KR20180006710A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20180006710A
KR20180006710A KR1020160087427A KR20160087427A KR20180006710A KR 20180006710 A KR20180006710 A KR 20180006710A KR 1020160087427 A KR1020160087427 A KR 1020160087427A KR 20160087427 A KR20160087427 A KR 20160087427A KR 20180006710 A KR20180006710 A KR 20180006710A
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박황수
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 복수개의 처리 유닛과; 상기 처리 유닛 간에 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함하되, 상기 반송 유닛은, 기판을 지지하는 핸드와; 상기 핸드를 지지하는 아암과; 상기 핸드에 지지된 기판의 정위치 여부를 판단하는 위치 센서를 포함하고, 상기 위치 센서는 상기 핸드에 설치된다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUSBSTRATE}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진, 식각, 증착, 이온주입, 그리고 세정 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 이 중 사진공정은 패턴을 형성하기 위해 공정으로 반도체 소자의 고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
사진 공정은 크게 도포공정, 노광공정 그리고 현상공정으로 이루어지며, 도포공정 후 노광공정이 진행되기 전 및 노광공정이 진행된 후 단계에는 베이크 공정을 수행한다. 베이크 공정은 기판을 열 처리하는 과정으로, 가열 플레이트에 놓인 기판을 히터로부터 제공된 열로 인해 그 기판을 열 처리한다. 따라서, 베이크 공정이 수행되는 가열 챔버는 그 외의 챔버들에 비해 높은 온도에서 공정이 수행된다.
도 1은 기판을 반송하는 일반적인 반송 유닛(1)을 보여주는 사시도이다. 도 1을 참고하면, 일반적으로, 기판에 액을 공급하여 기판의 표면에 포토레지스트 액을 도포하는 도포 공정에서 사진 공정이 수행되는 기판 처리 설비 내의 공정 챔버들 간의 기판의 반송은 기판을 진공 방식으로 유지하여 반송하는 타입의 반송 유닛(1)에 의해 수행된다. 이 경우, 기판의 엣지 부의 비드 제거 시 정밀한 제거를 위해 도포 공정이 수행되는 챔버로 기판 반입 시 기판의 위치를 정밀하게 조정할 필요가 있으므로, 기판을 진공 방식으로 유지하여 반송하는 타입의 반송 유닛(1)은 기판이 핸드(2) 상에 정위치 되는지 여부를 센서(3)를 이용해 판단할 수 있도록 제공된다.
그러나 일반적으로, 센서(3)는 베이스(4)에 고정되게 제공되고, 기판 반송 시 핸드(5500)는 기판을 지지한 상태에서 베이스(4)의 상면에 대향되는 위치와 베이스(4)의 상면을 벗어나는 위치 간에 이동한다. 따라서, 핸드(5500)가 기판을 지지한 상태에서 베이스(4)의 상면으로부터 벗어난 경우, 기판이 핸드(5500) 상의 정위치를 이탈한 경우 이를 이를 인식하지 하지 못한다. 그러므로, 기판이 핸드 상의 정위치를 이탈한 상태에서 기판을 반송하게 되어 기판의 파손이 발생될 수 있고, 기판이 반송되어야 할 정위치로부터 어긋나게 안착될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 핸드가 베이스의 상면으로부터 벗어난 경우에도 기판의 위치를 감지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판의 파손을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판을 정밀하게 반송할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 복수개의 처리 유닛과; 상기 처리 유닛 간에 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함하되, 상기 반송 유닛은, 기판을 지지하는 핸드와; 상기 핸드를 지지하는 아암과; 상기 핸드에 지지된 기판의 정위치 여부를 판단하는 위치 센서를 포함하고, 상기 위치 센서는 상기 핸드에 설치된다.
