KR20080039380A - 기판처리유닛, 기판이송방법, 기판세정처리유닛 및기판도금장치 - Google Patents

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KR20080039380A
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마사히코 세키모토
도시오 요코야마
데루유키 와타나베
겐이치 스즈키
겐이치 고바야시
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명에 따르면, 기판을 유지하는 시간을 단축시켜 스루풋을 개선하기 위하여, 기판을 수용한 후에 로봇팔과 같은 기판수용기구가 상기 기판 상에서 신속하게 해제유지시킬 수 있도록 하는 기판처리유닛, 기판이송방법, 기판세정처리유닛 및 기판도금장치를 제공한다. 상기 기판처리유닛(10)은 기판(11)을 특정 홀딩 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구(10) 및 기판을 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀(15)이 기판안내기구(20)에 제공된 기판홀딩기구에 의해 유지된 기판에 특정 처리를 행하기 위한 처리기구(32)를 포함한다. 상기 기판홀딩기구는 기판의 홀딩 위치의 외주부 상에 복수 개수의 롤러(14)를 구비하되, 상기 복수 개수의 롤러는 기판의 주변부를 그 측면으로부터 홀딩 위치의 부근에 지지하여 상기 기판을 유지하도록 되어 있으며, 상기 롤러는 대경부와 상기 대경부 상방에 형성된 소경부로 이루어진 통합 구조를 가지되, 상기 대경부의 상부는 이송 중인 기판을 임시로 배치하기 위한 숄더부를 구비하고, 상기 숄더부에는 그 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리유닛, 기판이송방법, 기판세정처리유닛 및 기판도금장치{SUBSTRATE PROCESSING UNIT, SUBSTRATE TRANSFER METHOD, SUBSTRATE CLEANSING PROCESS UNIT, AND SUBSTRATE PLATING APPARATUS}
본 발명은 기판홀딩기구에 의해 유지된 기판에 기판처리기구를 이용한 특정 처리들을 행하기 위하여, 반도체웨이퍼와 같은 기판을 특정된 홀딩 위치에 유지하기 위한 상기 기판홀딩기구를 구비한 기판처리유닛 및 상기 기판처리유닛과 기판을 이송하기 위한 기판이송방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 반도체웨이퍼와 같은 기판을 특정된 홀딩 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구를 구비한 기판세정처리유닛 및 상기 기판세정처리유닛을 구비한 기판도금장치에 관한 것이다.
도 1은 기판을 수용, 유지 및 배출하기 위한 이러한 종류의 종래의 기판처리유닛의 부분 구조 뿐만 아니라 그 작용들을 보여준다. 도시된 바와 같이, 기판처리유닛은 기판(11)을 특정된 홀딩 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구(10)를 구비한다. 상기 기판홀딩기구(10)는 복수 개수(도 1에서는 4개)의 롤러(12)를 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 롤러(12)는 소경부(small diameter portion; 12a) 및 상기 소경부(12a) 아래에 형성된 대경부(large diameter portion; 12b)로 이루어진 통합 구조를 가진다. 리세스(12c)는 소경부(12a)와 대경부(12b) 사이의 경계부 주위에 형성되어 있다. 상기 대경부(12b)의 상단부는 수평방향의 숄더부(12d)로 제조된다. 상기 롤러(12)는 회전기구(도시안됨)에 의해 회전가능하다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(11)은 로봇팔과 같은 기판수용기구(13)와 함께 롤러(12) 상방에 수용된다. 기판수용기구(13)가 도 1b에 도시된 바와 같이 하강함에 따라, 상기 기판(11)은 상기 롤러(12)의 리세스(12c)와 동일한 위치로 하강한다. 이러한 상태에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 롤러(12)는 기판(11)을 향해 화살표 A로 표시된 방향으로 이동되어, 상기 기판(11)의 주변부가 상기 롤러(12)의 리세스(12c)와 맞물리게 되고, 상기 기판(11)이 그 측면으로부터 상기 롤러(12)에 의해 기판홀딩위치에 지지된다. 다음으로, 상기 기판수용기구(13)는 도 1d에 도시된 바와 같이 더욱 하강하여 기판(11)으로부터 이격되게 된다. 그 후, 기판수용기구(13)가 기판홀딩기구(10)로부터 철수된다. 이는 기판(11)이 그 측면으로부터 4개의 롤러(12)에 의해 특정 위치에 지지되는 도 1e에 도시된 상태를 초래한다.
기판의 측면으로부터 상술된 복수 개수의 롤러(12)에 의해 지지되는 상태에 있는 기판(11)은 세정과 같은 특정 처리를 겪는다. 예컨대, 기판(11)의 세정 처리가 종료되면, 기판수용기구(13)는 도 1d에 도시된 바와 같이 기판홀딩기구(10)에 의해 유지된 기판(11) 아래로 이동된다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 기판수용기구(13)는 기판(11)을 수용하기 위한 위치로 상승된다. 상기 롤러(12)는 화살표 A 반대 방향으로 이동된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(11)은 기판수용기구(13) 상에 배치된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판수용기구(13)는 기판(11)을 배출하 기 위해 상승 및 철수된다.
특정된 위치에 유지되는 상태에서 반도체웨이퍼와 같은 기판에 세정과 같은 각종 처리를 행하기 위한 장치를 이용하여 스루풋을 개선하는 중요한 포인트 가운데 하나는 기판의 이송 시간을 단축하는 것이다. 이송 시간을 단축시키기 위하여, 이송 공정의 수 등을 줄여 이송 효율을 향상시키는 것도 필요하다. 하지만, 기판은 여타의 부품들로부터의 간섭과 충격 없이 조심스럽게 이송되어야 하기 때문에, 상기 기판을 유지 및 이송하는 방법 또한 이송 공정의 수를 줄이는 경우에 개선되어야만 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11)을 수용, 유지 및 배출하는 종래의 공정들에서는, 도 1a에 도시된 기판처리유닛에서 로봇팔과 같은 기판수용기구(13)에 의해 기판홀딩기구(10) 상방에 기판(11)이 수용된다. 다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판수용기구(13)가 하강되어, 기판(11)이 롤러(12)의 리세스(12c)와 맞물리게 된다. 다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 기판(11)이 그 측면으로부터 롤러(12)에 의해 지지된다. 다음으로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 기판수용기구(13)가 더욱 하강되어 상기 기판홀딩기구(10)로부터 철수된다. 그 결과, 기판수용기구(13)가 장시간 동안 기판(11)을 유지하게 되는 데, 이는 기판(11)의 이송 시간을 단축시켜 스루풋을 개선시킬 때의 문제점이 된다.
