KR100625310B1

KR100625310B1 - 기판 세정 시스템

Info

Publication number: KR100625310B1
Application number: KR1020040031370A
Authority: KR
Inventors: 박선용; 전용광
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2006-09-20
Also published as: KR20050106207A

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 세정처리를 실시하기 위한 일련의 처리를 하는 기판세정시스템에 관한 것이다. 본 발명의 세정처리 시스템은 캐리어의 도어를 개폐하는 그리고 기판의 수납이 이루어지는 오프너와, 기판들이 수용된 캐리어가 대기하는 복수의 스테이지를 갖는 거치부, 캐리어가 외부로 반출되는 반출-포트, 거치부와 오프너 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 캐리어반송장치, 및 반출-포트와 거치부 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 슬라이더 유닛을 갖는 반출부를 갖는다 .

Description

기판 세정 시스템{SUBSTRATE CLEANING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세정 처리 시스템의 개략구조를 보여주는 구성도;

도 2a 내지 도 2c는 반출부에서의 기판 이송 단계를 설명하기 위한 도면들;

도 3, 도 4는 반출부에 설치된 슬라이더 유닛을 보여주는 도면들이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 반입부

112 : 반입-포트

114 : 거치부

118 : 제1오프너

120 : 세정처리부

130 : 반출부

132 : 반출-포트

134 : 거치부

150b : 제2슬라이더 유닛

152 : 안내 레일

154 : 수평 이동부

158 : 지지부

160 : 받침판

본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 세정처리를 실시하기 위한 일련의 처리를 하는 기판세정시스템에 관한 것이다.

반도체 기판(semiconductor substrate), 유리 기판(glass substrate) 또는 액정 패널(liquid crystal panel) 등과 같은 기판(substrate)의 제조 공정은 기판 표면의 청정도를 매우 중요하게 관리하고 있으며, 이를 위해 여러 가지의 제조 프로세스의 전후에서는 기판 표면의 세정이 행하여지고 있다.

이러한 세정은 복수의 세정유닛을 포함하는 일련의 처리를 위한 복수의 처리유닛을 구비한 세정처리 시스템에 의해 행하여지고 있다.

그렇지만, 근년에서는 기판의 직경의 증대화가 진행하고 있으며, 이것에 대응하기 위해서, 세정처리 시스템에 배치되는 유닛, 예컨대 기판의 세정을 행하는 베스들이나 기판을 반전하는 반전유닛 등의 각 유닛 및 기판의 반송기구를 기판의 크기에 맞추어서 대형화한 경우에는, 세정처리 시스템의 풋 프린트가 극히 커지게 된다.

이러한 풋 프린트의 증대에 동반하여, 기존의 크린룸(200mm 웨이퍼 제조 설비에 맞도록 설계된 룸)내로의 세정처리 시스템의 설치가 곤란해지며, 크린룸을 확장 또는 신설하는 등의 필요성이 생겨, 설비부담이 증대할 것이 예상된다. 따라서, 기판의 직경의 증대화에 따르는 풋프린트의 증대를 최대한 적게 하는 것이 요청된다.

기존의 세정 시스템은 기판 세정에 사용되는 다수개의 처리베스들이 일렬로 배치되어 있다. 이러한 세정 시스템에서는 세정이 완료된 기판들을 용기(캐리어)에 담아 밖으로 언로드(배출)하는데 많은 이송장치 및 로봇을 거쳐야 하는 단점이 있다.

즉, 세정을 마친 기판들이 담겨진 캐리어는 제1로봇에 의해 풉-오프너(FOUP-OPENER)에서 기판 거치대로 옮겨지고, 제2로봇에 의해 거치대에서 언로드 포트와 가장 인접한 곳으로 옮겨지며, 최종적으로 이송 장치에 의해 기판 거치대에서 언로딩 포트로 옮겨지는 등의 복잡한 과정을 거친다.

