KR20170070605A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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김성완
정용범
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 반송 처리하는 장치 및 방법를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 측단을 포함하는 영역에 비드를 제거하기 위해 비드 제거액을 공급하는 이비알 노즐을 가지는 액 공급 유닛, 그리고 상기 처리 공간으로 기판을 반출입하는 반송 로봇을 포함하되, 상기 반송 로봇은 흡착홀을 가지며, 기판을 지지하는 핸드 및 상기 핸드에 기판이 진공 흡착되도록 상기 흡착홀을 감압하는 감압 부재를 포함한다. 이로 인해 기판을 반송하는 과정에서 기판이 핸드에 대한 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 반송 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 및 평판표시패널의 제조 공정은 사진, 식각, 애싱, 박막증착, 그리고 세정 공정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들은 다양한 공정 챔버들에서 진행되며, 반송 로봇은 공정 순서에 맞춰 기판을 각 공정 챔버로 기판을 반송한다.
일반적으로 반송 로봇에는 기판을 지지하는 핸드를 포함한다. 도 1은 일반적인 핸드를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 핸드는 베이스 판 및 안착 블럭(2)을 포함한다. 안착 블럭(2)은 복수 개로 제공되며, 베이스 판은 복수의 안착 블럭들(2)을 지지한다. 안착 블럭(2)은 경사면 및 이로부터 연장된 안착면을 가진다. 경사면은 기판(W)이 안착면의 정 위치에 위치되도록 기판을 안내한다. 복수의 안착 블럭들(2)은 서로 조합되어 기판(W)의 둘레보다 큰 안착면 둘레를 형성한다.
이로 인해 안착면에는 기판(W)이 정위치를 이탈한 위치에 종종 놓여진다. 이러한 경우 센서는 기판(W)이 정위치로부터 어긋남 량을 측정하고, 핸드는 어긋남 정도가 보정된 위치로 기판(W)을 반송한다. 그러나 기판(W)이 반송되는 과정에서 반송 로봇의 진동 및 주위 환경에 영향을 받으며, 기판(W)의 위치가 수시로 변화된다.
또한 기판(W)은 안착 블럭(2)에 안착되는 과정에서 영역 별 높이가 상이하게 안착될 수 있다. 즉 기판(W)은 핸드에 기울어지게 위치된다. 그러나 기판(W)의 기울기는 핸드의 위에 위치된 센서를 통해 판별하는 것이 어렵다. 이에 따라 기판의 어긋남 량 정도를 보정한 위치로 기판(W)을 반송하더라도, 기판(W)은 원치 않는 위치에 놓이게 된다.
예컨대, 핸드에서 위치가 이탈된 기판은 공정 챔버 내에 위치된 스핀 헤드(4)에 놓여지고, 기판과 스핀 헤드(4)는 그 중심축이 서로 상이하게 위치된다. 특히 공정 챔버가 기판의 가장자리 영역에 비드를 제거하기 위한 이비알 공정을 수행하게 될 경우, 도 2와 같이 기판(W)의 비드 제거 영역은 설정 영역보다 넓어지고, 이는 공정 불량으로 간주된다.
본 발명은 기판을 단순 지지하는 안착 방식의 반송 로봇에 의해 기판을 반송 시 기판 처리 공정의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기판을 단순 지지하는 안착 방식의 반송 로봇에 의해 기판을 반송하는 과정에서 기판의 위치가 불안정한 문제점을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 반송 로봇에 안착된 기판이 기울어지게 위치됨에 따라 기판의 위치를 정확히 측정할 수 없는 문제점을 해결할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 반송 처리하는 장치 및 방법를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 측단을 포함하는 영역에 비드를 제거하기 위해 비드 제거액을 공급하는 이비알 노즐을 가지는 액 공급 유닛, 그리고 상기 처리 공간으로 기판을 반출입하는 반송 로봇을 포함하되, 상기 반송 로봇은 흡착홀을 가지며, 기판을 지지하는 핸드 및 상기 핸드에 기판이 진공 흡착되도록 상기 흡착홀을 감압하는 감압 부재를 포함한다.
