KR20120032049A - 로봇 장치, 처리 장치, 처리 시스템 및 처리 방법 - Google Patents

로봇 장치, 처리 장치, 처리 시스템 및 처리 방법 Download PDF

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KR20120032049A
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히데히토 아즈마노
마사히로 다나베
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시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 로봇 장치는, 피처리물을 유지하는 유지 수단을 구비한 핑거를 소정의 각도만큼 회전시켜 피처리물을 전달하도록 구성되어 있다. 이 로봇 장치는 구동축을 구비하고, 이 구동축에는 제1 핑거와 제2 핑거가 서로 간격을 두고 마련된다. 제1 핑거는, 서로 간격을 두고 있도록 서로 간에 소정의 각도를 이루면서 그 회전 중심으로부터 연장되는 제1 아암부와 제2 아암부를 구비한다. 제2 핑거는, 서로 간격을 두고 있도록 서로 간에 소정의 각도를 이루면서 그 회전 중심으로부터 연장되는 제3 아암부와 제4 아암부를 구비한다. 제1 아암부와 제3 아암부가 구동축의 축방향으로 겹쳐져 있는 경우, 제2 아암부와 제4 아암부는 서로 간격을 두고 있다. 상기 로봇 장치는 크기 및 비용의 증대를 초래하지 않으면서 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

로봇 장치, 처리 장치, 처리 시스템 및 처리 방법{ROBOT APPARATUS, PROCESSING APPARATUS, PROCESSING SYSTEM AND PROCESSING METHOD}
본 발명은 피처리물을 반송(搬送)하기 위한 로봇 장치와 이를 구비한 처리 장치, 처리 시스템 및 처리 방법에 관한 것이다.
예컨대, 액정 표시 장치용 유리 기판과 반도체 장치의 웨이퍼 등과 같은 피처리물에 회로 패턴 등을 형성하는 처리 공정에서는, 피처리물에 대하여 여러 가지의 처리 단계를 수행할 필요가 있다. 따라서, 복수의 처리 챔버를 마련하여 각 처리 챔버에서 동시에 혹은 순차적으로 처리를 행하는 소위 멀티 챔버 시스템이 제안되어 있다.
멀티 챔버 시스템에서의 피처리물 처리에서는, 로봇 장치가 미처리 상태의 피처리물을 공급 유닛으로부터 수취하여 이 피처리물을 처리 챔버에 공급한다. 피처리물이 처리 챔버에서 처리된 이후에, 로봇 장치는 피처리물을 처리 챔버로부터 수취하여 이 피처리물을, 예컨대 다음 처리 챔버에 전달하거나 다른 처리 챔버로 반송한다.
여기서 상기 처리에서의 생산성을 향상시키기 위해, 피처리물을 신속하게 수취 및 공급할 수 있는 로봇 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).
그러나, 최근에는, 수요가 많고 대량 생산을 필요로 하는 분야에서, 예컨대 비휘발성 반도체 메모리 소자를 갖는 반도체 장치의 분야 등에서, 생산성의 향상이 한층 더 요구되고 있다. 따라서, 특허 문헌 1에 개시된 바와 같은 기술도, 생산성 향상의 관점에서는 문제가 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제11-135600호
본 발명은 크기 및 비용의 증대를 초래하지 않으면서 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는, 로봇 장치와 이를 구비한 처리 장치, 애싱 처리 시스템 및 애싱 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 피처리물을 유지하기 위한 유지 수단을 구비하는 핑거를 미리 결정된 각도 만큼 회전시켜 상기 피처리물의 전달을 행하는 로봇 장치로서, 상기 로봇 장치의 제1 구동축에는 제1 핑거가 마련되고, 상기 로봇 장치의 제2 구동축에는 제2 핑거가 마련되며, 상기 제1 핑거와 제2 핑거는 이격하여 마련되고, 상기 제1 핑거는 제1 아암부와 제2 아암부를 구비하고, 상기 제1 아암부와 상기 제2 아암부는 상기 제1 핑거의 회전 중심으로부터 서로 이격하도록 미리 결정된 각도를 이루면서 연장되며, 상기 제2 핑거는 제3 아암부와 제4 아암부를 구비하고, 상기 제3 아암부와 상기 제4 아암부는 상기 제2 핑거의 회전 중심으로부터 서로 이격하도록 미리 결정된 각도를 이루면서 연장되며, 상기 제1 아암부와 상기 제3 아암부가 제3 전달 위치에서 겹쳐져 있는 경우에는, 상기 제2 아암부는 제1 전달 위치에 있고, 상기 제4 아암부는 제2 전달 위치에 있으며, 상기 제2 아암부와 상기 제4 아암부가 제3 전달 위치에서 겹쳐져 있는 경우에는, 상기 제1 아암부는 제2 전달 위치에 있고, 상기 제3 아암부는 제1 전달 위치에 있고, 처리전의 상기 피처리물의 반송시에 사용한 아암부와 동일한 아암부에, 처리후의 상기 피처리물을 전달할 수 있도록, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거의 회전 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하는 로봇 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태에 따른 제1 로봇 장치를 비하는 로드 락 챔버(load lock chamber)와, 피처리물의 처리를 행하기 위한 처리 챔버와, 상기 제1 로봇 장치로부터 수취한 피처리물을 상기 처리 챔버로 반송(搬送)하기 위한 제2 로봇 장치를 구비하는 반송 챔버를 포함하는 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 본 발명의 제2 양태에 따른 처리 장치와, 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 장치와, 상기 수납 장치로부터 2장의 웨이퍼를 동시에 수취하여 상기 처리 장치로 반송하는 반송 장치와, 상기 처리 장치에 의해 처리된 상기 웨이퍼를 서서히 냉각시키는 서냉 수단을 포함하는 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태에 따른 로봇 장치의 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거에 상기 웨이퍼가 놓여있지 않을 때, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거를 회전시키는 단계와, 처리전의 상기 웨이퍼의 반송시에 사용한 아암부와 동일한 아암부에, 처리후의 상기 웨이퍼를 전달할 수 있도록, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거의 회전 동작을 제어하는 단계를 포함하는 처리 방법이 제공된다.
본 발명은 크기 및 비용의 증대를 초래하지 않으면서 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는, 로봇 장치와 이를 구비한 처리 장치, 처리 시스템 및 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치를 모식적으로 보여주는 단면 사시도.
도 2는 처리 챔버의 구성을 모식적으로 보여주는 단면도.
도 3은 로봇 장치를 모식적으로 보여주는 사시도.
도 4는 본 실시예에 따른 처리 장치를 포함하는 애싱 처리 시스템을 보여주는 모식도.
