KR102121058B1 - 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법 - Google Patents

버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템은 기판이 대기하는 제1, 2 전방단부모듈; 상기 제1 전방단부모듈에 연결되어 기판을 이송하는 제1 대기압 기판이송로봇을 갖는 제1 대기압 기판반송모듈; 상기 제1 기판반송모듈과 연결되고, 제1 기판이송로봇을 통해 기판을 전달받아 건식처리하기 위한 하나 이상의 건식처리모듈; 상기 제2 전방단부모듈에 연결되어 기판을 이송하는 제2 대기압 기판이송로봇을 갖는 제2 대기압 기판반송모듈; 상기 제2 기판반송모듈과 연결되고, 제2 기판이송로봇을 통해 기판을 전달받아 습식처리하기 위한 하나 이상의 습식처리모듈; 및 상기 제1, 2 대기압 기판반송모듈 사이에 구비되어 상기 건식처리모듈 또는 상기 습식처리모듈로 이송되는 기판이 적재되는 버퍼챔버를 포함한다.본 발명의 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법에 의하면, 기판의 건식처리공정을 위한 건식처리모듈과 습식처리공정을 위한 습식처리모듈을 버퍼챔버를 이용하여 연결함으로써 기판이 외부로 노출되어 이동되지 않고 처리될 수 있어 기판의 오염을 방지할 수 있다. 또한 각각의 처리공정을 수행하는 복수의 처리모듈을 버퍼챔버를 이용하여 연결하여 하나의 처리시스템으로 사용할 수 있다.

Description

버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법{DRY AND WET PROCESSING SYSTEM USING BUFFER CHAMBER AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD THEREOF}
본 발명은 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼나 기판의 반도체 가공을 위한 처리 시스템에서 기판의 오염을 방지하며 건식처리와 습식처리를 수행할 수 있는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법에 관한 것이다.
웨이퍼나 글라스와 같은 기판을 반도체 가공하기 위한 공정들은 매우 다양한 여러 단계의 반도체 가공 공정을 통하여 진행된다. 반도체는 포토리소그래피공정(photolithography)을 비롯한 다양한 공정을 통해 기판 상에 회로패턴을 형성하여 제조된다. 예를 들어, 증착, 식각, 노광 공정, 현상 공정, 애싱 공정, 세정 공정 등 매우 다양하다. 이러한 제조과정 중에는 파티클(particle), 유기오염물, 금속불순물 등이 발생한다. 이러한 이물질은 기판에 결함을 유발하여 반도체 소자의 수율에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 작용한다. 따라서, 반도체 제조공정에는 기판으로부터 이물질을 제거하기 위한 세정공정이 필수적으로 수반된다.
포토리소그래피공정에서 패턴된 포토레지스터의 제거는 일반적으로 플라즈마 가스 처리를 이용하여 제거하는 플라즈마 애싱처리 공정과 습식 화학 클리닝 공정을 통해 잔류 포토레지스터의 재료를 제거하는 공정을 수행한다. 플라즈마 애싱처리는 포토레지스터 재료를 선택적으로 산화하기 위하여 플라즈마를 이용한다. 습식 화학 클리닝 공정은 플라즈마 애성 공정에 의해 제거되지 않은 잔류 포토레지스터 재료를 제거하기 위하여 웨이퍼나 기판을 화학용액에 담가 제거한다.
이러한 세정공정들은 각각의 처리 설비를 통하여 진행된다. 플라즈마를 이용한 건식공정으로 애싱공정을 진행하는 경우 세정공정을 진행할 때, 각 공정이 서로 다른 설비에서 진행되기 때문에 처리된 기판이 외부에 노출되어 이동된다. 그러므로 처리된 기판이 오염되는 문제점이 발생한다.
또한 애싱처리 공정과 습식처리 공정에서는 서로 다른 장비를 사용하여 기판이나 웨이퍼를 처리하기 때문에 각 공정별로 개별적인 장비 구축이 요구된다.
본 발명의 목적은 기판의 건식처리모듈과 습식처리모듈을 버퍼챔버를 이용하여 연결함으로써, 건식 및 습식처리 공정의 연속 처리가 가능한 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템은 기판이 대기하는 제1, 2 전방단부모듈; 상기 제1 전방단부모듈에 연결되어 기판을 이송하는 제1 대기압 기판이송로봇을 갖는 제1 대기압 기판반송모듈; 상기 제1 기판반송모듈과 연결되고, 제1 기판이송로봇을 통해 기판을 전달받아 건식처리하기 위한 하나 이상의 건식처리모듈; 상기 제2 전방단부모듈에 연결되어 기판을 이송하는 제2 대기압 기판이송로봇을 갖는 제2 대기압 기판반송모듈; 상기 제2 기판반송모듈과 연결되고, 제2 기판이송로봇을 통해 기판을 전달받아 습식처리하기 위한 하나 이상의 습식처리모듈; 및 상기 제1, 2 대기압 기판반송모듈 사이에 구비되어 상기 건식처리모듈 또는 상기 습식처리모듈로 이송되는 기판이 적재되는 버퍼챔버를 포함한다.
그리고 상기 건식처리모듈은 플라즈마 소스를 구비하고 상기 기판에 대하여 애싱 공정을 수행한다.
