KR100852952B1 - 기판 양면 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 피처리기판의 표리면을 적절히 처리하는 처리부와, 상기 피처리기판을 반송하는 기판반송기구와, 상기 기판반송수단과의 사이에서 피처리기판의 인수인계와 동시에 수취한 상기 피처리기판을 반전하는 반전부를 구비하는 기판 양면 처리장치에 관한 것이다.
상기 반전부는 상기 기판반송수단과의 사이에서 인수인계시에 상기 피처리기판을 보지하는 보지수단과, 이 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하도록 회전하는 회전수단을 구비한다. 상기 반전부는 상기 피처리기판의 표리면을 보지하는 한 조의 보지수단과, 양 보지수단을 상대적으로 접리이동시키는 접리이동수단과, 양 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하게 회전시키는 회전수단을 구비해도 좋다.

Description

기판 양면 처리장치{BOTH-SIDED SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
도 1 은 종래의 반전기구를 도시하는 개략측면도이다.
도 2 는 이 발명에 관한 기판 양면 처리장치를 적용하는 반도체 웨이퍼 세정처리 시스템을 도시하는 개략평면도이다.
도 3 은 도 2의 측면도이다.
도 4 는 이 발명에서의 반전부, 기판반송수단 및 처리부를 도시하는 개략단면도이다.
도 5 는 상기 반전부, 기판반송수단 및 처리부에서의 필터 팬유닛으로부터의 다운플로의 흐름을 도시한 개략단면도이다.
도 6 은 이 발명에서의 반전부를 도시하는 단면도(a) 및 (a)의 I-I선을 따라 자른 단면도(b)이다.
도 7 은 이 발명에서의 보지암의 접리이동상태를 도시하는 단면도(a) 및 보지암의 접리이동수단을 도시하는 측면도(b)이다.
도 8 은 상기 보지암을 도시하는 개략사시도이다.
도 9 는 이 발명에서의 보지부재의 계합상태를 다른 위치에서 도시하는 단면도(a), (b), (c)의 II-II선을 따라 자른 단면도(c) 및 보지부재의 계합상태의 측면도(d)이다.
도 10 은 상기 보지부재를 도시하는 단면사시도이다.
도 11 은 상기 반전부에서의 웨이퍼 반전순서를 도시하는 플로차트이다.
도 12 는 이 발명에서 처리부의 일례인 스크럽세정유닛을 도시하는 개략평면도이다.
도 13 은 상기 스크럽세정유닛의 개략단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판반송수단 2 : 재치대
3 : 승강기구 4 : 기판인수인계부
5 : 반전암 6 : 모터
7 : 기판반전기구 W : 웨이퍼
이 발명은 기판 양면 처리장치에 관한 것으로 더 상세하게는 반도체 웨이퍼와 LCD기판 등의 기판 표리면에 소정의 처리, 예를 들면 세정처리를 실시하는 기판 양면 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼와 LCD기판 등의 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서는 반도체 웨이퍼와 LCD기판 등(이하, 웨이퍼 등이라 한다.)의 표리면, 특히, 반도체 디바이스가 형성되는 웨이퍼 등의 표면의 높은 청정도를 유지할 필요가 있으므로 여러 제조공정 전후에 웨이퍼의 표리면에 세정처리 등이 실시되고 있다.
종래의 이런 종류의 기판 양면 처리장치로서 웨이퍼 등의 표리면을 적절히 처리하는 복수의 처리유닛 등을 갖는 처리부와, 각 처리유닛에 웨이퍼 등을 반송하는 기판 반송수단과, 웨이퍼 등을 반전하는 반전부를 구비하는 세정처리 시스템이 사용되어왔다. 이 경우, 상기 반전부는 도 1에 도시하는 바와 같이 기판반송수단(1)과의 사이에 웨이퍼(W) 등의 인수인계를 하는 재치대(2)와, 이 재치대(2)를 승강하는 승강기구(3)를 갖는 기판인수인계부(4)와, 이 기판인수인계부(4)와의 사이에 웨이퍼(W) 등의 인수인계를 하는 반전 암(5)과, 이 반전 암(5)으로 보지된 웨이퍼(W)등을 반전하는 모터(6)를 갖는 기판반전기구(7)로 주로 구성되어 있다.
상기 반전부에 있어서 웨이퍼(W) 등을 반전하는 경우, 기판 반송수단(1)으로 반송되는 웨이퍼(W) 등을 기판인수인계부(4)의 재치대(2)에 인수인계한 후, 승강기구(3)를 구동시켜 웨이퍼(W)등을 기판인수인계부(4)의 상방에 위치하는 기판반전기구(7)의 위치까지 이동시키고 반전 암(5)으로 웨이퍼(W) 등을 수취한 후, 모터(6)를 구동하여 웨이퍼(W)등을 반전시킬 수 있다. 그리고, 반전된 웨이퍼(W)등은 상기와 역동작에 의해 기판반송수단(1)으로 인수되고 소정의 세정처리유닛으로 반송된다.
그러나, 종래의 기판 양면 처리장치에 있어서는 반전부가 기판인수인계부(4)와, 기판반전기구(7)를 가지므로 구조가 복잡해짐과 동시에 장치가 대형화하는 문제점이 있었다. 또, 기판인수인계부(4)와, 기판반전기구(7)가 각각 동작하므로 반전동작에 시간이 걸리고 스루풋이 저하하는 문제점이 있었다. 또한, 기판인수인계부(4)와 반전 암(5)의 사이에서 웨이퍼(W) 등의 인수에 실수가 발생할 우려가 있고 반전 암(5)이 웨이퍼(W) 등을 확실하게 보지하지 못한 상태에서 웨이퍼(W) 등의 반전을 하면 낙하할 우려가 있어서 웨이퍼 등에 손상을 주는 문제점도 있었다.
이 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 구동부를 작게하여 장치의 소형화를 도모하도록 함과 동시에 피처리기판의 반전을 확실히 행할 수 있고 스루풋의 향상을 도모할 수 있도록 한 기판 양면 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 이 발명은 피처리기판의 표리면을 적절히 처리하는 처리부와, 상기 피처리기판을 반송하는 기판반송수단과, 상기 기판반송수단 사이에서 피처리기판의 인수인계와 동시에 수취한 피처리기판을 반전하는 반전부를 구비하고 상기 반전부는 상기 기판반송수단 사이에서 인수인계시에 상기 피처리기판을 보지(保持)하는 보지수단과, 이 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하도록 회전하는 회전수단을 구비하는 기판 양면 처리장치를 제공한다.
또, 이 발명은 피처리기판의 표리면을 적절히 처리하는 처리부와, 상기 피처리기판을 반송하는 기판반송수단과, 상기 기판반송수단간에 피처리기판의 인수인계와 동시에 수취한 피처리가판을 반전하는 반전부를 구비하고 상기 반전부는 상기 피처리기판의 표리면을 보지하는 한 조의 보지수단과 양 보지수단을 상대적으로 접리이동시키는 접리이동수단과 양 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하게 회전하는 회전수단을 구비하는 기판 양면 처리장치를 제공한다.
이하, 이 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 이 실시예에서는 이 발명에 관한 기판 양면 처리장치를 반도체 웨이퍼의 반입, 세정, 건조 및 반출을 연속하여 행하는 세정처리 시스템에 적용한 경우에 관해 설명한다.
상기 세정처리 시스템은 도 2 내지 도 5에 도시하는 바와 같이 피처리기판인 반도체 웨이퍼(W)(이하 웨이퍼(W)라 한다.)에 적절히 세정처리를 실시하는 세정처리부(10)와, 세정처리부(10)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하는 반출입부(20)로 주로 구성되어 있다.
상기 반출입부(20)는 26장의 웨이퍼(W)를 적당한 간격을 두고 수용하는 캐리어(C)를 재치하는 재치대(21)를 갖는 반입·반출부(22)와, 캐리어(C)와 세정처리부(10)사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 웨이퍼반송기구(23)와, 이 웨이퍼반송기구(23)의 웨이퍼반송로(미도시)를 구비하는 인터페이스부(24)로 구성되어 있다.
