KR102584514B1 - 기판 반송 장치, 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판에 대해 액처리를 수행하는 제1공정 챔버; 상기 제1공정 챔버에서 액처리된 기판에 대해 건조처리를 수행하는 제2공정 챔버; 상기 액처리 전의 기판을 상기 제1공정챔버로 반입하는 제1핸드; 상기 액처리 후의 기판을 상기 제1공정챔버에서 반출하여 상기 제2공정 챔버로 반입하는 제2핸드; 상기 건조처리 후의 기판을 상기 제2공정챔버에서 반출하는 제3핸드를 포함할 수 있다.

Description

기판 반송 장치, 기판 처리 장치 및 방법{Apparatus for transferring substrate, apparatus and method for treating substrate}
*본 발명은 기판 반송 장치, 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치와 같은 집적 회로 소자들은 기판으로서 사용되는 반도체 기판에 대하여 일련의 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 상에는 증착, 포토리소그래피, 식각, 세정, 건조 등의 단위 공정들을 수행함으로써 상기 집적 회로 소자들을 구성하는 전기적인 회로 패턴들이 형성될 수 있다.
상기 단위 공정들 중에서 상기 식각 또는 세정은 낱장의 기판을 처리하는 매엽식 장치와 다수의 기판들을 동시에 처리하는 배치식 장치에 의해 수행될 수 있다. 특히, 상기 매엽식 장치는 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판 상으로 식각액, 세정액, 린스액, 건조 가스 등을 공급함으로써 상기 기판을 처리할 수 있다.
그러나, 최근 상기 회로 패턴들의 선폭이 감소됨에 따라 상기 기판을 고속으로 회전시키는 스핀 건조 방법을 적용하기가 점차 어렵게 되고 있다. 이는 상기 기판을 고속으로 회전시킴에 따라 발생되는 원심력에 의해 미세 회로 패턴들이 손상될 우려가 있기 때문이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 기판을 고속 회전시키지 않고 초임계 유체를 이용하는 건조 방법이 채택되고 있다. 구체적으로, 기판을 밀폐된 압력 용기 내에 위치시키고, 상기 압력 용기 내부로 고압의 초임계 유체를 주입하여 상기 초임계 유체와 상기 기판 상의 액체를 치환하는 방법을 이용하여 상기 기판을 건조시킬 수 있다.
상기와 같은 건조 방법을 적용하는 경우, 상기 기판 처리 장치는 식각 또는 세정 공정을 수행하기 위한 제1모듈과 상기 기판을 건조시키기 위한 제2 모듈을 포함할 수 있으며, 기판이 제1 모듈에서 제2 모듈로 이동될 때 자연 건조 현상을 방지하기 위해 기판 표면에 젖음 용액을 도포한 상태로 반송하게 된다.
그러나, 기판 반송을 수행하는 기판 반송 로봇은 처리전 기판을 반송하는 핸드와 처리후 기판을 반송하는 핸드 중 어느 하나를 이용해 제1모듈에서 제2모듈로 기판을 반송할 수 밖에 없고, 이과정에서 기판 표면의 젖음 용액에 의해 핸드가 오염되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 기판 세정을 위한 반송 과정에서 기판 오염을 방지할 수 있는 기판 반송 장치, 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대해 액처리를 수행하는 제1공정 챔버; 상기 제1공정 챔버에서 액처리된 기판에 대해 건조처리를 수행하는 제2공정 챔버; 상기 액처리 전의 기판을 상기 제1공정챔버로 반입하는 제1핸드; 상기 액처리 후의 기판을 상기 제1공정챔버에서 반출하여 상기 제2공정 챔버로 반입하는 제2핸드; 상기 건조처리 후의 기판을 상기 제2공정챔버에서 반출하는 제3핸드를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드와 상기 제2핸드 그리고 상기 제3핸드는 하나의 기판 반송 장치의 본체에 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2공정챔버는 상기 제1공정챔버에서 액처리된 기판에 대해 초임계를 이용한 건조 처리 공정을 수행하는 고압 챔버일 수 있다.
