KR100699539B1 - 기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판을 효율적으로 이송하여 처리율을 향상시키는 기판 처리 시스템이 제공된다. 기판 처리 시스템은 기판을 제1 처리하는 제1 처리부를 구비하는 제1 처리 영역, 기판을 제2 처리하는 제2 처리부를 구비하며, 제1 처리 영역과 종적으로 배치되는 제2 처리 영역, 제2 처리부를 구비하며, 제1 처리 영역과 제2 처리 영역 사이에 배치되는 중간 영역, 제1 및 제2 처리 영역에 인접하게 배치되어 제1 처리 영역과 중간 영역 범위의 이송 경로를 가지는 제1 기판 이송 로봇을 구비하는 기판 이송 장치를 포함한다.
기판 이송, 중간 영역, 처리율

Description

기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법{System for processing substrate and method for processing substrate using the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 하부를 나타낸 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템에서 공조부를 장착한 기판 처리 모듈의 측면도이다.
도 4는 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 5는 기판 이송 장치의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 순서도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에서 기판 처리 시스템의 중간 영역에서 배치된 유닛들과 제1 및 제2 기판 이송 로봇의 이송 경로를 나타낸 개념도들이다.
(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)
1: 기판 처리 시스템 100: 인/아웃 포트
200: 기판 대기 모듈 300: 기판 처리 모듈
310: 제1 처리 영역 312: 제1 처리부
320: 제2 처리 영역 322: 제2 처리부
330a, 330b, 330c: 제1 중간 영역 400: 인터페이스
500: 기판 이송 장치 510a, 510b: 제1, 제2 수직 프레임
520a, 520b: 제1, 제2 수평 프레임
530a, 530b: 제1, 제2 기판 이송 로봇
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 효율적으로 이송하여 처리율을 향상시키는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자용 제조 장치는 기판 상에 소정의 막을 형성하고, 그 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.　　패턴은 막 형성, 사진(photolithogrphy), 식각, 세정 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다.
여기서, 사진 공정은 실리콘 기판 상에 포토레지스트막을 도포하여 형성하는 도포 공정과 이 포토레지스트막이 형성된 기판 상에 마스크를 이용하여 선택적으로 노광하는 노광 공정과 이 노광된 포토레지스트막을 현상하여 미세회로 패턴을 형성하는 현상 공정, 그리고 도포 공정, 노광 공정 및 현상 공정 후 각각 진행하는 베이크 공정으로 이루어진다.
사진 공정을 수행하기 위한 시스템은 도포 공정을 담당하는 도포 처리 영역, 현상 공정을 담당하는 현상 처리 영역 및 베이크 공정을 담당하는 베이크 처리 영역을 구비하는 시스템과 노광 공정을 담당하는 별도의 시스템으로 구별된다. 도포, 현상, 베이크 공정을 수행하는 시스템은 기판 이송의 효율을 올리기 위해 일측에 도포 처리 영역과 현상 처리 영역을 복층으로 구분하여 배치하면서, 이와 대향되는 측에 베이크 처리 영역을 배치한다. 따라서, 각 층에 기판 이송을 담당하는 로봇이 별도로 설치된다.
그러나, 이러한 배치는 듀얼(dual) 노광에서 노광 시스템에서 반출된 기판을 다시 노광 처리 영역으로 이송하기 위하여 현상 처리 영역을 거쳐 시스템 외부로 나간 다음 다시 도포 처리 영역으로 반입되는 이송 경로를 가진다. 이는 기판 처리에 있어서 기판 이송의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 기판의 처리율(throuput)을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판을 효율적으로 이송하여 처리율을 향상시키는 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판을 효율적으로 이송하여 처리율을 향상시키는 기판 처리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 기판을 제1 처리하는 제1 처리부를 구비하는 제1 처리 영역, 상기 기판을 제2 처리하는 제2 처리부를 구비하며, 상기 제1 처리 영역과 종적으로 배치되는 제2 처리 영역, 상기 제2 처리부를 구비하며, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 사이에 배치되는 중간 영역, 상기 제1 및 제2 처리 영역에 인접하게 배치되어 상기 제1 처리 영역과 상기 중간 영역 범위의 이송 경로를 가지는 제1 기판 이송 로봇을 구비하는 기판 이송 장치를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판이 기판 처리 시스템에서 반출되어 외부 공정에 의한 처리가 완료된 후, 기판을 상기 기판 처리 시스템으로 반입하고, 상기 기판을 제1 처리부로 이송하여 제1 처리하고, 상기 기판을 제2 처리부로 이송하여 제2 처리하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 하부를 나타낸 평단면도이다.