이 경우, 반입·반출부(22)에 배설된 재치부(21)상에는 3개의 캐리어(C)를 수평면의 Y방향으로 나열하여 소정위치에 재치되어 있다. 또, 반입·반출부(22)와 인터페이스부(24)의 구분벽(25)에 있어서 캐리어(C)의 재치장소에 대응하는 위치에는 창부(窓部)(26)가 형성되어 있고 이 창부(26)늬 인터페이스부(24)쪽에는 창부(26)를 셔터 등으로 개폐하는 창부개폐기구(27)가 설치되어 있다.
사용되는 캐리어(C)의 구조는 임의의 것이라도 지장없이 웨이퍼(W)의 반입출구에 반입출구를 개폐하는 개체(Ca)를 설치한 것을 이용할 수 있다. 이 경우 창부 개폐기구(27)에 캐리어(C)의 개체(Ca)를 개폐하는 기능을 주어 창부(26)에 캐리어(C)의 반입출측을 향해 캐리어(C)의 개체(Ca) 개폐를 행할 수 있는 구조로 한다. 이렇게 창부개폐기구(27)에 의해 창부(26) 캐리어(C)의 개체(Ca)가 열린 상태로 되면 인터페이스부(24)에 설치된 웨이퍼반송기구(23)가 캐리어(C)에 액세스가능하게 되고 웨이퍼(W)의 반송을 행할 수 있게 된다.
또, 창부(26)에는 창부(26)를 개폐하는 셔터만을 배설하고 캐리어(C)의 반입출구에 구비된 개체(Ca)는 재치대(21)에 재치할 때에 수동으로 조작하여 반입출을 개구하는 방법을 이용해도 좋다. 또 캐리어(C)에 개체(Ca)를 설치하지 않는 경우에는 당연히 개체의 개폐기구를 설치할 필요는 없다. 이렇게 창부(26)의 구조는 캐리어(C)의 구조에 대응시켜서 최적으로 설계할 수 있다.
이 경우 창부개폐기구(27)에 캐리어(C)내에 있어서 웨이퍼(W)의 수용상태, 즉, 소정매수의 웨이퍼(W)가 수용되어 있는지, 웨이퍼(W)가 전후(X방향)로 튀어나가서 수용되고 있지는 않은지, 또는 웨이퍼(W)가 높이 방향(Z방향)으로 비스듬하게 수용되어 있지는 않은지 등을 검토하는 매핑센서(미도시)가 설치되어 있다. 이 매핑센서에 의해 웨이퍼(W)의 수용상태를 검사한 후에 세정처리를 개시하므로써 처리를 확실히 하는 것이 가능해진다.
상기 인터페이스부(24)에 배설되는 웨이퍼반송기구(23)는 Y방향으로 이동가능하고 재치대(21)에 재치된 각 캐리어(C)에 액세스가능하게 되어 있다. 또, 웨이퍼반송기구(23)의 웨이퍼보지암(23a)은 수평면의 X방향으로 자유롭게 이동되도록 구성됨과 동시에 X-Y평면내(θ방향)에서 회전이 자유로운 구성으로 되어 있으며 창부(26)를 통해 캐리어(C)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인계를 행하여 후술하는 세정처리부(10)에 배설된 웨이퍼 인수인계 유닛(TRS)(30)에 액세스가능하도록 형성되어 있다.
이렇게 구성된 웨이퍼반송기구(23)는 반입·반출부(22)측에서 세정처리부(10)측으로 웨이퍼(W)를 반송하거나 역으로 세정처리부(10)측에서 반입·반출부(22)측으로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 또 웨이퍼반송기구(23)는 연직방향(Z방향)으로 승강이 자유롭고 캐리어(C)내의 임의의 높이위치에 있어서 웨이퍼(W) 인수인계하는 것이 가능해져 있다.
한 편, 상기 세정처리부(10)에는 웨이퍼(W)의 표리면을 반전시키는 반전부인 웨이퍼반전유닛(RVS)(40)과, 인터페이스부(24)의 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인계를 하기위해 웨이퍼(W)를 일시적으로 재치하는 웨이퍼인수인계유닛(30)과, 세정처리후의 웨이퍼(W)를 건조하는 가열/냉각부(HP/COL)(50)가 설치되고 또 웨이퍼(W)에 스크럽세정을 실시하는 스크럽 세정유닛(SCR)(60a ~ 60d)과, 이들 웨이퍼반전유닛(40), 웨이퍼인수인계유닛(30), 스크럽세정유닛(60a ~ 60d) 및 가열/냉각부(50) 전체에 액세스가능하도록 배설되고 이들 각 유닛 또는 각 부간에 웨이퍼(W)의 인수인계를 하는 반송수단인 주웨이퍼반송기구(70)가 배설되어 있다.
이 경우 상기 웨이퍼반전유닛(40)은 2단으로 적층,배설되어 있다. 이 웨이퍼반전유닛(40) 하방에는 웨이퍼인수인계유닛(30)이 2단으로 적층,배설되어 있다. 또, 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)도 2단 적층배설되어 있다. 또, 가열/냉각부(50)는 4단 적층,배설되어 있다.
또한, 세정처리부(10)에는 세정처리시스템 전체를 동작·제어하기 위한 전장유닛(EB)(80)과 기계제어유닛(MB)(90)이 배설되고 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)에 공급하는 소정의 세정액을 저장하는 약액저장유닛(CTB)(100)이 배설되어 있다.
게다가 세정처리부(10)의 천정부에는 웨이퍼(W)를 취급하는 각 유닛 및 주웨이퍼반송기구(70)에 청정한 공기를 다운플로하기 위한 필터팬유닛(FFU)(200)이 설치되어 있다.
상기 웨이퍼반전유닛(40)은 도 6에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 표리면을 보지하는 한조의 보지수단인 웨이퍼보지암(41)(이하 보지암(41)이라 한다.)과 이 양 보지암(41)을 상대적으로 접리이동시키는 접리이동수단(42)과, 양 보지암(41)으로 보지되는 웨이퍼(W)를 반전가능하게 회전하는 회전수단인 모터(43)를 구비하고 있다.
이 경우, 접리이동수단(42)은 도 6 및 도 7에 도시하는 것과 같이 신축실린더(44)와, 이 신축실린더(44)의 양단부와 양 보지암(41)을 각각 연결하는 연결부재인 척(45)을 구비하고 척(45)과 일체로 연결되는 접동자(46)가 연직방향으로 배설된 리니어가이드(47)에 자유롭게 접동할 수 있도록 감합되어 있고 신축실린더(44)가 구동하므로써 웨이퍼반전유닛(40)내로 반입되는 웨이퍼(W)에 대해 양 보지암(41)이 같은 거리를 이동하여 개폐할 수 있도록 되어 있다. 이 경우, 도 7(b)에 도시하는 것과 같이 신축실린더(44)는 실린더체(44a)와 플랜저(44b)로 이루어지는 에어실린더로 형성되어 있고 실린더체(44a)의 양단부에 설치된 포트(44c)에 연통하는 급배관(44d)에 개설된 전환밸브(44e) 및 개폐밸브(44f)를 통해 공기공급원(44g)이 접속되어 있다. 또 척(45)의 개폐동작은 미도시의 척개방센서 및 척개방센서에 의해 체크할 수 있도록 되어 있다.
또, 리니어가이드(47)의 배면측 중심부에 연결된 회전축(48)은 축고정장치(49)에 의해 수평상태로 회전할 수 있도록 지지,연결되고 있고 회전축(48)에 장착되는 세로이동풀리(49a)와 모터(43)의 구동축(43a)에 장착된 구동풀리(49b)에는 타이밍벨트(49c)가 걸쳐져 있다. 이렇게 구성하므로써 모터(43)가 구동되고 회전축(48)이 회전함과 동시에 리니어가이드(47)를 통해 보지암(41)을 회전축(48)으로 돌려서 180°회전하므로써 웨이퍼(W)를 반전할 수 있다. 또 모터(43) 대신에 에어 액추에이터를 이용해도 괜찮다. 이 경우에는 에어 액추에이터가 직접 회전축(48)에 접속되므로 구동풀리, 타이밍벨트 등이 불필요해진다.
