KR101842121B1 - 기판 처리 장치 및 이의 구동 속도 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 이의 구동 속도 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 영역을 가지는 처리 유닛과; 반송 영역을 따라 이동하며, 상기 처리 유닛으로 기판을 반송하는 반송 유닛과; 상기 반송 유닛의 속도를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 처리 영역과 상기 반송 영역을 포함하는 전체 영역을 복수의 분할 영역으로 구획하고, 각각의 상기 분할 영역에서 상기 반송 유닛의 속도를 동일하게 유지할 때 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 계산하고, 상기 계산된 시간에 따라서 상기 복수의 분할 영역에 따라 상기 반송 유닛의 속도를 상이하게 제어할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 이의 구동 속도 제어 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVING SPEED THEREOF}
본 발명은 기판 처리 장치 및 이의 구동 속도 제어 방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼나 글래스와 같은 기판에 회로 패턴을 형성하는 등 기판을 처리하는 공정은 그 공정의 요구 사항에 부합하여 제작된 기판 처리 설비에 의해 수행된다. 기판 처리 설비는 기판을 처리하기 위해 필요한 각종 모듈을 구비한다.
예를 들어, 기판에 회로 패턴을 형성하기 위해 리소그래피를 실시하는 경우, 기판 처리 설비는 기판에 감광 물질을 도포하기 위한 도포 모듈, 감광 물질이 도포된 기판을 노광시키는 노광 모듈, 노광된 기판을 현상하는 현상 모듈 등 리소그래피에 필요한 단위 공정을 수행하는 모듈들을 구비한다.
이와 같은 기판 처리 설비에 구비된 각종 모듈은 모듈별로 기판을 처리하는 처리 영역을 갖는 처리 영역을 갖는 기판 처리 유닛과, 기판 처리 유닛으로 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함한다.
기판 처리 설비에 의한 기판 처리 공정은 다수의 기판들이 정해진 레시피대로 처리되는 일련의 유기적인 과정이며, 설비 내 모듈들은 공정 순서대로 이전 단계에 해당하는 처리를 실시하는 모듈로부터 기판을 전달받아 정해진 처리를 실시하고, 다음 단계에 해당하는 처리를 실시하는 모듈로 기판을 전달한다.
이와 같이 각 모듈별로 기판 처리를 수행함에 있어서, 기존에는 각 모듈별 기판의 반송 및 처리에 소요되는 시간이 상이함에도 불구하고, 기설정된 구동 속도로 각 모듈에 동일한 구동 속도를 적용하여 각 모듈의 반송 유닛이 불필요하게 빠른 속도로 구동되어 부품 수명이 단축되고, 결함 발생 확률이 높은 문제점이 있었다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 생산량이 유지되는 범위 내에서 각 모듈별로 구동 속도를 최저화하는 구동 속도 제어기를 포함하는 기판 처리 장치 및 이의 구동 속도 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 영역을 가지는 처리 유닛과; 반송 영역을 따라 이동하며, 상기 처리 유닛으로 기판을 반송하는 반송 유닛과; 상기 반송 유닛의 속도를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 처리 영역과 상기 반송 영역을 포함하는 전체 영역을 복수의 분할 영역으로 구획하고, 각각의 상기 분할 영역에서 상기 반송 유닛의 속도를 동일하게 유지할 때 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 계산하고, 상기 계산된 시간에 따라서 상기 복수의 분할 영역에 따라 상기 반송 유닛의 속도를 상이하게 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 계산된 시간이 짧은 상기 분할 영역에서는 상기 계산된 시간이 긴 분할 영역에 비해 상기 반송 유닛의 속도가 더 느리게 제어될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 분할 영역에서의 반송 유닛의 속도는 상기 복수의 분할 영역에서 상기 계산된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 분할 영역에서의 상기 계산된 시간의 비율만큼 곱하여 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 다른 기판 처리 장치는, 기판 처리 유닛과 반송 유닛을 포함하는 복수 개의 공정 모듈; 상기 반송 유닛의 구동 속도를 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 각각의 상기 공정 모듈에서 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 측정하는 시간 측정부; 및 상기 시간 측정부에서 측정된 시간에 기초하여 상기 각각의 공정 모듈별로 상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 속도 조절부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 속도 조절부는, 상기 복수 개의 공정 모듈 중 가장 긴 시간을 갖는 공정 모듈 외의 나머지 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 낮출 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 속도 조절부는, 상기 공정 모듈별 반송 유닛의 구동 속도에 상기 각각의 공정 모듈에서 측정된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 공정 모듈에서의 시간의 비율만큼 곱하여 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 속도 제어 방법은 기판 처리 유닛과 반송 유닛을 갖는 복수 개의 공정 모듈을 포함하는 기판 처리 장치의 구동 속도 제어 방법으로서, 상기 복수 개의 공정 모듈에서의 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 시간에 기초하여 각각의 공정 모듈별로 상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계는, 상기 복수 개의 공정 모듈 중 가장 긴 상기 시간을 갖는 공정 모듈 외의 나머지 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 낮출 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계는, 상기 복수 개의 공정 모듈에서 측정된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 공정 모듈에서의 시간의 비율만큼 곱하여 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 장치의 생산량이 유지되는 범위 내에서 공정 모듈 별로 구동 속도를 제어하여 각 공정 모듈의 구동 속도를 최저화함으로써 부품 수명을 연장시키고, 결함 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 도 1의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구동 속도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 '구비한다', '갖는다' 등도 이와 동일하게 해석되어야 한다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1 내지 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1은 기판 처리 장치(1)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1의 장치(1)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1의 장치(1)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 복수 개의 공정 모듈과 제어기(600)을 포함한다. 