상기 핸드는, 상기 아암의 끝단에 연결되고, 전방부측의 일부가 절단된 링 형상으로 제공된 지지부와; 기판이 지지되고, 상기 지지부의 내측면으로부터 내측 방향으로 돌출된 안착 돌기를 포함하되, 상기 위치 센서는 상기 안착 돌기의 상면에 제공될 수 있다.
상기 안착 돌기는 상기 지지부의 둘레 방향을 따라 복수개가 서로 이격되게 제공된다.
상기 위치 센서는 상기 지지부의 중심에 인접한 위치로부터 외측 방향으로 복수개가 배열될 수 있다.
각각의 상기 안착 돌기에 상기 지지부의 중심에 인접한 위치로부터 동일한 순서에 위치된 위치 센서는 서로 상기 핸드의 정위치에 안착된 기판의 중심으로부터 동일한 거리에 위치된다.
이와 달리, 상기 핸드는, 상기 아암의 끝단으로부터 연장된 핸드 지지부와; 상부에서 바라볼 때, 상기 핸드 지지부로부터 전방을 기준으로 서로 일정 각도 이격된 방향으로 돌출된 제 1 블레이드 및 제 2 블레이드를 포함하되, 상기 위치 센서는 상기 제 1 블레이드 및 상기 제 2 블레이드의 상면에 제공될 수 있다.
상기 위치 센서는, 상기 제 1 블레이드의 끝단으로부터 상기 핸드 지지부를 향한 방향으로 복수개가 배열되고, 상기 제 2 블레이드의 끝단으로부터 상기 핸드 지지부를 향한 방향으로 복수개가 배열될 수 있다.
상기 제 1 블레이드에 제공된 위치 센서 및 상기 제 2 블레이드에 제공된 위치 센서 중 상기 핸드 지지부에 인접한 위치로부터 동일한 순서에 위치된 위치 센서들은 서로 상기 핸드의 정위치에 안착된 기판의 중심으로부터 동일한 거리에 위치된다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치는 핸드가 베이스의 상면으로부터 벗어난 경우에도 기판의 위치를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 본 발명의 기판 처리 장치는 기판을 정밀하게 반송할 수 있다.
도 1은 기판을 반송하는 일반적인 반송 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판 처리 장치를 A-A 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 반송 유닛을 개략적으로 보여주는 측면도이다.
도 6은 도 5의 핸드를 보여주는 평면도이다.
도 7은 기판이 도 6의 핸드에 정위치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 기판이 도 6의 핸드에 정위치로부터 벗어나게 위치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 5의 다른 실시 예에 따른 핸드를 보여주는 평면도이다.
도 10은 기판이 도 9의 핸드에 정위치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 기판이 도 9의 핸드에 정위치로부터 벗어나게 위치된 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 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 실시 예의 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 장치로서, 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 포토리소그래피 공정을 수행하는 데 사용된다. 특히 본 실시 예의 기판 처리 장치는 기판에 대해 도포 공정, 현상 공정을 수행하는 데 사용된다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 기판 처리 장치(10)를 상부에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 2의 기판 처리 장치(10)를 A-A 방향에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 2의 기판 처리 장치(10)를 B-B 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 기판 처리 장치(10)는 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)을 포함한다. 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)은 순차적으로 일 방향으로 일렬로 배치된다.
이하, 로드 포트(100), 인덱스 모듈(200), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400), 그리고 인터페이스 모듈(700)이 배치된 방향을 제 1 방향(12)이라 한다. 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(12)과 수직한 방향을 제 2 방향(14)이라 하고, 제 1 방향(12) 및 제 2 방향(14)과 각각 수직한 방향을 제 3 방향(16)이라 한다.
웨이퍼(W)는 카세트(20) 내에 수납된 상태로 이동된다. 카세트(20)는 외부로부터 밀폐될 수 있는 구조를 가진다. 일 예로 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), 버퍼 모듈(300), 도포 및 현상 모듈(400) 그리고 인터페이스 모듈(700)에 대해 설명한다.