도 5는 애싱 처리 시스템의 작용을 보여주는 모식도.
도 6은 애싱 처리 시스템의 작용을 보여주는 모식도.
도 7은 가압 핀과의 간섭을 회피하는 핑거의 형상을 보여주는 모식도.
도 8은 가압 핀과의 간섭을 회피하는 핑거의 형상을 보여주는 모식도.
도 9는 가압 핀과의 간섭을 회피하는 핑거의 형상을 보여주는 모식도.
도 10은 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 11은 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 12는 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 13은 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 14는 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 15는 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 16은 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 17은 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 18은 본 발명자가 조사한 비교예를 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 19는 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 20은 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 21은 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 22는 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 23은 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 24는 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 25는 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 26은 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 27은 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도.
도 28은 로드 락 챔버 내에 마련된 로봇 장치의 핑거의 다른 예를 모식적으로 보여주는 사시도.
이제 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치를 모식적으로 보여주는 단면 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 장치(1)는, 내부를 감압할 수 있는 로드 락 챔버(2), 반송 챔버(3) 및 처리 챔버(4a, 4b)를 포함한다. 로드 락 챔버(2)와 반송 챔버(3) 사이의 벽, 그리고 반송 챔버(3)와 처리 챔버(4a, 4b) 사이의 벽에는, 복수의(도 1에 예시한 것에서는 총 4곳에) 전달 게이트(5a?5d)가 병렬로 형성되어 있다. 로드 락 챔버(2)와 반송 챔버(3), 그리고 반송 챔버(3)와 처리 챔버(4a, 4b)는, 그 내부 공간들이 서로 연통될 수 있도록, 전달 게이트(5a?5d)를 통해 접속되어 있다. 여기서, 로드 락 챔버(2), 반송 챔버(3) 및 처리 챔버(4a, 4b)의 천장은 도시 생략된 천장판에 의해 기밀하게 밀봉된다.
각 전달 게이트(5a?5d)의 아래에는 게이트 밸브(6)가 돌출 가능하게 설치되어 있고, 이 게이트 밸브에 의해 각 전달 게이트(5a?5d)를 기밀하게 폐쇄할 수 있게 된다.
로드 락 챔버(2)의 다른 벽[반송 챔버(3)측에 대향하는 측의 벽]에는 다른 게이트 밸브(7)가 설치되어 있고, 이 게이트 밸브는 도시 생략된 대기(大氣) 밸브에 의해 기밀하게 폐쇄될 수 있다.
처리 챔버(4a, 4b)의 구성은, 피처리물(W)과 처리 챔버에서의 처리 내용에 따라 임의로 선택될 수 있다. 예를 들어, 처리 챔버는, 반도체 장치용 웨이퍼에 애싱 처리, 에칭 처리, 세정 처리 및 성막 처리를 행할 수 있고, 또는 액정 표시 장치용 유리 기판에 에칭, 성막 등을 행할 수 있다. 여기서는, 설명의 편의상, 웨이퍼를 애싱 처리하는 구성을 설명한다.
도 2는 처리 챔버(4a, 4b)의 구성을 모식적으로 보여주는 단면도이다.
처리 챔버(4a, 4b)는 처리 용기(10)와, 이 처리 용기(10)의 상면에 마련된 평판형 유전체판으로 이루어진 도파체(투과창)(54), 그리고 도파체(54)의 외측에 설치된 급전 도파관(50)을 포함한다. 처리 용기(10)의 내부에는, 도파체(54)의 하측의 처리 공간에서 웨이퍼 등과 같은 피처리물(W)을 얹어 놓아 유지하기 위한 스테이지(16)가 설치되어 있다.
처리 용기(10)는 감압 배기 시스템(E)에 의해 형성된 감압 분위기를 유지할 수 있고, 이 처리 용기에는, 처리 공간에 처리 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(도시 생략)이 적절하게 설치되어 있다.
전술한 바와 같이, 전달 게이트(5c, 5d)는 처리 용기(10)의 한 측벽에 설치되고, 게이트 밸브(6)에 의해 각 전달 게이트(5c, 5d)를 기밀하게 폐쇄할 수 있게 된다.
다음에, 처리 챔버(4a, 4b) 자체의 동작을 설명한다.
예를 들어, 상기 처리 챔버(4a, 4b)를 이용하여 피처리물(W)의 표면에 애싱 처리를 행하려면, 우선 피처리물(W)을 그 표면이 위로 향하게 하여 스테이지(16) 상에 놓는다. 피처리물의 처리 챔버(4a, 4b)에 대한 반입/반출을 이하에서 설명한다.
이어서, 처리 공간은 감압 배기 시스템(E)에 의해 감압 상태로 된다. 그 후에, 이 처리 공간에는 처리 가스로서 소정의 애싱 처리 가스가 도입된다. 그 후에, 처리 공간에 처리 가스의 분위기가 형성된 상태에서, 도시 생략된 마이크로파 전원으로부터, 예컨대 2.45 ㎓의 마이크로파(M)가 급전 도파관(50)에 도입된다. 도파관(50)에서 전파된 마이크로파(M)는, 슬롯 안테나(52)를 통해 도파체(54)를 향하여 방사된다. 도파체(54)는 석영 및 알루미나 등과 같은 유전체로 이루어진다. 마이크로파(M)는 표면파로서 도파체(54)의 표면에서 전파되고, 처리 용기(10)내의 처리 공간에 방사된다. 이와 같이 처리 공간에 방사된 마이크로파(M)의 에너지에 의해, 처리 가스의 플라즈마(P)가 형성된다. 이렇게 발생된 플라즈마(P)에서의 전자 밀도가, 도파체(54)를 통하여 공급되는 마이크로파(M)를 차폐할 수 있는 밀도(컷오프 밀도)에 이르거나 혹은 이를 초과한다면, 마이크로파(M)는 도파체(54)의 하면으로부터 처리 용기 내의 처리 공간을 향해 일정 거리(표피 깊이)(d)에 도달하기 전에 반사되고, 마이크로파(M)의 정재파가 형성된다.
