KR20060070340A - 기판 처리장치 및 방법 - Google Patents

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KR20060070340A
KR20060070340A KR1020040109047A KR20040109047A KR20060070340A KR 20060070340 A KR20060070340 A KR 20060070340A KR 1020040109047 A KR1020040109047 A KR 1020040109047A KR 20040109047 A KR20040109047 A KR 20040109047A KR 20060070340 A KR20060070340 A KR 20060070340A
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유용근
권오경
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명은 기판 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 기판이 재치되는 로딩/언로딩부; 상기 기판을 상기 로딩/언로딩부로부터 일측방향으로 이송시키는 상단 이송유닛; 상기 상단 이송유닛을 통해 이송된 상기 기판을 전송받도록 수직방향으로 승ㆍ하강되는 승강부; 상기 승강부로부터 이송된 기판을 전송받아 타측 방향으로 이송시키는 하단 이송컨베이어; 및 상기 하단 이송컨베이어를 통해 이송되는 기판을 처리하는 처리부를 구비하며, 상기 로딩/언로딩부는 상기 하단 이송컨베이어를 통해 처리부로부터 이송되는 기판을 언로딩시키도록 구성되어, 클린룸의 이용효율을 향상시킴은 물론, 클린룸의 설비비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있도록 된 것이다.
기판, 처리, 컨베이어, 세정, 건조, 로딩, 언로딩, 승강, 로보트부, 버퍼부

Description

기판 처리장치 및 방법{Apparatus and Method for Handling Substrate}
도 1은 종래기술에 따른 기판 처리장치의 블럭 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 블럭 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 개략적인 사시도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 버퍼부 200 : 로보트부
300 : 로딩/언로딩부 400 : 상단 이송컨베이어
500 : 승강부 600 : 하단 이송컨베이어
700 : 처리부 710 : 식각부
720 : 세정부 730 : 건조부
본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 평판 디스플레이 기판 등의 피처리물을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 기판의 이송 및 표면처리 유닛(Unit)들을 입체적으로 배치하여 레이아웃(Layout)을 감소시키기에 적당하도록 한 기판 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 또는 평판 디스플레이 기판 등의 피처리물을 처리하는 장치는 각 공정마다 세분화되어 식각장치, 세정장치, 스트립퍼(Stripper), 디벨로퍼(Developer) 등으로 분류될 수 있는데, 이러한 처리장치들은 유사한 구성을 갖으며 제품의 품질에 영향을 미치는 미세먼지를 제거한 청정지역인 클린룸(Clean Room) 내에 평면적으로 배치되어 구성된다.
이러한 종래의 피처리물(이하 편의상 '기판'을 예로 들어 설명함) 처리장치 중에 하나인 식각장치를 좀 더 자세히 살펴보면, 도 1에서 보는 바와 같이, 자동운반장치(AGV;Automated Guided Vehicle) 등에 의해 기판이 적재된 카세트가 재치되는 제1버퍼부(10); 상기 제1버퍼부(10)의 카세트에 적재된 기판을 순차적으로 전송하는 제1로보트부(20); 상기 제1로보트부(20)에 의해 전송되는 기판이 재치되는 로딩부(40); 상기 로딩부(40)로부터 이송컨베이어(30)를 통해 이송된 기판을 식각하는 식각부(51)와, 식각된 기판을 세정하는 세정부(52) 및 세정된 기판을 건조하는 건조부(53)로 이루어진 처리부(50); 상기 처리부(50)를 거쳐 상기 이송컨베이어(30)를 통해 이송되는 기판이 재치되는 언로딩부(60); 상기 언로딩부(60)에 재치된 기판을 카세트에 적재하는 제2로보트부(70); 상기 제2로보트부(70)에 의해 기판이 적재된 카세트가 재치되는 제2버퍼부(80)로 구성된다.
