KR100885242B1 - Apparatus for treating substrates, and method for treating substrates using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method using the same.
반도체 기판을 처리하는 기판 처리 장치는 기판에 대해 소정의 처리 공정을 수행하는 챔버를 구비한다. 예컨대, 상기 처리 공정이 세정 공정인 경우, 상기 챔버 내에는 반도체 기판에 대해 세정 공정을 수행하는 세정 유닛이 구비된다. A substrate processing apparatus for processing a semiconductor substrate includes a chamber for performing a predetermined processing process on the substrate. For example, when the treatment process is a cleaning process, a cleaning unit that performs a cleaning process on the semiconductor substrate is provided in the chamber.
상기 세정 유닛 중 매엽식 세정 유닛은, 외부로부터 반도체 기판을 제공받고, 반도체 기판을 반전시켜 상기 세정 유닛 측으로 제공하는 기판 반전 유닛을 구비한다. Among the cleaning units, the single wafer cleaning unit includes a substrate reversing unit that receives a semiconductor substrate from the outside and inverts the semiconductor substrate to provide the cleaning unit side.
그러나, 동일시간 안에 처리되는 반도체 기판의 수를 증가하기 위하여 기판 처리 장치가 다수의 챔버들을 구비하는 경우, 각 챔버에 상기 기판 반전 유닛이 설치되어야 하고, 이에 따라, 상기 기판 반전 유닛의 설치하고, 유지하는 비용이 증가한다. However, when the substrate processing apparatus includes a plurality of chambers in order to increase the number of semiconductor substrates processed in the same time, the substrate inversion unit must be installed in each chamber, and thus, the substrate inversion unit is installed, The cost of maintenance increases.
본 발명의 목적은 제조 비용을 절감할 수 있는 기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can reduce the manufacturing cost, and a substrate processing method using the same.
기판을 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 상기 기판을 처리하는 기판처리부, 상기 기판을 외부로부터 제공받아 상기 기판처리부 측으로 제공하는 기판 이송 유닛, 및 상기 기판 이송 유닛과 결합하여 상기 기판 이송 유닛의 이동 경로를 가이드하는 이송 가이드를 포함하고, 상기 기판 이송 유닛은 베이스 몸체, 상기 베이스 몸체와 결합된 적어도 하나의 암부, 상기 암부와 결합하고 기판이 놓이는 포켓부, 및 상기 포켓부 및 상기 암부 중 적어도 어느 하나와 결합되어 상기 포켓부에 놓인 상기 기판을 반전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In a substrate processing apparatus for processing a substrate, a substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a substrate processing unit for processing the substrate, a substrate transfer unit for receiving the substrate from the outside and providing the substrate to the substrate processing unit side. And a transfer guide coupled with the substrate transfer unit to guide a movement path of the substrate transfer unit, wherein the substrate transfer unit is coupled to the base and the base body, at least one arm coupled to the base body, and the substrate And a driving part coupled to at least one of the pocket part and the arm part to reverse the substrate placed on the pocket part.