기판 처리 시스템(1)은 기판에 대하여 도포 및 베이크를 수행하고, 노광 시스템(S)에서 노광이 완료된 기판을 현상을 수행하는 시스템으로서 인/아웃 포트(100), 기판 대기 모듈(200), 기판 처리 모듈(300), 인터페이스(400), 기판 이송 장치(500)를 포함한다.
인/아웃 포트(100)는 기판들이 수납된 카셋트(C)가 외부에서 로딩되거나 처리 공정이 완료된 기판들이 수납된 카셋트(C)가 언로딩되는 공간으로 예를 들면, 자동 반송 장치(AGV(Automated Guided Vehicle))나 RGV(Rail Guided Vehicle) 등의 이송 수단에 의해 카셋트(C)가 수용되는 공간이다. 인/아웃 포트(100)는 내부에 카셋트 대기 테이블(110)이 배치될 수 있다. 외부의 이송 장치로부터 이송되거나 기판 대기 모듈(200)에서 이송되어온 카셋트(C)가 카셋트 대기 테이블(110)에 놓여진다. 여기서, 카셋트(C)는 25 내지 50매의 기판들이 수평되게 수납되어 있으며, 밀 폐형으로 보관할 수 있는 전면 개방식 일체형 포드(front open unified pod; FOUP)일 수 있다.
기판 대기 모듈(200)은 공정의 진행 방향으로 인/아웃 포트(100)와 기판 처리 모듈(300)간의 기판의 이송 과정에서 기판을 대기시키고 인/아웃 포트(100) 또는 기판 처리 모듈(300)로 기판을 제공하는 공간이다. 기판 대기 모듈(200)은 기판 이송 유닛(210) 및 엘리베이터(220)를 포함한다. 여기서, 기판 이송 유닛(210)은 카셋트 대기 테이블(110) 상에 안치된 카셋트(C)와 엘리베이터(220)간의 기판을 이송한다. 엘리베이터(220)는 기판 이송 유닛(210) 또는 기판 이송 장치(500)에서 기판을 반입/반출하도록 승강하며 복수개의 기판을 수납한다. 또한, 기판 이송 유닛(220)은 카셋트 대기 테이블(110)에 안치된 카셋트(C)로부터 기판을 반입/반출하도록 레일을 따라 이동가능하며, 카셋트(C)와 엘리베이터(220) 간의 기판의 이송이 가능하도록 회전이 가능하다.
한편, 기판 처리 모듈(300)은 공정의 진행 방향을 기준으로 하여 일측에 제1 처리 영역(310), 제1 처리 영역(310) 하부에 종적으로 배치되는 제2 처리 영역(320), 대향되는 측에 배치되는 제3 처리 영역(340)과 제4 처리 영역(350)을 포함한다. 그리고, 도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 기판 처리 모듈(300)은 제1 처리 영역(310)과 제2 처리 영역(320) 사이와 제3 처리 영역(340)의 중간 부분에 각각 배치되는 제1 및 제2 중간 영역(330a, 330b, 330c, 360)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 기판 처리 모듈(300)은 기판에 대하여 도포, 현상, 베이크, 에지 노광 공정이 진행되는 모듈이고, 기판 처리 모듈(300)에서는 노광 공정이 진행되지 않으 며 외부에 노광 시스템(S)이 별도로 설치될 수 있다.
제1 처리 영역(310)은 노광 시스템(S)에서 노광 공정이 완료된 기판을 현상액을 이용하여 현상하는 영역으로, 제1 처리부(312)가 다수개로 적층된 구조를 가진다. 여기서, 제1 처리부(312)는 현상 유닛(SDW; Spin Development Wafer)으로 이루어질 수 있으며 현상 유닛(SDW)은 기판을 회전시켜 현상할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 처리 영역(320)은 제1 처리 영역(310) 하부에 종적으로 배치되며, 기판 표면에 포토레지스트막을 도포하는 영역으로, 제2 처리부(322)가 다수개로 적층된 구조를 가진다. 여기서, 제2 처리부(322)는 도포 유닛(SCW; Spin Coater Wafer)으로 이루어질 수 있으며, 도포 유닛(SCW)은 기판을 회전시켜 포토레지스트막을 도포할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제2 처리 영역(320)이 제1 처리 영역(310)의 하부에 배치된 것으로 예를 드나, 이에 제한되지 않는다.