상기 핸드는 상하 방향을 향하며, 기판의 반경보다 큰 곡률 반경으로 제공되는 통공이 형성된 베이스판, 상기 베이스판의 내측면으로부터 안쪽으로 연장되는 복수의 안착판, 그리고 상기 안착판의 상면에 설치되며 상기 흡착홀이 형성되는 흡착 패드를 포함할 수 있다. 상기 반송 로봇은 상기 핸드를 이동시키는 이동 부재, 상기 핸드 상에서 기판의 위치 어긋남 량을 측정하는 측정 부재, 그리고 상기 측정 부재로부터 측정된 상기 기판의 위치 어긋남 량을 근거로 상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 기판이 상기 기판 지지 유닛 상의 정위치에 놓여지도록 상기 기판의 위치 어긋남 량에 근거하여 상기 이동 부재의 기판 반송 위치가 보정되도록 상기 이동 부재를 제어할 수 있다.
기판을 반송 처리하는 방법으로는, 반송 로봇으로 상기 기판을 공정 챔버 내에 제공된 기판 지지 유닛에 반송하는 기판 반송 단계 및 상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상에 비드 제거액을 공급하여 상기 기판의 가장자리 영역에 비드를 제거하는 기판 처리 단계를 포함하되, 상기 기판은 상기 반송 로봇에서 진공 흡착에 의해 지지된다.
상기 기판 반송 단계에는 상기 반송 로봇의 핸드 상에서 기판의 위치 어긋남 량을 측정하고, 상기 기판 지지 유닛에 놓여질 기판의 위치에서 상기 기판의 위치 어긋남 량만큼 이동된 위치로 반송하여 상기 기판을 상기 기판 지지 유닛의 정위치로 반송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 반송 로봇은 기판을 진공 흡착되게 지지한다. 이로 인해 기판을 반송하는 과정에서 기판이 핸드에 대한 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판은 핸드 상에서 정위치를 이탈하더라도, 기울어지지 않은 즉, 수평 상태를 유지한다. 이로 인해 그 이탈된 거리만큼 위치를 보정하여 기판을 공정 챔버 내에 제공하므로, 기판은 공정 챔버 내에서 정위치에 위치될 수 있다.
도 1은 일반적인 핸드에 안착된 기판을 보여주는 단면도이다.
도 2는 핸드에서 위치가 이탈된 기판에 대해 이비알 처리 공정을 수행한 기판을 보여주는 평면도이다.
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 8의 반송 로봇을 보여주는 단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 8의 측정 부재에 의한 오차 거리를 보정하여 기판을 정위치로 안착시키는 과정을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 3의 도포 챔버를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 3 내지 도 12를 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 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 평면도이고, 도 9는 도 8의 반송 로봇을 보여주는 단면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 반송 로봇(1500)은 이동 부재(1600), 핸드(1700), 측정 부재, 그리고 제어기를 포함한다.
이동 부재(1600)는 지지대(1620), 바디(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.
바디(1640)는 지지대(1620)의 상면에 위치된다. 바디(1640)는 축 회전이 가능하도록 지지대(1620)에 결합된다. 예컨대, 바디(1640)는 지지대(1620)에 대해 제3방향을 중심축으로 회전될 수 있다. 바디(1640)는 직육면체 형상을 가진다. 바디(1640)는 수평 방향을 향하는 길이 방향을 가진다. 바디(1640)의 일면 및 타면에는 복수 개의 가이드들(1660)이 형성된다. 예컨대, 가이드(1660)가 형성되는 바디(1640)의 일면 및 타면은 서로 반대되는 측면일 수 있다. 선택적으로 가이드(1660)는 바디(1640)의 상면에 형성될 수 있다. 본 실시예에는 가이드(1660)가 바디(1640)의 양측면 각각에 형성되는 것으로 설명한다. 가이드(1660)는 핸드(1700)와 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 각각의 가이드(1660)는 바디(1640)의 길이 방향과 평행한 길이 방향을 가진다. 각각의 가이드(1660)는 핸드(1700)의 이동 방향을 안내한다. 구동 부재(미도시)는 핸드(1700)가 이동되도록 구동력을 제공한다. 구동 부재(미도시)에 의해 핸드(1700)는 전진 위치 및 홈 위치 간에 이동 가능하다.