또한 상기 제1 기판이송로봇은 복수 개의 이송암; 상기 복수 개의 이송암이 회동되도록 연결되는 회동축; 및 상기 복수 개의 이송암에 연결되어 기판이 안착되는 앤드 이펙터를 포함한다.
그리고 상기 건식처리모듈은 상기 제1 기판이송로봇의 상기 이송암의 회동 경로 위에 정렬되는 복수 개의 스테이지를 포함한다.
또한 상기 건식처리모듈과 상기 습식처리모듈의 동작을 제어하고, 상기 기판의 이송을 위한 제1, 2 대기압 기판이송로봇 및 제1, 2 기판이송로봇의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고 상기 버퍼챔버는 기판이 적재되기 위한 복수 개의 냉각버퍼슬롯이 구비되어 기판을 냉각하는 냉각버퍼; 및 기판이 적재되기 위한 복수 개의 대기버퍼슬롯이 구비되는 대기버퍼를 포함한다.
또한 상기 냉각버퍼슬롯은 상기 기판을 지지하기 위한 돌기가 구비된 제1 냉각버퍼슬롯; 및 상기 기판이 접하는 리미트가 구비된 제2 냉각버퍼슬롯을 포함한다.
그리고 상기 냉각버퍼에는 안착된 상기 기판을 센터링 정렬하기 위한 복수 개의 푸셔유닛을 포함한다.
본 발명의 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법은 제1 대기압 기판이송모듈의 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 기판을 건식처리모듈로 전달하여 기판을 건식처리하는 단계; 건식처리된 기판을 상기 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 버퍼챔버로 적재하는 단계; 제2 대기압 기판이송모듈의 제2 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버에 적재된 기판을 습식처리모듈로 전달하여 습식처리하는 단계; 및 습식처리된 기판을 제2 대기압 기판이송모듈을 이용하여 이송하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 습식처리모듈에서 습식처리된 기판이 상기 버퍼챔버에 적재되는 단계; 상기 버퍼챔버에 적재된 기판을 제1 대기압 기판이송모듈을 통해 다시 건식처리모듈로 이송하여 건식처리하는 단계: 및 상기 건식처리모듈에서 건식처리된 상기 기판을 상기 버퍼챔버로 이송하는 단계를 더 포함한다.
또한 상기 버퍼챔버는 상기 건식처리모듈에서 건식처리된 기판을 냉각하기 위한 냉각버퍼를 포함한다.
본 발명의 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법은 제2 대기압 기판이송모듈의 제2 대기압 기판이송로봇을 이용하여 기판을 습식처리모듈로 전달하여 습식처리하는 단계; 습식처리된 기판을 제2 대기압 기판이송로봇을 이용하여 버퍼챔버에 적재하는 단계; 제1 대기압 기판이송모듈의 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버에 적재된 기판을 건식처리모듈로 전달하여 건식처리하는 단계; 건식처리된 기판을 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 버퍼챔버에 적재하는 단계; 및 상기 제1 대기압 기판이송모듈 또는 제2 대기압 기판이송모듈을 이용하여 기판을 이송하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 건식처리모듈에서 건식처리되어 상기 버퍼챔버에 적재된 기판을 상기 습식처리모듈로 로딩하여 습식처리하는 단계를 더 포함한다.
또한 상기 버퍼챔버는 상기 건식처리모듈에서 건식처리된 기판을 냉각하기 위한 냉각버퍼; 및 상기 습식처리모듈에서 습식처리된 기판을 적재하기 위한 대기버퍼를 포함한다.
본 발명의 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법에 의하면, 기판의 건식처리공정을 위한 건식처리모듈과 습식처리공정을 위한 습식처리모듈을 버퍼챔버를 이용하여 연결함으로써 기판이 외부로 노출되어 이동되지 않고 처리될 수 있어 기판의 오염을 방지할 수 있다. 또한 각각의 처리공정을 수행하는 복수의 처리모듈을 버퍼챔버를 이용하여 연결하여 하나의 처리시스템으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제1 기판이송로봇이 구비된 건식처리모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 습식처리모듈의 적층구조를 도시한 도면이다.
도 4는 버퍼챔버의 전체를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 냉각버퍼 내부에 구비된 냉각버퍼슬롯 및 푸셔유닛을 도시한 도면이다.
도 7은 냉각버퍼의 냉각수 패스구조를 도시한 단면도이다.
도 8은 냉각버퍼의 배출구조를 도시한 도면이다.
도 9는 대기버퍼 내부에 구비된 버퍼슬롯을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 건식-습식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 습식-건식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 건식-습식-건식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 습식-건식-습식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 건식처리공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 15은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 습식처리공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 제1 기판이송로봇이 구비된 건식처리모듈을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판처리 시스템(100)은 제1, 2 전방단부모듈, 제1 대기압 기판반송모듈(200), 건식처리모듈(300), 제2 대기압 기판반송모듈(450), 습식처리모듈(400) 및 버퍼챔버(600)로 구성된다.
