KR101295791B1 - 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 설비 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 설비에 관한 것으로, 기판이 담겨진 용기가 놓여지는 포트 및 인덱스 로봇을 가지는 인덱스부; 기판 처리를 수행하는 처리부; 및 처리부와 인덱스부 사이에 배치되어, 이들 간에 반송되는 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 유닛을 포함하되; 처리부는 기판 반송을 위한 이송로를 따라 배치되는 글루 제거용 처리모듈과, 기판 냉각 처리 모듈, 가열 처리모듈, 그리고 기능수 처리모듈을 포함하는 기판 처리 설비를 제공한다.

Description

기판 처리 설비 및 기판 처리 방법{substrate processing apparatus and substrate processing method}
본 발명은 기판 처리 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기판에 대한 습식 세정 처리와 건식 세정 처리가 가능한 기판 처리 설비 및 방법에 관한 것이다.
포토마스크(photomask)는 노광 장치와 함께 웨이퍼에 소정의 감광막 패턴을 전사하는 포토리소그라피 공정에 사용된다. 포토 마스크는 마스크 기판 전면에 소정의 광차단막 패턴 또는 위상 반전막 패턴 등을 형성한다. 포토 마스크는 광차단막 패턴 또는 위상 반전막 패턴을 보호하기 위해, 마스크 기판 위에 광차단막 패턴 또는 위상 반전막을 덮는 펠리클을 부착하여 제조된다.
한편, 포토마스크는 여러 가지 요건으로부터 기인된 오염을 제거하기 위해 세정 처리된다. 포토 마스크 세정에는 황산(H2SO4) 등을 포함한 습식 세정과 자외선과 열을 이용한 건식 세정이 있다. 이러한 세정공정은 포토마스크의 리페어(repair) 공정을 행한 후에도 필수적으로 거치게 된다.
그런데, 기존 포토 마스크 세정 공정은 습식 세정을 위한 장비와 건식 세정을 위한 장비가 별도로 분리되어 운영되고 있어 공정 처리 시간이 길어지고 포토 마스크의 외부 노출에 의한 역오염이 발생된다.
본 발명은 외부 노출이 적어 역오염 소지가 적은 기판 처리 설비 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 건식 세정과 습식 세정을 선택적으로 실시할 수 있는 기판 처리 설비 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비는 기판이 담겨진 용기가 놓여지는 포트 및 인덱스 로봇을 가지는 인덱스부; 기판 처리를 수행하는 처리부; 및 상기 처리부와 상기 인덱스부 사이에 배치되어, 이들 간에 반송되는 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 유닛을 포함하되; 상기 처리부는 기판 반송을 위한 이송로를 따라 배치되는 글루 제거용 처리모듈과, 기판 냉각 처리 모듈, 가열 처리모듈, 그리고 기능수 처리모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리부는 기판의 습식 세정이 이루어지는 제1처리부; 및 상기 제1처리부 상부에 적층되어 배치되고, 기판의 건식 및 기능수 세정이 이루어지는 제2처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1처리부는 기판 반송을 위한 제1반송로봇을 갖는 제1이송로를 포함하며, 상기 글루 제거용 처리모듈과 상기 기판 냉각 처리 모듈은 상기 제1이송로의 측부에 상기 제1이송로를 따라 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 글루 제거용 처리모듈은 SPM 용액을 기판 전면에 도포하여 글루를 제거하는 전면 처리모듈(HSU); 및 SPM 용액을 기판 가장자리에 부분적으로 도포하여 글루를 제거하는 부분 처리모듈(HSU)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2처리부는 기판 반송을 위한 제2반송로봇을 갖는 제2이송로를 더 포함하며, 상기 가열 처리 모듈과 상기 기능수 처리모듈은 상기 제2이송로의 측부에 상기 제2이송로를 따라 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열 처리 모듈은 베이크 공정을 위한 베이크 플레이트; 및 자외선 조사 공정을 위한 자외선 램프를 포함하여, 베이크 공정과 자외선 조사 공정을 단독 또는 동시에 진행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기능수 처리모듈은 기능수를 선택적으로 사용하여 기판 표면에 파티클을 제거하되; 상기 기능수는 이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수, 수소(H2)가 첨가된 초순수 그리고 오존(O3)이 첨가된 초순수를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이송로에는 이오나이져(ionizer)가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 버퍼 유닛은, 기판이 놓여지는 제1버퍼; 상기 제1버퍼를 반전시키기 위한 구동부; 및 전면과 후면이 개방되고 상기 제1버퍼가 위치되는 중앙 구역과, 상기 중앙 구역을 중심으로 양측에 배치되고 상기 구동부가 위치되는 구동부 구역을 갖는 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1버퍼는 기판의 일면을 지지하는 제1지지부; 및 상기 제1지지부와 마주보게 설치되고, 상기 제1지지부에 놓여진 기판의 타면을 지지하는 제2지지부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 제1지지부와 상기 제2지지부를 회전시키는 회전모듈; 및 기판이 상기 제1지지부와 상기 제2지지부에 그립되도록 상기 제2지지부를 승강시키는 승강 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1버퍼의 회전축은 기판의 그립 포지션 중심과 편심을 주어 기판의 로딩 위치와 반전후 언로딩 위치가 동일하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열 처리모듈은 기판이 로딩되는 베이크 플레이트; 상기 베이크 플레이트가 위치되고, 상면이 개방되며, 일측면에 기판의 반입 반출을 위한 출입구를 갖는 본체; 상기 본체의 개방된 상면을 개폐하는 커버; 및 상기 커버에 설치되고, 기판에 자외선을 조사하는 자외선 램프들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 출입구를 통해 반입/반출되는 기판을 지지하는 리프트 핀들; 상기 리프트 핀들에 의해 지지되는 기판을 상기 베이크 플레이트와 상기 자외선 램프 사이에서 승하강시키는 제1승하강 구동부; 및 상기 베이크 플레이트를 승하강시키는 제2승하강 구동부를 더 포함하며, 상기 제1승하강 구동부는 상기 출입구를 통해 기판이 반입/반출되는 로딩/언로딩 위치; 상기 로딩/언로딩 위치보다 낮고, 기판의 베이크 처리를 위해 기판이 상기 베이크 플레이트에 안착되는 베이크 위치; 및 상기 로딩/언로딩 위치보다 높고, 기판의 자외선 처리를 위해 기판이 상기 자외선 램프에 근접하게 위치되는 자외선 조사 위치에서 승하강 동작되며, 상기 제2승하강 구동부는 기판의 자외선 처리를 위해 상기 베이크 플레이트를 상기 자외선 램프에 근접한 자외선 조사 위치로 승강 동작될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 냉각 처리 모듈은 챔버; 상기 챔버의 내부공간에 설치되는 냉각 유닛을 포함하되; 상기 냉각 유닛은 서로 이격되어 설치되는 제1지지 프레임과 제2지지 프레임; 상기 1,2 지지프레임 안쪽에 설치되고, 기판이 놓여지는 냉각 플레이트; 상기 냉각 플레이트 아래에 위치되는 리프트 핀들; 및 상기 제1,2지지프레임의 바깥쪽에 설치되고, 상기 리프트 핀들을 업다운시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉각 유닛은 상기 구동부가 위치하는 구동부 공간이 상기 챔버의 내부 공간과 구분되도록 상기 제1지지 프레임과 상기 제2지지 프레임의 바깥면을 커버하는 공간 구획 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1반송로봇과 상기 제2반송로봇 각각은 베이스; 기판이 올려지는 포켓부를 갖는 그리고 상기 베이스 상부에 위치되는 홈 위치로부터 기판 픽업을 위한 픽업 위치로 이동하는 적어도 하나의 핸드; 상기 적어도 하나의 핸드가 상기 픽업 위치에서 홈 위치로 복귀할 때 기판의 위치를 정렬시키는 정렬부; 및 상기 베이스의 상면으로부터 이격되어 설치되고, 상기 정렬부가 설치되는 갠트리를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 기판 처리 방법은 용기에 담겨진 기판이 인덱스부에 제공되는 단계; 상기 인덱스부에서 기판에 대해 세정 처리가 이루어지는 처리부로 기판이 반송되는 단계; 상기 처리부에서 기판에 대한 세정 처리가 이루어지는 단계를 포함하되; 상기 세정 처리 단계는 기판으로부터 글루를 제거하는 단계; 및 글루가 제거된 기판 표면의 파티클을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정 처리 단계는 상기 글루 제거 단계와 상기 파티클 제거 단계 사이에 기판을 베이킹하고 자외선을 조사하는 가열 처리 단계 및 기판을 냉각하는 냉각 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 인덱스부와 상기 처리부 사이에 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 유닛을 배치하여, 상기 인덱스와 상기 처리부 간에 반송되는 기판이 상기 버퍼 유닛에서 머무르는 동안 반전된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 글루 제거 단계는 황산과 과산화수소 혼합액(SPM)으로 기판 표면을 처리하는 단계; 고온 초순수로 기판 표면을 처리하는 단계; RCA 표준세정액 (SC-1;standard clean 1)으로 기판 표면을 처리하는 단계; 린스액으로 기판 표면을 처리하는 단계; 및 기판 표면을 건조하는 단계를 포함하고, 상기 파티클 제거 단계는 이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수, 수소(H2)가 첨가된 초순수 및 오존(O3)이 첨가된 초순수를 이용하여 기판 표면의 미립자 및 유기물을 제거한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판은 포토 마스크일 수 있다.