다시 도 1을 참조하면, 제3 처리 영역(340)은 제1 처리 영역(310)에 대향되어 배치되며, 제1 처리 영역(310) 또는 제2 처리 영역(330)에서 도포 또는 현상 처리 후에 기판을 균일한 상태로 가열 처리하거나 가열 처리후 기판을 냉각 처리하는 영역이다. 제3 처리 영역(340)은 제3 처리부(342)가 다수개로 적층된 구조이며, 제3 처리부(340)는 베이크 유닛(Bake)으로 이루어질 수 있으며, 베이크 유닛(Bake)은 기판을 가열하는 핫 플레이트 유닛(미도시)와 기판을 냉각하는 쿨 플레이트 유닛(미도시) 등으로 구분될 수 있다.
제4 처리 영역(350)은 제3 처리 영역(340)와 인터페이스(400) 사이에 배치될 수 있으며, 기판의 원주부위에 도포된 불필요한 포토레지스트막을 노광시키는 영역 으로, 제4 처리부(352)가 다수개로 적층된 구조를 가진다. 여기서, 제4 처리부(352)는 에지 노광 유닛(EEW; Edge Expose Wafer)으로 이루어질 수 있으며, 에지 노광 유닛(EEW)은 기판을 회전시켜 기판의 에지를 노광할 수 있다.
이하, 설명의 편의상, 제1 처리 영역(310), 제2 처리 영역(320), 제3 처리 영역(340) 및 제4 처리 영역(350)은 각각 현상 처리 영역(310), 도포 처리 영역(320), 베이크 처리 영역(340) 및 에지 노광 처리 영역(350)으로 하여 설명한다. 그리고, 제1 처리부(312), 제2 처리부(322), 제3 처리부(342) 및 제4 처리부(352)는 현상 처리부(312), 도포 처리부(322), 베이크 처리부(342), 에지 노광 처리부(352)로 하여 설명한다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에서 기판 처리 시스템의 중간 영역에서 배치된 유닛들과 제1 및 제2 기판 이송 로봇의 이송 경로를 나타낸 개념도들이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 현상 처리 영역(310)과 도포 처리 영역(320)의 사이에는 제1 중간 영역(330a, 330b, 330c)이 배치된다. 제1 중간 영역(330a, 330b, 330c)은 기판 처리 시스템(1)에서 기판 처리시 기판의 이송 경로를 단순화하기 위하여 현상, 도포, 베이크 처리부(334, 332, 338) 또는 기판을 잠시 대기시키는 버퍼부(336)를 둘 수 있는 영역이다. 제1 중간 영역(330a, 330b, 330c)은 후술하는 기판 이송 장치(500)의 기판 이송 로봇들(도 3의 530a, 530b 참고)이 중첩되어 이동되는 높이에 배치되어, 현상, 도포, 베이크 또는 에지 노광 처리 영역(310, 320, 340, 350)에서 처리가 완료된 기판이 이송되어 후속 공정을 수행하는 처리부 들(332, 334, 338)로 이송되도록 기여한다. 예를 들면, 기판에 대하여 이중 노광 공정(dual expose) 등을 진행하는 경우 즉, 기판은 제1 도포, 베이크(예를 들면, 소프트 베이크), 제1 노광, 베이크(포스트 익스포져 베이크; post exposer bake), 제1 현상, 베이크(예를 들면, 하드 베이크), 제2 도포, 베이크, 제2 노광, 제2 현상 등의 공정 순서를 거칠 수 있다. 여기서, 제1 노광은 외부의 노광 시스템(S)에서 이루어지고, 제2 현상 다음에 수행되는 베이크 이후의 공정은 제1 중간 영역(330a, 330b, 330c)의 도포 처리부(332)내의 도포 유닛(SCW)에서 이루어질 수 있다. 이는 후술하는 기판 이송 로봇들(530a, 530b) 중에서 현상 처리 영역(310)을 담당하는 기판 이송 로봇(530a)이 제1 중간 영역(330a, 330b, 330c) 범위까지 이동할 수 있기 때문이다. 이렇게 하여, 종래에 현상 처리 영역(310)과 도포 처리 영역(320)이 층으로 구분되어 있어 외부에 기판이 이송되는 것과는 달리 이러한 기판 이송 경로는 기판이 제2 현상 이후에 다시 제2 도포를 수행함에 있어서 외부로의 기판이 이송되지 않아 기판 이송의 효율성 및 기판 처리율이 향상된다. 또한, 제1 중간 영역(330b)은 버퍼부(336)가 혼합되어 배치됨으로써 공정 조건에 따라 다양한 이송 경로를 수용할 수 있다. 제1 중간 영역(330a, 330b, 330c)에서 처리부들(332, 334, 338) 및 버퍼부(336)의 구체적 배치와 기판 이송 경로에 대해서 이후에 설명하도록 한다.
