KR100600196B1 - 기판용 표면처리 시스템 - Google Patents

기판용 표면처리 시스템

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KR100600196B1
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Abstract

본 발명은 기판용 표면처리 시스템에 관한 것으로, 기판이 안착되는 척의 왕복이동을 위한 승강장치가 제거되고 매질의 배출을 위해 린스링이 왕복이동되거나 린스링이 제거됨으로써 확보된 공간에 매질의 저장고가 배치되도록 이루어짐으로 인해 상기 기판이 이송되어 분사되는 매질에 의해 표면이 처리되도록 이루어진 표면처리기와, 유동되는 매질의 순환을 위한 매질처리기가 동일 구획 내의 상ㆍ하부에 위치되도록 배치될 수 있고, 저장고에서 배분기 사이의 매질 유동거리가 단축되어 소형의 동력장치로도 매질의 원활한 유동이 가능해지며, 시스템의 설치공간이 축소되어 동일 구획 내에 기판의 표면처리기와 매질처리기가 상ㆍ하로 배치될 수 있어 작업 공간의 활용도가 향상되도록 된 것이다.
기판, 웨이퍼, 에칭, 린스, 척

Description

기판용 표면처리 시스템{Device for surface treatment of substrate}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판용 표면처리 시스템이 개략적으로 도시된 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 내부가 개략적으로 도시된 사시도이며,
도 3은 도 1에 도시된 시스템의 일부 매질 순환계통이 도시된 계통도이며,
도 4는 도 1에 도시된 시스템의 챔버가 개략적으로 도시된 사용상태도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10...시스템 20...표면처리기,
21...척 23...배관,
24...분배기 25...챔버,
27...배관 30...매질처리기,
31...매질 저장고 32...순환동력장치.
본 발명은 기판용 표면처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 표면처리기의 하측에 매질처리기가 배치되도록 된 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼등과 같이 기판은 에칭 또는 세정이 이루어진 다음 건조되는 표면처리 공정이 요구된다.
이러한 기판의 표면을 처리하기 위한 종래의 시스템은, 기판의 표면을 처리하기 위해 기판이 소정의 장소에서 소정의 기기로 이송되어 고정된 다음, 표면처리액 및 건조가스등을 포함하는 매질(媒質)이 기판의 표면에 설정 순서대로 분사되고, 분사된 매질이 수집되어 필요에 따라 재순환되거나 완전히 투기(投棄)하도록 이루어진다.
이러한 시스템에는 캐리어(Carrier)등과 같은 기판이 보관된 집합소에서 이송되어 안착되는 척과, 이 척에 고정된 기판의 표면에 매질이 분사되도록 분배기 및 분사관과, 분사된 매질이 종류별로 수집되도록 외부배관이 장착된 챔버, 기판을 이송하기 위한 로봇 아암등이 포함되어 이루어진다.
또한, 상기 기판의 표면에 분사된 매질이 종류별로 배출되어 수집되도록 하기 위해 외부배관과 연통되는 챔버가 표면처리 단계별로 수직왕복이동되도록 이루어졌었고, 이 챔버의 왕복이동을 위해 챔버의 하부에 승강장치가 설치되었다.
한편, 상기 분배기로 공급되는 매질은 종류에 따라 저장고에 저장된 상태에서 순환 및 재순환되거나 외부로 투기되도록 이루어졌었다.
그러나, 상기 매질의 저장고는 상기 챔버의 왕복이동을 위해 설치된 승강장치가 챔버의 하부에 위치되어 일정한 공간을 차지하고 있기 때문에 연통되는 분배기 와 다소 멀리 이격된 위치에 배치될 수 밖에 없었다.