이에 따라, 기판이 적재된 카세트는 자동운반장치 등의 이송수단을 통해 상기 제1버퍼부(10)에 재치되고, 상기 제1버퍼부(10)에 재치된 카세트의 기판은 상기 제1로보트부(20)에 의해 상기 이송컨베이어(30)상에 구비된 로딩부(40)에 하나씩 순차적으로 옮겨지며, 상기 로딩부(40)로부터 이송컨베이어(30)에 의해 이송되는 기판은 상기 처리부(50)를 거치면서 식각, 세정 및 건조가 이루어진 후, 상기 언로딩부(60)에 재치되고, 상기 언로딩부(60)에 재치된 기판은 상기 제2로보트부(70)에 의해 카세트에 적재되어 상기 제2버퍼부(80)에 재치되는 과정을 거쳐 기판의 식각작업이 완료되면, 자동운반장치 등에 의해 다음공정으로 이송된다.
그러나, 종래의 식각장치는 일련의 공정이 평면적으로 진행되기 때문에 기판의 식각공정이 시작되는 지점에 상기 제1버퍼부(10) 및 제1로보트(20)가 구비되어야 하고, 식각공정이 완료되는 지점에 상기 제1버퍼부(10) 및 제1로보트(20)와 동일 내지 유사한 기능을 수행하는 제2로보트부(70) 및 제2버퍼부(80)가 하나씩 더 구비되어야만 함에 따라 클린룸의 점유면적이 증가되어 클린룸의 사용효율이 저하됨은 물론, 클린룸 내의 이송수단 경로(예를 들어, 자동운반장치의 이동레일)가 복잡해져 클린룸의 설비비 및 유지보수 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 전ㆍ후로 분리된 로딩부 및 언로딩부를 통합하고, 이송컨베이어를 상ㆍ하로 분리 배치하여 단일의 로보트부 및 버퍼부에 의해 식각공정이 이루어질 수 있도록 하여 클린룸의 이용효율을 향상시킴은 물론, 클린룸의 설비비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있도록 된 기판 처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리장치는, 기판이 재치되는 로딩/언로딩부; 상기 기판을 상기 로딩/언로딩부로부터 일측방향으로 이송시 키는 상단 이송유닛; 상기 상단 이송유닛을 통해 이송된 상기 기판을 전송받도록 수직방향으로 승ㆍ하강되는 승강부; 상기 승강부로부터 이송된 기판을 전송받아 타측 방향으로 이송시키는 하단 이송컨베이어; 및 상기 하단 이송컨베이어를 통해 이송되는 기판을 처리하는 처리부를 구비하며, 상기 로딩/언로딩부는 상기 하단 이송컨베이어를 통해 처리부로부터 이송되는 기판을 언로딩시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 로딩부는 기판을 로딩 및 언로딩하도록 상기 상단 이송유닛과 하단 이송컨베이어 사이에서 승ㆍ하강되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로딩/언로딩부는 상단에서 기판을 로딩하고, 하단에서 기판을 언로딩하는 상ㆍ하 2단 설비로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 상단 이송유닛은 상기 로딩/언로딩부로부터 기판을 들어올려 이송한 다음 상기 승강부에 내려놓는 셔틀(Shuttle) 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 상단 이송유닛은 상기 기판을 로딩/언로딩부로부터 승강부로 이송하는 상단 이송컨베이어 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 상단 이송컨베이어에 의해 이송되는 기판의 표면에 상압 플라즈마를 이용한 초기 세정을 실시하는 표면처리부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 처리부는 기판을 식각하는 식각부와, 식각된 기판을 세정하는 세정부 및 세정된 기판을 건조하는 건조부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 건조부에는 서로 마주보도록 설치된 에어나이프(Air Knife)를 통해 이송되는 기판에 공기를 분사하여 건조하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리방법은, 기 판을 로딩/언로딩부에 재치하는 단계; 상기 로딩/언로딩부에 재치된 기판을 상단 이송유닛을 통해 일측방향으로 이송시켜 승강부에 이송하는 단계; 상기 승강부에 이송된 기판을 하강시키는 단계; 상기 하강된 기판을 하단 이송컨베이어를 통해 타측 방향으로 이송시키는 단계; 및 상기 하단 이송컨베이어를 통해 이송되는 기판을 처리한 후 상기 로딩/언로딩부에서 언로딩하는 단계를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상단 이송유닛을 통해 일측방향으로 이송되는 기판의 표면에 상압 플라즈마 세정기를 이용한 초기 세정을 실시하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 블럭 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 개략적인 사시도로서, 도 2의 버퍼부(100)와 로보트부(200)는 도 3에서 생략되었다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 기판 처리장치는 기판이 적재된 카세트가 재치되는 버퍼부(100)와 인접하여 상기 기판을 순차적으로 전송하는 로보트부(200)가 배치되고, 상기 로보트부(200)에서 전송되는 기판을 이송하는 상단 이송컨베이어(400) 및 하단 이송컨베이어(600)가 상하로 일정간격 이격된 채 육면체 형상의 프레임 내에 분리되어 설치된다.
