KR20090079103A - 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템 - Google Patents

매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템 Download PDF

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Abstract

매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템은 다수의 기판을 적재하는 버퍼, 버퍼에 기판을 적재시키는 제 1 이송 로봇, 버퍼에 적재된 기판의 방향을 반전시키는 제 1 반전부 및 제 1 반전부에 놓여진 기판을 공정 챔버로 이송시키는 제 2 이송 로봇을 포함한다.
매엽식, 버퍼, 공정 챔버, Stocker

Description

매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템{Buffer system of single type substrate process apparatus}
본 발명은 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반전부에 의해 버퍼에 적재된 기판을 반전시킨 후 공정 챔버에 기판을 공급함으로써, 기판의 이면 처리를 위한 공정 설비를 간단하게 하고 공정 효율을 향상시킬 수 있는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조 공정은 절연막 및 금속 물질의 증착, 식각, 감광제의 도포, 현상, 애슁(ashing), 세정 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(patterning)의 배열을 만들어 나가는 과정이다. 이러한 공정을 진행하는 장치는 기판의 처리 매수에 따라 배치식 장치(batch type processor)와 매엽식 장치(single type processor)으로 나눌 수 있다.
배치식 장치는 공정 챔버 내에서 한번에 25매 또는 50매의 기판을 처리하여 동시에 대용량을 처리할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 배치식 장치는 기판의 대구경화가 진행될수록 공정 챔버가 커져 장치의 크기 및 약액의 사용량이 많아질 뿐만 아니라, 다수의 기판마다 균일한 조건으로 처리하지 못하는 단점이 있다.
최근에는 기판 직경의 대형화로 인해 매엽식 장치가 주목받고 있는데, 매엽식 장치는 공정 챔버 내에서 하나의 기판을 처리하여 기판마다 균일하게 처리할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 매엽식 기판 처리 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 종래의 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 각 공정 챔버 내부에 위치한 리버스 유닛의 사시도이다.
인덱스 로봇(10)은 카세트 유닛(미도시)에 적재된 공정 처리가 되지 않은 기판(S)들을 도 2에 도시된 바와 같은 버퍼(20)에 세로 방향으로 하나씩 적재시킨다. 메인 로봇(30)은 도 1에서와 같이 공정 챔버(40) 사이를 이동하면서 버퍼(20)에 적재된 기판(S)들을 하나씩 옮겨서 각 공정 챔버(40)로 이송시킨다. 각 공정 챔버(40)로 이송된 기판(S)들은 각 공정 챔버(40)에서 식각, 도포 등의 해당 공정 처리를 수행하게 되는데, 종래에는 기판(S)의 이면을 처리하기 위해서 각 공정 챔버(40)에 기판(S)의 방향을 뒤집는 리버스 유닛(50)이 설치되었다. 도 3을 참조로 리버스 유닛(50)의 동작 과정을 설명하면, 리버스 유닛(50)의 핸드(52) 위에 메인 로봇(30)에 의해 기판(S)이 놓여진 후 고정이 되면, 핸드(52)를 180도 회전시켜서 기판(S)의 이면이 위를 향하도록 하고 핸드(52)를 Z축 방향의 아래로 이송시키면서 공정 챔버(40) 내부에 있는 기판 고정척(미도시)에 기판(S)을 위치시킨다. 공정 처리가 끝나면, 공정 챔버(40) 내부에 있는 기판 고정척(미도시)에 놓여진 기판(S)을 핸드(52)에 고정시킨 후 핸드(52)를 Z축 방향의 위로 이송시키면서 핸드(52)를 다시 180도 회전시킨 후 기판(S)은 메인 로봇(30)에 의해 이송된다.
이처럼 종래에는 기판(S)의 이면 처리를 위해 각 공정 챔버(40)에 리버스 유닛(50)을 두어 공간을 많이 차지하고 장치 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.