이처럼, 잦은 캐리어의 이송은 처리량을 떨어뜨리는 요인으로 작용될 뿐만 아니라, 캐리어 및 기판의 파손도 우려될 수 있다. 특히, 캐리어의 이송을 위한 3개의 이송장치들로 인해 설비의 풋프린트가 증대되는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 세정이 완료된 기판들을 담은 캐리어의 빠른 배출을 통한 처리량 증대 및 이송장치 단순화로 인한 설비 원가 절감을 기대할 수 있는 기판 세정 시스템을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 세정처리 시스템은 세정처리전의 기판을 캐리어단위로 수용하는 반입부와, 기판의 세정처리가 행해지는 세정처리부; 및 세정처리후의 기판을 캐리어 단위로 취출하기 위한 반출부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 반출부는 상기 캐리어의 도어를 개폐하는 그리고 기판의 수납이 이루어지는 오프너와; 기판들이 수용된 캐리어가 대기하는 복수의 스테이지를 갖는 거치부; 상기 캐리어가 외부로 반출되는 반출-포트; 상기 거치부와 상기 오프너 사이에서 상기 캐리어의 반송을 행하기 위한 캐리어반송장치; 및 상기 반출-포트와 상기 거치부 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 슬라이더 유닛을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 슬라이더 유닛은 상기 반출-포트와 상기 거치부의 저면에 그 길이방향으로 설치되는 안내 레일; 상기 안내 레일의 상부에 설치되어 상기 안내 레일을 따라 수평 이동되는 이동판을 갖는 수평이동부; 및 상기 이동판에 설치되는 그리고 상기 캐리어를 들어 올려 지지하는 지지부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지부는 상기 캐리어의 저면을 받치는 받침판; 상기 캐리어가 상기 스테이지로부터 승강되도록 상기 받침판을 승강시키는 수직구동부; 및 상기 캐리어의 방향을 바꾸도록 상기 받침판을 회전시키는 회전 구동부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 거치부의 스테이지 각각에는 상기 받침판이 통과하는 오프닝과, 상기 오프닝을 통해 상부로 들어올려진 상기 받침판이 다른 스테이지의 오프닝으로 이동 가능하도록 상기 오프닝들을 연결하는 절개부를 갖는다.

예컨대, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

다음의 상세한 설명에서 "기판"이란 용어는 반도체 소자 프로세싱 시스템에서 처리되는 임의의 물체를 대체로 의미하며, 예를 들면, "기판"이란 용어에는 반도체 웨이퍼, 포토레티클(reticle: 회로 원판)용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판이나 플라즈마 디스플레이 패널용 기판 등의 표시 패널 기판, 하드 디스크용 기판, 반도체 장치 등의 전자 디바이스용 웨이퍼 등이 포함된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

본 발명은 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세정 처리 시스템의 개략구조를 보여주는 구성도이다. 도 2a 내지 도 2c는 반출부에서의 기판 이송 단계를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3,4는 반출부에 설치된 슬라이더 유닛을 보여주는 도면들이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 세정 처리 시스템(100)은 세정처리전의 기판을 캐리어단위로 반입하는 반입부(110)와, 기판의 세정처리가 행해지는 세정처리부(120) 및, 세정처리후의 기판을 캐리어 단위로 반출하기 위한 반출부(130)의 3개의 구역(zone)으로 구성된다.

상기 반입부(110)에는, 자동반송장치(AGV(Automated Guided Vehicle)나 RGV(Rail Guided Vehicle)등에 의해 기판 용기(기판이 소정 매수, 예컨대 25매 수용된 용기)인 캐리어가 놓여지는 반입-포트(112), 캐리어(C)들이 대기하는 4개의 스테이지(116)를 갖는 제1거치부(114), 캐리어(C)로부터의 기판 취출(인출)을 위해 캐리어의 도어를 개폐하는 제1오프너(118)가 설치되어 있다.

상기 반입부(110)에는 상기 반입-포트(112)와 상기 제1거치부(114) 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 제1슬라이더 유닛(150a)과, 상기 제1거치부(114)와 상기 제1오프너(118) 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 제1캐리어 반송장치(119)가 설치되어 있다.

예컨대, 상기 캐리어(C)는 기판을 수평한 상태로 수납, 운반 및 보관하는 차세대의 기판 수납 지그인 프론트 오픈 유니파이드 포드(Front Open Unified Pod: FOUP)일 수 있다.

상기 세정처리부(120)에는, 상기 제1오프너(118)에 위치한 캐리어로부터 기판을 인출하는 기판인출장치(122), 기판 세정을 위한 처리조(124)들(예컨대, 기판 표면의 불순물을 약액에 의해 세정처리하는 약액조, 기판을 순수에 의해 세정하는 수세조, 헹굼 세정된 기판의 건조처리를 행하는 건조조), 이들 처리조(124) 전면측(도 1에서의 바로 앞측)에는 처리조들간의 기판 반송을 위한 다수의 기판 반송장치(126)들, 그리고 세정 완료된 기판들을 상기 반출부(130)의 제2오프너(138)에 위치한 캐리어에 수납하기 위한 기판수납장치(128) 등이 각각 배치되어 있다.