본 발명에 의하면, 건식 세정과 습식 세정이 하나의 장비에 구성되어져 있어 공정 처리 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 외부 노출이 적어 역오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 건식 세정과 습식 세정을 선택적으로 실시할 수 있다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크 세정 설비를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 포토 마스크 세정 설비의 1층 레이아웃을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 포토 마스크 세정 설비의 2층 레이아웃을 보여주는 도면이다.
도 4는 단층 구조의 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.
도 5는 버퍼 유닛의 사시도이다.
도 6은 버퍼 유닛의 정면도이다.
도 7은 버퍼 유닛의 평면도이다.
도 8은 버퍼 유닛의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 도 7에 도시된 감지부재를 보여주는 평면도 및 측면도이다.
도 11 내지 도 14는 제1버퍼에서의 포토 마스크 반전 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.
도 15는 도 2에 도시된 전면처리모듈을 보여주는 평면 구성도이다.
도 16은 도 3에 도시된 기능수 처리모듈을 보여주는 평면 구성도이다.
도 17 및 도 18은 도 2에 도시된 포토 마스크 냉각 장치를 설명하기 위한 평면도 및 측단면도이다.
도 19는 도 2에 도시된 가열 처리 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 20은 가열 처리 모듈의 후면도이다.
도 21은 도 19에 도시된 본체의 평면도이다.
도 22는 높낮이 조절부의 평단면도이다.
도 23 내지 도 26은 가열 처리 모듈에서 포토 마스크의 다양한 높낮이 변경을 보여주는 도면들이다.
도 27은 도 2에 도시된 제1반송 장치의 사시도이다.
도 28 및 도 29는 제1반송 장치의 평면도이다.
도 30은 제1반송 장치의 베이스에 설치된 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 제1반송 장치의 요부 확대도이다.
도 32는 제1반송 장치의 정면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 구성도이다. 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 기판 처리 설비의 1층과 2층의 레이아웃을 보여주는 도면들이다.
본 실시예에서는 기판으로 포토마스크를 예로 들어 설명한다. 그러나 기판은 포토마스크 이외에 반도체 웨이퍼, 평편 표시 패널 등 다양한 종류의 기판일 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 기판 처리 설비가 포토마스크를 세정하는 설비인 것을 예로 들어 설명한다. 그러나 기판 처리 설비는 웨이퍼 등과 같은 다른 종류의 기판에 세정 공정을 수행하는 설비일 수 있다. 선택적으로 기판 처리 설비는 포토마스크나 웨이퍼 등의 기판에 대해 세정 공정 이외에 기판의 반전이 필요한 다른 종류의 공정을 수행하는 설비일 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스부(1000), 처리부(200) 및 버퍼 유닛(4000)을 포함한다.
인덱스부(1000)는 포토 마스크가 담겨진 용기가 놓여지는 4개의 포트(1100)들과, 포토 마스크 이송을 위한 인덱스 로봇(1200)을 포함한다. 포토 마스크는 용기에 담겨진 상태로 운반된다. 포토 마스크는 패턴면이 아래로 향하도록 뒤집힌 상태로 용기에 담겨진다. 따라서, 포토 마스크는 운반 과정에서 패턴면이 오염되는 것을 최소화할 수 있다. 포토 마스크는 제1처리부(2000) 또는 제2처리부(3000)로 반입되기 전, 버퍼 유닛(4000)에서 패턴면이 상부를 향하도록 반전된 후 제공된다.
처리부(200)는 제1처리부(2000)와 제2처리부(3000)를 가진다. 제1처리부(2000)에서는 포토 마스크의 습식 세정이 이루어진다. 제1처리부(2000)는 반전 버퍼부(4000)와 연결되고, 포토 마스크 반송을 위한 제1반송로봇(2200)을 갖는 제1이송로(2100) 및 제1이송로(2100)를 따라 배치되는 글루 제거용 처리모듈(HSU,GSU)(2300,2400), 포토 마스크 냉각 처리 모듈(CPU;2500)을 포함한다.
글루 제거용 처리모듈은 3개가 제공되고, 포토 마스크 냉각 처리 모듈은 2개가 제공될 수 있다.
글루 제거용 처리모듈(HSU,GSU)들은 SPM(Surfuric acid peroxide mixture) 용액을 포토 마스크 전면에 도포하여 글루를 제거하는 전면 처리모듈(HSU;High Temp Sulfuric Unit)(2300) 및 SPM 용액을 포토 마스크 가장자리 부분적으로 도포하여 글루를 제거하는 부분 처리모듈(GSU;Glue removal high temp Sulfuric Unit )(2400)을 포함할 수 있다. 그리고 포토 마스크 냉각 장치(2500)는 가열 처리모듈(3300)에서 열처리된 포토 마스크의 온도를 상온으로 낮춘다.
여기서, SPM은 황산(H2SO4) + 과산화수소(H2O2)의 혼합액으로 고온으로 사용되며 기판 표면의 유기물 제거 용액이다.
제2처리부(3000)는 제1처리부(2000)와 층으로 구획되도록 배치된다. 제2처리부(3000)에서는 포토 마스크의 건식 및 기능수 세정이 이루어진다. 제2처리부(3000)는 포토 마스크 반송을 위한 제2반송로봇(3200)을 갖는 제2이송로(3100) 및 제2이송로(3100)를 따라 배치되는 가열 처리모듈(HPU)(3300), 기능수 처리모듈(SCU)(3400)을 포함한다. 가열 처리모듈(3300)은 자외선을 이용하여 포토 마스크를 가열할 수 있다. 가열 처리모듈(3300)은 2개가 제공되고, 가능수 처리 모듈(3400)은 2개가 제공될 수 있다.
기능수 처리 모듈은 기판 표면에 파티클이나 유기물을 제거하기 위한 것으로, 기능수에는 이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수(대전 방지용), 수소(H2)가 첨가된 초순수(미립자 제거용으로 메가소닉과 함께 사용) 그리고 오존(O3)이 첨가된 초순수(유기물 제거용)가 포함될 수 있다.