제1, 2 전방단부모듈(Equipment Front End Module)은 기판처리 시스템(100)의 전방에 설치되고, 기판(106, 450)이 적재된 하나 이상의 카세트(210, 460)를 포함한다. 제1 대기압 기판반송모듈(200)은 제1 전방단부모듈과 연결되고, 제1 대기압 기판이송로봇(230)이 구비되어 제1 전방단부모듈로부터 기판을 로딩/ 언로딩한다. 제1 대기압 기판이송로봇(230)은 레일(240)을 따라 이동하며 카세트(210)로부터 기판(106)을 로딩/언로딩하고, 건식처리모듈(300)과 버퍼챔버(600) 사이에서 기판이 전달될 수 있도록 이송한다.
도 2를 참조하면, 건식처리모듈은(300)은 플라즈마 소스를 구비하여 플라즈마 애싱 공정을 진행한다. 건식처리모듈(300)은 내부에 복수 개의 기판(106)을 처리하기 위한 스테이지(302)가 구비된 건식처리챔버(310)와 건식처리챔버(310)로 기판(106)을 로딩/언로딩하기 위한 제1 기판반송모듈(320)로 구성된다. 제1 기판반송모듈(320)과 건식처리챔버(310)에는 진공펌프(104)가 연결되어 애싱 공정 시 내부를 진공상태로 유지한다. 제1 기판반송모듈(320)에는 제1 대기압 기판반송모듈(200)의 제1 대기압 기판이송로봇(230)과 기판(106)을 교환하기 위한 제1 기판이송로봇(330)이 구비된다. 본 발명에서는 두 개의 건식처리모듈(300)이 제1 대기압 기판반송모듈(200)과 연결된다.
제2 전방단부모듈에는 카세트(460)로부터 기판(106)을 로딩/언로딩하기 위한 제2 대기압 기판이송로봇(470)이 구비된 제2 대기압 기판반송모듈(450)다. 제2 대기압 기판이송로봇(470)은 레일(472)을 따라 이동하며 카세트(460)로부터 기판(106)을 로딩/언로딩하고, 습식처리모듈(400)과 버퍼챔버(600) 사이에서 기판이 전달될 수 있도록 이송한다.
습식처리모듈(400)은 기판(106)에 대하여 화학적 습식 세정 공정을 수행한다. 습식처리모듈(400)은 기판(106) 표면의 이물질을 화학적 습식 세정 공정을 통해 제거한다. 습식처리모듈(400)은 적층구조로 습식처리공정을 수행하는 습식처리챔버가 1단으로 구성될 수도 있고, 2단이나 3단으로 적층된 구성을 가질 수도 있다. 습식처리모듈(400)에서의 습식처리공정은 대기압에서 진행된다.
제2 기판반송모듈(500)은 습식처리하기 위한 기판(106) 및 습식처리된 기판을 이송하기 위한 제2 기판이송로봇(530)을 포함한다. 제2 기판이송로봇(530)은 레일(532)을 따라 이동하며 기판(106)을 습식처리모듈(400)로 로딩하거나 언로딩한다. 제2 기판이송로봇(530)은 제2 기판반송모듈(500)의 양측으로 구비된 습식처리모듈(400)로 기판(106)을 로딩/언로딩할 수 있는 구조로, 복수 개의 이송암이 구비된다.
복수 개의 이송암은 관절구조로 형성되고, 습식처리모듈(400)에서 처리하기 위한 기판(106)을 개수에 따라 이송암의 개수도 조정 가능하다. 제2 기판이송로봇(530)은 한 번의 이동으로 복수 개의 습식처리모듈(400)로 기판(106)을 로딩/언로딩한다. 또한 적층된 습식처리모듈(400)이 적층되는 경우, 기판(106)을 로딩/언로딩하기 위해 제2 기판이송로봇(530)은 상하로 이동이 가능하다.
버퍼챔버(600)는 제1 대기압 기판반송모듈(200)과 제2 대기압 기판반송모듈(450) 사이에 구비되어 건식처리공정과 습식처리공정 중간에서 기판(106)을 교환하기 위한 구성이다. 버퍼챔버(600)는 제1 대기압 기판반송모듈(200)의 제1 대기압 기판이송로봇(230)으로부터 전달된 기판(106) 및 제2 대기압 기판반송모듈(450)의 제2 대기압 기판이송로봇(470)으로부터 전달된 기판(106)이 적재된다. 버퍼챔버(600)는 기판(106)을 냉각하기 위한 냉각버퍼와 기판이 적재되어 대기하는 대기버퍼로 구성된다. 버퍼의 구조에 대해서는 하기에서 상세하게 설명한다.
제어부(102)는 기판처리 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(102)는 기판처리나 이송을 위하여 대기압 또는 진공 상태를 유지할 수 있도록 각각의 모듈들을 제어한다. 건식처리공정을 수행할 때 제어부(102)는 진공펌프(104)가 구동되도록 제어신호를 전송하여 건식처리모듈(300)을 진공상태로 유지한다. 건식처리된 기판(106)을 언로딩할때, 제어부(102)는 제1 기판반송모듈(320)이 대기압상태가 되도록 제어신호를 전송한다. 제1 기판반송모듈(320)은 기판(106)의 로딩/언로딩시에는 대기압 상태이고, 건식처리공정시에는 진공상태를 유지한다.
본 발명에 따른 기판처리 시스템은 건식처리를 위한 건식처리공정 설비와 습식처리를 위한 습식처리공정 설비를 버퍼챔버(600)를 이용하여 연결할 수 있다. 건식처리 및 습식처리 시 기판(106)이 외부로 노출되지 않기 때문에 기판(106)이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 서로 다른 공정용 설비를 버퍼챔버(600)를 이용하여 연결할 수 있다.
