KR102599614B1 - 기판 이송 장치 - Google Patents

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신희용
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Abstract

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명은 액체 상태의 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 세정 챔버에서 반출하여 건조 챔버로 반입하는 습식 핸드, 상기 습식 핸드의 하부에 위치하며 상기 제1 기판으로부터 흘러내리는 유기용제를 받는 트레이, 상기 습식 핸드의 상부에 위치하며 상기 습식 핸드와 독립적으로 구동되는 건식 핸드 및 상기 습식 핸드와 상기 트레이 및 상기 건식 핸드를 구동하는 로봇 암을 포함하는 이송 로봇 및 상기 이송 로봇을 제어하는 제어기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있고, 세정 챔버에서 반출되는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 건조 챔버로 신규 반입하는 과정에서, 신규 반입되는 기판이 이전 공정에서 미반출되어 건조 챔버에 잔류하는 기판과 충돌할 수 있는 문제를 방지할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{SUBSTRATE TRANSFER APPARATUS}
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 방지할 수 있고, 세정 챔버에서 반출되는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 건조 챔버로 신규 반입하는 과정에서, 신규 반입되는 기판이 이전 공정에서 미반출되어 건조 챔버에 잔류하는 기판과 충돌할 수 있는 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에는 리소그래피 공정, 에칭 공정, 이온 주입 공정 등의 다양한 공정이 포함되어 있으며, 각 공정의 종료 후, 다음 공정으로 이행하기 전에 기판의 표면에 잔존하는 불순물(impurities)이나 잔류물(residue)을 제거해서 기판의 표면을 청정하게 하기 위한 세정 공정 및 초임계 건조 공정이 수행되고 있다.
예를 들어, 에칭 공정 후의 기판의 세정 처리에서는 기판의 표면에 세정 처리를 위한 약액이 공급되고, 그 후에 탈이온수(deionized water, DIW)가 공급되어서 린스(rinse) 처리가 수행된다.
린스 처리 후에는 기판의 표면에 남아있는 탈이온수를 제거해서 기판을 건조하는 건조 처리가 수행된다.
예를 들어, 건조 처리를 수행하는 방법으로는 기판 상의 탈이온수를 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)로 치환해서 기판을 건조하는 방법이 알려져 있다.
그러나 이러한 건조 처리 시에, 액체의 표면 장력에 의해 기판 상에 형성된 패턴이 도괴(collapse)하는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 표면 장력이 0에 가까운 초임계 건조 공정이 제안되고 있다.
이러한 초임계 건조 공정은 유체의 임계압력(critical pressure) 이상의 특정 조건을 충족시키기 위해 외부로부터 밀폐된 챔버의 내부 공간에서 진행된다.
세정 공정에서 탈이온수를 이용한 린스 후 IPA 등의 유기용제가 공급되어 탈이온수가 유기용제로 치환된 후, 기판은 유기용제에 의해 습윤된(wetted) 상태로 이송 유닛이 설치된 이송 챔버를 통해 초임계 건조 공정이 수행되는 건조 챔버로 이송되는 과정이 수행된다.
이와 같이 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 이송 챔버에 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따르면, 건조 챔버 내부로 기판을 안착시키는 과정에서 이전 공정에서 공정상 문제로 인해 건조 챔버 내부에 남아있을 수 있는 기판의 유무를 판단할 수 있는 방법이 없다.