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)로 제공된다. 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), 베이스 판(1742), 안착판(1744), 그리고 흡착 패드(1746)를 포함한다. 아암(1720)은 베이스 판(1742) 및 가이드(1660)를 연결한다. 아암(1720)은 베이스 판(1742)의 후단으로부터 연장되어 바디(1640)의 일측에 위치되는 가이드(1660)에 연결된다. 상부에서 바라볼, 아암(1720)은 " ┓"자 형상을 가지도록 제공된다.
베이스 판(1742)은 일측부가 개방된 환형의 링 형상으로 제공된다. 일측부와 반대되는 타측부는 아암(1720)이 연장되는 베이스 판(1742)의 후단으로 제공된다. 예컨대, 베이스 판(1742)은 "U" 자 형상으로 제공될 수 있다. 베이스 판(1742)에는 통공이 형성된다. 통공은 기판(W)이 안착되는 영역으로 제공된다. 통공은 상하 방향을 항하며, 지지되는 기판(W)에 비해 크게 제공된다. 일 예에 의하면, 통공은 기판(W)의 반경보다 큰 곡률 반경으로 제공될 수 있다. 따라서 핸드(1700)에 기판(W)이 안착되면, 베이스 판(1742)은 기판(W)의 둘레를 감싸도록 제공된다. 핸드(1700)에 안착된 기판(W)의 측부는 베이스 판(1742)의 내측면과 이격되게 위치된다.
안착판(1744)은 복수 개로 제공된다. 안착판(1744)은 베이스 판(1742)의 내측면으로부터 베이스 판(1742)의 중심축을 향하는 방향으로 연장되게 위치된다. 각각의 안착판(1744)은 서로 동일한 높이에 위치된다, 각각의 안착판(1744)은 베이스 판(1742)의 서로 다른 영역에 위치된다. 일 예에 의하면, 안착판(1744)은 4 개로 제공될 수 있다. 선택적으로 안착판(1744)의 개수는 3 개 이하 또는 5 개 이상으로 제공될 수 있다.
흡착 패드(1746)에는 기판(W)이 직접 지지된다. 흡착 패드(1746)는 복수 개로 제공되며, 각각은 기판(W)의 서로 상이한 영역을 지지한다. 흡착 패드(1746)는 안착판(1744)과 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 각각의 흡착 패드(1746)에는 안착판(1744)의 상면에 고정 결합된다. 흡착 패드(1746)에는 흡착홀이 형성된다. 흡착홀은 감압 부재에 의해 감압된다. 이에 따라 흡착 패드(1746)에 지지된 기판(W)은 핸드(1700)에 진공 흡착된다. 예컨대, 흡착홀은 상압보다 낮은 압력으로 감압될 수 있다. 흡착홀은 -80킬로파스칼(kPa)보다 낮은 압력일 수 있다. 예컨대, 흡착 패드(1746)는 피크(PEEK) 또는 실리콘(Si)를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
측정 부재(1800)는 핸드(1700)에 지지된 기판(W)의 위치를 측정한다. 측정 부재(1800)는 플레이트(1820), 발광부(1840), 그리고 수광부(1860)를 포함한다. 플레이트(1820)는 다각의 링 형상으로 제공된다. 플레이트(1820)는 핸드(1700)보다 위에 위치된다. 플레이트(1820)는 바디에 고정 결합된다. 플레이트(1820)는 홈 위치에 위치된 핸드(1700)와 대향되게 위치된다.
수광부(1860)는 발광부(1840)로부터 조사된 광 소자를 수광한다. 수광부(1860)는 수광된 광량을 측정 가능하다. 수광부(1860)는 플레이트(1820)에 고정 결합된다. 수광부(1860)는 발광부(1840)와 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 수광부(1860)들은 서로 동일한 높이에 위치된다. 각각의 수광부(1860)는 각각의 발광부(1840)와 일대일로 마주보도록 위치된다. 따라서 각각의 수광부(1860)는 서로 조합되어 링 형상을 가지도록 배열된다.