본 발명은 이러한 관점에서 고안되었다. 그러므로, 본 발명의 목적은 기판을 유지하는 시간을 단축시켜 스루풋을 개선하기 위하여, 기판을 수용한 후에 로봇팔과 같은 기판수용기구를 기판유지상태로부터 신속하게 해제시킴으로써 상기 문제점을 해결할 수 있도록 하는 기판처리유닛, 기판이송방법, 기판세정처리유닛 및 기판도금장치를 제공하는 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 기판처리유닛은, 예컨대 도 3 및 도 13에 도시된 바와 같이, 기판(11)을 특정 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구(10)를 포함하되, 상기 기판홀딩기구(10)는 홀딩 위치에 있는 상기 기판(11)의 주변부 상에 복수 개수의 롤러(14)를 구비하고, 상기 복수 개수의 롤러(14)는 상기 기판(11)의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치 부근에 지지하여 상기 기판(11)을 유지하도록 되어 있으며; 상기 기판홀딩기구(10)에 의해 유지되는 상기 기판(11)에 특정 처리를 행하기 위한 처리기구(32); 및 상기 기판(11)을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀(15)이 제공된 기판안내기구(20)를 포함하여 이루어지고, 상기 롤러(14) 각각은 대경부(14b) 및 상기 대경부(14b) 상방에 형성된 소경부(14a)로 이루어진 통합 구조를 가지되, 상기 대경부(14b)의 상부는 상기 기판(11)의 이송 시에 상기 기판(11)을 임시로 배치하기 위한 숄더부(14d)를 구비하며, 상기 숄더부(14d)에는 상기 기판(11)의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 기판처리유닛은, 예컨대 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이, 기판(11)을 특정 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구(10)를 포함하되, 상기 기판홀딩기구(10)는 홀딩 위치에 있는 상기 기판(11)의 주변부 상에 복수 개수의 롤러(14)를 구비하고, 상기 복수 개수의 롤러(14)는 상기 기판(11)의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치 부근에 지지하여 상기 기판(11)을 유지하도록 되어 있으며; 상기 기판홀딩기구(10)에 의해 유지되는 상기 기판(11)에 특정 처리를 행하기 위한 처리기구(32); 및 상기 기판(11)을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀(15)이 제공된 기판안내기구(20)를 포함하되, 상기 기판안내기구(20)는 상기 기판(11)의 이송 시에 상기 기판(11)을 임시로 배치하기 위한 임시배치툴(25)을 구비하고, 상기 롤러(14) 각각은 대경부(14b) 및 상기 대경부(14b) 상방에 형성된 소경부(14a)로 이루어진 통합 구조를 가지되, 상기 대경부(14b)의 상부는 상기 기판(11)의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성된 숄더부(14d)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판처리유닛에서는, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판(11)이 디스크 형상일 수도 있고, 상기 기판안내기구(20)의 가이드핀(15)은 상기 홀딩 위치에 유지된 기판(11) 주위에 배치될 수도 있으며, 상기 기판(11)이 상술된 기판처리유닛에서, 유지되거나 해제될 때 변위되는 경우에도 상기 기판(11)을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하는 기능을 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 기판처리유닛에서는, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판안내기구(20)의 가이드핀(15)의 상부는, 상술된 기판처리유닛에서 상기 기판(11)의 이송 시에 상기 기판(11)의 변위를 완화(absorbing)시키는 기능을 제공하도록 가늘어질(tapered off) 수도 있다.
본 발명에 따른 기판처리유닛에서는, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판안내기구(20)의 가이드핀(15)은, 상기 홀딩 위치에 있는 기판(11)이 상술된 기판처리유닛에서 처리될 때 상기 기판(11)과의 간섭을 피하기 위해 상기 기판(11)의 주변부로부터 이격된 위치에 배치될 수도 있다.
본 발명에 따른 기판처리유닛에서는, 상기 롤러(14)들이 회전기구와 함께 회전되도록 되어 있고, 상기 기판(11)은 상기 롤러(14)들의 회전에 의해 회전된다.
기판수용기구에 의해 수용된 기판을 특정 홀딩 위치에 유지하여, 특정 처리 이후 상기 기판을 배출하기 위한 본 발명에 따른 기판이송방법은, 예컨대 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 기판수용기구(13)가 하강함에 따라 상기 수용된 기판(11)을 가이드핀(15)에 의해 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하는 공정; 상기 기판수용기구(13)로부터 해제될 임시배치부(14d) 상에 상기 기판(11)을 배치하는 공정; 상기 기판(11)의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치에 지지하여, 복수 개수의 롤러(14)에 의해 상기 기판수용기구(13)로부터 해제되는 기판(11)을 유지하는 공정; 상기 유지된 기판(11)에 특정 처리를 행하는 공정; 상기 임시배치부(14d) 상에 배치되도록 상기 특정 처리를 행한 기판(11)의 유지를 해제하는 공정; 및 상기 임시배치부(14d) 상에 배치된 기판(11)을 배출하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 롤러(14) 각각은 대경부(14b) 및 상기 대경부(14b) 상방에 형성된 소경부(14a)로 이루어진 통합 구조를 가지고, 상기 대경부(14b)의 상부는 상기 기판(11)의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성된 숄더부(14d)를 구비하며, 상기 숄더부(14d) 상에 배치된 기판(11)은 상기 복수 개수의 롤러(14)가 상기 기판(11)을 향해 이동함에 따라 그 측면으로부터 유지 및 지지되고, 상기 롤러(14)가 반대 방향으로 이동함에 따라 상기 숄더부(14d) 상에 해제 및 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판세정처리유닛은, 예컨대 도 5 및 도 13에 도시된 바와 같이, 기판(11)을 특정 홀딩 위치에 유지하기 위한 복수 개수의 롤러(14)를 포함하되, 상기 롤러(14)는 대경부(14b) 및 상기 대경부(14b) 상방에 형성된 소경부(14a)로 이루어진 통합 구조를 가지며, 상기 대경부(14b)의 상부는 이송 중인 기판(11)이 임시로 배치되도록 허용하는 숄더부(14d)를 구비하고, 상기 숄더부(14d)에는 상기 기판(11)의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성되어, 상기 기판(11)의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치의 부근에 지지하여 상기 기판(11)을 유지시키며, 상기 기판(11)을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀(15); 상기 롤러(14)에 의해 유지된 상기 기판(11)에 세정액을 공급하기 위한 세정노즐(32); 및 상기 롤러(14)에 의해 유지된 상기 기판(11)의 표면과 접촉시키기 위한 브러시(31)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판도금장치는, 예컨대 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 기판에 예비도금처리 및 도금처리를 행하기 위한 예비도금처리및도금유닛(48); 상기 예비도금처리 및 도금처리를 겪은 기판을 상기 예비도금처리및도금유닛(48)으로 세정하기 위한 상술된 기판세정처리유닛(46); 및 상기 예비도금처리 및 도금처리를 겪은 기판을 상기 예비도금처리및도금유닛(48)으로부터 상기 기판세정처리유닛(46)으로 이송하고, 상기 기판을 상기 기판세정처리유닛(46)으로부터 배출하기 위한 기판이송로봇(42)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과
본 발명에 따른 기판처리유닛에는 기판을 홀딩 위치 부근에 안내하기 위한 가이드핀을 구비한 기판안내기구가 제공된다. 이는 기판이 기판홀딩기구에 대해 위쪽에 수용될 때까지 상기 수용된 기판을 유지시키는 것을 계속하기 위하여 로봇팔과 같은 기판수용기구를 불필요하게 만들어, 수용 동작 이후의 기판수용기구가 기판유지상태로부터 신속하게 해제될 수 있어 다음 공정에 사용될 수 있게 된다. 처리 이후의 기판은 기판홀딩기구에 의해 유지된 상태로부터 해제되어, 가이드핀과 함께 홀딩 위치 부근에 있기 때문에, 상기 기판수용기구가 기판홀딩기구에 관계 없이 기판을 신속하게 꺼낼 수 있다. 기판홀딩기구에는 기판의 주변부에 복수 개수의 롤러가 제공되고, 상기 롤러는 상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 홀딩 위치의 부근에 지지하여 기판을 유지할 수 있기 때문에, 상기 기판이 그 측면으로부터 지지될 수 있거나 또는 간단히 롤러를 기판을 향해 혹은 기판으로부터 멀리 이동시켜 손쉽게 해제될 수 있다. 상기 롤러 각각은 이송되고 있는 기판을 임시로 수용하도록 사용될 수 있는 숄더부를 구비한다. 그러므로, 상기 기판은 기판홀딩기구와 기판이송기구간의 연동 동작(interlock motion)이 필요없이 기판용 임시배치테이블로서 숄더부를 이용하면서 용이하면서도 확실하게 수용되거나 배출될 수 있게 된다. 상기 롤러의 숄더부에는 그 주변부를 향해 아래로 기울어진 경사면이 형성된다. 그러므로, 숄더부 상에 임시로 배치된 기판이 그 측면으로부터 롤러에 의해 지지되어야 하는 경우, 또는 롤러에 의해 그 측면으로부터 지지된 기판이 숄더부로 이동되어야 하는 경우에는, 간단히 롤러를 기판을 향해 또는 기판으로부터 멀리 이동시켜 상기 동작이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명에 따른 기판처리유닛에는 기판을 홀딩 위치 부근으로 안내하기 위한 가이드핀을 구비한 기판안내기구가 제공된다. 이는 기판이 기판홀딩기구에 대해 위쪽에 수용될 때까지 상기 수용된 기판을 유지시키는 것을 계속하기 위하여 로봇팔과 같은 기판수용기구를 불필요하게 만들어, 수용 동작 이후의 기판수용기구가 기판유지상태로부터 신속하게 해제될 수 있어 다음 공정에 사용될 수 있게 된다. 처리 이후의 기판은 기판홀딩기구에 의해 유지된 상태로부터 해제되어, 가이드핀과 함께 홀딩 위치 부근에 있기 때문에, 상기 기판수용기구가 기판홀딩기구에 관계 없이 기판을 신속하게 꺼낼 수 있다. 기판홀딩기구에는 기판의 주변부에 복수 개수의 롤러가 제공되고, 상기 롤러는 상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 홀딩 위치의 부근에 지지하여 기판을 유지할 수 있기 때문에, 상기 기판이 그 측면으로부터 지지될 수 있거나 또는 간단히 롤러를 기판을 향해 혹은 기판으로부터 멀리 이동시켜 손쉽게 해제될 수 있다. 기판안내기구에는 임시배치툴이 제공되기 때문에, 상기 기판은 기판홀딩기구와 기판이송기구간의 연동 동작이 필요없이 기판용 임시배치테이블로서 임시배치툴을 이용하면서 용이하면서도 확실하게 수용되거나 배출될 수 있게 된다. 상기 롤러의 숄더부에는 그 주변부를 향해 아래로 기울어진 경사면이 형성된다. 그러므로, 숄더부 상에 임시로 배치된 기판이 그 측면으로부터 롤러에 의해 지지되어야 하는 경우, 또는 롤러에 의해 그 측면으로부터 지지된 기판이 숄더부로 이동되어야 하는 경우에는, 간단히 롤러를 기판을 향해 또는 기판으로부터 멀리 이동시켜 상기 동작이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
홀딩 위치에 유지된 기판 주위에 제공되는 가이드핀은, 기판이 고정식으로 유지되거나 해제될 때 상기 기판이 변위되더라도, 기판을 홀딩 위치의 부근으로 안내하는 기능을 가진다. 그러므로, 상기 기판이 기판수용기구 및 기판배출기구에 의해 쉽고, 정확하면서도, 신속하게 수용 및 배출될 수 있게 된다.