뿐만 아니라, 일회의 노광 공정을 진행하는 경우라 하더라도 제1 중간 영역(330)에 도포, 현상, 베이크 처리부(332, 334, 338) 또는 버퍼부(336)가 더 배치될 수 있어 기판 처리 시스템(1) 내에서 처리할 수 있는 기판의 수가 늘어나 기판 처리율이 향상된다.
도 7d를 참조하면, 제2 중간 영역(360)은 베이크 처리 영역(340)의 중간 위치 즉, 기판 이송 장치(400)의 기판 이송 로봇들(530a, 530b)이 중첩되어 이동되는 높이에 배치되어, 현상, 도포, 베이크 또는 에지 노광 처리 영역(310, 320)에서 처리가 완료된 기판이 이송되어 후속 공정을 수행하는 처리부들(362, 364, 366)로 이송되도록 기여한다. 제2 중간 영역(360)에 대한 설명은 제1 중간 영역(330)에 대한 것과 실질적으로 동일하여 이에 대한 설명은 생략한다.
인터페이스(400)는 기판 처리 모듈(300)과 노광 시스템(S) 사이의 기판을 이송시키고, 이송 과정에서 기판을 대기시키게 하는 공간이다. 인터페이스(400)는 기판 이송 장치(500)에서 기판을 반입/반출하도록 승강하며 복수개의 기판을 수납할 수 있는 엘리베이터(410) 및 엘리베이터(410)와 노광 시스템(S) 간의 기판을 이송하는 기판 이송 유닛(420)을 포함할 수 있다. 엘리베이터(410)는 현상 처리 영역(310)과 도포 처리 영역(320) 사이에서 이동되어 후술하는 기판 이송 장치(500)에서 제1 및 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)의 접근성을 좋게 한다. 여기서, 노광 시스템(S)은 기판 상에 미세 패턴을 형성할 수 있도록 광학계의 하면과 기판 표면 사이를 물이나 유기 용매 등의 액체로 채워서 액침 영역을 형성시키므로 노광광의 파장을 짧게 하여 고해상도를 얻어 노광하는 시스템일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템에서 공조부를 장착한 기판 처리 모듈의 측면도이다.
도 3을 참조하면, 공조부(370)는 다단으로 적층된 현상 처리부(312)와 도포 처리부(322) 내에서 기판 처리시 각 처리부(312, 322) 외부에서 파티클의 침입을 방지하기 위해 현상 처리부(312)와 도포 처리부(322)를 둘러싸는 외벽(371) 내에 설치된다. 공조부(370)는 최상층의 현상 처리부(312) 상에는 외부의 개방부(373)로부터 공급되는 기체를 각 처리부(312, 322)가 배치된 방향으로 제공하는 팬(372), 필터(374), 필터(374) 하부에서부터 각 처리부(312, 322)로 기체를 공급하게 하는 덕트(375, duct), 기체 흡입구(376), 기체 배기구(377) 및 배기구(378)를 포함한다.
필터(374)는 팬(372) 하부에 배치되어 팬(372)을 통과하는 기체를 청정하게 하고, HEPA필터 또는 ULPA 필터 등으로 이루어질 수 있다. 필터(374)를 통과한 기체는 덕트(375)를 따라 각 처리부(312, 322)의 기체 흡입구(376)로 안내되어 각 처리부(312, 322)에 공급된다. 이렇게 제공된 기체는 기판 처리시 각 처리부(312, 322) 외부에서 파티클의 침입을 방지한다.