그리고, 상기 상단 이송컨베이어(400)의 초입부에는 상기 로보트부(200)로부터 전송되는 기판이 재치되는 로딩/언로딩부(300)가 구비된다. 이때, 상기 로딩/언 로딩부(300)는 상단에서 기판을 로딩하고, 하단에서 기판을 언로딩하는 상ㆍ하 2단 설비로 구성된다.
또한, 상기 상단 이송컨베이어(400)에 의해 이송된 기판을 상기 하단 이송컨베이어(600)에 전달하기 위하여 수직방향으로 승ㆍ하강하는 승강부(500)가 구비되며, 상기 승강부(500)로부터 기판을 전달받아 상기 상단 이송컨베이어(400)의 기판 흐름 방향과 반대 방향으로 기판을 이송시키는 상기 하단 이송컨베이어(600)상에는 이송되는 기판을 처리하는 처리부(700)가 구비되어 이루어진다.
한편, 도 2 및 도 3에서는 상기 로딩/언로딩부(300)에 로딩된 기판이 상단 이송컨베이어(400)에 의해 이송되는 것으로 도시되어 있으나, 상단 이송컨베이어(400)는 로딩/언로딩부(300)로부터 기판을 들어올려 이송한 다음 상기 승강부(500)에 내려놓는 셔틀 형태로 구성될 수 있다.
상기 상단 이송컨베이어(400)와 하단 이송컨베이어(600)는 서로 반대방향으로 구동되므로, 전체적으로 상기 기판은 상기 상단 이송컨베이어(400)를 거쳐 상기 하단 이송컨베이어(600)를 통해 최초 기판을 전송한 상기 로보트부(200) 쪽으로 재전송되도록 구성된다.
이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.
본 발명에 따르면, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 자동운반장치 등과 같은 이송수단에 의해 상기 기판이 적재된 카세트가 이전 공정장비로부터 운반되어 상기 버퍼부(100)에 재치되고, 상기 버퍼부(100)에 재치된 카세트의 기판은 상기 로보트부(200)에 의해 상기 로딩/언로딩부(300)에 순차적으로 전송되며, 상기 로딩 /언로딩부(300)에 전송된 기판은 상기 상단 이송컨베이어(400)에 의해 일측 방향으로 이송된다.
한편, 상기 로딩/언로딩부(300)는 상단 이송컨베이어(400)에 기판을 공급하고, 상기 하단 이송컨베이어(600)로부터 기판을 공급받을 수 있도록 기판을 상단에 로딩하고, 하단으로부터 언로딩하는 상ㆍ하 2단 설비로 구성된다.
또한, 상기 로딩/언로딩부(300)는 상기 승강부(500)와 동일하게 수직방향으로 승ㆍ하강되도록 구성할 수 있는데, 이 경우에는 상기 기판이 상기 로딩/언로딩부(300)에 로딩되면 상기 로딩/언로딩부(300)가 수직방향으로 상승하여 상기 상단 이송컨베이어(400) 쪽으로 기판을 전송하게 되며, 후술될 처리공정을 거친 후, 상기 하단 이송컨베이어(600)를 통해 전송되는 기판을 언로딩하도록 상기 로딩/언로딩부(300)는 수직방향으로 하강하게 된다.