제어기(1900)는 측정 부재(1800)로부터 전달된 기판(W)의 위치 어긋남 량을 근거로 하여 기판이 정위치에 위치되도록 이동 부재를 제어한다. 제어기(1900)는 수광부(1860)로부터 수광된 광량에 따라 이동 부재를 제어한다. 본 실시예에 의하면, 수광부(1860)로부터 수광된 광량(이하, 수광량)이 발광된 광량(이하, 발광량)의 절반이면, 이를 기준 수광량으로 정의한다. 제어기(1900)는 수광부(1860)의 측정 수광량이 기준 수광량에 일치하면, 핸드(1700)에 안착된 기판(W)이 핸드(1700) 정위치에 위치되었다고 판단할 수 있다. 기판(W)이 핸드(1700) 정위치에 위치되면, 제어기(1900)는 기판(W)이 기판 지지 유닛(830)의 헤드 정위치에 위치되도록 이동 부재를 제어한다. 여기서 헤드 정위치는 기판이 기판 지지 유닛(830)의 스핀 헤드(832) 상의 정위치에 놓여지는 위치로 정의한다. 예컨대, 스핀 헤드(832)는 도포 챔버(410)에서 기판(W)을 지지하는 부재로 제공될 수 있다. 이와 달리 도 10 및 도 11과 같이, 측정 수광량이 기준 수광량보다 미달이거나 과하면, 핸드(1700)에 안착된 기판(W)이 핸드(1700) 비정상 위치에 위치되었다고 판단할 수 있다. 기판(W)이 핸드(1700) 비정상 위치로 판단되면, 측정 수광량을 통해 기판(W)의 현재 위치와 정 위치 간에 위치 어긋남 량만큼의 오차 거리(d)를 산출한다. 제어기(1900)는 기판(W)이 헤드 정위치에서 오차 거리(d)만큼 이동된 위치에 놓이도록 이동 부재를 제어한다. 이로 인해 기판(W)은 핸드(1700) 비정상 위치에 놓여질지라도, 핸드(1700)의 위치 보정에 의해 스핀 헤드(832)의 정위치에 놓일 수 있다.
도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 도포 챔버(410)에서 사용되는 액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 도포 챔버(410)는 액 도포 공정이 수행된다. 도 12는 도 3의 도포 챔버를 보여주는 단면도이다. 도 12를 참조하면, 도포 챔버(410)는 하우징(810), 기류 제공 유닛(820), 기판 지지 유닛(830), 처리 용기(850), 승강 유닛(890), 액 공급 유닛(840)을 포함한다.
하우징(810)은 내부에 공간(812)을 가지는 직사각의 통 형상으로 제공된다. 하우징(810)의 일측에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 기판(W)이 반출입되는 입구로 기능한다. 개구에는 도어가 설치되며, 도어는 개구를 개폐한다. 도어는 기판 처리 공정이 진행되면, 개구를 차단하여 하우징(810)의 내부 공간(812)을 밀폐한다. 하우징(810)의 하부면에는 내측 배기구(814) 및 외측 배기구(816)가 형성된다. 하우징(810) 내에 형성된 기류는 내측 배기구(814) 및 외측 배기구(816)를 통해 외부로 배기된다. 일 예에 의하면, 처리 용기(850) 내에 제공된 기류는 내측 배기구(814)를 통해 배기되고, 처리 용기(850)의 외측에 제공된 기류는 외측 배기구(816)를 통해 배기될 수 있다.
기류 제공 유닛(820)은 하우징(810)의 내부 공간에 하강 기류를 형성한다. 기류 제공 유닛(820)은 기류 공급 라인(822), 팬(824), 그리고 필터(826)를 포함한다. 기류 공급 라인(822)은 하우징(810)에 연결된다. 기류 공급 라인(822)은 외부의 에어를 하우징(810)에 공급한다. 필터(826)는 기류 공급 라인(822)으로부터 제공되는 에어를 필터(826)링 한다. 필터(826)는 에어에 포함된 불순물을 제거한다. 팬(824)은 하우징(810)의 상부면에 설치된다. 팬(824)은 하우징(810)의 상부면에서 중앙 영역에 위치된다. 팬(824)은 하우징(810)의 내부 공간에 하강 기류를 형성한다. 기류 공급 라인(822)으로부터 팬(824)에 에어가 공급되면, 팬(824)은 아래 방향으로 에어를 공급한다.
