KR102277544B1 - 반송 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 반송하는 장치를 제공한다. 기판을 반송하는 장치는 기판을 지지하는 핸드, 상기 핸드가 연결되는 아암, 그리고 상기 아암을 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 핸드는 바디, 상기 바디에 제공되어 기판을 진공 흡착하는 흡착 부재, 그리고 기판이 흡착되는 방향과 반대 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함한다. 기판의 정위치가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

Description

반송 유닛{Transfer unit}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 반송하는 장치에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막 증착 등의 다양한 공정들을 통해 원하는 패턴을 기판에 형성한다. 이러한 공정들은 다시 복수의 공정 처리들을 포함하며, 각각의 공정 처리는 서로 다른 공정 처리 장치에서 진행된다.
각각의 공정은 서로 다른 분위기에서 진행되며, 반송 로봇은 각각의 독립된 분위기를 가지는 공정 챔버에 기판을 반송한다. 일반적으로 반송 로봇은 기판을 지지하는 핸드를 가진다. 핸드는 기판을 진공 흡착한 상태로 기판을 반송한다. 기판은 진공 흡착되어 로봇의 떨림 및 충격에도 위치 이탈을 방지할 수 있다. 핸드로부터 지지판으로 기판을 인계하는 과정에는 핸드와 기판 사이 공간의 진공을 해제함으로써, 기판을 척킹하는 힘을 해제한다.
그러나 핸드와 기판의 사이 공간에는 잔압이 남아있다. 이로 인해 기판에 물리적 힘을 가함으로써, 기판을 핸드로부터 지지판에 인계한다. 이때 잔압 상태에서 따라 기판이 핸드로부터 튕기거나 슬립 등의 현상이 발생되며, 이는 공정 불량을 야기한다.
본 발명은 흡착 지지한 기판을 다른 위치로 인계하는 과정에서 기판이 정 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 반송하는 장치를 제공한다. 기판을 반송하는 장치는 기판을 지지하는 핸드, 상기 핸드가 연결되는 아암, 그리고 상기 아암을 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 핸드는 바디, 상기 바디에 제공되어 기판을 진공 흡착하는 흡착 부재, 그리고 기판이 흡착되는 방향과 반대 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함한다.
상기 바디는 서로 이격되고, 그리고 서로 대향하도록 배치되는 2 개의 지지대와 상기 각각의 지지대로부터 내측으로 돌출되어 기판의 가장자리를 지지하는 지지 돌기를 가지고, 상기 흡착 부재는 상기 지지 돌기에 형성된 진공홀을 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 지지 돌기에 설치될 수 있다.
상기 탄성 부재는, 상기 진공홀과 상기 지지대 사이에 위치될 수 있다.
상기 흡착 부재는, 상기 진공홀에 연결되는 감압 라인과 상기 감압 라인을 감압하는 감압 부재를 더 포함하되, 상기 탄성력은 상기 핸드에 놓여지는 기판의 무게보다 크고, 상기 감압 부재에 의해 상기 진공홀에 제공되는 감압력보다 작게 제공될 수 있다.
상기 흡착 부재는, 상기 진공홀에 결합되며, 기판을 직접 지지하는 흡착 패드를 더 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 진공홀에 놓여진 기판을 지지하는 지지 바디, 상기 지지 바디에 탄성력을 제공하는 스프링, 그리고 상기 지지 바디 및 상기 스프링이 설치되며, 상기 지지 바디가 제1높이와 제2높이 간에 이동 가능하도록 상기 지지 바디의 높이를 제한하는 하우징을 포함하되, 상기 제2높이는 상기 흡착 패드와 동일하거나 그보다 낮은 위치이고, 상기 제1높이는 상기 흡착 패드보다 높은 위치로 제공될 수 있다. 상기 지지 바디는 상단이 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 상기 지지 바디는 구 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 탄성 부재는 핸드의 잔압에 의해 지지된 기판을 들어올린다. 이로 인해 기판의 정위치가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 탄성 부재는 지지대와 흡착 패드 사이에 위치된다. 이로 인해 탄성 부재를 설치하기 위한 별도의 구성이 필요치 않다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 반송 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 핸드를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 탄성 부재를 확대해 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 3의 버퍼를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 5 및 도8의 플레이트와 핸드를 보여주는 평면도이다.
도 10은 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 11는 도 10의 열처리 챔버의 정면도이다.
도 12는 도 3의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 도포 블럭 또는 현상 블럭을 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(20,index module), 처리 모듈(30, treating module), 그리고 인터페이스 모듈(40, interface module)을 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)은 순차적으로 일렬로 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(20), 처리 모듈(30), 그리고 인터페이스 모듈(40)이 배열된 방향을 제1 방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 하고, 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)이라 한다.
