W1)을 작업대(74)로부터 들어 올린 후, 구동블록(48)의 높이(H3)에서 정지한다. 이 상태로, 처리전 웨이퍼(W2)를 유지하는 하측아암(52)의 전진과, 처리후, 웨이퍼(W1)를 유지하는 상측아암(54)의 후퇴가 개시된다(제10(d)도).
또한 조작 타이밍을 조정하면, 구동블록(48)이 상승하고 있는 도중에서 하측아암(52)의 전진을 개시하는 것이 가능하게 된다.
하측아암(52)의 전진과, 상측아암(54)의 후퇴가 종료하면, 구동블록(48)의 하강이 개시된다(제10(e)도). 여기서, 상측아암(54)은 초기위치, 즉 후퇴위치로 돌아와 있다. 하측아암(52)으로 웨이퍼(W2)를 작업대(74)에 놓은 후, 구동블록(48)이 높이(H2)에서 정지한다(제10(f)도). 이 상태로, 하측아암(52)이 후퇴하여 초기위치, 즉 후퇴위치로 되돌아온다(제10(g)도).
제11(a)도~제11(g)도에 있어서, 먼저 구동블록(48)은 하측아암(52)가 처리부에 재치되는 웨이퍼(W1)의 아래에 삽입할 수 있는 높이(H2)에 설정된다(제11(a)도). 이 높이는 제10(a)도~제10(g)도의 공정이 종료한 때의 높이이다. 이 높이로 하측아암(52)이 웨이퍼를 향해 전진한다(제11(b)도). 이 때, 하측아암(52)은 웨이퍼(W1)에 접촉하지 않는 높이에 있다. 하측아암(52)은 웨이퍼(W1)가 아래에 온후, 양 아암(52),(54)을 지지하는 구동블록(48)의 높이(H3)까지 상승하고, 하측아암(52)이 웨이퍼(W1)를 들어 올린다(제11(c)도).
하측아암(52)으로 웨이퍼(W1)를 작업대(74)로부터 들어 올린 후, 구동블록(48)이 높이(H3)에서 정지한다. 이 상태로 처리전 웨이퍼(W2)를 유지하는 상측아암(54)의 전진과, 처리후 웨이퍼(W1)를 유지하는 하측아암(52)의 후퇴가 개시된다(제11(d)도).
상측아암(54)의 전진과 하측아암(52)의 후퇴가 종료하면, 구동블록(48)이 하강이 개시된다(제11(e)도). 여기서, 하측아암(52)은 초기위치, 즉 후퇴위치로 돌아와 있다. 또한 조작타이밍을 조정하면, 상측아암(54)의 전진과 하측아암(52)의 후퇴와의 계속도중에서 구동블록(48)의 하강을 개시하는 것이 가능하게 된다. 구동블록(48)은 높이(H1)까지 하강하고, 도중에서 웨이퍼(W2)를 상측아암(54)으로부터 작업대(74)에 옮긴다(제11(f)도). 구동블록(48)이 높이(H1)에서 정지한 후, 상측아암(54)이 후퇴하여 초기위치, 즉 후퇴위치로 되돌아온다(제11(g)도).
제11(a)도~제11(g)도에 도시한 순서에 있어서의 상측아암(54)의 전진은 하측아암(52)의 전진의 도중에서 극단으로는 하측아암(52)의 전진과 동시에 개시하는 것이 가능하다. 제12(a)도~제12(f)도는 이와 같은 관점에 근거하는 제11(a)도~제11(g)도에 도시한 공정의 변경예를 나타낸다. 이 변경예의 타이밍차트는 제13도에 일점쇄선을 나타낸 부분을 제외하고, 제11(a)도~제11(g)도에 도시한 그것과 동일하게 된다.
제12(a)도~제12(f)도에 있어서, 먼저 구동블록(48)은 하측아암(52)이 처리부에 얹어놓이는 웨이퍼(W1)의 아리에 삽입할 수 있는 높이(H2)에 설정된다(제12(a)도). 이 높이는 제10(a)도~제10(g)도의 공정이 종료한 때의 높이이다. 이 높이로 양 아암(52),(54)이 웨이퍼(W1)를 향해 동시에 전진한다(제12(b)도). 이 때 양 아암(52),(54)은 웨이퍼(W1)에 접촉하지 않는 높이에 있다. 양 아암(52),(54)의 전진이 종료한 후, 양 아암(52),(54)를 지지하는 구동블록(48)이 높이(H3)까지 상승하고, 하측아암(52)이 웨이퍼(W1)를 들어올린다(제12(c)도).