또한, 상기 제2핸드는 상기 제1공정챔버에서 표면이 웨팅액으로 도포된 기판을 상기 제2공정챔버로 반송할 수 있다.
또한, 상기 웨팅액은 휘발성 유기용매, 순수 또는 계면 활성제와 순수의 혼합액을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 반송 장치를 제어하는 제어부를 더 포함하되; 상기 제어부는 상기 제2핸드에 의한 기판 반송시 속도가 상기 제1핸드 또는 상기 제3핸드에 의한 기판 반송시 속도보다 상대적으로 느리도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제3핸드, 상기 제1핸드 그리고 상기 제2핸드는 상하 방향으로 서로 상이한 높이로 상기 본체 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 상기 제2핸드보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3핸드는 상기 제1핸드보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드와 상기 제3핸드는 제1 기판 반송 장치에 제공되고, 상기 제2핸드는 제2기판 반송 장치에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본체; 상기 본체 상에 배치되는 제1핸드; 상기 본체 상에 배치되는 제2핸드; 상기 본체 상에 배치되는 제3핸드; 및 상기 제1핸드 내지 상기 제3핸드의 구동을 제어하는 제어기를 포함하되; 상기 제어기는, 상기 제1핸드가 액 처리 전 기판을 반송하도록 제어하고, 상기 제3핸드가 건조 처리된 기판을 반송하도록 제어하며, 상기 제2핸드가 표면이 웨팅액으로 도포된 기판을 반송하도록 제어하는 기판 반송 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 제2핸드에 의한 기판 반송시 속도가 상기 제1핸드 또는 상기 제3핸드에 의한 기판 반송시 속도보다 상대적으로 느리도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1핸드, 상기 제2핸드, 그리고 상기 제3핸드는 상하 방향으로 서로 상이한 높이로 상기 본체 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 상기 제2핸드보다 높은 위치에 배치되고, 상기 제1핸드는 상기 제3핸드보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 처리하는 공정 처리부; 및 기판이 수용되는 기판 이송 용기가 놓이는 로드포트와 상기 기판 이송 용기와 상기 공정 처리부 간에 기판을 반송하는 인덱스 로봇을 구비한 인덱스부를 포함하되; 상기 공정 처리부는 기판을 반송하는 기판반송장치를 가지는 그리고 상기 인덱스부와 인접하게 배치되는 트랜스퍼 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버의 측부에 배치되고, 기판에 대해 액처리 공정을 수행하는 제1공정챔버 및 액처리공정을 마친 기판에 대해 초임계를 이용한 건조 공정을 수행하는 제2공정챔버를 포함하며, 상기 기판반송장치는 상기 제1공정챔버로 액처리 전 기판을 반송하는 제1핸드, 상기 제1공정 챔버에서 웨팅액이 도포된 기판을 상기 제2공정챔버로 반송하는 제2핸드 그리고 상기 제2공정챔버에서 건조처리된 기판을 반송하는 제3핸드를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1핸드는 상기 제2핸드보다 높은 위치에 배치되고, 상기 제1핸드는 상기 제3핸드보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 기판 반송 장치를 제어하는 제어부를 더 포함하되; 상기 제어부는 상기 제2핸드에 의한 기판 반송시 속도가 상기 제1핸드 또는 상기 제3핸드에 의한 기판 반송시 속도보다 상대적으로 느리도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1핸드를 이용하여 기판을 제1공정 챔버로 반입하는 단계; 상기 제1공정챔버에서 기판에 웨팅액을 도포하는 단계; 제2핸드를 이용하여 상기 웨팅액이 도포된 기판을 건조시키기 위한 제2공정챔버로 반송하는 단계; 상기 제2공정챔버에서 상기 웨팅액이 도포된 기판을 건조 처리하는 단계; 및 제3핸드를 이용하여 상기 제2공정챔버에서 건조 처리된 기판을 반출하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법아 제공될 수 있다.