인덱스 모듈(20)은 기판(W)이 수납된 용기(10)로부터 기판(W)을 처리 모듈(30)로 반송하고, 처리가 완료된 기판(W)을 용기(10)로 수납한다. 인덱스 모듈(20)의 길이 방향은 제2 방향(14)으로 제공된다. 인덱스 모듈(20)은 로드포트(22)와 인덱스 프레임(24)을 가진다. 인덱스 프레임(24)을 기준으로 로드포트(22)는 처리 모듈(30)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(10)는 로드포트(22)에 놓인다. 로드포트(22)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(22)는 제2 방향(14)을 따라 배치될 수 있다.
용기(10)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기(10)가 사용될 수 있다. 용기(10)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(22)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(24)의 내부에는 인덱스 로봇(2200)이 제공된다. 인덱스 프레임(24) 내에는 길이 방향이 제2 방향(14)으로 제공된 가이드 레일(2300)이 제공되고, 인덱스 로봇(2200)은 가이드 레일(2300) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(2200)은 기판(W)이 놓이는 핸드(2220)를 포함하며, 핸드(2220)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(30)은 기판(W)에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행한다. 처리 모듈(30)은 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)을 가진다. 도포 블럭(30a)은 기판(W)에 대해 도포 공정을 수행하고, 현상 블럭(30b)은 기판(W)에 대해 현상 공정을 수행한다. 도포 블럭(30a)은 복수 개가 제공되며, 이들은 서로 적층되게 제공된다. 현상 블럭(30b)은 복수 개가 제공되며, 현상 블럭들(30b)은 서로 적층되게 제공된다. 도 3의 실시예에 의하면, 도포 블럭(30a)은 2개가 제공되고, 현상 블럭(30b)은 2개가 제공된다. 도포 블럭들(30a)은 현상 블럭들(30b)의 아래에 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 2개의 도포 블럭들(30a)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 2개의 현상 블럭들(30b)은 서로 동일한 공정을 수행하며, 서로 동일한 구조로 제공될 수 있다.
도포 블럭(30a)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 액 처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800)를 가진다. 열처리 챔버(3200)는 기판(W)에 대해 열처리 공정을 수행한다. 열처리 공정은 냉각 공정 및 가열 공정을 포함할 수 있다. 액처리 챔버(3600)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 액막을 형성한다. 액막은 포토레지스트막 또는 반사방지막일 수 있다. 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a) 내에서 열처리 챔버(3200)와 액처리 챔버(3600) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(3400)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 평행하게 제공된다. 반송 챔버(3400)에는 반송 유닛이 제공된다. 반송 유닛은 반송 로봇(3422)과 반송 레일(3300)을 포함한다. 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200), 액처리 챔버(3600), 그리고 버퍼 챔버(3800) 간에 기판을 반송한다.
도 4는 도 3의 반송 로봇을 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 3의 반송 로봇의 핸드의 일 예를 보여주는 평면도이며, 도 6은 도 5의 핸드를 보여주는 단면도이고, 도 7은 도 6의 탄성 부재를 확대해 보여주는 단면도이다. 도 4 내지 도 7을 참조하면, 반송 로봇(3422)은 핸드(3420), 아암(3423), 가이드 레일(3428), 몸체(3427), 회전축(3425), 그리고 베이스(3426)를 포함한다. 핸드(3420)는 기판(W)을 지지한다. 핸드(3420)는 전진과 후진을 포함하는 수평 직선 이동, 제3방향(16)을 축으로 회전되는 회전 이동, 그리고 제3방향(16)을 향하는 승강 이동이 가능하도록 제공된다.
핸드(3420)는 기판(W)을 직접 지지한다. 핸드(3420)는 복수 개로 제공되며, 서로 적층되게 위치된다. 핸드들(3420)은 몸체(3427)의 상부에 위치된다. 예컨대, 핸드는 상부에 위치되는 제1핸드(3420a)와 하부에 위치되는 제2핸드(3420b)로 제공될 수 있다. 제1핸드(3420a)와 제2핸드(3420b)는 동일한 형상을 가진다. 다만, 제1핸드(3420a)와 제2핸드(3420b)는 서로 다른 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1핸드(3420a)는 챔버 또는 기판(W)을 처리하는 유닛으로부터 기판(W)을 반출하는 용도로 사용되고, 제2핸드(3420b)는 챔버 또는 기판(W)을 처리하는 유닛에 기판(W)을 반입하는 용도로 사용될 수 있다.
핸드(3420)는 바디(1000), 흡착 부재(1200), 그리고 탄성 부재(1400)를 포함한다. 바디(1000)는 대체로 원주의 일부가 절곡된 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 바디(1000)는 기판(W)보다 큰 직경을 가지며, 기판(W)의 주변을 감싸도록 기판(W)을 지지할 수 있다. 바디(1000)는 지지대(1020) 및 지지 돌기(1040)를 포함한다. 지지대(1020)는 복수 개로 제공되며, 지지 돌기(1040)를 지지한다. 예컨대, 지지대(1020)는 2 개로 제공되며, 서로 이격되게 위치되고, 기판(W)을 사이에 두고 서로 대향되게 배치될 수 있다. 지지대(1020)는 호 형상으로 제공될 수 있다. 각 지지대(1020)는 끝단이 서로 연장되는 형상으로 제공될 수 있다. 지지 돌기(1040)는 각 지지대(1020)로부터 그 내측으로 돌출되게 제공된다. 각 지지대(1020)에는 2 개의 지지 돌기(1040)가 제공될 수 있다. 예컨대, 지지 돌기(1040)는 총 4 개일 수 있다. 지지 돌기(1040)는 기판(W)의 가장자리를 지지할 수 있다.