버퍼 유닛(4000)은 처리부(200)와 인덱스부(1000) 사이에 배치된다. 일 예에 의하면, 버퍼 유닛(4000)은 제1처리부(2000)와 인덱스부(1000) 사이에 배치된다. 선택적으로, 버퍼 유닛(4000)은 제2처리부(3000)와 인덱스부(1000) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(4000)은 포토 마스크를 반전시킨다.
기판 처리 설비(1)에서, 습식 세정을 위한 모듈들은 1층에 제공되고, 건식 세정을 위한 모듈들은 2층에 제공된다. 즉, 약액을 이용한 습식 세정은 1층에 배치하여 다운 플로우에 의한 이온 오염이 건식처리한 포토마스크에 영향을 주지 않도록 배치하였다.
도 4는 단층 구조의 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.
도 4에서와 같이, 기판 처리 설비는 단층 구조로 반송로봇을 갖는 이송로의 측부에 이송로를 따라 습식 및 건식 세정을 위한 모듈들이 배치되도록 구성할 수 있다.
본 실시예에서는 처리부가 글루 제거용 처리 모듈, 포토 마스크 냉각 처리 모듈, 가열 처리 모듈, 그리고 기능수 처리 모듈을 구비하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리, 처리가 이루어지는 기판의 종류, 및 처리 공정에 따라 처리부에 제공되는 처리 모듈의 종류는 이와 상이할 수 있다
기판 처리 설비는 최대 5매의 포토 마스크를 동시에 처리할 수 있어 높은 생산성을 기대할 수 있다.
포토 마스크는 패턴면이 크롬(Cr)성분으로 이루어져 있어 정전기에 매우 취약하다, 따라서, 본 발명의 기판 처리 설비는 정전기에 의한 데미지를 최소화하기 위해 이동 경로상(제1이송로, 제2이송로, 각각의 처리 모듈 내부)에 이오나이져(ionizer)가 설치될 수 있다.
도 5는 버퍼 유닛의 사시도이고, 도 6은 버퍼 유닛의 정면도이며, 도 7은 버퍼 유닛의 평면도이다. 도 8은 버퍼 유닛의 단면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 버퍼 유닛(4000)은 프레임(4100), 반전기능을 갖는 제1버퍼(4200), 단순 버퍼기능을 갖는 제2버퍼(4300) 및 구동부(4400)를 포함한다. 제1버퍼와 제2버퍼는 각각 2개씩 제공될 수 있다.
프레임(4100)은 베이스 플레이트(4110), 제1수직 플레이트(4120), 제2수직 플레이트(4130), 그리고 2개의 공간 구획 커버(4140)를 포함한다.
제1수직 플레이트(4120)와 제2수직 플레이트(4130)는 베이스 플레이트(4110)에 수직하게 설치된다. 제1수직 플레이트(4120)와 제2수직 플레이트(4130)는 서로 이격되어 배치된다. 제1수직 플레이트(4120)와 제2수직 플레이트(4130) 사이 공간은 중앙 공간(CA)(포토 마스크의 보관 및 반전이 이루어지는 반전공간)으로 정의하고, 제1수직 플레이트(4120)의 우측공간과 제2수직 플레이트(4130)의 좌측공간은 각각 구동부 공간(DA)으로 정의한다. 중앙 공간(CA)은 포토 마스크의 반입/반출이 가능하도록 전면과 후면이 개방되며 제1버퍼(4200)들과 제2버퍼(4300)가 다단 구조로 설치된다. 구동부 공간(DA)에는 구동부(4400)가 설치된다. 구동부 공간(DA)은 공간 구획 커버(4140)에 의해 외부 환경과 격리된다. 프레임(4100)의 베이스 플레이트(4110)는 구동부 공간(DA)의 배기압(음압) 형성을 위한 흡입 포트(4112)를 구비한다. 즉, 구동부 공간(DA)은 공간 구획 커버(4140)에 의해 외부 환경과 격리되어 있을 뿐만 아니라 흡입 포트(4112)를 통해 음압(배기압)이 형성되어 중앙 공간(CA)으로의 기류 형성이 억제된다.
제2버퍼(4300)는 제1버퍼(4200) 아래에 위치된다. 제2버퍼(4300)는 단순 버퍼 기능을 갖는다.
제1버퍼(4200)는 제1수직 플레이트(4120)와 제2수직 플레이트(4130)에 회전 가능하게 설치된다. 제1버퍼(4200)는 제1지지부인 고정 거치대(4210), 제2지지부인 그리퍼 거치대(4220)를 포함한다. 그리퍼 거치대(4220)와 고정 거치대(4210)는 서로 마주보게 위치된다. 그리퍼 거치대(4220)는 고정 거치대(4210)에 놓인 포토 마스크(M)의 가장자리를 홀딩하기 위해 수직 방향으로 승하강 된다. 평면에서 바라보았을 때, 고정 거치대(4210)와 그리퍼 거치대(4220)는 사각틀 형상으로 이루어진다. 고정 거치대(4210)와 그리퍼 거치대(4220)는 각각의 모서리에 포토 마스크(M)의 모서리가 안착되는 받침 돌기(4212,4222)들(도 4에 도시됨)을 포함한다.
구동부(4400)는 회전 모듈(4410)과 승강 모듈(4420)을 포함한다. 구동부(4400)는 구동부 공간(DA)에 위치되어 구동부(4400)에서 발생되는 파티클로부터 포토 마스크의 역오염을 방지할 수 있다.
회전 모듈(4410)은 2개의 회전체(4412), 하나의 회동 구동부(4414)를 포함한다.
회전체(4412)는 제1수직 플레이트(4120)와 제2수직 플레이트(4130)에 각각 대응되게 설치된다. 회동 구동부(4414)는 제1수직 플레이트(4120)에 설치된다. 회동 구동부(4414)는 회전체(4412)를 180도 반전시키기 위한 모터(4416), 벨트(4417), 풀리(4418)를 포함한다. 회전체(4412)는 내부에 통로를 갖는 중공 형태로 이루어진다. 고정 거치대(4210)는 양단이 회전체(4412)에 고정된다.
승강 모듈(4420)은 실린더(4422), 연결블록(4424) 그리고 LM 가이드(4426)를 포함한다. 실린더(4422)는 구동부 공간(DA)에 위치하는 회전체(4412)의 외측에 고정 설치된다. 연결블록(4424)은 실린더(4422)의 구동에 의해 승강된다. LM 가이드(4426)는 회전체(4412)에 고정 설치된다. LM 가이드(4426)는 실린더(4422) 구동에 의해 승강되는 연결블록(4424)을 안내한다. 연결블록(4424)은 회전체(4412)의 내부 통로를 통해 중앙 공간에 위치한 그리퍼 거치대(4220)와 연결된다.
버퍼 유닛은 반전 기능을 갖는 제1버퍼만이 포함될 수 있다. 또한, 버퍼 유닛은 제1버퍼와 제2버퍼가 1개씩 제공되거나, 도 6의 실시예와 같이 상이한 수로 제공될 수 있다. 또한, 제1버퍼와 제2버퍼의 위치는 변경될 수 있다.
한편, 버퍼 유닛(400)은 포토 마스크(M)의 불안착 유무를 감지하는 감지부재(9300)들을 포함한다. 감지부재(9300)들은 제1버퍼(4200)들과 제2버퍼(4300)들 각각의 포토 마스크 로딩/언로딩 높이에 설치된다. 감지부재(9300)들은 교차 체크를 위해 대각선 방향으로 설치된다.