그렇게 하면, 마이크로파(M)의 반사면이 플라즈마 여기면의 역할을 하며, 이 플라즈마 여기면에서 안정적인 플라즈마(P)가 여기된다. 이 플라즈마 여기면에서 여기된 안정적인 플라즈마(P)에서는, 이온 및 전자가 처리 가스의 분자와 충돌하여, 예컨대 여기된 원자, 분자 및 자유 라디칼 등과 같은 여기 활성종(플라즈마 생성물)이 생성된다. 이러한 플라즈마 생성물은, 화살표(A)로 나타낸 바와 같이 처리 공간에서 확산되어 피처리물(W)의 표면 상으로 날아가며, 이 표면에서 애싱 처리가 행해진다. 본 발명은 후술하는 바와 같이 플라즈마 애싱 처리에 적합하지만, 처리 챔버(4a, 4b)는, 에칭, 박막 침착, 표면 개질 및 플라즈마 도핑 등과 같은 플라즈마 처리와, 대기압 플라즈마 처리, 그리고 세정 등과 같은 소위 습식 처리에도 알맞을 수 있다는 점을 유의해야 한다.
반송 챔버(3)의 내부에서, 전달 게이트(5a)와 전달 게이트(5c)의 사이에는 로봇 장치(11a)가 설치되어 있고, 전달 게이트(5b)와 전달 게이트(5d)의 사이에는 로봇 장치(11b)가 설치되어 있다.
도 3은 로봇 장치(11a, 11b)를 모식적으로 보여주는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 장치(11a, 11b)는, 반송 챔버(3)의 바닥벽에 형성된 부착 구멍(도시 생략)에 기밀하게 끼워져 고정되는 부착체(13)를 구비한다. 이 부착체(13)의 하면측에는 구동원(15)이 부착되어 있다. 이 구동원(15)은, 서로 일체화된 모터(15a)와 감속기(15b)를 구비한다.
구동축(17)이 도시 생략된 커플링을 통해 감속기(15b)의 출력축에 접속되어 있다. 이 구동축(17)은 부착체(13)에 설치된 도시 생략된 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며, 이 구동축의 선단부는 반송 챔버(3) 안으로 돌출되어 있다.
반송 챔버(3) 안으로 돌출된 구동축(17)의 선단부에는, 아암체(31)의 길이방향 중앙부가 연결 고정되어 있다. 아암체(31)는 접합된 하부 케이스(32)와 상부 케이스(33)를 구비하고, 접합면 사이에는 수납 공간(34)이 형성되어 있다.
구동축(17)의 선단부는 수납 공간(34)에 돌출되어 있다. 구동축(17)의 선단면은 상부 케이스(33)의 내면에 접합되고, 이 접합 부분은 나사 등에 의해 고정되어 있다. 또한, 아암체(31)의 길이방향 중앙부에는 고정 풀리(38)가 마련되어 있다. 이러한 고정 풀리(38)는, 구동축(17)에 대해 상대 회전 가능하며, 또한 수납 공간(34)에 돌출되고 부착체(13)와 일체화된 가압 부재(도시 생략)의 선단부에 부착 고정되어 있다.
수납 공간(34)의 길이방향 일단부에는 제1 회전 풀리(41)가 회전 가능하게 설치되어 있고, 타단부에는 제2 회전 풀리(42)가 회전 가능하게 설치되어 있다. 한 쌍의 회전 풀리(41, 42)와 고정 풀리(38)의 사이에는 무단형의 타이밍 벨트(43)가 동력 전달 수단으로서 걸쳐져 있다. 고정 풀리(38)와 각 회전 풀리(41, 42)의 사이에는, 조정판(도시 생략)에 부착된 한 쌍의 텐션 롤러(45)가 소정 간격을 두고서 설치되어 있다. 이 조정판은 그 위치가 아암체(31)의 길이방향에 따라서 조정될 수 있다. 이로써, 타이밍 벨트(43)의 장력을 조정할 수 있게 된다.
고정 풀리(38)와 회전 풀리(41, 42)의 기어비(외경 치수비)는 2 대 1로 설정되어 있다. 따라서, 고정 풀리(38)와 회전 풀리(41, 42)가 상대적으로 회전하는 경우, 이들 풀리의 회전비는 2 대 1이다.
회전 풀리(41, 42)의 상면에는 부착축(41a, 42a)이 설치된다. 부착축(41a, 42a)은 상부 케이스(33)로부터 외부로 돌출되어 있다. 제1 회전 풀리(41)의 부착축(41a)에는 제1 핑거(47)가 부착되고, 제2 회전 풀리(42)의 부착축(42a)에는 제2 핑거(48)가 부착된다.
제1 회전 풀리(41)의 부착축(41a)은 제2 회전 풀리(42)의 부착축(42a)보다도 짧게 설정되어 있다. 따라서, 제1 핑거(47)는 제2 핑거(48)보다도 낮은 높이에 위치한다.
제1 핑거(47)와 제2 핑거(48)의 높이가 다르므로, 각 핑거(47, 48)가 아암체(31)의 길이방향 연장선 상에 위치하는 상태로부터 아암체(31)의 위에 위치하는 상태로 180°회전하더라도, 이들 핑거(47, 48)는 서로 부딪히지 않고, 상하 방향으로 서로 간에 소정 간격을 두고서 대향하게 된다.
이어서, 로봇 장치(11a, 11b) 자체의 동작을 설명한다.
구동원(15)을 작동시켜 구동축(17)을 회전시키면, 그 회전에 아암체(31)가 연동한다. 도 3에 있어서, 아암체(31)가 화살표 B 방향으로 회전하면, 고정 풀리(38)는 회전하지 않으므로, 타이밍 벨트(43)는 화살표 C 방향으로 주행한다. 이에 따라, 한 쌍의 회전 풀리(41, 42)는 화살표 D 방향으로 회전하고, 이 회전에 핑거(47, 48)가 연동하여 회전한다.
이하에서는, 핑거(47, 48)가 아암체(31)의 위에서 상하방향으로 간격을 두고 겹쳐 있는 상태를, 아암체(31)의 회전 각도가 0°인 상태라 한다. 아암체(31)를 회전 각도가 0°인 상태로부터 화살표 B 방향으로 90°회전시키면, 핑거(47, 48)는 180°회전하므로, 아암체(31)의 길이방향 연장선 상에 위치하게 된다. 즉, 핑거(47, 48)는 아암체(31)의 양단부로부터 돌출하고, 아암체(31)와 동일선 상에 있게 되며, 그 결과 도 3에 도시된 상태가 된다.
로드 락 챔버(2)는, 전달 게이트(5a)에 대향하는 위치인 제1 전달 위치(8a), 전달 게이트(5b)에 대향하는 위치인 제2 전달 위치(8b), 및 전달 게이트(7)에 대향하는 위치인 전달 위치(8c)를 포함한다.
제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)는, 로드 락 챔버(2)와 반송 챔버(3) 사이의 벽으로부터 동일 치수로 이격된, 그리고 상기 벽과 평행한 위치에 마련되어 있다. 또한, 전달 위치(8c)는, 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)의 중간을 지나며, 그리고 상기 벽에 수직한 선 상에 마련되어 있다.