흡착 부재(1200)는 지지 돌기(1040)에 놓여진 기판(W)을 진공 흡착한다. 흡착 부재(1200)는 감압 라인(1220), 감압 부재(1240), 그리고 흡착 패드(1260)를 포함한다. 감압 라인(1220)은 바디(1000) 내에서 지지 돌기(1040)의 상면까지 연장되게 제공된다. 이러한 감압 라인(1220)은 지지 돌기(1040)의 상면에서 진공홀로 기능한다. 상부에서 바라볼 때 진공홀은 지지 돌기(1040)의 내측단에 인접하게 위치된다. 흡착 패드(1260)는 진공홀에 설치된다. 흡착 패드(1260)는 하부가 진공홀에 삽입되고, 상부가 진공홀로부터 위로 돌출되게 위치된다. 예컨대, 흡착 패드(1260)는 지지 돌기(1040)보다 높은 상단을 가질 수 있다. 흡착 패드(1260)는 기판(W)과 접촉 시 스크래치 발생을 최소화할 수 있는 재질로 제공될 수 있다. 흡착 패드(1260)는 중공(1262)을 가지는 링 형상으로 제공되며, 중공(1262)은 진공홀과 연통되게 제공될 수 있다.
진공홀은 감압 부재(1240)에 의해 감압된다. 이에 따라 흡착 패드(1260)에 기판(W)이 놓여지면, 흡착 패드(1260)와 기판(W)의 사이 공간이 감압되어 기판(W)을 진공 흡착할 수 있다.
탄성 부재(1400)는 흡착 패드(1260)에 놓여진 기판(W)으로 탄성력을 제공한다. 탄성 부재(1400)는 기판(W)이 흡착되는 방향과 반대 방향으로 탄성력을 제공한다. 탄성 부재(1400)는 흡착 패드(1260)와 동일한 개수로 제공될 수 있다. 탄성 부재(1400)는 지지 돌기(1040)에 설치되며, 지지대(1020)와 흡착 패드(1260) 사이에 위치될 수 있다. 이에 따라 기판(W)을 진공 흡착하는 방향과 반대 방향으로 들러올릴 수 있으며, 기판(W)을 들어올리는 과정에서 위치가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한 탄성 부재(1400)를 설치하기 위한 별도의 공간을 요구하지 않는다. 일 예에 의하면, 탄성력은 기판(W)의 무게보다 클 수 있고, 감압 부재(1240)로부터 발생되는 감압력보다 작게 제공될 수 있다. 이에 따라 탄성 부재(1400)는 감압 부재(1240)에 의해 진공 흡착된 기판(W)을 들어 올리지 못하는 반면, 감압력이 해제되면 기판(W)을 들어올릴 수 있다.
탄성 부재(1400)는 하우징(1420), 지지 바디(1440), 그리고 스프링(1460)을 포함한다, 하우징(1420)은 지지 바디(1440)의 높이를 제한한다. 예컨대, 하우징(1420)은 지지 바디(1440)를 제2높이(D2)에서 제1높이(D1)까지 이동 가능하도록 지지 바디(1440)의 높이를 제한할 수 있다. 하우징(1420)은 지지 돌기(1040)에 설치된다. 하우징(1420)은 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 지지 바디(1440) 및 스프링(1460)은 하우징(1420) 내에 위치된다. 지지 바디(1440)는 일부가 하우징(1420)으로부터 돌출되게 위치되어 기판(W)의 저면에 접촉되게 제공된다. 지지 바디(1440)가 기판(W)에 접촉되는 접촉면은 굴곡지게 제공된다. 일 예에 의하면, 지지 바디(1440)는 구 형상으로 제공될 수 있다. 이에 따라 지지 바디(1440)가 기판(W)에 접촉되는 면을 최소화할 수 있으며, 기판(W)의 스크래치 및 열 전도 등의 손상을 방지할 수 있다. 지지 바디(1440)는 일부가 하우징(1420)으로부터 돌출되게 위치된다. 지지 바디(1440)는 상단이 하우징(1420)으로부터 돌출되게 위치된다. 스프링(1460)은 하우징(1420) 내에서 지지 바디(1440)를 지지한다. 스프링(1460)은 지지 바디(1440)가 위를 향하는 방향으로 탄성력으로 제공한다. 이에 따라 지지 바디(1440)는 제1높이(D1)까지 이동될 수 있으며, 진공 흡착된 기판(W)에 의해 제2높이(D2)까지 하강될 수 있다. 예컨대, 제2높이(D2)는 흡착 패드(1260)와 동일하거나 그보다 낮은 위치이고, 제1높이(D1)는 흡착 패드(1260)보다 높은 위치일 수 있다.