도 9 및 도 10은 도 7에 도시된 감지부재를 보여주는 평면도 및 측면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 감지 부재(9300)는 각각의 버퍼들 주변에 위치된다. 감지 부재(9300)는 포토 마스크(M)의 존재 유무 및 포토 마스크의 로딩 미스를 동시에 감지할 수 있다. 감지 부재(9300)는 레이저 빔을 발광하는 발광부(9310)와, 발광부(9310)로부터 발광되는 레이저 빔을 수광하는 수광부(9320)가 서로 쌍을 이루도록 설치된다. 발광부(9310)와 수광부(9320)는 레이저 빔이 포토 마스크(M)의 대각선 방향으로 진행하도록 배치된다. 즉, 레이저 빔은 포토 마스크(M)의 일측면에 비스듬하게 입사된다.
발광부(9310)는 레이저 빔을 발광하는 발광 센서(9312)와, 레이저 빔의 빔폭을 제한하는 제1슬릿창(9314)이 형성된 제1차광판(9316)을 포함한다. 발광부(9310)로부터 조사되는 레이저 빔은 그 단면이 수직한 슬릿 형태로 이루어진다.
수광부(9320)는 발광부(9310)로부터 조사되는 레이저 빔이 출입하는 제2슬릿창(9324)이 형성된 제2차광판(9326)과, 차광판(9326) 후방에 위치되고 슬릿창(9324)을 통해 들어오는 레이저 빔의 감도를 감지하는 수광 센서(9322)를 포함한다.
레이저 빔의 높이(h1)는 포토 마스크의 높이(h2)보다 높으며, 레이저 빔은 포토 마스크의 일부를 투과하도록 위치된다. 예컨대, 포토 마스크는 높이(두께)가 6.35mm, 레이저 빔은 높이(h1)가 10mm인 경우, 포토 마스크를 통과하는 레이저 빔의 높이(h3)가 5mm일 때 존재 유무 및 로딩 미스 감도 차이가 용이하다. 즉, 레이저 빔은 절반(5mm)이 포토 마스크를 통과하도록 배치하는 것이 바람직하다. 한편, 레이저 빔은 일부(포토 마스크를 투과하는 투과빔)가 포토 마스크(M)의 측면에 비스듬하게 입사되고, 이렇게 입사된 레이저 빔은 포토 마스크(M)를 통과하면서 굴절현상으로 수광부(9320)의 제2슬릿창(9324)으로 입사되지 못한다. 그리고, 포토 마스크(M) 상면으로 지나가는 레이저 빔만이 수광부(9320)의 제2슬릿창(9324)으로 입사되어 감도를 낮추게 된다.
도 11 내지 도 14는 제1버퍼에서의 포토 마스크 반전 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.
도 1 내지 도 14를 참조하면, 포토 마스크(M)는 반송 장치(미도시됨)에 의해 반전 버퍼부의 중앙 공간으로 반입되어 고정 거치대(4210)에 로딩된다. 포토 마스크가 고정 거치대(4210)에 로딩되면, 그리퍼 거치대(4220)는 승강 모듈(4320)에 의해 다운 이동되어 포토 마스크(M)를 상부에서 지지한다. 포토 마스크가 고정 거치대(4210)와 그리퍼 거치대(4220)에 의해 고정되면, 제1버퍼(4200)는 회전 모듈(4410)에 의해 반전된다. 반전 후, 그리퍼 거치대(4220)는 아래쪽, 고정 거치대(4210)는 위쪽에 위치된다. 그리퍼 거치대(4220)는 승강 모듈(4320)에 의해 다운 이동되어 포토 마스크(M)의 홀딩을 해제한다. 이때, 포토 마스크는 그리퍼 거치대(4220)에 안착된 상태에서 로딩/언로딩 위치로 이동된다.
여기서, 포토 마스크의 회전축(일점 쇄선으로 표시됨)은 포토 마스크보다 위에 위치된다. 즉, 회전 중심축과 포토 마스크 안착 포지션(포토 마스크의 로딩/언로딩 위치) 중심과 편심을 주어 초기 로딩 위치와 반전후 언로딩 위치가 동일하게 유지된다.
도 15는 도 2에 도시된 전면처리모듈을 보여주는 평면 구성도이다.
도 15를 참조하면, 전면처리모듈(2300)은 다양한 처리유체들을 사용하여 포토 마스크 표면에 글루 및 파티클을 제거하는 장치다.
전면처리모듈(2300)은 챔버(2310), 처리용기(2320), 포토 마스크 지지부재(2330), 제1스윙노즐유닛(2340), 제2스윙노즐유닛(2350), 에어로졸/리퀴드 노즐유닛(2360), 고정노즐유닛(2370) 그리고 백노즐유닛(2390)을 포함한다.
챔버(2310)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 챔버(2310) 내부에는 상부에 설치된 팬필터유닛(미도시됨)에 의해 수직기류가 발생된다. 처리 용기(2320)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 포토 마스크를 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(2320)의 개구된 상면은 포토 마스크의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 처리 용기(2320) 내측에는 포토마스크 지지부재(2330)가 위치된다. 포토마스크 지지부재(2330)는 공정 진행시 포토마스크를 지지하고, 포토 마스크를 회전시킨다.
고정노즐유닛(2370)은 처리용기(2320)의 상단에 고정 설치되어 포토 마스크의 중앙으로 질소가스(N2), 이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수를 각각 공급한다. 제1스윙노즐유닛(2340)은 스윙 이동을 통해 포토 마스크의 중심 상부로 이동되어 포토 마스크(M) 상에 글루 제거를 위한 유체를 공급한다. 상기 유체는 SPM 용액과 고온 초순수(Hot DIW)를 포함한다. 제2스윙노즐유닛(2350)은 스윙 이동을 통해 포토 마스크의 중심 상부로 이동되어 포토 마스크상에 유기물 제거를 위한 유체를 공급한다. 상기 유체에는 오존이 첨가된 초순수를 포함한다. 에어로졸/리퀴드 노즐유닛(2360)은 스윙 이동을 통해 포토 마스크의 중심 상부로 이동되어 포토 마스크 상에 세정을 위한 유체를 액체 상태 또는 에어로졸 상태로 공급한다. 상기 유체에는 RCA 표준세정액 (SC-1;standard clean 1), NH4OH+DIW와 같은 약액, 이산화탄소가 첨가된 초순수 그리고 SC-1(에어로졸 상태로 분사), NH4OH+DIW+N2(에어로졸 상태로 분사)를 포함한다. 백노즐유닛(2390)은 포토 마스크의 백면으로 SC-1, N2, SPM, 이산화탄소가 첨가된 초순수를 공급한다.
전면처리모듈(2300)에서의 글루 제거는 황산과 과산화수소 혼합액(SPM) 공급-> 고온 초순수(Hot DIW) 공급 -> RCA 표준세정액 (SC-1;standard clean 1) 공급 -> 린스액(이산화탄소가 첨가된 초순수) 공급 -> 건조 가스(N2) 공급 과정으로 이루어질 수 있다.
도 16은 도 3에 도시된 기능수 처리모듈을 보여주는 평면 구성도이다.
도 16을 참조하면, 기능수 처리모듈(SCU)(3400)은 다양한 기능수들을 사용하여 포토 마스크 표면의 파티클을 제거한다.
기능수 처리모듈(3400)은 챔버(3410), 처리용기(3420), 포토 마스크 지지부재(3430), 에어로졸 노즐유닛(3440), 메가소닉 노즐유닛(3450), 스윙노즐유닛(3460), 고정노즐유닛(3470) 그리고 백노즐유닛(3490)을 포함한다.
챔버(3410)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 챔버(3410) 내부에는 상부에 설치된 팬필터유닛(미도시됨)에 의해 수직기류가 발생된다. 처리 용기(3420)는 상부가 개구된 원통 형상을 갖고, 포토 마스크를 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(3420)의 개구된 상면은 포토 마스크의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 처리 용기(3420) 내측에는 포토마스크 지지부재(3430)가 위치된다. 포토마스크 지지부재(3430)는 공정 진행시 포토마스크를 지지하고, 포토 마스크를 회전시킨다.