따라서, 만약 기존에 미반출된 기판이 존재 한다면 새로이 공정을 진행하고자 하는 기판과의 충돌이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2011-0053817호(공개일자: 2011년 05월 24일, 명칭: 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 그리고 그의 처리 방법) 공개특허공보 제10-2011-0080863호(공개일자: 2011년 07월 13일, 명칭: 웨이퍼 처리 방법, 이를 수행하기 위하여 사용되는 웨이퍼 이송 로봇 및 이의 수행을 위한 웨이퍼 처리 장치)
본 발명의 기술적 과제는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 해결하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 기술적 과제는 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서, 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버와 건조 챔버 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 해결하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 세정 챔버에서 반출되는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 건조 챔버로 신규 반입하는 과정에서, 신규 반입되는 기판이 이전 공정에서 미반출되어 건조 챔버에 잔류하는 기판과 충돌할 수 있는 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 기술적 과제는 건조 챔버 내부에 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 신규 반입하기 전에, 건조 챔버 내부에 미반출된 기판이 존재하는지 여부와 상관없이 로봇 핸드를 이용한 기판 반출 동작을 실시함으로써, 건조 챔버 내부의 미반출 기판의 유무를 판단함과 동시에 기판 충돌 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 액체 상태의 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 세정 챔버에서 반출하여 건조 챔버로 반입하는 습식 핸드, 상기 습식 핸드의 하부에 위치하며 상기 제1 기판으로부터 흘러내리는 유기용제를 받는 트레이, 상기 습식 핸드의 상부에 위치하며 상기 습식 핸드와 독립적으로 구동되는 건식 핸드 및 상기 습식 핸드와 상기 트레이 및 상기 건식 핸드를 구동하는 로봇 암을 포함하는 이송 로봇 및 상기 이송 로봇을 제어하는 제어기를 포함한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 트레이에는 상기 제1 기판으로부터 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입하는 진공 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 트레이에 진공 흡입력을 제공하는 진공 펌프 및 상기 트레이에 형성된 진공 홀을 통해 진공 흡입된 유기용제를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 트레이의 면적은 상기 제1 기판의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 제어기의 제어명령에 따라 상기 건조 챔버에 직전(previous) 공정의 결과물인 제2 기판이 잔류하는지 여부와 무관하게 상기 건조 챔버에 대한 기판 반출 동작 모드가 수행되도록 상기 건식 핸드를 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 상기 제2 기판이 상기 건조 챔버로부터 반출되어 상기 건식 핸드에 위치하는 경우, 현재 공정 상태를 상기 건조 챔버에 직전 공정의 결과물인 제2 기판이 잔류하는 기판 잔류 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 현재 공정 상태가 상기 기판 잔류 상태인 것으로 판단된 경우, 상기 습식 핸드가 상기 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 상기 건조 챔버로 반입하도록 제어하고, 상기 건식 핸드가 상기 건조 챔버에서 반출한 제2 기판을 버퍼부로 반입하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 상기 제2 기판이 상기 건식 핸드에 위치하지 않는 경우, 현재 공정 상태를 상기 건조 챔버에 직전 공정의 결과물인 제2 기판이 잔류하지 않는 기판 미잔류 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 현재 공정 상태가 상기 기판 미잔류 상태인 것으로 판단된 경우, 상기 습식 핸드가 상기 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 상기 건조 챔버로 반입하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 상기 건조 챔버로 반입하는 과정에서, 상기 로봇 암이 상기 제1 기판이 장착된 습식 핸드와 상기 트레이를 동시에 상기 건조 챔버의 측벽까지 이동시킨 후, 상기 트레이를 정지시킨 상태에서 상기 제1 기판이 장착된 습식 핸드를 상기 건조 챔버 내부로 이동시켜 상기 제1 기판을 상기 건조 챔버의 내부에 반입하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 기판 반출 동작 모드의 수행 이전에, 상기 건식 핸드가 상기 유기용제로 습윤되지 않은 미처리 상태의 제1 기판을 버퍼부에서 반출하여 상기 세정 챔버로 반입하도록 제어하고, 상기 습식 핸드가 상기 세정 챔버에서 수행되는 세정 공정에 따라 상기 유기용제로 습윤된 제1 기판을 상기 세정 챔버에서 반출하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치에 있어서, 상기 유기용제는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)을 포함하고, 상기 건조 챔버에서는 초임계유체를 이용한 건조 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 해결할 수 있다.