이는 상기 저장고와 분배기 사이의 매질 유동거리가 길어져 매질의 유동에 관여하는 큰 용량의 펌프가 요구되면서 유동되는 동안의 매질의 손실이 발생될 수 있었고, 또한 표면처리 시스템의 설치공간이 광대해져 시스템의 설치에 넓은 배치공간이 요구되면서 큰 휴지(休地)공간이 형성되어 작업공간의 활용도가 낮다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 본 발명은, 척의 왕복이동을 위한 승강장치가 제거되고 매질의 배출을 위해 린스링이 왕복이동되거나 린스링이 제거됨으로써 확보된 공간에 매질의 저장고가 배치되도록 이루어져, 상기 기판이 이송되어 분사되는 매질에 의해 표면이 처리되도록 이루어진 표면처리기와, 유동되는 매질의 순환을 위한 매질처리기가 동일 구획 내의 상ㆍ하부 배치가 가능해지고, 저장고에서 배분기 사이의 매질 유동거리가 단축되어 소형의 동력장치로도 매질의 원활한 유동이 가능해지며, 시스템의 설치공간이 축소되어 작업 공간의 활용도가 향상되도록 된 기판용 표면처리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기판용 표면처리 시스템은, 표면처리가 요구되는 기판이 집합소에서 인출되어 척에 안착되고 분배기와 연 통된 분사구를 통해 매질이 기판의 표면에 분사되어 건조되면 상기 집합소에 재저장되도록 이루어진 기판 표면처리기와, 상기 분배기와 연통된 저장고에 수용된 매질의 공급 및 회수를 제어하도록 이루어진 매질처리기가 동일 구획 내에 상ㆍ하부에 위치되도록 이루어진다.
상기 기판 표면처리기는 기판이 안착되는 척과, 상기 척에 안착된 기판 매질의 배출을 위한 챔버와, 상기 척에 안착되어 동일위치에서 수평회전하는 기판에 매질을 분사하기 위한 분배기가 포함되어 기판의 표면이 처리되도록 이루어진 다수의 기판처리장치; 각 기판처리장치에 지정되어 척에 안착 및 탈리되도록 기판을 운송하는 그리퍼와, 상기 그리퍼에 기판을 인수 및 인도하는 로봇아암과, 이 로봇아암에 의해 기판이 인출 및 재저장되는 집합소가 포함되어 이루어진 저장 및 이송장치;가 구비되어 이루어진다.
상기 매질처리기는 매질이 저장되며 분배기의 직하 공간에 위치된 저장고와, 이 저장고의 매질이 분배기로 공급되도록 설치된 공급라인과, 상기 분배기를 거쳐 분사구를 통해 분사된 매질이 챔버를 통해 수집되어 매질별로 재순환 및 투기되도록 설치된 회수라인과, 상기 공급라인 및 회수라인 상에 매질의 순환동력을 제공하도록 설치된 순환동력장치와, 상기 공급라인에 매질의 온도상승을 위한 히터 등이 포함되어 이루어진다.
상기 척은 기판이 안착되면서 고정된 위치에서 수평회전되는 회전체와, 이 회전체에 하방돌출되도록 장착된 스핀들과, 이 스핀들의 회전력을 제공하는 구동장치가 포함되어 이루어진다.
상기 챔버는 중공의 형상으로 내ㆍ외벽 사이에 외부배관과 연통되도록 형성된 배기로와, 이 배기로와 챔버의 내부가 연통되어 경량의 매질이 유입되도록 상기 챔버의 내향돌출된 상단부에 하향 개구되게 형성되는 상부 배기홀 및 상기 챔버의 중간 높이에 형성된 중부 배기홀과, 상기 챔버의 내부에 침하된 중량의 매질이 유입되도록 외부배관과 연통되게 챔버의 하부에 형성된 배출구가 포함되어 이루어진다.
상기 챔버의 중부에 형성된 배기홀은 챔버의 내벽으로부터 커버가 하향 돌출되어 하향 개구를 갖도록 연장된다.
이하, 본 발명에 따른 기판용 표면처리 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시스템의 외관도, 내부도, 계통도 및 주요 부재 등이 개략적으로 도시된 도면이다.
본 발명에 따른 기판용 표면처리 시스템(10)은 기판이 이송되면서 표면처리되도록 이루어진 표면처리기(20)와, 상기 기판의 표면을 처리하기 위한 매질이 표면처리기(20)로 공급되면서 회수되도록 이루어진 매질처리기(30)로 이루어지고, 상기 표면처리기(20)와 매질처리기(30)는 동일 구획 내에 상ㆍ하부에 설치된다.
상기 표면처리기(20)는 캐리어등과 같은 집합소에 저장된 기판이 로봇아암에 의해 인출된 다음 그리퍼를 통해 척(21)에 안착되고, 이 척(21)이 회전되면서 분배기(24)를 통해 분사된 매질이 기판의 표면에 화학 처리, 린스, 건조 등의 단계별로 분사되어 표면 처리가 이루어지며, 표면처리된 기판은 다시 그리퍼, 로봇아암등에 의해 집합소에 재 장착되도록 이루어진다.