아암(3423)은 핸드와 가이드 레일(3428)을 서로 연결한다. 아암(3423)은 구동부(미도시)에 의해 가이드 레일(3428)의 길이 방향을 따라 전후 방향으로 직선 이동이 가능하다. 아암(3423)은 제1핸드(3420a)를 지지하는 제1아암(3423a)과 제2핸드(3420b)를 지지하는 제2아암(3423b)을 가진다. 가이드 레일(3428)은 아암(3423)이 이동되는 방향을 안내한다. 예컨대, 아암들(3423)은 수평 직선 방향으로 이동될 수 있다. 가이드 레일(3428)은 제1아암(3423a)가 설치되는 제1가이드 레일(1120)과 제2아암(3423b)가 설치되는 제2가이드 레일(1140)을 포함한다. 제1가이드 레일(1120)은 몸체(3427)의 일측면에 설치되고, 제2가이드 레일(1140)에는 몸체(3427)의 타측면에 설치된다. 여기서 일측면과 타측면은 서로 반대되는 측면들일 수 있다. 측부에서 바라볼 때 제1가이드 레일(1120)과 제2가이드 레일(1140)은 서로 중첩되게 위치될 수 있다. 제1가이드 레일(1120)과 제2가이드 레일(1140)은 평행한 길이 방향을 가진다. 제1가이드 레일(1120)과 제2가이드 레일(1140)은 각각 수평 방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
몸체(3427)는 회전축(3425)에 의해 지지 및 회전된다. 회전축(3425)은 베이스(3426)에 설치되며, 베이스(3426) 상에서 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 회전축(3425)의 회전에 의해 몸체(3427) 및 핸드는 함께 회전될 수 있다. 베이스(3426)는 승하강이 가능하도록 제공된다. 베이스(3426)의 승하강에 의해 회전축(3425)과 핸드(3420)는 함께 승하강될 수 있다. 또한 베이스(3426)는 반송 레일(3300)을 따라 전단 버퍼(3802)와 인접한 위치에서 후단 버퍼(3804)와 인접한 위치까지 이동 가능하다. 반송 레일(3300)은 제1방향을 향하는 길이 방향을 가지도록 제공된다. 반송 레일(3300)에 설치된 베이스(3426)는 구동 부재(미도시)에 의해 제1방향으로 이동될 수 있다.
버퍼 챔버(3800)는 복수 개로 제공된다. 버퍼 챔버들(3800) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 반송 챔버(3400) 사이에 배치된다. 이하, 이들 버퍼 챔버를 전단 버퍼(3802, front buffer)라 칭한다. 전단 버퍼들(3802)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 버퍼 챔버들(3802, 3804) 중 다른 일부는 반송 챔버(3400)와 인터페이스 모듈(40) 사이에 배치된다 이하. 이들 버퍼 챔버를 후단 버퍼(3804, rear buffer)라 칭한다. 후단 버퍼들(3804)은 복수 개로 제공되며, 상하 방향을 따라 서로 적층되게 위치된다. 전단 버퍼들(3802) 및 후단 버퍼들(3804) 각각은 복수의 기판들(W)을 일시적으로 보관한다. 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)은 인덱스 로봇(2200) 및 메인 로봇(3422)에 의해 반입 또는 반출된다. 후단 버퍼(3804)에 보관된 기판(W)은 메인 로봇(3422) 및 제1로봇(4602)에 의해 반입 또는 반출된다. 각각의 버퍼(3802, 3804)는 내부에 기판이 보관되는 버퍼 공간 및 기판이 냉각되는 냉각 공간을 가진다.
전단 버퍼(3802)의 일측에는 버퍼 로봇(3812)이 배치된다. 버퍼 로봇(3812)은 전단 버퍼들(3802) 간에 기판(W)을 반송한다. 도면에는 버퍼 로봇(3812)이 전단 버퍼(3802)의 일측에만 제공되는 것으로 도시하였으나, 전단 버퍼(3802)의 양측에 각각 제공될 수 있다. 예컨대, 버퍼 로봇(3812)은 서로 다른 도포 모듈에 제공된 전단 버퍼들(3802) 간에 또는 서로 다른 모듈에 제공된 전단 버퍼들(3802) 간에 기판(W)을 반송한다. 버퍼 로봇(3812)은 메인 로봇(3422)와 동일한 형상을 가지므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
다음은 상술한 버퍼 챔버 중 전단 버퍼(3802)에 대해 보다 자세히 설명한다. 지지 부재(5000)는 제1방향을 향해 반송 챔버(3400)과 마주하게 위치된다. 버퍼 로봇(3812)은 지지 부재(5000)와 제2방향을 따라 배열되며, 제1방향을 향해 열처리 챔버와 마주하게 위치된다. 도 8은 도 3의 버퍼를 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 5 및 도 8의 플레이트와 핸드를 보여주는 평면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 전단 버퍼(3802)는 복수의 기판을 지지하는 지지 부재(5000)로 제공된다. 지지 부재(5000)는 지지축(5200) 및 복수의 냉각 플레이트(5400)를 포함한다. 지지축(5200)은 복수의 플레이트(5400)를 지지한다. 냉각 플레이트(5400)는 복수 개로 제공되고, 서로 간에 일정 거리로 이격되며, 상하 방향으로 적층되게 위치된다.