보다 구체적으로, 세정 챔버와 건조 챔버 사이에서 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서, 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버와 건조 챔버 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 세정 챔버에서 반출되는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 건조 챔버로 신규 반입하는 과정에서, 신규 반입되는 기판이 이전 공정에서 미반출되어 건조 챔버에 잔류하는 기판과 충돌할 수 있는 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치가 제공되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 건조 챔버 내부에 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 신규 반입하기 전에, 건조 챔버 내부에 미반출된 기판이 존재하는지 여부와 상관없이 로봇 핸드를 이용한 기판 반출 동작을 실시함으로써, 건조 챔버 내부의 미반출 기판의 유무를 판단함과 동시에 기판 충돌 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치가 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 이송 로봇의 예시적인 구성을 개념적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 이송 로봇의 일부 구성의 개념적인 평면도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 현재 공정 상태가 기판 잔류 상태로 판단된 경우에 수행되는 공정 절차를 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 현재 공정 상태가 기판 미잔류 상태로 판단된 경우에 수행되는 공정 절차를 예시적으로 나타낸 도면이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 이송 로봇의 예시적인 구성을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 이송 로봇의 일부 구성의 개념적인 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치(5)는 이송 로봇(10) 및 제어기(20)를 포함한다.
이하의 설명에서, 제1 기판(W1)은 현재 공정의 대상이 되는 기판이고, 제2 기판(W2)은 현재 공정에 선행하는 직전(previous) 공정의 결과물로서 건조 챔버(3)에 잔류할 수도 있는 기판이다. 또한, 건조 챔버(3)는 초임계 건조 방식에 따른 기판 건조가 수행되는 챔버이고, 유기용제는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
이송 로봇(10)은 제어기(20)의 제어에 따라 기판(W)을 이송하는 구성요소이다.
구체적으로, 이송 로봇(10)은 리소그래피, 에칭, 이온주입 등의 다양한 공정을 통해 패턴이 형성된 기판(W)을 버퍼부(1)에서 반출하여 세정 챔버(2)로 반입하고, 세정 챔버(2)에서 수행되는 세정공정에 의해 유기용제로 습윤된 기판(W)을 반출하여 건조 챔버(3)로 반입하고, 건조 챔버(3)에서 수행되는 건조공정에 의해 건조된 기판(W)을 반출하여 버퍼부(1)로 반입하는 구성요소이다.
기판(W)이 세정 챔버(2)로 반입된 후, 세정 챔버(2)에서는 정해진 세정 레시피에 따라 기판(W)에 대한 세정공정이 수행된다. 예를 들어, 세정 챔버(2)에서는 기판(W)의 표면에 세정 처리를 위한 약액이 공급되는 공정, 탈이온수(deionized water, DIW)가 공급되어 린스(rinse) 처리가 수행되는 공정, 린스 처리 후 기판(W)의 표면에 남아있는 탈이온수를 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)과 같은 유기용제로 치환하는 공정이 순차적으로 수행될 수 있다. 물론, 세정 챔버(2)에서 수행될 수 있는 구체적인 공정이 이에 한정되지는 않는다.
기판(W)이 건조 챔버(3)로 반입된 후, 건조 챔버(3)에서는 정해진 건조 레시피에 따라 기판(W)에 대한 건조공정이 수행된다. 예를 들어, 건조 챔버(3)에서는 초임계상태의 이산화탄소를 이용하여 기판(W)에 습윤된 유기용제를 용해하여 외부로 배출하는 방식으로 기판(W)을 건조할 수 있으나, 건조 챔버(3)에서 수행될 수 있는 구체적인 공정이 이에 한정되지는 않는다.
이송 로봇(10)은 습식 핸드(110), 트레이(120), 건식 핸드(130) 및 로봇 암(140)을 포함하여 구성된다.
습식 핸드(110)는 액체 상태의 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 세정 챔버(2)에서 반출하여 건조 챔버(3)로 반입하는 구성요소이다. 예를 들어, 습식 핸드(110)는 건식 핸드(130)의 하부에 위치하도록 구성될 수 있다.