또한, 이면 처리를 위해 리버스 유닛(50)을 공정 챔버(40) 내에서 별도로 사용해야 하기 때문에 리버스 유닛(50)의 동작 시간에 의해 기판(S) 처리량(throughput)이 감소한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 반전부에 의해 버퍼에 적재된 기판을 반전시킨 후 공정 챔버에 기판을 공급함으로써, 기판의 이면 처리를 위한 공정 설비를 간단하게 하고 공정 효율을 향상시키도록 하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템은 다수의 기판을 적재하는 버퍼; 상기 버퍼에 기판을 적재시키는 제 1 이송 로봇; 상기 버퍼에 적재된 기판의 방향을 반전시키는 제 1 반전부; 및 상기 제 1 반전부에 놓여진 기판을 공정 챔버로 이송시키는 제 2 이송 로봇을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 반전부에 의해 기판의 방향이 뒤집힌 상태로 공정 챔버 챔버에 공급되므로 별도의 리버스 유닛을 각 공정 챔버에 설치하지 않아도 되어, 설치 공간을 줄 이고 설치 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 기판의 이면이 상부를 향하도록 기판이 뒤집어진 상태에서 바로 메인 로봇에 의해 공정 챔버에 공급되므로 공정 시간을 줄일 수 있어서 기판 처리양을 향상시킬 수 있다는 장점도 있다.
셋째, 원형의 버퍼 주위에 얼라이너(Alingner) 등의 다른 장비의 구비가 가능하다는 장점도 있다.
넷째, 필요에 따라서 반전부를 선택적으로 사용하여 기판의 표면과 이면을 선택적으로 공정 처리할 수 있다는 장점도 있다.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 개략적인 평면 도이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 적재부가 종방향으로 두 개 형성된 버퍼 시스템의 사시도이다.
도 4에서 인덱스 로봇(110)은 카세트 유닛(미도시)에 적재된 공정 처리가 되지 않은 기판(S)들을 버퍼(120)에 하나씩 적재시킨다. 또한, 도 4에 도시되지 않았지만, 버퍼(120)에 인접한 곳에 위치한 반전부는 버퍼(120)에 적재된 기판(S)의 이면이 상부를 향하도록 기판(S)의 방향을 반전시킨다. 메인 로봇(130)은 반전부에 놓여진 기판(S)을 이어 받은 후 공정 챔버(140) 사이를 이동하면서 각 공정 챔버(140)로 이송시킨다. 이때, 공정 챔버(140)는 메인 로봇(130)이 이송하는 경로 주변에 복수 개 형성될 수 있다. 각 공정 챔버(140)로 이송된 기판(S)들은 각 공정 챔버(140)에서 해당 공정 처리를 수행하게 된다. 본 발명에서는 기판(S)의 이면 처리를 위해 기판(S)이 반전부에 의해 이면이 위를 향하도록 뒤집어진 상태로 메인 로봇(130)에 의해 각 공정 챔버(140)로 이송되기 때문에, 각 공정 챔버(130) 내부에 도 1과 같이 별도의 리버스 유닛(50)이 설치될 필요가 없다. 공정 처리가 끝난 기판(S)은 메인 로봇(130)에 의해 이송되어 반전부를 거쳐 다시 버퍼(120)에 적재될 수 있다. 이하, 버퍼(120)에 적재된 기판(S)의 방향을 바꾸어 메인 로봇(130)에 전달하는 반전부를 제 1 반전부(160)라 하고, 공정 챔버(140)에서 공정 처리를 마치고 메인 로봇(130)에 의해 옮겨진 기판(S)의 방향을 바꾸어 다시 버퍼(120)에 전달하는 반전부를 제 2 반전부(165)라고 칭하기로 한다.
이하, 도 5, 도 6 및 도 7을을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템을 자세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템은 버퍼(120), 제 1 이송 로봇(110), 제 1 반전부(160), 및 제 2 이송 로봇(130)을 포함할 수 있다.
버퍼(120)는 공정 처리가 되지 않은 기판(S)을 적재한 카세트 유닛(미도시)과 각 공정 챔버(140) 사이에서 공정 처리를 위해 대기하는 기판(S)들을 적재한 공간으로, 다수의 기판(S)을 적재한다. 도 2와 같은 종래의 버퍼를 이용할 수 있으나, 도 5와 같이 원형의 버퍼(120)를 사용하는 것이 바람직하다.