상기 보지암(41)은 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이 선단측이 개구하는 평면시가 말발굽형상의 알루미늄합금제 암 본체(41a)와, 이 암 본체(41a)에 있어서 회전축(48)의 축선에 관해 대칭위치의 4개소에 배설된 PCTFE(폴리크롤트리플오로에틸렌)제의 보지부재(41b)를 구비하고 있고 양 보지암(41)의 보지부재(41b)는 각각 대향하는 위치에 배설되어 있다. 이 경우 보지부재(41b)는 주웨이퍼반송기구(70)의 주웨이퍼반송암(71)과 간섭하지 않도록 주웨이퍼반송암(71)의 이동영역 안쪽방향쪽에 배설되어 있다.(도 6(b)참조) 또 보지부재(41b)에는 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 외주단부와 계합할 수 있는 이동저지벽(41c)과, 이 이동저지벽(41c)의 하단부에서 안쪽방향을 향해 하강구배의 경사단부(41d)와, 이동저지벽(41c)의 상단부에서 바깥쪽을 향해 상승구배의 경사안내면(41e)가 형성되어 있다. 또한 양 보지부재(41b)에는 양 보지암(41)이 근접한 상태에서 서로 계합가능한 함몰부(41f)와 돌출부(41g)가 형성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 보지암(41)에 의하면 양 보지암(41)이 근접한 상태에서 보지부재(41b)의 함몰부(41f)와 돌출부(41g)가 계합(맞물림)하여 웨이퍼(W)의 가장자리부분을 경사단부(41d)로 보지할 수 있다. 따라서 웨이퍼(W)의 가장자리부분 각을 경사단부(41d)에서 선상으로 보지할 수 있으므로 웨이퍼(W)와의 접촉면적을 가급적 적게할 수 있고 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또 이동저지벽(41c)에 의해 웨이퍼(W) 바깥쪽으로의 이동을 저지할 수 있으므로 웨이퍼(W)를 확실히 보지할 수 있고 웨이퍼(W)의 인수인계를 확실히 할 수 있다. 또한 보지부재(41b)의 함몰부(41f)와 돌출부(41g)가 계합(맞물림)하므로 보지암(41)끼리의 이동을 억제할 수 있고 웨이퍼(W)의 보지를 더 확실하게 할 수 있다. 또한 웨이퍼반전유닛(40)에는 웨이퍼반전유닛(40)내로 반송되어 보지암(41)에서 보지되는 웨이퍼(W)의 유무를 체크하는 발광소자, 수광소자로 이루어지는 광센서 등의 유무검출센서(S)가 설치되어 있다. (도 6 참조) 이 유무검출센서(S)로부터 검출신호는 미도시의 제어수단인 중앙연산처리장치(CPU)로 전달되고 웨이퍼(W)가 없다고 판단된 경우에는 알람을 울리도록 되어 있다.
상기와 같이 구성되는 웨이퍼반전유닛(40)의 동작양태에 관해 도 11을 참조하여 설명하면 이면(웨이퍼(W)에 있어서 반도체 디바이스가 형성되지 않은 면) 세정이 종료된 웨이퍼(W)는 이면이 수평상태에서 상면이 되어 있는 상태에서 주웨이퍼반송기구(70)의 주웨이퍼반송암(71)이 전진하고 웨이퍼반전유닛(40)내로 삽입되고 양 보지암(41)간에 세트된다.(스텝10-1, 10-2) 이 때, 유무검출센서(S)에 의해 웨이퍼(W)의 유무가 검출되고(스텝10-3), 웨이퍼(W)가 없다고 판단된 경우에는 알람이 울려서, 웨이퍼(W)가 없는 것을 오퍼레이터 등에 알린다.(스텝10-4) 웨이퍼(W)가 있다고 판단된 경우는 접리이동수단(42)의 신축실린더(44) 구동에 의해 척(45)이 닫히고(스텝10-5), 양 보지암(41)이 근접방향으로 이동하여 양 보지암(41)간에 웨이퍼(W)를 지지, 보지한다. 이 때 척폐쇄센서가 ON인지 아닌지가 판단되고(스텝10-6), 척폐쇄센서가 OFF인 경우에는 알람이 울려서 척(45)의 근접이동 즉 보지암(41)에 의해 웨이퍼(W)가 지지, 보지되어 있지 않는 것을 오퍼레이터 등에 알린다.(스텝10-7)
웨이퍼(W)가 양 보지암(41)으로 지지, 보지된 후에 모터(43)가 구동하면 회전축(48)이 돌아 180°회전하여 웨이퍼(W)는 반전된다.(스텝10-8) 이에 의해 웨이퍼(W)의 표면(반도체 디바이스가 형성된 면)이 상면이 된다. 이 상태에서 다시 유무검출센서(S)에 의해 웨이퍼(W)의 유무가 검출된다.(스텝10-9) 그리고 웨이퍼(W)가 없다고 판단된 경우에는 알람이 울려서 웨이퍼(W)가 없는 것을 오퍼레이터 등에게 알린다.(스텝10-10) 웨이퍼(W)가 있다고 판단된 경우는 접리이동수단(42)의 신축실린더(44) 구동에 의해 척(45)이 개방(스텝10-11)되고, 양 보지암(41)이 이격방향으로 이동한다. 이때, 척개방센서가 ON인지 아닌지가 판단되고(스텝10-12), 척개방센서가 OFF인 경우에는 알람이 울리고 척(45)의 이격이동 즉 보지암(41)에 의해 웨이퍼(W)의 지지, 보지상태가 해제되어 있지 않은 것을 오퍼레이터 등에게 알린다.(스텝10-13) 보지암(41)이 이격방향으로 이동하여 웨이퍼(W)의 지지, 보지상태가 해제되면 주웨이퍼반송기구(70)의 주웨이퍼반송암(71)이 전진하여 하방의 보지암(41)상에 재치되어 있는 웨이퍼(W)를 수취한 후(스텝10-14), 주웨이퍼반송암(71)이 후퇴하여 웨이퍼반송유닛(40)내로부터 웨이퍼(W)를 꺼낸다.(스텝10-15) 그리고 표면이 상면이 된 웨이퍼(W)는 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)로 반송되어 표면에 세정처리가 실시된다.
상기 설명에서는 1대의 웨이퍼반전유닛(40)에 관해 설명했지만, 2대의 웨이퍼반전유닛(40)을 배설한 경우에는 각각의 웨이퍼반전유닛(40)을 사용목적에 따라 나눌 수 있다. 예를 들면, 하단의 웨이퍼반전유닛(40)은 후술하는 주웨이퍼반송암(71)에 의해 표면이 상면이 되어 반송되어 온 웨이퍼(W)를 이면이 상면이 되도록 반전하기 위해 이용하고 한편 상단의 웨이퍼반전유닛(40)은 주웨이퍼반송암(71)에 의해 이면이 상면이 되어 반송되어 온 웨이퍼(W)를 표면이 상면이 되도록 반전하기 위해 이용하는 것으로 할 수 있다.
또, 세정처리시스템에는 4대의 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)이 배설되어 있으므로 상단의 웨이퍼반전유닛(40)은 상단의 스크럽세정유닛(60c, 60d)에서의 처리를 종료한 웨이퍼(W)의 반전처리에 관해 이용하고 하단의 웨이퍼반전유닛(40)은 하단의 스크럽세정유닛(60a, 60b)에서의 처리를 종료한 웨이퍼(W) 반전처리에 관해 이용하는 것으로 하는 것도 가능하다.
또, 완전히 랜덤으로 세정처리 진행상황에 맞추어서 완전히 미처리의 웨이퍼(W), 이면에만 세정이 종료된 웨이퍼(W), 표면에만 세정이 완료된 웨이퍼(W), 표리양면의 세정처리가 종료된 웨이퍼(W)에 관해 표면만 세정이 종료된 웨이퍼(W) 다음 처리가 이루어질 수 있는 상태가 되도록 비워져 있는 웨이퍼반전유닛(40)으로 순차반송하여 반전처리시킬 수 있도록 이용하는 것도 가능하고 후술하는 주웨이퍼반송기구(70)에 설치된 주웨이퍼반송암(71)은 이렇게 미리 설정되어 기계제어유닛(90)의 콘트롤러에 세트, 기억된 처리레시피에 따라 웨이퍼(W)를 소정의 웨이퍼반전유닛(40)으로 반입하고 또는 소정의 웨이퍼반전유닛(40)에서 웨이퍼(W)를 반출하도록 제어된다.
상기 설명에서는 보지부재(41b)가 4개인 경우에 관해 설명했지만, 각각 웨이퍼(W)의 가장자리부를 지지,보지하는 보지부재(41b)가 적어도 3개이상이면 되고, 반드시 4개일 필요는 없다. 단, 웨이퍼(W)를 확실히 보지하기 위해서는 보지부재(41b)를, 웨이퍼(W)를 반전하기 위한 회전축(48)의 축선에 관해 대칭위치에 배설할 필요가 있다.