또한, 상기 건조 처리하는 단계는 초임계를 이용하여 기판을 건조처리할 수 있다.
또한, 상기 웨팅액은 휘발성 유기용매(이소프로필 알콜, 이소프로필 알콜 수용액), 순수 또는 계면 활성제와 순수의 혼합액을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2핸드에 의한 기판 반송은 상기 제1핸드 또는 상기 제3핸드에 의한 기판 반송 보다 상대적으로 느린 속도를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1핸드와 상기 제2핸드 그리고 상기 제3핸드는 하나의 기판 반송 장치의 본체에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 웨팅된 기판을 반송하는 핸드를 별도로 구성함으로써 기판 반송 과정에서 기판 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 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 장치를 개략적으로 보여주는 평면 구성도이다.
도 2는 도 1의 제1공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 제2공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 기판 반송 장치를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5의 기판 처리 방법에 의해 반송 유닛의 반송 경로를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 공정 처리부의 측면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기판 처리부를 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.
이하에서는 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
기판 처리 장치는 세정액을 이용하여 기판을 세정하는 공정과, 초임계 유체(또는 이소프로필알코올(IPA))를 공정 유체로 이용하여 기판을 건조 처리하는 건조 공정을 수행할 수 있다.
여기서, 기판은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(W)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면 구성도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1000)는 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하며, 인덱스부(10)와 공정 처리부(20)는 일방향을 따라 배치될 수 있다. 이하, 인덱스부(10) 그리고 공정 처리부(20)가 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다.
인덱스부(10)는 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 공정 처리부(20)로 반송하고, 공정 처리부(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스부(10)의 길이 방향은 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스부(10)는 로드포트(12, load port)와 인덱스 프레임(14)을 포함할 수 있다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 공정 처리부(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)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(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공될 수 있다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
공정 처리부(20)는 버퍼 챔버(200), 트램스퍼 챔버(300), 제1공정 챔버(400) 그리고 제2공정 챔버(500)를 포함할 수 있다.
버퍼 챔버(200)는 인덱스부(10)와 공정 처리부(20) 간에 반송되는 기판(W)이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 챔버(200)에는 버퍼 슬롯이 제공될 수 있다. 버퍼 슬롯에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 예를 들어, 인덱스 로봇(120)은 기판(W)을 용기(80)로부터 인출하여 버퍼 슬롯에 놓을 수 있다. 트램스퍼 챔버(300)의 기판 반송 로봇(320)은 버퍼 슬롯에 놓인 기판(W)을 인출하여 이를 제1공정 챔버(400)나 제2공정 챔버(500)로 반송할 수 있다. 버퍼 챔버(200)에는 복수의 버퍼 슬롯이 제공되어 복수의 기판(W)이 놓일 수 있다.
트램스퍼 챔버(300)는 그 둘레에 배치된 버퍼 챔버(200), 제1공정 챔버(400) 그리고 제2공정 챔버(500)간에 기판(W)을 반송한다. 트램스퍼 챔버(300)는 기판 반송 로봇(320)과 이송 레일(310)을 포함할 수 있다. 기판 반송 로봇(320)은 이송 레일(310) 상에서 이동하며 기판(W)을 반송할 수 있다.
제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)는 공정 유체를 이용하여 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 공정은 제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)에서 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1공정 챔버(300)에서는 세정 공정이 수행되고, 제2공정 챔버(500)에서는 초임계 또는 이소프로필알코올(IPA)를 이용한 건조 공정이 수행될 수 있다.
제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)는 트램스퍼 챔버(300)의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)는 트램스퍼 챔버(300)의 다른 측면에 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한, 제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 공정 챔버들(400, 500)은 트램스퍼 챔버(300)의 측면에 일렬로 배치될 수 있다.
제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않으며, 기판 처리 장치(10)의 풋프린트나 공정효율 등을 고려하여 변경될 수 있다. 기판 처리 장치(1000)는 제어부에 의해 제어될 수 있다.