냉각 플레이트(5400)에는 버퍼 로봇(3812)과 메인 로봇(3422)에 의해 기판(W)이 반송된다. 버퍼 로봇(3812)과 메인 로봇(3422) 각각은 동일한 형상의 핸드(3420)를 가진다. 냉각 플레이트(5400)는 대체로 원판 형상을 가진다. 냉각 플레이트(5400)의 내부에는 냉각수가 흐르는 냉각 유로(5404)가 형성된다. 냉각 플레이트(5400)는 핸드(3420)보다 작은 직경의 원판 형상을 가지며, 원주면에는 지지 돌기(1040)가 관통되는 절곡부(5402)가 형성된다. 절곡부(5402)는 냉각 플레이트(5440)의 상면에서 저면까지 연장되게 제공된다. 이로 인해 핸드(3420)는 냉각 플레이트(5440)에 기판(W)을 내려놓을 때, 냉각 플레이트(5440)의 위에서 아래까지 하강 이동된다. 이와 반대로, 냉각 플레이트(5440)에 놓인 기판(W)을 들어 올릴 때, 냉각 플레이트(5440)의 아래에서 위까지 승강 이동된다.
열처리 챔버(3202)는 복수 개로 제공된다. 열처리 챔버들(3202)은 제1방향(12)을 따라 나열되게 배치된다. 열처리 챔버들(3202)은 반송 챔버(3400)의 일측에 위치된다.
도 10은 도 3의 열처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 11는 도 10의 열처리 챔버의 정면도이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 열처리 챔버(3202)는 하우징(3210), 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)를 가진다.
하우징(3210)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3210)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 선택적으로 반입구를 개폐하도록 도어(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 냉각 유닛(3220), 가열 유닛(3230), 그리고 반송 플레이트(3240)는 하우징(3210) 내에 제공된다. 냉각 유닛(3220) 및 가열 유닛(3230)은 제2 방향(14)을 따라 나란히 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각 유닛(3220)은 가열 유닛(3230)에 비해 반송 챔버(3400)에 더 가깝게 위치될 수 있다.
냉각 유닛(3220)은 냉각판(3222)을 가진다. 냉각판(3222)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가질 수 있다. 냉각판(3222)에는 냉각부재(3224)가 제공된다. 일 예에 의하면, 냉각부재(3224)는 냉각판(3222)의 내부에 형성되며, 냉각 유체가 흐르는 유로로 제공될 수 있다.
가열 유닛(3230)은 가열판(3232), 커버(3234), 그리고 히터(3233)를 가진다. 가열판(3232)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형의 형상을 가진다. 가열판(3232)은 기판(W)보다 큰 직경을 가진다. 가열판(3232)에는 히터(3233)가 설치된다. 히터(3233)는 전류가 인가되는 발열저항체로 제공될 수 있다. 가열판(3232)에는 제3 방향(16)을 따라 상하 방향으로 구동 가능한 리프트 핀(3238)들이 제공된다. 리프트 핀(3238)은 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로부터 기판(W)을 인수받아 가열판(3232) 상에 내려놓거나 가열판(3232)으로부터 기판(W)을 들어올려 가열 유닛(3230) 외부의 반송 수단으로 인계한다. 일 예에 의하면, 리프트 핀(3238)은 3개가 제공될 수 있다. 커버(3234)는 내부에 하부가 개방된 공간을 가진다. 커버(3234)는 가열판(3232)의 상부에 위치되며 구동기(3236)에 의해 상하 방향으로 이동된다. 커버(3234)가 가열판(3232)에 접촉되면, 커버(3234)와 가열판(3232)에 의해 둘러싸인 공간은 기판(W)을 가열하는 가열 공간으로 제공된다.
반송 플레이트(3240)는 대체로 원판 형상을 제공되고, 기판(W)과 대응되는 직경을 가진다. 반송 플레이트(3240)의 가장자리에는 노치(3244)가 형성된다. 노치(3244)는 상술한 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)에 형성된 지지 돌기와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 노치(3244)는 핸드(3420)에 형성된 지지 돌기와 대응되는 수로 제공되고, 지지 돌기와 대응되는 위치에 형성된다. 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)가 상하 방향으로 정렬된 위치에서 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240)의 상하 위치가 변경하면 핸드(3420)와 반송 플레이트(3240) 간에 기판(W)의 전달이 이루어진다. 반송 플레이트(3240)는 가이드 레일(3249) 상에 장착되고, 구동기(3246)에 의해 가이드 레일(3249)을 따라 제1영역(3212)과 제2영역(3214) 간에 이동될 수 있다. 반송 플레이트(3240)에는 슬릿 형상의 가이드 홈(3242)이 복수 개 제공된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)의 끝단에서 반송 플레이트(3240)의 내부까지 연장된다. 가이드 홈(3242)은 그 길이 방향이 제2 방향(14)을 따라 제공되고, 가이드 홈(3242)들은 제1 방향(12)을 따라 서로 이격되게 위치된다. 가이드 홈(3242)은 반송 플레이트(3240)와 가열 유닛(3230) 간에 기판(W)의 인수인계가 이루어질 때 반송 플레이트(3240)와 리프트 핀(1340)이 서로 간섭되는 것을 방지한다.