또, 웨이퍼반전유닛(40)에 있어서 주웨이퍼반송기구(70)측 측면중간부에는 주웨이퍼반송기구(70)의 3개의 다단식 주웨이퍼반송암(71)이 삽입가능하도록 개구부(72)가 설치되어 있고 그 측면상부에는 필터팬유닛(200)으로부터의 다운플로의 일부를 받아들이기위한 투입구(73)가 설치되어 있다. 또 세정처리부(10)와 인터페이스부(24)는 구분벽(74)에 의해 구획되지만, 구분벽(74)에 있어서 웨이퍼반전유닛(40)과 인터페이스부(24)의 경계에 해당하는 부분의 측면하부에는 필터 팬유닛(200)으로부터의 다운플로를 배출하는 유출구(75)와 유출구(75)와 연통하는 배기통로(75A)가 설치되어 있고 필터 팬유닛(200)으로부터의 청정한 공기가 유입구(73)에서 웨이퍼반전유닛(40)내로 유입된 후, 유출구(75)에서 배기통로(75A) 로 흐르고 배기통로(75A)에 연통하는 덕트(미도시)를 통해 외부로 배기되도록 되어 있다.
이렇게 구성하므로써 웨이퍼반전유닛(40)내가 압력상승상태가 되고 인터페이스부(24)에서 세정처리부(10)로 파티클 등의 침입이 저지되어 세정처리부(10)의 청정도가 보지된다. 또, 접리이동수단(42)의 신축실린더(44)내는 미도시의 배기장치에 접속되어 있고 신축실린더(44)내에 발생하는 파티클 등이 외부로 배기되도록 구성되어 있다.
또 웨이퍼인수인계유닛(30)에서의 주웨이퍼반송기구(70)측 측면에는 주웨이퍼반송기구(70)의 주웨이퍼반송암(71)이 삽입가능한 또 필터 팬유닛(200)으로부터의 다운플로 일부를 받아들이도록 제 1 개구부(31)가 설치되어 있다. 또 세정처리부(10)와 인터페이스부(24)를 구획하는 구분벽(74)에 있어서 웨이퍼 인수인계유닛(30)과 인터페이스부(24)의 경계에 해당하는 부분에는 제 2 개구부(32)가 형성되어 있고 이 제 2 개구부(32)를 통해 웨이퍼반송기구(23)와 웨이퍼인수인계유닛(30)간에서 웨이퍼의 반송이 가능하게 되어 있다.
또, 웨이퍼인수인계유닛(30)의 저면 적당한 위치에는 위쪽을 향해 돌출된 핀(33)이 설치되어 있고 웨이퍼(W)를 보지한 웨이퍼반송기구(23)의 웨이퍼보지암(23a)을 핀(33)으로 위쪽으로 이동 후 하강하므로 웨이퍼(W)가 웨이퍼보지암(23a)에서 핀(33)상에 재치되도록 되어 있다.
상하 2단으로 배설된 웨이퍼 인수인계유닛(30)은 목적에 따라 임의로 구분하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 하단의 웨이퍼 인수인계유닛(30)은 인터페이스부(24)에서 세정처리부(10)로 반송되는 세정처리가 이루어지지 않는 미처리 웨이퍼(W)만이 재치되고 상단의 웨이퍼인수인계유닛(30)은 세정처리부(10)로부터 인터페이스부(24)로 반송하는 세정처리를 종료한 웨이퍼(W)만이 재치되도록 이용할 수 있다. 이 경우에는 미처리의 웨이퍼(W)로부터 핀(33)에 부착된 파티클 등이 세정처리후의 웨이퍼(W)에 부착되는 일이 없고 웨이퍼(W)의 오염이 저감되어 웨이퍼(W)가 청정하게 보지되게 된다.
또, 완전히 램덤으로 세정처리의 진행상황에 맞추어서 어떤 때에는 2단 모두 세정처리부(10)는 반송하는 미처리 웨이퍼(W)를 재치하고 또 다른 때에는 2단 모두에 인터페이스부(24)로 반송하는 세정처리가 종료된 웨이퍼(W)를 재치하도록 이용할 수도 있다. 이렇게 하므로써 스루풋이 향상됨과 동시에 생산성 향상을 도모할 수 있다.
다음으로 주웨이퍼반송기구(70)의 구조에 관해 설명한다. 주웨이퍼반송기구(70)는 Z방향으로 연장되어 수직벽(76a, 76b) 및 이들간의 측면개구(76c)를 갖는 통형상지지체(76)와 그 내측에 통형상지지체(76)를 따라 Z방향으로 승강이 자유롭게 설치된 웨이퍼반송체(77)를 구비하고 있다. 이 경우 통형상지지체(76)는 선회모터(78a)의 회전구동력에 의해 선회가능해지고 그와 함께 웨이퍼반송체(77)도 일체로 선회되도록 구성되어 있다.
이 경우 웨이퍼반송체(77)는 반송기대(77a)와 이 반송기대(77a)를 따라 전후로 이동가능한 통형상지지체(76)의 측면개구부(76c)를 통과가능한 3개의 주웨이퍼반송암(71)을 구비하고 있다. 이들 주웨이퍼반송암(71)은 반송기대(77a)내에 내장 된 미도시의 모터 및 벨트기구에 의해 각각 독립하여 진퇴이동할 수 있도록 구성되어 있다. 웨이퍼반송체(77)는 통형상지지체(76)의 하부에 배설된 승강용모터(78b)의 구동축에 장착된 구동풀리(77b)와 통형상지지체(76)의 상부에 배설된 세로이동풀리(77c)에 걸쳐진 구동벨트(77d)로 연결되고 승강용모터(78b)의 회전구동에 의해 구동벨트(77d)를 구동시키므로써 웨이퍼반송체(77)가 승강하도록 구성되어 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이 주웨이퍼반송기구(70)를 사이에 두고 웨이퍼반전유닛(40)/웨이퍼인수인계유닛(30)의 반대측에는 가열/냉각부(50)가 설치되어 있다. 이 가열/냉각부(50)에는 강제냉각을 하는 냉각유닛(52)이 1대 배설되고 이 냉각유닛(52) 위에 강제가열/자연냉각하는 가열유닛(51)이 3대 적층,배설되고 있다. 이들 각 유닛의 주웨이퍼반송기구(70)측에는 주웨이퍼반송암(71)의 삽입, 퇴출이 가능하도록 개폐창부(53)가 형성되어 있다.
상기 냉각유닛(52)은 상면에 근접하여 웨이퍼(W)를 보지하기 위한 복수의 핀(54)이 상방을 향해 돌출하도록 설치된 재치테이블(55)에 아래쪽에서 질소가스 등의 냉각가스를 분사하여 재치테이블(55)을 냉각하므로써 웨이퍼(W)를 균일하게 냉각할 수 있도록 구성된다. 또 이 냉각은 물냉각이어도 괜찮다. 한편, 가열유닛(51)은 히터(57)를 내장하여 소정온도로 보지된 핫플레이트(58)의 상면에 근접웨이퍼(W)를 보지하므로써 웨이퍼(W)를 균일하게 가열할 수 있도록 구성되어 있다. 또 가열/냉각부(50)는 스크럽세정후의 표면 또는 이면이 완전히 건조되지 않은 상태의 웨이퍼(W) 건조처리에 주로 이용된다.
다음으로 스크럽세정유닛(60a ~60d)에 관해 도 12 및 도 13을 참조하여 설명 한다. 도 2 및 도 3에 도시한 세정처리시스템에 있어서는 상하 2단으로 적층,배설되고 각단에 2대씩 총 4대의 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)이 배설되어 있다.
스크럽세정유닛(60a ~ 60d)에는 주웨이퍼반송기구(70)의 주웨이퍼반송암(71)이 삽입, 퇴출가능하도록 인터페이스부(24)측에 배치되어 있는 스크럽세정유닛(60b)과 같은 단에 인접해 있는 스크럽세정유닛(60a)에서는 이들 경계벽(61)(후술하는 싱크(62)의 한쪽측면)에 관해 대칭된 구조로 되어 있고 스크럽세정유닛(60c)과 같은 단에 인접해 있는 스크럽세정유닛(60d)에 관해서도 경계벽(61)에 관해서는 대칭된 구조로 되어 있다.