전달 위치(8a, 8b)에는, 승강 가능한 3개의 가압 핀(9a, 9b)이 각각 설치된다. 후술하는 피처리물(W)(예컨대, 웨이퍼 등)의 전달을 행하지 않을 때에는, 각 가압 핀(9a, 9b)이 하강단(下降端) 위치에 있고, 피처리물(W)을 전달할 때에는, 각 가압 핀(9a, 9b)이 상승단까지 상승하여, 가압 핀(9a, 9b)의 상단면에 피처리물(W)을 놓을 수 있게 된다.
한편, 로드 락 챔버(2) 내의 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b) 사이에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 장치(60a, 60b)가 마련되어 있다. 로봇 장치(60a)는 도시 생략된 베이스부를 구비한다. 이 베이스부는 로드 락 챔버(2)의 바닥벽에 부착되고, 베이스부로부터 돌출된 구동축(61a)의 선단에는 대략 L자형의 핑거(62a)의 절곡부가 연결되어 있다. 로봇 장치(60b)는 도시 생략된 베이스부를 구비한다. 이 베이스부는 로드 락 챔버(2)의 바닥벽에 부착되고, 베이스부로부터 돌출된 구동축(61b)의 선단에는 대략 L자형의 핑거(62b)의 절곡부가 연결되어 있다. 각 핑거(62a, 62b)에는, 그 회전 중심으로부터 대략 L자형으로 연장되는 2개의 아암부가 마련되고, 아암부의 연장 단부에 부근에는, 피처리물(W)이 위에 배치 및 유지될 수 있는(도 5 참조) 유지 수단(도시 생략)이 마련된다.
구동축(61a, 61b)은 로드 락 챔버(2)의 바닥벽을 관통하도록 설치되며, 이들 구동축 각각에는 별개의 구동원이 접속되어 있다. 별법으로서, 여기서, 하나의 구동원으로부터 기어 등을 통해 각 구동축(61a, 61b)에 동력이 전달될 수 있다.
구동축(61a, 61b)은 대략 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b) 사이의 중앙에 설치된다. 구동축(61a)은 구동축(61b)의 둘레에 동축으로 설치된다. 핑거(62a)가 연결되는 구동축(61a)의 선단은, 구동축(61b)의 선단보다도 짧게(낮게) 설정되어 있다. 따라서, 핑거(62a)는 로드 락 챔버(2)의 바닥벽으로부터의 높이가 핑거(62b)보다도 낮게 되어 있다.
전술한 바와 같이, 핑거(62a, 62b)는 대략 L자형을 취하고 있다. 따라서, 핑거(62a, 62b)가 90°회전하면, 핑거(62a, 62b)의 선단은 전달 위치(8a)와 전달 위치(8c)의 사이, 또는 전달 위치(8b)와 전달 위치(8c)의 사이를 이동한다. 여기서, 핑거(62a, 62b)의 높이는, 로드 락 챔버(2)의 바닥벽보다도 높고 로봇 장치(11a, 11b)의 핑거(47)보다도 낮은 위치로 설정되어 있다. 이로써, 제1 전달 위치(8a) 또는 제2 전달 위치(8b)의 위에 핑거(47)가 위치하더라도, 핑거(62a, 62b)는 핑거(47)의 밑에 들어갈 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 로드 락 챔버(2) 내의 전달 위치(8c)에서, 서로 상하로 간격을 두고서 반입되는 2장의 웨이퍼(U)를, 각 핑거의 일단부에서 동시에 수취할 수 있으며, 그 후에 이들 핑거를 90°회전시켜 웨이퍼(U)를 두 곳의 평면적 위치[제1 전달 위치(8a), 제2 전달 위치(8b)]로 분배할 수 있다. 이와 동시에, 2장의 처리된 웨이퍼(U)를 두 곳의 평면적 위치[제1 전달 위치(8a), 제2 전달 위치(8b)]에서 각 핑거의 타단부로 동시에 수취할 수 있으며, 그 후에 전술한 각 핑거를 회전시킴에 따라, 2장의 웨이퍼는 서로 상하로 간격을 두고서 전달 위치(8c)로 복귀될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 로봇 장치(60a, 60b)는, 2장의 웨이퍼(U)를 2개의 처리 챔버(4a, 4b) 측에 동시에 공급할 수 있다. 이와 병행하여, 로봇 장치(60a, 60b)는 처리된 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4a, 4b) 측으로부터 동시에 수취할 수 있고, 이들 웨이퍼는 서로 상하로 간격을 두고서 쌓이도록 상기 로봇 장치에 의해 후술하는 반송 장치(101)(도 4 참조)에 전달될 수 있다. 따라서, 처리 챔버(4a, 4b)에 대해 개별적으로 웨이퍼(U)의 공급/반출을 행하는 경우에 비해, 이에 걸리는 시간을 대략 반으로 줄일 수 있다.
이어서, 로봇 장치(60a, 60b) 자체의 동작을 설명한다.
도시 생략된 구동원을 작동시켜 구동축(61a, 61b)을 회전시키면, 이 회전에 핑거(62a, 62b)가 연동한다. 핑거(62a)와 핑거(62b)는, 서로 반대 방향으로 90°회전한다. 전술한 바와 같이, 핑거(62a, 62b)는 대략 L자형을 취하고 있다. 따라서, 핑거(62a, 62b)가 90°회전하면, 핑거(62a, 62b)의 선단은 전달 위치(8a)와 전달 위치(8c)의 사이, 또는 전달 위치(8b)와 전달 위치(8c)의 사이를 이동한다. 이로써, 피처리물(W)을 각각의 전달 위치로 전달할 수 있게 된다.
이어서, 전술한 구성의 처리 장치(1)를 이용하여 웨이퍼(U)를 연속적으로 애싱 처리하는 경우에 관해 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 처리 장치(1)를 구비한 애싱 처리 시스템(100)을 보여주는 모식도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 애싱 처리 시스템(100)은, 전술한 처리 장치(1), 반송 장치(101), 서냉 수단(102) 및 수납 장치(103)를 포함한다.
반송 장치(101)는 상하로 이격된 조인트를 갖는 아암(101a)을 구비한다. 아암(101a)의 선단에는, 피처리물인 웨이퍼(U)가 위에 배치 및 유지될 수 있도록 유지 수단(도시 생략)이 마련된다. 또한, 아암(101a)이 설치되는 아암 베이스(101c)는 이동 수단(101b)에 접속되어 있어, 아암 베이스(101c)는 화살표 F13의 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 아암(101a)은 접이식으로 신장 및 수축되고, 2장의 웨이퍼(U)는 동시에 아암(101a)의 선단에 배치 및 유지되어, 그 상태대로 화살표 F13의 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 웨이퍼(U)의 회전 방향 및 상하 방향 위치를 조정하는 수단과, 아암(101a)의 베이스부를 회전시켜 아암(101a)의 방향을 변환하는 수단이 설치된다.