한편, 상기 매질처리기(30)는 매질이 저장된 저장고(31)로부터 공급라인(33)을 통해 상기 표면처리기(20)의 분배기(24)로 유입되어 기판에 분사되고, 기판 표면처리 후 회수라인(34)을 통해 배출되는 매질이 순환동력장치(32)에 의해 순환되며, 배출되는 매질에 대해 재순환을 위한 수집 및 필터링, 또는 완전 투기되도록 이루어진다. 또한, 필요에 따라 공급되는 매질이 히터(36)에 의해 가열된 다음 공급될 수 있다.
여기서, 필요에 따라 표면처리액과 더불어 기판의 표면으로 오존(Ozone)이 제공되도록 라인이 배치될 수도 있으며, 매질의 공급 및 회수라인에는 다수의 밸브 및 센서가 배치됨은 물론이다.
상기 표면처리기(20)에서 기판이 안착되어 고정되는 척(21)은 회전체가 고정된 위치에서 수평회전되도록 배치되어 종래의 척의 수직 왕복이동을 위한 승강장치가 배제됨으로써, 승강장치만큼의 공간이 확보되고, 이 확보된 공간에 상기 매질처리기(30)가 배치된다.
이때, 상부가 챔버(25)의 내부에 수용되도록 배치되는 척(21)은 도 4에 도시된 바와 같이, 척(21)의 상부에 위치된 회전체가 고정된 위치에서 수평회전되고, 이 회전체에 하향 돌출되도록 장착된 스핀들의 측부에 구동장치가 배치되며, 이 구동장치와 스핀들이 벨트 또는 체인등으로 상호 연동되도록 설치되고, 벨트 또는 체인등의 파손등을 감지하기 위한 센서가 적절한 위치에 부착됨이 좋다.
또한, 기판으로 분사된 매질의 배출을 위해 린스링이 수직 왕복이동되도록 설치되거나 린스링이 제거되어 구성될 수 있다.
상기 린스링이 배치되어 수직 왕복이동되는 경우에는 매질이 종류별로 구별되어 수집 및 재순환 또는 투기되도록 이루어진다.
상기 린스링이 제거되는 경우, 도 5에서와 같이, 챔버(25)의 내ㆍ외벽 사이에 형성되면서 하측에 외부 배관(23)이 연통되게 배치되도록 배기로(25a)가 형성되고, 이 배기로(25a)와 연통되어 챔버(25) 내부에 생성된 경량의 매질이 유입되도록 챔버(25)의 상ㆍ중부에 다수의 배기홀(25b, 25c)이 형성되며, 상기 상부 배기홀(25b)는 챔버(25)의 내향 돌출된 상단부에 하향 개구되게 형성되고, 상기 중부 배기홀(25c)은 챔버(25)의 중간 높이에 개구되게 형성되면서 중량의 매질 유입이 방지되도록 내면으로부터 하향 돌출된 커버(22)가 형성되어 하향 개구부를 갖는다. 여기서, 중량의 매질은 챔버(25)의 하부에 형성된 배출구(25d)측으로 하향 이동되어 배관(23)을 통해 방출된다.
상기 시스템(10)에는 기판이 집합소에서 인출되어 재장착될 때까지의 모든 환경 및 조건을 점검하기 위해 비디오 레코딩 기능과, 화상 계측 기능 및 변수 모니터링 기능을 위한 촬영기, 센서 등이 포함된 검사장치가 설치되어 활용된다.
상기 비디오 레코딩 기능은 기판이 집합소에서 인출되어 재장착될 때까지의 이동과정을 촬영하여 보관하고, 기판의 오류 및 파손이 발생될 경우, 사고지점 및 상황에 대해 시간등을 포함하여 명확하게 규명할 수 있는 기능이다.
상기 화상 계측 기능은 웨이퍼에 제공되었던 공정에 대해 그 결과의 정확하게 이루어졌는지를 계측 기기등을 이용하여 측정하여 결과치의 신뢰성을 확인할 수 있는 기능이다.
상기 변수 모니터링 기능은 기판에 제공되는 공정을 위해 설비된 기기들의 모든 상황 및 조건등을 지속적으로 체크하여 공정이 완료된 기판에서 발생된 오류에 대해 정확한 원인을 신속하게 규명할 수 있는 기능이다.