도 4는 기판 이송 장치의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 기판 이송 장치(500)는 현상 처리 영역(310)과 베이크 처리 영역(340)의 사이에 배치되어 기판 이송 범위를 상하로 구분시키면서 기판 대기 모듈(200), 기판 처리 모듈(300) 및 인터페이스(400) 간의 기판을 이송하는 부재이다. 기판 이송 장치(500)는 제1 및 제2 수직 프레임(510a, 510b), 제1 및 제 2 수직 프레임(510a, 510b)에 교차되어 연결된 제1 및 제2 수평 프레임(520a, 520b), 제1 수평 프레임(520a)과 연결된 제1 기판 이송 로봇(530a) 및 제2 수평 프레임(520b)과 연결된 제2 기판 이송 로봇(530b)을 포함한다.
제1 및 제2 수평 프레임(520a, 520b)은 양 끝단에 제1 및 제2 수직 프레임(510a, 510b)의 비산 방지 벨트(514a, 514b)를 따라 상하로 이동된다. 제1 수평 프레임(520a)은 제 2수평 프레임(520b) 상부에 배치되고, 제1 및 제2 수평 프레임(520a, 520b)은 제1 및 제2 수직 프레임(510a, 510b)의 중간 부분까지 이동될 수 있다.
제1 및 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)은 각각 제1 및 제2 수평 프레임(520a, 520b)의 비산 방지 벨트(522a, 522b)를 따라 좌우를 따라 이동된다. 제1 및 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)은 제1 및 제2 중간 영역(330a, 330b, 330c, 360)에 배치된 처리부(332, 334, 338, 362, 364) 또는 버퍼부(336, 366)에서 기판을 착탈한다.
도 5는 기판 이송 장치의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 비산 방지 벨트(522a)와 연결되는 아암(531a), 아암(531a) 하부에 배치되는 회전 구동 유닛(532a), 회전 구동 유닛(532a) 하부에 배치되는 구동 유닛(533a) 및 구동 유닛(533a)에 의해 전/후진하고, 기판을 지지하는 기판 지지대(534a)를 포함한다. 여기서, 기판 지지대(534a)는 회전 구동 유닛(532a)에 의해 현상 처리 영역(310)과 대향되는 베이크 처리 영역(도 1의 340 참고)으로 기판을 이송시키고, 구동 유닛(533a)에 의해 각 처리부(312, 322, 342) 내로 출입하여 기판을 이송한다. 또한, 도면에서는 기판 지지대(534a)가 단수로 도시되어 있으나, 기판 이송의 효율을 향상시키기 위해 복수개로 중첩되어 배치될 수 있다. 제2 기판 이송 로봇(530b)은 제1 기판 이송 로 봇(530a)의 구성 요소와 동일한 구성 요소를 가지며, 그 배치에 있어서 대칭적으로 된다
다시 도 5를 참조하면, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 이와 연결된 제1 수평 프레임(520a)의 상하 이동에 의해 현상 처리 영역(310)과 제1 중간 영역(330)의 범위에서 기판(W)을 이송한다. 그리고, 제2 기판 이송 로봇(530b)은 이와 연결된 제2 수평 프레임(520b)의 상하 이동에 의해 도포 처리 영역(320)과 제1 중간 영역(330)의 범위에서 기판(W)을 이송한다. 여기서, 제1 및 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)은 현상 처리 영역(310), 도포 처리 영역(320)과 노광 시스템(S)에서부터 제1 중간 영역(330)에 배치된 처리부(332)로 기판(W)을 이송한다. 예를 들어, 공정 처리의 순서가 제1 현상, 베이크, 제2 도포일 경우에 제1 현상이 도포 처리 영역(310)의 도포 처리부(312)에서, 베이크는 베이크 처리 영역(도 7d의 340 참고)의 베이크 처리부(도 7d의 342 참고)에서, 제2 도포는 제1 중간 영역(330)의 도포 처리부(332)에서 이루어질 수 있다. 이러한 공정 순서에서 제1 기판 이송 로봇(530a)이 기판(W)을 노광 시스템(S), 현상 처리 영역(310)의 현상 처리부(312), 베이크 처리 영역(도 7d의 340 참고)의 베이크 처리부(도 7d의 342 참고)및 제1 중간 영역(330)의 도포 처리부(332)로 이송할 수 있다. 또한, 제2 기판 이송 로봇(530b)이 제1 중간 영역(도 7a의 330 참고)의 현상 처리부(도 7a의 334 참고)로 이송한 후, 그 이후 공정에서 제1 및 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)이 자유롭게 사용되어질 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)을 다양하게 이용하여 기판을 이송함으로써 기판의 이송 경로를 다양하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 기판의 이 송 효율 및 기판의 처리율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도1, 도 2 및 도 6 및 도 7a내지 도 7d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1, 도 2, 도6 및 도 7a에서 도포 처리부(332)와 현상 처리부(334)를 포함하는 제1 중간 영역(330a)의 경우 기판 처리 방법과 기판 이송 경로를 설명한다. 여기서, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 방법은 도포, 노광, 현상의 과정을 2 회 반복 처리를 예로 들어 설명한다.