도 3은 습식처리모듈의 적층구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 건식처리모듈(300)은 스테이지(302)가 구비된 건식처리챔버(310)와 제1 기판반송모듈(320)로 구성된다. 건식처리챔버(310) 내부에는 복수 개의 기판(106)을 동시에 처리할 수 있도록 복수 개의 스테이지(302)가 구비된다. 제1 기판반송모듈(320)을 통해 건식처리챔버(310)로 로딩된 기판(106)은 건식처리된다.
제1 기판반송모듈(320)은 건식처리챔버(310)를 위한 구성으로 제1 기판이송로봇(330)을 구비한다. 제1 기판이송로봇(330)은 구동축(332)을 중심으로 회동하는 복수 개의 이송암(334)으로 구성된다. 복수 개의 이송암(334)은 구동축(332)을 중심으로 부채꼴 형상으로 회동된다. 이송암(334)의 단부에는 기판(106)을 지지하기 위한 앤드이펙터(336)가 구비된다. 이송암(334)의 갯수는 건식처리챔버(310)에서 한번에 처리할 수 있는 기판(106)의 갯수에 대응된다. 또한 이송암(334)의 회동 경로 상에 스테이지(302)가 정렬되어 이송암(334)이 회전하면서 기판(106)을 스테이지에 로딩하거나 언로딩한다.
도 3을 참조하면, 습식처리모듈(400)은 습식처리챔버를 2단 이상으로 적층하여 형성할 수 있다. 2단 이상으로 적층된 구조로 습식처리모듈(400)을 형성함으로써 복수 개의 기판(106)을 한 번에 처리할 수 있을 뿐만아니라 설비가 차지하는 면적도 줄일 수 있다. 본 발명에서는 습식처리모듈(400)이 3단으로 형성되어 12개의 기판을 동시에 처리할 수 있다. 각 층의 습식처리모듈(400)로 기판(106)을 전송하기 위해 각각의 단수에 따라 제2 기판이송로봇(530)의 승강높이를 조정할 수 있다.
도 4는 버퍼챔버의 전체를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 버퍼챔버(600)는 하부의 냉각버퍼(630)와 상부의 대기버퍼(620)로 구성된다. 냉각버퍼(630)에는 건식처리모듈(300)에서 건식처리된 기판(106)이 적재되며, 건식처리된 기판, 특히 애싱공정 후 고온의 기판(106)을 냉각한다. 건식처리모듈(300)에서 건식처리된 기판(106)은 제1 기판이송로봇(330)에 의해 언로딩되어 제1 대기압 기판이송로봇(230)에 전달되고, 제1 대기압 기판이송로봇(230)에 의해 냉각버퍼(630)에 적재된다. 냉각버퍼(630)에서 냉각된 기판(106)은 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 의해 언로딩된다. 냉각버퍼(630)의 양측으로는 냉각버퍼(630)의 내부 공기가 배출되기 위한 배기박스(602)가 구비된다. 배기박스(602)는 투명한 재질로 형성되어 냉각버퍼(630) 내부의 구조를 육안으로 확인할 수 있다. 냉각버퍼(630)는 기판(106)을 냉각처리하는 기능을 정지한 후 기판(106)을 적재하여 대기버퍼로 활용할 수 있다.
대기버퍼(620)는 냉각버퍼(630)의 상부에 구비되며, 습식처리모듈(400)에서 습식처리되거나 습식처리모듈(400)로 제공되기 위한 상온 또는 저온의 기판(106)이 적재된다. 습식처리모듈(400)에서 습식처리된 기판은 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 의해 이송되어 대기버퍼(620)에 적재된다.
도 5 및 도 6은 냉각버퍼 내부에 구비된 냉각버퍼슬롯 및 푸셔유닛을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 냉각버퍼(630)는 기판(106)을 지지하기 위한 구성으로 복수 개의 냉각버퍼슬롯(640)이 구비된다. 복수 개의 냉각버퍼슬롯(640)은 기판(106)이 안착될 수 있는 간격으로 설치된다. 냉각버퍼슬롯(640)은 제1, 2 냉각버퍼슬롯(622, 624)으로 구성되고, 제1, 2 냉각버퍼슬롯(622, 624)은 냉각버퍼(630)의 내측면에 마주하여 설치된다. 제1 냉각버퍼슬롯(622, 624)의 상면에는 건식처리된 기판(106)의 저면과 접하는 하나 이상의 돌기(647)가 구비된다. 돌기(647)는 제1 냉각버퍼슬롯(622) 내에 삽입 되는 기판 지지부재(646)의 상부에 형성된다. 돌기(647)는 라운드 형상으로 형성되어 안착되는 기판(106)과 최소의 면적이 접촉된다. 그러므로 건식처리된 기판(106)의 후면이 오염되는 것을 방지하고, 기판(106)의 최소부분만이 접하기 때문에 기판(106) 전체가 균일하게 냉각처리될 수 있다. 또한 돌기(647)는 라운드 형상으로 기판(106)보다 경도가 작은 재질(예를들어, PEEK,폴리에테르에테르케톤)로 형성되어 후술할 푸시바에 의해 기판(106)이 정렬될 때, 기판(106) 후면에 스크레치가 발생하는 것을 방지한다.