기판(W)의 가열은 기판(W)이 지지 플레이트(1320) 상에 직접 놓인 상태에서 이루어지고, 기판(W)의 냉각은 기판(W)이 놓인 반송 플레이트(3240)가 냉각판(3222)에 접촉된 상태에서 이루어진다. 냉각판(3222)과 기판(W) 간에 열전달이 잘 이루어지도록 반송 플레이트(3240)은 열전달율이 높은 재질로 제공된다. 일 예에 의하면, 반송 플레이트(3240)은 금속 재질로 제공될 수 있다.
열처리 챔버들(3200) 중 일부의 열처리 챔버에 제공된 가열 유닛(3230)은 기판(W) 가열 중에 가스를 공급하여 포토레지스트의 기판(W) 부착률을 향상시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 가스는 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane) 가스일 수 있다.
액처리 챔버(3600)는 복수 개로 제공된다. 액처리 챔버들(3600) 중 일부는 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 액 처리 챔버들(3600)은 반송 챔버(3402)의 일측에 배치된다. 액 처리 챔버들(3600)은 제1방향(12)을 따라 나란히 배열된다. 액 처리 챔버들(3600) 중 일부는 인덱스 모듈(20)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 전단 액처리 챔버(3602)(front liquid treating chamber)라 칭한다. 액 처리 챔버들(3600)은 중 다른 일부는 인터페이스 모듈(40)과 인접한 위치에 제공된다. 이하, 이들 액처리 챔버를 후단 액처리 챔버(3604)(rear heat treating chamber)라 칭한다.
전단 액처리 챔버(3602)는 기판(W)상에 제1액을 도포하고, 후단 액처리 챔버(3604)는 기판(W) 상에 제2액을 도포한다. 제1액과 제2액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1액은 반사 방지막이고, 제2액은 포토레지스트이다. 포토레지스트는 반사 방지막이 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액은 포토레지스트이고, 제2액은 반사방지막일 수 있다. 이 경우, 반사방지막은 포토레지스트가 도포된 기판(W) 상에 도포될 수 있다. 선택적으로 제1액과 제2액은 동일한 종류의 액이고, 이들은 모두 포토레지스트일 수 있다.
도 12는 도 4의 액 처리 챔버의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 액 처리 챔버(3600)는 하우징(3610), 컵(3620), 기판 지지 유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(1000)을 가진다. 하우징(3610)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(3610)의 측벽에는 기판(W)이 출입되는 반입구(도시되지 않음)가 형성된다. 반입구는 도어(도시되지 않음)에 의해 개폐될 수 있다. 컵(3620), 지지유닛(3640), 그리고 액 공급 유닛(1000)은 하우징(3610) 내에 제공된다. 하우징(3610)의 상벽에는 하우징(3260) 내에 하강 기류를 형성하는 팬 필터 유닛(3670)이 제공될 수 있다. 컵(3620)은 상부가 개방된 처리 공간을 가진다. 기판 지지 유닛(3640)은 처리 공간 내에 배치되며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(3640)은 액 처리 도중에 기판(W)이 회전 가능하도록 제공된다. 액 공급 유닛(1000)은 기판 지지 유닛(3640)에 지지된 기판(W)으로 액을 공급한다.
노즐(1100)은 기판 지지 유닛에 지지된 기판과 마주하는 공정 위치에서 기판 상에 액을 공급한다. 예컨대, 액은 포토레지스트와 같은 감광액일 수 있다. 공정 위치는 노즐(1100)이 감광액을 기판의 중심으로 토출 가능한 위치일 수 있다.
현상 블럭(30b)은 열처리 챔버(3200), 반송 챔버(3400), 그리고 액처리 챔버(3600)를 가진다. 현상 블럭(30b)의 열처리 챔버(3200), 그리고 반송 챔버(3400)는 도포 블럭(30a)의 열처리 챔버(3200), 그리고 반송 챔버(3400)와 대체로 유사한 구조 및 배치로 제공되므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
현상 블록(30b)에서 액처리 챔버들(3600)은 모두 동일하게 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 현상 챔버(3600)로 제공된다.
인터페이스 모듈(40)은 처리 모듈(30)을 외부의 노광 장치(50)와 연결한다. 인터페이스 모듈(40)은 인터페이스 프레임(4100), 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)를 가진다.