복수 개의 공정 모듈은 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 및 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 복수 개의 공정 모듈은 기판 처리 유닛과 반송 유닛을 포함하고, 상기 제어기(600)는 각 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 제어한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
웨이퍼(W)는 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200),버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 인터페이스 모듈(700), 가동률 산정 모듈(800)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 웨이퍼(W)를 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.
버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 포함한다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 제공된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 웨이퍼들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 웨이퍼(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.
냉각 챔버(350)는 각각 웨이퍼(W)를 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 웨이퍼(W)가 놓이는 상면 및 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 웨이퍼(W)를 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 웨이퍼(W)를 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 웨이퍼(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 레지스트 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송 챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 레지스트 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송 챔버(430)는 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 도포부 로봇(432)과 가이드 레일(433)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 도포부 로봇(432)은 베이크 챔버들(420), 레지스트 도포 챔버들(400), 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(433)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(433)은 도포부 로봇(432)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 도포부 로봇(432)은 핸드(434), 아암(435), 지지대(436), 그리고 받침대(437)를 가진다. 핸드(434)는 아암(435)에 고정 설치된다. 아암(435)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(434)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(436)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(435)은 지지대(436)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(436)에 결합된다. 지지대(436)는 받침대(437)에 고정 결합되고, 받침대(437)는 가이드 레일(433)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(433)에 결합된다.
레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 레지스트 도포 챔버(410)는 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(420)는 냉각 플레이트(421) 또는 가열 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(421)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(423)이 제공된다. 또한 가열 플레이트(422)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(424)이 제공된다. 냉각 플레이트(421)와 가열 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(420)들 중 일부는 냉각 플레이트(421)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(422)만을 구비할 수 있다.
현상 모듈(402)은 웨이퍼(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(5402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다.
현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 웨이퍼(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상 챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 웨이퍼(W)를 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 웨이퍼를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(470)는 냉각 플레이트(471) 또는 가열 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 노광 장치(900) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다.
인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 웨이퍼(W)를 운반한다.
