KR20170039805A - 반송 로봇 및 이를 가지는 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20170039805A
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김성완
정용범
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 반송하는 장치를 제공한다. 반송 로봇은 기판이 놓이며 제1흡착홀이 형성되는 제1지지면을 가지는 제1핸드, 상기 제1핸드를 이동시키는 이동 부재, 상기 제1흡착홀에 연결되는 제1감압 라인, 상기 제1감압 라인을 감압하는 진공 부재, 그리고 상기 제1감압 라인에 설치되며, 내부에 상기 제1감압 라인보다 작은 내경을 가지는 완화 유로가 형성되는 오리피스를 포함한다. 오리피스는 감압 라인의 압력 변동폭을 완화한다. 이로 인해 감압 라인의 압력을 측정하고, 이로부터 핸드에 지지되는 기판의 유무를 정확히 판별할 수 있다.

Description

반송 로봇 및 이를 가지는 기판 처리 장치{Transfer robot and Apparatus for treating substrate with the robot}
본 발명은 기판을 반송하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 및 평판표시패널의 제조 공정은 사진, 식각, 애싱, 박막증착, 그리고 세정 공정등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들은 다양한 공정 챔버들에서 진행되며, 반송 로봇은 공정 순서에 맞춰 기판을 각 공정 챔버로 기판을 반송한다.
일반적으로 반송 로봇은 복수 개의 기판들을 반송 가능하다. 반송 로봇은 핸드 및 이동 부재를 포함한다. 핸드에는 단일 기판이 지지 가능하다. 따라서 핸드의 개수가 많아질수록 지지할 수 있는 기판의 개수는 많아지며, 반송 로봇에는 핸드가 복수 개로 제공되는 것이 일반적이다. 각 핸드는 이동 부재에 의해 독립 구동이 가능하다.
핸드에 기판이 놓여지면, 그 기판 지지면에 형성된 흡착홀을 감압하여 기판을 진공 흡착한다. 이로 인해 기판이 반송되는 중에 기판이 낙하되는 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 복수 개의 핸드들을 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 각 핸드(H1,H2)에는 감압 라인(4,6)이 연결되며, 감압 라인(4,6)의 압력을 측정하는 센서(2a,2b)가 설치된다. 센서(2a,2b)로부터 측정된 압력이 기준 압력보다 높거나 낮음을 판단하여 핸드(H1,H2)에 놓여진 기판(W)의 유무를 판별한다. 예컨대, 측정 압력이 기준 압력보다 낮으면 핸드(H1)에 기판(W)이 놓여진 지지 상태이고, 측정 압력이 기준 압력보다 높으면, 핸드(H2)에 기판(W)이 없는 빈 상태로 판별한다.
예컨대, 제1핸드(H1)가 지지 상태이며, 제2핸드(H2)가 빈 상태일 경우에는, 제2핸드(H2)를 이용해 기판을 반송해야 한다. 도 2를 참조하면, 제2핸드(H2)에 연결된 제2감압 라인(6)을 닫힌 상태에서 개방한다. 제2감압 라인(6)이 개방되는 시점(t1)에서 분기된 제2감압 라인(6)의 압력은 급격히 올라간다. 이로 인해 제1핸드(H1)의 측정 압력은 기준 압력보다 높아지고 제1핸드(H1)는 빈 상태로 판별된다. 이에 따라 빈 상태로 판별된 제1핸드(H1)는 기판(W)을 지지한 상태에서 또 다른 기판을 지지하는 공정 사고를 발생시킨다.
한국 특허 공개 번호 1998-0079544
본 발명은 반송 로봇에 의해 기판을 반송 시 공정 사고를 예방할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 2 이상의 핸드를 구동 시 핸드의 구동 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 2 이상의 핸드를 구동 시 핸드에 지지되는 기판의 유무를 정확히 판별할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 반송하는 장치를 제공한다. 반송 로봇은 기판이 놓이며 제1흡착홀이 형성되는 제1지지면을 가지는 제1핸드, 상기 제1핸드를 이동시키는 이동 부재, 상기 제1흡착홀에 연결되는 제1감압 라인, 상기 제1감압 라인을 감압하는 진공 부재, 그리고 상기 제1감압 라인에 설치되며, 내부에 상기 제1감압 라인보다 작은 내경을 가지는 완화 유로가 형성되는 오리피스를 포함한다.
상기 제1감압 라인은 진공 부재에 연결되는 제1진공 라인 및 상기 제1흡착홀에 연결되는 제1연결 라인을 포함하고, 상기 오리피스는 상기 제1진공 라인 및 상기 제1연결 라인을 서로 연결하고, 내부에 상기 완화 유로가 형성되는 제1완화 바디를 포함할 수 있다. 상기 로봇은 상기 이동 부재에 이동 가능하며, 기판이 놓이며 제2흡착홀이 형성되는 제2지지면을 가지는 제2핸드 및 상기 제1감압 라인으로부터 분기되어 상기 제2흡착홀에 연결되는 제2감압 라인을 더 포함하되, 상기 오리 피스는 상기 제2감압 라인에 설치되며, 내부에 상기 완화 유로가 형성되는 제2완화 바디를 포함할 수 있다. 상기 제2감압 라인은 상기 제1진공 라인으로부터 분기되는 제2진공 라인 및 상기 제2흡착홀에 연결되는 제2연결 라인을 더 포함하고, 상기 제2완화 바디는 상기 제2진공 라인 및 상기 제2연결 라인을 서로 연결할 수 있다. 상기 제1진공 라인, 상기 제2진공 라인, 상기 제1연결 라인, 그리고 상기 제2연결 라인 각각은 내부에 서로 동일한 직경을 가지는 감압 유로가 형성되며, 상기 완화 유로는 상기 감압 유로보다 작은 직경을 가질 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 처리 공간에 기판을 반입 및 반출하는 반송 로봇을 포함하되, 상기 반송 로봇은 기판이 놓이며 제1흡착홀이 형성되는 제1지지면을 가지는 제1핸드, 기판이 놓이며 제2흡착홀이 형성되는 제2지지면을 가지는 제2핸드, 상기 제1핸드 및 상기 제2핸드를 이동시키는 이동 부재, 상기 제1흡착홀에 연결되는 제1감압 라인, 상기 제1감압 라인으로부터 분기되어 상기 제2흡착홀에 연결되는 제2감압 라인, 상기 제1감압 라인을 감압하는 진공 부재, 그리고 상기 제1감압 라인 및 상기 제2감압 라인 각각에 설치되며, 내부에 상기 감압 라인보다 작은 내경을 가지는 완화 유로가 형성되는 오리피스를 포함한다.