고정노즐유닛(3470)은 처리용기(3420)의 상단에 고정 설치되어 포토 마스크의 중앙으로 질소가스(N2), 이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수를 각각 공급한다. 에어로졸 노즐유닛(3440)은 스윙 이동을 통해 포토 마스크의 중심 상부로 이동되어 포토 마스크상에 기판 세정을 위한 유체를 공급한다. 상기 유체에는 고온 초순수(Hot DIW), 수소(H2)+초순수(DIW), 질소가스(N2), SC-1 그리고 이산화탄소가 첨가된 초순수를 포함한다. 메가소닉 노즐유닛(3450)은 스윙 이동을 통해 포토 마스크의 중심 상부로 이동되어 포토 마스크상에 세정액을 공급한다. 세정액은 이산화탄소가 첨가된 초순수, 수소(H2)+초순수(DIW)를 포함한다. 메가소닉 노즐유닛(2350)은 포토 마스크 상에 분사되는 세정액에 고주파수의 메가소닉 에너지를 제공하여 진동시켜 강력한 유체의 음파흐름(acoustic stream)을 만들어 내며, 이러한 흐름이 포토 마스크 상의 오염 입자를 제거하게 된다.
스윙노즐유닛(2360)은 스윙 이동을 통해 포토 마스크의 중심 상부로 이동되어 포토 마스크 상에 세정을 위한 기능수를 공급한다. 기능수는 미립자 제거용인 수소(H2)가 첨가된 초순수 및 유기물 제거용인 오존(O3)이 첨가된 초순수를 포함한다. 백노즐유닛(3490)은 포토 마스크의 백면으로 기능수들 및 질소가스를 공급한다. ㄱ기능수는 이산화탄소가 첨가된 초순수, 수소(H2)+초순수 및 오존(O3)+초순수를 포함한다.
기능수 처리모듈(3400)에서의 세정은 수소(H2)+초순수를 에어로졸 형태로 공급 -> RCA 표준세정액 (SC-1;standard clean 1) 공급 -> 이산화탄소가 첨가된 초순수 공급(메가소닉 에너지 제공) -> 린스(기능수) 공급-> 건조 가스(N2) 공급 과정으로 이루어질 수 있다.
도 17 및 도 18은 도 2에 도시된 포토 마스크 냉각 장치를 설명하기 위한 평면도 및 측단면도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 포토 마스크 냉각 장치(2500)는 챔버(2510), 베이스 플레이트(2520) 및 냉각 모듈(2530)을 포함한다.
챔버(2510)는 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 챔버(2510)는 상부에는 팬 필터 유닛(2590)이 설치된다. 팬 필터 유닛(2590)은 챔버(2510) 내부에 수직기류를 발생시킨다. 챔버(2510)는 제 1 이송로(2100)와 인접하는 제 1 면(2512)에 기판 출입구(2514)가 형성된다. 도시하지 않았지만, 기판 출입구(2514)가 형성된 제1면과 마주하는 면은 정비 작업을 위해 개방되는 개방면으로 이루어지며,이 개방면은 커버에 의해 밀폐된다.
팬 필터 유닛(2590)은 케미컬 필터를 포함한 필터들과 공기 공급팬이 하나의 유니트로 모듈화된 것으로, 청정공기를 필터링하여 챔버(2510) 내부로 공급해주는 장치이다. 청정공기는 팬 필터유닛(2590)을 통과하여 챔버(2510) 내부로 공급되어 수직기류를 형성하게 된다.
챔버(2510)는 베이스 플레이트(2520)에 의해 처리 영역(PA)과 유틸리티 영역(UA)으로 구획된다. 냉각 모듈(2530)은 베이스 플레이트(2520) 상면에 설치된다. 베이스 플레이트(2520)는 저면에 흡입 덕트(2522)와 흡입관(2524)를 포함한다. 흡입 덕트(2522)는 외부의 배기 라인(2528)과 연결된다. 흡입관(2524)은 흡입 덕트(2522)와 냉각 모듈(2530)의 구동부 공간(DA)을 연결하여 구동부 공간(DA)에 음압을 제공한다. 구동부 공간(DA)에서 발생되는 파티클들은 흡입관(2524)을 통해 흡입 덕트(2522)로 배기된다.
한편, 베이스 플레이트(2520)는 냉각 모듈(2530)이 설치되는 곳을 중심으로 사방에 흡입구(2526)들을 갖는다. 흡입구(2526)들은 흡입 덕트(2522)와 연결된다. 따라서, 냉각 장치(2500)는 냉각 모듈 주변에 균일한 기류 흐름이 제공된다.
챔버(2510) 내부의 공기는 베이스 플레이트(2520)에 형성된 흡입구(2526)들로 유입되어 흡입 덕트(2522)를 통해 배기 라인(2528)으로 배기되고, 냉각모듈(2530)의 구동부 공간(DA)의 공기는 흡입관(2524)으로 유입되어 흡입 덕트(2522)를 통해 배기 라인(2528)으로 배기됨으로써, 냉각 모듈(2530) 주변은 항상 고청정도를 유지하게 된다.
도면에는 일부만 도시하였지만, 유틸리티 영역(UA)에는 냉각 모듈(2530)의 구동부 공간(DA)과 연결되는 배기관(2524) 이외에도 냉각 모듈(2530)의 냉각 플레이트(2540), 구동부(2560)와 연결되는 냉각수 공급라인, 공압 배관, 케이블 등이 위치되는 공간으로, 처리 영역(PA)은 고청정도를 유지하기 위해 유틸리티 영역(UA)으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
냉각 모듈(2530)은 제1지지프레임(2532), 제2지지프레임(2534), 냉각 플레이트(2540), 리프트 핀들(2550), 구동부(2560) 그리고 공간 구획 커버(2536)를 포함한다. 냉각 모듈(2530)은 냉각 플레이트(2540)에 놓여진 포토 마스크(M)의 정상 안착 유무를 감지하기 위한 포토 마스크 감지 센서(2570)들이 대각선 방향으로 설치된다.
제1지지프레임(2532)과 제2지지프레임(2534)은 포토 마스크(M)가 놓여지는 냉각 플레이트(2540)가 위치될 수 있도록 이격되어 설치된다. 냉각 플레이트(2540)는 제1지지 프레임(2532)과 제2지지 프레임(2534) 사이에 설치된다. 냉각 플레이트(2540)는 포토 마스크(M)가 놓여지는 상면을 가지며, 내부에는 냉각수가 지나가는 냉각수 통로(미도시)가 제공된다. 냉각수는 냉각 플레이트(2540) 저면 일측에 연결된 냉각수 공급라인(2548)을 통해 제공된다. 냉각 플레이트(2540)의 상면에는 포토 마스크(M)의 로딩 위치를 가이드해주는 가이드핀(2542)들이 제공된다. 도시하지 않았지만, 냉각 플레이트(2540)에는 내부 온도를 감지할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.
리프트 핀(2550)들은 냉각 플레이트(2540) 아래에 위치된다. 리프트 핀(2550)들은 핀 지지대(2552)에 설치되며, 핀 지지대(2552)는 제1지지프레임(2532)과 제2지지프레임(2534)에 승강 가능하게 설치된다. 핀 지지대(2552)는 제1지지프레임(2532)의 바깥면에 설치된 구동부(2560)에 의해 승강된다. 구동부(2560)는 가이드레일(2562), 실린더(2564)를 포함하는 직선 구동 장치이다. 구동부는 공간 구획 커버(2536)에 의해 제공되는 구동부 공간(DA)에 위치된다.
공간 구획 커버(2536)는 제1지지 프레임(2532)과 제2지지 프레임(2534)의 바깥면을 커버하도록 설치된다. 공간 구획 커버(2536)에 의해 챔버(2510)의 내부 공간과 구분되는 공간에는 구동부(2560)가 위치된다.