제 1 버퍼(720)는 공정이 수행된 웨이퍼(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 웨이퍼(W)들이 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
제어기(600)는 기판을 처리하는 처리 영역과 기판을 반송하는 반송 영역을 포함하는 전체 영역을 복수의 분할 영역(601, 602, 603, 604)으로 구획할 수 있다. 일 실시 예로서, 복수 개의 분할 영역은 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 및 인터페이스 모듈(700)로 분할된 영역일 수 있다. 제어기(600)는 복수 개의 분할 영역에 구비된 반송 유닛의 속도를 동일하게 유지할 때, 기판의 반송 및 기판의 처리에 소요되는 시간을 계산할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 각 계산된 시간에 기초하여 각 분할 영역에 구비된 반송 유닛의 속도를 상이하게 제어할 수 있다. 예로서, 각 분할 영역에서 계산된 시간이 짧은 분할 영역에서는 계산된 시간이 긴 분할 영역에 비해 반송 유닛의 속도를 더 느리게 제어할 수 있다. 일 실시 예로서, 상기 반송 유닛은 서로 다른 공정 모듈에 구비된 인덱스 로봇(220), 버퍼부 로봇(360), 도포부 로봇(432), 현상부 로봇(482), 인터페이스 로봇(740)일 수 있다. 이와 같이 각 공정 모듈 별로 반송 유닛의 속도를 조절하여 기판 처리 장치의 생산량이 유지되는 범위에서 각 공정 모듈별 반송 유닛의 속도를 최저하함에 따라, 부품 수명을 연장 시킬 수 있고, 결함 발생을 억제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 복수 개의 분할 영역(601, 602, 603)으로서 복수 개의 공정 모듈과 각 공정 모듈의 반송 유닛의 속도를 제어하는 제어기(600)를 포함할 수 있다.
일 실시 예로서, 복수 개의 분할 영역(601, 602, 603)은 공정 모듈 1, 공정 모듈 2, 공정 모듈 3을 포함할 수 있다. 공정 모듈 1, 공정 모듈 2, 공정 모듈 3는 각각 기판을 처리하는 처리 유닛과 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함할 수 있다. 제어기(600)는 각 공정 모듈에서 소요되는 시간을 측정하는 시간 측정부(610)와 시간 측정부에서 측정된 시간에 기초하여 각 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 속도 조절부(630)를 포함할 수 있다. 시간 측정부(610)는 공정 모듈 1, 공정 모듈 2, 공정 모듈 3에서 각각 기판의 반송 및 기판의 처리에 소요되는 시간을 측정할 수 있다. 일 실시 예로서, 각 공정 모듈에서 소요되는 시간은 임의의 공정 모듈에 기판이 투입되는 시점과 반출되는 시점을 계산하여 측정할 수 있다. 속도 조절부(630)는 시간 측정부(610)에서 측정된 공정 모듈 1, 공정 모듈 2, 공정 모듈 3 중 가장 긴 소요 시간을 갖는 공정 모듈 외의 나머지 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 낮출 수 있다. 예로서, 상기 나머지 공정 모듈에 구비된 반송 유닛의 구동 속도는, 상기 가장 긴 소요 시간에 대한 각 공정 모듈에서의 소요 시간의 비율만큼 기설정된 반송 유닛의 구동 속도에 곱하여 낮출 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 각 공정 모듈에서 반송 유닛의 구동 속도가 a로 모두 동일하고, 각 공정 모듈에서 기판의 반송 및 기판의 처리에 소요되는 시간은 공정 모듈 1이 20초, 공정 모듈 2이 10초, 공정 모듈 3이 5초인 경우, 소요 시간이 가장 긴 공정 모듈 1 이외의 나머지 공정 모듈 2와 공정 모듈 3에 구비된 반송 유닛의 구동 속도를 조절한다. 이 경우, 공정 모듈 2의 경우, 가장 긴 소요 시간에 대한 공정 모듈 2에서의 소요 시간의 비율, 즉, 10/20만큼 기설정된 구동 속도 a에 곱하여 조절한다. 또한, 공정 모듈 3의 경우, 가장 긴 소요 시간에 대한 공정 모듈 3에서의 소요 시간의 비율, 즉, 5/20만큼 기설정된 구동 속도 a에 곱하여 조절한다. 즉, 공정 모듈 1의 반송 유닛의 구동 속도는 a, 공정 모듈 2의 반송 유닛의 구동 속도는 a/2, 공정 모듈 3의 반송 유닛의 구동 속도는 a/4로 조절될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구동 속도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 유닛과 반송 유닛을 갖는 복수 개의 공정 모듈을 포함하는 기판 처리 장치의 구동 속도 제어 방법은, 복수 개의 공정 모듈에서의 기판의 반송 및 처리에 소요되는 시간을 측정하는 단계(S610) 및 측정된 시간에 기초하여 각 공정 모듈별로 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계(S630)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계는(S630), 상기 복수 개의 공정 모듈 중 가장 긴 시간을 갖는 공정 모듈 외의 나머지 공정 모듈에 구비된 반송 유닛의 구동 속도를 낮출 수 있다. 일 실시 예로서, 복수 개의 공정 모듈에서 측정된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 공정 모듈에서의 시간의 비율만큼 곱하여 상기 나머지 공정 모듈에 구비된 반송 유닛의 구동 속도를 낮출 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