상기 제1감압 라인은 진공 부재에 연결되는 제1진공 라인 및 상기 제1흡착홀에 연결되는 제1연결 라인을 포함하고, 상기 제2감압 라인은 상기 제1진공 라인으로부터 분기되는 제2진공 라인 및 상기 제2흡착홀에 연결되는 제2연결 라인을 더 포함하되, 상기 오리피스는 상기 제1진공 라인 및 상기 제1연결 라인을 서로 연결하고, 상기 완화 유로가 형성되는 제1완화 바디 및 상기 제2진공 라인 및 상기 제2연결 라인을 서로 연결하고, 상기 완화 유로가 형성되는 상기 제2완화 바디를 포함할 수 있다. 상기 제1진공 라인, 상기 제2진공 라인, 상기 제1연결 라인, 그리고 상기 제2연결 라인 각각은 내부에 서로 동일한 직경을 가지는 감압 유로가 형성되며, 상기 완화 유로는 상기 감압 유로보다 작은 직경을 가질 수 있다. 상기 제1연결 라인의 제1압력을 측정하는 제1센서, 상기 제2연결 라인의 제2압력을 측정하는 제2센서, 그리고 상기 제1센서 및 상기 제2센서 각각으로부터 수신된 정보를 근거로 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 제1압력 및 상기 제2압력 중 기준 압력보다 높은 압력을 가지는 연결 라인에 연결된 핸드가 상기 처리 공간에 위치된 기판을 반출하도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다. 상기 제1연결 라인을 개폐하며, 상기 제1완화 바디 및 상기 제1센서 사이에 위치되는 제1밸브 및 상기 제2연결 라인을 개폐하며, 상기 제2완화 바디 및 상기 제2센서 사이에 위치되는 제2밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판이 흡착되는 핸드의 흡착홀에는 감압 라인이 연결되고, 감압 라인에는 오리피스가 설치된다. 오리피스는 감압 라인의 압력 변동폭을 완화한다. 이로 인해 감압 라인의 압력을 측정하고, 이로부터 핸드에 지지되는 기판의 유무를 정확히 판별할 수 있다.
도 1은 일반적인 복수 개의 핸드들을 보여주는 단면도이다.
도 2는 일반적인 제1핸드 및 제2핸드의 압력 변화를 보여주는 표이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 3의 기판 반송 장치를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 반송 로봇을 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 7의 복수 개의 핸드들을 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 9의 완화 바디를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 9의 핸드에 기판이 안착될 여부를 판별하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 12는 제1핸드 및 제2핸드의 압력 변화를 보여주는 표이다.
도 13은 도 10의 완화 바디의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도1 내지 도11을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시예의 설비는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시예의 설비는 노광장치에 연결되어 기판에 대해 도포 공정 및 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비(1)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 3의 설비를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 3의 설비를 B-B 방향에서 바라본 도면이고, 도 6은 도 3의 설비를 C-C 방향에서 바라본 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 칭하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 칭하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 칭한다.
기판(W)은 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 이때 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 예컨대, 카세트(20)로는 전방에 도어를 가지는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
이하에서는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 제 1 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 제 2 버퍼 모듈(500), 노광 전후 처리 모듈(600), 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 상세히 설명한다.
로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(200)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 4개의 재치대(120)가 제공되었다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 제 1 버퍼 모듈(300) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 가진다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 제 1 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 제 1 버퍼 모듈(300)의 프레임(310)보다 낮은 높이로 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(220)과 가이드 레일(230)은 프레임(210) 내에 배치된다. 인덱스 로봇(220)은 기판(W)을 직접 핸들링하는 핸드(221)가 제 1 방향(12), 제 2 방향(14), 제 3 방향(16)으로 이동 가능하고 회전될 수 있도록 4축 구동이 가능한 구조를 가진다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 가진다. 핸드(221)는 아암(222)에 고정 설치된다. 아암(222)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 지지대(223)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 아암(222)은 지지대(223)를 따라 이동 가능하도록 지지대(223)에 결합된다. 지지대(223)는 받침대(224)에 고정결합된다. 가이드 레일(230)은 그 길이 방향이 제 2 방향(14)을 따라 배치되도록 제공된다. 받침대(224)는 가이드 레일(230)을 따라 직선 이동 가능하도록 가이드 레일(230)에 결합된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 프레임(210)에는 카세트(20)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 더 제공된다.
제 1 버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)을 가진다. 프레임(310)은 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 인덱스 모듈(200)과 도포 및 현상 모듈(400) 사이에 배치된다. 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼 로봇(360)은 프레임(310) 내에 위치된다. 냉각 챔버(350), 제 2 버퍼(330), 그리고 제 1 버퍼(320)는 순차적으로 아래에서부터 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 제 1 버퍼(320)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 도포 모듈(401)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350)는 후술하는 도포 및 현상 모듈(400)의 현상 모듈(402)과 대응되는 높이에 위치된다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 제 1 버퍼(320)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 위치된다.
제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330)는 각각 복수의 웨이퍼들(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 버퍼(330)는 하우징(331)과 복수의 지지대들(332)을 가진다. 지지대들(332)은 하우징(331) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(332)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 제 1 버퍼 로봇(360), 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향, 그리고 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 1 버퍼(320)는 제 2 버퍼(330)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 1 버퍼(320)의 하우징(321)에는 제 1 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 도포부 로봇(432)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수와 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 예에 의하면, 제 2 버퍼(330)에 제공된 지지대(332)의 수는 제 1 버퍼(320)에 제공된 지지대(322)의 수보다 많을 수 있다.
제 1 버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 기판(W)을 이송시킨다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 가진다. 핸드(361)는 아암(362)에 고정 설치된다. 아암(362)은 신축 가능한 구조로 제공되어, 핸드(361)가 제 2 방향(14)을 따라 이동 가능하도록 한다. 아암(362)은 지지대(363)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(363)에 결합된다. 지지대(363)는 제 2 버퍼(330)에 대응되는 위치부터 제 1 버퍼(320)에 대응되는 위치까지 연장된 길이를 가진다. 지지대(363)는 이보다 위 또는 아래 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 제 1 버퍼 로봇(360)은 단순히 핸드(361)가 제 2 방향(14) 및 제 3 방향(16)을 따른 2축 구동만 되도록 제공될 수 있다.