트램스퍼 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 반송 챔버(300)는 기판 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된 가이드 레일(310)이 제공되고, 기판 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다.
기판 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드들(322)을 포함하며, 핸드(322)들은 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)들은 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
도 2는 도 1의 제1공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1공정 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 포함할 수 있다.
하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치될 수 있다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리 된다. 지지 유닛(440)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 유닛(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 포함할 수 있다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지 유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 전 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지 유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다. 지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다. 척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지 유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)을 포함할 수 있다. 제1노즐(462)은 제1액을 기판(W) 상으로 공급할 수 있다. 제1액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2노즐(464)은 제2액을 기판(W) 상으로 공급할 수 있다. 제2액은 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2액은 제1액에 비해 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2액은 기판(W) 상에 공급된 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 제1액을 중화시키고 동시에 제1액에 비해 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제2액은 순수(DIW)일 수 있다. 제3노즐(466)은 제3액을 기판(W) 상으로 공급할 수 있다. 제3액은 제2공정 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3액(웨팅액)은 휘발성 유기용매, 순수 또는 계면 활성제와 순수의 혼합액일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 일 예에 의하면, 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다. 기판은 제3액에 의해 도포된 상태(웨팅된 상태)로 제1공정챔버로부터 반출되어 제2공정챔버로 반입된다.
제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 수 있다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 전 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 제2공정 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
일 실시예에 의하면, 제2공정 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 세정 장치(500)는 바디(520), 기판 지지체(530), 유체 공급 유닛(600)을 포함할 수 있다.
바디(520)는 세정 공정이 수행되는 처리 공간(502)을 제공할 수 있다. 바디(520)는 상체(522, upper body)와 하체(524, lower body)를 가지며, 상체(522)와 하체(524)는 서로 조합되어 상술한 처리 공간(502)을 제공할 수 있다. 상체(522)는 하체(524)의 상부에 제공된다. 상체(522)는 그 위치가 고정되고, 하체(524)는 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(524)가 상체(522)로부터 이격되면 처리 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 건조 공정 진행시에는 하체(524)가 상체(522)에 밀착되어 처리 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다.
제2공정 챔버(500)는 히터(570)를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 히터(570)는 바디(520)의 벽 내부에 위치될 수 있다. 히터(570)는 바디(520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(520)의 처리 공간(502)을 가열할 수 있다. 처리 공간(502)의 내부는 초임계 유체에 의한 분위기가 형성된다.
기판 지지체(530)는 바디(520)의 처리 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다.
유체 공급 유닛(600)은 바디(520)의 처리 공간(502)으로 세정 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 세정 유체는 초임계 상태로 처리 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 세정 유체는 가스 상태로 처리 공간(502)으로 공급되고, 처리 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다.
일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(600)은 유체 공급 포트(690), 공급 라인(620) 그리고 밸브(660)를 포함한다. 유체 공급 포트(690)는 기판(W)의 상면에 직접 초임계 유체를 공급한다. 유체 공급 포트(690)는 상체(522)에 연결되어 제공된다. 유체 공급 유닛(600)는 하체(524)에 연결되는 하부 유체 공급 포트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 유체 공급 포트(690)에서 분사되는 초임계 유체는 기판(W)의 중앙영역으로 도달하여 가장자리 영역으로 퍼지면서 기판(W)의 전 영역에 균일하게 제공된다. 공급 라인(620)은 유체 공급 포트(690)에 연결된다. 공급 라인(620)은 외부에 별도의 초임계 유체 저장부(610)에서 초임계 유체를 공급 받아 유체 공급 포트(690)로 초임계 유체를 공급한다. 일 예로, 초임계 유체 저장부(610)는 이산화탄소 등일 수 있는 초임계 유체를 저장하고, 공급 라인(620)에 공급할 수 있다.
밸브(660)는 공급 라인(620)에 설치된다. 밸브(660)는 유체 공급 포트(690)에 공급되는 초임계 유체의 유량을 조절한다. 밸브(660)는 제어기(미도시됨)에 의해서 처리 공간(502) 내부로 공급되는 유량 조절이 가능하다.