기판이 카셋트(C)에 수납된 채로 인/아웃 포트(100)에 로딩되고, 카셋트(C)에 수납된 기판은 기판 이송 유닛(210)에 의해 한 장씩 꺼내어 엘리베이터(220) 내로 이송되어 기판 처리 시스템(1)으로 반입된다.(S610)
이어서, 제2 기판 이송 로봇(530b)은 엘리베이터(220) 내의 기판을 이송하여 도포 처리 영역(320)의 도포 처리부(322)로 이송하여, 도포 처리부(322)에서 기판에 포토레지스트막을 도포하는 도포 처리를 수행한다.(S620)
계속해서, 제2 기판 이송 로봇(530b)은 도포 처리가 완료된 기판을 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342)로 이송하여, 베이크 처리부(342)에서 기판에 베이크 처리를 한다.(S630) 여기서 베이크 처리는 포토레지스트막의 솔벤트(solvent) 등의 용제를 제거하기 위한 처리이다.
이어서, 제2 기판 이송 로봇(530b)은 인터페이스(400) 내의 엘리베이터(420)로 이송하고, 인터페이스(400) 내의 기판 이송 유닛(420)은 노광 시스템(S)으로 이송하여 즉, 기판 처리 시스템(1)에서 반출하여 기판을 노광 처리한다.(S640) 여기 서, 노광 처리는 소정의 패턴을 가진 마스크를 이용하여 기판 상의 포토레지스트막에 광을 조사한다. 예를 들면, 마스크는 1차원 형상의 패턴 예를 들면, 라인/스페이스형의 패턴으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 노광 처리가 완료된 기판을 기판 이송 유닛(420)이 인터페이스(400) 내로 이송하여 기판을 기판 처리 시스템(1)으로 반입하고, 엘리베이터(420)로 이송한다. 이어서, 엘리베이터(420)는 현상 처리 영역(310)과 대응되는 높이로 상승시키고, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 기판을 베이크 처리부(342)로 이송시켜 베이크 처리한다.(S650) 여기서, 베이크 처리는 노광 처리된 포토레지스트막에서의 발생된 산이 촉매가 되어 포토레지스막에 포함된 알칼리 불용기를 알칼리 가용기로 변화시키는 처리일 수 있다.
계속해서, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 베이크 처리가 완료된 기판을 현상 처리 영역(310)의 현상 처리부(312)로 이송하고, 현상 처리부(312)는 기판을 현상 처리한다.(S660) 다음으로, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 현상 처리가 완료된 기판을 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342)로 이송하고, 베이크 처리부(342)는 기판을 베이크 처리한다.(S670) 여기서, 베이크 처리는 현상 처리 후 잔존한 포토레지스트막을 경화시키는 처리일 수 있다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)의 제어부(미도시)는 기판에 대하여 상술한 처리를 2회 이상 수행했는지 여부를 판단하여 1회만 수행하였을 경우에 기판이 도 7a의 ①의 경로를 가지는 제어 신호를 보낼 수 있다(S680). 상세히 설명하면, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 기판을 현상 처리 영역(310)의 현상 처리부(312), 베이크 처 리 영역(340)의 베이크 처리부(342), 제1 중간 영역(330a)의 도포 처리부(332) 순으로 이송시켜 도포 처리한다. 이어서, 베이크 처리 후 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)은 기판을 인터페이스(400)로 이송한다. 이어서, 기판은 기판 처리 시스템(1)에서 반출되어 노광 시스템(S)에서 기판을 노광 처리한다. 여기서, 노광 처리는 2 차원 형상의 마스크 패턴 예를 들면, 콘택형의 패턴을 이용하여 기판에 대하여 광을 조사하는 처리일 수 있다. 이후, 기판 처리 시스템(1)으로 반입되어 베이크, 현상, 베이크 순으로 기판의 처리를 진행한 후, 기판은 인/아웃 포트(100)로 언로딩되어 기판의 처리가 완료된다.