기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 상기 기판이 놓이는 포켓부와 상기 포켓부와 결합되어 상기 포켓부를 반전시키는 구동부를 구비하는 기판 이송 유닛을 이용하여 기판을 기판처리부 측으로 이송하는 단계, 및 상기 기판 이송 유닛에 의해 이송된 상기 기판을 상기 기판처리부에서 처리하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 기판처리부 측으로 이송하는 단계에서, 상기 포켓부에 놓인 상기 기판은 상기 구동부에 의해 반전되어 상기 기판처리부 측으로 이송되는 것을 특징으로 한다. In the substrate processing method for processing a substrate, the substrate processing method according to the present invention for achieving the above object is a substrate transfer having a pocket portion on which the substrate is placed and a driving portion coupled with the pocket portion to reverse the pocket portion. Transferring the substrate to the substrate processing unit using a unit, and processing the substrate transferred by the substrate transfer unit at the substrate processing unit, and transferring the substrate to the substrate processing unit; The substrate placed on the inverted by the driving unit is characterized in that it is transferred to the substrate processing unit side.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 따르면, 기판 처리부 측으로 기판을 제공하는 기판 이송 유닛은 포켓부에 놓인 기판을 반전시킬 수 있는 구동부를 포함한다. 따라서, 기판 이송 유닛은 기판 처리부 내에서 기판을 반전시키는 기판 반전 유닛의 기능을 대신할 수 있다. According to the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the present invention, the substrate transfer unit for providing the substrate to the substrate processing unit side includes a driving unit capable of inverting the substrate placed in the pocket portion. Thus, the substrate transfer unit can replace the function of the substrate inversion unit that inverts the substrate in the substrate processing portion.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The objects, features and effects of the present invention described above will be readily understood through embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be applied and modified in various forms. Rather, the following embodiments are provided to clarify the technical spirit disclosed by the present invention, and furthermore, to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art having an average knowledge in the field to which the present invention belongs. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described below. On the other hand, the drawings presented in conjunction with the following examples are somewhat simplified or exaggerated for clarity, the same reference numerals in the drawings represent the same components.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다. 1 is a plan view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 기판 처리 장치(10)는 인덱서(20) 및 공정처리부(30)를 포함하고, 상기 공정처리부(30)는 제 1 처리부(31) 및 상기 제 1 처리부(31)와 마주보는 제 2 처리부(32)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the
상기 제 1 처리부(31) 및 상기 제 2 처리부(32) 각각은 복수의 챔버들(40)을 포함한다. 상기 제 1 처리부(31) 및 상기 제 2 처리부(32) 각각에는 제 1 방향(D1)으로 상기 챔버들(40)이 배치되고, 상기 제 1 처리부(31) 및 상기 제 2 처리부(32) 각각은 복수의 층들로 구획되어 각 층에 상기 챔버들(40)이 구비된다. 상기 챔버들(40) 각각은 기판(W)에 대해 소정의 공정을 진행한다. Each of the
본 발명의 실시예에서는, 상기 챔버들(40)은 상기 기판(W)에 대해 세정 공정을 진행한다. 따라서, 상기 챔버들(40)은 기판(W)에 대해 약액을 이용하여 상기 기판(W)을 세정하는 모듈, 및 기판(W)에 대해 린스액을 이용하여 상기 기판(W)을 세정하는 모듈 등이 제공될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the
상기 인덱서(20)는 상기 기판(W)에 대한 유저(user)와 상기 공정처리부(30)와의 인터페이스를 목적으로 하는 부분이다. 상기 인덱서(20)는 상기 제 1 처리부(31) 및 상기 제 2 처리부(32)의 전단부에 설치되며, 카세트(C)가 놓여지는 로드포트(22) 및 인덱서 로봇(100)을 포함한다. 상기 인덱서 로봇(100)은 상기 로드포트(22)와 상기 공정처리부(30) 간의 기판 이송을 전담하게 된다. The