제1 기판(W1)을 이송하는 과정에서, 습식 핸드(110)에는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 제1 기판(W1)이 장착된다. 제1 기판(W1)이 습식 핸드(110)에 장착되는 방식은 공지의 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 습식 핸드(110)는 "ㄷ" 형상을 갖는 플레이트로 구성되고, 이 습식 핸드(110)가 제1 기판(W1)의 하면으로 이동한 후 제1 기판(W1)을 들어 올리면 제1 기판(W1)은 자신의 하중에 의해 습식 핸드(110)에서 이탈되지 않도록 지지되는 방식으로 장착될 수 있다.
트레이(120)는 제1 기판(W1)이 장착되어 있는 습식 핸드(110)의 하부에 위치하도록 로봇 암(140)에 결합되어 있으며 제1 기판(W1)으로부터 흘러내리는 유기용제를 받는 기능을 수행한다.
예를 들어, 세정 챔버(2)에서 수행되는 세정 공정에서 탈이온수를 이용한 린스 후 IPA 등의 유기용제가 공급되어 탈이온수가 유기용제로 치환된 후, 제1 기판(W1)은 유기용제에 의해 습윤된(wetted) 상태로 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치(5)를 통해 초임계 건조 공정이 수행되는 건조 챔버(3)로 이송되는 과정이 수행될 수 있다.
이와 같이 세정 챔버(2)와 건조 챔버(3) 사이에서 유기용제가 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클(particle)이 생성되어 반도체 공정 불량을 유발할 가능성이 있다.
본 발명의 일 실시 예의 주요 구성요소 중의 하나인 트레이(120)는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제1 기판(W1)으로부터 흘러내리는 유기용제를 받고 이 유기용제가 외부로 배출되도록 함으로써 흄 및 이 흄에 의한 파티클 발생의 위험을 원천적으로 차단하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치(5)는 세정 챔버(2)와 건조 챔버(3) 사이에서 유기용제가 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 이송하는 과정에서, 트레이(120), 진공 펌프(150), 배출구(160)의 결합 구성을 통하여 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 유기용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버(2)와 건조 챔버(3) 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있다.
이를 위한 구성으로서, 예를 들어, 트레이(120)에는 제1 기판(W1)으로부터 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입하는 복수의 진공 홀(125)이 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 유기용제가 트레이(120) 이외의 다른 영역으로 흘러내리지 않도록 트레이(120)의 면적을 제1 기판(W1)의 면적보다 크게, 트레이(120)가 제1 기판(W1)의 하면보다 넓은 영역을 커버하도록 구성될 수 있다.
진공 펌프(150)는 트레이(120)에 진공 흡입력을 제공하는 구성요소이고, 배출구(160)는 트레이(120)에 형성된 진공 홀(125)을 통해 진공 흡입된 유기용제가 외부로 배출되는 통로를 제공한다.
건식 핸드(130)는 습식 핸드(110)의 상부에 위치하며 습식 핸드(110)와 독립적으로 구동되는 구성요소로서, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
로봇 암(140)은 제어기(20)로부터의 제어명령에 따라 습식 핸드(110)와 트레이(120) 및 건식 핸드(130)를 구동하는 구성요소이다.
이러한 로봇 암(140)은 제어기(20)의 제어명령에 따라 건조 챔버(3)에 직전(previous) 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는지 여부와 무관하게 건조 챔버(3)에 대한 기판 반출 동작 모드가 수행되도록 건식 핸드(130)를 구동한다.
구체적으로, 로봇 암(140)은 건식 핸드(130)와 습식 핸드(110) 및 트레이(120)의 위치와 자세 등을 제어함으로써 기판이 목표 위치로 이송되도록 한다.