인터페이스 프레임(4100)의 상단에는 내부에 하강기류를 형성하는 팬필터유닛이 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200), 인터페이스 버퍼(4400), 그리고 반송 부재(4600)는 인터페이스 프레임(4100)의 내부에 배치된다. 부가 공정 챔버(4200)는 도포 블럭(30a)에서 공정이 완료된 기판(W)이 노광 장치(50)로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)는 노광 장치(50)에서 공정이 완료된 기판(W)이 현상 블럭(30b)으로 반입되기 전에 소정의 부가 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 의하면, 부가 공정은 기판(W)의 에지 영역을 노광하는 에지 노광 공정, 또는 기판(W)의 상면을 세정하는 상면 세정 공정, 또는 기판(W)의 하면을 세정하는 하면 세정공정일 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 복수 개가 제공되고, 이들은 서로 적층되도록 제공될 수 있다. 부가 공정 챔버(4200)는 모두 동일한 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 선택적으로 부가 공정 챔버(4200)들 중 일부는 서로 다른 공정을 수행하도록 제공될 수 있다.
인터페이스 버퍼(4400)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 반송되는 기판(W)이 반송도중에 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 인터페이스 버퍼(4400)는 복수 개가 제공되고, 복수의 인터페이스 버퍼들(4400)은 서로 적층되게 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 반송 챔버(3400)의 길이 방향의 연장선을 기준으로 일 측면에는 부가 공정 챔버(4200)가 배치되고, 다른 측면에는 인터페이스 버퍼(4400)가 배치될 수 있다.
반송 부재(4600)는 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 노광 장치(50), 그리고 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송한다. 반송 부재(4600)는 1개 또는 복수 개의 로봇으로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 반송 부재(4600)는 제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)을 가진다. 제1로봇(4602)은 도포 블럭(30a), 부가 공정챔버(4200), 그리고 인터페이스 버퍼(4400) 간에 기판(W)을 반송하고, 인터페이스 로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)와 노광 장치(50) 간에 기판(W)을 반송하고, 제2로봇(4604)은 인터페이스 버퍼(4400)와 현상 블럭(30b) 간에 기판(W)을 반송하도록 제공될 수 있다.
제1로봇(4602) 및 제2로봇(4606)은 각각 기판(W)이 놓이는 핸드를 포함하며, 핸드는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(16)에 평행한 축을 기준으로 한 회전, 그리고 제3 방향(16)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
인덱스 로봇(2200), 제1로봇(4602), 그리고 제2 로봇(4606)의 핸드는 모두 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 선택적으로 열처리 챔버의 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받는 로봇의 핸드는 반송 로봇(3422)의 핸드(3420)와 동일한 형상으로 제공되고, 나머지 로봇의 핸드는 이와 상이한 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 인덱스 로봇(2200)은 도포 블럭(30a)에 제공된 전단 열처리 챔버(3200)의 가열 유닛(3230)과 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공된다.
또한, 도포 블럭(30a) 및 현상 블럭(30b)에 제공된 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에 위치된 반송 플레이트(3240)와 직접 기판(W)을 주고받을 수 있도록 제공될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 다음은 상술한 기판 처리 장치(1)를 이용하여 기판을 처리하는 방법의 일 실시예에 대해 설명한다.
기판(W)에 대해 도포 처리 공정(S20), 에지 노광 공정(S40), 노광 공정(S60), 그리고 현상 처리 공정(S80)이 순차적으로 수행된다.
도포 처리 공정(S20)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S21), 전단 액처리 챔버(3602)에서 반사방지막 도포 공정(S22), 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S23), 후단 액처리 챔버(3604)에서 포토레지스트막 도포 공정(S24), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S25)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 용기(10)에서 노광 장치(50)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다.
인덱스 로봇(2200)은 기판(W)을 용기(10)에서 꺼내서 전단 버퍼(3802)로 반송한다. 반송 로봇(3422)은 전단 버퍼(3802)에 보관된 기판(W)을 전단 열처리 챔버(3200)로 반송한다. 기판(W)은 반송 플레이트(3240)에 의해 가열 유닛(3230)에 기판(W)을 반송한다. 가열 유닛(3230)에서 기판의 가열 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)는 기판을 냉각 유닛(3220)으로 반송한다. 반송 플레이트(3240)는 기판(W)을 지지한 상태에서, 냉각 유닛(3220)에 접촉되어 기판(W)의 냉각 공정을 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 반송 플레이트(3240)가 냉각 유닛(3220)의 상부로 이동되고, 반송 로봇(3422)은 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출하여 전단 액처리 챔버(3602)로 반송한다.
전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W) 상에 반사 방지막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 전단 액처리 챔버(3602)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 반출하여 후단 액처리 챔버(3604)로 반송한다.
이후, 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W) 상에 포토레지스트막을 도포한다.