하측아암(52)으로 웨이퍼(W1)를 작업대(74)로 부터 들어올린후, 구동블록(48)이 높이(H3)에서 정지한다. 이 상태로, 처리후 웨이퍼(W1)를 유지하는 하측아암(52)이 후퇴하고, 초기위치, 즉, 후퇴위치로 되돌아온다.
하측아암(52)이 초기위치에 되돌아오면, 구동블록(48)이 하강을 개시한다(제12(d)도). 여기서, 하측아암(52)은 초기위치, 즉, 후퇴 위치로 돌아와 있다. 또한, 조작타이밍을 조정하면, 하측아암(52)이 후퇴하고 있는 도중에서, 구동블록(48)의 하강을 개시하는 것이 가능하게 된다. 구동블록(48)은 높이(H1)까지 하강하고, 도중에서 웨이퍼(W2)를 상측아암(54)으로 부터 작업대(74)로 옮긴다(제12(e)도). 구동블록(48)이 높이(H1)에서 정지한 후, 상측아암(54)이 후퇴하여 초기위치, 즉 후퇴위치로 되돌아온다(제12(f)도).
제13도와 제3도를 비교하면, 분명한 바와같이, 본 발명에 관계된 웨이퍼의 교환작업은, 종래의 웨이퍼의 교환작업보다도 공정이 단축된다. 따라서, 처리프로세스의 스루풋이 향상함과 동시에, 처리전의 웨이퍼의 온도제어를 보다 확실하게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에서는, 광학센서(64),(66) 및 아암(52),(54),(56)의 슬리트를 이용하고, 각 아암(52),(54),(56)에 의하여 처리부로부터 꺼냈을 웨이퍼의 각 아암상에 있어서의 유무가 확인된다. 이 정보는 CPU(10)에 입력되고, 후속의 처리로의 이행시에 이용된다. 웨이퍼의 유무의 확인 타이밍은, 제8도에 도시한 바와 같이, 한편의 아암의 슬리트(68)와, 다른편의 아암에 유지된 웨이퍼가 동시에 광학센서(64),(66)의 광축(OA1)을 통과할 때이다. 예컨대, 제10(a)도~제10(g)도, 제11(a)도~제11(g)도, 제12(a)도~제12(f)도의 실시예에서는, 제13도에 「DET」로 나타낸 기간이 적당하게 된다.
또, 본 발명에서는, 선행하는 아암의 후퇴와 후속의 아암의 전진에 더하여, 승강동작도 오버랩시킴으로써, 웨이퍼의 교환시간을 단축할 수 있다. 예컨대, 제10(c)도~제10(d)도에 있어서, 구동블록(48)의 상승의 도중에서, 상측아암(54)의 후퇴와, 하측아암(52)의 전진을 개시한다. 또, 제11(d)도~제11(e)도에 있어서, 하측아암(52)의 후퇴와, 상측아암(54)의 전진과의 도중에서, 구동블록(48)의 하강을 개시한다. 이와 같은 경우, 상측 및 하측아암(52),(54)의 이동궤적은, 초기위치와 작업대(76)과의 사이에서, 수평선 및 수직선은 아니고, 사선을 따른 것이 된다.
또한, 본 발명의 변경예로서, 각 아암(52),(54),(56)을 독립적으로 승강가능하게 함으로써, 아암의 전진 및 후퇴와 승강을 임의로 할 수 있게 되고, 웨이퍼의 교환시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시예의 레지스트 도포 시스템을 대상으로 하는 것에 한하지 않고, 예컨대, 멀티체임버 방식을 채용하는 플라즈마처리장치 혹은 CVD장치에 있어서의 웨이퍼나 LCD기판의 교환작업을 대상으로 하는 것도 가능하다.