상기 가이드핀의 상부는, 기판이 이송될 때 변위가 발생하더라도 기판의 변위를 완화시키는 기능을 제공하도록 상방으로 가늘어진다. 가이드핀의 테이퍼(taper)가 홀딩 위치에 근사적으로 기판을 안내하도록 변위를 보정함에 따라, 기판이 특정 홀딩 위치에 정착된다. 그러면, 기판을 그 측면으로부터 지지하거나 또는 기판홀딩기구에 의해 기판을 신속하면서도 정확하게 유지할 수 있도록 만든다.
기판안내기구의 가이드핀이 기판과의 간섭을 피하기 위하여 기판의 주변부로부터 이격된 위치에 위치함에 따라, 홀딩 위치에 있는 기판이 처리되어야 하는 경우에는, 상기 가이드핀이 기판이 처리되는 경로에 위치하지 않게 되어, 상기 처리가 원활하게 수행되게 된다.
기판이 롤러의 회전에 의해 회전되도록 상기 롤러가 회전기구에 의해 회전가능하도록 되어 있으므로, 상기 기판이 예컨대 세정 처리를 받아야 하는 경우에는, 기판이 회전되면서 상기 기판의 전체 표면이 고르게 처리되기 쉽다.
본 발명에 따른 기판이송방법에 의하면, 기판수용기구가 하강함에 따라, 상기 기판수용기구에 의해 수용되는 기판이 상기 기판홀딩기구의 기판임시배치부 상에 배치된 홀딩 위치 부근으로 기판안내기구의 가이드핀에 의해 안내되며, 상기 기판수용기구로부터 제거된다. 그런 다음, 기판홀딩기구에 의해 홀딩 위치에 유지된 기판이 특정 처리를 겪는다. 기판홀딩기구가 기판 상의 유지를 해제함에 따라, 기판이 임시배치부 상에 배치되고, 기판배출기구에 의해 배출된다. 상기 기판은 기판수용기구와 기판배출기구 및 기판홀딩기구간의 연동 동작이 필요없이, 상기 기구들 가운데 단 하나만의 작용으로 수용 및 배출될 수 있다. 그러므로, 기판이 용이하면서도 신속하게 수용 및 배출될 수 있다. 기판홀딩기구에는 기판의 홀딩 위치의 주변에 복수 개수의 롤러가 제공되고, 상기 롤러들은 기판의 주변부를 그 측면으로부터 지지하여 기판을 유지할 수 있기 때문에, 상기 기판이 그 측면으로부터 지지될 수 있거나 또는 간단히 롤러를 기판을 향해 혹은 기판으로부터 멀리 이동시켜 용이하게 해제될 수 있다. 상기 롤러 각각은 이송되고 있는 기판을 임시로 수용하도록 사용될 수 있는 숄더부를 구비한다. 그러므로, 기판홀딩기구와 기판이송기구간의 연동 동작의 필요없이 기판용 임시배치테이블로서 숄더부를 이용하면서, 쉽고도 확실하게 기판이 수용 및 배출될 수 있다. 상기 롤러의 숄더부에는 그 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성된다. 그러므로, 숄더부 상에 임시로 배치된 기판이 그 측면으로부터 롤러에 의해 지지되어야 하는 경우, 또는 롤러에 의해 그 측면으로부터 지지된 기판이 숄더부로 이동되어야 하는 경우, 간단히 롤러를 기판을 향해 혹은 기판으로부터 멀리 이동시킴으로써 상기 동작이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명에 따른 기판세정처리유닛은 기판을 특정 홀딩 위치에 유지시키기 위한 복수 개수의 롤러를 포함하되, 상기 롤러는 대경부 및 상기 대경부 상방에 형성된 소경부로 이루어진 통합 구조를 가지며, 상기 대경부의 상부는 이송 중인 기판이 임시로 배치되도록 허용하는 숄더부를 구비하고, 상기 숄더부에는 상기 기판의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성되어, 상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치의 부근에 지지하여 상기 기판을 유지시키며, 상기 기판을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀을 포함한다. 그러므로, 상기 기판수용기구는 수용된 기판 상에서의 유지를 신속하게 해제시킴으로써 다음 공정에 사용될 수 있다. 처리 이후의 기판은 기판홀딩기구에 의해 유지된 상태로부터 해제되어, 가이드핀에 의해 홀딩 위치 부근에 있고, 상기 기판수용기구는 기판홀딩기구에 관계 없이 기판을 신속하게 배출할 수 있따. 상기 기판홀딩기구에는 기판의 홀딩 위치의 주변에 복수 개수의 롤러가 제공된다. 상기 롤러는 기판을 그 측면으로부터 홀딩 위치의 부근에 지지하여 기판을 유지시킬 수 있도록 되어 있다. 그러므로, 기판이 그 측면으로부터 지지될 수 있거나 또는 간단히 롤러를 기판을 향해 혹은 기판으로부터 멀리 이동시켜 쉽게 해제될 수 있다. 상기 롤러 각각은 이송되고 있는 기판을 임시로 수용하도록 사용될 수 있는 숄더부를 구비한다. 그러므로, 기판홀딩기구와 기판이송기구간의 연동 동작의 필요없이 기판용 임시배치테이블로서 숄더부를 이용하면서, 쉽고도 확실하게 기판이 수용 및 배출될 수 있다. 상기 롤러의 숄더부에는 그 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성된다. 그러므로, 숄더부 상에 임시로 배치된 기판이 그 측면으로부터 롤러에 의해 지지되어야 하는 경우, 또는 롤러에 의해 그 측면으로부터 지지된 기판이 숄더부로 이동되어야 하는 경우, 간단히 롤러를 기판을 향해 혹은 기판으로부터 멀리 이동시킴으로써 상기 동작이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명에 따른 기판도금장치에는 상술된 기판세정처리유닛이 제공되기 때문에, 기판이 기판세정처리장치 안팎으로 신속하게 수용 및 배출될 수 있어, 상기 기판도금장치의 처리 효율을 높일 수 있게 된다.