배기 부재(550)는 제2공정 챔버(500)로부터 초임계 유체를 배기한다. 배기 부재(550)는 초임계 유체를 배기하는 배기 라인(552)에 연결될 수 있다. 이때, 배기 부재(550)에는 배기 라인(552)으로 배기하는 초임계 유체의 유량을 조절하는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 배기 라인(552)을 통해 배기되는 초임계 유체는 대기 중으로 방출되거나 또는 초임계 유체 재생 시스템(미도시)로 공급될 수 있다. 배기 부재(550)는 하체(524)에 결합될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 기판 반송 장치를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 기판 반송 장치(320)는 본체(330), 제1 암(342) 내지 제3 암(346)을 포함한다. 우선, 도면에서, 제1 방향(x)은 제1 암(342) 내지 상기 제3 암(346)의 이동 방향(즉, 전후(수평) 이동 방향)을 의미하고, 제2 방향(z)은 제1 암(342) 내지 제3 암(346)의 적층 방향(또는, 수직 이동 방향)을 의미하고, 제3방향(y)은 제1 방향(x) 및 제2 방향(z)의 수직 방향(즉, 좌우(수평) 이동 방향)을 의미한다.
제1 암(342) 내지 제3 암(346)은 본체에 순차적으로 적층되어(즉, 제2 방향(z)으로) 배치되고, 개별적으로 구동 될 수 있다. 여기서, 제1 암(342) 내지 제3 암(346)은 각각 하나의 핸드(341, 343, 345)를 포함한다. 각각의 핸드(341,343, 345)는 암 베이스(342a, 344a, 346a)를 통해서, 암 구동부(미도시됨)와 기계적으로 연결된다.
핸드(341, 343, 345)들은 공정 처리 후 기판을 이송하는 반출용 핸드(345; 이하 '제3핸드'라고 칭함)와, 공정 처리 전 기판을 이송하는 반입용 핸드(341; 이하 '제1핸드'라고 칭함) 그리고 웨팅된 기판을 이송하는 이송용 핸드(343; 이하 '제2핸드'라고 칭함)로 구분하여 운용될 수 있다. 본 발명의 일례로, 제3핸드(345)는 제1핸드(341) 및 제2핸드(343)의 상부에 위치하고, 제2핸드(343)는 제1핸드(341)의 하부에 위치한다. 즉, 제2핸드(343)가 웨팅된 기판을 반송할 때 설비 내의 팬필터유닛(FFU;미도시됨) 및 중력 등에 의해 웨팅액이 밑으로 떨어질 수 있고, 이로 인해 다른 핸드들이 오염될 가능성을 배제하기 위해 제2핸드(343)를 가장 아래에 배치하였다. 그리고, 공정 처리 전 기판을 이송하는 제1핸드(342)는 전공정에서 오염된 기판이 투입될 가능성이 있어 중간에 위치시키고, 가장 깨끗한 상태의 제1핸드(341)는 최상단에 위치시킨다.
이에 따라, 기판 반송 로봇(320)은 공정 처리 후 기판 또는 공정 처리 전 기판을 이송하는 과정에서 웨팅된 기판의 웨팅액에 의한 기판 오염을 방지할 수 있다.
한편, 제1핸드(341) 내지 제3핸드(345)는 기판을 진공 방식으로 유지하여 반송할 수 있으며, 이를 위해 각각의 핸드(341, 343, 345)는 흡착 패드(VP)를 포함할 수 있다. 흡착 패드(VP)는 기판과의 사이를 밀폐시키기 위해 표면 마찰 계수가 높고, 탄성을 가지는 수지 재질로 제공될 수 있다.
기판 반송 장치(320)는 제1핸드(341) 내지 제3핸드(345)의 구동을 각각 제어하는 제어기(360)를 포함한다. 제어기(360)는, 제1핸드(341)가 액 처리 전 기판을 반송하도록 제어하고, 제3핸드(345)가 건조 처리된 기판을 반송하도록 제어하며, 제2핸드(343)가 표면이 웨팅액으로 도포된 기판을 반송하도록 제어한다.