냉각 챔버(350)는 각각 기판(W)을 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 가진다. 냉각 플레이트(352)는 기판(W)이 놓이는 상면 및 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단(353)을 가진다. 냉각 수단(353)으로는 냉각수에 의한 냉각이나 열전 소자를 이용한 냉각 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 기판(W)을 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 후술하는 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇(482)이 냉각 플레이트(352)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 기판(W)을 현상하는 공정을 수행한다. 도포 및 현상 모듈(400)은 대체로 직육면체의 형상을 가진다. 도포 및 현상 모듈(400)은 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)을 가진다. 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 도포 모듈(401)은 현상 모듈(402)의 상부에 위치된다.
도포 모듈(401)은 기판(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 기판(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송챔버(430)을 가진다. 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 도포 챔버(410)와 베이크 챔버(420)는 반송챔버(430)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 도포 챔버(410)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(420)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(420)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송챔버(430)에는 기판을 반송하기 위한 기판 반송 장치(1000)가 제공된다. 기판 반송 장치(1000)는 베이크 챔버들(420), 도포 챔버들(410), 제 1 버퍼 모듈(310)의 제 1 버퍼(320), 그리고 후술하는 제 2 버퍼 모듈(510)의 제 1 버퍼(520) 간에 기판을 반송한다. 도 7은 도 3의 기판 반송 장치를 보여주는 사시도이다. 도 7을 참조하면, 기판 반송 장치(1000)는 로봇 이동 유닛 및 반송 로봇(1500)을 포함한다. 로봇 이동 유닛은 수평 구동 부재(1100) 및 수직 구동 부재(1300)를 포함한다.
수평 구동 부재(1100)는 수직 구동 부재(1300)을 수평 방향으로 직선 이동시킨다. 예컨대, 수직 구동 부재(1300)는 수평 구동 부재(1100)에 의해 제1방향으로 이동될 수 있다. 수평 구동 부재(1100)는 상부 수평 프레임(1100a), 하부 수평 프레임(1100b), 그리고 지지 프레임(1100c)을 가진다. 상부 수평 프레임(1100a), 하부 수평 프레임(1100b), 그리고 지지 프레임(1100c)은 서로 조합되어 직사각의 링 형상을 가지도록 제공된다. 상부 수평 프레임(1100a)은 하부 수평 프레임(1100b)의 위에서 서로 마주보도록 위치된다. 상부 수평 프레임(1100a)과 하부 수평 프레임(1100b) 각각은 서로 평행한 길이 방향을 가진다. 예컨대, 상부 수평 프레임(1100a)과 하부 수평 프레임(1100b) 각각은 제1방향을 향하는 길이방향을 가질 수 있다. 지지 프레임(1100c)은 상부 수평 프레임(1100a)과 하부 수평 프레임(1100b)이 고정되도록 서로를 연결시킨다. 지지 프레임(1100c)은 상부 수평 프레임(1100a)에 대해 수직한 길이 방향을 가진다. 예컨대, 지지 프레임(1100c)은 제3방향을 향하는 길이 방향을 가질 수 있다. 지지 프레임(1100c)은 상부 수평 프레임(1100a)과 하부 수평 프레임(1100b) 각각의 양 끝단으로부터 연장된다.
수직 구동 부재(1300)는 반송 로봇(1500)의 이동을 제3방향으로 안내한다. 수직 구동 부재(1300)은 수직 프레임(1320) 및 구동 부재(미도시)를 포함한다. 수직 프레임(1320)은 그 길이방향이 제3방향을 향하도록 제공된다. 수직 프레임(1320)은 반송 로봇(1500)을 안정적으로 지지하도록 복수 개로 제공된다. 일 예에 의하면, 수직 프레임(1320)은 반송 로봇(1500)의 지지대(1520)의 양단을 각각 지지하는 제1수직 프레임(1320a)과 제2수직 프레임(1320b)으로 제공될 수 있다. 제1수직 프레임(1320a)과 제2수직 프레임(1320b) 각각은 상단이 상부 수평 프레임(1100a)이 결합되고, 하단이 하부 수평 프레임(1100b)이 결합된다. 각각의 수직 프레임(1320)은 상부 수평 프레임(1100a)과 하부 수평 프레임(1100b)의 길이방향을 따라 동시에 이동된다. 각각의 수직 프레임(1320)의 일면에는 가이드 레일(1322)이 형성된다. 가이드 레일(1322)은 제3방향을 향하는 길이방향을 가진다. 구동 부재(미도시)는 가이드 레일(1322)의 길이 방향으로 반송 로봇(1500)을 이동시킨다. 구동 부재(미도시)는 수직 프레임(1320)에 제공된다. 예컨대, 구동 부재(미도시)는 벨트 및 풀리로 제공될 수 있다.
반송 로봇(1500)은 기판(W)을 반송한다. 도 8은 도 7의 반송 로봇을 보여주는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 반송 로봇(1500)은 이동 부재(1600), 핸드(1700), 제1감압 라인(1800a), 제2감압 라인(1800b), 측정 부재(1880), 오리피스(1900), 그리고 제어기(2000)를 포함한다.
이동 부재(1600)는 지지대(1620), 베이스(1640), 그리고 구동 부재(미도시)를 포함한다. 지지대(1620)는 판 형상으로 제공된다. 지지대(1620)의 양 측단은 제1수직 프레임(1300a) 및 제2수직 프레임(1300b) 각각에 연결된다. 지지대(1620)는 로봇 이동 유닛에 의해 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하다.
베이스(1640)는 지지대(1620)의 상면에 위치된다. 베이스(1640)는 축 회전이 가능하도록 지지대(1620)에 결합된다. 예컨대, 베이스(1640)는 지지대(1620)에 대해 제3방향을 중심축으로 회전될 수 있다. 베이스(1640)는 직육면체 형상을 가진다. 베이스(1640)는 수평 방향을 향하는 길이 방향을 가진다. 베이스(1640)의 일면에는 복수 개의 가이드들이 형성된다. 예컨대, 가이드가 형성되는 베이스(1640)의 일면은 베이스(1640)의 측면일 수 있다. 선택적으로 가이드는 베이스(1640)의 상면에 형성될 수 있다. 본 실시예에는 가이드가 베이스(1640)의 양측면 각각에 형성되는 것으로 설명한다. 가이드는 핸드(1700)와 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 각각의 가이드는 베이스(1640)의 길이 방향과 평행한 길이 방향을 가진다. 각각의 가이드는 핸드(1700)의 이동 방향을 안내한다. 구동 부재(미도시)는 핸드(1700)가 이동되도록 구동력을 제공한다.