로드 포트(100)는 웨이퍼들(W)이 수납된 카세트(20)가 놓여지는 재치대(120)를 가진다. 재치대(120)는 복수개가 제공되며, 재치대들(120)은 제 2 방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 2에서는 4개의 재치대(120)가 제공된다.
인덱스 모듈(200)은 로드 포트(100)의 재치대(120)에 놓인 카세트(20)와 버퍼 모듈(300) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 인덱스 모듈(200)은 프레임(210), 인덱스 로봇(220), 그리고 가이드 레일(230)을 포함한다. 프레임(210)은 대체로 내부가 빈 직육면체의 형상으로 제공되며, 로드 포트(100)와 버퍼 모듈(300) 사이에 배치된다. 인덱스 모듈(200)의 프레임(210)은 후술하는 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 웨이퍼(W)를 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 구조이다. 인덱스 로봇(220)은 핸드(221), 아암(222), 지지대(223), 그리고 받침대(224)를 포함한다. 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 고정 결합된다. 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.
버퍼 모듈(300)은 프레임(310), 제 1 버퍼(320), 제 2 버퍼(330), 냉각 챔버(350), 그리고 버퍼 로봇(360)을 포함한다. 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 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 제공된다. 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 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(331)은 인덱스 로봇(220), 버퍼 로봇(360) 그리고 후술하는 현상 모듈(402)의 현상부 로봇(482)이 하우징(331) 내 지지대(332)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향, 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 그리고 후술하는 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 버퍼 로봇(360)이 제공된 방향 및 후술하는 도포 모듈(401)에 위치된 반송 유닛(5000)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.
버퍼 로봇(360)은 제 1 버퍼(320)와 제 2 버퍼(330) 간에 웨이퍼(W)를 이송시킨다. 버퍼 로봇(360)은 핸드(361), 아암(362), 그리고 지지대(363)를 포함한다. 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 상부 또는 하부 방향으로 더 길게 제공될 수 있다. 버퍼 로봇(360)은 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 웨이퍼(W)를 냉각한다. 냉각 챔버(350)는 하우징(351)과 냉각 플레이트(352)를 포함한다. 냉각 플레이트(352)는 웨이퍼(W)가 놓이는 상면 및 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)를 냉각 플레이트(352) 상에 위치시키는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다. 하우징(351)은 인덱스 로봇(220) 및 현상 모듈(402)에 제공된 현상부 로봇이 냉각 플레이트(352)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인덱스 로봇(220)이 제공된 방향 및 현상부 로봇(482)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 또한, 냉각 챔버(350)에는 상술한 개구를 개폐하는 도어들이 제공될 수 있다.
도포 및 현상 모듈(400)은 노광 공정 전에 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정 및 노광 공정 후에 웨이퍼(W)를 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 웨이퍼(W)에 대해 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 공정 및 레지스트 도포 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 도포 모듈(401)은 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)를 가진다. 레지스트 도포 챔버(410), 베이크 챔버(420), 그리고 반송 챔버(430)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 레지스트 도포 챔버(410)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 베이크 챔버(420)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
반송 챔버(430)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 1 버퍼(320)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(430) 내에는 반송 유닛(5000)이 위치된다. 반송 챔버(430)는 대체로 직사각의 형상을 가진다.
반송 유닛(5000)은 기판을 처리하는 복수개의 처리 유닛 간에 기판을 반송한다. 일 실시 예에 따르면, 반송 유닛(5000)이 기판을 반송하는 처리 유닛은 제 1 처리 챔버 및 제 2 처리 챔버를 포함한다. 제 2 처리 챔버는 제 1 처리 챔버보다 높은 온도에서 공정이 수행된다. 예를 들면, 제 1 처리 챔버는 도 2의 레지스트 도포 챔버(410)와 같은 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버로 제공되고, 제 2 처리 챔버는 도 2의 베이크 챔버(420)와 같은 기판을 가열하는 가열 챔버로 제공될 수 있다.