제2 냉각버퍼슬롯(624)의 상면에는 안착되는 기판(106)의 측면이 접하도록 하나 이상의 리미트(645)가 구비된다. 기판(106)의 정렬을 위해 센터링 작업을 수행할 때, 제1, 2 냉각버퍼슬롯(642, 644)에 안착된 기판(106)의 측면이 리미트(645)에 접하면 정렬 작업을 완료한다.
도 6을 참조하면, 냉각버퍼(630)로 로딩된 기판(106)은 습식처리모듈(400)로 이송되기 위해 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 의해 이송된다. 이때, 제2 대기압 기판이송로봇(470)은 기판(106)의 에지영역을 잡아 이동한다. 그러므로 기판(106)이 정확하게 정렬되어있어야 기판(106)을 이송할 수 있다.
냉각버퍼(630)의 측면(636)에는 제1, 2 냉각버퍼슬롯(622, 624)에 안착된 기판(106)의 센터링을 위한 복수 개의 푸셔유닛(650)이 구비된다. 푸셔유닛(650)은 기판(106)의 측면에 힘을 가하기 위한 푸시바(654), 제1 몸체부(652) 및 세라믹으로 형성된 푸시바(654)가 구비된다. 또한 제1 몸체부(652)에 슬라이딩 이동되도록 설치되는 제2 몸체부(653)로 구성된다. 푸셔유닛(650)은 냉각버퍼슬롯(640)에 안착된 기판(106)의 측면에 미는 힘을 가할 수 있도록 푸시바(654)가 냉각버퍼(630) 내로 삽입 설치된다. 냉각슬롯버퍼(640)에 안착된 기판(106)의 측면은 구동수단(미도시)에 의해 슬라이딩되는 제2 몸체부(653)의 푸시바(654)에 의해 이동되어 센터링 정렬된다.
푸시바(654)의 갯수는 건식처리모듈(300)에서 한 번의 공정에 의해 처리되는 기판(106)의 갯수와 동일하다. 본 발명에서는 건식처리모듈(300)에 3개의 스테이지(302)가 구비되어 3장의 기판(106)을 동시에 건식처리한다. 그러므로 푸시바(654)의 갯수도 3개로 형성하여 건식처리모듈(300)에서 처리된 3장의 기판을 동시에 센터링한다. 푸셔유닛(650)은 대기버퍼(610)에 구비될 수 있다. 대기버퍼(610)에 적재된 기판(106)은 에지 그립을 위해 푸셔유닛(650)을 통해 센터링 정렬이 수행될 수 있다.
도 7은 냉각버퍼의 냉각수 패스구조를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 냉각버퍼(630)는 바닥면(632)에 냉각수 주입구(662)와 냉각수 배출구(664)가 구비되고, 측면(636) 내부에 냉각수가 이동되는 냉각 패스(663)가 형성된다. 냉각수 공급원(미도시)로부터 공급된 냉각수는 냉각수 주입구(662)를 통해 주입되고, 냉각패스(663)를 따라 이동하여 냉각수 배출구(664)로 배출된다 냉각패스(663)를 따라 이동하는 냉각수에 의해 냉각버퍼(630) 내의 온도 및 냉각버퍼(630)에 적재된 기판(106)의 온도가 낮아진다.
도 8은 냉각버퍼의 배출구조를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 냉각버퍼(630)의 바닥면(632)에는 개구부(633, 637)가 구비된다. 형성된 개구부(633.637)에는 냉각버퍼(630) 내의 공기를 배출하기 위한 복수 개의 배기구(638)가 설치된다. 복수 개의 배기구(638)는 배기박스(602)에 구비되고, 배기구(638)가 개구부(633, 637) 내에 삽입되도록 배기박스(602)가 냉각버퍼(630)의 측면에 설치된다.
냉각버퍼(630)는 양면이 개방된 형태로 개방된 양측에서 유입된 공기는 바닥면(632)에 형성된 배기구(638)를 통해 배출되며 냉각버퍼(630) 내에서 기류를 형성한다. 그러므로 냉각버퍼(630) 내의 공기 흐름에 의해 기판(106)이 냉각될 수 있다.
도 9는 대기버퍼 내부에 구비된 버퍼슬롯을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 대기버퍼(610)는 제1, 2 대기버퍼슬롯(622, 624)으로 구성된 복수 개의 대기버퍼슬롯(620)이 구비된다. 복수 개의 대기버퍼슬롯(620)은 기판(106)이 안착될 수 있는 간격으로 설치된다. 제1 대기버퍼슬롯(622)의 상면에는 하나 이상의 기판 안착부(627)가 구비되고, 제2 대기버퍼슬롯(624)의 상면에는 하나 이상의 리미트(625)가 구비된다. 대기버퍼(610)로 로딩된 기판(106)은 후면이 기판 안착부(625)에 접하고, 측면이 리미트(625)에 접하도록 안착된다. 기판 안착부(627) 및 리미트(625)는 세라믹으로 형성된다.