도 1a 내지 도 1e는 기판을 수용, 유지 및 배출하기 위한 종래의 기판처리유닛의 구성의 단면; 및 그 작용을 도시한 도면;
도 2는 종래의 기판처리유닛의 기판홀딩기구의 롤러의 예시적인 구조를 도시한 도면;
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명에 따른 기판처리유닛의 기판홀딩기구 및 기판수용기구의 구성을 도시한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 기판처리유닛의 기판안내기구의 구성을 도시한 도면;
도 5는 본 발명에 다른 기판처리유닛의 기판홀딩기구의 롤러의 구조를 도시한 도면;
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 기판처리유닛의 구성 및 부착 구조를 도시한 도면;
도 7은 본 발명에 따른 기판처리유닛의 기판안내기구의 구성을 도시한 도면;
도 8은 본 발명에 따른 기판처리유닛의 기판안내기구의 구성을 도시한 도면;
도 9a 내지 도 9d는 기판을 수용, 유지 및 배출하기 위한 본 발명에 따른 기판처리유닛의 구성의 단면; 및 그 작용을 도시한 도면;
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 임시배치핀이 제공된 기판홀딩기구 및 기판수용기구의 구성을 도시한 도면;
도 11a 내지 도 11c는 본 발명에 따른 임시배치핀이 제공된 기판안내기구의 구성 및 부착 구조를 도시한 도면;
도 12는 본 발명에 따른 임시배치핀이 제공된 기판처리유닛의 기판안내기구의 구성을 도시한 도면;
도 13은 본 발명에 따른 기판처리유닛의 평면 구성을 도시한 평면도;
도 14는 본 발명에 따른 기판처리유닛의 외형 구성을 도시한 정면도;
도 15는 본 발명에 따른 기판처리유닛의 측면 구성을 도시한 측면도;
도 16은 본 발명에 따른 기판처리유닛의 배면 구성을 도시한 배면도;
도 17은 본 발명에 따른 기판처리유닛의 전체 구성을 도시한 사시도;
도 18은 본 발명에 따른 기판처리유닛이 제공된 기판처리장치의 평면 구성을 도시한 평면도;
도 19는 이송로봇의 예시적인 구성의 사시도;
도 20은 이송로봇의 예시적인 구성의 측면도;
도 21a 및 도 21b는 이송로봇의 드럼 구조의 일례를 도시한 측면도;
도 22는 임시배치테이블의 평면 구성의 평면도; 및
도 23은 임시배치테이블의 측면 구성의 측면도이다.
2005년 8월 29일에 선출원된 일본특허출원 제2005-248308호의 전문이 본 출원에 인용참조된다.
본 발명은 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 것이다. 여타 의 적용가능한 분야는 후술하는 상세한 설명을 참조하여 명백해질 것이다. 하지만, 상세한 설명과 특정 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예의 예시로서, 설명의 목적을 위해서만 기술되어 있다. 당업계의 당업자에게는 상세한 설명에 기초한 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정예들이 가능하다는 것이 자명하다.
본 출원인은 여하한의 가능한 모든 실시예들을 공개하고자 한 것은 아니다. 여기에 개시된 변경 및 수정예들 가운데에는, 본 청구항의 청구범위 내에 문자 그대로 표현되지 않은 것이 있을 수도 있으므로, 균등론의 관점에서 본 발명의 일부분을 구성한다고 봐야 한다.
본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 후술하기로 한다. 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 기판처리유닛의 기판홀딩기구 및 기판수용기구의 구성을 보여준다. 도 3(a)는 평면도이고, 도 3(b)는 측면도이며, 도 4는 기판안내기구의 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 기판홀딩기구의 롤러의 구조를 도시한 도면이다. 도 3 내지 도 5에서, 도 1과 동일한 부호들로 제공된 부분들은 동일하거나 대응하는 부분을 나타낸다.
도면에 도시된 바와 같이, 기판처리유닛에는 기판(11)을 특정 위치에 유지시키기 위한 기판홀딩기구(10)가 제공된다. 상기 기판홀딩기구(10)는 복수 개수(도면에서는 4개)의 롤러(14)를 구비한다. 각각의 롤러(14)는 도 5에 도시된 바와 같이 소경부(14a)가 대경부(14b) 상방에 형성된 소경부(14a) 및 대경부(14b)의 통합 구조를 가진다. 상기 대경부(14b)의 상부는 경사면이 그 주변부를 향해 아래로 기울 어진 숄더부(14d)로 이루어진다. 기판(11)의 주변부와 맞물리기 위한 리세스(14c)는 숄더부(14d)와 소경부(14a) 사이의 경계부 상에 형성된다. 상기 롤러(14)는 회전기구(도시안됨)에 의해 회전가능하도록 되어 있다.
기판안내기구(20, 20)는 특정 홀딩 위치에 있는 기판홀딩기구(10)에 의해 유지되는 기판(11)의 주변부 주위에 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기판안내기구(20)는 스탠딩 방식으로 설치된 가이드핀(15)을 구비한 슬라이드판(16)을 구비한다. 상기 슬라이드판(16)은 안내기구부착프레임(19)에 형성된 리세스(19a)에서 화살표 B의 방향으로 미끄러질 수 있게 되어 있다. 상기 슬라이드판(16)은, 스크루(18)가 느슨한 경우, 슬라이드판(16)이 화살표 B의 방향으로 이동될 수 있도록 세장형 구멍(17)을 구비한다. 이는 슬라이드판(16)을 기판(11) 주위에서 이동시켜, 기판(11)과 접촉하거나 또는 상기 기판(11)으로부터 멀리 이동하도록 한다. 상기 스크루(18)를 조임으로써 특정 홀딩 위치(기판(11)의 주변부로부터 특정 거리만큼 이격된 위치)에 유지된 기판(11)의 주변부 근처에 가이드핀(15)을 위치시킬 수 있게 된다.
상기 가이드핀(15)은, 이송 시에 기판(11)이 변위하더라도, 기판(11)이 테이퍼진 표면과 접촉하여 그 주변부와 함께 아래로 슬라이딩함에 따라 상기 변위가 완화되도록 그 상부가 가늘어지는 둥근 로드(round rod) 형상이다. 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 로봇팔과 같은 기판수용기구(13)에 의해 롤러(14)의 상부로 기판(11)이 수용된다. 기판수용기구(13)가 하강함에 따라, 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 기판(11)이 배치되어 상기 숄더부(14d)에 의해 지지된다. 기 판(11)이 수용될 때 변위되더라도, 상기 기판(11)이 4개의 가이드핀(15)의 새겨진 원 안에 있는 한 상기 변위는 보상(완화)되고, 기판(11)이 가이드핀(15)의 테이퍼진 표면과 접촉하여 그 주변부와 함께 아래로 슬라이딩하므로, 상기 기판(11)이 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 배치되게 된다. 여기서, 상기 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d)는 기판(11)을 임시로 배치하기 위한 임시배치테이블로서의 역할을 한다.