600: 제어기
601, 602, 603, 604: 분할 영역
610: 시간 측정부
630: 속도 조절부

Claims (9)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 영역을 가지는 처리 유닛과;
    반송 영역을 따라 이동하며, 상기 처리 유닛으로 기판을 반송하는 반송 유닛과;
    상기 반송 유닛의 속도를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 처리 영역과 상기 반송 영역을 포함하는 전체 영역을 복수의 분할 영역으로 구획하고,
    각각의 상기 분할 영역에서 상기 반송 유닛의 속도를 동일하게 유지할 때 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 계산하고,
    상기 계산된 시간에 따라서 상기 복수의 분할 영역에 따라 상기 반송 유닛의 속도를 상이하게 제어하되,
    상기 복수의 분할 영역에서의 반송 유닛의 속도는 상기 복수의 분할 영역에서 상기 계산된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 분할 영역에서의 상기 계산된 시간의 비율만큼 곱하여 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계산된 시간이 짧은 상기 분할 영역에서는 상기 계산된 시간이 긴 분할 영역에 비해 상기 반송 유닛의 속도가 더 느리게 제어되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판 처리 유닛과 반송 유닛을 포함하는 복수 개의 공정 모듈;
    상기 반송 유닛의 구동 속도를 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    각각의 상기 공정 모듈에서 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 측정하는 시간 측정부; 및
    상기 시간 측정부에서 측정된 시간에 기초하여 상기 각각의 공정 모듈별로 상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 속도 조절부를 포함하되,
    상기 속도 조절부는,
    상기 공정 모듈별 반송 유닛의 구동 속도에 상기 각각의 공정 모듈에서 측정된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 공정 모듈에서의 시간의 비율만큼 곱하여 조절하는 기판 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 속도 조절부는,
    상기 복수 개의 공정 모듈 중 가장 긴 시간을 갖는 공정 모듈 외의 나머지 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 낮추는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 기판 처리 유닛과 반송 유닛을 갖는 복수 개의 공정 모듈을 포함하는 기판 처리 장치의 구동 속도 제어 방법에 있어서,
    상기 복수 개의 공정 모듈에서의 상기 기판의 반송 및 상기 기판의 처리에 소요되는 시간을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 시간에 기초하여 각각의 공정 모듈별로 상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계를 포함하되,
    상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계는,
    상기 복수 개의 공정 모듈에서 측정된 시간 중 가장 긴 시간에 대한 각 공정 모듈에서의 시간의 비율만큼 곱하여 조절하는 구동 속도 제어 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 반송 유닛의 구동 속도를 조절하는 단계는,
    상기 복수 개의 공정 모듈 중 가장 긴 상기 시간을 갖는 공정 모듈 외의 나머지 공정 모듈의 반송 유닛의 구동 속도를 낮추는 구동 속도 제어 방법.
  9. 삭제
KR1020160098688A 2016-08-03 2016-08-03 기판 처리 장치 및 이의 구동 속도 제어 방법 KR101842121B1 (ko)

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