핸드(1700)는 기판(W)을 지지한다. 핸드(1700)는 가이드에 설치되어 전진 또는 후진방향으로 이동 가능하도록 제공된다. 핸드(1700)는 복수 개로 제공되며, 서로 상이한 높이에 위치된다. 핸드(1700)는 제1핸드(1700a) 및 제2핸드(1700b)를 포함한다. 제1핸드(1700a)는 제2핸드(1700b)보다 위에 위치될 수 있다. 본 실시예에는 2 개의 핸드(1700)들에 대해 설명하지만, 핸드(1700)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 3 개 이상일 수 있다.
제1핸드(1700a) 및 제2핸드(1700b) 각각은 아암(1720) 및 안착 바디(1740)를 포함한다. 아암(1720)은 안착 바디(1740) 및 가이드를 연결한다. 아암(1720)은 안착 바디(1740)의 후단으로부터 연장되어 베이스(1640)의 일측에 위치되는 가이드에 연결된다. 베이스(1640)의 길이 방향을 향하는 방향으로 바라볼 때, 아암(1720)은 " ┓"자 형상을 가지도록 제공된다.
안착 바디(1740)는 기판(W)을 직접 지지한다. 안착 바디(1740)에 기판(W)이 안착되는 영역은 기판(W)의 저면 가장자리 영역으로 제공된다. 안착 바디(1740)는 기판(W)의 측부를 감싸는 형상으로 제공된다. 안착 바디(1740)는 바디부(1742) 및 안착부(1744)를 포함한다. 바디부(1742)는 상부에서 바라볼 때 일측부가 개방된 링 형상으로 제공된다. 예컨대, 바디부(1742)는 "U" 자 형상을 가질 수 있다. 일측부와 반대되는 타측부는 아암(1720)이 연장되는 안착 바디(1740)의 후단으로 제공된다. 안착부(1744)는 바디부(1742)의 내측면으로부터 돌출되게 연장되는 돌기(1744)로 제공된다. 돌기(1744)는 바디부(1742)로부터 바디부(1742)의 중심축을 향하는 방향으로 연장된다. 돌기(1744)는 복수 개로 제공된다. 예컨대, 돌기(1744)는 4 개일 수 있다. 돌기(1744)의 상면은 기판(W)과 접촉되는 안착면으로 제공된다. 따라서 기판(W)은 4 개의 영역이 돌기(1744)에 의해 지지될 수 있다. 돌기들(1744) 각각의 상면에는 홀(1746)이 형성된다. 홀(1746)은 기판(W)을 진공 흡착하는 흡착홀(1746)로 제공된다. 본 실시예에는 제1핸드(1700a)에 형성된 흡착홀(1746)들을 제1흡착홀(1746)로 정의하고, 제2핸드(1700b)에 형성된 홀들을 제2흡착홀(1746)로 정의한다.
제1감압 라인(1800a)은 제1흡착홀(1746)을 감압한다. 제1감압 라인(1800a)은 제1흡착홀(1746)을 기설정 압력으로 감압한다. 일 예에 의하면, 기설정 압력은 -80킬로파스칼(kPa)보다 낮은 압력일 수 있다. 도 9는 도 7의 복수 개의 핸드들을 보여주는 단면도이다. 도 9를 참조하면, 제1감압 라인(1800a)은 제1진공 라인(1820a) 및 제1연결 라인(1840a)을 포함한다. 제1진공 라인(1820a)은 진공 부재에 의해 감압되고, 제1연결 라인(1840a)은 제1흡착홀(1746)에 연결된다. 제1연결 라인(1840a)에는 제1밸브(1860a)가 설치되며, 제1밸브(1860a)는 제1연결 라인(1840a)을 개폐 가능하다. 제1진공 라인(1820a) 및 제1연결 라인(1840a) 각각의 내부에는 서로 동일한 내경을 가지는 감압 유로가 형성된다. 제1진공 라인(1820a)과 제1연결 라인(1840a) 사이에는 오리피스(1900)가 위치된다. 오리피스(1900)는 제1진공 라인(1820a) 및 제1연결 라인(1840a)을 서로 연결한다.
제2감압 라인(1800b)은 제2흡착홀(1746)을 감압한다. 제2감압 라인(1800b)은 제2흡착홀(1746)을 기설정 압력으로 감압한다. 일 에에 의하면, 제2감압 라인(1800b)은 제1감압 라인(1800a)과 동일한 압력으로 제2흡착홀(1746)을 감압할 수 있다. 제2감압 라인(1800b)은 제2진공 라인(1820b) 및 제2연결 라인(1840b)을 포함한다. 제2진공 라인(1820b)은 제1진공 라인(1820a)으로부터 분기되는 분기 라인(1820b)으로 제공된다. 제2연결 라인(1840b)은 제2흡착홀(1746)에 연결되며, 제2밸브(1860b)가 설치된다. 제2밸브(1860b)는 제2연결 라인(1840b)을 개폐 가능하다. 제2진공 라인(1820b) 및 제2연결 라인(1840b)은 서로 동일한 내경을 가지는 유로가 형성된다. 일 예에 의하면, 제1진공 라인(1820a), 제1연결 라인(1840a), 제2진공 라인(1820b), 그리고 제2연결 라인(1840b) 각각은 동일한 내경을 가지는 유로가 형성될 수 있다. 제2진공 라인(1820b) 및 제2연결 라인(1840b) 각각의 내부에는 감압 유로가 형성될 수 있다. 제2진공 라인(1820b) 및 제2연결 라인(1840b) 사이에는 오리피스(1900)가 위치된다. 오리피스(1900)는 제2진공 라인(1820b) 및 제2연결 라인(1840b)을 서로 연결한다.
측정 부재(1880)는 각 연결 라인(1840)의 내부 압력을 측정한다. 측정 부재(1880)는 제1센서(1880a) 및 제2센서(1880b)를 포함한다. 제1센서(1880a)는 제1연결 라인(1840a)의 압력을 측정한다. 제1센서(1880a)는 제1연결 라인(1840a)에서 제1밸브(1860a)와 제1흡착홀(1746) 사이에 위치된다. 제2센서(1880b)는 제2연결 라인(1840b)의 압력을 측정한다. 제2센서(1880b)는 제2연결 라인(1840b)에서 제2밸브(1860b)와 제2흡착홀(1746) 사이에 위치된다. 예컨대, 제1센서(1880a) 및 제2센서(1880b) 각각은 압력 센서일 수 있다.