또한, 제어기(360)는, 제2핸드(343)에 의한 기판 반송시 속도가 제1핸드(341) 또는 제3핸드(345)에 의한 기판 반송시 속도보다 상대적으로 느리도록 제어한다. 이로 인해, 제2핸드(343)는 웨팅된 상태의 기판을 반송하는 과정에서 기판 표면에 도포된 웨팅액이 기판으로부터 흘러내리는 것을 최소화하여 기판 반송 장치의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1핸드(341) 내지 제3핸드(345)가 하나의 기판 반송 로봇에 제공되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 2개의 기판 반송 장치에 3개의 핸드를 나눠서 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1핸드와 제3핸드는 제1기판 반송 장치에 배치하고, 제2핸드는 제2기판 반송 장치에 배치할 수 있다.
이하, 상술한 기판 반송 장치(320)가 제공된 기판 처리 장치(1000)를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 도 5의 기판 처리 방법에 의해 반송 유닛의 반송 경로를 보여주는 도면이다.
본 발명의 기판 처리 방법은 공정 처리부에서 기판을 세정 및 건조 처리하는 방법이다.
기판 처리 방법은 기판 반입 단계(S110), 기판 세정 단계(S120), 기판 반송 단계(S130), 기판 건조 단계(S140) 그리고 기판 반출 단계(S150)를 포함할 수 있으며, 각 단계에 맞는 핸드가 기판을 반송하게 된다.
즉, 기판 반입 단계(S110)에서 기판은 제1핸드(341)에 의해 픽업되어 제1공정챔버(400)로 반입된다. 기판 세정 단계(S120)에서 액처리된 기판은 제2핸드(345)에 의해 제1공정챔버(400)로부터 반출되어 제2공정챔버(500)로 반입된다. 여기서, 기판 표면이 챔버간 이동 중에 자연 건조되는 현상을 방지하기 위해 기판 표면에는 웨팅액(wetting solution)이 도포되며, 웨팅액은 기판의 반송 전에 도포될 수 있다. 이에 따라 기판 표면 상태는 제1공정챔버(400)에서 제2공정챔버(500)로의 반송 도중 그리고 반송된 후에도 젖음 상태로 일정하게 유지될 수 있다. 예컨대, 웨팅액은 휘발성 유기용매(예를 들면 이소프로필 알콜, 이소프로필 알콜 수용액), 순수 또는 계면 활성제와 순수의 혼합액을 포함할 수 있다. 그리고, 초임계 유체를 공정 유체로 이용한 기판 건조 단계를 마친 기판은 제3핸드(345)에 의해 제2공정챔버(500)로부터 반출되어 버퍼 챔버로 반송된다.
도 7은 도 1에 도시된 공정 처리부의 측면도이다.
도 7에서와 같이, 제1공정 챔버(400)와 제2공정 챔버(500)는 트램스퍼 챔버(300)의 측면에 적층되어 배치될 수 있다. 그리고, 기판 반송 로봇(320)은 본체(330), 제1 암(342) 내지 제3 암(346)을 포함한다. 제1 암(342) 내지 제3 암(346)은 본체(330) 상에서 전진 및 후진 이동이 가능하며, 본체(330)는 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기판 처리부를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 기판 처리부(20a)는 트램스퍼 챔버(300)에 배치되는 기판 반송 장치(320-1) 이외에 제1공정챔버(400)와 제2공정챔버(500) 사이에 배치되는 사이드 기판 반송 장치(320-2)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 기판 반송 장치(320-1)는 제1핸드(341)와 제3핸드(345)를 포함하고, 사이드 기판반송장치(320-2)는 제2핸드(343) 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1공정챔버(400)와 제2공정 챔버(500) 사이에는 사이드 기판반송장치(320-2)를 위한 별도의 반송 공간이 제공될 수 있다.