또한, 상기 제 1 처리부(31) 및 상기 제 2 처리부(32) 사이에는 기판 이송 유닛(35)이 배치된다. 상기 기판 이송 유닛(35)은 수평 이송 가이드(80), 및 수직 이송 가이드(82)에 의해 상기 제 1 방향(D1), 지면에 수직인 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 기판 이송 유닛(35)은 상기 인덱서 로봇(100)으로부터 제공받은 상기 기판(W)을 상기 챔버(40) 측으로 이송할 수 있다. In addition, a
한편, 상기 기판 이송 유닛(35)이 이동하는 영역의 상부에는 팬필터 유 닛(60)이 구비될 수 있다. 상기 팬필터 유닛(60)은 내부에 필터를 구비하고, 하강 기류를 발생시켜 상기 영역을 정화시킨다. Meanwhile, the
상기한 구조를 갖는 상기 기판 처리 장치(10)는 오퍼레이터(또는 AGP)에 의해 상기 로드포트(22)의 카세트(C)에 상기 기판(W)이 제공되면, 상기 인덱서 로봇(100)은 상기 로드포트(22)에 적재된 카세트(C)로부터 상기 기판(W)을 인출하여 상기 기판(W)을 상기 기판 이송 유닛(35) 측으로 제공한다. If the
상기 수평 이송 가이드(80)는 상기 제 1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 수평 이송 가이드(80)는 이송 벨트(미도시)를 포함하는 수평 방향 구동부(미도시)와 결합하여 상기 기판 이송 유닛(35)의 이동 경로를 가이드 한다. 또한, 상기 수직 이송 가이드(82)는 지면과 수직인 방향으로 연장되고, 상기 수직 이송 가이드(82)는 이송 벨트(미도시)를 포함하는 수직 방향 구동부(미도시)와 결합하여 상기 기판 이송 유닛(35)의 이동 경로를 가이드 한다. The
따라서, 상기 기판 이송 유닛(35)은 상기 수평 이송 가이드(80), 상기 수평 방향 구동부, 상기 수직 이송 가이드(82), 및 상기 수직 방향 구동부에 의해 상기 제 1 방향(D1), 및 지면과 수직인 방향으로 이동할 수 있고, 그 결과, 상기 기판 이송 유닛(35)은 상기 제 1 방향(D1)으로 배치되고, 복수의 층으로 배치된 상기 챔버들(40)에 상기 기판(W)을 제공할 수 있다. Therefore, the
도 2a는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 챔버 내부와 챔버에 기판을 이송하는 기판 이송 유닛을 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 2a의 B부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 2A is a view showing a substrate transfer unit for transferring a substrate into a chamber and a chamber of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged view of a portion B of FIG. 2A.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 챔버들(40)이 지면과 수직인 방향인 제 2 방향(D2)으로 배치되고, 각각의 챔버들(40)에서 기판(W)에 대해 세정 공정이 진행된다. 2A and 2B, the
각각의 챔버들(40) 내부에는 기판 세정 유닛(105)이 구비된다. 상기 기판 세정 유닛(105)은 하우징(110), 기판 지지부재(120), 세정액 회수부재(130), 제 1 구동부(142), 그리고 노즐(144)을 포함한다.Each
상기 하우징(110)은 내부에 상기 기판(W)를 세정하는 공간을 제공한다. 상기 하우징(110)은 상부가 개방된 원통형상을 가진다. 하우징(110)의 개방된 상부는 상기 공간으로 상기 기판(W)이 출입되기 위한 통로로 사용된다.The
상기 기판 지지부재(120)는 공정시 하우징(110) 내부 공간에서 상기 기판(W)을 지지한다. 상기 기판 지지부재(120)로는 스핀척(spin chuck)이 사용된다. 상기 기판 지지부재(120)는 스핀헤드(spin head)(122) 및 회전축(rotating shaft)(124)을 포함한다. The
스핀헤드(122)는 대체로 판(plate) 형상을 갖고, 스핀헤드(122)는 하우징(110) 내부에서 회전가능하도록 설치된다. 스핀헤드(122)의 상부면에는 기판(W)을 상기 스핀헤드(122)에 지지시키는 척킹핀(chucking pin)(122a)들, 및 지지핀들(122b)이 설치된다. 척킹핀(122a)들은 공정시 웨이퍼(W) 가장자리 일부를 척킹(chucking)하여 스핀헤드(122) 상에 상기 기판(W)을 고정시킨다. The
회전축(124)은 스핀헤드(122)의 회전을 위해 제공된다. 회전축(124)의 상단은 스핀헤드(122)의 하부 중앙에 결합되고, 하단은 제 1 구동부(142)와 결합한다. The axis of
회수부재(130)는 공정시 기판(W)으로 공급되는 처리액을 회수한다. 회수부재(140)는 적어도 하나의 회수통들을 구비한다. 본 발명의 실시예에서는, 회수부재(130)는 제1 회수통(first recovery canister)(132) 및 제2 회수통(second recovery canister)(134)를 가진다. The
제1 회수통(132)은 공정시 기판(W) 표면의 이물질을 제거하기 위한 세정액을 회수하고, 제2 회수통(134)은 공정시 기판(W) 표면에 잔류하는 세정액을 린스(rinse)하기 위한 린스액을 회수한다. 제1 회수통(132) 및 제2 회수통(134)은 공정시 기판(W)으로부터 비산되는 처리액이 유입되는 유입구(132a, 134a)가 상하로 적층되도록 설치된다. The
제1 회수통(132)에는 세정액 회수라인(132b)이 연결되고, 제2 회수통(134)에는 린스액 회수라인(134b)이 연결된다. 세정액 회수라인(132b)은 공정시 제1 회수통(132) 내부로 회수된 세정액을 처리액 재생부(미도시됨)으로 회수시키고, 린스액 회수라인(134b)은 공정시 제2 회수통(134)으로 회수된 린스액으로 처리액 재생부로 회수시킨다. 처리액 재생부는 공정에 사용된 처리액을 재사용이 가능하도록 재생시키는 설비이다.The cleaning