원형의 버퍼(120)는 기판 적재부(122) 및 회전 구동부(125)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판 적재부(122)는 평면상에 다수의 기판(S)이 적재되는 공간을 형성한다. 바람직하게는 도 5 및 6과 같이 원형일 수 있고, 다수의 기판(S)은 원형인 기판 적재부(122)의 가장자리를 따라 적재될 수 있다. 도면에서는 기판(S)이 8개 적재되어 있는 것을 도시하고 있는데, 적재되는 기판(S)의 크기나 기판 적재부(122)의 크기 등에 따라서 하나의 기판 적재부(122)에 더 많은 개수의 기판(S)이 적재될 수 있고, 또는 더 작은 개수의 기판(S)이 적재될 수 있도록 기판 적재부(122)의 구성을 다양하게 변형시킬 수 있다. 기판 적재부(122)에는 기판(S) 측면과의 마찰력으로 기판(S)을 고정시키는 고정핀(미도시)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 원형의 기판 적재부(122)를 이용하고 원형의 가장자리를 따라 기판(S)이 적재됨에 따라서, 도 5 같이 제 1 반전부(160), 제 2 반 전부(165)가 위치하지 않은 다른 기판이 놓여지는 부분에 얼라이너(Aligner)(미도시)와 같은 다양한 기판 처리 장치를 기판 적재부(122)의 원호를 따라서 설치할 수 있다. 즉, 인덱스 로봇(110)에 의해 기판 적재부(122)에 기판(S)이 적재된 후 기판 적재부(122)가 회전을 하고, 다음 위치에서는 얼라이너 (미도시)등에 의해 기판(S)이 정렬되고, 다음 위치에서 다른 기판 처리가 행해지고 최종적으로 공정 챔버(140)에 들어가기 전 기판(S)의 처리가 끝난 상태에서 제 1 반전부(160)에 의해 기판(S)의 방향이 반전되고, 이후 메인 로봇(130)에 의해 기판(S)이 공정 챔버(140)로 이송될 수 있는 것이다. 이러한 얼라이너(미도시) 등과 같은 기판 처리 장치는 선택적으로 설치될 수 있고, 공정 챔버(140)로 옮겨지기 전의 기판 처리를 위하여 선택적으로 동작할 수도 있다.
또한, 기판 적재부(122a, 122b))는 도 7과 같이 종방향으로 복수 개 형성될 수 있다. 도면에서는 기판 적재부(122a, 122b)가 두 개 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 더 많은 수의 기판 적재부(122)로 구성될 수 있다. 이때, 복수의 기판 적재부(122)로 버퍼(120)가 구성될 때, 각 기판 적재부(122a, 122b)에는 제 1 반전부(160a, 160b) 또는 제 2 반전부(165a, 165b)가 각각 형성될 수 있다.
회전 구동부(125)는 기판 적재부(122)를 회전시킨다. 도 5와 같이 기판 적재부(125)의 중심부에 샤프트(126)가 연결되고 샤프트(126)를 모터(127) 등의 동력 발생 장치를 이용해서 회전시킴으로써 기판 적재부(125)를 회전시킬 수 있다.
제 1 이송 로봇(110)은 공정 처리되지 않은 기판(S)을 버퍼(120)로 이송시킨다. 예를 들어, 매엽식 기판 처리 장치의 외부에서 반입된 카세트 유닛(미도시)에 적재된 기판(S)을 버퍼(120)로 이송시킬 수 있다. 제 1 이송 로봇(110)은 도 4를 참조로 전술한 인덱스 로봇일 수 있다.
제 1 반전부(160)는 버퍼(120)에 적재된 기판(S)의 방향을 반전시킬 수 있다. 제 1 반전부(160)는 버퍼(120)에 적재된 기판 기판(S)을 전송 받은 후, 기판 기판(S)이 이탈하지 않도록 고정시킨 다음, 기판 기판(S)의 이면이 상부를 향하도록 180도 회전시킨다. 이면이 상부를 향하도록 뒤집힌 기판 기판(S)은 다시 제 2 이송 로봇(130)으로 옮겨진 후, 제 2 이송 로봇(130)에 의해 각 공정 챔버(140)로 이송 될 수 있다.
제 1 반전부(160)는 핸드부(162)와 반전 구동부(164)로 구성될 수 있다. 핸드부(162)는 기판(S)을 버퍼(120)로부터 이송 받아 지지한다. 이때, 제 1 반전부(160)에 의해 기판(S)이 뒤집혀도 기판(S)이 핸드부(162)로부터 이탈하지 않도록 핸드부(162)는 전술한 기판 적재부(122)에 형성되어 기판(S)을 버퍼(120)에 고정시키는 고정핀(미도시)과 동일한 구성에 의해 기판(S)을 고정시킬 수 있다. 반전 구동부(164)는 핸드부(162)의 방향을 수직 방향으로 180도 반전시킨다. 따라서 반전 구동부(164)에 의해 핸드부(162)의 방향이 반전됨에 따라서 핸드부(162)에 고정된 기판(S)이 반전될 수 있다.