즉, 도 12 및 도 13에서 도시하는 바와 같이 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)에 있어서 주웨이퍼반송암(71)간에서 웨이퍼(W)의 인수인계를 행하고 또 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 보지하는 스핀척(66)은 모든 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)에 있어서 주웨이퍼반송기구(70)에 근접한 위치로 설치되고 스핀척(66)내에 보지된 웨이퍼(W)상면에 브러시(63a, 63b)가 접촉하도록 구동되는 브러시보지암(64a, 64b)의 대기위치는 주웨이퍼반송기구(70)에서 떨어진 위치에 설치된다. 이렇게 스크럽세정유닛(60a, 60b)은 그 경계인 구분벽(61a)에 관해 서로 대칭인 구조를 갖고 스크럽세정유닛(60c, 60d)은 그 경계인 구분벽(61b)에 관해 서로 대칭인 구조를 갖고 있다. (도 3 참조)
이들 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)의 사용방법으로서는 웨이퍼(W)의 표리면을 고려하지 않고, 무작위로, 비어있는 유닛에 순차적으로 웨이퍼(W)를 반송하여 세정처리를 시작하도록 처리레시피에 따라 이용하는 방법이 있다. 이 때 상단에 설치된 스크럽세정유닛(60c, 60d)은 바로위에 설치된 필터 팬유닛(200)에서 직접 청정한 공기를 받아들일 수 있고 내부의 청정도를 높은 상태로 보지할 수 있는데 비해 하단에 설치된 스크럽세정유닛(60a, 60b)에 관해서는 세정처리시스템의 벽면을 이용하여 배관을 설치하는 등으로 하여 필터 팬유닛(200)에서 내부로 청정한 공기를 받아들일 필요가 있으므로 통상 하단에 설치된 스크럽세정유닛(60a, 60b)의 청정도는 상단에 설치된 스크럽세정유닛(60c, 60d)만큼 높지않다고 생각된다.
그래서 세정처리시스템에 있어서는 보다 청정도가 높은 환경에서의 처리가 바람직한 웨이퍼(W)의 표면세정을 상단에 설치된 스크럽세정유닛(60c, 60d)에서 행하고 하단에 설치된 스크럽세정유닛(60a, 60b)을 이용하여 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하도록 용도를 구별하여 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우 이면세정용 스크럽세정유닛(60a, 60b)에 있어서는 웨이퍼(W)를 스핀척(66)상에 수평으로 보지한 경우에는 표면이 하면이 되어 있으므로 웨이퍼(W)의 표면에 스핀척(66)으로 기계적으로 웨이퍼(W)의 주연부를 보지하는 메커니컬식 척을 이용하는 편이 바람직하다.
한편, 표면세정용 스크럽세정유닛(60c, 60d)에 있어서 웨이퍼(W)를 스핀척(66)상에 대략 수평 보지된 경우에는 이면이 하면이 되지만, 스핀척(66)으로 진공흡착에 의해 웨이퍼(W)를 보지하는 진공흡착식 척을 이용하는 편이 바람직하다.
상술한 바와 같이 스크럽세정유닛(60a ~ 60d)을 웨이퍼(W)의 이면세정용과 표면세정용으로 나누어 이용한 경우에는 스핀척(66)의 구조는 달라도 그 외의 부품 구성은 같은 것에서 이하에 이면세정용 스크럽세정유닛(60a)을 대표예로 설명한다.
상기 스크럽세정유닛(60a)의 각 구성부재는 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이 싱크(62)내에 배설되어 있고 싱크(62)의 주웨이퍼반송기구(70)의 경계부분에는 개폐창(65)이 배설되어 있으며 이 개폐창(65)을 통해 주웨이퍼반송암(71)이 진퇴출할 수 있게 되어 있다. 이 때문에 웨이퍼(W)를 보지하는 스핀척(66)은 주웨이퍼반송기구(70)에 가까운 위치에 배설되어 있다.
스핀척(66)은 척플레이트(66a)와, 이 척플레이트(66a)를 지지하는 지지주(66b)와, 이 지지주(66b)를 회전시키는 회전구동기구(66c)로 주로 구성되어 있다. 이 경우, 척플레이트(66a)의 표면에는 미도시의 지지핀이 복수개소에 적당히 배설되어 있고, 웨이퍼(W)는 지지핀의 정점에 접해 재치되도록 되어 있다.
또, 척플레이트(66a)의 주연 3곳에는 웨이퍼(W)의 탈착기구(66d)가 배설되어 있다. 여기에서 도 13의 좌측에는 탈착기구(66d)가 웨이퍼(W)를 보지한 상태가 도시되어 있고 도 13의 우측에는 탈착기구(66d)가 웨이퍼(W)를 보지하고 있지않은 상태가 도시되어 있다. 또 승강기구(66e)에 의해 승강이 자유로운 1장의 연결테이블(66f)상에는 탈착기구(66d)의 배설위치에 따라 3곳에 당접치구(66g)가 배설되어 있고 승강기구(66e)를 구동하여 연결테이블(66f)을 상승시키면 3곳에 배설된 당접치구(66g)는 동시에 탈착기구(66d)의 내주단을 각각 척플레이트(66a)의 이면으로 밀어서 이에 의해 탈착기구(66d)의 외주단이 바깥쪽하방으로 비스듬하게 웨이퍼(W)의 보지상태가 해제되도록 되어 있다. 반대로 승강기구(66e)에 의해 연결테이블(66f)을 하강시키고 당접치구(66g)를 탈착기구(66d)에서 이격하면 탈착기구(66d)의 외주단은 내주상방으로 비스듬하게 자연스럽게 웨이퍼(W)가 탈착기구(66d)에 의해 보지된다.
또, 척플레이트(66a)의 외주쪽은 컵(67)에 의해 포위되어 있다. 이 경우 컵(67)은 승강기구(67A)에 의해 자유롭게 승강할 수 있도록 되어 있다. 또 도 12에 있어서 컵(67)의 하단위치와 상단위치가 도시되어 있고 웨이퍼(W)의 반출입시에는 컵(67)은 하단위치에 위치되고 세정중은 상단위치에 위치하여 웨이퍼(W)의 외주로부터 외부로 비산하는 세정액을 컵(67)의 내주하방으로 인도하도록 되어 있다. 또 컵(67)에는 상하 2곳에 내방을 향해 지름을 축소하는 테이퍼부(67a)가 형성되어 있고 이 테이퍼부(67a)에 의해 세정액이 외부로 비산하기 어려운 구조로 되어 있다. 또 컵(67)의 내주측 저부에는 드레인(67b)이 형성되어 있으며 컵(67)내의 배기 및 세정액의 배출이 이루어지도록 되어 있다.
또, 스크럽세정유닛(60a)에는 웨이퍼(W)의 상면에 당접하여 스크럽세정을 하는 2개의 브러시(63a, 63b)가 배설되어 있다. 이 브러시(63a, 63b)는 각각 브러시보지암(64b, 64b)의 선단에 장착되어 있고 브러시보지암(64a, 64b)의 선단에 배설된 미도시의 회전구동기구에 의해 Z방향으로 평행한 회전축(64c, 64d)이 자유롭게 회전하도록 구성되어 있다. 도 12에서는 2개의 브러시보지암(64a, 64b)이 컵(67)바깥 대기위치에 있는 상태가 표시되어 있고 브러시(63a, 64b)는 대기위치에 있어서 브러시버스(68)상에 위치하며 브러시버스(68)에 브러시(63a, 63b)에서 떨어지는 세정액이 모이게 되어 있다.
또, 브러시보지암(64a, 64b)의 선단에는 브러시(63a, 63b)에 소정의 세정액을 공급하는 세정액공급노즐(미도시)이 설치되어 있고 브러시(63a, 63b)를 이용한 스크럽세정중에는 브러시(63a, 63b)에 소정량의 세정액이 공급되도록 되어있다.