도 6은 기판안내기구(20) 및 그 부착 구조를 보여주되, 도 6a는 평면도, 도 6b는 정면도 및 도 6c는 측면도를 보여준다. 상기 기판안내기구(20)의 안내기구부착프레임(19)은 브래킷(21, 22)을 통해 기판처리유닛의 프레임(23)에 부착된다. 상기 가이드핀(15)의 위치는 스크루(18)를 느슨하게 하고, 상기 안내기구부착프레임(19)에 대해 슬라이드판(16)을 이동시켜 조정가능하다. 상기 가이드핀(15)의 테이퍼부는 50°의 각도로 기울어져 있다. 첨언하면, 상기 가이드핀(15)의 테이퍼부의 경사각은 기판(11)을 안내하는 조건에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 80°또는 도 8에 도시된 바와 같이 20°로 변경될 수도 있다. 테이퍼부의 경사각이 도 7에 도시된 바와 같이 80°이상이 되는 경우에는, 기판(11) 하강 시의 자유도가 증가될 수도 있지만, 기판(11)이 기울어져 하강될 수도 있다. 상기 테이퍼부의 경사각이 도 8에 도시된 바와 같이 20°이하가 되는 경우에는, 기판(11) 하강 시의 자유도가 감소하므로, 기판(11)을 하강시키는 포지셔닝 정확성이 높아지게 된다. 여기서는 가이드핀(15)이 폴리비닐 클로라이드(PVC)로 제조되는 것으로 가정되지만, PVC와 같은 가소성 재료를 이용하여 기판(11)과 접촉하게 되는 가이드핀(15)의 적어도 일 부분을 만드는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 9를 참조하여 기판홀딩기구(10) 및 기판수용기구(13)의 작용들을 설명하기로 한다. 우선, 도 9a에 도시된 바와 같이, 기판(11)을 잡는 로봇팔과 같은 기판수용기구(13)는 롤러(14)를 구비한 기판홀딩기구(10) 상방에 오게 된다. 이 상태에서, 기판수용기구(13)가 하강됨에 따라, 기판안내기구(20, 20)의 4개의 가이드핀(15)(도 3 참조)에 의해 안내되면서, 상기 기판(11)이 하강되어, 도 9b에 도시된 바와 같이 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d)에 의해 지지되고, 상기 기판수용기구(13)로부터 이격된다. 여기서 기판(11)이 변위된다면, 상기 기판(11)의 위치가 그것이 하강됨에 따라 보정되는 한편, 그 주변부는 가이드핀(15)의 테이퍼진 표면과 접촉하게 되어, 상기 기판(11)이 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 배치되게 된다. 기판(11)이 기판수용기구(13)에 의해 잡힌 상태가 해제되면, 척 등의 움직임과 롤러(14)의 지지가 떨어지는 것으로 인해 기판(11)의 변위가 유도될 위험이 있다. 하지만, 기판(11)이 가이드핀(15)에 의해 이동되는 것이 제한되기 때문에, 떨어지는 것이 방지된다.
기판(11)은 상기 상태로 기판수용기구(13)로부터 이격되기 때문에, 상기 기판(11)은 도 9c에 도시된 바와 같이 기판수용기구(13)가 철수되면서 상기 기판홀딩기구(10)의 4개의 롤러의 숄더부(14d) 상에 지지되는 상태에 이르게 된다. 이러한 상태에서, 도 9d에 도시된 바와 같이, 4개의 롤러(14)가 화살표 A의 방향으로 기판(11)을 향해 이동되어, 숄더부(14d)의 경사면과 슬라이딩 접촉 시에 상기 기판(11)의 주변부가 롤러(14)의 리세스(14c)와 맞물리도록 이동하게 되고, 상기 기 판(11)이 그 측면으로부터 4개의 롤러(14)에 의해 그 주변부 상에 지지되게 된다. 이 때, 안내기구(20)의 가이드핀(15) 및 슬라이드판(16)은 각각 기판(11)의 주변부와 밑면으로부터 소정 거리만큼 이격된다. 상기 롤러(14)의 숄더부(14d)는 그 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면으로 형성되기 때문에, 기판(11)이 숄더부(14d) 상에 임시로 배치되면서, 상기 기판(11)이 그 측면으로부터 롤러에 의해 지지될 수도 있다. 다시 말해, 기판수용기구(13)가 하강되면서, 롤러(14)가 이동될 수도 있다. 그 후, 기판(11)이 숄더부(14d)의 경사면과 접촉할 때, 상기 기판(11)은 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 임시로 배치되는 상태에 있다. 롤러(14)가 계속해서 더 이동함에 따라, 상기 기판(11)은 그 측면으로부터 상기 롤러(14)에 의해 지지되게 된다. 그러므로, 상기 기판수용기구(13)에 의해 기판(11)을 잡는 것으로부터 상기 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 임시로 배치하고 상기 기판을 그 측면으로부터 롤러(14)에 의해 지지하는 것까지의 동작들이 연속해서 원활하게 이루어진다. 상술된 연속적인 원활한 동작은, 기판이 하강되어 기판수용기구에 의해 특정 높이에서 정지되는 종래의 처리에 비해 소요 시간을 줄일 수 있게 하여, 기판이 롤러의 동작에 의해 그 측면으로부터 지지된 다음, 기판수용기구가 더욱 하강하여 철수된다. 이는 스루풋의 향상에 기여한다. 또한, 숄더부(14d)는 경사면으로 이루어지기 때문에, 기판(11)과 롤러(14)간의 접촉면적이 작아, 기판(11)이 오염될 가능성이 줄어들게 된다.
상술된 바와 같이, 2개의 가이드핀을 각각 구비한 기판안내기구(20, 20)는 기판홀딩기구(10)에 의해 유지된 기판(11)의 홀딩 위치의 양 쪽에 배치된다. 기 판(11)을 유지시키는 기판수용기구(13)가 단순히 기판홀딩기구(10)의 기판유지위치 상방으로 이동하여 하강됨에 따라, 상기 기판(11)은 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 지지되어, 상기 기판수용기구(13)로부터 분리된다. 그러므로, 상기 기판수용기구(13)가 해제된 직후 바로 철수되어 다음 공정으로 이동될 수 있다. 첨언하면, 본 실시예는 기판안내기구(20)가 2개의 가이드핀(15)을 갖고 슬라이딩할 수 있는 하나의 슬라이드판(16)을 구비한다는 가정 하에 기술되어 있지만, 상기 기판안내기구(20)의 구조는 이것으로 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 스탠딩 방식으로 처리탱크(30) 또는 기판홀딩기구(10)의 프레임(23) 상에 복수 개수의 가이드핀(15)이 직접 설치될 수도 있다. 이 경우, 기판안내기구(20)는 가이드핀(15)과 동일하다. 다시 말해, 기판(11)이 기판홀딩기구(10)에 수용될 때 기판(11)을 특정 위치로 안내하기 위해 가이드핀(15)이 제공된 여하한의 기구가 기판안내기구(20)일 수 있다. 첨언하면, 기판(11)이 안내되는 위치를 쉽게 조정하고 상기 기판(11)의 크기의 변화에 대처하기 위하여 본 실시예로서 이동가능한 슬라이드판(16)을 제공하는 것이 바람직하다.
홀딩 위치에 있는 기판홀딩기구(10)의 4개의 롤러(14)에 의해 기판의 측면으로부터 지지되는 그 주변부의 상태에서 특정 처리를 겪은 기판(11)은 도 9d에 도시된 바와 같이 4개의 롤러(14)에 의해 그 측면으로부터 지지되는 상태로 유지된다. 롤러(14)가 기판(11)으로부터 이격되는 방향으로(화살표 A의 반대 방향으로) 이동하면, 상기 기판(11)은 도 9c에 도시된 바와 같이 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 지지되는 상태에 이른다. 이러한 상태에서, 로봇팔과 같은 기판배출기구가 기 판홀딩기구(10) 아래에 오게 되어 상승하면, 상기 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d) 상에 지지된 기판(11)이 기판배출기구에 의해 유지된다. 기판배출기구가 철수되면, 기판(11)이 배출된다. 상기 롤러(14)의 숄더부(14d)는 그 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면으로 형성되기 때문에, 상기 기판(11) 또한 상기 숄더부(14d) 상에 기판(11)이 임시로 배치되면서 상기 기판배출기구에 의해 지지될 수도 있다. 다시 말해, 상기 기판배출기구는, 롤러(14)가 이동되면서 상승될 수도 있다. 그 후, 롤러(14)가 이동됨에 따라, 상기 기판(11)은 숄더부(14d)의 경사면 상에 임시로 배치된다. 이 때, 기판배출기구는 기판(11)을 유지시켜, 그것을 기판홀딩기구(10) 밖으로 옮긴다. 상기 롤러(14)의 동작, 기판배출기구의 상승 및 철수는 동시에 그리고 연속적으로 이루어진다. 그러므로, 기판(11)을 그 측면으로부터 롤러(14)에 의해 지지하는 것에서, 숄더부(14d) 상에 기판(11)을 임시로 배치하여, 그것을 기판배출기구에 의해 배출하는 것까지의 동작들이 연속적이면서도 원활하게 이루어진다. 상술된 연속적인 원활한 동작은, 기판을 그 측면으로부터 지지하여 그것을 롤러 동작에 의해 임시로 배치하고, 기판배출기구의 상승과 정지, 기판배출기구의 추가 동작에 의한 기판 유지, 및 기판배출기구의 추가 상승 및 철수까지의 변화를 위한 종래의 처리에 필요한 시간에 비해 소요 시간을 줄일 수 있게 한다. 이는 스루풋의 향상에 기여한다. 첨언하면, 상기 기판배출기구는 통상적으로 상기 기판수용기구(13)와 동일한 것으로 가정되어 있지만, 상이한 기구가 사용될 수도 있다는 것은 자명하다.