이하, 본 발명에 따른 기판용 표면처리 시스템의 작동을 간략히 설명한다.
캐리어등과 같은 집합소에 저장된 기판이 로봇아암에 의해 인출되고, 이 로봇아암 및 그리퍼에 의해 척(21)에 안착되고, 이 척(21)이 회전되면서 분배기(24)를 통해 분사된 매질이 기판의 표면에 단계별로 분사되어 표면 처리가 이루어지며, 표면처리된 기판은 인출의 역순으로 집합소에 재 장착된다.
상기 척(21)에 안착된 기판에 매질이 분사되기 위해 매질은 동력장치(32)에 의해 저장고(31)에서 분배기(24)로 유입되어 분사되고, 표면처리 후 배출되는 매질은 재순환을 위한 수집 및 필터링, 또는 완전 투기된다.
이때, 상기 저장고(31)의 매질이 공급라인(33)을 통해 분배기(24)에 공급되어 기판에 분사되고, 분사된 매질이 챔버(25)에서 집하되어 회수라인(34)을 통해 재순환되거나 투기된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 척이 고정된 높이에서 수평 회전되면 서 챔버의 상ㆍ중부 및 하부에 형성된 배출구를 통해 표면처리 후 배출되는 매질이 액체 및 기체로 분리되어 외부로 방출되고, 저장고에서 배분기 사이의 매질 유동거리가 단축되어 소형의 동력장치로도 매질의 원활한 유동이 가능해지며, 시스템의 설치공간이 축소되어 동일 구획 내에 기판의 표면처리기와 매질처리기가 상ㆍ하로 배치될 수 있어 작업 공간의 활용도가 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 표면처리가 요구되는 기판이 집합소에서 인출되어 척에 안착되고 분배기와 연통된 분사구를 통해 매질이 기판의 표면에 분사되어 건조되면 상기 집합소에 재저장되도록 이루어진 기판 표면처리기와, 상기 분배기와 연통된 저장고에 수용된 매질의 공급 및 회수를 제어하도록 이루어진 매질처리기가 동일 구획 내에 상ㆍ하부에 위치되도록 이루어지는 기판용 표면처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 표면처리기는 기판이 안착되는 척과, 상기 척에 안착된 기판 매질의 배출을 위한 챔버와, 상기 척에 안착되어 동일위치에서 수평회전하는 기판에 매질을 분사하기 위한 분배기가 포함되어 기판의 표면이 처리되도록 이루어진 다수의 기판처리장치;
    각 기판처리장치에 지정되어 척에 안착 및 탈리되도록 기판을 운송하는 그리퍼와, 상기 그리퍼에 기판을 인수 및 인도하는 로봇아암과, 이 로봇아암에 의해 기판이 인출 및 재저장되는 집합소가 포함되어 이루어진 저장 및 이송장치;
    가 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판용 표면처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 매질처리기는 매질이 저장되며 분배기의 직하 공간에 위치된 저장고와, 이 저장고의 매질이 분배기로 공급되도록 설치된 공급라인과, 상기 분배기를 거쳐 분사구를 통해 분사된 매질이 챔버를 통해 수집되어 매질별로 재순환 및 투기되도록 설치된 회수라인과, 상기 공급라인 및 회수라인 상에 매질의 순환동력을 제공하도록 설치된 순환동력장치와, 상기 공급라인에 매질의 온도상승을 위한 히터 등이 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판용 표면처리 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 척은 기판이 안착되면서 고정된 위치에서 수평회전되는 회전체와, 이 회전체에 하방돌출되도록 장착된 스핀들과, 이 스핀들의 회전력을 제공하는 구동장치가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판용 표면처리 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버는 중공의 형상으로 내ㆍ외벽 사이에 외부배관과 연통되도록 형성된 배기로와, 이 배기로와 챔버의 내부가 연통되어 경량의 매질이 유입되도록 상기 챔버의 내향돌출된 상단부에 하향 개구되게 형성되는 상부 배기홀 및 상기 챔버의 중간 높이에 형성된 중부 배기홀과, 상기 챔버의 내부에 침하된 중량의 매질이 유입되도록 외부배관과 연통되게 챔버의 하부에 형성된 배출구가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판용 표면처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 챔버의 중부에 형성된 배기홀은 챔버의 내벽으로부터 커버가 하향 돌출되어 하향 개구를 갖도록 연장된 것을 특징으로 하는 기판용 표면처리 시스템.
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