서냉수단(102)은 애싱 처리된 웨이퍼(U)를 서서히 냉각시키는 역할을 한다. 애싱 처리를 행하면, 피처리물인 웨이퍼(U)의 온도가 상승한다. 따라서, 애싱 처리된 웨이퍼를 수지제 카세트 등에 수납할 때에는, 냉각시켜 그 온도를 낮출 필요가 있다. 이와 관련하여, 처리 시간을 단축시키기 위해 웨이퍼(U)를 급속 냉각시킨다면, 웨이퍼(U)는, 예컨대 지지 기판(handle wafer) 및 활성 기판(active wafer)이 적층되어 있는 소위 적층 웨이퍼의 경우에, 균열이 발생할 수 있다.
검토 결과, 본 발명자는, 애싱 처리 시스템(100)에 서냉 수단(102)을 설치하여 자연 방열 등에 의해 웨이퍼(U)를 냉각시키면, 웨이퍼(U)에서 균열 등이 발생하는 것을 막을 수 있고, 이러한 냉각 시간 동안에 다른 웨이퍼(U)를 동시에 애싱 처리할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다는 지견을 얻었다. 예로서, 웨이퍼(U)를 위에 배치 및 유지할 수 있게 한 내열성 재료로 이루어진 수납 수단을 설치한다. 여기서, 서냉 수단(102)은, 1장의 웨이퍼(U)를 위에 배치 및 유지할 수 있게 하는 것일 수 있지만, 애싱 처리 시간과 서냉 시간 사이의 절충을 통해, 복수 장의 웨이퍼(U)를 적층형(다단형) 또는 평면형으로 배치 및 유지할 수 있게 하는 것일 수도 있다.
수납 장치(103)는, 애싱 처리 이전과 애싱 처리 이후의 웨이퍼(U)를 수납하는 역할을 하며, 예시적으로는 웨이퍼(U)를 적층형(다단형)으로 수납할 수 있는 웨이퍼 캐리어일 수 있다. 구체적으로는, 국소 환경 시스템에 기초한 반도체 공장에서 웨이퍼(U)를 반송 및 유지하는 데 사용되는 정면 개방형 캐리어인 FOUP(front-opening unified pod)일 수 있다. 또한, 캐리어의 정면에 있는 도어의 개폐 장치도 필요에 따라 설치된다.
이어서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 애싱 처리 시스템(100)의 작용을 설명한다.
도 5와 도 6은 애싱 처리 시스템(100)의 작용을 보여주기 위한 모식도이다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 반송 장치(101)의 아암 베이스(101c)는 소정의 수납 장치(103)의 정면까지 이동된다. 여기서, 수납 장치(103)의 도어는 도시 생략된 개폐 장치에 의해 개방된다. 뒤이어, 아암(101a)은 접이식으로 화살표 F2의 방향으로 신장되어, 2장의 웨이퍼(U)를 서로 상하로 소정의 간격을 두고 있는 상태로 수취한다. 그 후에, 아암(101a)은 접이식으로 화살표 F1의 방향으로 수축되어, 웨이퍼(U)를 수납 장치(103)로부터 수취한다.
뒤이어, 도 5에 도시된 바와 같이, 아암(101a)을 180°회전시켜, 처리 장치(1)를 향하게 한다. 이때, 아암 베이스(101c)의 위치는, 필요에 따라 처리 장치(1)의 정면에 오도록 조정된다.
뒤이어, 아암(101a)은 접이식으로 화살표 F3의 방향으로 신장되어, 2장의 웨이퍼(U)를 서로 상하로 소정의 간격을 두고 있는 상태로 로봇 장치(60a, 60b)의 핑거(62a, 62b)에 전달한다. 그 후에, 아암(101a)은 접이식으로 화살표 F4의 방향으로 수축되어, 로드 락 챔버(2)로부터 후퇴한다. 로드 락 챔버(2)는 게이트 밸브(6)에 의해 기밀하게 밀폐되며, 그 내부의 압력은 소정값까지 감압된다.
뒤이어, 핑거(62a, 62b)를 화살표 F5, F6의 방향으로 90°회전시켜, 2장의 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)로 분배한다. 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에서, 웨이퍼(U)는 가압 핀(9a, 9b)에 의해 소정 높이까지 들어올려진다.
뒤이어, 들어올려진 웨이퍼(U)의 아래에 핑거(47) 또는 핑거(48)를 삽입한다. 그 후에, 가압 핀(9a, 9b)을 하강시켜, 핑거(47) 또는 핑거(48)의 위에 웨이퍼(U)를 전달한다.
뒤이어, 로봇 장치(11a, 11b)는 회전되어 반송 챔버(3)에 화살표 F7, F9의 방향으로 [처리 챔버(4a, 4b)를 향해] 반송되고, 웨이퍼(U)는 처리 챔버(4a, 4b) 내에 반입된다.
뒤이어, 웨이퍼(U)는, 도시 생략된 가압 핀 등에 의해 처리 챔버(4a, 4b) 내의 스테이지(16)에 전달된다. 로봇 장치(11a, 11b)가 후퇴된 후, 처리 챔버(4a, 4b)는 게이트 밸브(6)에 의해 기밀하게 밀폐되며, 전술한 애싱 처리가 수행된다. 애싱 처리의 조건 등은 공지의 기술에 기초할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
애싱 처리된 웨이퍼(U)는 전술한 순서의 역순으로 반송 장치(101)의 아암(101a)에 전달된다. 즉, 애싱 처리된 웨이퍼는 도 5에서 화살표 F8/F10, F5/F6 및 F4의 방향으로 반송되고, 반송 장치(101)의 아암(101a)에 전달된다.
뒤이어, 도 6에 도시된 바와 같이, 아암 베이스(101c)는 서냉 수단(102)의 정면까지 이동되고, 아암(101a)은 접이식으로 화살표 F11의 방향으로 신장되어, 2장의 웨이퍼(U)를 서로 상하로 소정 간격을 두고 있는 상태로 서냉 수단(102)에 전달한다. 그 후에, 서냉이 완료된 웨이퍼(U)가 있다면, 이를 수취하고, 아암(101a)은 접이식으로 화살표 F12의 방향으로 수축되어, 서냉 수단(102)으로부터 후퇴한다.