예를 들어, 로봇 암(140)은 건식 핸드(130)를 구동하여 버퍼부(1)에서 세정 챔버(2)로 처리되지 않은 제1 기판(W1)을 반입하고, 습식 핸드(110)와 트레이(120)를 구동하여 세정 후 액체 상태의 유기용제로 습윤된 제1 기판(W1)을 세정 챔버(2)에서 반출하고, 건식 핸드(130)를 구동하여 건조 챔버(3)에 직전(previous) 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는지 여부와 무관하게 건조 챔버(3)에 대한 기판 반출 동작 모드가 수행되도록 하고, 기판 반출 동작 모드가 수행된 후 습식 핸드(110)와 트레이(120)를 구동하여 유기용제로 습윤된 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하고, 초임계 건조가 끝난 후 건식 핸드(130)를 구동하여 건조 챔버(3)에서 제1 기판(W1)을 반출하여 버퍼부(1)로 반입하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제어기(20)는 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 직전 공정의 결과물로 건조 챔버(3)에 잔류하던 제2 기판(W2)이 건조 챔버(3)로부터 반출되어 건식 핸드(130)에 위치하는 경우, 현재 공정 상태를 건조 챔버(3)에 직전 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는 기판 잔류 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
현재 공정 상태가 기판 잔류 상태인 것으로 판단된 경우, 제어기(20)는 습식 핸드(110)가 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하도록 제어하고, 건식 핸드(130)가 건조 챔버(3)에서 반출한 제2 기판(W2)을 버퍼부(1)로 반입하도록 제어할 수 있다.
또한, 예를 들어, 제어기(20)는 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 제2 기판(W2)이 건식 핸드(130)에 위치하지 않는 경우, 현재 공정 상태를 건조 챔버(3)에 직전 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하지 않는 기판 미잔류 상태인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
현재 공정 상태가 기판 미잔류 상태인 것으로 판단된 경우, 제어기(20)는 습식 핸드(110)가 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어기(20)는, 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하는 과정에서, 로봇 암(140)이 제1 기판(W1)이 장착된 습식 핸드(110)와 트레이(120)를 동시에 건조 챔버(3)의 측벽까지 이동시킨 후, 트레이(120)를 정지시킨 상태에서 1 기판(W1)이 장착된 습식 핸드(110)를 건조 챔버(3) 내부로 이동시켜 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)의 내부에 반입하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어기(20)는, 기판 반출 동작 모드의 수행 이전에, 건식 핸드(130)가 유기용제로 습윤되지 않은 미처리 상태의 제1 기판(W1)을 버퍼부(1)에서 반출하여 세정 챔버(2)로 반입하도록 제어하고, 습식 핸드(110)가 세정 챔버(2)에서 수행되는 세정 공정에 따라 유기용제로 습윤된 제1 기판(W1)을 세정 챔버(2)에서 반출하도록 제어할 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 7을 추가로 참조하여, 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 현재 공정 상태가 기판 잔류 상태로 판단된 경우 및 기판 미잔류 상태로 판단된 경우에 수행되는 공정 절차를 구체적이고 예시적으로 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 현재 공정 상태가 기판 잔류 상태로 판단된 경우에 수행되는 공정 절차를 예시적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 로봇 암(140)이 제어기(20)의 제어명령에 따라 건조 챔버(3)에 직전(previous) 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는지 여부와 무관하게 건조 챔버(3)에 대한 기판 반출 동작 모드가 수행되도록 건식 핸드(130)를 구동한다. 이때, 건조 챔버(3)를 구성하는 상부 하우징(31)과 하부 하우징(32) 중에서 하나가 상방 또는 하방으로 이동하도록 구동됨으로써, 건조 챔버(3)는 로봇 암(140)이 진입 및 진출할 수 있는 개방 상태가 된다.