또한, 상기 세정처리시스템(100)에는, 상기 반입부에서 반대편 반출부까지 빈 캐리어를 이송하기 위한 캐리어 컨베이어(carrier conveyor;180)가 설치되는데, 이 캐리어 컨베이어부는 세정처리부(120)의 상부에 설치된다.

상기 반출부(130)에는, 상기 캐리어 컨베이어(180)를 통해 상기 반입부의 제1오프너(118)로부터 이송되어진 캐리어가 놓여지는 제2오프너(138), 기판이 수용된 캐리어(C)가 대기하는 4개의 스테이지(136)를 갖는 제2거치부(134), 그리고 상기 캐리어가 외부로 반출되는 반출-포트(132)를 포함한다.

상기 반출부(130)는 상기 제2거치부(134)와 상기 제2오프너(138) 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 제2캐리어반송장치(139)와, 상기 반출-포트(132)와 상기 제2거치부(134) 사이에서 캐리어의 반송을 행하기 위한 제2슬라이더 유닛(150b)을 포함한다.

도 1 및 도 2a를 참조하면, 상기 제2거치부(134)의 스테이지(136) 각각에는 상기 제2슬라이더 유닛(150b)의 받침판(160)이 통과하는 삼각형상의 오프닝(136a)과, 상기 오프닝(136a)을 통해 상부로 들어올려진 상기 받침판(160)이 다른 스테이지의 오프닝(136a)으로 이동 가능하도록 상기 오프닝들을 연결하는 절개부(136b)가 형성되어 있다.

상기 제1슬라이더 유닛(150a)과 상기 제2슬라이더 유닛(150b)은 실질적으로 구성이 같은 것이므로, 이하, 제2슬라이더 유닛(150b)에 대해서만 설명하고, 제1슬 라이더 유닛(150a)의 설명은 생략한다.

도 2a 내지 도 4를 참조하면, 상기 제2슬라이더 유닛(150b)은 안내 레일(152), 수평 이동부(154) 그리고 지지부(158)로 이루어진다. 상기 안내 레일(152)은 상기 반출-포트(132)와 상기 제2거치부(134)의 저면에 길이방향으로 설치된다. 상기 수평 이동부(154)는 상기 안내 레일(152)의 상부에 설치되며, 상기 안내 레일(152)을 따라 수평 이동되는 이동판(154a)과, 상기 이동판(154a)을 이동시키기 위한 수평 구동부(156)를 갖는다. 상기 지지부(158)는 상기 캐리어의 저면을 받치는 삼각 형상의 받침판(160)과, 상기 캐리어가 상기 스테이지(136)로부터 승강되도록 상기 받침판(160)을 승강시키는 실린더로 이루어지는 수직구동부(162) 그리고 상기 캐리어의 방향을 바꾸도록 상기 받침판(160)을 회전시키는 회전 구동부(164)를 갖는다.

이와같이, 상기 제2슬라이더 유닛(150b)은 캐리어를 하부에서 들어 올린 상태에서 이송하기 때문에, 기존과 같이 캐리어를 잡기 위한 헤드부가 불필요하다. 또한 캐리어를 들어올리는데 실리더를 사용함으로써 그 구성을 단순화하였다.

본 발명의 기판 세정 시스템에서의 캐리어 이송 경로는 다음과 같다.

기판들이 담겨진 캐리어(C)는 자동반송장치(AGV(Automated Guided Vehicle)나 RGV(Rail Guided Vehicle)등에 의해 상기 반입부(110)의 반입-포트(112)에 놓여진다. 상기 반입-포트(112)에 놓여진 캐리어(C)는 제1슬라이더 유닛(150a)에 의해 제1거치부(114)의 안쪽 스테이지로 옮겨지면, 상기 제1캐리어반송장치(119)에 의해 제1오프너(118)로 옮겨진다. 상기 캐리어(C)는 상기 제1오프너(118)에 의해 도어가 개방되고, 기판들은 상기 세정 처리부(120)의 제1기판인출로봇(122)에 의해 캐리어로부터 인출된다. 인출된 기판들은 상기 세정 처리부(120)의 각 처리조(124)들을 거치면서 약품 세정, 린스 세정 그리고 건조 과정 등을 거치게 된다.