뒤이어, 아암 베이스(101c)는 수납 장치(103)의 정면까지 이동되고, 아암(101a)은 180°회전되며, 접이식으로 화살표 F2의 방향으로 신장되어, 2장의 웨이퍼(U)를 서로 상하로 소정 간격을 두고 있는 상태로 수납 장치(103)에 전달한다. 여기서, 수납 장치(103)로부터 반출된 웨이퍼(U)가 동일한 위치에 다시 수납되도록, 제어가 설정되어 있다. 그 후에, 필요하다면, 전술한 순서를 반복하여 애싱 처리를 연속적으로 행한다.
여기서, 전술한 바와 같이, 가압 핀(9a, 9b)을 상하 이동시키는 것에 의해, 웨이퍼(U)가 핑거(62a, 62b)와 핑거(47, 48)의 사이에서 전달된다. 따라서, 가압 핀(9a, 9b)이 상승되었을 때에는, 핑거(62a, 62b)는 회전될 수 없고, 대기 시간이 생길 수 있다.
검토 결과, 본 발명자는, 로봇 장치(60a, 60b)의 핑거가 회전하더라도 가압 핀(9a, 9b)과의 간섭을 회피하는 형상을 갖는다면, 대기 시간을 없앨 수 있다는 지견을 얻었다.
도 7 내지 도 9는 가압 핀(9a, 9b)과의 간섭을 회피하는 핑거의 형상을 보여주는 모식도이다.
여기서는, 도면이 번잡해지는 것을 막기 위해, 로봇 장치(60b)측(상측)의 핑거만을 도시하고, 로봇 장치(60a)측(하측)의 핑거는 도시 생략한다.
도 7은 가압 핀(9a, 9b)과의 간섭을 회피하도록 대략 T자 형상을 갖는 핑거(621)를 보여준다. 도 7a는 제2 전달 위치(8b)와 전달 위치(8c)에서의 핑거(621)의 모습을 보여준다. 도 7b는 제1 전달 위치(8a)와 전달 위치(8c)에서의 핑거(621)의 모습을 보여준다.
도 8은 그 선단부가 U자형으로 만곡되어 있는 핑거(622)를 보여준다. 도 8a는 제2 전달 위치(8b)와 전달 위치(8c)에 있는 핑거(622)를 보여준다. 도 8b는 제1 전달 위치(8a)와 전달 위치(8c)에서의 핑거(622)의 모습을 보여준다.
도 9는 그 선단부가 회전 중심을 향해 구부러져 있으며 대략 T자 형상을 갖는 핑거(623)를 보여준다. 전술한 바와 같이, 제2 전달 위치(8b)와 전달 위치(8c)에서의 핑거(623)의 상태는, 제1 전달 위치(8a)와 전달 위치(8c)에서의 상태와 대칭이므로, 그 도시를 생략한다.
여기서, 반도체 장치의 제조 분야에서는 생산 관리, 품질 관리 등이 필요하므로, 수납 장치(103)로부터 반출된 웨이퍼(U)는 동일한 수납 장치(103)의 동일한 위치에 다시 수납될 필요가 있다. 그러나, 전술한 애싱 처리 시스템(100)의 동작 중에 이것이 지켜지지 않을 수 있으며, 예컨대 웨이퍼(U)를 정확한 위치에 재배치하기 위해 가외의 시간 및 수고를 들일 수 있다.
도 10 내지 도 18은 본 발명자가 검토한 비교예를 설명하는 모식적인 공정도이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 수납 장치(103)에는 아래쪽으로부터 순서대로 No.1?No.6의 6장의 웨이퍼가 수납되어 있다. 여기서, 애싱 처리 시스템의 도면 중의 해칭 부분은 감압 상태를 나타내고 있다.
뒤이어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 수납 장치(103)에 수납된 No.1 및 No.2의 웨이퍼(U)를 반송 장치(101)에 의해 취출하고, 로드 락 챔버(2)의 정면까지 반송한다.
뒤이어, 도 11a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 No.2의 웨이퍼(U)를 전달하고, 하측 핑거에 No.1의 웨이퍼(U)를 전달한다. 그 후에, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시켜, 두 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에 각각 반송한다.
뒤이어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(2) 내의 압력을 소정값까지 감압한다. 그 후에, 도 12b에 도시된 바와 같이, 반송 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 핑거에 No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 전달한다. 이와 병행하여, 전술한 순서대로, No.3와 No.4의 웨이퍼(U)를 수납 장치(103)로부터 취출하고, 로드 락 챔버(2)의 정면까지 반송한다.
뒤이어, 도 13a에 도시된 바와 같이, No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4) 내에 반입하여, 스테이지의 위에 놓고, 애싱 처리를 한다. 그 후에, 도 13b에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(2)를 대기압으로 복귀시킨다.
뒤이어, 도 14a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 No.4의 웨이퍼(U)를 전달하고, 하측 핑거에 No.3의 웨이퍼(U)를 전달한다. 그 후에, 도 14b에 도시된 바와 같이, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시키고, 두 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에 각각 반송한다.
뒤이어, 도 15a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(2) 내의 압력을 소정값까지 감압한다. 그 후에, 도 15b에 도시된 바와 같이, 반송 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 한쪽 핑거에 No.3와 No.4의 웨이퍼(U)를 전달한다. 이와 병행하여, 애싱 처리가 완료된 No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4)로부터 반출한다.
뒤이어, 도 16a에 도시된 바와 같이, No.3와 No.4의 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4) 내에 반입하여, 스테이지의 위에 놓고, 애싱 처리를 한다. 이와 동시에, No.1의 웨이퍼(U)를 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 전달하고, No.2의 웨이퍼(U)를 하측 핑거에 전달한다. 이와 병행하여, 전술한 순서대로, No.5와 No.6의 웨이퍼(U)를 수납 장치(103)로부터 취출하고, 로드 락 챔버(2)의 정면까지 반송한다.
뒤이어, 도 17a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 No.6의 웨이퍼(U)를 전달하고, 하측 핑거에 No.5의 웨이퍼(U)를 전달한다. 그 후에, 도 17b에 도시된 바와 같이, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시키고, 두 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에 각각 반송한다. 이와 함께, No.1과 No.2의 웨이퍼(U)는 전달 위치(8c)로 반송된다.
이때, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에는 No.1의 웨이퍼(U)가 놓이고, 하측 핑거에는 No.2의 웨이퍼(U)가 놓인다. 이는 상하 관계가 도 11a를 참조하여 설명한 처리 이전의 상하 관계[상측 핑거에 No.2의 웨이퍼(U)가 놓이고, 하측 핑거에는 No.1의 웨이퍼(U)가 놓여 있음]에 대해 역으로 되어 있음을 의미한다.