본 발명에 따른 버퍼챔버(600)를 이용하면, 냉각처리를 위한 냉각버퍼(620) 및 대기버퍼(610)가 하나의 챔버 내에서 수행될 수 있어 기판이 외부로 노출되어 오염되는 것을 방지한다. 또한 하나의 챔버에서 기판 냉각 및 적재가 동시에 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 건식-습식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 기판처리 시스템(100)을 이용하여 기판(106)의 건식처리공정 후 습식처리공정을 수행할 수 있다. 제1 전방단부모듈의 제1 대기압 기판반송모듈(200)의 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 이용하여 건식처리모듈(300)로 기판을 이송한다(S100). 이송된 기판(106)은 건식처리모듈(300)의 제1 기판이송로봇(330)을 통해 건식처리챔버(310)로 로딩되어 건식처리된다(S110). 건식처리되어 온도가 상승된 기판(106)은 다시 제1 기판이송로봇(330)을 통해 제1 대기압 기판이송로봇(230)에 전달되어 버퍼챔버(600)의 냉각버퍼(630)로 기판(106)을 로딩한다. 기판(106)은 냉각버퍼(630) 내에서 냉각수 또는 공냉방식으로 냉각된다(S120). 냉각버퍼(630)에서 냉각된 기판(106)은 제2 대기압 기판반송모듈(450)의 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 의해 언로딩되어 제2 기판이송로봇(530)에 전달된다. 제2 기판이송로봇(530)에 의해 기판은 습식처리모듈(400)로 로딩된다(S130). 기판(106)은 습식처리모듈(400)에서 습식처리된다(S140). 습식처리가 완료된 기판(106)은 다시 제2 기판이송로봇(530)을 통해 습식처리모듈(400)에서 언로딩되고, 제2 기판이송로봇(470)에 전달되어 버퍼챔버(600)의 대기버퍼(610)로 이송된다(S150). 대기버퍼(610)에 적재된 기판(106)은 제1 대기압 기판반송모듈(200)의 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 카세트(210)에 적재된다(S160). 여기서, 습식처리된 기판은 대기버퍼(610)에 적재된 후 언로딩될 수도 있고, 대기버퍼(610)를 통하지 않고 제2 전방단부모듈의 카세트(460)로 이송될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 습식-건식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 기판처리 시스템(100)을 이용하여 기판의 습식처리공정 후 건식처리공정을 수행할 수 있다. 제2 대기압 기판반송모듈(450)의 제2 대기압 기판이송로봇(470)을 이용하여 카세트(460)로부터 기판(106)을 언로딩한 후 제2 기판이송로봇(530)에 전달한다(S200). 제2 기판이송로봇(530)은 기판을 습식처리모듈(400)에 로딩하고, 로딩된 기판(106)은 습식처리된다(S210). 습식처리된 기판은 다시 제2 기판이송로봇(530)을 통해 언로딩되어 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 전달된다. 제2 대기압 기판이송로봇(470)은 기판(106)을 버퍼챔버(600)의 대기버퍼(610)로 이송한다(S220). 대기버퍼(610)에 적재된 기판(106)은 제1 대기압 기판반송모듈(200)의 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 언로딩되어 제2 기판이송로봇(330)에 전달된다(S230). 제2 기판이송로봇(330)은 건식처리챔버(310)에 기판을 로딩하고, 로딩된 기판은 건식처리된다(S240). 건식처리된 기판(106)은 다시 제2 기판이송로봇(330)에 의해 언로딩되고, 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 버퍼챔버(600)의 냉각버퍼(630)로 이송되어 냉각처리된(S250). 냉각처리된 기판(106)은 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 제1 전방단부모듈(200)로 이송되거나, 제2 대기압 기판이송로봇(470)을 통해 이송된다(S280).
도 12는 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 건식-습식-건식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 기판처리 시스템(100)을 이용하여 기판(106)의 건식처리공정 및 습식처리공정 후 다시 건식처리공정을 수행할 수 있다. 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 이용하여 건식처리모듈(300)로 기판을 이송한다(S300). 이송된 기판(106)은 건식처리모듈(300)의 제1 기판이송로봇(330)을 통해 건식처리챔버(310)로 로딩되어 건식처리된다(S310). 건식처리되어 온도가 상승된 기판(106)은 다시 제1 기판이송로봇(330)을 통해 제1 대기압 기판이송로봇(230)에 전달되어 버퍼챔버(600)의 냉각버퍼(630)로 기판(106)을 로딩한다. 기판(106)은 냉각버퍼(630) 내에서 냉각수 또는 공냉방식으로 냉각된다(S320). 냉각버퍼(630)에서 냉각된 기판(106)은 제2 대기압 기판반송모듈(450)의 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 의해 언로딩되어 제2 기판이송로봇(530)에 전달된다. 제2 기판이송로봇(530)에 의해 기판은 습식처리모듈(400)로 로딩된다(S330). 기판(106)은 습식처리모듈(400)에서 습식처리된다(S340). 습식처리가 완료된 기판(106)은 다시 제2 기판이송로봇(530)을 통해 습식처리모듈(400)에서 언로딩되고, 제2 대기압 기판반송모듈(450)의 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 전달되어 버퍼챔버(600)의 대기버퍼(610)로 이송된다(S350). 대기버퍼(610)에 적재된 기판(106)은 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 건식처리모듈(300)로 로딩되어 건식처리된다(S360). 건식처리된 기판(106)은 다시 냉각버퍼(630)로 로딩되어 냉각처리된다(S370). 냉각처리된 기판(106)은 제1 대기압 기판반송모듈(200) 또는 제2 대기압 기판반송모듈(450)로 이송되어 캐리어(210, 460)에 적재된다(S380).