도 1 내지 도 2c를 참조하면, 상기 캐리어(C)는 상기 반입부(110)의 오프너(118)에서 기판들이 인출된 직 후, 캐리어 컨베이어(180)에 의해 상기 반출부(130)로 이동된 후, 기판 수납을 위해 상기 제2오프너(138)에서 대기하게 된다("가"에서 "나"로 이동;도 2a). 세정이 완료된 기판들은 기판수납장치(128)에 의해 상기 반출부(130)의 제2오프너(138)에서 대기하는 캐리어(C)에 수납된다. 기판 수납이 완료된 캐리어는 제2캐리어반송장치(139)에 의해 제2거치부(134)의 스테이지(136)로 옮겨진다("나"에서"다"로 이동; 도 2b). 상기 스테이지로 옮겨진 캐리어는 제2슬라이더 유닛(150b)의 받침판(160)에 의해 스테이지로부터 들어 올려진 후, 안내 레일(152)을 따라 이동하여 반출부(130)의 반출-포트(132)로 이송된다("다"에서 "라"로 이동; 도 2c). 상기 반출-포트에 놓여진 캐리어는 자동반송장치(AGV(Automated Guided Vehicle)나 RGV(Rail Guided Vehicle)등에 의해 다른 곳으로 이동된다. 한편, 상기 반출-포트(132)는 2개의 캐리어를 올려놓을 수 있도록 2개의 스테이지를 갖으며, 이들간의 캐리어 이송을 위해 상기 반출-포트(132)의 하단에는 제3슬라이더 유닛(150c)이 설치되어 있다. 이 제3슬라이더 유닛(150c)은 상기 제2슬라이더 유닛(150b)과 동일한 구조를 갖는다.

이처럼, 본 기판 세정 시스템(100)은 세정이 완료된 기판들을 담은 캐리어의 빠른 배출이 가능하다. 특히, 캐리어 이송을 위한 이송수단인 상기 슬라이더 유닛은 캐리어를 하부에서 들어 올린 상태에서 이송하기 때문에, 기존과 같이 캐리어를 잡기 위한 헤드부가 불필요하며, 또한 캐리어를 들어올리는데 실린더를 사용함으로써 그 구성을 단순화하였다.

한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 기판세정시스템은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서, 본 발명에 따른 기판세정시스템의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 기판세정시스템 세정이 완료된 기판들을 담은 캐리어의 빠른 배출을 통한 처리량 증대 효과를 얻을 수 있으며, 이송장치의 단순화로 인한 설비 원가 절감을 기대할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판의 대형화에 대응하여, 풋 프린트의 대형화를 억제할 수 있다.

Claims

기판 세정 시스템에 있어서:

세정처리전의 기판들을 캐리어단위로 수용하는 반입부;

기판들의 세정처리가 행해지는 세정처리부; 및

세정처리후의 기판들을 캐리어 단위로 취출하기 위한 반출부를 포함하되;

상기 반출부는,

상기 캐리어의 도어를 개폐하는 그리고 상기 캐리어에 상기 기판들의 수납이 이루어지는 오프너와;

상기 기판들이 수납된 상기 캐리어가 외부로 반출되는 반출-포트;

상기 오프너로부터 반송되며 상기 반출-포트를 통해 외부로 반출하기 위한 상기 캐리어가 대기하는 복수의 스테이지를 갖는 거치부;

상기 거치부와 상기 오프너 사이에서 상기 캐리어를 반송하는 캐리어반송장치; 및

상기 스테이지에 형성된 오프닝을 통하여 승강하여 상기 캐리어를 상부로 들어올리며, 상기 반출-포트와 상기 스테이지 사이에서 상기 캐리어를 반송하는 슬라이더 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 시스템.
제1항에 있어서,

상기 슬라이더 유닛은

상기 반출-포트와 상기 거치부의 저면에 그 길이방향으로 설치되는 안내 레일;

상기 안내 레일의 상부에 설치되어 상기 안내 레일을 따라 수평 이동되는 이동판을 갖는 수평이동부; 및

상기 이동판에 설치되는 그리고 상기 캐리어의 하부에서 상기 캐리어를 들어 올려 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 시스템.
제2항에 있어서,

상기 지지부는

상기 캐리어의 저면을 받치는 받침판;

상기 캐리어가 상기 스테이지로부터 승강되도록 상기 받침판을 승강시키는 수직구동부; 및

상기 캐리어의 방향을 바꾸도록 상기 받침판을 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 시스템.
제1항에 있어서,

상기 거치부에는 상기 오프닝들을 연결하는 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 시스템.