그 후에, 도 18에 도시된 바와 같이, No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 반송 장치(101)에 바로 전달하여, 수납 장치(103)에 수납하면, 상하 관계가 역으로 된 채로 웨이퍼(U)가 수납된다.
검토 결과, 본 발명자는, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거와 하측 핑거에 웨이퍼(U)가 놓여 있지 않을 때에, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시켜 적재 위치를 변경하면, 웨이퍼(U)는 당초의 상하 관계를 가진 채로 로드 락 챔버에서 반출될 수 있다는 지견을 얻었다.
도 19 내지 도 27은 본 발명자가 얻은 지견을 설명하기 위한 모식적인 공정도이다.
도 19a에 도시된 바와 같이, 수납 장치(103)에는 아래쪽으로부터 순서대로 No.1?No.6의 6장의 웨이퍼가 수납되어 있다. 여기서, 애싱 처리 시스템의 도면 중의 해칭 부분은 감압 상태를 나타내고 있다.
뒤이어, 도 19b에 도시된 바와 같이, 수납 장치(103)에 수납된 No.1 및 No.2의 웨이퍼(U)를 반송 장치(101)에 의해 취출하고, 로드 락 챔버(2)의 정면까지 반송한다.
뒤이어, 도 20a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 No.2의 웨이퍼(U)를 전달하고, 하측 핑거에 No.1의 웨이퍼(U)를 전달한다. 그 후에, 도 20b에 도시된 바와 같이, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시켜, 두 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에 각각 반송한다.
뒤이어, 도 21a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(2) 내의 압력을 소정값까지 감압한다. 그 후에, 도 21b에 도시된 바와 같이, 반송 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 핑거에 No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 전달한다. 이와 병행하여, 전술한 순서대로, No.3와 No.4의 웨이퍼(U)를 수납 장치(103)로부터 취출하고, 로드 락 챔버(2)의 정면까지 반송한다.
뒤이어, 도 22a에 도시된 바와 같이, No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4) 내에 반입하여, 스테이지의 위에 놓고, 애싱 처리를 한다. 그 후에, 도 22b에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(2)를 대기압으로 복귀시킨다.
뒤이어, 도 23a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 No.4의 웨이퍼(U)를 전달하고, 하측 핑거에 No.3의 웨이퍼(U)를 전달한다. 그 후에, 도 23b에 도시된 바와 같이, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시키고, 두 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에 각각 반송한다.
뒤이어, 도 24a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(2) 내의 압력을 소정값까지 감압한다. 그 후에, 도 24b에 도시된 바와 같이, 반송 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 한쪽 핑거에 No.3와 No.4의 웨이퍼(U)를 전달한다. 이와 병행하여, 애싱 처리가 완료된 No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4)로부터 반출한다.
이때, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거와 하측 핑거에 웨이퍼(U)가 놓여 있지 않다. 따라서, 이때 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시킨다. 여기서, 도 24b는 회전하는 과정에 있는 상측 핑거와 하측 핑거의 위치를 보여준다.
이 경우, 핑거가 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이 가압 핀(9a, 9b)과의 간섭을 회피하는 형상을 갖는다면, 가압 핀(9a, 9b)이 상승되어 있더라도, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시킬 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
뒤이어, 도 25a에 도시된 바와 같이, No.3와 No.4의 웨이퍼(U)를 처리 챔버(4) 내에 반입하여, 스테이지의 위에 놓고, 애싱 처리를 한다. 이와 동시에, No.1의 웨이퍼(U)를 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 하측 핑거에 전달하고, No.2의 웨이퍼(U)를 상측 핑거에 전달한다. 이와 병행하여, 전술한 순서대로, No.5와 No.6의 웨이퍼(U)를 수납 장치(103)로부터 취출하고, 로드 락 챔버(2)의 정면까지 반송한다.
뒤이어, 도 26a에 도시된 바와 같이, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에 No.6의 웨이퍼(U)를 전달하고, 하측 핑거에 No.5의 웨이퍼(U)를 전달한다. 그 후에, 도 26b에 도시된 바와 같이, 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시키고, 두 웨이퍼(U)를 제1 전달 위치(8a)와 제2 전달 위치(8b)에 각각 반송한다. 이와 함께, No.1과 No.2의 웨이퍼(U)는 전달 위치(8c)로 반송된다.
그 후에는, 상기 순서를 반복하여 웨이퍼(U)의 애싱 처리를 계속 행한다.
이때, 본 실시예에 따르면, 로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 상측 핑거에는 No.2의 웨이퍼(U)가 놓이고, 하측 핑거에는 No.1의 웨이퍼(U)가 놓인다. 이는 상하 관계가 도 20a를 참조하여 설명한 처리 이전의 상하 관계[상측 핑거에 No.2의 웨이퍼(U)가 놓이고, 하측 핑거에는 No.1의 웨이퍼(U)가 놓여 있음]와 동일함을 의미한다.
그 후에, 도 27에 도시된 바와 같이, No.1과 No.2의 웨이퍼(U)를 반송 장치(101)에 바로 전달하여, 수납 장치(103)에 수납하면, 당초의 상하 관계대로 웨이퍼(U)가 수납될 수 있다.
본 실시예에서는, 도 24b를 참조로 하여 설명한 상측 핑거와 하측 핑거를 90°회전시키는 동작을 2회마다 한 번만 수행할 필요가 있다. 여기서, '회'란, 로드 락 챔버(2) 내에 설치된 로봇 장치가 애싱 처리 이전의 웨이퍼(U)를 애싱 처리된 웨이퍼(U)로 교환하는 횟수를 나타낸다.
로드 락 챔버 내에 설치된 로봇 장치의 핑거의 형태에 따라서는, 전술한 핑거의 회전 동작을 매회 행할 수 있고, 또는 전술한 바와 같이 소정의 횟수마다 한 번 행할 수 있다.
또한, 각 웨이퍼(U)의 반송 기록을 보관하기 위해, 웨이퍼(U)의 반송 상태를 기억하는 수단을 설치할 수 있고, 이로써 특정 웨이퍼(U)가 어떤 핑거의 아암부에 복귀되어야 하는가에 대한 결정에 응답하여, 핑거가 동작될 수 있다. 예컨대, 처리되지 않은 웨이퍼를 반송하는 데 사용된 아암부를 기억할 수 있고, 이로써 핑거는 처리된 웨이퍼(U)를 동일한 아암부에 전달하도록 전환될 수 있다.