도 5는 도 2의 반송 유닛(5000)을 개략적으로 보여주는 측면도이다. 도 5를 참고하면, 반송 유닛(5000)은 가이드 레일(5100), 받침대(5200), 지지 축(5300), 베이스(5400), 핸드(5500), 아암(5600), 위치 센서(5800) 및 제어기(5700)를 포함한다.
가이드 레일(5100)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(5100)은 반송 유닛(5000)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다.
받침대(5200)는 가이드 레일(5100)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(5100)에 결합된다. 지지 축(5300)은 받침대(5200)에 고정 결합된다. 베이스(5400)는 지지 축(5300)의 상면에 위치된다. 베이스(5400)는 축 회전이 가능하도록 지지 축(5300)에 결합된다. 베이스(5400)는 지지 축(5300)에 대해 제3방향(16)을 중심으로 축 회전될 수 있다.
베이스(5400)는 대체로 직육면체 형상을 가지도록 제공된다. 베이스(5400)는 그 길이방향이 수평방향을 향하도록 제공된다. 베이스(5400)에는 가이드(5410)가 제공된다. 가이드(5410)는 핸드(5500)가 베이스(5400)의 길이 방향을 따라 직선 운동 할 수 있도록 핸드(5500)의 이동방향을 안내한다. 가이드(5410)는 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가이드(5410)는 핸드(5500)와 동일한 개수로 제공될 수 있다. 각각의 가이드(5410)는 그 길이 방향이 베이스(5400)와 평행하도록 제공된다.
도 6은 도 5의 핸드(5500)를 보여주는 평면도이다. 도 6을 참조하면, 핸드(5500)는 기판(W)을 지지한다. 일 실시 예에 따른, 핸드(5500)는 지지부(5510)와 안착 돌기(5520)를 포함한다.
지지부(5510)는 핸드(5500)를 지지하는 아암(5600)의 끝단에 연결된다. 지지부(5510)는 전방부 측의 일부가 절단된 링 형상으로 제공된다.
안착 돌기(5520)에는 기판(W)이 지지된다. 안착 돌기(5520)는 지지부(5510)의 내측면으로부터 내측 방향으로 돌출되도록 제공된다. 안착 돌기(5520)는 지지부(5510)의 둘레 방향을 따라 복수개가 서로 이격되게 제공된다.
위치 센서(5800)는 핸드(5500)에 지지된 기판(W)의 정위치 여부를 판단한다. 위치 센서(5800)는 핸드(5500)에 설치된다. 일 실시 예에 따르면, 위치 센서(5800)는 안착 돌기(5520)의 상면에 제공된다. 각각의 안착 돌기(5520)에 제공된 위치 센서(5800)는 지지부(5510)의 중심에 인접한 위치로부터 외측 방향으로 복수개가 배열된다. 위치 센서(5800)는 각 안착 돌기(5520) 별로 동일한 수로 제공된다.
도 7은 기판(W)이 도 6의 핸드(5500)에 정위치된 모습을 보여주는 도면이다. 도 8은 기판(W)이 도 6의 핸드(5500)에 정위치로부터 벗어나게 위치된 모습을 보여주는 도면이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 각각의 안착 돌기(5520)에 지지부(5510)의 중심에 인접한 위치로부터 동일한 순서에 위치된 위치 센서(5800)는 서로 핸드(5500)의 정위치에 안착된 기판(W)의 중심으로부터 동일한 거리에 위치된다. 따라서, 기판(W)이 핸드(5500) 상에 정위치된 경우, 기판(W)은 각각의 안착 돌기(5520)에 제공된 위치 센서 중 동일한 수의 위치 센서(5800)의 상부에 위치되게 된다. 따라서, 제어기(5700)는 각각의 안착 돌기(5520)에 제공된 위치 센서(5800) 중 기판(W)을 감지하는 위치 센서의 수가 동일한 경우, 기판(W)이 정위치에 안착된 것으로 판단한다. 이와 달리, 도 8과 같이 각각의 안착 돌기(5520)에 제공된 위치 센서(5800) 중 기판(W)을 감지하는 위치 센서의 수가 상이한 경우, 제어기(5700)는 기판(W)이 정위치로부터 어긋난 것으로 판단하고, 알람 부재(5900)를 통해 알람을 발생시키고, 장치의 가동을 중지시킬 수 있다.
