KR20090126578A - 기판 이송 방법 - Google Patents

Abstract

기판 이송 방법은, 제1 수납용기에 수납된 기판들을 인출하여 처리한 후 버퍼부에 적재하고 처리 완료된 기판들을 버퍼부로부터 인출하여 제2 수납용기에 적재한다. 이때, 버퍼부에 수납된 처리 완료된 기판들을 제1 수납용기에 수납되었던 순서에 따라 연속적으로 인출한 후 인출된 기판들을 동시에 제2 수납용기로 이송한다. 이에 따라, 기판의 이송을 효율적으로 할 수 있고, 기판의 이송에 소요되는 시간을 단축하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 이송 방법{SUBSTRATE TRANSFERRING METHOD}

본 발명은 반도체 기판을 제조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판을 처리하는 과정에서 기판을 이송하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기판 제조공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo Resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되는데, 이러한 공정의 진행에 따라 기판 내에는 식각이나 애셔의 제거공정으로 완전제거가 되지 않은 이물질이 남게 된다. 이러한 이물질의 제거를 위한 공정으로는 순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정공정(Wet Cleaning)이 있다.

기판 세정장치는 배치식 세정장치(Batch Processor)와 매엽식 세정장치(Single Processor)로 구분된다. 배치식 세정장치는 한번에 25매 또는 50매를 처리할 수 있는 크기의 약액조(Chemical Bath), 린스조(Rinse Bath), 건조조(Dry Bath) 등을 구비한다. 배치식 세정장치는 기판들을 각각의 조(Bath)에 일정 시간 동안 담가 이물을 제거한다. 이러한 배치식 세정장치는 기판의 상부 및 하부가 동 시에 세정되고 동시에 대용량을 처리할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 기판의 대구경화가 진행될수록 조의 크기가 커져 장치의 크기 및 약액의 사용량이 많아질 뿐만 아니라, 동시에 약액조 내에서 세정이 진행중인 기판에서는 인접한 기판로부터 떨어져 나온 이물이 재부착되는 문제가 있다.

최근에는 기판 직경의 대형화로 인해 매엽식 세정장치가 많이 사용된다. 매엽식 세정장치는 한 장의 기판을 처리할 수 있는 작은 크기의 챔버(Chamber)에서 기판을 기판 척(Chuck)으로 고정시킨 후 모터(Motor)에 의해 기판을 회전시키면서, 기판 상부에서 노즐(Nozzle)을 통해 약액 또는 순수를 기판에 제공한다. 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수 등이 기판 상부로 퍼지며, 이에 따라, 기판에 부착된 이물이 제거된다. 이러한 매엽식 세정장치는 배치식 세정장치에 비해 장치의 크기가 작고 균질의 세정효과를 갖는 것이 장점이다.

일반적으로 매엽식 세정장치는 일측으로부터 로딩/언로딩부, 인덱스 로봇, 버퍼부, 공정챔버, 및 메인 이송 로봇을 포함하는 구조로 이루어진다. 인덱스 로봇은 버퍼부와 로딩/언로딩부 간의 기판을 이송하며, 기판 이송로봇은 버퍼부와 공정챔버 간의 기판을 이송한다.

버퍼부는 다수의 기판을 수납하기 위한 다수의 슬롯(Slot)이 형성되고, 세정 전의 기판이 공정챔버에 투입되기 위해 대기하거나, 세정이 완료된 기판이 로딩/언로딩부로 이송되기 위해 대기한다. 인덱스 로봇은 로딩/언로딩부에 안착된 풉(FOUP)으로부터 기판을 인출하여 버퍼부에 적재하고, 세정이 완료된 기판을 버퍼부로부터 인출하여 해당 풉에 적재한다. 메인 이송 로봇은 세정 전의 기판을 버퍼 부로부터 인출하여 공정 챔버에 제공하고, 세정이 완료된 기판을 버퍼부에 적재한다.

이와 같이, 버퍼부는 세정 전의 기판들과 세정 후의 기판들이 서로 공존한다. 인덱스 로봇은 위에서부터 아래로 버퍼부의 빈 슬롯에 기판을 적재하며, 처리완료된 기판 또한 이와 동일한 방법으로 인출한다. 이로 인해, 인덱스 로봇이 연속적으로 다수의 기판을 풉에 적재할 수 없으므로, 이송 시간이 증가한다.