Claims (13)

  1. 승강가능한 베이스와, 상기 베이스상에서 상하방향으로 병치되고, 또한 상기 베이스에 독립적으로 진퇴가능하게 지지된, 피처리기판을 반송하기 위한 상측 및 하측아암과, 를 구비하는 반송장치를 사용하고, 반도체 처리시스템의 얹어놓기 스테이션상에 지지된 상기 기판의 하나인 제1기판을 상기 얹어놓기스테이션상으로부터 제거함과 동시에, 상기 상측 및 하측아암의 어느 한편에 지지된 상기 기판의 하나인 제2기판을 상기 얹어놓기스테이션상에 얹어놓으며, 상기 얹어놓기스테이션은, 상기 상측 및 하측아암이 그것들의 진퇴 및 상하동작에 의하여, 그 위로부터 상기 각 기판을 들어올릴 수 있도록 형성되는 반도체처리시스템에 있어서의 상기 기판의 교환방법으로서, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되며, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되고, 상기 베이스의 상기 하측레벨은, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션상에 재치된 상기 기판의 하나의 아래에 왔을때, 이 기판에 접촉하지 않도록 설정되며, 기판 중 하나로서 상측 아암에 의해 상기 스테이션으로부터 스테이션상에 장착되는 제1기판을 제거하고, 기판 중 하나로서 하측아암에 지지되는 제2기판을 하측 아암으로부터 스테이션으로 전달하기 위하여, 상기 양 아암을 후퇴위치에 놓은 상태로 상기 베이스를 하측레벨에 설정하는 공정과, 상기 베이스가 상기 하측레벨에 있는 상태로, 상기 상측아암을 상기 제1기판의 아래에 전지시키는 공정과, 상기 상측아암이 상기 제1기판의 아래에 온 후, 상기 베이스를 상측레벨까지 상승시키고, 상기 상측아암에 의하여 상기 재치스테이션상으로부터 상기 제1기판을 들어올리는 공정과, 상기 상측아암으로 상기 제1기판을 들어올린 후, 상기 상측아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 하측아암이 상기 재치스테이션의 위편에 온 후, 상기 베이스를 중간레벨까지 하강시키고, 상기 하측 아암으로부터 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 옮기는 공정과, 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 얹어놓은 후, 상기 하측아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 상측아암의 후퇴 및 하측 아암의 전진 중에 상측 아암이 제1기판을 보유하는지를 광센서에 의해 확인하는 공정으로, 상기 광센서가 베이스에 대해 고정되어 있고 서로 상기 제1 및 제2기판의 광학축 교차 운동 경로를 통하여 연결되는 빛을 방출하는 수단 및 빛을 수용하는 수단을 포함하며, 상기 광학축이 상기 상측 아암상의 제2기판을 교차시키지 않고 상기 하측 아암상의 제1기판을 교차시킬 때 광학 센서에 의해 상부 아암상의 제1기판이 감지되는 공정을 구비하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하측아암의 후퇴가, 상기 베이스가 중간레벨까지 정지한 상태에서 개시되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하측아암의 전진과 상기 상측아암의 후퇴가 실질적으로 동기하여 개시되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 개구가, 상기 광학축이 하측 아암의 개구와 상측 아암상의 제1기판이 동시에 교차할 때, 상측 아암상의 제1기판이 광센서에 의해 감지되도록 하측 아암에 형성되는 방법.
  5. 승강가능한 베이스와, 상기 베이스상에서 상하방향으로 병치되고, 또한 상기 베이스에 독립적으로 진퇴가능하게 지지된, 피처리 기판을 반송하기 위한 상측 및 하측아암과, 를 구비하는 반송장치를 사용하고, 반도체 처리시스템의 얹어놓기 스테이션상에 지지된 상기 기판의 하나인 제1기판을 상기 얹어놓기스테이션상으로부터 제거함과 동시에, 상기 상측 및 하측아암의 어느 한편에 지지된 상기 기판의 하나인 제2기판을 상기 얹어놓기스테이션상에 얹어놓으며, 상기 얹어놓기스테이션은, 상기 상측 및 하측아암이 그것들의 진퇴 및 상하동작에 의하여, 그 위로부터 상기 각 기판을 들어올릴 수 있도록 형성되는 반도체 처리시스템에 있어서의 상기 기판의 교환방법으로서, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되며, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되고, 상기 베이스의 상기 하측레벨은, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션상에 재치된 상기 기판의 하나의 아래에 왔을때, 이 기판에 접촉하지 않도록 설정되며, 기판 중 하나로서 상측 아암에 의해 상기 스테이션으로부터 스테이션상에 장착되는 제1기판을 제거하고, 기판 중 하나로서 상측아암에 지지되는 제2기판을 상측 아암으로부터 스테이션으로 전달하기 위하여, 상기 양 아암을 후퇴위치에 놓은 상태로 상기 베이스를 상기 중간레벨에 설정하는 공정과, 상기 베이스가 상기 중간레벨에 있는 상태로, 상기 하측아암을 상기 제1기판의 아래에 전진시키는 공정과, 상기 하측아암이 상기 제1기판의 아래에 온 후, 상기 베이스를 상측레벨까지 상승시키고, 상기 하측아암에 의하여 상기 재치스테이션상으로부터 상기 제1기판을 들어올리는 공정과, 상기 하측아암으로 상기 제1기판을 들어올린 후, 상기 하측 아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션의 위편에 온 후이고, 또한 상기 하측아암이 후퇴한 후, 상기 베이스를 하측레벨까지 하강시키고, 상기 상측아암으로부터 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 옮기는 공정과, 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 재치한 후, 상기 상측아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 하측아암의 후퇴 및 상측 아암의 전진 중에 하측 아암이 제1기판을 보유하는지를 광센서에 의해 확인하는 공정으로, 상기 광센서가 베이스에 대해 고정되어 있고 서로 상기 제1 및 제2기판의 광학축 교차 운동 경로를 통하여 연결되는 빛을 방출하는 수단 및 빛을 수용하는 수단을 포함하며, 상기 광학축이 상기 상측 아암상의 제2기판을 교차시키지 않고 상기 하측 아암상의 제1기판을 교차시킬 때 광학 센서에 의해 하부 아암상의 제1기판이 감지되는 공정을 구비하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상측아암의 후퇴가, 상기 베이스가 중간레벨에서 정지한 상태에서 개시되는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 하측아암의 전진과 상기 상측아암의 후퇴가 실질적으로 동기하여 개시되는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 개구가, 상기 광학축이 상측 아암의 개구와 하측 아암상의 제1기판이 동시에 교차할 때, 하측 아암상의 제1기판이 광센서에 의해 감지되도록 상측 아암에 형성되는 방법.