기판 지지 유닛(830)은 하우징(810)의 내부 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(830)은 기판(W)을 회전시킨다. 기판 지지 유닛(830)은 스핀 헤드(832), 회전축(834), 그리고 구동기(836)를 포함한다. 스핀 헤드(832)은 기판을 지지하는 기판 지지 부재(832)로 제공된다. 스핀 헤드(832)은 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 스핀 헤드(832)의 상면에는 기판(W)이 접촉한다. 스핀 헤드(832)는 기판(W)보다 작은 직경을 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 스핀 헤드(832)는 기판(W)을 진공 흡입하여 기판(W)을 척킹할 수 있다. 선택적으로, 스핀 헤드(832)는 정전기를 이용하여 기판(W)을 척킹하는 정전척으로 제공될 수 있다. 또한 스핀 헤드(832)는 기판(W)을 물리적 힘으로 척킹할 수 있다.
회전축(834) 및 구동기(836)는 스핀 헤드(832)를 회전시키는 회전 구동 부재(834,836)로 제공된다. 회전축(834)은 스핀 헤드(832)의 아래에서 스핀척(832)을 지지한다. 회전축(834)은 그 길이방향이 상하방향을 향하도록 제공된다. 회전축(834)은 그 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 제공된다. 구동기(836)는 회전축(834)이 회전되도록 구동력을 제공한다. 예컨대, 구동기(836)는 회전축의 회전 속도를 가변 가능한 모터일 수 있다.
처리 용기(850)는 하우징(810)의 내부 공간(812)에 위치된다. 처리 용기(850)는 내부에 처리 공간을 제공한다. 처리 용기(850)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 처리 용기(850)는 내측 컵(852) 및 외측 컵(862)을 포함한다.
내측 컵(852)은 회전축(834)을 감싸는 원형의 판 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 내측 컵(852)은 내측 배기구(814)와 중첩되도록 위치된다. 상부에서 바라볼 때 내측 컵(852)의 상면은 그 외측 영역과 내측 영역 각각이 서로 상이한 각도로 경사지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 내측 컵(852)의 외측 영역은 기판 지지 유닛(830)으로부터 멀어질수록 하향 경사진 방향을 향하며, 내측 영역은 기판 지지 유닛(830)으로부터 멀어질수록 상향 경사진 방향을 향하도록 제공된다. 내측 컵(852)의 외측 영역과 내측 영역이 서로 만나는 지점은 기판(W)의 측단부와 상하 방향으로 대응되게 제공된다. 내측 컵(852)의 상면 외측 영역은 라운드지도록 제공된다. 내측 컵(852)의 상면 외측 영역은 아래로 오목하게 제공된다. 내측 컵(852)의 상면 외측 영역은 처리액이 흐르는 영역으로 제공될 수 있다.
외측 컵(862)은 기판 지지 유닛(830) 및 내측 컵(852)을 감싸는 컵 형상을 가지도록 제공된다. 외측 컵(862)은 바닥벽(864), 측벽(866), 상벽(870), 그리고 경사벽(870)을 가진다. 바닥벽(864)은 중공을 가지는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 바닥벽(864)에는 회수 라인(865)이 형성된다. 회수 라인(865)은 기판(W) 상에 공급된 처리액을 회수한다. 회수 라인(865)에 의해 회수된 처리액은 외부의 액 재생 시스템에 의해 재사용될 수 있다. 측벽(866)은 기판 지지 유닛(830)을 감싸는 원형의 통 형상을 가지도록 제공된다. 측벽(866)은 바닥벽(864)의 측단으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 측벽(866)은 바닥벽(864)으로부터 위로 연장된다.
경사벽(870)은 측벽(866)의 상단으로부터 외측 컵(862)의 내측 방향으로 연장된다. 경사벽(870)은 위로 갈수록 기판 지지 유닛(830)에 가까워지도록 제공된다. 경사벽(870)은 링 형상을 가지도록 제공된다. 경사벽(870)의 상단은 기판 지지 유닛(830)에 지지된 기판(W)보다 높게 위치된다.