본 발명의 목적은 기판을 효율적으로 이송할 수 있는 기판 이송 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 이송 방법은, 제1 수납용기에 수납된 기판들을 인출하여 처리한 후 버퍼부에 적재하고 처리 완료된 기판들을 상기 버퍼부로부터 인출하여 제2 수납용기에 적재하되, 상기 버퍼부에 수납된 상기 처리 완료된 기판들을 상기 제1 수납용기에 수납되었던 순서에 따라 연속적으로 인출한 후 인출된 기판들을 동시에 상기 제2 수납용기로 이송한다.

또한, 상기 버퍼부로부터 상기 처리 완료된 기판들을 인출시, 상기 처리 완료된 기판들 중 상기 제1 수납용기로부터 가장 먼저 인출된 기판부터 순차적으로 인출한다.

상술한 본 발명에 따르면, 버퍼부의 배출단으로부터 기판들을 초기 수납용기에 수납된 순서에 따라 순차적으로 인출한 후, 인출한 기판들을 함께 이송한다. 이에 따라, 기판의 이송을 효율적으로 할 수 있고, 기판의 이송에 소요되는 시간을 단축하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서는 웨이퍼를 기판의 일례로 설명하나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 인덱스 로봇을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 버퍼부를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 시스템(1000)은 로딩/언로딩부(110), 인덱스 로봇(Index Robot)(200), 버퍼부(300), 메인 이송 로봇(Main Transfer Robot)(500) 및 다수의 공정 챔버(600)를 포함할 수 있다.

상기 로딩/언로딩부(110)는 다수의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)를 포한다. 이 실시예에 있어서, 상기 로딩/언로딩부(110)는 네 개의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)를 구비하나, 상기 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트(Foot print) 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.

상기 로드 포트들(110a, 110b, 110c, 110d)에는 웨이퍼들이 수납되는 풉들(Front Open Unified Pods: FOUPs)(120a, 120b, 120c, 120d)이 안착된다. 각 풉(120a, 120b, 120c, 120d)은 상기 웨이퍼들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다. 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)에는 공정 챔버(600) 안에 투입되어 처리가 완료된 웨이퍼들 또는 상기 공정 챔버(600)로 투입되어 처리될 웨이퍼들을 수납한다.

이하, 설명의 편의를 위해, 상기 기판 처리 시스템(1000)에 의해 처리가 완료된 웨이퍼를 가공 웨이퍼라 하고, 아직 처리되지 않은 웨이퍼를 원시 웨이퍼라 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 로딩/언로딩부(110)와 상기 버퍼부(300)의 사이에는 상기 인덱스 로봇(200)이 설치된다. 상기 인덱스 로봇(200)은 각각 웨이퍼가 안착되는 다수의 인덱스 암(arm)(210), 어느 하나의 인덱스 암에 연결된 연결부(220), 및 상기 인덱스 암(210)을 구동시키는 구동부(230)를 포함한다. 상기 구동부(230)는 인덱스 암들(210)의 동작을 제어하는 제어부(700)와 연결된다.

상기 다수의 인덱스 암(210)은 각각 개별 구동이 가능하며, 상기 다수의 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d) 중 어느 하나로부터 원시 웨이퍼를 픽업하여 상기 버퍼부(300)에 제공한다.

상기 인덱스 로봇(200)은 상기 로드 포트(110a, 110b, 110c, 110d)로부터 한번에 하나 또는 다수의 원시 웨이퍼를 픽업한다.

또한, 상기 인덱스 로봇(200)은 상기 버퍼부(300)로부터 가공 웨이퍼를 픽업픽업한 후, 인출된 가공 웨이퍼들을 해당 풉에 적재한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 버퍼부(300)는 상기 인덱스 로봇(200)이 설치된 영역과 상기 다수의 공정 챔버(600) 및 상기 메인 이송 로봇(500)이 설치된 영역 사이에 위치한다. 상기 버퍼부(300)는 상기 인덱스 로봇(200)에 의해 이송된 원시 웨이퍼들을 수납하고, 상기 공정 챔버(600)에서 처리된 가공 웨이퍼들을 수납한다.

상기 버퍼부(300)는 상기 본체(310)와 제1 및 제2 지지부(320, 330)로 이루어진다. 구체적으로, 상기 본체(310)는 바닥면(311), 상기 바닥면(311)으로부터 수직하게 연장된 제1 및 제2 측벽(312, 313), 및 상기 제1 및 제2 측벽(312, 313)의 상단에 결합된 상면(314)을 포함할 수 있다.