오리피스(1900)는 제1연결 라인(1840a) 및 제2연결 라인(1840b)의 압력 변동폭을 완화시킨다. 오리피스(1900)는 제1연결 라인(1840a) 및 제2연결 라인(1840b)의 압력이 급격히 높아지는 것을 방지한다. 오리피스(1900)의 내부에는 감압 유로보다 작은 직경을 가지는 완화 유로(1942)가 형성되어 각 흡착홀(1746)에 제공되는 진공압이 급격히 높아지거나 저하되는 것을 방지할 수 있다. 오리피스(1900)는 제1완화 바디(1900a) 및 제2완화 바디(1900b)를 포함한다. 제1완화 바디(1900a)는 제1연결 라인(1840a)의 압력 변동폭을 완화시킨다. 제1완화 바디(1900a)는 제1진공 라인(1820a) 및 제1연결 라인(1840a)을 서로 연결한다.
도 10은 도 9의 완화 바디를 보여주는 단면도이다. 도 10을 참조하면, 제1완화 바디(1900a)는 몸체부(1920) 및 돌출부(1940)를 가진다. 몸체부(1920)는 통 형상으로 제공된다. 예컨대, 몸체부(1920)는 원형의 통 형상을 가질 수 있다. 몸체부(1920)의 내부에는 유로가 형성된다. 내부 유로는 몸체부(1920)의 일단으로부터 이와 마주보는 타단까지 연장되게 제공된다. 따라서 몸체부(1920)는 양단이 개방된 통 형상으로 제공된다. 돌출부(1940)는 몸체부(1920)의 내측면으로부터 돌출되게 연장된다. 돌출부(1940)는 몸체부(1920)의 중심축을 향하는 방향으로 연장된다. 돌출부(1940)에 의해 형성된 유로는 이와 다른 유로에 비해 작은 내경을 가진다. 본 실시예에는 돌출부(1940)에 의해 형성된 유로를 완화 유로(1942)로 정의하고, 이를 제외한 유로를 몸체부(1920)의 내부 유로로 정의한다. 일 예에 의하면, 내부 유로 및 감압 유로는 서로 동일한 내경을 가질 수 있다. 선택적으로 내부 유로는 감압 유로보다 큰 내경을 가질 수 있다. 선택적으로 제1완화 바디(1900a)는 돌출부(1940)없이 몸체부(1920)의 내부 유로가 완화 유로(1942)와 동일한 내경을 가지는 유로로 제공될 수 있다.
제2완화 바디(1900b)는 제2연결 라인(1840b)의 압력 변동폭을 완화시킨다. 제2완화 바디(1900b)는 제2진공 라인(1820b) 및 제2연결 라인(1840b)을 서로 연결한다. 제2완화 바디(1900b)는 제1완화 바디(1900a)와 동일한 형상을 가지므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제어기(2000)는 측정 부재(1880)로부터 수신된 정보를 근거로 이동 부재(1600)를 제어한다. 제어기(2000)는 측정 부재(1880)로부터 측정된 측정 압력에 따라 핸드(1700)에 지지되는 기판(W)의 유무를 판단한다. 제어기(2000)는 연결 라인의 측정 압력에 따라 핸드(1700)를 지지 상태 또는 빈 상태로 판단한다. 여기서 지지 상태는 핸드(1700)에 기판(W)이 안착된 상태이며, 빈 상태는 핸드(1700)에 기판(W)이 안착되지 않은 상태로 정의한다. 일 예에 의하면, 제어기(2000)는 측정 압력이 기준 압력보다 높으면 핸드(1700)를 빈 상태로 판단하고, 측정 압력이 기준 압력보다 낮으면 핸드(1700)를 지지 상태로 판단할 수 있다. 기준 압력이 -60kPa 이고, 측정 압력이 -50kPa 이면, 제어기(2000)는 핸드(1700)를 빈 상태로 판단할 수 있다. 제어기는 빈 상태의 핸드(1700)가 처리 공간에 위치된 기판(W)을 반출하도록 이동 부재(1600)를 제어할 수 있다.
다음은 핸드(1700)의 상태를 판단하고, 그 상태에 따라 핸드(1700)에 기판(W)이 안착될 여부를 판별하는 과정을 설명한다. 도 11은 도 9의 핸드에 기판이 안착될 여부를 판별하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 12는 제1핸드 및 제2핸드의 압력 변화를 보여주는 표이다.
본 실시예에는 제1핸드(1700a)가 지지 상태이며, 제2핸드(1700b)가 빈 상태인 경우에서 제2핸드(1700b)에 기판(W)이 안착될 여부를 판별하는 과정을 설명한다. 제1감압 라인(1800a)은 개방되고 제1핸드(1700a)의 제1압력은 기준 압력보다 낮은 압력을 유지한다. 제2감압 라인(1800b)은 차단되고 제2핸드(1700b)의 제2압력은 기준 압력보다 높은 압력을 유지한다. 따라서 제2핸드(1700b)는 기판(W)이 안착될 핸드(1700)로 판별된다. 제2핸드(1700b)에 기판(W)을 안착하기 위해 제2감압 라인(1800b)을 개방한다. 제2감압 라인(1800b)이 개방되는 시점(t1)부터 제1핸드(1700a)에 제공되는 제1압력의 일부는 제2핸드(1700b)로 분산된다. 이로 인해 제1핸드(1700a)의 제1압력은 높아진다. 이때 제1압력의 압력 변동폭은 제1완화 바디(1900a)에 의해 기준 압력을 넘지 않는다. 이로 인해 제1핸드(1700a)는 지지 상태로 판단하고, 제2핸드(1700b)를 이용하여 챔버 내에 위치된 기판(W)을 반출할 수 있다.
상술한 실시예에는 복수 개의 감압 라인들(1800) 각각에 완화 바디(1900)가 설치된다. 이로 인해 어느 하나의 감압 라인(1800)이 개방되어 다른 감압 라인(1800)의 압력에 영향을 끼칠지라도, 상기 하나의 감압 라인(1800)의 압력 변동폭을 완화시킬 수 있다. 이에 따라 상기 하나의 감압 라인(1800)의 압력을 오판별하는 것을 방지할 수 있다.