승강 유닛(890)은 내측 컵(852) 및 외측 컵(862)을 각각 승강 이동시킨다. 승강 유닛(890)은 내측 이동 부재(892) 및 외측 이동 부재(894)를 포함한다. 내측 이동 부재(892)는 내측 컵(852)을 승강 이동 시키고, 외측 이동 부재(894)는 외측 컵(862)을 승강 이동시킨다.
액 공급 유닛(840)은 기판(W) 상에 처리액 및 비드 제거액을 공급한다. 액 공급 유닛(840)은 처리 노즐(842) 및 이비알 노즐(844)을 포함한다. 처리 노즐(842)은 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 예컨대, 처리액은 포토 레지스트와 같은 감광액일 수 있다. 기판(W) 상에 도포된 감광액은 감광막을 형성한다. 이비알 노즐(844)은 기판의 가장자리 영역에 비드를 제거한다. 이비알 노즐(844)은 기판(W)의 가장자리 영역에 비드 제거액을 공급한다. 일 예에 의하면, 기판(W)의 가장자리 영역은 기판(W)의 측단을 포함하는 영역일 수 있다. 비드 제거액은 기판(W) 상에 도포된 감광막을 제거할 수 있는 액일 수 있다. 비드 제거액은 신나일 수 있다.
다시 도 3 및 도 6을 참조하면, 베이크 챔버(420)는 기판(W)을 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 처리액을 도포하기 전에 기판(W)을 소정의 온도로 가열하여 기판(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 처리액을 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 감광막의 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(482)이 제공된다. 기판 반송 유닛(482)은 베이크 챔버들(470), 현상챔버들(460), 제 1 버퍼 모듈(310)의 제 2 버퍼(330) 및 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(482)은 도포모듈(401)의 기판 반송 유닛(1000)의 아래에 위치한다.
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.
842: 처리 노즐 844: 이비알 노즐
1500: 반송 로봇 1700: 핸드
1742: 베이스 판 1744: 안착판
1746: 흡착홀

Claims (5)

  1. 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판의 측단을 포함하는 영역에 비드를 제거하기 위해 비드 제거액을 공급하는 이비알 노즐을 가지는 액 공급 유닛과;
    상기 처리 공간으로 기판을 반출입하는 반송 로봇을 포함하되,
    상기 반송 로봇은,
    흡착홀을 가지며, 기판을 지지하는 핸드와;
    상기 핸드에 기판이 진공 흡착되도록 상기 흡착홀을 감압하는 감압 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸드는,
    상하 방향을 향하며, 기판의 반경보다 큰 곡률 반경으로 제공되는 통공이 형성된 베이스판과;
    상기 베이스판의 내측면으로부터 안쪽으로 연장되는 복수의 안착판과;
    상기 안착판의 상면에 설치되며 상기 흡착홀이 형성되는 흡착 패드를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반송 로봇은,
    상기 핸드를 이동시키는 이동 부재와;
    상기 핸드 상에서 기판의 위치 어긋남 량을 측정하는 측정 부재와;
    상기 이동 부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 기판이 상기 기판 지지 유닛 상의 정위치에 놓여지도록 상기 기판의 위치 어긋남 량에 근거하여 상기 이동 부재의 기판 반송 위치가 보정되도록 상기 이동 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    반송 로봇으로 상기 기판을 공정 챔버 내에 제공된 기판 지지 유닛에 반송하는 기판 반송 단계와;
    상기 기판 지지 유닛에 지지된 상기 기판 상에 비드 제거액을 공급하여 상기 기판의 가장자리 영역에 비드를 제거하는 기판 처리 단계를 포함하되,
    상기 기판은 상기 반송 로봇에서 진공 흡착에 의해 지지되는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판 반송 단계에는 상기 반송 로봇의 핸드 상에서 기판의 위치 어긋남 량을 측정하고, 상기 기판 지지 유닛에 놓여질 기판의 위치에서 상기 기판의 위치 어긋남 량만큼 이동된 위치로 반송하여 상기 기판을 상기 기판 지지 유닛의 정위치로 반송하는 기판 처리 방법.
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