상기 본체(310)는 웨이퍼의 출입을 위해 상기 인덱스 로봇(200)과 마주하는 전방 측벽 및 상기 메인 이송 로봇(500)과 마주하는 후방 측벽이 개방된다. 이에 따라, 상기 인덱스 로봇(200)과 상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 웨이퍼를 인입 및 인출하기가 용이하다.

상기 제1 및 제2 측벽(312, 313)은 서로 마주하게 배치되며, 상기 상면(314)은 일부분 제거되어 개구부(314a)가 형성된다.

상기 본체(310) 내부에는 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)가 형성된다. 상기 제1 지지부(320)는 상기 제1 측벽(312)에 결합되고, 상기 제2 지지부(330)는 제2 측벽(313)에 결합된다. 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330)는 각각 다수의 지지대 를 포함한다. 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330) 각각의 지지대들은 수직 방향으로 서로 이격되어 위치하며, 수직 방향으로 서로 인접한 두 개의 지지대들 사이에 상기 웨이퍼가 삽입된다.

상기 제1 지지부(320)의 지지대들은 상기 제2 지지부(330)의 지지대들과 서로 일대일 대응하며, 웨이퍼는 서로 대응하는 상기 제1 지지부(320)의 지지대와 상기 제2 지지부(330)의 지지대에 의해 단부가 지지되어 상기 버퍼부(300)에 수납된다. 이때, 상기 웨이퍼는 상기 바닥면(311)과 마주하게 배치된다.

상기 버퍼부(300)에서 상기 소스 웨이퍼들과 상기 가공 웨이퍼들은 서로 분리되어 위치한다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 지지부(320,330) 각각은 지지대들의 절반으로 나누어 상부에 위치하는 지지대들에는 가공 웨이퍼들을 적재하고, 하부에 위치하는 지지대들에는 소스 웨이퍼들을 적재할 수도 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 지지부(320, 330) 각각 16개의 지지대를 구비할 경우, 상부에 위치하는 8개의 지지대에는 가공 웨이퍼들이 적재되고, 하부에 위치하는 8개의 지지대에는 소스 웨이퍼들이 적재될 수 있다.

상기 버퍼부(300)에 수납된 원시 웨이퍼들은 상기 메인 이송 로봇(500)에 의해 각 공정 챔버(600)로 이송된다. 상기 메인 이송 로봇(500)은 이송 통로(400)에 설치되며, 상기 이송 통로(400)는 상기 다수의 공정 챔버와 연결된다. 상기 메인 이송 로봇(500)은 각각 웨이퍼가 안착되는 다수의 이송암(510)을 포함하고, 상기 다수의 이송암(510)은 각각 개별 구동이 가능하다.

상기 메인 이송 로봇(500)은 상기 버퍼부(300)로부터 원시 웨이퍼를 픽업한 후, 상기 이송 통로(400)를 따라 이동하면서 해당 공정 챔버에 원시 웨이퍼를 제공한다. 또한, 상기 메인 이송 로봇(500)은 다수의 공정 챔버에서 처리된 가공 웨이퍼를 상기 버퍼부(300)에 적재한다. 상기 버퍼부(300)에 상기 가공 웨이퍼를 적재시, 상기 메인 이송 로봇(500)은 한번에 하나의 가공 웨이퍼를 적재하거나, 다수의 가공 웨이퍼를 동시에 적재할 수도 있다.

한편, 상기 이송 통로(400)의 양 측에는 상기 원시 웨이퍼를 처리하여 상기 가공 웨이퍼를 생성하는 상기 공정 챔버(600)가 각각 배치된다. 상기 공정 챔버(600)에서 이루어지는 처리 공정으로는 상기 원시 웨이퍼를 세정하는 세정 공정 등이 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 기판 처리 시스템(1000)은 6개의 공정 챔버를 구비하나, 상기 공정 챔버의 개수는 상기 기판 처리 시스템(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 상기 다수의 공청 챔버는 두 개의 공정 챔버가 상기 이송 통로(400)를 사이에 두고 서로 마주하게 배치된다. 즉, 상기 이송 통로(400)의 양측에는 각각 3개의 공정 챔버가 배치된다.