또한 상술한 실시예에는 완화 바디(1900)가 몸체부(1920) 및 돌출부(1940)를 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나 완화 바디(1900)는 돌출부(1940)를 제외하고 몸체부(1920), 유로 가변부(1960), 그리고 가변 구동 부재(1970)를 포함할 수 있다. 도 13을 참조하면, 몸체부(1920)의 일측면에는 내부 유로와 통하는 관통홀이 형성될 수 있다. 유로 가변부(1960)는 관통홀에 삽입되게 위치될 수 있다. 유로 가변부(1960)는 내부 유로의 내경 일부를 가변할 수 있다. 가변 구동 부재(1970)는 유로 가변부(1960)를 관통홀이 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 도포 챔버(410)에서 사용되는 포토 레지스트의 종류는 서로 상이할 수 있다. 일 예로서 포토 레지스트로는 화학 증폭형 레지스트(chemical amplification resist)가 사용될 수 있다. 도포 챔버(410)는 기판(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 도포 챔버(410)는 하우징(411), 지지 플레이트(412), 그리고 노즐(413)을 가진다. 하우징(411)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(412)는 하우징(411) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 기판(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 기판(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 기판(W)을 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(420)는 냉각 플레이트(421) 또는 가열 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(421)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(423)이 제공된다. 또한 가열 플레이트(422)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(424)이 제공된다. 냉각 플레이트(421)와 가열 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(420)들 중 일부는 냉각 플레이트(421)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(422)만을 구비할 수 있다.
현상 모듈(402)은 기판(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 기판(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 현상챔버(460)가 제공된 예가 도시되었다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 도면에서는 6개의 베이크 챔버(470)가 제공된 예가 도시되었다. 그러나 이와 달리 베이크 챔버(470)는 더 많은 수로 제공될 수 있다.
반송챔버(480)는 기판(W)을 반송하기 위한 기판 반송 유닛(1000)이 제공된다. 기판 반송 유닛(1000)은 베이크 챔버들(470), 현상챔버들(460), 제 1 버퍼 모듈(310)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350), 그리고 제 2 버퍼 모듈(510)의 제 2 냉각 챔버(540) 간에 기판(W)을 반송한다. 현상모듈(402)의 기판 반송 유닛(1000)은 도포모듈(401)의 기판 반송 유닛(1000)의 아래에 위치하며, 동일한 구성을 가진다. 따라서 현상모듈(402)의 기판 반송 유닛(1000)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
현상챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상챔버(460)는 기판(W) 상의 포토 레지스트 중 광이 조사된 영역을 제거한다. 이때, 보호막 중 광이 조사된 영역도 같이 제거된다. 선택적으로 사용되는 포토 레지스트의 종류에 따라 포토 레지스트 및 보호막의 영역들 중 광이 조사되지 않은 영역만이 제거될 수 있다.
현상챔버(460)는 하우징(461), 지지 플레이트(462), 그리고 노즐(463)을 가진다. 하우징(461)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(462)는 하우징(461) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 기판(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 기판(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(470)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 기판(W)을 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 기판(W)을 가열하는 하드 베이크 공정 및 각각의 베이크 공정 이후에 가열된 웨이퍼를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다. 베이크 챔버(470)는 냉각 플레이트(471) 또는 가열 플레이트(472)를 가진다. 냉각 플레이트(471)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(473)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(472)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(474)이 제공된다. 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공된다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
제 2 버퍼 모듈(500)은 도포 및 현상 모듈(400)과 노광 전후 처리 모듈(600) 사이에 기판(W)이 운반되는 통로로서 제공된다. 또한, 제 2 버퍼 모듈(500)은 기판(W)에 대해 냉각 공정이나 에지 노광 공정 등과 같은 소정의 공정을 수행한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 프레임(510), 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)을 가진다. 프레임(510)은 직육면체의 형상을 가진다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 제 2 냉각 챔버(540), 에지 노광 챔버(550), 그리고 제 2 버퍼 로봇(560)은 프레임(510) 내에 위치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에 대응하는 높이에 배치된다. 제 2 냉각 챔버(540)는 현상 모듈(402)에 대응하는 높이에 배치된다. 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 제 2 냉각 챔버(540)는 순차적으로 제 3 방향(16)을 따라 일렬로 배치된다. 상부에서 바라볼 때 버퍼(520)은 도포 모듈(401)의 반송 챔버(430)와 제 1 방향(12)을 따라 배치된다. 에지 노광 챔버(550)는 버퍼(520) 또는 제 1 냉각 챔버(530)와 제 2 방향(14)으로 일정 거리 이격되게 배치된다.
제 2 버퍼 로봇(560)은 버퍼(520), 제 1 냉각 챔버(530), 그리고 에지 노광 챔버(550) 간에 기판(W)을 운반한다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 에지 노광 챔버(550)와 버퍼(520) 사이에 위치된다. 제 2 버퍼 로봇(560)은 제 1 버퍼 로봇(360)과 유사한 구조로 제공될 수 있다. 제 1 냉각 챔버(530)와 에지 노광 챔버(550)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)에 대해 후속 공정을 수행한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 도포 모듈(401)에서 공정이 수행된 기판(W)을 냉각한다. 제 1 냉각 챔버(530)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 냉각 챔버(350)과 유사한 구조를 가진다. 에지 노광 챔버(550)는 제 1 냉각 챔버(530)에서 냉각 공정이 수행된 웨이퍼들(W)에 대해 그 가장자리를 노광한다. 버퍼(520)는 에지 노광 챔버(550)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 후술하는 전처리 모듈(601)로 운반되기 전에 기판(W)을 일시적으로 보관한다. 제 2 냉각 챔버(540)는 후술하는 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)이 현상 모듈(402)로 운반되기 전에 웨이퍼들(W)을 냉각한다. 제 2 버퍼 모듈(500)은 현상 모듈(402)와 대응되는 높이에 추가된 버퍼를 더 가질 수 있다. 이 경우, 후처리 모듈(602)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(W)은 추가된 버퍼에 일시적으로 보관된 후 현상 모듈(402)로 운반될 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은, 노광 장치(900)가 액침 노광 공정을 수행하는 경우, 액침 노광시에 기판(W)에 도포된 포토레지스트 막을 보호하는 보호막을 도포하는 공정을 처리할 수 있다. 또한, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 이후에 기판(W)을 세정하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 화학증폭형 레지스트를 사용하여 도포 공정이 수행된 경우, 노광 전후 처리 모듈(600)은 노광 후 베이크 공정을 처리할 수 있다.