도 9는 도 5의 다른 실시 예에 따른 핸드(6500)를 보여주는 평면도이다. 도 9를 참조하면, 핸드(6500)는 기판(W)을 지지한다. 일 실시 예에 따른, 핸드(6500)는 핸드 지지부(6510), 제 1 블레이드(6520) 및 제 2 블레이드(6530)를 포함한다.
핸드 지지부(6510)는 아암(도 5의 5600)의 끝단으로부터 연장된다.
기판(W)은 제 1 블레이드(6520) 및 제 2 블레이드(6530)에 놓인다. 제 1 블레이드(6520) 및 제 2 블레이드(6530)는 상부에서 바라볼 때, 핸드 지지부(6510)로부터 전방을 기준으로 서로 일정 각도 이격된 방향으로 돌출된다.
일 실시 예에 따르면, 위치 센서(5800)는 제 1 블레이드(6520) 및 제 2 블레이드(6530)의 상면에 제공된다. 위치 센서(5800)는 제 1 블레이드(6520)의 끝단으로부터 핸드 지지부(6510)를 향한 방향으로 복수개가 배열되고, 제 2 블레이드(6530)의 끝단으로부터 핸드 지지부(6510)를 향한 방향으로 복수개가 배열된다. 제 1 블레이드(6520)에 제공된 위치 센서(5800) 및 제 2 블레이드(6530)에 제공된 위치 센서(5800)는 동일한 수로 제공된다.
도 10은 기판(W)이 도 9의 핸드(6500)에 정위치된 모습을 보여주는 도면이다. 도 11은 기판(W)이 도 9의 핸드(6500)에 정위치로부터 벗어나게 위치된 모습을 보여주는 도면이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 제 1 블레이드(6520)에 제공된 위치 센서(5800) 및 제 2 블레이드(6530)에 제공된 위치 센서(5800) 중 핸드 지지부(6510)에 인접한 위치로부터 동일한 순서에 위치된 위치 센서(5800)들은 서로 핸드(6500)의 정위치에 안착된 기판(W)의 중심으로부터 동일한 거리에 위치된다. 따라서, 기판(W)이 핸드(6500) 상에 정위치된 경우, 기판(W)은 제 1 블레이드(6520)에 제공된 위치 센서(5800) 및 제 2 블레이드(6530)에 제공된 위치 센서(5800) 중 각각 동일한 수의 위치 센서(5800)의 상부에 위치되게 된다. 따라서, 제어기(5700)는 기판(W)을 감지하는 제 1 블레이드(6520)에 제공된 위치 센서(5800) 및 기판(W)을 감지하는 제 2 블레이드(6530)에 제공된 위치 센서(5800)의 수가 동일한 경우, 기판(W)이 정위치에 안착된 것으로 판단한다. 이와 달리, 도 11과 같이 기판(W)을 감지하는 제 1 블레이드(6520)에 제공된 위치 센서(5800) 및 기판(W)을 감지하는 제 2 블레이드(6530)에 제공된 위치 센서(5800)의 수가 상이한 경우, 제어기(5700)는 기판(W)이 정위치로부터 어긋난 것으로 판단하고, 알람 부재(5900)를 통해 알람을 발생시키고, 장치의 가동을 중지시킬 수 있다.