노즐(144)은 공정시 기판 지지부재(120)에 놓여진 기판 (W)의 처리면으로 처리액을 분사한다. 노즐(144)은 세정액, 린스액, 및 건조가스를 각각 분사할 수 있도록 복수개로 구비될 수 있다. 노즐(144)은 공정시 이송부재(미도시됨)에 의해 다양한 각도로 회전하거나 스윙 운동하면서 처리액을 분사할 수 있다. 여기서, 세정액으로는 다양한 종류의 약액(chemical)이 사용되고, 린스액으로는 초순 수(DIW:Deionized Water)가 사용되며, 건조가스로는 이소프로필 알코올 가스(IPA gas:Isopropyl alcohol gas)가 사용될 수 있다.The
한편, 상기 기판 이송 유닛(35)은 몸체부(115), 상기 몸체부(115)와 결합하는 로봇암(118), 상기 기판(W)을 그립하는 포켓부(117), 상기 포켓부(117)에 구비되어 상기 기판(W)을 상기 포켓부(117)에 지지하는 지지부(111,112), 수직 이송 가이드(82)와 결합하여 상기 몸체부(115)를 지지하는 지지판(113), 및 상기 포켓부(117) 및 상기 로봇암(118)과 결합하여 상기 포켓부(117)에 지지된 상기 기판(W)을 반전시키는 제 2 구동부(116)를 포함한다. Meanwhile, the
기판 이송 유닛(35)은 상기 수직 이송 가이드(82)를 따라 제 2 방향(D2)으로 이동한 후, 상기 기판 이송 유닛(35)의 상기 포켓부(117) 및 상기 로봇암(117)이 기판 출입구(41)를 통해 상기 챔버(41) 내부로 출입한다. After the
상기 포켓부(117)에는 상기 기판(W)의 제 1 표면(S1)이 상방을 향하고, 제 2 표면(S2)가 하방을 향하도록 상기 기판(W)이 놓인다. 상기 제 1 표면(S1)은 상기 노즐(144)로부터 제공되는 처리액에 의해 처리되는 상기 기판(W)의 처리면이다. 상기 기판(W)이 상기 스핀 헤드(122)에 지지될 때, 상기 노즐(144)은 상기 스핀 헤드(122)의 상부에 위치하므로 상기 제 1 표면(S1)이 외부에 노출되도록 상기 스핀 헤드(122)에 위치하여야 한다. The substrate W is placed on the
도 3a는 도 2a에 도시된 기판 이송 유닛의 측면도이고, 도 3b는 도 3a의 B부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 3A is a side view of the substrate transfer unit shown in FIG. 2A, and FIG. 3B is an enlarged view of a portion B of FIG. 3A.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판 이송 유닛(35)의 제 2 구동부(116)는 포켓 부(117)를 반전시킨다. 그 결과, 상기 포켓부(117)에 지지된 상기 기판(W)의 제 1 표면(S1)은 하방을 향하게 되고, 제 2 표면(S2)은 상방을 향하게 된다. 3A and 3B, the
상기 제 2 구동부(116)가 상기 포켓부(117)에 지지된 상기 기판(W)을 반전시킨 후, 상기 기판 이송 유닛(35)은 스핀 헤드(122) 위에 상기 기판(W)이 놓이도록 상기 기판(W)을 이송한다. 따라서, 상기 스핀 헤드(122) 위에 상기 제 1 표면(S1)이 상방을 향하도록 상기 기판(W)이 위치할 수 있고, 그 결과, 상기 제 1 표면(S1)은 상기 노즐(144)로부터 처리액을 공급받아 소정의 세정공정이 진행될 수 있다. After the
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다. 1 is a plan view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 챔버 내부와 챔버에 기판을 이송하는 기판 이송 유닛을 나타낸 도면이다. FIG. 2A is a view illustrating a substrate transfer unit for transferring a substrate into a chamber and a chamber of the substrate processing apparatus illustrated in FIG. 1.
도 2b는 도 2a의 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다. FIG. 2B is an enlarged view of portion A of FIG. 2A.
도 3a는 도 2a에 도시된 기판 이송 유닛의 포켓부가 반전된 것을 나타낸 도면이다. 3A is a view showing that the pocket part of the substrate transfer unit shown in FIG. 2A is reversed.
도 3b는 도 3a의 B부분을 확대하여 나타낸 도면이다. FIG. 3B is an enlarged view of a portion B of FIG. 3A.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 -- 기판 처리 장치 20 -- 인덱서10-Substrate Processing Unit 20-Indexer
30 -- 공정처리부 35 -- 기판 이송 유닛30-process section 35-substrate transfer unit
40 -- 챔버 80 -- 수평 이송 가이드40-chamber 80-horizontal transfer guide
82 -- 수직 이송 가이드 105 -- 기판 세정 유닛82-Vertical Transfer Guide 105-Substrate Cleaning Unit
116 -- 제 2 구동부 117 -- 포켓부116-Second drive section 117-Pocket section
118 -- 로봇암 120 -- 기판 지지부재118-Robot Arm 120-Board Support Member
122 -- 스핀 헤드 144 -- 노즐122-Spin Head 144-Nozzle
W -- 기판 W-Board
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