상기 예시에서는 기판홀딩기구(10)의 4개의 롤러(14)의 숄더부(14d)가 기 판(11)을 배치하기 위한 임시배치테이블로 사용된다고 가정되어 있지만, 상기 임시배치테이블은 이것으로 국한되지 아니한다. 예컨대, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 복수 개수의 돌출부 또는 핀(25)(이하, 임시배치핀(25)이라고 함)이 슬라이드판(16)의 가이드핀(15) 내부에 제공될 수도 있는 데, 상기 임시배치핀(25)은 숄더부(14d)와 같거나 그보다 약간 크고 상기 롤러(14)의 리세스보다 약간 작은 높이 또는 상기 롤러(14)의 리세스와 동일한 높이에 있다. 이는 기판수용기구(13)에 의해 수용된 또는 기판홀딩기구(10)로부터 해제된 기판(11)을 임시배치핀(25) 상에 배치하도록 형성될 수도 있다. 상술된 바와 같이 롤러(14)와는 별도로 임시배치핀(25)을 배치함으로써, 롤러(14)가 기판(11)을 그 측면으로부터 지지할 때, 상기 임시배치핀(25)이 기판(11)과 접촉하지 않게 되어, 상기 기판(11)이 스크래칭 등에 의해 손상을 입지 않게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 임시배치핀(25)이 제공된 기판홀딩기구 및 기판수용기구의 구조를 보여주되, 도 10a는 평면도이고 도 10b는 측면도이다. 도 11은 임시배치핀(25)이 제공된 기판안내기구(20) 및 그 부착 구조를 보여주되, 도 11a는 평면도이고, 도 11b는 정면도이며, 도 11c는 측면도이다. 도 12는 임시배치핀(25)이 제공된 기판처리유닛의 기판안내기구(20)의 구성의 일례를 보여준다.
도 13 내지 도 17은 본 발명에 따른 기판처리유닛의 구조의 예시들을 보여준다. 도 13은 평면 구성의 평면도를 보여준다. 도 14는 외형 구성의 정면도를 보여준다. 도 15는 내부 구성의 측면도를 보여준다. 도 16은 배면 구성의 배면도를 보여준다. 도 17은 전체 구성의 사시도를 보여준다. 상기 기판처리유닛에는, 도 3에 도시된 4개의 롤러(14)를 구비한 기판홀딩기구(10)가 제공되는 대신에 처리탱크(30)가 제공된다. 기판홀딩기구(10)의 4개의 롤러(14)에 의해 그 측면으로부터 지지되는 주변부를 갖는 기판(11)은 롤러(14)의 회전에 의해 회전된다. 기판안내기구(20, 20)는, 가이드핀(15)이 기판홀딩기구(10)에 의해 특정 위치에 유지된 기판(11)의 주변부 부근에 위치하도록 배치된다.
상기 기판안내기구(20, 20)의 안내기구부착프레임(19)은 도 6에 도시된 바와 같이 브래킷(21, 22)을 통해 처리탱크(30)의 프레임(23)에 부착된다. 롤-형상의 브러시(31)는 기판홀딩기구(10)의 4개의 롤러(14)에 의해 유지되고, 그 측면으로부터 지지되는 기판(11)의 상부면 및 하부면과 접촉하게 된다. 상하 방향으로 배치된 세정노즐(32)(하부노즐(32)은 도시되어 있지 않음)이 기판(11)의 상부면 및 하부면에 세정액을 공급하여, 상기 기판(11)의 상부면과 하부면이, 회전하고 있는 롤-형상의 브러시(31)와 상기 롤러(14)의 회전에 의해 회전하는 기판(11)간의 상대 운동에 의해 세정되게 된다.
상기 처리탱크(30)는 그 정면에 기판(11)이 수용 및 배출되는 이송구(33)를 구비한다. 상기 이송구(33)는 셔터동작실린더(34)에 의해 동작되고 상기 이송구를 개폐하기 위한 셔터(도시안됨)를 구비한다. 2개의 롤러구동기구(35)가 좌우측에 각각 2개인 4개의 롤러(14)를 회전시키고, 상기 롤러(14)를 도 9d에 도시된 화살표 A의 방향으로 이동시키기 위해 처리탱크(30) 아래에 제공되어, 기판(11)을 그 측면으로부터 그리고 반대 방향으로 유지시키게 된다. 상기 기판(11)은 개방된 이송구(33)를 통해 화살표 A의 방향으로 배출될 수 있다.
각각의 롤러구동기구(35)에는 기판(11)을 그 측면으로부터 지지하여 그것을 해제시키기 위한 척동작실린더(36) 및 롤러를 회전시키기 위한 모터(37)가 제공된다. 좌우 척동작실린더(36)의 동작에 의하면, 롤러(14)가 화살표 A의 방향 또는 그 반대 방향으로 이동되어, 기판(11)이 그 측면으로부터 지지되거나 해제되게 된다. 좌우 롤러를 회전시키기 위한 모터(37)가 개시됨에 따라, 좌우측에 각각 2개씩 있는 4개의 롤러(14)가 벨트(38) 및 스핀들(39)을 통해 같은 방향으로 회전되어 기판(11)을 회전시키게 된다.
상기 구조의 기판세정처리유닛에 있어서, 로봇팔과 같은 기판수용기구(13)(도 3 참조)에 의해 이송구(33)를 통해 수용된 기판(11)은 그 측면으로부터 4개의 롤러(14)에 의해 도 9a 내지 도 9d에 도시된 순서로 지지되고 세정된다. 세정 처리가 종료되면, 기판(11)은 도 9a 내지 도 9d에 도시된 반대의 순서로 처리탱크(30) 밖으로 배출된다.
도 18은 도 13 내지 도 17에 도시된 구조의 기판세정처리유닛이 제공된 기판처리장치(도금장치)의 평면 구성예를 도시한 평면도이다. 이러한 기판처리장치에는 반도체웨이퍼와 같은 대량의 기판을 유지하는 SMIF 박스와 같은 탈착가능한 이송박스를 구비한 직사각형의 장치프레임(41)이 제공된다. 상기 장치프레임(41)의 중앙 내부에는, 제1기판이송로봇(42), 임시배치테이블(43) 및 제2기판이송로봇(44)이 일렬로 배치되어 있다.
그 양 쪽에는, 한 쌍의 기판세정건조유닛(45), 기판세정유닛(46), 예비도금처리유닛(47) 및 예비도금처리및도금유닛(48)이 배치되어 있다. 추가로 이송박 스(40)의 반대 쪽에는, 예비도금처리액을 예비도금처리유닛(47)에 공급하기 위한 예비도금처리액공급부(49) 및 도금액을 상기 예비도금처리및도금유닛(48)에 공급하기 위한 도금액공급부(50)가 제공된다. 도 13 내지 도 17에 도시된 구조의 기판세정처리유닛은 세정유닛(46)의 구조로 사용된다.
도 18에 도시된 구조의 기판처리장치는 클린룸에 배치되어, 공기가 장치프레임(41)으로부터 클린룸 안으로 유동하지 못하게 된다. 또한, 상기 장치프레임(41) 내에는 하향 프레시 기류(하향류)가 형성된다.