도 4에 개시된 예는 건조 챔버(3)에 직전 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는 케이스이며, 제어기(20)는 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 직전 공정의 결과물로 건조 챔버(3)에 잔류하던 제2 기판(W2)이 건조 챔버(3)로부터 반출되어 건식 핸드(130)에 위치하는 경우, 현재 공정 상태를 건조 챔버(3)에 직전 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는 기판 잔류 상태인 것으로 판단한다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 현재 공정 상태가 기판 잔류 상태인 것으로 판단되었으므로, 제어기(20)는 습식 핸드(110)가 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하도록 제어하고, 건식 핸드(130)가 건조 챔버(3)에서 반출한 제2 기판(W2)을 버퍼부(1)로 반입하도록 제어한다.
이 과정 즉, 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하는 과정에서, 제어기(20)는 로봇 암(140)이 제1 기판(W1)이 장착된 습식 핸드(110)와 트레이(120)를 동시에 건조 챔버(3)의 측벽까지 이동시킨 후, 트레이(120)를 정지시킨 상태에서 1 기판(W1)이 장착된 습식 핸드(110)를 건조 챔버(3) 내부로 이동시켜 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)의 내부에 반입하도록 제어할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 현재 공정 상태가 기판 미잔류 상태로 판단된 경우에 수행되는 공정 절차를 예시적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 로봇 암(140)이 제어기(20)의 제어명령에 따라 건조 챔버(3)에 직전(previous) 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하는지 여부와 무관하게 건조 챔버(3)에 대한 기판 반출 동작 모드가 수행되도록 건식 핸드(130)를 구동한다.
도 6에 개시된 예는 건조 챔버(3)에 직전 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하지 않는 케이스이며, 제어기(20)는 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 제2 기판(W2)이 건식 핸드(130)에 위치하지 않는 경우, 현재 공정 상태를 건조 챔버(3)에 직전 공정의 결과물인 제2 기판(W2)이 잔류하지 않는 기판 미잔류 상태인 것으로 판단한다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 현재 공정 상태가 기판 미잔류 상태인 것으로 판단되었으므로, 제어기(20)는 습식 핸드(110)가 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하도록 제어한다.
이 과정 즉, 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)로 반입하는 과정에서, 제어기(20)는 로봇 암(140)이 제1 기판(W1)이 장착된 습식 핸드(110)와 트레이(120)를 동시에 건조 챔버(3)의 측벽까지 이동시킨 후, 트레이(120)를 정지시킨 상태에서 1 기판(W1)이 장착된 습식 핸드(110)를 건조 챔버(3) 내부로 이동시켜 제1 기판(W1)을 건조 챔버(3)의 내부에 반입하도록 제어할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서 유기용제가 아래로 흘러 흄(fume)을 발생시키고, 이 흄에 의해 후속 공정에서 파티클이 생성되어 공정 불량을 유발하는 문제를 해결할 수 있다.
보다 구체적으로, 세정 챔버(2)와 건조 챔버(3) 사이에서 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 이송하는 과정에서, 중력 등의 외력에 의해 아래로 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입 등의 방식으로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 이송 챔버에 유기용제에 의한 흄(fume)이 발생하는 것을 방지하고, 이 흄이 후속 공정에서 세정 챔버(2)와 건조 챔버(3) 등으로 유입되어 생성되는 파티클에 의해 반도체 공정 불량을 유발하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 세정 챔버(2)에서 반출되는 액체 상태의 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 건조 챔버(3)로 신규 반입하는 과정에서, 신규 반입되는 기판이 이전 공정에서 미반출되어 건조 챔버(3)에 잔류하는 기판과 충돌할 수 있는 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치(5)가 제공되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 건조 챔버(3) 내부에 유기용제가 습윤되어 있는 기판을 신규 반입하기 전에, 건조 챔버(3) 내부에 미반출된 기판이 존재하는지 여부와 상관없이 로봇 핸드를 이용한 기판 반출 동작을 실시함으로써, 건조 챔버(3) 내부의 미반출 기판의 유무를 판단함과 동시에 기판 충돌 문제를 방지할 수 있는 기판 이송 장치(5)가 제공되는 효과가 있다.