또, 한쪽 브러시보지암(64a)의 기단부는 구동기구(69a)와 연결되고 구동기구(69a)에 의해 가이드(69c)를 따라 X방향과 평행하게 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 구성되어 있다. 이렇게 스크럽세정유닛(60a)에서는 2개의 브러시보지암(64a, 64b)은 독립구동할 수 있게 되어있다. 또, 이 구동기구(69a, 69b)는 브러시보지암(64a, 64b)을 Z방향으로 상하이동시키는 승강기구(미도시)를 구비하고 이 승강기구에 의해 브러시(63a, 63b)의 높이조절을 할 수 있도록 되어 있다. 또, 브러시(63a, 63b)가 배설되어 있는 브러시보지암(64a, 64b)의 선단부분에 브러시(63a, 63b)를 Z방향으로 승강시키는 기구를 설치하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성된 스크럽세정유닛(60a)에 따르면 스핀척(66)을 회전시킨 상태에서 컵(67)의 외측 근방에 배설된 린스노즐(601, 602)에서 웨이퍼(W)의 표면 소정위치로 세정액을 공급하고 웨이퍼(W)상에 균일한 액막을 형성하면서 2개의 브러시보지암(64a, 64b)을 동시에 구동하여 브러시(63a, 63b)를 웨이퍼(W)의 다른 위치에 당접시키면서 X방향으로 스캔시켜 세정처리를 할 수 있고 이 경우에는 1장의 웨이퍼(W) 세정처리시간을 단축할 수 있게 된다.
또, 브러시(63a, 63b)의 웨이퍼(W)와 당접하는 부분의 재질을 다른 것으로 하고 한 쪽을 초벌세정용, 다른 쪽을 마무리용으로 사용하여 보다 정밀한 세정을 할 수도 있다. 또 한 쪽 브러시를 다른 쪽 브러시가 고장 등 브러시의 마모에 의해 사용에 지장을 초래한 경우에 대처하기 위한 예비브러시로 이용하는 것도 가능하 다.
또, 도 12에 도시하는 것과 같이 싱크(62)는 벽부(61c)에 의해 컵(67)이 배설된 세정처리실(603)과 브러시보지암(64a, 64b)의 구동기구(69a, 69b)가 배설된 구동기구배설실(604)로 구획되어 있고 브러시보지암(64a, 64b)은 이 벽부(61c)에 설치된 미도시의 창부를 통해 그 선단쪽이 세정처리실(603)에 위치하도록 배설되어 있다. 이 창부는 브러시보지암(64a, 64b)의 Z방향 승강과 X방향에서의 스캔에 지장이 없도록 Z방향으로 서정폭을 갖고 X방향에 연설되어 있다.
이렇게 싱크(62)내를 세정처리실(603)과 구동기구배설실(604)로 구획하므로써 구동기구(69a, 69b)에서 발생할 것이 예상되는 파티클 등의 스크럽세정유닛(60a)내에서 확산을 방지하고 웨이퍼(W)에 부착하는 것을 방지할 수 있다. 또 컵(67)바깥으로 비산하는 세정액이 있는 경우에 이러한 세정액이 구동기구(69a, 69b)에 부착되고 구동기구(69a, 69b)의 구동에 지장을 초래하지 않도록 되어있다.
또, 스크럽세정유닛(60a)에는 브러시(63a, 63b)를 이용한 스크럽세정 외에 고속제트세정수 또는 초음파를 인가한 세정수에 의한 세정처리를 하기 위한 세정액토출노즐(605)이 배설되어 있다. 이 세정액토출노즐(605)은 가이드(69c)를 따라 구동기구(607)에 의해 X방향으로 스캔가능하고 Z방향으로 승강가능한 노즐보지암(608)의 선단에 부착되어 있다. 또 세정액토출노즐(605)은 높이·각도조절기구(610)에 의해 Z방향높이 및 린스액의 토출각도를 바꾸는 것이 가능해졌다. 이렇게 스크럽세정유닛(60a)에는 다른 세정수단이 배설되어 있으므로 웨이퍼(W)의 종류에 따라 어느 한 쪽만 이용한 세정처리를 해도 좋고 또 양쪽 세정수단을 전후하여 이용하는 세정처리를 하는 것도 가능하다.
또, 구동기구(607)는 구동기구배설실(604)내에 배설되고 노즐보지암(608)은 브러시보지암(64a, 64b)과 동일하게 벽부(61c)에 설치된 미도시의 창부를 통해 그 선단쪽이 세정처리실(603)에 위치하도록 설치되어 있다. 이렇게 해서 구동기구(607)에서 발생하는 파티클이 세정처리실(603)에 비산하는 것이 방지되고 한 편 컵(67)에서 세정액이 구동기구배설실(604)에 비산하여 구동기구(607)에 부착하여 구동기구(607)의 구동에 지장을 초래하는 것을 방지한다.
다음으로 상기 세정처리시스템에 있어서 웨이퍼(W)의 세정처리공정에 관해 설명한다. 여기에서는 세정처리 순서로서 웨이퍼(W)의 표면 세정을 한 후에 이면의 세정을 하는 것으로 하는 처리레시피에 따른 경우에 관해 설명한다. 여기에서 전제로서 2대배설된 웨이퍼인수인계유닛(30) 중, 하단을 인터페이스부(24)에서 세정처리부(10)로의 웨이퍼(W) 반송용으로 이용하고 상단을 세정처리부(10)에서 인터페이스부(24)로의 반송용으로 이용하는 것으로 한다.
또, 2대 배설된 웨이퍼반전유닛(40) 중, 하단을 웨이퍼(W)의 표면이 상면인 상태에서 이면이 상면이 되는 상태로 웨이퍼(W)를 반전시키는 것에 이용하고 상단을 웨이퍼(W)의 이면이 상면인 상태에서 표면이 상면이 되는 상태로 웨이퍼(W)를 반전시키는 것에 이용하는 것으로 한다.
또한, 4대 배설된 스크럽세정유닛(60a, 60d) 중, 하단에 배설된 스크럽세정유닛(60a, 60b)을 웨이퍼 이면 세정용으로 이용하고 상단에 배설된 스크럽세정유닛(60c, 60d)을 웨이퍼(W)의 표면세정용으로 이용하는 것으로 한다. 주반송기구(70)의 3개의 주웨이퍼반송암(71)은 기계제어유닛(90)의 콘트롤러에 미리 기억된 처리레시피에 따라 동작하도록 제어되고 상술한 바와 같이 처리내용이 분담된 각 유닛간에 있어서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
우선 소정매수의 웨이퍼(W)가 수용된 캐리어(C)를 웨이퍼(W)의 반입출구에서 인터페이스부(24)쪽이 되도록 하여 재치대(21)상의 소정위치에 재치한다. 창부개폐기구(27)에 의해 창부(26)를 개구함과 동시에 반입출구에 개체가 부착되어 있는 경우에는 개체(Ca)를 열어서 캐리어(C)의 내부와 인터페이스부(24)를 연통시키고 또 매핑센서를 이용하여 캐리어(C)내의 웨이퍼(W) 수용상태를 확인한다. 웨이퍼(W)의 수용상태에 이상이 있는 경우에는 처리를 중단하고 다른 캐리어(C)의 처리작업으로 이행한다.
웨이퍼(W)의 수용상태에 이상이 없는 경우에는 캐리어(C)내의 소정높이 위치에 웨이퍼반송기구(23)의 웨이퍼보지암(23a)를 삽입하고 1장의 웨이퍼(W)를 꺼낸다. 이렇게 해서 웨이퍼보지암(23a)에 보지된 웨이퍼(W)는 하단의 웨이퍼인수인계유닛(30)으로 반송되고 웨이퍼인수인계유닛(30)내의 소정위치에 재치된다. 이 때 웨이퍼(W)는 표면이 상면이 된 상태에 있다. 그 후 웨이퍼반송기구(23)는 다른 웨이퍼(W)의 인출 등의 작업을 계속해서 행한다.
한편, 주웨이퍼반송기구(70)의 주웨이퍼반송암(71) 중 하나인 최상단의 주웨이퍼반송암(71)을 웨이퍼(W)가 재치된 하단의 웨이퍼인수인계유닛(30)에 삽입하여 웨이퍼(W)를 인출한다. 웨이퍼(W)는 표면이 상면이 되어 있는 상태에서 주웨이퍼반송암(71)에 보지되어 있으므로 처리레시피를 따라 웨이퍼(W)를 상단의 스크럽세정유닛(60c, 60d) 어느 한 쪽으로 반송한다.