또한, 상기 상단 이송컨베이어(400)에는 표면처리부를 추가로 설치하여 기판 표면의 유기물을 1차적으로 제거하고, 아울러 기판 표면에 형성된 포토레지스트막 패턴의 불필요한 찌꺼기(Residue)를 제거할 수 있는데, 이러한 표면처리부를 구성하기 위해서 대기압 하에서 플라즈마(Plasma)를 방출해 내부를 이온화시켜 이물질을 제거할 수 있는 상압 플라즈마 세정기를 적용하는 것이 바람직하다.
이후, 상기 상단 이송컨베이어(400)를 통해 이송되는 기판은 상기 승강부(500)에 재치되고, 상기 승강부(500)는 하강하여 기판을 하단 이송컨베이어(600)로 전송하게 되며, 상기 하단 이송컨베이어(600)를 통해 이송되는 기판은 처리부(700)를 경유하면서 소정의 처리공정이 이루어지게 된다.
이러한 처리공정은 기판의 처리 목적에 따라 달라질 수 있으며 이하에서는 기판의 식각처리를 수행하는 식각장치에 적용되는 처리부(700)를 예로 들어 설명하지만, 전술한 바와 같이 본 발명은 상기 식각장치와 매우 유사한 세정장치, 스트립퍼, 디벨로퍼 등과 같은 FPD(Flat Panel Display)용 기판 처리장치에 모두 적용될 수 있는 시스템이다.
이후, 상기 기판은 상기 처리부(700)의 식각부(710)에 투입되어 기판상에 형성된 배선물질(예를 들어, 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 또는 몰리브덴(Mo) 등)을 식각하게 되는데, 여기서 상기 식각부(710)는 필요에 따라 1~3개로 분리하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 승강부(500)와 식각부(710) 사이에는 상기 식각부(710)의 약액이 역류되는 것을 차단하기 위하여 뉴트럴(Neutral)부를 추가로 설치할 수 있다.
한편, 상기 식각부(710)를 통과한 기판은 상기 세정부(720)를 경유하면서 기판상에 잔류된 잔류물이나 이물질 등이 제거되는데, 상기 세정부(720)는 필요에 따라 1~3개의 세정부로 구성될 수 있다. 예를 들어 DIW(De-Ionized Water)를 이용한 DIW 세정부와 DIW를 고압 분사하는 고압 세정부로 구성될 수 있으며, 추가적으로 고압 세정부 후단에 DIW 린스부를 설치할 수 있다.
그리고, 상기 세정부(720)를 통과한 기판은 건조부(730)를 거치면서 건조되는데, 여기서 상기 건조부(730)에는 상하 마주보도록 에어나이프를 설치하여 상기 에어나이프 사이로 기판을 이송시키면서 공기를 분사하여 건조하는 방식이 적용될 수 있다.
이후, 상기 건조부(730)를 통과한 기판은 상기 로딩/언로딩부(300)에 전송되고, 그 로딩/언로딩부(300)에 전송된 기판은 상기 로보트부(200)에 의해 상기 버퍼부(100)의 카세트에 적재되며, 상기 버퍼부(100)의 카세트에 기판이 모두 채워지게 되면 자동운반장치 등의 이송수단을 통해 카세트에 적재된 기판을 다음 공정장비로 운반하게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 기판 처리장치는 기판을 이송하는 상단 및 하단 이송컨베이어(400,600)가 상ㆍ하로 분리되어 배치되는 한편, 기판의 로딩 및 언로딩 과정이 단일의 로보트부(200)와 버퍼부(100)를 통해 통합적으로 이루지게 됨은 물론, 일련의 작업공정이 순차적으로 연속해서 이루어지기 때문에 기판이 대기중에 노출되는 시간이 최소화되어 이물질에 의한 불량 발생을 억제할 수 있게 된다.