노광 전후 처리 모듈(600)은 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)을 가진다. 전처리 모듈(601)은 노광 공정 수행 전에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행하고, 후처리 모듈(602)은 노광 공정 이후에 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 층으로 구획되도록 배치된다. 일 예에 의하면, 전처리 모듈(601)은 후처리 모듈(602)의 상부에 위치된다. 전처리 모듈(601)은 도포 모듈(401)과 동일한 높이로 제공된다. 후처리 모듈(602)은 현상 모듈(402)과 동일한 높이로 제공된다. 전처리 모듈(601)은 보호막 도포 챔버(610), 베이크 챔버(620), 그리고 반송 챔버(630)를 가진다. 보호막 도포 챔버(610), 반송 챔버(630), 그리고 베이크 챔버(620)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 보호막 도포 챔버(610)와 베이크 챔버(620)는 반송 챔버(630)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 보호막 도포 챔버(610)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 보호막 도포 챔버(610)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 베이크 챔버(620)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치된다. 선택적으로 베이크 챔버(620)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(630)는 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 1 냉각 챔버(530)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(630) 내에는 전처리 로봇(632)이 위치된다. 반송 챔버(630)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 전처리 로봇(632)은 보호막 도포 챔버들(610), 베이크 챔버들(620), 제 2 버퍼 모듈(500)의 버퍼(520), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 1 버퍼(720) 간에 기판(W)을 이송한다. 전처리 로봇(632)은 핸드(633), 아암(634), 그리고 지지대(635)를 가진다. 핸드(633)는 아암(634)에 고정 설치된다. 아암(634)은 신축 가능한 구조 및 회전 가능한 구조로 제공된다. 아암(634)은 지지대(635)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(635)에 결합된다.
보호막 도포 챔버(610)는 액침 노광 시에 레지스트 막을 보호하는 보호막을 기판(W) 상에 도포한다. 보호막 도포 챔버(610)는 하우징(611), 지지 플레이트(612), 그리고 노즐(613)을 가진다. 하우징(611)은 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(612)는 하우징(611) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(612)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(613)은 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W) 상으로 보호막 형성을 위한 보호액을 공급한다. 노즐(613)은 원형의 관 형상을 가지고, 기판(W)의 중심으로 보호액을 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(613)은 기판(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(613)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 이 경우, 지지 플레이트(612)는 고정된 상태로 제공될 수 있다. 보호액은 발포성 재료를 포함한다. 보호액은 포토 레지스터 및 물과의 친화력이 낮은 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 보호액은 불소계의 용제를 포함할 수 있다. 보호막 도포 챔버(610)는 지지 플레이트(612)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 보호액을 공급한다.
베이크 챔버(620)는 보호막이 도포된 기판(W)을 열처리한다. 베이크 챔버(620)는 냉각 플레이트(621) 또는 가열 플레이트(622)를 가진다. 냉각 플레이트(621)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(623)이 제공된다. 또는 가열 플레이트(622)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(624)이 제공된다. 가열 플레이트(622)와 냉각 플레이트(621)는 하나의 베이크 챔버(620) 내에 각각 제공될 수 있다. 선택적으로 베이크 챔버들(620) 중 일부는 가열 플레이트(622) 만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(621) 만을 구비할 수 있다.
후처리 모듈(602)은 세정 챔버(660), 노광 후 베이크 챔버(670), 그리고 반송 챔버(680)를 가진다. 세정 챔버(660), 반송 챔버(680), 그리고 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 세정 챔버(660)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 반송 챔버(680)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 세정 챔버(660)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 세정 챔버(660)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 복수 개가 제공되며, 서로 층을 이루도록 제 3 방향(16)을 따라 배치될 수 있다. 선택적으로 노광 후 베이크 챔버(670)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공될 수 있다.
반송 챔버(680)는 상부에서 바라볼 때 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(680)는 대체로 정사각 또는 직사각의 형상을 가진다. 반송 챔버(680) 내에는 후처리 로봇(682)이 위치된다. 후처리 로봇(682)은 세정 챔버들(660), 노광 후 베이크 챔버들(670), 제 2 버퍼 모듈(500)의 제 2 냉각 챔버(540), 그리고 후술하는 인터페이스 모듈(700)의 제 2 버퍼(730) 간에 기판(W)을 운반한다. 후처리 모듈(602)에 제공된 후처리 로봇(682)은 전처리 모듈(601)에 제공된 전처리 로봇(632)과 동일한 구조로 제공될 수 있다.
세정 챔버(660)는 노광 공정 이후에 기판(W)을 세정한다. 세정 챔버(660)는 하우징(661), 지지 플레이트(662), 그리고 노즐(663)을 가진다. 하우징(661)는 상부가 개방된 컵 형상을 가진다. 지지 플레이트(662)는 하우징(661) 내에 위치되며, 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(662)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(663)은 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액으로는 탈이온수와 같은 물이 사용될 수 있다. 세정 챔버(660)는 지지 플레이트(662)에 놓인 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 중심 영역으로 세정액을 공급한다. 선택적으로 기판(W)이 회전되는 동안 노즐(663)은 기판(W)의 중심 영역에서 가장자리 영역까지 직선 이동 또는 회전 이동할 수 있다.
노광 후 베이크 챔버(670)는 원자외선을 이용하여 노광 공정이 수행된 기판(W)을 가열한다. 노광 후 베이크 공정은 기판(W)을 가열하여 노광에 의해 포토 레지스트에 생성된 산(acid)을 증폭시켜 포토 레지스트의 성질 변화를 완성시킨다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 가열 플레이트(672)를 가진다. 가열 플레이트(672)에는 열선 또는 열전 소자와 같은 가열 수단(674)이 제공된다. 노광 후 베이크 챔버(670)는 그 내부에 냉각 플레이트(671)를 더 구비할 수 있다. 냉각 플레이트(671)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(673)이 제공된다. 또한, 선택적으로 냉각 플레이트(671)만을 가진 베이크 챔버가 더 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 노광 전후 처리 모듈(600)에서 전처리 모듈(601)과 후처리 모듈(602)은 서로 간에 완전히 분리되도록 제공된다. 또한, 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(680)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 보호막 도포 챔버(610)와 세정 챔버(660)는 서로 동일한 크기로 제공되어 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다. 또한, 베이크 챔버(620)와 노광 후 베이크 챔버(670)는 동일한 크기로 제공되어, 상부에서 바라볼 때 서로 간에 완전히 중첩되도록 제공될 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 노광 전후 처리 모듈(600), 및 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 가진다. 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)은 프레임(710) 내에 위치된다. 제 1 버퍼(720)와 제 2 버퍼(730)는 서로 간에 일정거리 이격되며, 서로 적층되도록 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)과 대응되는 높이에 위치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)에 대응되는 높이에 배치된다. 상부에서 바라볼 때 제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되고, 제 2 버퍼(730)는 후처리 모듈(602)의 반송 챔버(630)와 제 1 방향(12)을 따라 일렬로 배치되게 위치된다.