인덱스 로봇(220), 버퍼 로봇(360), 인터페이스 로봇(740) 및 현상부 로봇(482)의 기판을 지지하는 구성은 반송 유닛(5000)의 핸드(5500, 6500) 및 위치 센서(5800)와 동일한 구성 및 구조로 제공될 수 있다.
도 9의 핸드(6500)를 가지는 반송 유닛의 핸드(6500) 외의 구성, 구조 및 기능 등은 도 6의 핸드(6500)를 가지는 반송 유닛과 동일하게 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치는 핸드에 위치 센서를 제공함으로써, 핸드가 위치된 위치와 무관하게 핸드 상에서 기판의 정위치 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 기판이 정위치로부터 벗어난 경우, 알람을 발생시키고, 장치의 가동을 중지시킴으로써, 기판 반송 중 발생될 수 있는 기판의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 기판을 정밀하게 반송할 수 있다.
도 6 내지 도 11의 경우와 달리, 위치 센서는 핸드 상에 지지된 기판의 정위치 여부를 측정할 수 있는 다양한 형태 및 종류로 핸드에 제공될 수 있다. 예를 들면, 위치 센서는 광센서, 접촉 센서(감압식, 정전식 등) 또는 CCD(Charge Coupled Device)방식의 센서 등으로 제공될 수 있다. 또한, 하나의 안착 돌기 또는 블레이드에 하나의 위치 센서가 제공될 수 있다. 이 경우, 위치 센서는 안착 돌기 또는 블레이드의 길이 방향을 따라 각각의 안착 돌기 또는 블레이드 별로 동일한 일정 길이로 제공될 수 있다. 또한, 각 위치 센서는 각각의 안착 돌기 또는 블레이드에 대해 상대적으로 동일한 위치에 위치될 수 있다. 이 경우, 위치 센서는 상부에서 바라볼 때, 기판과 중첩되는 영역의 범위에 따라 기판의 위치를 판단할 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참고하면, 레지스트 도포 챔버들(410)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 레지스트 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. 레지스트 도포 챔버(410)는 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포한다. 레지스트 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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(412)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(413)은 지지 플레이트(412)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 포토 레지스트를 공급한다. 노즐(413)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 포토 레지스트를 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(413)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(413)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 추가적으로 레지스트 도포 챔버(410)에는 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(414)이 더 제공될 수 있다.
베이크 챔버(420)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(420)은 포토 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W) 표면의 유기물이나 수분을 제거하는 프리 베이크(prebake) 공정이나 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 도포한 후에 행하는 소프트 베이크(soft bake) 공정 등을 수행하고, 각각의 가열 공정 이후에 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 공정 등을 수행한다.
베이크 챔버(420)는 가열 유닛(421) 또는 냉각 플레이트(422)를 가진다. 냉각 플레이트(422)에는 냉각수 또는 열전 소자와 같은 냉각 수단(424)이 제공된다. 베이크 챔버(420)들 중 일부는 가열 유닛(421)만을 구비하고, 다른 일부는 냉각 플레이트(422)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 가열 유닛(421)과 냉각 플레이트(422)는 하나의 베이크 챔버(420) 내에 함께 제공될 수 있다.
현상 모듈(402)은 웨이퍼(W) 상에 패턴을 얻기 위해 현상액을 공급하여 포토 레지스트의 일부를 제거하는 현상 공정, 및 현상 공정 전후에 웨이퍼(W)에 대해 수행되는 가열 및 냉각과 같은 열처리 공정을 포함한다. 현상모듈(402)은 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)를 가진다. 현상 챔버(460), 베이크 챔버(470), 그리고 반송 챔버(480)는 제 2 방향(14)을 따라 순차적으로 배치된다. 따라서 현상 챔버(460)와 베이크 챔버(470)는 반송 챔버(480)를 사이에 두고 제 2 방향(14)으로 서로 이격되게 위치된다. 현상 챔버(460)는 복수 개가 제공되며, 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다. 베이크 챔버(470)는 제 1 방향(12) 및 제 3 방향(16)으로 각각 복수 개씩 제공된다.