  9. 승강가능한 베이스와, 상기 베이스상에서 상하방향으로 병치되고, 또한 상기 베이스에 독립적으로 진퇴가능하게 지지된, 피처리기판을 반송하기 위한 상측 및 하측아암과, 를 구비하는 반송장치를 사용하고, 반도체 처리시스템의 얹어놓기 스테이션상에 지지된 상기 기판의 하나인 제1기판을 상기 얹어놓기스테이션상으로부터 제거함과 동시에, 상기 상측 및 하측아암의 어느 한편에 지지된 상기 기판의 하나인 제2기판을 상기 얹어놓기스테이션상에 얹어놓으며, 상기 얹어놓기스테이션은, 상기 상측 및 하측아암이 그것들의 진퇴 및 상하동작에 의하여, 그 위로부터 상기 각 기판을 들어올릴 수 있도록 형성되는 반도체 처리시스템에 있어서의 상기 기판의 교환방법으로서, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되며, 상기 베이스의 상기 상측레벨은, 상기 하측아암이 상기 기판의 하나를 지지하여 상기 재치스테이션의 위편에 왔을 때, 이 기판이 상기 재치스테이션에 접촉하지 않도록 설정되고, 상기 베이스의 상기 하측레벨은, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션상에 재치된 상기 기판의 하나의 아래에 왔을때, 이 기판에 접촉하지 않도록 설정되며, 기판 중 하나로서 상측 아암에 의해 상기 스테이션으로부터 스테이션상에 장착되는 제1기판을 제거하고, 기판 중 하나로서 상측아암에 지지되는 제2기판을 상측 아암으로부터 스테이션으로 전달하기 위하여, 상기 양 아암을 후퇴위치에 놓은 상태로 상기 베이스를 상기 중간레벨에 설정하는 공정과, 상기 베이스가 상기 중간레벨에 있는 상태로, 상기 하측아암을 상기 제1기판의 아래에 전진시키고 제2기판에 의해 상측 아암을 전진시키는 공정과, 상기 하측아암이 상기 제1기판의 아래에 온 후, 상기 베이스를 상측레벨까지 상승시키고, 상기 하측아암에 의하여 상기 재치스테이션상으로부터 상기 제1기판을 들어올리는 공정과, 상기 베이스가 상기 상측 레벨에 있는 상태로, 제1기판에 의해 상기 하측 아암을 후퇴시키는 공정과, 상기 상측아암이 상기 재치스테이션의 위편에 온 후이고, 또한 상기 하측아암이 후퇴한 후, 상기 베이스를 하측레벨까지 하강시키고, 상기 상측아암으로부터 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 옮기는 공정과, 상기 재치스테이션상에 상기 제2기판을 재치한 후, 상기 상측아암을 후퇴시키는 공정을 구비하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 상측아암의 후퇴가, 상기 베이스가 하측레벨까지 정지한 상태에서 개시되는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 하측아암의 전진과 상기 상측아암의 전진이 실질적으로 동기하여 개시되는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 하측아암의 후퇴중에 하측 아암이 제1기판을 보유하는지를 광센서에 의해 확인하는 공정으로, 상기 광센서가 베이스에 대해 고정되어 있고 서로 상기 제1 및 제2기판의 광학축 교차 운동 경로를 통하여 연결되는 빛을 방출하는 수단 및 빛을 수용하는 수단을 포함하며, 상기 광학축이 상기 상측 아암상의 제2기판을 교차시키지 않고 상기 하측 아암상의 제1기판을 교차시킬 때 광학 센서에 의해 하부 아암상의 제1기판이 감지되는 공정을 더 구비하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 개구가, 상기 광학축이 상측 아암의 개구와 하측 아암상의 제1기판이 동시에 교차할 때, 하측 아암상의
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