도 7a의 ②의 경로에 따른 경우, 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)이 기판을 인터페이스(400)에서 제1 중간 영역(330a)의 도포 처리부(332), 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342), 제1 중간 영역(330a)의 현상 처리부(334), 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342) 및 인터페이스(400)의 순으로 이송한다. 이후 기판의 이송과 처리는 ①의 경로에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
도 7b를 참조하면, 제1 중간 영역(330b)에는 도포 유닛(SCW)을 포함하는 도포 처리부(332), 현상 유닛(SDW)을 포함하는 현상 처리부(334) 및 버퍼부(336)가 횡적으로 배치된다. 이러한 제1 중간 영역(330)에서 ③의 경로에 따른 경우, 제1 기판 이송 로봇(530a)이 인터페이스(400)에서 현상 처리 영역(310)의 현상 처리부(312), 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342), 제1 중간 영역(330b)의 버퍼부(336)로 이송한다. 이어서, 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)이 기판을 제1 중간 영역(330b)의 도포 처리부(332), 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처 리부(342) 및 인터페이스(400)의 순으로 이송한다. 이후 기판의 이송과 처리는 ①의 경로에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
④의 경로에 따른 경우, 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)이 기판을 인터페이스(400)에서 제1 중간 영역(330b)의 현상 처리부(334), 제1 중간 영역(330b)의 버퍼부(336) 및 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342)의 순으로 이송한다. 이어서, 제2 기판 이송 로봇(530b)이 베이크 처리 영역(340)의 베이크 처리부(342)에서 도포 처리 영역(320)의 도포 처리부(322) 및 인터페이스(400) 순으로 이송한다. 이후 기판의 이송과 처리는 ①의 경로에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
도 7c를 참조하면, 제1 중간 영역(330c)에는 도포 유닛을 포함하는 도포 처리부(332), 현상 유닛(SDW)을 포함하는 현상 처리부(334), 및 베이크 유닛(bake)을 포함하는 베이크 처리부(338)가 횡적으로 배치된다. 이러한 제1 중간 영역(330c)에서 ⑤의 경로에 따른 경우, 제1 기판 이송 로봇(530a)은 기판을 인터페이스(400)에서 현상 처리 영역(310)의 현상 처리부(312), 제1 중간 영역(330c)의 베이크 처리부(338)로 이송한다. 이어서, 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)은 기판을 제1 중간 영역(330c)의 베이크 처리부(338)에서 제1 중간 영역(330)의 도포 처리부(332), 제1 중간 영역(330c)의 베이크 처리부(338) 및 인터페이스(400)의 순으로 이송한다. 이후 기판의 이송과 처리는 ①의 경로에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
⑥의 경로에 따른 경우, 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)은 기판 을 인터페이스(400)에서 제1 중간 영역(330c)에 배치된 현상 처리부(334), 베이크 처리부(338), 도포 처리부(332) 및 인터페이스(400)의 순으로 이송한다. 이후 기판의 이송과 처리는 ①의 경로에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
본 발명의 실시예에서 제1 중간 영역에 배치에 따른 제1 및 제2 기판 이송 로봇의 이송 경로는 상술한 경로에 한정되지 않고, 공정 조건에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 7d를 참조하면, 베이크 처리 영역(340)의 중간 부분에 제2 중간 영역(360)이 배치되고, 제2 중간 영역(360)에는 도포 처리부(362), 현상 처리부(364), 버퍼부(366)가 배치된다. 공정 조건에 따른 제1 또는 제2 기판 이송 로봇(530a, 530b)의 이동에 따라 기판의 이송 경로가 다양하게 구현될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기판 처리 시스템 및 이를 이용하는 기판 처리 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기판 처리 시스템에서 기존의 복층 구조로 인한 층벽을 제거하고 대신에 간 영역을 설치함으로써 공정 조건에 따른 각 처리부의 다양한 배치가 가능할 뿐만 아니라 기판 이송 경로가 외부를 거치지 않고 기판 처리 시스템 내부에서 이루어지므로 기판의 처리율을 증가시킬 수 있다. 또한, 기판 처리 시스템에서 각 처리부를 기존 시스템 내에서 더 배치할 수 있어 기판 처리 시스템의 설비 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 기판 처리 방법에서 복수의 기판 이송 로봇에 의해 다양한 이송 경로를 가짐으로써 기판의 처리율을 향상시킬 수 있다.