반송 챔버(480)는 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 제 1 방향(12)으로 나란하게 위치된다. 반송 챔버(480) 내에는 현상부 로봇(482)과 가이드 레일(483)이 위치된다. 반송 챔버(480)는 대체로 직사각의 형상을 가진다. 현상부 로봇(482)은 베이크 챔버들(470), 현상 챔버들(460), 그리고 제 1 버퍼 모듈(300)의 제 2 버퍼(330)와 냉각 챔버(350) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 가이드 레일(483)은 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 나란하도록 배치된다. 가이드 레일(483)은 현상부 로봇(482)이 제 1 방향(12)으로 직선 이동되도록 안내한다. 현상부 로봇(482)은 핸드(484), 아암(485), 지지대(486), 그리고 받침대(487)를 가진다. 핸드(484)는 아암(485)에 고정 설치된다. 아암(485)은 신축 가능한 구조로 제공되어 핸드(484)가 수평 방향으로 이동 가능하도록 한다. 지지대(486)는 그 길이 방향이 제 3 방향(16)을 따라 배치되도록 제공된다. 아암(485)은 지지대(486)를 따라 제 3 방향(16)으로 직선 이동 가능하도록 지지대(486)에 결합된다. 지지대(486)는 받침대(487)에 고정 결합된다. 받침대(487)는 가이드 레일(483)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(483)에 결합된다. 이와 달리, 현상부 로봇(482)은 도포 유닛(401)에 제공된 반송 유닛(5000)과 유사한 형태로 제공될 수 있다.
현상 챔버들(460)은 모두 동일한 구조를 가진다. 다만, 각각의 현상 챔버(460)에서 사용되는 현상액의 종류는 서로 상이할 수 있다. 현상 챔버(460)는 웨이퍼(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.
현상 챔버(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, 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지 플레이트(462)는 회전 가능하게 제공된다. 노즐(463)은 지지 플레이트(462)에 놓인 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한다. 노즐(463)은 원형의 관 형상을 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액 공급할 수 있다. 선택적으로 노즐(463)은 웨이퍼(W)의 직경에 상응하는 길이를 가지고, 노즐(463)의 토출구는 슬릿으로 제공될 수 있다. 또한, 현상 챔버(460)에는 추가적으로 현상액이 공급된 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 탈이온수와 같은 세정액을 공급하는 노즐(464)이 더 제공될 수 있다.
현상모듈(402)의 베이크 챔버(470)는 웨이퍼(W)를 열처리한다. 예컨대, 베이크 챔버들(470)은 현상 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 가열하는 포스트 베이크 공정 및 현상 공정이 수행된 후에 웨이퍼(W)를 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. 베이크 챔버(470)들 중 일부는 냉각 플레이트(471)만을 구비하고, 다른 일부는 가열 플레이트(472)만을 구비할 수 있다. 선택적으로 냉각 플레이트(471)와 가열 플레이트(472)는 하나의 베이크 챔버(470) 내에 제공될 수 있다. 그 외 현상 모듈(402)의 베이크 챔버(470)의 구성들은 도포 모듈(401)의 베이크 챔버와 유사한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상술한 도포 및 현상 모듈(400)에서 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 서로 간에 분리되도록 제공될 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때 도포 모듈(401)과 현상 모듈(402)은 동일한 챔버 배치를 가질 수 있다.
인터페이스 모듈(700)은 웨이퍼(W)를 이송한다. 인터페이스 모듈(700)은 프레임(710), 제 1 버퍼(720), 제 2 버퍼(730), 그리고 인터페이스 로봇(740)를 포함한다. 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 적층되게 배치된다. 제 1 버퍼(720)는 제 2 버퍼(730)보다 높게 배치된다.
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 웨이퍼(W)를 운반한다.