인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720) 및 제 2 버퍼(730)와 제 2 방향(14)으로 이격되게 위치된다. 인터페이스 로봇(740)은 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 노광 장치(900) 간에 기판(W)을 운반한다. 인터페이스 로봇(740)은 제 2 버퍼 로봇(560)과 대체로 유사한 구조를 가진다.
제 1 버퍼(720)는 전처리 모듈(601)에서 공정이 수행된 기판(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 기판(W)들이 후처리 모듈(602)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 제 1 버퍼(720)는 하우징(721)과 복수의 지지대들(722)을 가진다. 지지대들(722)은 하우징(721) 내에 배치되며, 서로 간에 제 3 방향(16)을 따라 이격되게 제공된다. 각각의 지지대(722)에는 하나의 기판(W)이 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740) 및 전처리 로봇(632)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 기판(W)을 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 전처리 로봇(632)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 대체로 유사한 구조를 가진다. 다만, 제 2 버퍼(730)의 하우징(731)에는 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향 및 후처리 로봇(682)이 제공된 방향에 개구(도시되지 않음)를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
상술한 실시예에는 기판 반송 장치(1000)가 도포모듈(401)의 반송챔버(430)와 현상모듈(402)의 반송챔버(480)에 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 기판 반송 장치(1000)는 이에 한정되지 않고, 제1버퍼로봇(360), 제2버퍼로봇(560), 그리고 인터페이스로봇(740)에 적용 가능하다.
또한 본 실시예의 기판 반송 장치(1000)는 사진공정에 한정되지 않으며 세정 공정, 식각 공정, 그리고 애싱 공정 등에서 기판(W)을 반송하기 위한 반송 장치에 다양하게 적용될 수 있다.
1700: 핸드 1800: 감압 라인
1820: 진공 라인 1840: 연결 라인
1900: 오리피스

Claims (10)

  1. 기판을 반송하는 장치에 있어서,
    기판이 놓이며 제1흡착홀이 형성되는 제1지지면을 가지는 제1핸드와;
    상기 제1핸드를 이동시키는 이동 부재와;
    상기 제1흡착홀에 연결되는 제1감압 라인과;
    상기 제1감압 라인을 감압하는 진공 부재와;
    상기 제1감압 라인에 설치되며, 내부에 상기 제1감압 라인보다 작은 내경을 가지는 완화 유로가 형성되는 오리피스를 포함하는 반송 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1감압 라인은,
    진공 부재에 연결되는 제1진공 라인과;
    상기 제1흡착홀에 연결되는 제1연결 라인을 포함하고,
    상기 오리피스는,
    상기 제1진공 라인 및 상기 제1연결 라인을 서로 연결하고, 내부에 상기 완화 유로가 형성되는 제1완화 바디를 포함하는 반송 로봇.
  3. 제3항에 있어서,
    상기 로봇은,
    상기 이동 부재에 이동 가능하며, 기판이 놓이며 제2흡착홀이 형성되는 제2지지면을 가지는 제2핸드과;
    상기 제1감압 라인으로부터 분기되어 상기 제2흡착홀에 연결되는 제2감압 라인을 더 포함하되,
    상기 오리 피스는,
    상기 제2감압 라인에 설치되며, 내부에 상기 완화 유로가 형성되는 제2완화 바디를 포함하는 반송 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2감압 라인은,
    상기 제1진공 라인으로부터 분기되는 제2진공 라인과;
    상기 제2흡착홀에 연결되는 제2연결 라인을 더 포함하고,
    상기 제2완화 바디는 상기 제2진공 라인 및 상기 제2연결 라인을 서로 연결하는 반송 로봇.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1진공 라인, 상기 제2진공 라인, 상기 제1연결 라인, 그리고 상기 제2연결 라인 각각은 내부에 서로 동일한 직경을 가지는 감압 유로가 형성되며,
    상기 완화 유로는 상기 감압 유로보다 작은 직경을 가지는 반송 로봇.
  6. 내부에 기판이 처리되는 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 처리 공간에 기판을 반입 및 반출하는 반송 로봇을 포함하되,
    상기 반송 로봇은,
    기판이 놓이며 제1흡착홀이 형성되는 제1지지면을 가지는 제1핸드와;
    기판이 놓이며 제2흡착홀이 형성되는 제2지지면을 가지는 제2핸드와;
    상기 제1핸드 및 상기 제2핸드를 이동시키는 이동 부재와;
    상기 제1흡착홀에 연결되는 제1감압 라인과;
    상기 제1감압 라인으로부터 분기되어 상기 제2흡착홀에 연결되는 제2감압 라인과;
    상기 제1감압 라인을 감압하는 진공 부재와;
    상기 제1감압 라인 및 상기 제2감압 라인 각각에 설치되며, 내부에 상기 감압 라인보다 작은 내경을 가지는 완화 유로가 형성되는 오리피스를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1감압 라인은,
    진공 부재에 연결되는 제1진공 라인과;
    상기 제1흡착홀에 연결되는 제1연결 라인을 포함하고,
    상기 제2감압 라인은,
    상기 제1진공 라인으로부터 분기되는 제2진공 라인과;
    상기 제2흡착홀에 연결되는 제2연결 라인을 더 포함하되,
    상기 오리피스는,
    상기 제1진공 라인 및 상기 제1연결 라인을 서로 연결하고, 상기 완화 유로가 형성되는 제1완화 바디와;
    상기 제2진공 라인 및 상기 제2연결 라인을 서로 연결하고, 상기 완화 유로가 형성되는 상기 제2완화 바디를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1진공 라인, 상기 제2진공 라인, 상기 제1연결 라인, 그리고 상기 제2연결 라인 각각은 내부에 서로 동일한 직경을 가지는 감압 유로가 형성되며,
    상기 완화 유로는 상기 감압 유로보다 작은 직경을 가지는 기판 처리 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1연결 라인의 제1압력을 측정하는 제1센서와;
    상기 제2연결 라인의 제2압력을 측정하는 제2센서와;
    상기 제1센서 및 상기 제2센서 각각으로부터 수신된 정보를 근거로 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 제1압력 및 상기 제2압력 중 기준 압력보다 높은 압력을 가지는 연결 라인에 연결된 핸드가 상기 처리 공간에 위치된 기판을 반출하도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1연결 라인을 개폐하며, 상기 제1완화 바디 및 상기 제1센서 사이에 위치되는 제1밸브와;
    상기 제2연결 라인을 개폐하며, 상기 제2완화 바디 및 상기 제2센서 사이에 위치되는 제2밸브를 포함하는 기판 처리 장치.



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