도 19 내지 도 21은 제1기판이송로봇(42)의 구성을 보여준다. 제2기판이송로봇(44)은 제1기판이송로봇(42)과 동일하거나 유사한 구성이다. 상기 제1기판이송로봇(42)은 수직방향으로 신장가능한 드럼(51), 상기 드럼(51)의 최상부에 부착된 회전구동부(52) 및 수평방향으로 신장과 수축이 가능하도록 상기 회전구동부(52)에 부착된 로봇팔(53)을 구비한 소위 고정식 로봇(stationary type robot)이다. 기판(11)을 유지하기 위한 핸드(54)(도 3의 기판수용기구(13)는 로봇팔(53)의 선단에 부착된다.
도 21에 도시된 바와 같이, 상기 드럼(51)은 중공내측드럼(51a) 및 중공외측드럼(51b)로 이루어져, 하나가 다른 것 내부에 포개져 자유롭게 신장 또는 수축되도록 하는 타입을 구성하게 된다. 중공내측드럼 및 중공외측드럼(51a, 51b)의 내부와 연통시키기 위한 배기덕트(배기구)(55)가 드럼(51)의 저부에 연결되어, 제1기판이송로봇(42) 내부의 공기가 상기 배기덕트(55)를 통해 밖으로 배출되어 회수되게 된다.
따라서, 예컨대 제1기판이송로봇(42)의 드럼(51)의 신장과 수축에 의한 수직 운동에 기인하는 제1기판이송로봇(42)의 내부로부터 배출되는 공기가 특히 내측드럼(51a)과 외측드럼(51b) 사이의 갭을 통해 상기 제1기판이송로봇(42)의 외부로 누출되는 것이 방지된다. 그러므로, 제1기판이송로봇(42)의 부근에서의 기류를 안정화시키고, 기판(11)이 입자들로 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 22 및 도 23은 임시배치테이블(43)을 보여준다. 상기 임시배치테이블(43)은 제1기판이송로봇(42)측과 제2기판이송로봇(44)측 가운데 하나와 기판(11)을 수용 및 배출하도록 되어 있다. 이는 기판을 여하한의 방향으로 수용 및 배출하도록 되어 있을 수도 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 방식으로 기판(11)을 제1기판이송로봇(42)과 제2기판이송로봇(44) 사이에 배치하기 위한 임시배치테이블(43)을 제공함으로써, 상기 기판(11)을 장치프레임(41) 내부에서 효율적으로 이송할 수 있게 하고, 상기 제1기판이송로봇(42)과 제2기판이송로봇(44)으로 고정식 로봇들을 사용할 수 있도록 한다. 따라서, 전체로서 상기 장치의 비용 절감을 달성할 수 있게 된다.
상기 임시배치테이블(43)에는, 상부 및 하부 위치가 격판(58)으로 분리되는 상부 레벨의 건식용 기판홀딩부(56) 및 하부 레벨의 습식용 기판홀딩부(57)가 제공된다. 상기 건식용 기판홀딩부(56)는 기판(11)의 주변부를 따라 격판(58) 상에 스탠딩 방식으로 설치된 복수 개수의 지지핀(59)을 구비하여, 상기 지지핀(59)의 상부 상에 형성된 테이퍼진 부분을 통해 상기 기판(11)을 위치 및 유지시키게 된다. 상기 습식용 기판홀딩부(57)는 마찬가지로 기판(11)의 주변부를 따라 베이스판(60) 상에 스탠딩 방식으로 설치된 복수 개수의 지지핀(61)을 구비하여, 상기 지지핀(61)의 상부 상에 형성된 테이퍼진 부분을 통해 상기 기판(11)을 위치 및 유지시키게 된다.
기판(11)이 건조되는 것을 방지하기 위한 기구로서 순수분사노즐(62)이 상기 격판(58)의 밑면에 부착되어 있다. 상기 순수분사노즐(62)은 습식용 기판홀딩부(57)의 지지핀(61)에 의해 지지된 기판(11)의 표면(상부면)에 순수를 분사하여 상기 기판(11)이 건조되는 것을 방지한다. 또한, 순수분사노즐(62)에서 분사되는 순수가 기판(11)으로 누출되는 것을 방지하기 위해 자유롭게 이동가능한 셔터(63)가 격판(58)과 베이스판(60) 사이에 제공된다.
상기 제1기판이송로봇(42)에 의해 이송된 기판(11)은 상부 레벨의 건식용 기판홀딩부(56)의 지지핀(59)에 의해 위치 및 유지된다. 일련의 처리 공정 이후의 기판(11)은 제2기판이송로봇(44)에 의해 유지 및 이송되어, 하부 레벨의 습식용 기판홀딩부(57)의 지지핀(61)에 의해 위치된다. 기판(11)이 유지되는 지의 여부는 센서(도시안됨)에 의해 감지된다.
상기 구성의 기판처리장치에서는, 제1기판이송로봇(42)이 이송박스(40)로부터 하나의 기판(11)을 취하여, 그것을 임시배치테이블(43)의 건식용 기판홀딩부(56)로 이송한다. 상기 기판(11)은 건식용 기판홀딩부(56)에 의해 유지된다. 상기 건식용 기판홀딩부(56)에 의해 유지된 기판(11)은 제2기판이송로봇(44)에 의해 예비도금처리유닛(47)으로 이송된다. 예비도금처리는 예비도금처리유닛(47)에서 기판(11)에 행해진다. 예비도금처리가 종료된 기판(11)은 제2기판이송로봇(44)에 의 해 예비도금처리및도금유닛(48)으로 이송되어, 예비도금처리 및 도금처리가 행해진다. 도금처리가 종료된 기판(11)은 제2기판이송로봇(44)에 의해 도 13 내지 도 17에 도시된 구성의 기판세정유닛(46)으로 이송된다.
기판세정유닛(46)에서는, 기판(11)의 상부면과 하부면이 롤-형상의 브러시(31)를 이용하여 세정되어, 기판(11)에 들러붙은 입자 및 이물질을 제거하게 된다. 입자와 이물질이 없게 된 기판(11)은 제2기판이송로봇(44)을 이용하여 임시배치테이블(43)의 습식용 기판홀딩부(57)로 이송되어, 상기 습식용 기판홀딩부(57)에 의해 유지된다. 기판(11)이 상술된 바와 같이 유지되고 있는 동안, 순수를 기판(11)에 분사하여 건조되는 것이 방지된다.
상기 제1기판이송로봇(42)은 상기 임시배치테이블(43)의 습식용 기판홀딩부(57)로부터 기판(11)을 취하고 그것을 기판세정건조유닛(45)으로 이송하여, 상기 기판(11)의 표면에 화학제 세정 및 순수 세정을 행한 다음 스핀-건조시킨다. 스핀-건조 후, 상기 기판(11)은 제1기판이송로봇(42)에 의해 이송박스(40) 안으로 되돌아간다. 이에 따라, 기판(11)의 처리가 종료된다.
상기 설명에 사용된 도면 부호들을 참조를 위해 집합적으로 아래에 도시한다.
10 기판홀딩기구
11 기판
12 롤러
13 기판수용기구
14 롤러
15 가이드핀
16 슬라이드판
17 세장형 구멍
18 스크루
19 안내기구부착프레임
20 기판안내기구
21 브래킷
22 브래킷
23 프레임
25 임시배치핀
30 처리탱크
31 롤-형상 브러시
32 세정노즐
33 이송구
34 셔터동작실린더
35 롤러구동기구
36 척동작실린더
37 롤러회전용모터
38 벨트
39 스핀들
40 이송박스
41 장치프레임
42 제1기판이송로봇
43 임시배치테이블
44 제2기판이송로봇
45 기판세정건조유닛
46 기판세정유닛
47 예비도금처리유닛
48 예비도금처리및도금유닛
49 예비도금처리액공급부
50 도금액공급부
51 드럼
52 회전구동부
53 로봇팔
54 핸드
55 배기덕트
56 건식용 기판홀딩부
57 습식용 기판홀딩부
58 격판
59 지지핀
60 베이스판
61 지지핀
62 순수분사노즐
63 셔터
지금까지 본 발명의 실시예들을 상술하였다. 하지만, 본 발명이 상술된 실시예로 국한되는 것은 아니며, 명세서 및 첨부된 도면에 기술된 기술적 사상과 청구범위 내에서 다양한 방식으로 수정될 수도 있다.