기판 반송 장치(320-1)의 제1핸드(341)는 액 처리 전 기판을 제1공정챔버(40))로 반송하며, 제3핸드(345)는 제2공정챔버(500)에서 건조 처리된 기판을 반송한다. 그리고 사이드 기판반송장치(320-2)의 제2핸드(343)는 제1공정챔버(400)에서 표면이 웨팅액으로 도포된 기판을 제2반송챔버(500)로 반송한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 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.
320 : 기판 반송 장치 341 : 제1핸드
342 : 제1암 343 : 제2핸드
344: 제2암 345 : 제3핸드
346 : 제3암 400 : 제1공정 챔버
500 : 제2공정 챔버

Claims (22)

  1. 기판에 대해 액처리를 수행하는 제1공정 챔버;
    상기 제1공정 챔버에서 액처리된 기판에 대해 건조처리를 수행하는 제2공정 챔버;
    기판을 반송하는 기판 반송 장치;
    상기 기판 반송 장치를 제어하는 제어부를 포함하되;
    상기 기판 반송 장치는,
    본체가 X, Y, Z축 방향으로 이동가능하게 구성되고,
    상기 액처리 전의 기판을 상기 제1공정챔버로 반입하는 제1핸드;
    상기 액처리 후의 기판을 표면이 웨팅액으로 도포된 상태로 상기 제1공정챔버에서 반출하여 상기 제2공정 챔버로 반입하는 제2핸드;
    상기 건조처리 후의 기판을 상기 제2공정챔버에서 반출하는 제3핸드; 를 포함하며,
    상기 제1핸드, 상기 제2핸드, 그리고 상기 제3핸드는 수직 방향으로 서로 상이한 높이로 상기 본체 상에 배치되고,
    상기 제어부는
    상기 제2핸드에 의한 기판 반송 속도가 상기 제1핸드 또는 상기 제3핸드에 의한 기판 반송 속도보다 상대적으로 느리도록 상기 제1핸드, 상기 제2핸드, 그리고 상기 제3핸드를 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2공정챔버는
    상기 제1공정챔버에서 액처리된 기판에 대해 초임계 또는 이소프로필알코올(IPA)를 이용한 건조 처리 공정을 수행하는 일반 챔버인 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨팅액은 휘발성 유기용매, 순수, 계면 활성제, 휘발성 유기용매와 순수의 혼합액, 또는 계면활성제와 순수의 혼합액을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1핸드는 상기 제2핸드보다 높은 위치에 배치되는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3핸드는 상기 제1핸드보다 높은 위치에 배치되는 기판 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1핸드를 이용하여 기판을 제1공정 챔버로 반입하는 단계;
    상기 제1공정챔버에서 기판에 웨팅액을 도포하는 단계;
    제2핸드를 이용하여 상기 웨팅액이 도포된 기판을 건조시키기 위한 제2공정챔버로 반송하는 단계;
    상기 제2공정챔버에서 상기 웨팅액이 도포된 기판을 건조 처리하는 단계; 및
    제3핸드를 이용하여 상기 제2공정챔버에서 건조 처리된 기판을 반출하는 단계를 포함하되,
    상기 제1핸드, 상기 제2핸드, 그리고 상기 제3핸드는 하나의 기판 반송 장치에 상하 방향으로 서로 다른 높이에 제공되는 기판 처리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 건조 처리하는 단계는
    초임계 또는 이소프로필알코올(IPA)를 이용하여 기판을 건조처리하는 기판 처리 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 웨팅액은
    휘발성 유기용매, 순수, 계면 활성제, 휘발성 유기용매와 순수의 혼합액 또는 계면 활성제와 순수의 혼합액을 포함하는 기판 처리 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제2핸드에 의한 기판 반송은 상기 제1핸드 또는 상기 제3핸드에 의한 기판 반송 보다 상대적으로 느린 속도로 제공되는 기판 처리 방법.
  22. 삭제
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