도 4는 도 1에 도시된 기판 처리 시스템에서 인덱스 로봇이 버퍼부로부터 웨이퍼를 인출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 먼저, 제어부(700)는 버퍼부(300)에서 풉(120a, 120b, 120c, 120d)으로 이송될 웨이퍼가 적재되는 배출단에 현재 수납된 웨이퍼들의 슬롯 번호를 검출하여 웨이퍼 리스트를 생성한다(단계 S110). 여기서, 상기 슬롯 번호란 상기 웨이퍼가 초기에 풉(120a, 120b, 120c, 120d)에 수납될 때 수납 위 치를 나타낸다. 상기 풉(120a, 120b, 120c, 120d)은 25개의 슬롯으로 이루어지고, 아래에 1번 슬롯이 위치하며, 1번 슬롯부터 25번 슬롯이 순차적으로 위치할 경우, 25번 슬롯에 위치하는 원시 웨이퍼부터 공정 챔버(600)에 투입된다.

상기 웨이퍼 리스트에서 가장 오래된 웨이퍼, 즉, 슬롯 번호가 가장 큰 웨이퍼를 선택한다(단계 S120).

이어, 상기 웨이퍼 리스트 상에서 상기 선택된 웨이퍼의 하부 또는 상부에 상기 선택된 웨이퍼의 바로 다음 순서의 웨이퍼가 존재하는지 판단한다(단계 S130).

상기 단계 S130에서, 상기 선택된 웨이퍼의 하부 또는 상부에 상기 선택된 웨이퍼의 바로 다음 순서의 웨이퍼가 존재하면, 인덱스 로봇(200)은 상기 선택된 웨이퍼와 상기 바로 다음 순서의 웨이퍼를 픽업하여 풉(120a, 120b, 120c, 120d)에 이송한 후 해당 슬롯에 적재한다(단계 S140).

상기 단계 S130에서, 상기 선택된 웨이퍼의 하부 또는 상부에 상기 선택된 웨이퍼의 바로 다음 순서의 웨이퍼가 존재하지 않으면, 상기 웨이퍼 리스트 상에서 상기 선택된 웨이퍼의 다음 순서의 웨이퍼가 존재하는지를 판단한다(단계 S150).

상기 단계 S150에서, 상기 선택된 웨이퍼의 다음 순서의 웨이퍼가 존재하면, 해당 웨이퍼를 선택한다(단계 S160).

상기 단계 S150에서, 상기 선택된 웨이퍼의 다음 순서의 웨이퍼가 존재하지 않으면, 상기 웨이퍼 리스에서 현재 선택된 웨이퍼를 제외한 나머지 웨이퍼 중 가장 오래된 웨이퍼를 선택한다(단계 S170).

상기 단계 S160 및 단계 S170에 이어, 상기 인덱스 로봇(200)은 선택된 웨이퍼들을 픽업하여 풉(120a, 120b, 120c, 120d)에 이송한 후 해당 슬롯에 적재한다(단계 S180).

이와 같이, 상기 인덱서 로봇(200)은 버퍼부(300)의 배출단으로부터 웨이퍼들을 슬롯 번호에 따라 순차적으로 인출한 후, 인출한 웨이퍼들을 함께 이송한다. 이에 따라, 인덱스 로봇(200)은 웨이퍼의 이송을 효율적으로 할 수 있고, 웨이퍼 이송에 소요되는 시간을 단축하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 인덱스 로봇을 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 버퍼부를 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 1에 도시된 기판 처리 시스템에서 인덱스 로봇이 버퍼부로부터 웨이퍼를 인출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

110 : 로딩/언로딩부 120a, 120b, 120c, 120d : 풉

200 : 인덱스 로봇 300 : 버퍼부

400 : 이송 통로 500 : 메인 이송 로봇

600 : 공정 챔버

Claims (2)

1. 제1 수납용기에 수납된 기판들을 인출하여 처리한 후 버퍼부에 적재하고 처리 완료된 기판들을 상기 버퍼부로부터 인출하여 제2 수납용기에 적재하되,

   상기 버퍼부에 수납된 상기 처리 완료된 기판들을 초기 상기 제1 수납용기에 수납되었던 순서에 따라 연속적으로 인출한 후 인출된 기판들을 동시에 상기 제2 수납용기로 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 버퍼부로부터 상기 처리 완료된 기판들을 인출시, 상기 처리 완료된 기판들 중 상기 제1 수납용기로부터 가장 먼저 인출된 기판부터 순차적으로 인출하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.

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