또한, 기판의 이송 및 처리 유닛들을 입체적으로 배치함으로써, 종래 평면적 배치형태에 비해 레이아웃을 축소시킬 수 있게 되어 장비의 사이즈가 작아지고, 이로 인해 클린룸의 이용효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판 처리장치의 후단 즉, 버퍼부(100)에서만 자동운반장치 등과 같은 이송수단을 사용하게 되므로 클린룸 내의 이송수단 경로(예를 들어, 자동운반장치의 이동레일)를 단순화시킬 수 있게 된다.
아울러, 기판 처리장치가 클린룸에 병렬로 배치될 경우, 종래의 처리장치는 양단에 로보트부 및 버퍼부가 구비되므로, 장비의 유지 및 보수를 위한 진입공간을 확보하기 위해서 로보트부 및 버퍼부가 일정간격 유격되도록 배치됨에 따라 장비의 사이즈도 클 뿐만 아니라, 유지 및 보수를 위한 별도의 공간이 요구되어 클린룸의 이용효율이 저하되지만, 본 발명에 따른 기판 처리장치는 일단에만 로보트부 및 버퍼부가 구비되므로, 장비의 사이즈도 작아질 뿐만 아니라, 로보트부와 버퍼부를 인접하게 병렬 배치하더라도 기판 처리장치의 타단에서 접근이 가능하여 장비의 유지 및 보수를 위한 진입공간이 확보되므로, 클린룸에서 차지하는 공간을 최소화할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판을 이송하는 상단 및 하단 이송컨베이어가 상ㆍ하로 분리되어 배치되는 한편, 기판의 로딩 및 언로딩 과정이 단일의 로보트부와 버퍼부를 통해 통합적으로 이루지게 되고, 기판을 이송하는 자동운반장치 등과 같은 이송수단의 경로를 단순화시킬 수 있게 되어, 클린룸의 이용효율을 향상시킴은 물론, 클린룸의 설비비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않고 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 기판이 재치되는 로딩/언로딩부;
    상기 기판을 상기 로딩/언로딩부로부터 일측방향으로 이송시키는 상단 이송유닛;
    상기 상단 이송유닛을 통해 이송된 상기 기판을 전송받도록 수직방향으로 승ㆍ하강되는 승강부;
    상기 승강부로부터 이송된 기판을 전송받아 타측 방향으로 이송시키는 하단 이송컨베이어; 및
    상기 하단 이송컨베이어를 통해 이송되는 기판을 처리하는 처리부를 구비하며, 상기 로딩/언로딩부는 상기 하단 이송컨베이어를 통해 처리부로부터 이송되는 기판을 언로딩시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로딩/언로딩부는 기판을 로딩 및 언로딩하도록 상기 상단 이송유닛과 하단 이송컨베이어 사이에서 승ㆍ하강되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로딩/언로딩부는 상단에서 기판을 로딩하고, 하단에서 기판을 언로딩하는 상ㆍ하 2단 설비로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상단 이송유닛은 상기 로딩/언로딩부로부터 기판을 들어올려 이송한 다음 상기 승강부에 내려놓는 셔틀 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상단 이송유닛은 상기 기판을 로딩/언로딩부로부터 승강부로 이송하는 상단 이송컨베이어 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상단 이송컨베이어에 의해 이송되는 기판의 표면에 상압 플라즈마를 이용한 초기 세정을 실시하는 표면처리부가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는 기판을 식각하는 식각부와, 식각된 기판을 세정하는 세정부 및 세정된 기판을 건조하는 건조부로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  8. 기판을 로딩/언로딩부에 재치하는 단계;
    상기 로딩/언로딩부에 재치된 기판을 상단 이송유닛을 통해 일측방향으로 이송시켜 승강부에 이송하는 단계;
    상기 승강부에 이송된 기판을 하강시키는 단계;
    상기 하강된 기판을 하단 이송컨베이어를 통해 타측 방향으로 이송시키는 단계; 및
    상기 하단 이송컨베이어를 통해 이송되는 기판을 처리한 후 상기 로딩/언로딩부에서 언로딩하는 단계를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상단 이송유닛을 통해 일측방향으로 이송되는 기판의 표면에 상압 플라즈마 세정기를 이용한 초기 세정을 실시하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
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KR20220142827A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 (주)에스티아이 기판 식각 시스템

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