Claims (26)

  1. 기판을 제1 처리하는 제1 처리부를 구비하는 제1 처리 영역;
    상기 기판을 제2 처리하는 제2 처리부를 구비하며, 상기 제1 처리 영역과 종적으로 배치되는 제2 처리 영역;
    상기 제2 처리부를 구비하며, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 사이에 배치되는 중간 영역;
    상기 제1 및 제2 처리 영역에 인접하게 배치되어 상기 제1 처리 영역과 상기 중간 영역 범위의 이송 경로를 가지는 제1 기판 이송 로봇을 구비하는 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 현상 유닛을 포함하고, 상기 제2 처리부는 도포 유닛을 포함하는 기판 처리 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 중간 영역은 상기 제1 처리부를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 중간 영역은 버퍼부 또는 제3 처리부를 더 포함하는 기판 처리 시 스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제3 처리부는 베이크 유닛을 포함하는 기판 처리 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 상기 제2 처리 영역과 상기 중간 영역 범위의 이송 경로를 가지는 제2 기판 이송 로봇을 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 처리 영역은 상기 제2 처리 영역의 하부에 배치되고, 상기 제1 및 제2 처리부가 다층으로 적층된 구조를 가지는 기판 처리 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 모듈 내에 상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부의 외부에서 침입되는 파티클의 침입을 방지하기 위한 공조부를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판의 공정 진행 방향을 상기 제1 및 제2 처리 영역의 끝단에 상기 제1 및 제2 처리 영역과 외부 시스템간의 기판을 이송시키는 인터페이스를 더 포함하 는 기판 처리 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 중간 영역은 기판을 제3 처리하는 제3 처리부를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 인터페이스 내부에 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역의 사이에서 기판을 수납하여 승강하는 엘리베이터를 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 외부 시스템은 기판을 노광 처리하는 노광 시스템인 기판 처리 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치를 중심으로 상기 제1 및 제2 처리 영영과 대응되게 배치되고, 상기 기판을 제3 처리하는 제3 처리부를 구비하는 제3 처리 영역; 및
    상기 제3 처리 영역에서 상기 제1 중간 영역과 동일한 층에 배치되는 제2 중간 영역을 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제3 처리 영역은 상기 제3 처리부가 다층으로 적층된 구조를 가지는 기판 처리 시스템.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 중간 영역은 상기 제1 처리부, 상기 제2 처리부, 상기 제3 처리부 또는 상기 버퍼부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제3 처리부는 베이크 유닛을 포함하는 기판 처리 시스템.
  17. 기판이 기판 처리 시스템에서 반출되어 외부 공정에 의한 처리가 완료된 후, 기판을 상기 기판 처리 시스템으로 반입하고,
    상기 기판을 제1 처리부로 이송하여 제1 처리하고,
    상기 기판을 제2 처리부로 이송하여 제2 처리하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 처리는 상기 기판을 현상 처리하고, 상기 제2 처리는 상기 기판을 도포 처리하는 기판 처리 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 외부 공정은 상기 기판을 노광하는 공정인 기판 처리 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 기판 처리 시스템에서 반출되기 전에 상기 기판을 상기 제2 처리부로 이송하여 제2 처리하고;
    상기 기판을 상기 제1 처리부로 이송하여 제1 처리하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 처리 전, 후 및 상기 제2 처리 후에 상기 기판을 제3 처리부로 이송하여 제3 처리하는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제3 처리는 상기 기판을 베이크 처리하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  23. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 처리 전, 후에 상기 기판을 버퍼부로 이송하여 상기 기판을 대기시키는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  24. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 처리부와 상기 제2 처리부는 종적으로 배치되는 기판 처리 방법.
  25. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 기판 시스템 내부에서 중간 영역에 배치되는 기판 처리 방법.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 제2 처리부는 상기 중간 영역에 배치되는 기판 처리 방법.
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