도 19는 도 2에 도시된 가열 처리 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 20은 가열 처리 모듈의 후면도이다. 도 21은 본체의 평면도이다. 도 22는 높낮이 조절부의 평단면도이다. 도 23 내지 도 26은 가열 처리 모듈에서 포토 마스크의 다양한 높낮이 변경을 보여주는 도면들이다. 도 19는 도면 편의상 챔버 구조를 간략하게 도시하였다.
도 19 내지 도 26을 참조하면, 가열 처리 모듈(3300)은 챔버(3310), 베이크 플레이트(3340), 자외선 램프(3350)들, 리프트 핀(3360)들 그리고 높낮이 조절부(3370)를 포함한다.
챔버(3310)는 본체(3320)와 커버(3330)를 포함한다. 본체(3320)는 상면이 개방되어 있으며 정면에는 포토 마스크 반입 및 반출을 위한 출입구(3321)를 갖는다. 본체(3320)의 측면들에는 작업자가 내부를 확인할 수 있는 뷰 포트(도 20에 표시됨)(3322)와, 포토 마스크 감지를 위한 센싱 포트(3323)들이 제공된다. 센싱 포트(3322)들은 대각선 방향으로 위치된다. 수광/발광 센서(3324)들은 센싱 포트(3322)들 외곽에 배치되어 포토 마스크의 유무 감지 및 위치 틀어짐을 감지한다. 본체(3320) 후면에는 챔버 내부공간의 오존 가스를 배출하기 위한 메인 배기구(3326)가 설치된다.
본체(3320)는 자외선 조사 위치(도 24에 도시된 포토 마스크 위치)에 위치한 포토 마스크와 자외선 램프 사이로 프로세스 가스를 공급하는 가스 주입부(3328)와, 가스 주입부(3328)와 마주하는 일측면에 프로세스 가스를 배기하는 가스 배기부(3329)를 포함한다. 프로세스 가스는 에어, 질소, 산소 또는 아르곤 중에 하나일 수 있다. 도 21에 표시된 화살표는 프로세스 가스의 흐름을 표현한 것이다.
커버(3330)는 본체(3320)의 개방된 상면을 개폐할 수 있도록 본체(3320)에 힌지 결합된다. 커버(3330)는 자외선 램프(3350)들이 설치되는 램프 설치공간(3331)을 가지며, 램프 설치공간(3331)은 챔버(3310) 내부와는 석영 윈도우(3332)로 차단된다. 도시하지 않았지만, 커버(3330)는 자외선 램프(3350)들의 열차단을 위한 냉각수 라인이 제공될 수 있다. 참고로, 자외선 램프(3350)는 172nm Ecximer 4본으로 구성된다.
베이크 플레이트(3340)는 본체(3320) 바닥에 인접하게 제공된다. 베이크 플레이트(3340)는 상면에 포토 마스크(M)들이 안착되는 8개의 받침돌기(3342)들을 포함한다. 예를 들면, 베이크 플레이트(3340)는 300도까지 온도가 상승되며, 온도 균일도를 위해 5개의 히팅 영역(heating zone)으로 구성 된다. 베이크 플레이트(3340)는 챔버 내에서 높낮이 이동이 가능하게 설치된다. 베이크 플레이트(3340)는 리프트 핀(3360)들이 위치되는 관통공들을 갖는다.
리프트 핀(3360)들은 포토 마스크(M)의 모서리 4지점을 지지하기 위한 4개의 핀으로 구성된다. 리프트 핀(3360)들은 챔버 바닥을 관통해서 높낮이 조절부(3370)와 연결된다.
높낮이 조절부(3370)는 챔버(3310) 아래에 설치된다. 높낮이 조절부(3370)는 포토 마스크(M)의 위치를 상이하게 제공하기 위해 리프트 핀(3360)들과 베이크 플레이트(3340)의 높낮이를 조절하는 구동 장치이다.
높낮이 조절부(3370)는 상부 플레이트(3371), 하부 플레이트(3372), 리프트 핀들을 승하강시키는 제1승하강 구동부(3380) 그리고 베이크 플레이트(3340)를 승하강시키는 제2승하강 구동부(3390)를 포함한다. 상부 플레이트(3371)는 챔버(3310)에 고정 설치된다. 하부 플레이트(3372)는 상부 플레이트(3371)로부터 충분하게 이격되어 위치된다.
제1승하강 구동부(3380)는 한 쌍의 제1LM가이드(3381), 제1이동링(3382), 제1구동모터(3383), 제1볼 스크류(3384) 그리고 벨트(3385)와 풀리(3386)를 포함한다.
한 쌍의 제1LM가이드(3381)는 상부 플레이트(3371)와 하부 플레이트(3372)에 수직하게 설치된다. 제1이동링(3382)은 한 쌍의 제1LM가이드(3381)를 따라 승하강 가능하게 설치된다. 제1이동링(3382)에는 리프트 핀(3360)들의 하단이 고정된다. 제1이동링(3382)에는 제1볼 스크류(3384)가 연결된다. 제1구동모터(3383)는 제1볼 스크류를 회전시키기 위한 것으로, 제1구동모터(3383)의 동력은 벨트(3385)와 풀리(3386)를 통해 제1볼 스크류(3384)로 전달된다. 제1이동링(3382)은 제1볼 스크류(3384)의 회전에 의해 제1LM가이드(3381)를 따라 승하강된다. 리프트 핀(3360)들은 수직 이동에 의한 공간 밀폐성을 위해 메탈 벨로우즈로 감싸진다.
제1승하강 구동부(3380)는 리프트 핀(3360)들을 3단으로 높이 조절한다.
제1단 높이는 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 안착되는 베이크 처리 높이이다. 도 25에는 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 안착된 상태에서 베이크 처리 높이에 위치한 상태를 보여준다. 제2단 높이는 출입구를 통해 포토 마스크(M)가 반입/반출되는 로딩/언로딩 높이이다. 도 23은 포토 마스크(M)가 리프트 핀(3360)들에 안착된 상태에서 로딩/언로딩 높이에 위치한 상태를 보여준다. 제3단 높이는 포토 마스크(M)의 자외선 처리를 위해 포토 마스크(M)가 자외선 램프(3350)에 근접하게 위치되는 자외선 조사 높이이다. 도 24는 포토 마스크(M)가 리프트 핀(3360)들에 안착된 상태에서 자외선 조사 높이에 위치한 상태를 보여준다.
제2승하강 구동부(3390)는 한 쌍의 제2LM가이드(3391), 제2이동링(3392), 제2구동모터(3393), 제2볼 스크류(3394), 벨트(3395), 풀리(3396) 그리고 베이크 지지핀(3398)들을 포함한다.
한 쌍의 제2LM가이드(3391)는 상부 플레이트(3371)와 하부 플레이트(3372)에 수직하게 설치된다. 제2이동링(3392)은 한 쌍의 제2LM가이드(3391)를 따라 승하강 가능하게 설치된다. 제2이동링(3392)에는 베이크 지지핀(3398)들의 하단이 고정된다. 베이크 지지핀(3398)은 챔버를 통해 베이크 플레이트(3340)를 지지한다. 제2이동링(3392)에는 제2볼 스크류(3394)가 연결된다. 제2구동모터(3393)는 제2볼 스크류를 회전시키기 위한 것으로, 제2구동모터(3393)의 동력은 벨트(3395)와 풀리(3396)를 통해 제2볼 스크류(3394)로 전달된다. 제2이동링(3392)은 제2볼 스크류(3394)의 회전에 의해 제2LM가이드(3391)를 따라 승하강된다. 베이크 지지핀(3398)들은 수직 이동에 의한 공간 밀폐성을 위해 메탈 벨로우즈로 감싸진다.