반송 로봇(3422)이 후단 액처리 챔버(3604)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)으로 기판(W)을 반입한다. 열처리 챔버(3200)에는 상술한 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 진행되고, 각 열처리 공정이 완료되면, 반송 로봇(3422)은 기판(W)을 후단 버퍼(3804)로 반송한다. 인터페이스 모듈(40)의 제1로봇(4602)이 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 보조 공정챔버(4200)로 반송한다.
보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)에 대해 에지 노광 공정이 수행된다.
이후, 제1로봇(4602)이 보조 공정챔버(4200)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제2로봇(4606)은 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 노광 장치(50)로 반송한다.
현상 처리 공정(S80)은 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S81), 액처리 챔버(3600)에서 현상 공정(S82), 그리고 열처리 챔버(3200)에서 열처리 공정(S83)이 순차적으로 이루어짐으로써 수행된다.
이하, 노광 장치(50)에서 용기(10)까지 기판(W)의 반송 경로의 일 예를 설명한다,
제2로봇(4606)이 노광 장치(50)에서 기판(W)을 반출하여 인터페이스 버퍼(4400)로 기판(W)을 반송한다.
이후, 제1로봇(4602)이 인터페이스 버퍼(4400)에서 기판(W)을 반출하여 후단 버퍼(3804)로 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(3422)은 후단 버퍼(3804)에서 기판(W)을 반출하여 열처리 챔버(3200)로 기판(W)을 반송한다. 열처리 챔버(3200)에는 기판(W)의 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행한다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)로 반송한다.
현상 챔버(3600)에는 기판(W) 상에 현상액을 공급하여 현상 공정을 수행한다.
기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 현상 챔버(3600)에서 반출되어 열처리 챔버(3200)로 반입된다. 기판(W)은 열처리 챔버(3200)에서 가열 공정 및 냉각 공정이 순차적으로 수행된다. 냉각 공정이 완료되면, 기판(W)은 반송 로봇(3422)에 의해 열처리 챔버(3200)에서 기판(W)을 반출되어 전단 버퍼(3802)로 반송한다.
이후, 인덱스 로봇(2200)이 전단 버퍼(3802)에서 기판(W)을 꺼내어 용기(10)로 반송한다.
상술한 기판 처리 장치(1)의 처리 블럭은 도포 처리 공정과 현상 처리 공정을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 기판 처리 장치(1)는 인터페이스 모듈 없이 인덱스 모듈(20)과 처리 블럭(37)만을 구비할 수 있다. 이 경우, 처리 블럭(37)은 도포 처리 공정만을 수행하고, 기판(W) 상에 도포되는 막은 스핀 온 하드마스크막(SOH)일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 바디 1200: 흡착 부재
1260: 흡착 패드 1400: 탄성 부재
1420: 하우징 1440: 지지 바디
1460: 스프링

Claims (7)

  1. 기판을 반송하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 핸드와;
    상기 핸드가 연결되는 아암과;
    상기 아암을 구동시키는 구동부를 포함하되,
    상기 핸드는,
    바디와;
    상기 바디에 제공되어 기판을 진공 흡착하는 흡착 부재와;
    기판이 흡착되는 방향과 반대 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함하되,
    상기 탄성 부재는,
    상기 기판을 지지하는 지지 바디와;
    상기 지지 바디에 탄성력을 제공하는 스프링과;
    상기 지지 바디 및 상기 스프링이 설치되는 하우징을 포함하되,
    상기 지지 바디는 구 형상으로 제공되고,
    상기 하우징은 상기 지지 바디가 상기 하우징으로부터 이탈되지 않도록 상기 기판에 가까워질수록 상기 지지 바디를 향하는 방향으로 굴곡진 형상으로 제공되는 반송 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디는,
    서로 이격되고, 그리고 서로 대향하도록 배치되는 2 개의 지지대와;
    상기 각각의 지지대로부터 내측으로 돌출되어 기판의 가장자리를 지지하는 지지 돌기를 가지고,
    상기 흡착 부재는 ,
    상기 지지 돌기에 형성된 진공홀을 포함하고
    상기 탄성 부재는 상기 지지 돌기에 설치되는 반송 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 부재는,
    상기 진공홀과 상기 지지대 사이에 위치되는 반송 유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 흡착 부재는,
    상기 진공홀에 연결되는 감압 라인과;
    상기 감압 라인을 감압하는 감압 부재를 더 포함하되,
    상기 탄성력은 상기 핸드에 놓여지는 기판의 무게보다 크고, 상기 감압 부재에 의해 상기 진공홀에 제공되는 감압력보다 작게 제공되는 반송 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡착 부재는,
    상기 진공홀에 결합되며, 기판을 직접 지지하는 흡착 패드를 더 포함하고,
    상기 하우징은,
    상기 지지 바디가 제1높이와 제2높이 간에 이동 가능하도록 상기 지지 바디의 높이를 제한하되,
    상기 제1높이는 상기 흡착 패드보다 높은 위치이고,
    상기 제2높이는 상기 흡착 패드와 동일하거나 그보다 낮은 위치로 제공되는 반송 유닛.
  6. 삭제
  7. 삭제
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