예를 들면, 스크럽세정유닛(60c)을 이용하면 컵(67)이 하단위치에 위치된 상태에서 개폐창(65)을 열고 주웨이퍼반송암(71)을 스핀척(66)의 위치까지 삽입하여 스핀척상에 웨이퍼(W)를 재치하여 보지한다. 그 후 주웨이퍼반송암(71)을 스크럽세정유닛(60c)내에서 퇴출시켜 개폐창(65)을 닫는다.
또, 스크럽세정유닛(60c)에서는 스핀척(66)으로서 진공흡착에 의해 웨이퍼(W)를 보지하는 기구를 갖는 것이 최적으로 이용되지만, 이 때 웨이퍼(W)의 하면 스핀척(66)의 접촉부분에 진공흡착에 의한 흡착흔적이 남는다. 그러나 이러한 흡착흔적은 나중에 스크럽세정유닛(60a, 60b)을 이용한 이면세정에 의해 제거된다.
스크럽세정유닛(60c)에 있어서 브러시(63a, 63b)의 양쪽을 이용하여 스크럽세정을 한다고 하면 우선 브러시보지암(64a, 64b)의 양쪽을 브러시(63a, 63b)가 웨이퍼(W)상에 위치하도록 슬라이드이동시키고 또 컵(67)을 소정위치까지 상승시켜서 보지한다. 이어서 스핀척(66)을 회전시켜서 웨이퍼(W)를 회전한 상태로 하고 세정액을 린스노즐(601, 602)에서 웨이퍼(W)로 공급하여 웨이퍼(W)상에 액막을 형성한 후에 계속해서 린스노즐(601, 302)에서 웨이퍼(W)로 세정액을 공급하면서 브러시(63a, 63b)를 회전시키면서 웨이퍼(W)에 직접 접촉시켜 소정속도로 브러시보지암을 스캔시킨다. 이렇게 하여 스크럽세정이 이루어진다.
또, 이러한 스크럽세정에 있어서는 웨이퍼(W)의 중심부에서는 회전의 둘레속도가 작고 반대로 주연부에서는 둘레속도가 커지므로 브러시보지암(64a, 64b)을 X방향으로 스캔시킬 때에는 웨이퍼(W)의 중심부에서 스캔속도를 빠르게 하여 웨이퍼(W)의 주연부에서 스캔속도를 느리게 하여 브러시(63a, 63b)가 웨이퍼(W)의 임의의 면적에 접하는 시간을 웨이퍼(W)전체에서 동등하게 하므로써 웨이퍼(W)의 전면에 걸쳐 균일한 세정처리를 할 수 있다.
브러시(63a, 63b)를 이용한 스크럽세정의 종료후에는 브러시(63a, 63b)가 브러시버스(68)상에 위치하도록 컵(67)에서 대기시키고 대신에 노즐보지암(608)을 컵(67)내로 이동시켜서 회전하는 웨이퍼(W)의 상면을 향해 세정액토출노즐(605)에서 고속제트세정수 또는 초음파를 인가한 세정수를 토출시키면서 노즐보지암(608)을 X방향으로 스캔하는 세정처리를 한다. 단, 반드시 브러시(63a, 63b)를 이용한 스크럽세정과 세정액토출노즐(605)을 이용한 세정을 양쪽 다 할 필요는 없다.
이렇게 해서 세정처리가 종료된 후에는 노즐보지암(608)을 컵(67)바깥에 대기시키고 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키므로써 웨이퍼(W)에 부착한 세정액을 없애는 스핀건조를 행한다. 또 건조 전에 린스노즐(601, 602)에서 소정의 린스액을 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 공급하고 웨이퍼(W)의 린스처리를 하는 것이 바람직하다.
스핀건조 후에는 컵(67)을 하강시키고 또 스핀척(66)의 진공흡착기구를 해제한다. 그리고 개폐창(65)을 열고 주웨이퍼반송암(71)을 삽입한 뒤 웨이퍼(W)를 주웨이퍼반송암(71)으로 인수인계한다. 이렇게 하여 표면세정용 스크럽세정유닛(60c)에서 반출된 웨이퍼(W)는 필요에 따라 3대중 어느 하나의 핫플레이트유닛(52)내로 반송되어 건조하고 필요에 따라 주웨이퍼반송암(71)에 의해 냉각유닛(52)으로 반송 되어 냉각되고 다시 주웨이퍼반송암(71)으로 돌아온다.
다음으로 웨이퍼(W)의 이면 세정을 하기 위해서는 웨이퍼(W)를 이면이 상면이 되도록 반전시킬 필요가 있으므로 웨이퍼(W)를 보지한 주웨이퍼반송암(71)을 하단의 웨이퍼반전유닛(40)으로 반송하고 웨이퍼반전유닛(40)에 배설된 양 보지암(41)간에 삽입함과 동시에 아래쪽으로 위치하는 보지암(41)의 보지부재(41b)상에 재치(세트)시킨다. 그러면 접리이동수단(42)의 신축실린더(44)가 구동 즉 수축이동하여 양 보지암(41)을 근접방향으로 이동하고 양 보지암(41)에서 웨이퍼(W)가 지지, 보지된다. 또 양 보지암(41)간에 웨이퍼(W)를 삽입하고 웨이퍼(W)가 보지암(41)에서 지지, 보지된 후, 주웨이퍼반송암을 후퇴하도록 해도 좋다. 이 경우 보지암(41)에는 주웨이퍼반송암(71)을 안내하기 위한 단형상의 안내홈(41h)이 설치되어 있으므로 보지암(41)과 주웨이퍼반송암(71)은 서로 간섭하는 일은 없다. 이렇게 해서 웨이퍼(W)가 보지암(41)에서 지지, 보지되었을 때, 상술한 바와 같이 유무검출센서(S)에 의해 웨이퍼(W)의 유무가 검출됨과 동시에 척폐쇄센서에 의해 웨이퍼(W)의 지지, 보지가 확인되고(도 11 참조) 웨이퍼(W)의 지지, 보지가 확인된 후 모터(43)가 구동하여 회전축(48)에 의해 180°회전하여 웨이퍼(W)를 반전시킨다.
이렇게 하여 웨이퍼(W)의 이면이 상면이 된 상태에서 다시 유무검출센서(S)에 의해 웨이퍼(W)의 유무를 확인한 후, 접리이동수단(42)의 신축실린더(44)가 구동, 즉 신장이동하여 양 보지암(41)을 이격방향으로 이동하고 반전에 의해 아래쪽으로 위치하는 보지암(41)의 보지부재(41b)상에 웨이퍼(W)가 재치된 상태로 한다. 이 때 상술한 바와 같이 유무검출센서(S)에 의해 웨이퍼(W)의 유무가 검출됨과 동시에 척개방센서에 의해 웨이퍼(W)의 지지, 보지의 해제가 확인되고(도 11 참조), 웨이퍼(W)의 지지, 보지해제가 확인된다. 이 상태에서 주웨이퍼반송암(71)이 웨이퍼반전유닛(40)내로 삽입되고 주웨이퍼반송암(71)에 웨이퍼(W)를 인수인계한다. 또 웨이퍼(W)가 반전되어 보지암(41)에서 지지, 보지된 상태에서 주웨이퍼반송암(71)을 안내홈(41)내에서 삽입한 뒤, 웨이퍼(W)를 인수인계하도록 해도 좋다.
또, 웨이퍼(W)를 반전하고 주웨이퍼반송암(71)에 웨이퍼(W)를 인수인계한 후, 보지암(41)은 그대로의 상태에서 다음으로 반전되는 웨이퍼(W)의 반입을 기다리게 해도 좋고 다시 180°회전하여 항상 반전전의 웨이퍼(W)를 수취하는 보지부재(41b)를 같은 것으로 하도록 해도 좋다. 이렇게 반전된 상태에서 다음 웨이퍼(W)를 수취하게 하므로써 보지암(41)의 작동공정을 줄일 수 있고 스루풋의 향상을 꾀할 수 있다. 한 편, 항상 웨이퍼(W)를 수취하는 보지부재(41b)를 같은 것으로 하므로써 웨이퍼(W)의 이면을 재치하는 보지부재(41b)를 항상 같은 것으로 할 수 있으므로 웨이퍼(W)의 표면에 파티클이 부착되는 것을 줄일 수 있다.