제2승하강 구동부(3390)는 베이크 플레이트(3340)를 2단으로 높이 조절한다. 제1단 높이는 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 안착되는 베이크 처리 높이이다. 도 10에는 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 안착된 상태에서 베이크 처리 높이에 위치한 상태를 보여준다. 제2단 높이는 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 안착된 상태에서 자외선 램프(3350)에 근접하게 위치되는 자외선 조사 높이이다. 도 26은 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 안착된 상태에서 자외선 조사 높이에 위치한 상태를 보여준다.
이처럼, 제2승하강 구동부(3390)는 포토 마스크(M)가 베이크 플레이트(3340)에 의한 베이크 처리 및 자외선 램프에 의한 자외선 조사가 동시에 이루어지도록 베이크 플레이트(3340)를 2단 높이로 승강시킨다. 자외선 조사 높이는 포토 마스크의 상면과 자외선 램프(3350) 간의 간격이 1~3mm 이내인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 가열 처리 모듈(3300)은 베이크 공정과 자외선 조사 공정을 단독으로 각각 실시하거나 또는 베이크 공정과 자외선 조사 공정을 동시에 복합 실시할 수 있다.
제1반송 장치(2200)와 제2반송 장치(3200)는 동일한 구성으로, 본 실시예에서는 제1반송 장치(2200)에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.
도 27은 도 2에 도시된 제1반송 장치의 사시도이고, 도 28 및 도 29는 제1반송 장치의 평면도이며, 도 30은 제1반송 장치의 베이스에 설치된 구동부를 설명하기 위한 도면이다. 도 31은 제1반송 장치의 요부 확대도이다. 도 32는 제1반송 장치의 정면도이다.
도 27 내지 도 32를 참조하면, 제1반송 장치(2200)는 본체(2210), 본체(2210) 상부에 설치되는 베이스(2220), 베이스(2220)에 전후 방향으로 이동되는 제1핸드(2230a)와 제2핸드(2230b), 베이스(2220)에 설치되는 갠트리(2250), 갠트리(2250)에 설치되어 포토 마스크를 정렬하는 한 쌍의 정렬 가이드(2260), 갠트리(2250)에 설치되는 그립부(2270) 그리고 갠트리(2250)에 설치되어 포토 마스크의 틀어짐을 감지하는 틀어짐 감지부(2280)를 포함한다.
예컨대, 베이스(2220)는 본체(2210) 상에서 회전과 높이 조절이 가능하다.
본 발명의 제1반송 장치(2200)는 포토 마스크(M)의 교체 작업을 위해 2개의 핸드를 구비한다. 예컨대, 2개의 핸드 중 어느 하나는 공정처리가 완료된 포토 마스크를 처리모듈로부터 가져오는 작업을 수행하며, 나머지 하나는 공정처리가 안 된 포토 마스크를 처리 모듈에 갖다 놓는 작업을 수행하게 된다.
제1핸드(2230a)와 제2핸드(2230b)는 서로 다른 높이에서 독립적으로 전후 이동될 수 있다. 본 실시예에서 제1핸드(2230a)는 제2핸드(2230b) 상부에 위치된다. 제1,2핸드(2230a,2230b) 각각은 포토 마스크(M)가 올려지는 포켓부(2232)와, 포켓부(2232)의 일측으로부터 연장되어 형성되고 베이스(2220)의 내부에 설치되는 구동부(2224)와 연결되는 연결암(2236)을 갖는다. 포켓부(2232)의 형상은 다양한 형태로 변경 가능하다.
제1반송 장치(2200)는 제1핸드(2230a) 또는 제2핸드(2230b)가 전방으로 이동된 상태(픽업 위치)에서 포토 마스크(M) 픽업이 이루어지고, 제1핸드(2230a) 또는 제2핸드(2230b)가 후방으로 이동된 상태(홈 위치)에서 포토 마스크(M) 반송이 이루어진다. 도 29를 참조하면, 제1핸드(2230a)는 픽업 위치로 이동되어 있고, 제2핸드(2230b)는 홈 위치에 이동되어 있음을 알 수 있다.
도 30에서와 같이, 제1핸드(2230a)와 제2핸드(2230b)의 이동은 베이스(2220) 내부에 설치되는 2개의 구동부(2224)들에 의해 이루어진다. 구동부(2224)는 모터(2224a), 모터(2224a)의 동력을 제1핸드(2230a)(또는 제2핸드)에 전달하기 위한 벨트 풀리(2224b), 그리고 제1핸드(또는 제2핸드)의 전후 이동을 안내하는 가이드레일(2224c) 등을 포함할 수 있으며, 도면 편의상 이들은 도 30에서 간략하게 표시되어 있다. 물론, 상기 구동부는 실린더와 같은 다른 직선 구동 장치가 사용될 수 있다.
갠트리(2250)는 베이스(2220)의 상면으로부터 이격되어 위치되는 수평빔(2252)과, 수평빔(2252) 양단을 지지하고, 베이스(2252) 양측에 고정 설치되는 지지대(2254)를 포함한다.
한 쌍의 정렬 가이드(2260)는 갠트리(2250)의 수평빔(2252)에 설치된다. 한 쌍의 정렬 가이드(2260)는 제1핸드(2230a) 및 제2핸드(2230b)에 놓여지는 포토 마스크(M)와 동일 높이에 위치된다. 한 쌍의 정렬 가이드(2260)는 서로 이격되게 위치되며 포토 마스크(M)의 양측면을 가이드한다. 한 쌍의 정렬 가이드(2260)는 선단쪽의 폭이 넓어지도록 외측으로 경사진 경사면(2262)을 가짐으로써, 포토 마스크(M)가 틀어진 상태에서도 한 쌍의 정렬 가이드(2260) 사이로의 진입이 용이하다.
포토 마스크(M)는 픽업 위치에서 홈 위치로 이동시 한 쌍의 정렬 가이드(2260)에 의해 정렬되어 위치 틀어짐이 방지된다. 즉, 포토 마스크(M)가 픽업 위치에서 틀어진 상태로 제1핸드(2230a)(또는 제2핸드)에 올려지더라도 홈 위치로 이동시 한 쌍의 정렬 가이드(2260)에 의해 정렬된다.
그립부(2270)는 수평빔(2252)의 정면에 설치된다. 그립부(2270)는 상단에 방지턱(2272)을 갖는다. 방지턱(2272)은 제1핸드(2230a) 또는 제2핸드(2230b)가 픽업 위치에서 홈 위치로 복귀하였을 때, 포켓부(2232)에 올려진 포토 마스크의 상방향 이탈을 차단한다. 또한, 그립부(2270)는 포토 마스크를 감지하는 유무센서(2274)를 갖는다. 유무 센서(2274)는 포토 마스크(M)가 정상적으로 제1핸드(2230a)(또는 제2핸드)에 놓여진 후 홈 위치로 이동되면, 포토 마스크에 의해 눌려져 포토 마스크의 유무를 감지한다.