설명의 편의상, 본 발명의 실시예에 따른 처리 장치(1)를 웨이퍼의 애싱 처리 장치로 가정하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 액정 표시 장치용 유리 기판, 반도체 장치용 웨이퍼 등을 위한, 에칭 장치와 성막 장치 등과 같은 감압 처리 장치, 대기압하에서 처리하는 장치, 및 세정 장치와 습식 에칭 장치 등과 같은 소위 습식 처리 장치 등에도, 본 발명이 적용될 수 있다.
그러나, 예컨대 당초의 수납 위치로 피처리물을 복귀시키는 것과, 처리된 고온의 피처리물에서 균열이 발생하는 것을 막도록 서냉 수단을 설치하는 것 등을 고려하면, 본 발명은 반도체 장치용 웨이퍼를 애싱 처리하는 데 바람직하게 적용된다.
예를 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 예에 한정되는 것은 아니다.
당업자는 상기 예를 적절하게 변경할 수 있으며, 이러한 변형예도 본 발명의 정신 내에 속하는 한, 본 발명의 범위 내에 포함된다.
예컨대, 처리 장치(1)와 애싱 처리 시스템(100)의 구성 요소의 형상, 치수, 재질, 배치 등은 예시한 것에 한정되는 것이 아니라, 적절하게 변경될 수 있다.
또한, 이상의 설명에서는, 전달 위치(8a, 8b)에 3개의 상하 이동 가능한 가압 핀이 설치되어 있다. 그러나, 예컨대, 대형 피처리물의 변형을 고려하면, 도 28에 도시된 바와 같이, 5개의 상하 이동 가능한 가압 핀(90a, 90b)이 설치될 수 있다. 가압 핀의 개수 및 배치는 예시한 것에 한정되는 것이 아니라, 적절하게 변경될 수 있다.
또한, 도 28에 도시된 바와 같이, 핑거(624a, 624b)는 그 연장 단부의 단면치수가 선단을 향해 갈수록 서서히 줄어드는 형상을 취할 수 있다.
또한, 도 28에 도시된 바와 같이(도 1에서도 마찬가지임), 핑거(624a, 624b)의 아암부 사이의 각도(θ)는 대략 직각이지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 한 곳에서 수취된 복수 개의 피처리물(W)이 핑거의 회전에 의해 분배되는 것을 허용할 필요가 있다. 이는, 예컨대 핑거(624b)측을 참조해 보면, 피처리물이 놓이는 핑거 선단부의 중심(624c)과 중심(624d)을 연결하는 선(X) 상에 핑거의 회전 중심(624e)이 위치하지 않는 경우에 달성된다.
또한, 로드 락 챔버 내에 설치되는 로봇 장치의 핑거의 수를 변경할 수도 있고, 또는 다른 형상을 갖는 핑거를 조합할 수도 있다. 예컨대, 대략 L자형인 핑거 2개와 직선형인 핑거 1개를 조합할 수 있다. 또한, 이러한 조합은, 반송 챔버(3) 내에 3대의 로봇 장치를 구비하고, 3개의 처리 챔버(4)를 설치하는 경우와 관련하여 사용될 수 있다.
또한, 전술한 예의 구성 요소는 가능한 한 조합될 수 있고, 이러한 조합도 또한 본 발명의 정신 내에 속하는 한 본 발명의 범위 내에 포함된다.
1 : 처리 장치
2 : 로드 락 챔버
3 : 반송 챔버
4, 4a, 4b : 처리 챔버
9a, 9b : 가압 핀
11a, 11b : 로봇 장치
47, 48 : 핑거
60a, 60b : 로봇 장치
62a, 62b : 핑거
100 : 애싱 처리 시스템
101 : 반송 장치
102 : 서냉 수단
103 : 수납 장치
621, 622, 623, 624a, 624b : 핑거
U : 웨이퍼
W : 피가공물

Claims (4)

  1. 피처리물을 유지하기 위한 유지 수단을 구비하는 핑거를 미리 결정된 각도 만큼 회전시켜 상기 피처리물의 전달을 행하는 로봇 장치로서,
    상기 로봇 장치의 제1 구동축에는 제1 핑거가 마련되고,
    상기 로봇 장치의 제2 구동축에는 제2 핑거가 마련되며,
    상기 제1 핑거와 제2 핑거는 이격하여 마련되고,
    상기 제1 핑거는 제1 아암부와 제2 아암부를 구비하고, 상기 제1 아암부와 상기 제2 아암부는 상기 제1 핑거의 회전 중심으로부터 서로 이격하도록 미리 결정된 각도를 이루면서 연장되며,
    상기 제2 핑거는 제3 아암부와 제4 아암부를 구비하고, 상기 제3 아암부와 상기 제4 아암부는 상기 제2 핑거의 회전 중심으로부터 서로 이격하도록 미리 결정된 각도를 이루면서 연장되며,
    상기 제1 아암부와 상기 제3 아암부가 제3 전달 위치에서 겹쳐져 있는 경우에는, 상기 제2 아암부는 제1 전달 위치에 있고, 상기 제4 아암부는 제2 전달 위치에 있으며,
    상기 제2 아암부와 상기 제4 아암부가 제3 전달 위치에서 겹쳐져 있는 경우에는, 상기 제1 아암부는 제2 전달 위치에 있고, 상기 제3 아암부는 제1 전달 위치에 있고,
    처리전의 상기 피처리물의 반송시에 사용한 아암부와 동일한 아암부에, 처리후의 상기 피처리물을 전달할 수 있도록, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거의 회전 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  2. 제1항에 기재된 제1 로봇 장치를 구비하는 로드 락 챔버(load lock chamber)와,
    피처리물의 처리를 행하기 위한 처리 챔버와,
    상기 제1 로봇 장치로부터 수취한 피처리물을 상기 처리 챔버로 반송(搬送)하기 위한 제2 로봇 장치를 구비하는 반송 챔버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
  3. 제2항에 기재된 처리 장치와,
    웨이퍼를 수납하기 위한 수납 장치와,
    상기 수납 장치로부터 2장의 웨이퍼를 동시에 수취하여 상기 처리 장치로 반송하는 반송 장치와,
    상기 처리 장치에 의해 처리된 상기 웨이퍼를 서서히 냉각시키는 서냉 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 시스템.
  4. 제1항에 기재된 로봇 장치의 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거에 상기 웨이퍼가 놓여있지 않을 때, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거를 회전시키는 단계와,
    처리전의 상기 웨이퍼의 반송시에 사용한 아암부와 동일한 아암부에, 처리후의 상기 웨이퍼를 전달할 수 있도록, 상기 제1 핑거와 상기 제2 핑거의 회전 동작을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
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