본 발명을 기술하는 문맥에서(특히, 후술하는 청구범위의 문맥에서) "일(a/an)" 및 "상기(the)"와 같은 용어의 사용은 본 명세서에 표시되거나 문맥상 자명한 것이 아닌 이상 단일 및 복수 양자 모두를 커버하도록 구성되어야 한다. "포함하여 이루어지고", "구비하고", "포함하고" 및 "함유하는" 이란 용어는 명시되지 않은 이상 잠정적(open-ended) 용어(즉, "포함하되, 이에 국한되는 것은 아님"의 의미임)로서 구성되어야 한다. 본 명세서의 상세한 설명의 범위는 단지 여기에 명시되어 있지 않은 이상 상기 범위 내에 있는 각각의 별도의 값을 개별적으로 참조하는 편법으로서의 역할을 하고자 한 것으로, 각각의 별도의 값은 본 명세서에서 개별적으로 인용되었으므로 명세서 내에 통합된다. 본 명세서에 기술된 모든 방법들은 특별히 명시되거나 문맥상 자명한 경우가 아닌 이상 여하한의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공되는 여하한의 예시 및 모든 예시들 또는 예시적인 언어(예컨대, "~와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 것 으로, 청구되지 않은 이상 본 발명의 범위를 제한하지 못한다. 본 명세서의 언어는 본 발명의 실시에 있어서 요지로서 여하한의 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 보아서는 아니된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 본 발명을 실시하기 위한 발명자들에게 공지된 최선의 방법을 포함하여 기술되어 있다. 이들 바람직한 실시예들의 변형예들은 당업계의 당업자들이 상술한 설명을 읽어보면 자명해질 수도 있다. 본 발명자들은 당업자들이 이러한 변형예들을 적절하게 이용할 것으로 예상하여, 본 명세서에 특별히 기술한 것 이외에도 본 발명을 실시하도록 하고자 한다. 이에 따라, 본 발명은 적용가능한 법이 허용하는 한 여기에 첨부된 청구범위에 인용된 요지의 모든 수정예들과 등가물들을 포함한다. 더욱이, 가능성 있는 모든 변형예의 상술된 요소들의 여하한의 조합까지도 본 명세서에 명시되어 있거나 문맥상 자명한 경우가 아닌 이상 본 발명이 내포하고 있다.

Claims (9)

  1. 기판처리유닛에 있어서,
    기판을 특정 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구를 포함하되, 상기 기판홀딩기구는 홀딩 위치에 있는 상기 기판의 주변부 상에 복수 개수의 롤러를 구비하고, 상기 복수 개수의 롤러는 상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치 부근에 지지하여 상기 기판을 유지하도록 되어 있으며,
    상기 기판홀딩기구에 의해 유지되는 상기 기판에 특정 처리를 행하기 위한 처리기구; 및
    상기 기판을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀이 제공된 기판안내기구를 포함하여 이루어지고,
    상기 롤러 각각은 대경부(large diameter portion) 및 상기 대경부 상방에 형성된 소경부(small diameter portion)로 이루어진 통합 구조를 가지되, 상기 대경부의 상부는 상기 기판의 이송 시에 상기 기판을 임시로 배치하기 위한 숄더부를 구비하며,
    상기 숄더부에는 상기 기판의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리유닛.
  2. 기판처리유닛에 있어서,
    기판을 특정 위치에 유지하기 위한 기판홀딩기구를 포함하되, 상기 기판홀딩 기구는 홀딩 위치에 있는 상기 기판의 주변부 상에 복수 개수의 롤러를 구비하고, 상기 복수 개수의 롤러는 상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치 부근에 지지하여 상기 기판을 유지하도록 되어 있으며,
    상기 기판홀딩기구에 의해 유지되는 상기 기판에 특정 처리를 행하기 위한 처리기구; 및
    상기 기판을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀이 제공된 기판안내기구를 포함하되, 상기 기판안내기구는 상기 기판의 이송 시에 상기 기판을 임시로 배치하기 위한 임시배치툴을 구비하고,
    상기 롤러 각각은 대경부 및 상기 대경부 상방에 형성된 소경부로 이루어진 통합 구조를 가지되, 상기 대경부의 상부는 상기 기판의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성된 숄더부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은 디스크 형상이고,
    상기 기판안내기구의 가이드핀은 상기 홀딩 위치에 유지된 기판 주위에 배치되며, 상기 기판이 유지되거나 해제될 때 변위되는 경우에도 상기 기판을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판안내기구의 가이드핀의 상부는, 상기 기판의 이송 시에 상기 기판 의 변위를 완화시키는 기능을 제공하도록 가늘어지는(tapered off) 것을 특징으로 하는 기판처리유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판안내기구의 가이드핀은, 상기 홀딩 위치에 있는 기판이 처리될 때 상기 기판과의 간섭을 피하기 위해 상기 기판의 주변부로부터 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러들은 회전기구와 함께 회전되도록 되어 있고,
    상기 기판은 상기 롤러들의 회전에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 기판처리유닛.
  7. 기판수용기구에 의해 수용된 기판을 특정 홀딩 위치에 유지하여, 특정 처리 이후 상기 기판을 배출하기 위한 기판이송방법에 있어서,
    상기 기판수용기구가 하강함에 따라 상기 수용된 기판을 가이드핀에 의해 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하는 공정;
    상기 기판수용기구로부터 해제될 임시배치부 상에 상기 기판을 배치하는 공정;
    상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치에 지지하여, 복수 개 수의 롤러에 의해 상기 기판수용기구로부터 해제되는 기판을 유지하는 공정;
    상기 유지된 기판에 특정 처리를 행하는 공정;
    상기 임시배치부 상에 배치되도록 상기 특정 처리를 행한 기판의 유지를 해제하는 공정; 및
    상기 임시배치부 상에 배치된 기판을 배출하는 공정을 포함하여 이루어지고,
    상기 롤러 각각은 대경부 및 상기 대경부 상방에 형성된 소경부로 이루어진 통합 구조를 가지고, 상기 대경부의 상부는 상기 기판의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성된 숄더부를 구비하며,
    상기 숄더부 상에 배치된 기판은 상기 복수 개수의 롤러가 상기 기판을 향해 이동함에 따라 그 측면으로부터 유지 및 지지되고, 상기 롤러가 반대 방향으로 이동함에 따라 상기 숄더부 상에 해제 및 배치되는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  8. 기판세정처리유닛에 있어서,
    기판을 특정 홀딩 위치에 유지하기 위한 복수 개수의 롤러를 포함하되, 상기 롤러는 대경부 및 상기 대경부 상방에 형성된 소경부로 이루어진 통합 구조를 가지며, 상기 대경부의 상부는 이송 중인 기판이 임시로 배치되도록 허용하는 숄더부를 구비하고, 상기 숄더부에는 상기 기판의 주변부를 향해 아래로 기울어지는 경사면이 형성되어, 상기 기판의 주변부를 그 측면으로부터 상기 홀딩 위치의 부근에 지지하여 상기 기판을 유지시키며,
    상기 기판을 상기 홀딩 위치의 부근으로 안내하기 위한 가이드핀;
    상기 롤러에 의해 유지된 상기 기판에 세정액을 공급하기 위한 세정노즐; 및
    상기 롤러에 의해 유지된 상기 기판의 표면과 접촉시키기 위한 브러시를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판세정처리유닛.
  9. 기판도금장치에 있어서,
    기판에 예비도금처리 및 도금처리를 행하기 위한 예비도금처리및도금유닛;
    상기 예비도금처리 및 도금처리를 겪은 기판을 상기 예비도금처리및도금유닛으로 세정하기 위한 제8항에 따른 기판세정처리유닛; 및
    상기 예비도금처리 및 도금처리를 겪은 기판을 상기 예비도금처리및도금유닛으로부터 상기 기판세정처리유닛으로 이송하고, 상기 기판을 상기 기판세정처리유닛으로부터 배출하기 위한 기판이송로봇을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판도금장치.
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