웨이퍼(W)를 수취한 주웨이퍼반송암(71)은 이면이 상면이 된 웨이퍼(W)를 스크럽세정유닛(60a, 60b)중 어느 한 쪽으로 반송한다. 스크럽세정유닛(60a, 60b)에서는 스핀척(66)으로 상술한 표면세정용 스크럽세정유닛(60c)을 이용한 경우와 동일한 방법을 이용하여 세정처리가 이루어진다.
이렇게 하여 표리면의 세정처리가 종료되고 건조처리된 웨이퍼(W)는 이면이 상면이 되어있는 상태에 있으므로 캐리어(C)로 돌리기 위해 웨이퍼(W)의 표면이 상 면이 되도록 반전처리를 할 필요가 있다. 그러면 다음으로 웨이퍼(W)는 주웨이퍼반송암(71)을 이용하여 상단의 웨이퍼반전유닛(40)으로 반송된다. 상단의 웨이퍼반전유닛에 있어서는 상술한 하단의 웨이퍼반전유닛(40)에 있어서 반전동작과 동일한 동작에 의해 웨이퍼(W)의 상하를 반전시킨다. 이렇게 웨이퍼(W)는 그 표면이 상면이 된 상태에서 주웨이퍼반송암(71)으로 돌아온다.
표면이 상면이 되고 주웨이퍼반송암(71)로 보지된 웨이퍼(W)는 상단의 웨이퍼인수인계유닛(30a)으로 반송되고 또한 이 웨이퍼인수인계유닛(30a)내에서 웨이퍼보지암(23a)에 의해 인터페이스부(24)내로 반송된 후, 캐리어(C)내에 수용된 모든 웨이퍼(W)에 대해 종료된 후에, 웨이퍼(W)에 수용된 캐리어(C)는 다음 공정으로 보내어진다.
또, 상기 처리공정에서는 세정처리부(10)내에 있어서 1장의 웨이퍼(W) 반송공정에 있어서 항상 같은 주웨이퍼반송암(71)을 이용하여 설명했지만 웨이퍼(W)의 반송공정에는 적절히 주웨이퍼반송암(71)중 사용하지 않은 것을 선택하여 사용할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 이 발명의 양면처리장치를 웨이퍼의 세정처리시스템에 적용하는 경우에 관해 설명했지만, 이 발명의 양면처리장치는 반드시 반도체웨이퍼의 세정처리에만 적용되는 것은 아니고 LCD기판과 CD기판의 세정처리에 적용해도 좋고 또 세정처리 이외의 기판 양면처리에도 적용할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 이 발명에 따르면 상기와 같이 구성되어 있으므 로, 아래와 같은 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
(1) 이 발명의 기판 양면 처리장치는 피처리기판의 표리면을 적절히 처리하는 처리부와, 상기 피처리기판을 반송하는 기판반송기구와, 상기 기판반송수단 사이에서 피처리기판의 인수인계와 동시에 수취한 상기 피처리기판을 반전하는 반전부를 구비하고 상기 반전부는 상기 기판반송수단 사이에서 인수인계시에 상기 피처리기판을 보지하는 보지수단과, 이 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하게 회전하는 회전수단을 구비한다. 이 기판 양면 처리장치에 의하면 보지수단과 회전수단의 구동만으로 피처리기판의 인수인계와 반전을 할 수 있으므로 장치의 소형화를 도모할 수 있고 피처리기판을 확실히 보지한 상태에서 인수인계 및 반전을 할 수 있으며 또한 스루풋의 향상을 꾀할 수 있다.
(2) 또한 이 발명의 기판 양면 처리장치는 피처리기판의 표리면을 적절히 처리하는 처리부와 상기 피처리기판을 반송하는 기판반송수단과, 상기 기판반송수단 사이에서 피처리기판의 인수인계와 동시에 수취한 상기 피처리기판을 반전하는 반전부를 구비하고 상기 반전부는 상기 피처리기판의 표리면을 보지하는 한 조의 보지수단과 이들 양 보지수단을 상대적으로 접리이동시키는 접리이동수단과, 양 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하게 회전하는 회전수단을 구비한다. 이 기판 양면 처리장치에 따르면 접리이동수단과 회전수단의 구동만으로 피처리기판의 인수인계와 반전을 할 수 있으므로 장치의 소형화를 꾀할 수 있으며 피처리기판을 확실히 보지한 상태에서 인수인계 및 반전을 할 수 있으며 스루풋의 향상도 도모할 수 있다.
(3) 상기 접리이동수단을 신축실린더와, 이 신축실린더의 가동측면양단부와 양 보지수단을 각각 연결하는 연결부재로 구성하고 반전부로 반입되는 피처리기판에 대해 양 보지수단을 같은 거리이동할 수 있도록 형성해도 좋다. 이로써 상기 (2)에 기재한 효과에 덧붙여 피처리기판 보지를 신속하고 확실하게 할 수 있으며 반전 전후에 있어서 기판반송수단의 피처리기판의 인수인계위치를 정리할 수 있다.
(4) 상기 양 보지수단에 각각 피처리기판의 가장자리부분을 보지하는 적어도 3개 이상의 보지부재를 구비해도 좋다. 이로써 상기 (2), (3)에 기재한 효과에 더해 피처리기판을 확실하게 보지할 수 있다. 이 경우, 보지부재를 피처리기판을 반전하기위한 회전축의 축선에 대해 대칭위치에 배설하므로써 피처리기판을 더 확실하게 보지할 수 있다.
(5) 상기 보지부재에 피처리기판 외주단부와 계합할 수 있는 이동저지벽과, 이 이동저지벽의 하단부에서 안쪽방향을 향해 하강구배의 경사단부와, 이동저지벽의 상단에서 바깥쪽을 향해 상승구배의 경사안내면을 구비해도 좋다. 이에 의해 보지수단에의 피처리기판 인수인계에 있어서 피처리기판의 접촉부분을 적게할 수 있으며 피처리기판의 가장자리 각을 경사단부에서 선형상으로 보지할 수 있다. 따라서, 상기(4)에 기재한 효과에 더해 피처리기판과의 접촉면적을 가급적 적게 할 수 있고 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또, 이동저지벽에 의해 피처리기판의 바깥쪽으로의 이동을 저지할 수 있으므로 피처리기판을 확실히 보지할 수 있으며 피처리기판의 인수인계를 확실히 할 수 있다.
(6) 상기 보지부재에 양 보지수단이 근접한 상태에서 서로 계합가능한 요철부를 구비해도 좋다. 이것에 의해 상기 (4), (5)에 기재한 효과와 함께 보지수단끼리의 이동을 억제할 수 있고 피처리기판의 보지를 더 확실하게 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 피처리기판의 표리면을 적절히 처리하는 처리부와,
    상기 피처리기판을 반송하는 기판반송수단과,
    상기 기판반송수단과의 사이에서 피처리기판의 인수인계를 행함과 동시에 수취한 상기 피처리기판을 반전하는 반전부를 구비하고,
    상기 반전부는 상기 피처리기판의 표리면을 보지하는 한조의 보지수단과,
    이들 양 보지수단을 상대적으로 접리이동시키는 접리이동수단과,
    양 보지수단으로 보지되는 피처리기판을 반전가능하게 회전하는 회전수단을 구비하는 기판 양면 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 접리이동수단은 신축실린더와,
    이 신축실린더의 가동측 양단부와 양 보지수단을 각각 연결하는 연결부재를 구비하고 반전부로 반입되는 피처리기판에 대해 양 보지수단이 같은 거리 이동할 수 있도록 형성하여 이루어지는 기판 양면 처리장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 양 보지수단은 각각 피처리기판의 가장자리부분을 사이에 두고 보지되는 적어도 3개의 보지부재를 구비하는 기판 양면 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 3개의 보지부재를 피처리기판을 반전하기 위한 상기 회전수단의 회전축 축선에 관해 대칭위치에 배설하여 이루어지는 기판 양면 처리장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 3개의 보지부재의 각각은 피처리기판의 외주단부와 계합할 수 있는 이동저지벽과,
    이 이동저지벽의 하단부에서 안쪽을 향해 하강구배의 경사단부와,
    상기 이동저지벽의 상단부에서 바깥쪽을 향해 상승구배의 경사안내면을 구비하는 기판 양면 처리장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 3개의 보지부재 각각은 양 보지수단이 근접한 상태에서 서로 계합가능한 요철부를 구비하는 기판 양면 처리장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 처리부는 상기 피처리기판의 표리면을 세정처리하는 기판 양면 처리장치.
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