1: 버퍼부
2: 세정 챔버
3: 건조 챔버
5: 기판 이송 장치
10: 이송 로봇
20: 제어기
110: 습식 핸드(wet hand)
120: 트레이(tray)
125: 진공 홀(vacuum hole)
130: 건식 핸드(dry hand)
140: 로봇 암
150: 진공 펌프(vacuum pump)
160: 배출구
W: 기판
W1: 제1 기판
W2: 제2 기판

Claims (12)

  1. 액체 상태의 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 세정 챔버에서 반출하여 건조 챔버로 반입하는 습식 핸드, 상기 습식 핸드의 하부에 위치하며 상기 제1 기판으로부터 흘러내리는 유기용제를 받는 트레이, 상기 습식 핸드의 상부에 위치하며 상기 습식 핸드와 독립적으로 구동되는 건식 핸드 및 상기 습식 핸드와 상기 트레이 및 상기 건식 핸드를 구동하는 로봇 암을 포함하는 이송 로봇; 및
    상기 이송 로봇을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 로봇 암은 상기 제어기의 제어명령에 따라 상기 건조 챔버에 직전(previous) 공정의 결과물인 제2 기판이 잔류하는지 여부와 무관하게 상기 건조 챔버에 대한 기판 반출 동작 모드가 수행되도록 상기 건식 핸드를 구동하고,
    상기 제어기는,
    상기 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 상기 제2 기판이 상기 건조 챔버로부터 반출되어 상기 건식 핸드에 위치하는 경우, 현재 공정 상태를 상기 건조 챔버에 직전 공정의 결과물인 제2 기판이 잔류하는 기판 잔류 상태인 것으로 판단하고, 상기 현재 공정 상태가 상기 기판 잔류 상태인 것으로 판단된 경우, 상기 습식 핸드가 상기 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 상기 건조 챔버로 반입하도록 제어하고, 상기 건식 핸드가 상기 건조 챔버에서 반출한 제2 기판을 버퍼부로 반입하도록 제어하고,
    상기 기판 반출 동작 모드의 수행 결과 상기 제2 기판이 상기 건식 핸드에 위치하지 않는 경우, 현재 공정 상태를 상기 건조 챔버에 직전 공정의 결과물인 제2 기판이 잔류하지 않는 기판 미잔류 상태인 것으로 판단하고, 상기 현재 공정 상태가 상기 기판 미잔류 상태인 것으로 판단된 경우, 상기 습식 핸드가 상기 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 상기 건조 챔버로 반입하도록 제어하고, 상기 유기용제로 습윤되어 있는 제1 기판을 상기 건조 챔버로 반입하는 과정에서, 상기 로봇 암이 상기 제1 기판이 장착된 습식 핸드와 상기 트레이를 동시에 상기 건조 챔버의 측벽까지 이동시킨 후, 상기 트레이를 정지시킨 상태에서 상기 제1 기판이 장착된 습식 핸드를 상기 건조 챔버 내부로 이동시켜 상기 제1 기판을 상기 건조 챔버의 내부에 반입하도록 제어하는, 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트레이에는 상기 제1 기판으로부터 흘러내리는 유기용제를 진공 흡입하는 진공 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트레이에 진공 흡입력을 제공하는 진공 펌프; 및
    상기 트레이에 형성된 진공 홀을 통해 진공 흡입된 유기용제를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트레이의 면적은 상기 제1 기판의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기판 반출 동작 모드의 수행 이전에,
    상기 건식 핸드가 상기 유기용제로 습윤되지 않은 미처리 상태의 제1 기판을 버퍼부에서 반출하여 상기 세정 챔버로 반입하도록 제어하고,
    상기 습식 핸드가 상기 세정 챔버에서 수행되는 세정 공정에 따라 상기 유기용제로 습윤된 제1 기판을 상기 세정 챔버에서 반출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유기용제는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)을 포함하고,
    상기 건조 챔버에서는 초임계유체를 이용한 건조 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는, 기판 이송 장치.
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