제 1 버퍼(720)는 공정이 수행된 웨이퍼(W)들이 노광 장치(900)로 이동되기 전에 이들을 일시적으로 보관한다. 그리고 제 2 버퍼(730)는 노광 장치(900)에서 공정이 완료된 웨이퍼(W)들이 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 웨이퍼(W)가 놓인다. 하우징(721)은 인터페이스 로봇(740)이 하우징(721) 내로 지지대(722)에 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있도록 인터페이스 로봇(740)이 제공된 방향에 개구를 가진다. 제 2 버퍼(730)는 제 1 버퍼(720)와 유사한 구조를 가진다. 인터페이스 모듈에는 웨이퍼에 대해 소정의 공정을 수행하는 챔버의 제공 없이 상술한 바와 같이 버퍼들 및 로봇만 제공될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 기판에 대해 레지스트 도포 공정을 수행하는 장치를 예를 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 기판을 반송하는 반송 유닛의 핸드에 지지된 기판의 위치를 감지하는 것이 요구되는 모든 장치에 적용 가능하다.
10: 기판 처리 장치 410: 레지스트 도포 챔버
420: 베이크 챔버 5000: 반송 유닛
5100: 가이드 레일 5200: 받침대
5300: 지지 축 5400: 베이스
5500: 핸드 5510: 지지부
5520: 안착 돌기 5800: 위치 센서
6500: 핸드 6510: 핸드 지지부
6520: 제 1 블레이드 6530: 제 2 블레이드

Claims (8)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 복수개의 처리 유닛과;
    상기 처리 유닛 간에 기판을 반송하는 반송 유닛을 포함하되,
    상기 반송 유닛은,
    기판을 지지하는 핸드와;
    상기 핸드를 지지하는 아암과;
    상기 핸드에 지지된 기판의 정위치 여부를 판단하는 위치 센서를 포함하고,
    상기 위치 센서는 상기 핸드에 설치되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드는,
    상기 아암의 끝단에 연결되고, 전방부측의 일부가 절단된 링 형상으로 제공된 지지부와;
    기판이 지지되고, 상기 지지부의 내측면으로부터 내측 방향으로 돌출된 안착 돌기를 포함하되,
    상기 위치 센서는 상기 안착 돌기의 상면에 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 안착 돌기는 상기 지지부의 둘레 방향을 따라 복수개가 서로 이격되게 제공된 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 상기 지지부의 중심에 인접한 위치로부터 외측 방향으로 복수개가 배열되는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각의 상기 안착 돌기에 상기 지지부의 중심에 인접한 위치로부터 동일한 순서에 위치된 위치 센서는 서로 상기 핸드의 정위치에 안착된 기판의 중심으로부터 동일한 거리에 위치되는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드는,
    상기 아암의 끝단으로부터 연장된 핸드 지지부와;
    상부에서 바라볼 때, 상기 핸드 지지부로부터 전방을 기준으로 서로 일정 각도 이격된 방향으로 돌출된 제 1 블레이드 및 제 2 블레이드를 포함하되,
    상기 위치 센서는 상기 제 1 블레이드 및 상기 제 2 블레이드의 상면에 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 센서는,
    상기 제 1 블레이드의 끝단으로부터 상기 핸드 지지부를 향한 방향으로 복수개가 배열되고,
    상기 제 2 블레이드의 끝단으로부터 상기 핸드 지지부를 향한 방향으로 복수개가 배열되는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드에 제공된 위치 센서 및 상기 제 2 블레이드에 제공된 위치 센서 중 상기 핸드 지지부에 인접한 위치로부터 동일한 순서에 위치된 위치 센서들은 서로 상기 핸드의 정위치에 안착된 기판의 중심으로부터 동일한 거리에 위치되는 기판 처리 장치.
KR1020160087427A 2016-07-11 2016-07-11 기판 처리 장치 KR20180006710A (ko)

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