도 13은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 습식-건식-습식 공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 기판처리 시스템(100)을 이용하여 기판의 습식처리공정 및 건식처리공정 후 다시 습식처리공정을 수행할 수 있다. 제2 대기압 기판이송로봇(470)을 이용하여 카세트(460)로부터 기판(106)을 언로딩한 후 제2 기판이송로봇(530)에 전달한다(S400). 제2 기판이송로봇(530)은 기판을 습식처리모듈(400)에 로딩하고, 로딩된 기판(106)은 습식처리된다(S410). 습식처리된 기판은 다시 제2 기판이송로봇(530)을 통해 언로딩되어 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 전달된다. 제2 대기압 기판이송로봇(470)은 기판(106)을 버퍼챔버(600)의 대기버퍼(610)로 이송한다(S420). 대기버퍼(610)에 적재된 기판(106)은 전방단부모듈(200)의 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 언로딩되어 제1 기판이송로봇(330)에 전달된다(S430). 제1 기판이송로봇(330)은 건식처리챔버(310)에 기판을 로딩하고, 로딩된 기판은 건식처리된다(S440). 건식처리된 기판(106)은 다시 제1 기판이송로봇(330)에 의해 언로딩되고, 제1 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 버퍼챔버(600)의 냉각버퍼(630)로 이송되어 냉각처리된다(S450). 냉각처리된 기판(106)은 제2 대기압 기판이송로봇(230)을 통해 습식처리모듈(400)로 로딩되어 습식처리된다(S460). 습식처리된 기판은 대기버퍼(610)에 적재된 후 제1 대기압 기판반송모듈(200) 또는 제2 대기압 기판반송모듈(450)로 이송되어 캐리어(210, 460)에 적재된다.
도 14는 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 건식처리공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 기판처리 시스템을 이용하여 기판의 건식처리공정만을 수행할 수도 있다. 제1 대기압 기판 이송로봇(230)을 이용하여 건식처리모듈(300)로 기판을 이송한다(S500). 이송된 기판(106)은 건식처리모듈(300)의 제1 기판이송로봇(330)을 통해 건식처리챔버(310)로 로딩되어 건식처리된다(S510). 건식처리되어 온도가 상승된 기판(106)은 다시 제1 기판이송로봇(330)을 통해 제1 대기압 기판이송로봇(230)에 전달되어 버퍼챔버(600)의 냉각버퍼(630)로 로딩된다. 기판(106)은 냉각버퍼(630) 내에서 냉각수 또는 공냉방식으로 냉각된다(S520). 냉각버퍼(630)에서 냉각된 기판(106)은 제1 대기압 기판이송로봇(230)에 의해 언로딩된다(S530).
도 15은 본 발명의 기판처리 시스템을 이용하여 습식처리공정을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 기판처리시스템을 이용하여 기판의 습식처리공정만을 수행할 수 있다. 제2 대기압 기판이송로봇(470)을 이용하여 카세트(460)로부터 기판(106)을 언로딩한 후 제2 기판이송로봇(530)에 전달한다(S600). 제2 기판이송로봇(530)은 기판을 습식처리모듈(400)에 로딩하고, 로딩된 기판(106)은 습식처리된다(S610). 습식처리된 기판은 다시 제2 기판이송로봇(530)을 통해 언로딩되어 제2 대기압 기판이송로봇(470)에 전달된다. 제2 대기압 기판이송로봇(470)은 기판(106)을 처리 완료된 카세트(460)에 적재한다(S620).
이상에서 설명된 본 발명의 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.