위치 틀어짐 감지부(2280)는 갠트리(2250)에 설치된다. 위치 틀어짐감지부(2280)는 홈 위치에서 포토 마스크(M)의 틀어짐을 감지하기 위한 것이다. 위치 틀어짐 감지부(2280)는 수직 방향으로 포토 마스크(M)를 센싱한다. 위치 틀어짐 감지부(2280)는 발광부(2282)와 수광부(2284)가 위 아래에 배치되며, 그 위치는 포토 마스크(M)의 선단 양측에 형성된 센싱홀(P1)을 통과할 수 있도록 위치된다. 만약, 포토 마스크(M)가 포켓부(2232) 위로 올라타거나 한쪽으로 치우쳐서 놓여지는 경우, 위치 틀어짐 감지부(2280)의 수광부(2284)가 발광부(2282)의 신호를 받지 못하게 된다. 이 경우 포토 마스크(M)의 위치가 틀어진 상태로 판단하여 알람을 울리고 진행을 중단하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 인덱스부
2000 : 제1처리부
3000 : 제2처리부
4000 : 버퍼 유닛

Claims (21)

  1. 기판 처리 설비에 있어서:
    기판이 담겨진 용기가 놓여지는 포트 및 인덱스 로봇을 가지는 인덱스부;
    기판 처리를 수행하는 처리부; 및
    상기 처리부와 상기 인덱스부 사이에 배치되어, 이들 간에 반송되는 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 유닛을 포함하되;
    상기 처리부는
    기판 반송을 위한 이송로를 따라 배치되는 글루 제거용 처리모듈과, 기판 냉각 처리 모듈, 가열 처리모듈, 그리고 기능수 처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는
    기판의 습식 세정이 이루어지는 제1처리부; 및
    상기 제1처리부와 적층되어 배치되고, 기판의 건식 및 기능수 세정이 이루어지는 제2처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1처리부는
    기판 반송을 위한 제1반송로봇을 갖는 제1이송로를 포함하며,
    상기 글루 제거용 처리모듈과 상기 기판 냉각 처리 모듈은 상기 제1이송로의 측부에 상기 제1이송로를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 글루 제거용 처리모듈은
    SPM 용액을 기판 전면에 도포하여 글루를 제거하는 전면 처리모듈(HSU); 및
    SPM 용액을 기판 가장자리에 부분적으로 도포하여 글루를 제거하는 부분 처리모듈(HSU)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2처리부는
    기판 반송을 위한 제2반송로봇을 갖는 제2이송로를 더 포함하며,
    상기 가열 처리 모듈과 상기 기능수 처리모듈은 상기 제2이송로의 측부에 상기 제2이송로를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가열 처리 모듈은
    베이크 공정을 위한 베이크 플레이트; 및 자외선 조사 공정을 위한 자외선 램프를 포함하여, 베이크 공정과 자외선 조사 공정을 단독 또는 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기능수 처리모듈은
    기능수를 선택적으로 사용하여 기판 표면에 파티클을 제거하되;
    상기 기능수는
    이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수, 수소(H2)가 첨가된 초순수 그리고 오존(O3)이 첨가된 초순수를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이송로에는 이오나이져(ionizer)가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 버퍼 유닛은,
    기판이 놓여지는 제1버퍼;
    상기 제1버퍼를 반전시키기 위한 구동부; 및
    전면과 후면이 개방되고 상기 제1버퍼가 위치되는 중앙 구역과, 상기 중앙 구역을 중심으로 양측에 배치되고 상기 구동부가 위치되는 구동부 구역을 갖는 프레임을 포함하는 기판 처리 설비.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1버퍼는
    기판의 일면을 지지하는 제1지지부; 및
    상기 제1지지부와 마주보게 설치되고, 상기 제1지지부에 놓여진 기판의 타면을 지지하는 제2지지부를 포함하고,
    상기 구동부는
    상기 제1지지부와 상기 제2지지부를 회전시키는 회전모듈; 및
    기판이 상기 제1지지부와 상기 제2지지부에 그립되도록 상기 제2지지부를 승강시키는 승강 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1버퍼의 회전축은 기판의 그립 포지션 중심과 편심을 주어 기판의 로딩 위치와 반전후 언로딩 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가열 처리모듈은
    기판이 로딩되는 베이크 플레이트;
    상기 베이크 플레이트가 위치되고, 상면이 개방되며, 일측면에 기판의 반입 반출을 위한 출입구를 갖는 본체;
    상기 본체의 개방된 상면을 개폐하는 커버; 및
    상기 커버에 설치되고, 기판에 자외선을 조사하는 자외선 램프들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 출입구를 통해 반입/반출되는 기판을 지지하는 리프트 핀들;
    상기 리프트 핀들에 의해 지지되는 기판을 상기 베이크 플레이트와 상기 자외선 램프 사이에서 승하강시키는 제1승하강 구동부; 및
    상기 베이크 플레이트를 승하강시키는 제2승하강 구동부를 더 포함하며,
    상기 제1승하강 구동부는
    상기 출입구를 통해 기판이 반입/반출되는 로딩/언로딩 위치;
    상기 로딩/언로딩 위치보다 낮고, 기판의 베이크 처리를 위해 기판이 상기 베이크 플레이트에 안착되는 베이크 위치; 및
    상기 로딩/언로딩 위치보다 높고, 기판의 자외선 처리를 위해 기판이 상기 자외선 램프에 근접하게 위치되는 자외선 조사 위치에서 승하강 동작되며,
    상기 제2승하강 구동부는
    기판의 자외선 처리를 위해 상기 베이크 플레이트를 상기 자외선 램프에 근접한 자외선 조사 위치로 승강 동작되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판 냉각 처리 모듈은
    챔버;
    상기 챔버의 내부공간에 설치되는 냉각 유닛을 포함하되;
    상기 냉각 유닛은
    서로 이격되어 설치되는 제1지지 프레임과 제2지지 프레임;
    상기 1,2 지지프레임 안쪽에 설치되고, 기판이 놓여지는 냉각 플레이트;
    상기 냉각 플레이트 아래에 위치되는 리프트 핀들; 및
    상기 제1,2지지프레임의 바깥쪽에 설치되고, 상기 리프트 핀들을 업다운시키기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은
    상기 구동부가 위치하는 구동부 공간이 상기 챔버의 내부 공간과 구분되도록 상기 제1지지 프레임과 상기 제2지지 프레임의 바깥면을 커버하는 공간 구획 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 제1반송로봇과 상기 제2반송로봇 각각은
    베이스;
    기판이 올려지는 포켓부를 갖는 그리고 상기 베이스 상부에 위치되는 홈 위치로부터 기판 픽업을 위한 픽업 위치로 이동하는 적어도 하나의 핸드;
    상기 적어도 하나의 핸드가 상기 픽업 위치에서 홈 위치로 복귀할 때 기판의 위치를 정렬시키는 정렬부; 및
    상기 베이스의 상면으로부터 이격되어 설치되고, 상기 정렬부가 설치되는 갠트리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  17. 기판 처리 방법에 있어서:
    용기에 담겨진 기판이 인덱스부에 제공되는 단계;
    상기 인덱스부에서 기판에 대해 세정 처리가 이루어지는 처리부로 기판이 반송되는 단계;
    상기 처리부에서 기판에 대한 세정 처리가 이루어지는 단계를 포함하되;
    상기 세정 처리 단계는
    기판으로부터 글루를 제거하는 단계; 및
    글루가 제거된 기판 표면의 파티클을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 세정 처리 단계는
    상기 글루 제거 단계와 상기 파티클 제거 단계 사이에 기판을 베이킹하고 자외선을 조사하는 가열 처리 단계 및 기판을 냉각하는 냉각 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 인덱스부와 상기 처리부 사이에 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 유닛을 배치하여, 상기 인덱스와 상기 처리부 간에 반송되는 기판이 상기 버퍼 유닛에서 머무르는 동안 반전되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 글루 제거 단계는
    황산과 과산화수소 혼합액(SPM)으로 기판 표면을 처리하는 단계;
    고온 초순수로 기판 표면을 처리하는 단계;
    RCA 표준세정액 (SC-1;standard clean 1)으로 기판 표면을 처리하는 단계;
    린스액으로 기판 표면을 처리하는 단계; 및
    기판 표면을 건조하는 단계를 포함하고,
    상기 파티클 제거 단계는
    이산화탄소(CO2)가 첨가된 초순수, 수소(H2)가 첨가된 초순수 및 오존(O3)이 첨가된 초순수를 이용하여 기판 표면의 미립자 및 유기물을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 기판은 포토 마스크인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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