제 2 이송 로봇(130)은 공정 처리를 위하여 제 1 반전부(160)에 적재된 기판(S)을 공정 챔버(140) 사이를 움직이면서 각 공정 챔버(140)로 이송시킨다. 또는, 제 1 반전부(160)를 거치지 않고 버퍼(120)에 적재된 기판(S)을 각 공정 챔버 (140)사이를 움직이면서 각 공정 챔버(140)로 이송시킬 수도 있다. 제 2 이송 로 봇(130)은 도 1을 참조로 전술한 메인 로봇일 수 있다. 본 발명에서는 기판(S)의 표면과 이면의 공정 처리를 선택적으로 수행할 수 있는데, 기판(S)의 표면을 처리하기 위해서는 제 2 이송 로봇(130)이 직접 버퍼(120)에 적재된 기판(S)을 각 공정 챔버(140)로 이송하거나, 아니면 버퍼(120)에서 제 1 반전부(160)로 기판(S)이 옮겨졌으나 반전 구동부(164)에 의해 기판(S)의 방향이 뒤집혀지지 않은 상태에서 제 1 반전부(160)로부터 기판(S)을 옮겨 받아서 각 공정 챔버(140)로 이송시킬 수 있다. 또한, 기판(S)의 이면을 처리하기 위해서는 제 1 반전부(160)에서 기판(S)의 방향이 뒤집힌 상태에서 제 1 반전부(160)로부터 기판(S)을 옮겨 받아서 각 공정 챔버(140)로 이송시킬 수 있다. 또한, 제 2 이송 로봇(130)은 각 공정 챔버(140)로부터 공정 처리가 끝난 기판(S)을 제 2 반전부(165) 또는 버퍼(120)로 이송시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 이송 장치의 버퍼 시스템은 제 2 반전부(165)를 더 포함할 수 있다.
제 2 반전부(165)의 구성은 전술한 제 1 반전부(165)의 구성과 동일하고, 단지 제 2 이송 로봇(130)에 의해 공정 챔버(140)로부터 공정 처리가 끝난 기판(S)을 이송 받은 후 기판(S)의 방향을 반전시키고, 반전시킨 기판(S)을 버퍼(120)에 적재시킨다는 점에서만 다르다. 제 2 반전부(165)에 의해 다시 기판(S)을 반전시킴으로써 최초 공정 처리 전에 버퍼(120)에 놓여진 상태로 다시 버퍼(120)에 놓여지게 된다. 제 1 반전부(160)와 제 2 반전부(165)는 별도로 구성하지 않고, 제 1 반전부(160)가 제 2 반전부(165)의 역할을 할 수 있도록 구성할 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 매엽식 기판 처리 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 종래의 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 각 공정 챔버 내부에 위치한 리버스 유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 적재부가 종방향으로 두 개 형성된 버퍼 시스템의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 제 1 이송 로봇
120: 버퍼
122: 기판 적재부
125: 회전 구동부
130: 제 2 이송 로봇
160: 제 1 반전부
165: 제 2 반전부

Claims (8)

  1. 다수의 기판을 적재하는 버퍼;
    상기 버퍼에 기판을 적재시키는 제 1 이송 로봇;
    상기 버퍼에 적재된 상기 기판의 방향을 반전시키는 제 1 반전부; 및
    상기 제 1 반전부에 놓여진 상기 기판을 공정 챔버로 이송시키는 제 2 이송 로봇을 포함하는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼는
    평면상에 상기 다수의 기판이 적재되는 기판 적재부;
    상기 기판 적재부를 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 적재부는 원형이고, 상기 다수의 기판은 원형의 상기 기판 적재부의 가장자리를 따라 적재되는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 적재부는 평면상에 상기 다수의 기판을 고정시키는 고정핀을 더 포함하는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 적재부는 종방향으로 복수로 형성되는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 적재부에 각각 상기 제 1 반전부가 형성되는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 이송 로봇에 의해 상기 공정 챔버로부터 이송 받은 기판의 방향을 반전시키는 제 2 반전부를 더 포함하는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 반전부는
    상기 기판을 이송 받아 고정시키는 핸드부; 및
    상기 핸드부를 반전시키는 반전 구동부를 포함하는 매엽식 기판 처리 장치의 버퍼 시스템.
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