그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 기판처리 시스템 102: 제어부
104: 진공펌프 106: 기판
200, 450: 제1, 2 대기압 기판반송모듈
230: 제1 대기압 기판반송로봇 470: 제2 대기압 기판반송로봇
300: 건식처리모듈 532: 레일
302: 스테이지 310: 건식처리챔버
320: 제1 기판반송모듈 330: 제1 기판이송로봇
332: 구동축 334: 이송암
336: 앤드이펙터 400: 습식처리모듈
500: 제2 기판반송모듈 530: 제2 기판이송로봇
600: 버퍼챔버 602: 배기박스
610: 대기버퍼 620: 대기버퍼슬롯
622, 624: 제1, 2 대기버퍼슬롯 625: 리미트
627: 기판안착부 630: 냉각버퍼
632: 바닥면 633, 637: 개구부
636: 측면 638: 배기구
640: 냉각버퍼슬롯 642,644: 제1,2 냉각버퍼슬롯
645: 리미트 646: 기판 지지부재
647: 돌기 650: 푸셔유닛
652, 653: 제1, 2 몸체부 654: 푸시바
661: 냉각수 주입구 663: 냉각패스
664: 냉각수 배출구

Claims (14)

  1. 기판이 대기하는 제1, 2 전방단부모듈;
    상기 제1 전방단부모듈에 연결되어 기판을 이송하는 제1 대기압 기판이송로봇을 갖는 제1 대기압 기판반송모듈;
    상기 제1 대기압 기판반송모듈과 연결되고, 제1 기판이송로봇을 통해 기판을 전달받아 건식처리하기 위한 하나 이상의 건식처리모듈;
    상기 제2 전방단부모듈에 연결되어 기판을 이송하는 제2 대기압 기판이송로봇을 갖는 제2 대기압 기판반송모듈;
    상기 제2 대기압 기판반송모듈과 연결되고, 제2 기판이송로봇을 통해 기판을 전달받아 습식처리하기 위한 하나 이상의 습식처리모듈; 및
    상기 제1, 2 대기압 기판반송모듈 사이에 구비되어 상기 건식처리모듈 또는 상기 습식처리모듈로 이송되는 기판이 적재되는 버퍼챔버를 포함하고,
    상기 버퍼챔버는, 기판이 적재되기 위한 복수 개의 냉각버퍼슬롯이 구비되어 기판을 냉각하는 냉각버퍼; 및 기판이 적재되기 위한 복수 개의 대기버퍼슬롯이 구비되는 대기버퍼를 포함하고,
    기판이 건식처리모듈에서 건식처리된 후 습식처리모듈에서 습식처리되는 경우, 상기 제1 대기압 기판이송로봇은 건식처리된 기판을 상기 버퍼챔버의 냉각버퍼로 이송하고,
    기판이 습식처리모듈에서 습식처리된 후 건식처리모듈에서 건식처리되는 경우, 상기 제2 대기압 기판이송로봇은 습식처리된 기판을 상기 버퍼챔버의 대기버퍼로 이송하고,
    상기 냉각버퍼의 바닥면에 형성되는 개구부;
    상기 냉각버퍼의 측면에 형성되는 배기박스;
    상기 냉각버퍼 내의 공기를 배출할 수 있도록 상기 배기박스에 형성되고, 상기 개구부 내에 삽입되어 형성되는 배기구;
    를 더 포함하고,
    상기 냉각버퍼는
    냉각수 주입구 및 냉각수 배출구를 갖는 냉각수 패스가 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건식처리모듈은 플라즈마 소스를 구비하고 상기 기판에 대하여 애싱 공정을 수행하는 것을 특징을 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판이송로봇은
    복수 개의 이송암;
    상기 복수 개의 이송암이 회동되도록 연결되는 회동축; 및
    상기 복수 개의 이송암에 연결되어 기판이 안착되는 앤드 이펙터를 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 건식처리모듈은 상기 제1 기판이송로봇의 상기 이송암의 회동 경로 위에 정렬되는 복수 개의 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 건식처리모듈과 상기 습식처리모듈의 동작을 제어하고, 상기 기판의 이송을 위한 제1, 2 대기압 기판이송로봇 및 제1, 2 기판이송로봇의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉각버퍼슬롯은
    상기 기판을 지지하기 위한 돌기가 구비된 제1 냉각버퍼슬롯; 및
    상기 기판이 접하는 리미트가 구비된 제2 냉각버퍼슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 냉각버퍼에는 안착된 상기 기판을 센터링 정렬하기 위한 복수 개의 푸셔유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템.
  9. 제1항의 건식 및 습식처리 시스템을 이용한 기판처리방법으로서,
    상기 제1 대기압 기판이송모듈의 상기 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 기판을 상기 건식처리모듈로 전달하여 기판을 건식처리하는 단계;
    건식처리된 기판을 상기 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버의 상기 냉각버퍼로 적재하는 단계;
    상기 제2 대기압 기판이송모듈의 상기 제2 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버의 상기 냉각버퍼에 적재된 기판을 상기 습식처리모듈로 전달하여 습식처리하는 단계; 및
    습식처리된 기판을 상기 제2 대기압 기판이송모듈을 이용하여 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 습식처리모듈에서 습식처리된 기판이 상기 버퍼챔버의 대기버퍼에 적재되는 단계;
    상기 버퍼챔버에 적재된 기판을 상기 제1 대기압 기판이송모듈을 통해 다시 상기 건식처리모듈로 이송하여 건식처리하는 단계: 및
    상기 건식처리모듈에서 건식처리된 상기 기판을 상기 버퍼챔버의 상기 냉각버퍼로 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법.
  11. 삭제
  12. 제1항의 건식 및 습식처리 시스템을 이용한 기판처리방법으로서,
    상기 제2 대기압 기판이송모듈의 상기 제2 대기압 기판이송로봇을 이용하여 기판을 상기 습식처리모듈로 전달하여 습식처리하는 단계;
    습식처리된 기판을 상기 제2 대기압 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버의 대기버퍼에 적재하는 단계;
    상기 제1 대기압 기판이송모듈의 상기 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버의 상기 대기버퍼에 적재된 기판을 상기 건식처리모듈로 전달하여 건식처리하는 단계;
    건식처리된 기판을 상기 제1 대기압 기판이송로봇을 이용하여 상기 버퍼챔버의 상기 냉각버퍼에 적재하는 단계; 및
    상기 제1 대기압 기판이송모듈 또는 제2 대기압 기판이송모듈을 이용하여 기판을 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 건식처리모듈에서 건식처리되어 상기 버퍼챔버의 상기 냉각버퍼에 적재된 기판을 상기 습식처리모듈로 로딩하여 습식처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 이용한 기판처리방법.
  14. 삭제
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